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Hintergrund und Kurzdarlegung
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Viele
Verbrennungsmotoren nutzen Benzindirekteinspritzung (BDI), um den
Leistungswirkungsgrad und den Bereich zu vergrößern, über den Kraftstoff dem Zylinder
geliefert werden kann. BDI-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können Kraftstoff
hohen Drucks zur Einspritzung erfordern, um eine bessere Zerstäubung für eine effizientere
Verbrennung zu erzeugen. Bei vielen BDI-Anwendungen kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe
verwendet werden, um den Druck des den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gelieferten
Kraftstoffs anzuheben. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe kann ein mechanisches
Magnetventil (MMV) umfassen, das zum Steuern des Strömens von
Kraftstoff in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe betätigt werden kann. Während des
Betriebs der Hochdruck-Kraftstoffpumpe kann die Betätigung des
MMV NVH-Geräusche
(NVH, kurz vom engl. Noise, Vibration, Harshness, Geräusch, Vibration,
Rauhigkeit) erzeugen. Insbesondere kann ein erstes NVH-Geräusch infolge
eines Anschlagens eines Einlassventils des MMV gegen seine Anschlagposition bei Öffnen des
MMV für
Kraftstoffaufnahme erzeugt werden. Ein zweites NVH-Geräusch kann
infolge des Schließens
des Einlassventils gegen eine Anschlagplatte des MMV bei Schließen des
MMV nach der Kraftstoffaufnahme erzeugt werden; und ein drittes NVH-Geräusch kann
durch ein Aufprallen des Einlassventils infolge eines Freigebens
des geschlossen gehaltenen MMV, während sich Druck während eines Förderhubs
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe
aufbaut, erzeugt werden. Diese NVH-Geräusche können von einem Fahrer des Fahrzeugs
negativ wahrgenommen werden, insbesondere während Motorleerlauf, wenn das
Motorgeräusch
verglichen mit dem Motorgeräusch
bei anderen Motordrehzahlen und Betriebsbedingungen verringert ist.
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Eine
Vorgehensweise zum Verringern der vorstehend beschriebenen NVH-Geräusche kann
ein Verfahren zum Steuern eines mechanischen Magnetventils einer
Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Liefern von Kraftstoff zu einem Motor
umfassen. Das Verfahren umfasst während einer Leerlaufbedingung das
Anpassen eines Anzugstroms des mechanischen Magnetventils, der zum
Steuern des Schließens
des mechanischen Magnetventils beruhend auf einem Kraftstoffdruck
stromabwärts
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe genutzt wird, wobei der Anzugstrom
wenn möglich
verringert wird, während dem
mechanischen Magnetventil ein Schließen ermöglicht wird, wie durch einen
Anstieg in dem stromabwärts
vorliegenden Kraftstoffdruck angezeigt wird.
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Durch
Kalibrieren des Anzugstrom des mechanischen Magnetventils in einer
Rückkopplungsschleife
auf den kleinsten Nennwert, der immer noch groß genug ist, um das mechanische
Magnetventil zu schließen,
kann die Schließkraft
des mechanischen Magnetventils verringert werden, so dass das Ventil sanft
gegen die Anschlagplatte schließt.
Auf diese Weise kann das infolge des Schließens des MMV erzeugte NVH-Geräusch verringert
oder beseitigt werden, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verbessern.
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Eine
andere Vorgehensweise zum Verringern der vorstehend beschriebenen
NVH-Geräusche kann
ein Verfahren zum Steuern eines mechanischen Magnetventils einer
Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Liefern von Kraftstoff zu einem Motor
umfassen. Das Verfahren umfasst während einer Leerlaufbedingung
das Anpassen eines Anzugstroms des mechanischen Magnetventils, der
zum Steuern des Schließens
des mechanischen Magnetventils beruhend auf einem Kraftstoffdruck
stromabwärts
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe genutzt wird, wobei der Anzugstrom
wenn möglich
verringert wird, während dem
mechanischen Magnetventil ein Schließen ermöglicht wird, wie durch einen
Anstieg in dem stromabwärts
vorliegenden Kraftstoffdruck angezeigt wird. Das Verfahren umfasst
weiterhin als Reaktion auf den Anstieg des stromabwärts vorliegenden
Kraftstoffdrucks das Auslösen
eines Haltstrom-Arbeitszyklus, der zum Halten des mechanischen Magnetventils
in einer geschlossenen Stellung genutzt wird, wobei das Durchlaufen
des Arbeitszyklus eine Dauer aufweist, die im Wesentlichen bei einem
oberen Totpunkt eines Förderpumpenhubs
des Hochdruck-Magnetventils endet.
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Durch
Verlängern
des Haltestrom-Arbeitszyklus des MMV hin zum oberen Totpunkt des
Pumpenhubs kann das NVH-Geräusch,
das durch Ventilaufprall bei Freigabe des Geschlossenhaltens des
MMG erzeugt wird, mit dem NVH-Geräusch, das durch Aufschlagen
des Einlassventils des MMV gegen seine Anschlagposition bei Öffnen des
MMV zur Kraftstoffaufnahme erzeugt wird, im Wesentlichen verschmolzen
oder damit zumindest teilweise ausgerichtet werden. Die beiden NVH-Geräusche können mit
anderen Worten verschmolzen oder ausgerichtet werden, um als einziges
NVH-Geräusch,
das von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen wird, aufzutreten. Auf
diese Weise kann die NVH-Gesamtqualität in Verbindung mit Leerlaufgeräuschen verringert
werden, was zu einem verbesserten Fahrverhalten des Fahrzeugs führt.
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Es
versteht sich, dass die vorstehende Zusammenfassung vorgesehen ist,
um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen,
welche in der eingehenden Beschreibung weiter beschrieben werden.
Es sollen keine wesentlichen oder Schlüsselmerkmale des beanspruchten
Gegenstands festgestellt werden, dessen Schutzumfang einzig und
allein durch die der eingehenden Beschreibung folgenden Ansprüche definiert
ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen
beschränkt,
welche die vorstehend oder in jedem beliebigen Teil dieser Offenbarung
angeführten
Nachteile lösen.
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Kurzbeschreibung
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Kraftstoffzufuhranlage;
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2 zeigt
eine Saug- und Fördersequenz einer
Hochdruck-Kraftstoffpumpe
der Kraftstoffzufuhranlage von 1;
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3 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, um Betriebsgeräusche bei Leerlauf zu verringern;
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4 zeigt
ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Verfahrens zum Betreiben
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, um Betriebsgeräusche bei Leerlauf zu verringern;
und
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5 zeigt
ein Flussdiagramm eines noch anderen beispielhaften Verfahrens zum
Betreiben der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, um Betriebsgeräusche bei
Leerlauf zu verringern.
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Eingehende Beschreibung
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1 zeigt
eine schematischer Darstellung einer Kraftstoffzufuhranlage 100 für einen
Verbrennungsmotor, der Benzindirekteinspritzung (BDI) nutzt, zur
Verwendung in einem Fahrzeug. Die Kraftstoffzufuhranlage 100 umfasst
eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 102, um flüssigen Kraftstoff von
einem Kraftstofftank 108 zu pumpen. In dieser Ausführungsform
ist die Kraftstoffpumpe 102 eine elektronisch gesteuerte
Hebepumpe veränderlicher Drehzahl.
In manchen Fällen
kann die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 102 nur bei einer
begrenzten Anzahl an Drehzahlen arbeiten. Es versteht sich, dass
der Kraftstofftank jeden für
einen Verbrennungsmotor geeigneten Kraftstoff wie Benzin, Methanol,
Ethanol oder eine beliebige Kombination derselben enthalten kann.
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Die
Niederdruck-Kraftstoffpumpe 102 ist mit dem Rückschlagventil 104 fluidverbunden,
um die Kraftstoffzufuhr zu erleichtern und den Kraftstoffleitungsdruck
zu halten. Insbesondere umfasst das Rückschlagventil 104 einen
Kugel- und Federmechanismus, der bei einer festgelegten Druckdifferenz aufsitzt
und abdichtet, um Kraftstoff stromabwärts zu liefern. In manchen
Ausführungsformen
kann die Kraftstoffzufuhranlage 100 eine Reihe von Rückschlagventilen
umfassen, die mit einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe 102 fluidverbunden
sind, um ein Lecken von Kraftstoff zurück stromaufwärts der Ventile
weiter zu verhindern. Das Rückschlagventil 104 ist
mit einem Filter 106 fluidverbunden. Der Filter 106 kann
kleine Verunreinigungen entfernen, die in dem Kraftstoff enthalten
sein können,
die möglicherweise
wichtige Motorbestandteile beschädigen
können.
Kraftstoff kann von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 des
Filters 106 geliefert werden. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 kann
den Druck des von dem Kraftstofffilter aufgenommenen Kraftstoffs von
einem durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 102 erzeugten
ersten Druckwert auf einen zweiten Druckwert anheben, der höher als
der erste Wert ist. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 kann mittels
einer Kraftstoffleitung 114 einem Kraftstoffverteilerrohr 118 Kraftstoff
hohen Drucks liefern. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 wird nachstehend
unter Bezug auf 2 näher erläutert. Der Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 102 kann
beruhend auf Betriebsbedingungen des Fahrzeugs angepasst werden,
um Geräusch,
Vibration und Rauhigkeit (NVH) zu verringern, was von einem Fahrer
des Fahrzeugs positiv wahrgenommen werden kann. Verfahren zum Anpassen
des Betriebs der Kraftstoffpumpe 110 höheren Drucks zum Verringern
von NVH werden nachstehend unter Bezug auf 3–5 näher erläutert.
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Ein
Kraftstoffdruckregler 112 kann in Reihe mit der Kraftstoffleitung 114 verbunden
sein, um dem Kraftstoffverteilerrohr 118 bei einem Sollwertdruck zugeführten Kraftstoff
zu regeln. Zum Regeln des Kraftstoffdrucks bei dem Sollwert kann
der Kraftstoffdruckregler 112 überschüssigen Kraftstoff mittels einer
Rückführleitung 116 zurück zu dem
Kraftstofftank 108 leiten. Es versteht sich, dass der Betrieb
des Kraftstoffdruckreglers 112 angepasst werden kann, um
den Kraftstoffdruck-Sollwert
so zu ändern,
dass er Betriebsbedingungen berücksichtigt.
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Das
Kraftstoffverteilerrohr 118 kann Kraftstoff zu jeder von
mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 120 verteilen.
Jede der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 120 kann
in einem entsprechenden Zylinder 122 des Motors 124 positioniert sein,
so dass während
des Betriebs von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 120 Kraftstoff
direkt in jeden entsprechenden Zylinder 122 eingespritzt
wird. Alternativ (oder zusätzlich)
kann der Motor 124 Kraftstoffeinspritzvorrichtungen umfassen,
die an dem Einlasskanal jedes Zylinders positioniert sind, so dass
während des
Betriebs der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen Kraftstoff in den
Einlasskanal jedes Zylinders eingespritzt wird. In der veranschaulichten
Ausführungsform
umfasst der Motor 124 vier Zylinder. Es versteht sich aber,
dass der Motor eine andere Anzahl an Zylindern umfassen kann.
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Ein
Steuergerät 132 kann
verschiedenen Signale von Sensoren empfangen, die mit der Kraftstoffzufuhranlage 100 und
dem Motor 124 verbunden sind. Zum Beispiel kann das Steuergerät 132 ein Kraftstoffdrucksignal
(und/oder Temperatursignal) von dem Kraftstoffsensor 126 empfangen,
der stromabwärts
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 positioniert sein kann
(z. B. in der Kraftstoffleitung 114 positioniert). In manchen
Fällen
kann der von dem Kraftstoffsensor 126 gemessene Kraftstoffdruck
einen Kraftstoffverteilerrohrdruck anzeigen. In manchen Ausführungsformen
kann ein Kraftstoffsensor stromaufwärts der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 positioniert
sein, um einen Druck von Kraftstoff zu messen, der aus der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 102 austritt. Weiterhin
kann das Steuergerät 132 Signale
von Motor/Abgas-Parametern von dem Motorsensor/den Motorsensoren 128 empfangen.
Diese Signale können
zum Beispiel eine Messung des eingelassenen Luftmassenstroms, der
Motorkühlmitteltemperatur, der
Motordrehzahl, der Drosselklappenstellung und des Krümmerunterdrucks,
der Schadstoffbegrenzungsvorrichtungstemperatur etc. umfassen. Zu
beachten ist, dass verschiedene Kombinationen der vorstehenden Messungen
sowie Messungen anderer verwandter Parameter von dem Sensor/den
Sensoren 128 erfasst werden können. Weiterhin kann das Steuergerät 132 Signale
von einem Geräuschsensor 130,
die einen NVH-Wert anzeigen, der durch Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 erzeugt
wird, empfangen. In manchen Ausführungsformen
können NVH-Werte
aus Motorbetriebsparametern und/oder Signalen anderer Sensoren abgeleitet
werden. Es versteht sich, dass das Steuergerät andere Signale empfangen
kann, die den Fahrzeugbetrieb anzeigen.
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Das
Steuergerät 132 kann
beruhend auf Signalen, die von dem Kraftstoffsensor 126,
dem Motorsensor/den Motorsensoren 128 und/oder dem Geräuschsensor 130 u.
a. empfangen werden, Regelung vorsehen. Zum Beispiel kann das Steuergerät 132 Signale
senden, um einen Stromwert oder eine Pulsbreite eines mechanischen
Magnetventils (MMV) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 anzupassen,
um den Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110, einen
Kraftstoffdrucksollwert des Kraftstoffdruckreglers 110 und/oder
eine Kraftstoffeinspritzmenge und/oder -steuerzeit beruhend auf
Signalen von dem Kraftstoffsensor 126, dem Motorsensor/den Motorsensoren 128 und/oder
dem Geräuschsensor 130 anzupassen.
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In
einem Beispiel ist das Steuergerät 132 ein Mikrocomputer,
der umfasst: einen Mikroprozessor, Input/Output-Ports, ein elektronisches
Speichermedium für
ausführbare
Programme und Kalibrierungswerte, beispielsweise ein Festwertspeicher,
ein Arbeitsspeicher, ein Dauerspeicher und ein Datenbus. Der Festwertspeicher
des Speichermediums kann mit maschinell lesbaren Daten programmiert
werden, die Befehle darstellen, die von dem Prozessor zum Ausführen des
nachstehend beschriebenen Verfahrens sowie anderer Varianten, die
erwartet, aber nicht eigens aufgelistet sind, ausführbar sind.
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2 zeigt
eine beispielhafte Betriebssequenz 200 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110.
Insbesondere zeigt die Sequenz 200 den Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 während Saug-
und Förderhüben des
dem Kraftstoffverteilerrohr 118 gelieferten Kraftstoffs.
Jedes der dargestellten Momente (d. h. 218, 220, 222)
der Sequenz 200 zeigt Ereignisse oder Änderungen des Betriebszustands
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110, die NVH-Geräusche erzeugen,
die von einem Fahrer des Fahrzeugs bei Leerlauf wahrgenommen werden
können.
Ein Pumpenpositions-Steuerzeitdiagramm 224 zeigt die Punkte,
an denen die dargestellten Momente von Sequenz 200 während der
Saug- und Förderhübe der Hochdruck-Pumpe 110 erfolgen.
Ein Signalsteuerzeitdiagramm 226 zeigt ein Pumpensteuerungssignal (durchgehende
Linie) und ein Stromsignal (gestrichelte Linie) eines mechanischen
Magnetventils (MMV) 202, das Kraftstoffeinlass in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 steuert.
Insbesondere kann bei 228 ein Anzugstrom des Pumpensignals ausgelöst werden
(d. h. zu einem High-Zustand geschaltet werden), das den MMV-Strom
zum Schließen
des MMV anhebt. Bei 230 kann ein Haltestrom-Arbeitszyklus
des Pumpensignals beruhend auf dem Schließen des MMV, das in einem Beispiel durch
einen Anstieg des stromabwärts
vorliegenden Kraftstoffdrucks angezeigt wird, ausgelöst werden. Der
Haltestrom-Arbeitszyklus hält
einen gewissen MMV-Strom aufrecht, um das MMV in einer geschlossenen
Stellung zu halten.
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Das
MMV 202 umfasst Magnetventile 206, die durch das
Steuergerät 132 elektrisch
eingeschaltet werden können,
um das Einlassventil 204 weg von den Magnetventilen in
die Richtung der Anschlagplatte 208 zu ziehen, um das MMV 202 zu schließen. Insbesondere
kann das Steuergerät 132 ein
Pumpsignal senden, das moduliert werden kann, um den Betriebszustand
(z. B. geöffnet
oder geschlossen) des MMV 202 anzupassen. Eine Modulation
des Pumpensignals kann das Anpassen eines Stromwerts, einer Pulsbreite,
eines Arbeitszyklus oder eines anderen Modulationsparameters umfassen.
Weiterhin kann das Einlassventil 204 so vorgespannt sein,
dass bei Abschalten der Magnetventile 206 das Einlassventil 204 sich
in die Richtung der Magnetventile bewegen kann, bis es den Einlassventilteller 210 berührt, um
in einen offenen Zustand versetzt zu werden, in dem Kraftstoff in
die Druckkammer 212 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 strömen kann.
Der Betrieb der Pumpe 214 kann den Druck des Kraftstoffs
in der Druckkammer 212 anheben. Bei Erreichen eines Drucksollwerts
kann Kraftstoff durch das Auslassventil 216 zu dem Kraftstoffverteilerrohr 118 strömen.
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Bei 218 kann
ein erster NVH-Geräusch-Erzeugungsvorgang
kurz nach dem oberen Totpunkt (OT) des Hubs der Pumpe 214 erfolgen,
wenn die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 von
Fördern
zu Saugen wechselt. Insbesondere kann das Geräusch infolge eines Öffnens des
MMV 202, so dass das Einlassventil 204 sich ausdehnt
und auf eine vollständig offene
Anschlagposition trifft, erzeugt werden. In der Darstellung wird
bei 218 der Haltestrom des Pumpensignals abgeschaltet und
der Kraftstoffdruck in der Druckkammer hält das MMV in einer geschlossenen
Stellung. Weiterhin kann das Öffnen
des MMV 202 durch einen Kraftstoffdruckabfall in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 110 bei
Austreten von Kraftstoff aus der Druckkammer 212 und Schließen des Auslassventils 216 hervorgerufen
werden.
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Bei 220 kann
während
des Förderhubs
der Pumpe 214 bei Schließen des MMV 202 ein
zweiter NVH-Geräusch-Erzeugungsvorgang
erfolgen. Insbesondere kann das Geräusch infolge des Bewegens des
Einlassventils 204 weg von den Magnetventilen 206 und
des Kontaktieren des Einlassventiltellers 210 durch das
Einlassventil, um das MMV 202 zu schließen, erzeugt werden. Die Schließkraft des
Einlassventils 204 kann dem Stromwert des MMV 202 entsprechen,
der durch das Versetzen des Pumpensignals in einen High-Zustand
aufgebaut wird. Wie durch das Signalsteuerzeiten-Diagramm 226 gezeigt,
hat sich zu dem Zeitpunkt, da das MMV geschlossen ist, der MMV-Strom
durch das Pumpensignal aufgebaut, um die Druckdifferenz zu überwinden und
das Einlassventil zu schließen.
Im Anschluss an das Schließen
des Einlassventils kann das Pumpensignal einen Haltestrom-Arbeitszyklus anweisen,
den MMV-Strom zu senken und das Einlassventil geschlossen zu halten.
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Bei 222 kann
ein dritter NVH-Geräusch-Erzeugungsvorgang
während
des Förderhubs
der Pumpe 214 auftreten, wenn die Druckdifferenz stromaufwärts des
MMV 202 groß genug
wird, um das MMV 202 in einem geschlossenen Zustand zu halten,
und das Pumpensignal wird angeordnet, um den Haltestrom-Arbeitszyklus
zu beenden, so dass das Pumpensignal zur Masse wechselt und den
Haltestrom senkt. Bei Enden des Haltestrom-Arbeitszyklus und Absenken
des MMV-Haltestroms
kann das Einlassventil 204 von MMV 202 gegen die
Anschlagplatte 208 prallen, bis der stromaufwärts vorliegende Kraftstoffdruck
das Einlassventil 204 gegen die Anschlagplatte 208 stabilisiert.
Dieses Aufprallen des Einlassventils erzeugt das dritte NVH-Geräusch.
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3–5 zeigen
Flussdiagramme beispielhafter Verfahren zum Steuern des Betriebs
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, um NVH durch Beseitigen oder Verschmelzen
der vorstehend beschriebenen NVH-Geräusche zu verringern. Unter
Bezug auf 3 verringert bzw. beseitigt
das Verfahren 300 NVH-Geräusche, die
infolge des Schließens
des MMV erzeugt werden, durch Verringern einer Rate des MMV-Anzugstromanstiegs.
Das Verfahren beginnt bei 302, wo das Verfahren das Ermitteln
umfassen kann, ob sich das Fahrzeug im Leerlauf oder in einer Leerlaufbedingung
befindet. Typischerweise kann bei Leerlauf Fahrzeuggeräusch relativ
gering sein, da die Motorleistung niedrig ist und die Motordrehzahl/Fahrzeuggeschwindigkeit
niedrig ist. Somit können
die NVH-Geräusche von
einem Fahrer des Fahrzeugs leichter wahrgenommen werden und sollten
verringert oder beseitigt werden. Während anderer Betriebsbedingungen
können
Motorgeräusch
und Windgeräusch
NVH-Geräusche überdecken,
so dass sie von einem Fahrer des Fahrzeugs unbemerkt bleiben. In
einem Beispiel wird eine Leerlaufbedingung beruhend auf einem Motordrehzahlsignal
ermittelt, das von dem Motorsensor/den Motorsensoren 128 gemessen
und/oder abgeleitet wird. Wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet,
bewegt sich das Verfahren zu 304. Andernfalls befindet
sich das Fahrzeug nicht im Leerlauf und das Verfahren endet oder kehrt
zu anderen Steuerschritten zurück.
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Bei 304 kann
das Verfahren das Verlängern der
MMV-Anzugstromdauer der Hochdruck-Pumpe auf eine voreingestellte
Dauer umfassen. Bei Leerlauf ist die für die Kraftstoffaufnahme in
die Hochdruck-Kraftstoffvorrichtung verfügbare Zeit höher als bei
anderen Bedingungen, da die Motorforderung niedrig ist und somit
der Kraftstoffbedarf verringert ist. Somit kann die voreingestelite
Dauer länger
als während
Betriebsabläufen
bei Drehzahlen sein, die höher
als Leerlauf sind. Diese Bedingung kann durch Verlängern der
Anzugstromdauer kombiniert mit einem Verringern des Anzugstroms,
um die Rate des MMV-Anzugstromanstiegs zu senken, vorteilhaft genutzt
werden.
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Bei 306 kann
das Verfahren das Einstellen eines MMV-Anzugstroms der Hochdruck-Pumpe
beruhend auf einem vorbestimmten Wert umfassen. Der vorbestimmte
Wert kann ein Nennwert oder ein aus vorherigen Iterationen des Verfahrens 300 erlernter
Wert sein.
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Bei 308 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob ein Druck stromabwärts der
Hochdruck-Kraftstoffpumpe steigt oder auf einen Schwellendruck gestiegen
ist. Es kann mit anderen Worten ermittelt werden, ob das MMV beruhend
auf dem aktuell festgelegten Anzugstrom geschlossen ist. In einem
Beispiel kann die Ermittlung beruhend auf dem Drucksignal des Kraftstoffsensors 126,
beispielsweise einem Kraftstoffverteilerrohrdruck(KDR)-Fehlersignal,
erfolgen. Wenn der Druck größer oder
gleich dem Schwellendruck ist, dann ist das MMV geschlossen. Wenn
der stromabwärts
vorliegende Kraftstoffdruck niedriger als der Schwellenwert ist,
dann ist das MMV offen und der Anzugstrom sollte erhöht werden.
Wenn das MMV geschlossen ist, bewegt sich das Verfahren zu 310.
Andernfalls ist das MMV offen und das Verfahren bewegt sich zu 312.
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Bei 310 kann
das Verfahren das Verringern des MMV-Anzugstroms umfassen. In manchen
Ausführungsformen
kann die Anpassung des Anzugstroms durch direktes Senken des Anzugstrom-Spitzenwerts
(d. h. des hohen Stromwerts) erreicht werden. In manchen Ausführungsformen
kann die Anpassung des Anzugstroms durch Verringern einer Pulsbreite
des Anzugstrom-Arbeitszyklus (d. h. des niedrigen Stromwerts) erreicht
werden. In manchen Ausführungsformen
können
der Anzugstrom-Spitzenwert und die Pulsbreite des Anzugstrom-Arbeitszyklus angepasst
werden, um den Anzugstrom zu senken. Diese Anpassungen können um
einen voreingestellten Wert oder beruhend auf Betriebsparametern
des Motors und der Kraftstoffzufuhranlage um einen variablen Wert
erfolgen. Bei Anpassung des Anzugstroms kann das Verfahren zu 308 zurückkehren,
wo das MMV geprüft
werden kann, um zu sehen, ob es geschlossen ist. Wenn das MMV noch
geschlossen ist, wiederholt das Verfahren das Verringern des Anzugstroms,
bis das MMV öffnet.
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Bei 312 kann
das Verfahren das Anheben des MMV-Anzugstroms auf einen Wert vor
dem Öffnen
des MMV umfassen, der das MMV veranlasst zu schließen. In
manchen Fällen
kann der Anzugstrom auf die allerletzte Iteration des Werts vor
dem Öffnen des
MMV angehoben werden. Dies kann den Anzugstrom auf den kleinsten
Wert kalibrieren, während dem
MMV immer noch ein Schließen
ermöglicht
wird. Wiederum kann das Anheben des Parameterwerts durch Anpassen
des Anzugstrom-Spitzenwerts und/oder der Pulsbreite des Anzugstrom-Arbeitszyklus ausgeführt werden.
Weiterhin kann die Anpassung voreingestellt oder beruhend auf Betriebsbedingungen
variabel sein.
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Bei 314 kann
das Verfahren das Speichern des angepassten MMV-Anzugstroms als
vorbestimmter Wert umfassen. Der aktualisierte vorbestimmte Wert
kann während
der nächsten
Leerlaufbedingung verwendet werden, um das MMV bei im Wesentlichen
dem niedrigen Nenn-Anzugstrom zu betreiben, bei dem das MMV geschlossen
bleibt.
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Das
vorstehend beschriebene Verfahren kann verwendet werden, um den
MMV-Anzugstrom in
der Art eines Regelkreises automatisch auf einen sehr kleinen Nennwert
zu kalibrieren. Durch Kalibrieren des Anzugstroms auf den niedrigsten Wert
zum Schließen
des MMV in der Art eines Regelkreises, kann das MMV den Betrieb
fortsetzen und die Rate des MMV-Stromanstiegs kann verringert werden, was
wiederum die Geschwindigkeit des Einlassventils (oder der Nadel)
des MMV verringern kann, wenn es an dem Einlassventilteller (oder
dem Sitz) zu ruhen kommt, was das Aufprallen verringert, das Geräusch erzeugt.
Auf diese Weise können
NVH-Geräusche
verringert werden und der von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommene
Fahrzeugbetrieb kann verbessert werden.
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Unter
Bezug auf 4 verringert oder beseitigt
das Verfahren 400 infolge des Schließens des MMV erzeugte NVH-Geräusche durch
Verringern des Stromwerts des MMV bei Schließen des MMV. Das Verfahren
beginnt bei 402, wo das Verfahren das Ermitteln umfassen
kann, ob sich das Fahrzeug im Leerlauf oder in einer Leerlaufbedingung
befindet. Typischerweise kann bei Leerlauf das Fahrzeuggeräusch relativ
gering sein, da die Motorleistung niedrig ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit
niedrig ist. Somit können
die NVH-Geräusche
von einem Fahrer des Fahrzeugs leichter wahrgenommen werden und sollten
verringert oder beseitigt werden. Während anderer Betriebsbedingungen
können
Motorgeräusch und
Windgeräusch
NVH-Geräusche überdecken,
so dass sie von einem Fahrer des Fahrzeugs unbemerkt bleiben. In
einem Beispiel wird eine Leerlaufbedingung beruhend auf einem Motordrehzahlsignal
ermittelt, das von dem Motorsensor/den Motorsensoren 128 gemessen
und/oder abgeleitet wird. Wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet,
bewegt sich das Verfahren zu 404. Andernfalls befindet
sich das Fahrzeug nicht im Leerlauf und das Verfahren endet oder kehrt
zu anderen Steuerschritten zurück.
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Bei 404 kann
das Verfahren das Einstellen der MMV-Anzugstromdauer der Hochdruck-Pumpe auf
eine voreingestellte Dauer umfassen. Die voreingestellte Dauer kann
eine werkseitig eingestellte Dauer, eine aus Rückmeldung von früheren Iterationen
des Verfahrens ermittelte Dauer oder eine in anderer geeigneter
Weise ermittelte Dauer sein.
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Bei 406 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob ein Kraftstoffdruck stromabwärts der Hochdruck-Kraftstoffpumpe
steigt oder auf einen Schwellenkraftstoffdruck gestiegen ist. Dies
kann anzeigen, dass die Dauer lang genug ist, um ein Schließen des
MMV zu erleichtern. In einem Beispiel wird der Kraftstoffverteilerrohrdruck
von dem Kraftstoffsensor 126 von 1 erhalten.
Wenn ermittelt wird, dass der Kraftstoffverteilerrohrdruck steigt,
bewegt sich das Verfahren zu 410. Andernfalls steigt der Kraftstoffdruck
nicht und das Verfahren bewegt sich zu 408.
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Bei 408 kann
das Verfahren das Vergrößern der
Anzugstromdauer umfassen, um zusätzliche
Zeit zum Steigen des Anzugstroms vorzusehen, um ein MMV-Schließen zu erleichtern.
Die Anzugstromdauer kann um einen vorbestimmten Betrag vergrößert werden
oder kann beruhend auf Betriebsbedingungen um variablen Betrag vergrößert werden.
Bei Vergrößern der
Anzugstromdauer kehrt das Verfahren zurück zu 406, wo der
stromabwärts
vorliegende Kraftstoffdruck geprüft
werden kann, um zu sehen, ob das MMV geschlossen ist. Ist das MMV
noch offen, wiederholt sich das Verfahren, um die Anzugstromdauer
zu vergrößern, bis
der stromabwärts
vorliegende Kraftstoffdruck steigt, was anzeigt, dass das MMV geschlossen
ist.
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Bei 410 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob ein durch das MMV-Schließen erzeugtes
Geräusch
unter einem Leerlaufgeräuschschwellenwert
liegt. Der Geräuschschwellwert
kann ein Vorgabeschwellwert, ein variabler Schwellwert beruhend auf
Betriebsbedingungen oder ein durch eine andere geeignete Weise ermittelter
Schwellwert sein. In einem Beispiel ist der Schwellwert auf einen
Geräuschpegel
gesetzt, der für
einen Fahrer des Fahrzeugs bei Leerlauf nicht wahrnehmbar ist. In
einem Beispiel wird das Geräusch
von einem Geräuschsensor 130 empfangen.
In einem anderen Beispiel wird das Geräusch aus anderen gemessenen
Motorparametern abgeleitet. Wenn das Geräusch unter dem Geräuschschwellwert
liegt, bewegt sich das Verfahren zu 414. Andernfalls ist
das Geräusch
gleich oder größer als
der Geräuschschwellwert
und das Verfahren bewegt sich zu 412.
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Bei 412 kann
das Verfahren das Senken der Anzugstromdauer umfassen. Da der Kraftstoffverteilerrohrdruck
bei dem Sollwertkraftstoffdruck liegt, ist die vorbestimmte Anzugstromdauer
lang genug, um ein MMV-Schließen
zu ermöglichen.
Die vorbestimmte Anzugstromdauer ist aber auch lang genug, dass
das MMV Strom auf einen Wert aufbauen kann, der ein von einem Fahrer
des Fahrzeugs bei Leerlauf wahrnehmbares Geräusch hervorruft. Somit kann
die Anzugstromdauer verringert werden. Die Anzugstromdauer kann
um einen vorbestimmten Betrag gesenkt werden oder kann beruhend
auf Betriebsbedingungen um einen variablen Betrag gesenkt werden. Durch
Senken der Anzugstromdauer ist weniger Zeit für einen Anstieg der Geschwindigkeit
des Einlassventils vorhanden. Somit kann das Einlassventil den Einlassventilteller
mit geringerer Geschwindigkeit berühren, was zu einer Geräuschminderung
führen kann.
Bei Senken der Anzugstromdauer kann das Verfahren zu 406 zurückkehren,
um zu prüfen,
dass die verringerte Anzugstromdauer lang genug ist, um ein MMV-Schließen zu erleichtern
und in dem Kraftstoffverteilerrohr genügend Kraftstoffdruck ansteigen zu
lassen. Durch diesen Regelkreis kann die Anzugstromdauer angepasst
werden, um die Geräuschintensität der NVH-Geräusche zu
verringern, während
das Schließen
des MMV beibehalten wird.
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Bei 414 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die MMV-Anzugstromdauer gegenüber der
voreingestellten Dauer verstellt wurde. Die Anzugstromdauer kann
verstellt werden, um die Anzugstromdauer auf die Dauer anzupassen,
bei der das MMV noch schließt
und das durch das MMV-Schließen
erzeugte Geräusch
unter dem Geräuschschwellwert
liegt. Wenn die Anzugstromdauer verstellt wurde, bewegt sich das
Verfahren zu 416. Andernfalls erfüllt die voreingestellte Anzugstromdauer
des MMV die Geräusch-
und Schließkriterien und
das Verfahren endet oder kehrt zu anderen Steuerungsschritten zurück.
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Bei 416 kann
das Verfahren das Speichern des Werts der verstellten Anzugstromdauer
als voreingestellte Dauer umfassen. Die aktualisierte oder kalibrierte
Dauer kann zum Steuern des Schließens des MMV bei dem nächsten MMV-Schließvorgang verwendet
werden.
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Das
vorstehend beschriebene Verfahren kann verwendet werden, um die
MMV-Anzugstromdauer
in der Art eines Regelkreises automatisch auf einen sehr kleinen
Nennwert zu kalibrieren. Durch Kalibrieren der Anzugstromdauer bei
Beibehalten des Nennwertkraftstoffdrucks in dem Kraftstoffverteilerrohr
durch Geschlossenhalten des MMV kann das MMV den Betrieb fortsetzen
und ein Anstieg des MMV-Stroms kann verhindert werden oder der Spitzenstrom
kann verringert werden, was wiederum die Geschwindigkeit des Einlassventils
(oder der Nadel) verringert, wenn es an dem Einlassventilteller
(oder dem Sitz) zu ruhen kommt, was das Aufprallen verringert. Auf
diese Weise können
NVH-Geräusche
verringert werden und der von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommene
Fahrzeugbetrieb kann verbessert werden.
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Es
versteht sich, dass der in dem vorstehend beschriebenen Verfahren
genutzte Geräuschschwellwert
auch bei Verfahren 300 angewendet werden kann. Somit kann
der Anzugstrom beruhend auf dem stromabwärts vorliegenden Kraftstoffdruck und
dem Geräuschpegel
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe angepasst werden. Demgemäß kann der
Anzugstrom verringert werden, so dass der Geräuschpegel unter einem Schwellengeräuschpegel
liegt und der stromabwärts
vorhandene Kraftstoffdruck größer oder
gleich einem Schwellendruck ist, was das Schließen des mechanischen Magnetventils
anzeigt. Weiterhin muss der Anzugstrom nicht beruhend darauf verringert
werden, dass der stromabwärts
vorliegende Kraftstoffdruck größer oder
gleich dem Kraftstoffdruckschwellwert ist und das Geräuschsignal kleiner
als der Geräuschschwellwert
ist. Des Weiteren kann der Anzugstrom beruhend darauf angehoben
werden, dass der stromabwärts
vorliegende Kraftstoffdruck kleiner als der Kraftstoffdruckschwellenwert
ist.
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Unter
Bezug auf 5 verschiebt das Verfahren 500 die
durch den vorstehend beschriebenen dritten NVH-Geräusch-Erzeugungsvorgang
erzeugten NVH-Geräusche, so
dass sie den ersten NVH-Geräusch-Erzeugungsvorgang überlagern,
um die Gesamtzahl an NVH-Geräuschen
zu verringern, die von einem Fahrer eines Fahrzeugs wahrgenommen
werden. Das Verfahren beginnt bei 502, wo das Verfahren
das Ermitteln umfassen kann, ob sich das Fahrzeug im Leerlauf oder
in einer Leerlaufbedingung befindet. Typischerweise kann bei Leerlauf
das Fahrzeuggeräusch
relativ gering sein, da die Motorleistung niedrig ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig
ist. Somit können
die NVH-Geräusche
von einem Fahrer des Fahrzeugs leichter wahrgenommen werden und
sollten verringert oder beseitigt werden. Während anderer Betriebsbedingungen
können
Motorgeräusch
und Windgeräusch
NVH-Geräusche überdecken,
so dass sie von einem Fahrer des Fahrzeugs unbemerkt bleiben. In
einem Beispiel wird eine Leerlaufbedingung beruhend auf einem Motordrehzahlsignal
ermittelt, das von dem Motorsensor/den Motorsensoren 128 gemessen
und/oder abgeleitet wird. Wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, bewegt
sich das Verfahren zu 504. Andernfalls befindet sich das
Fahrzeug nicht im Leerlauf und das Verfahren endet oder kehrt zu
anderen Steuerschritten zurück.
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Bei 504 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob ein Kraftstoffdruck stromabwärts der Hochdruck-Pumpe
auf in etwa einen Schwellendruck gestiegen ist. Dies kann anzeigen,
dass das MMV geschlossen hat. Wenn der stromabwärts vorliegende Kraftstoffdruck
auf den Schwellendruck gestiegen ist, bewegt sich das Verfahren
zu 506. Andernfalls hat der stromabwärts vorliegende Kraftstoffdruck nicht
den Sollkraftstoffwert erreicht und das Verfahren kehrt zu 504 zurück und prüft zum Schließen, ob der
stromabwärts
vorliegende Druck gleich oder größer als
der Schwellwert ist.
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Bei 506 kann
das Verfahren das Anpassen der MMV-Haltestrom-Arbeitszyklusdauer der Hochdruck-Pumpe
auf den OT der Pumpe umfassen.
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Durch
Verlängern
des Haltestrom-Arbeitszyklus auf den OT, können Geräusche, die durch das Abschalten
des Haltestroms, was zu einer Freigabe des MMV führt, erzeugte Geräusche im
Wesentlichen mit Geräuschen
verschmelzen, die infolge des Öffnens
des MMV für
Kraftstoffaufnahme erzeugt werden.
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In
manchen Ausführungsformen
kann das Verfahren bei 508 das Absenken des Spitzenwerts des
Haltestrom-Arbeitszyklus vor dem OT des Pumpenhubs umfassen. Die
Neigung der Steigung kann den Arbeitszyklus am OT enden lassen.
Durch Absenken des Haltestrom-Arbeitszyklus kann der MMV-Strom allmählich verringert
werden, bevor OT erreicht wird, was wiederum die Geschwindigkeit
des Einlassventils senken kann, so dass es den Einlassventilteller
mit weniger Kraft kontaktiert. Dies kann im Gegensatz zu dem Verschmelzen
des Geräuschs
mit einem Geräusch,
das durch Öffnen
des MMV erzeugt wird, das NVH-Geräusch verringern oder beseitigen, das
bei Freigabe des Geschlossenhaltens des MMV erzeugt würde. Auf
diese Weise kann die NVH-Gesamtqualität in Verbindung mit dem LeerlaufGeräusch verbessert
werden, so dass LeerlaufGeräusche
von einem Fahrer eines Fahrzeugs weniger wahrgenommen werden.
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Es
versteht sich, das zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen Verfahren
kombiniert werden können,
um die Hochdruck-Kraftstoffpumpe so zu steuern, dass sie NVH-Geräusche verringert
und die Qualität
des Fahrzeugbetriebs verbessert.
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Zu
beachten ist, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer-
und Schätzroutinen
mit verschiedenen Systemen oder Konfigurationen verwendet werden
können.
Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können ein oder mehrere einer
Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, beispielsweise ereignisgesteuert,
unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen.
Daher können
verschiedene gezeigte Arbeitsgänge,
Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel
ausgeführt
oder in manchen Fällen
ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung
nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier
beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu verwirklichen,
wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen.
Einer oder mehrere der gezeigten Arbeitsgänge, Funktionen oder Schritte
können
abhängig von
der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden.
Weiterhin können
die beschriebenen Arbeitsgänge,
Funktionen und/oder Schritte einen in das maschinenlesbare Speichermedium
in dem Steuersystem einzuprogrammierenden Code graphisch darstellen.
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Es
versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen
beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen
nicht einschränkend
aufgefasst werden dürfen, da
zahlreiche Abänderungen
möglich
sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-,
Gegenkolben- und andere Motorausführungen angewendet werden.
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen
und nicht nahe liegenden Kombinationen und Unterkombinationen der
verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale,
Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden.
Zum Beispiel kann ein Kraftstoffsystem mehrere Kraftstoffpumpen,
einen elektronisch gesteuerten Kraftstoffdruckregler mit einem veränderlichen
Kraftstoffdrucksollwert, der stromabwärts von mindestens einer der Kraftstoffpumpen
angeschlossen ist, und eine Druckverzögerungsvorrichtung, die stromabwärts des Kraftstoffdruckreglers
angeschlossen ist, umfassen.
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Die
folgenden Ansprüche
zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen
auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet werden.
Diese Ansprüche
können
auf „ein” Element
oder „ein
erstes” Element
oder eine Entsprechung desselben verweisen. Diese Ansprüche sind
so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher
Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder
fordern noch ausschließen.
Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen,
Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung
der vorliegenden Ansprüche oder
durch Vorlage neuer Ansprüche
in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche
Ansprüche
werden, ob sie nun gegenüber dem
Schutzumfang der ursprünglichen
Ansprüche breiter,
enger, gleich oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand
der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.