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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/427,248, die am 27. Dezember 2010 eingereicht wurde und die hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft durch ein Solenoid aktivierte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen.
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HINTERGRUND
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Die Angaben in diesem Abschnitt liefern nur auf die vorliegende Offenbarung bezogene Hintergrundinformation. Folglich sollen solche Angaben keine Berechtigung als Stand der Technik begründen.
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Kraftstoffeinspritzeinrichtungen können ausgebildet sein, um unter Druck stehenden Kraftstoff direkt in Verbrennungskammern von Verbrennungsmotoren einzuspritzen. Bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen umfassen elektromagnetisch aktivierte Solenoideinrichtungen, die mechanische Federn überwinden, um ein Ventil zu öffnen, das an einer Spitze der Einspritzeinrichtung zum Ermöglichen einer Kraftstoffströmung durch diese angeordnet ist. Einspritzeinrichtungs-Treiberkreise steuern den Fluss von elektrischem Strom zu den elektromagnetisch aktivierten Solenoideinrichtungen, um die Einspritzeinrichtungen zu öffnen und zu schließen. Die Einspritzeinrichtungs-Treiberkreise können in einer Spitzen- und Halte-Steuerungskonfiguration oder in einer gesättigten Schaltungskonfiguration arbeiten.
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Der Betrieb der Einspritzeinrichtung kann anhand einer Kraftstoffmasse pro Kraftstoffeinspritzungsereignis bezogen auf eine Öffnungszeit der Einspritzungseinrichtung und einen Kraftstoffdruck charakterisiert werden. Die Charakterisierung der Einspritzeinrichtung umfasst eine dosierte Kraftstoffströmung über einen Bereich zwischen einer hohen Strömungsrate, die einem Motorbetrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last zugeordnet ist, und einer niedrigen Strömungsrate, die Motorleerlaufbedingungen zugeordnet ist. Kraftstoffeinspritzeinrichtungen werden kalibriert, wobei eine Kalibrierung eine Öffnungszeit oder eine Öffnungsdauer der Einspritzeinrichtung und eine entsprechende dosierte Kraftstoffmasse umfasst, wenn bei einem vorbestimmten oder bekannten Kraftstoffdruck gearbeitet wird. Eine Charakterisierung einer Einspritzeinrichtung kann einen Bereich eines linearen Betriebs und einen Bereich eines nichtlinearen Betriebs umfassen.
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Ein Bereich des linearen Betriebs ist ein Bereich von Einspritzungsdauern, in dem die Einspritzungsdauer bei einem bekannten Kraftstoffdruck zu einer Dosierung einer entsprechenden und voraussagbaren eingespritzten Kraftstoffmasse führt. Ein Bereich des nichtlinearen Betriebs ist ein Bereich, in dem die Einspritzungsdauer bei einem bekannten Kraftstoffdruck nicht zu einer Dosierung einer entsprechenden und voraussagbaren eingespritzten Kraftstoffmasse führen kann. Bekannte durch ein Solenoid betätigte Einspritzeinrichtungen zeigen nichtlinearen Strömungseigenschaften, wenn kleine Mengen an Kraftstoff bei niedrigen Einspritzungsdauern dosiert werden. Bekannte Systeme zum Betreiben eines Motors vermeiden es, Kraftstoffeinspritzeinrichtungen in nichtlinearen Betriebsbereichen zu betreiben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verfahren zum Ermitteln einer eingespritzten Kraftstoffmasse, die von einer durch ein elektromagnetisches Solenoid aktivierten Kraftstoffeinspritzeinrichtung während eines Kraftstoffeinspritzungsereignisses geliefert wird, umfasst, dass eine detektierte Einspritzungsdauer und eine maximale Einspritzungs-Massenströmungsrate während des Kraftstoffeinspritzungsereignisses ermittelt werden und dass die eingespritzte Kraftstoffmasse für das Kraftstoffeinspritzungsereignis basierend auf der detektierten Einspritzungsdauer und der maximalen Einspritzungs-Massenströmungsrate während des Kraftstoffeinspritzungsereignisses ermittelt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung und eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 eine eingespritzte Kraftstoffmasse (in mg) in Relation zu einer Einspritzungsdauer (in ms) für beispielhafte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit Direkteinspritzung gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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3 gemäß der vorliegenden Offenbarung Parameter graphisch darstellt, die einem einzelnen Kraftstoffeinspritzungsereignis zugeordnet sind und einen Strom einer Einspritzeinrichtung, eine Spannung einer Einspritzeinrichtung, einen Druck einer Einspritzeinrichtung und einer Einspritzungsströmungsrate umfassen;
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4 ein Steuerschema zum Ermitteln einer eingespritzten Kraftstoffmasse für ein Kraftstoffeinspritzungsereignis in Form eines Flussdiagramms gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
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5 eine eingespritzte Kraftstoffmasse in Relation zu einem Produkt einer gemessenen Einspritzungsdauer und einer maximalen Einspritzungs-Massenströmungsrate gemäß der vorliegenden Offenbarung graphisch darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen das Gezeigte nur zu dem Zweck dient, bestimmte beispielhafte Ausführungsformen darzustellen, und nicht zu dem Zweck, selbige einzuschränken, stellt 1 schematisch eine Ausführungsform einer elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 dar. Die elektromagnetisch aktivierte Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zur Direkteinspritzung ist ausgebildet, um Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer 100 eines Verbrennungsmotors einzuspritzen. Ein Steuermodul 60 ist elektrisch und funktional mit einem Einspritzeinrichtungstreiber 50 verbunden, der mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 elektrisch und funktional verbunden ist, um deren Aktivierung zu steuern. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10, das Steuermodul 60 und der Einspritzeinrichtungstreiber 50 können beliebige geeignete Einrichtungen sein, die ausgebildet sind, um derart zu arbeiten, wie es hierin beschrieben ist.
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Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 kann eine beliebige geeignete diskrete Kraftstoffeinspritzeinrichtung sein, die in eine offene Position (wie es gezeigt ist) oder in eine geschlossene Position steuerbar ist. Bei einer Ausführungsform umfasst die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 einen zylinderförmigen Hohlkörper 12, der eine Längsachse definiert. Ein Kraftstoffeinlass 15 ist an einem ersten Ende 14 des Körpers 12 angeordnet, und eine Kraftstoffdüse 28 ist an einem zweiten Ende 16 des Körpers 12 angeordnet. Der Kraftstoffeinlass 15 ist mit einer Hochdruck-Kraftstoffleitung 30 fluidisch gekoppelt, die mit einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzungspumpe fluidisch gekoppelt ist. Bei einer Ausführungsform liefert die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzungspumpe unter Druck stehenden Kraftstoff bei einem Leitungsdruck von 20 MPa. Eine Ventilbaugruppe 18 ist in dem Körper 12 enthalten und umfasst ein Nadelventil 20 und einen durch eine Feder aktivierten Kolben 22. Das Nadelventil 20 ist durch Presspassung in die Kraftstoffdüse 28 eingepasst, um eine Kraftstoffströmung durch diese zu steuern. Eine ringförmige elektromagnetische Spule 24 ist ausgebildet, um mit einem Führungsabschnitt 21 der Ventilbaugruppe 18 magnetisch in Eingriff zugelangen. Wenn die elektromagnetische Spule 24 deaktiviert ist, drückt eine Feder 26 die Ventilbaugruppe 18 einschließlich des Nadelventils 20 in Richtung der Kraftstoffdüse 28, um das Nadelventil 20 zu schließen und eine Kraftstoffströmung durch dieses zu verhindern. Wenn die elektromagnetische Spule 24 aktiviert ist, wirkt eine elektromagnetische Kraft auf den Führungsabschnitt 21, um die Federkraft zu überwinden, die durch die Feder 26 ausgeübt wird, und sie drückt die Ventilbaugruppe 18 auf, bewegt das Nadelventil 20 weg von der Kraftstoffdüse 28 und ermöglicht, dass eine Strömung von unter Druck stehendem Kraftstoff in der Ventilbaugruppe 18 durch die Kraftstoffdüse 28 strömt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 kann einen Stopper 29 aufweisen, der mit der Ventilbaugruppe 18 wechselwirkt, um eine Verschiebung der Ventilbaugruppe 18 zu stoppen, wenn diese aufgedrückt wird. Es ist einzusehen, dass andere elektromagnetisch aktivierte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen ohne Einschränkung verwendet werden können. Ein Drucksensor 32 ist ausgebildet, um einen Kraftstoffdruck 34 in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 30 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zu überwachen, vorzugsweise stromaufwärts der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10. Bei einer Motorausbildung, die ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzungssystem verwendet, kann ein einzelner Drucksensor 32 verwendet werden, um den Kraftstoffdruck 34 in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 30 für mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 10 zu überwachen. Es ist einzusehen, dass andere Ausbildungen zum Überwachen des Kraftstoffdrucks in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 verwendet werden können. Das Steuermodul 60 überwacht Signalausgaben von dem Drucksensor 32, um den Kraftstoffdruck 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zu ermitteln, und es überwacht eine Spannung 42 der Einspritzeinrichtung, d. h. ein elektrisches Potential über der elektromagnetischen Spule 24 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10.
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Das Steuermodul 60 erzeugt ein Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung, das den Einspritzeinrichtungstreiber 50 steuert, um ein Kraftstoffeinspritzungsereignis zu bewirken. Das Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung ist mit einer Kraftstoffmasse korreliert, die während des Kraftstoffeinspritzungsereignisses durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 geliefert wird. Der Einspritzeinrichtungstreiber erzeugt ein Aktivierungssignal 75 der Einspritzeinrichtung in Ansprechen auf das Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zu aktivieren. Das Aktivierungssignal 75 der Einspritzeinrichtung steuert einen Stromfluss zu der elektromagnetischen Spule 24, um eine elektromagnetische Kraft in Ansprechen auf das Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung zu erzeugen. Eine elektrische Leistungsquelle 40 sorgt für eine Quelle einer elektrischen Gleichstromleistung für den Einspritzeinrichtungstreiber 50. Wenn sie unter Verwendung des Aktivierungssignals 75 der Einspritzeinrichtung aktiviert wird, erzeugt die elektromagnetische Spule 24 eine elektromagnetische Kraft, um die Ventilbaugruppe 18 aufzudrücken und zu ermöglichen, dass unter Druck stehender Kraftstoff durch diese hindurchströmt. Der Einspritzeinrichtungstreiber 50 steuert das Aktivierungssignal 75 der Einspritzeinrichtung für die elektromagnetische Spule 24 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, einschließlich z. B. einer pulsweitenmodulierten elektrischen Leistungsströmung. Der Einspritzeinrichtungstreiber 50 ist ausgebildet, um die Aktivierung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zu steuern, indem geeignete Aktivierungssignale 75 der Einspritzeinrichtung erzeugt werden.
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Das Aktivierungssignal 75 der Einspritzeinrichtung ist durch einen anfänglichen Spitzen-Anzugstrom, einen sekundären Haltestrom und eine Einspritzungsdauer charakterisiert. Der anfängliche Spitzen-Anzugstrom ist durch einen stationären rampenartigen Anstieg charakterisiert, um einen Spitzenstrom zu erreichen, der ausgewählt werden kann, wie es hierin beschrieben ist. Der Spitzen-Anzugstrom erzeugt eine elektromagnetische Kraft in der elektromagnetischen Spule 24, die auf den Führungsabschnitt 21 der Ventilbaugruppe 18 wirkt, um die Federkraft zu überwinden und die Ventilbaugruppe 18 aufzudrücken, was eine Strömung von unter Druck stehendem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 auslöst. Wenn der Spitzen-Anzugstrom erreicht ist, verringert der Einspritzeinrichtungstreiber 50 den Strom in der elektromagnetischen Spule 24 auf den sekundären Haltestrom. Der sekundäre Haltestrom ist durch einen gewissen stationären Strom charakterisiert, der geringer als der Spitzen-Anzugstrom ist. Der sekundäre Haltestrom ist ein Stromniveau, das durch den Einspritzeinrichtungstreiber 50 gesteuert wird, um die Ventilbaugruppe 18 für eine kontinuierliche Strömung von unter Druck stehendem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 in der offenen Position zu halten. Der sekundäre Haltestrom wird vorzugsweise durch ein minimales Stromniveau angegeben.
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Eine Einspritzungsdauer entspricht einer verstrichenen Zeit, die mit der Auslösung des Spitzen-Anzugstroms beginnt und endet, wenn der sekundäre Haltestrom abgeschaltet wird, wodurch die elektromagnetische Spule 24 deaktiviert wird. Wenn die elektromagnetische Spule 24 deaktiviert wird, dissipieren der elektrische Strom und die entsprechende elektromagnetische Kraft, und die Feder 26 drückt die Ventilbaugruppe 18 in Richtung der Düse 28, wodurch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 geschlossen wird und die Kraftstoffströmung durch diese unterbrochen wird. Die Einspritzungsdauer kann als eine Pulsweite definiert werden, die vorzugsweise in Millisekunden (ms) gemessen wird.
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2 stellt Daten dar, die dem Betrieb von vier elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zur Direkteinspritzung zugeordnet sind, die gemäß denselben Spezifikationen hergestellt wurden. Eine angewiesene Einspritzungsdauer (in ms) oder Pulsweite ist an der horizontalen Achse 204 gezeigt, und die eingespritzte Kraftstoffmasse (in mg) ist an der vertikalen Achse 206 gezeigt. Die Strömungskurven, die dem Betrieb der vier elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zur Direkteinspritzung zugeordnet sind, liegen bei niedrigen angewiesenen Einspritzungsdauern, d. h. Pulsweiten, und bei einem Leitungskraftstoffdruck von 20 MPa. Wie es gezeigt ist, gibt es einen nichtlinearen Betriebsbereich 210, d. h. einen Bereich der Einspritzungsdauer, in dem eine Änderung in der Einspritzungsdauer nicht zu einer entsprechenden und voraussagbaren Änderung in der eingespritzten Kraftstoffmasse führen kann. Daher kann eine eingespritzte Kraftstoffmasse bei mehr als einer Einspritzungsdauer erreicht werden. Der nichtlineare Betriebsbereich 210 tritt bei einer Ausführungsform (wie es gezeigt ist) bei Einspritzungsdauern zwischen 0,25 ms und 0,40 ms auf, wobei die entsprechende eingespritzte Kraftstoffmasse einen Bereich von weniger als 3 mg bis mehr als 5 mg abdeckt. Der nichtlineare Betriebsbereich 210 weist eine Variabilität der Strömung von Einspritzeinrichtung zu Einspritzeinrichtung auf. Die angewiesenen Einspritzungszeitdauern und die entsprechenden eingespritzten Kraftstoffmassen sind nur zur Darstellung gedacht.
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3 stellt Parameter graphisch dar, die einem einzelnen Kraftstoffeinspritzungsereignis zugeordnet sind, wobei die Einheiten der Größen an der vertikalen Achse 306 bezogen auf eine verstrichene Zeit (in ms) an der horizontalen Achse 304 aufgetragen sind. Die Parameter, die einem einzelnen Kraftstoffeinspritzungsereignis zugeordnet sind, umfassen das Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung, das Aktivierungssignal 75 der Einspritzeinrichtung, die Spannung 42 der Einspritzeinrichtung und den Kraftstoffdruck 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10, von denen jedes unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, sowie eine Einspritzungsströmungsrate 316, die gleichzeitig gemessen wird.
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Überwachte Zeitpunkte, die dem einzelnen Kraftstoffeinspritzungsereignis zugeordnet sind, umfassen eine angewiesene Zeit für den Start der Einspritzung (SOI-Zeit) 307 und eine angewiesene Zeit für das Ende der Einspritzung (EOI-Zeit) 309, die dem Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung zugeordnet sind, eine tatsächliche SOI-Zeit 311 und eine tatsächliche EOI-Zeit 315 sowie eine detektierte SOI-Zeit 313 und eine detektierte EOI-Zeit 317. Die tatsächliche SOI-Zeit 311 und die tatsächliche EOI-Zeit 315 definieren eine tatsächliche Einspritzungszeit 320, die mit der tatsächlichen Strömung des Kraftstoffs korreliert ist, wie sie durch die Einspritzungsströmungsrate 316 angegeben wird. Die detektierte SOI-Zeit 313 und die detektierte EOI-Zeit 317 repräsentieren Zeitpunkte, die erkennbaren Änderungen in überwachten Parametern des Kraftstoffeinspritzungssystems zugeordnet sind. Die detektierte SOI-Zeit 313 entspricht einem Zeitpunkt, der einer erkennbaren Abnahme in dem Kraftstoffdruck 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zugeordnet ist. Die detektierte EOI-Zeit 317 entspricht einem Zeitpunkt, der einem erkennbaren Umkehrpunkt in der Spannung 42 der Einspritzeinrichtung von einer abnehmenden Spannung zu einer zunehmenden Spannung zugeordnet ist. Das Ermitteln der detektierten EOI-Zeit 317, die dem Zeitpunkt entspricht, der einem erkennbaren Umkehrpunkt in der Spannung 42 der Einspritzeinrichtung von einer abnehmenden Spannung zu einer zunehmenden Spannung zugeordnet ist, ist einem Fachmann bekannt. Eine detektierte Einspritzungsdauer 325 ist eine verstrichene Zeitdauer zwischen der detektierten SOI-Zeit 313 und der detektierten EOI-Zeit 317. Eine maximale Abnahme 319 in dem Kraftstoffdruck 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 während des Kraftstoffeinspritzungsereignisses korreliert mit einer maximalen Kraftstoffeinspritzungsrate, die für eine Ausführungsform des Systems unter Verwendung geeigneter Kalibrierungsverfahren ermittelt werden kann. Die maximale Kraftstoffeinspritzungsrate und die detektierte Einspritzungsdauer 325 können verwendet werden, um eine eingespritzte Kraftstoffmasse für das Kraftstoffeinspritzungsereignis zu berechnen oder auf andere Weise zu ermitteln.
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4 stellt ein Steuerschema 400 zum Ermitteln einer eingespritzten Kraftstoffmasse für ein Kraftstoffeinspritzungsereignis für eine einzelne Kraftstoffeinspritzeinrichtung, z. B. die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, unter Verwendung der unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Parameter der Einspritzeinrichtung in der Form eines Flussdiagramms dar.
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Tabelle 1 ist als ein Schlüssel vorgesehen, durch den die numerisch bezeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt dargelegt sind. Tabelle 1
| BLOCK | BLOCKINHALTE |
| 400 | Steuerschema |
| 402 | Überwache Pr_inj, V_Inj |
| 404 | Ermittle SOI(Pr_Inj) |
| 406 | Ermittle EOI(V_Inj) |
| 408 | Ermittle ΔPr_Inj_Max |
| 410 | Berechne T_Inj = EOI(V_Inj) – SOI(Pr_Inj) |
| 412 | Berechne Mmax = K1·(ΔPr_Inj_Max) |
| 414 | Berechne M_Inj = K2·(T_Inj·Mmax) |
| 416 | Ende |
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Das Steuerschema 400 umfasst, dass in Ansprechen auf eine angewiesene Pulsweite der Einspritzeinrichtung der Kraftstoffdruck (Pr_Inj) 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 überwacht wird und die Spannung über das Solenoid der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (V_Inj) 42 überwacht wird (402). Eine detektierte SOI-Zeit, die dem Kraftstoffdruck entspricht (SOI(Pr_Inj)), wird ermittelt (404). Bei einer Ausführungsform entspricht die detektierte SOI-Zeit, die dem Kraftstoffdruck entspricht (SOI(Pr_Inj)), einem Zeitpunkt, der einer erkennbaren Abnahme in dem Kraftstoffdruck 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 zugeordnet ist, d. h. der detektierten SOI-Zeit 313, die unter Bezugnahme auf 3 gezeigt ist. Die detektierte EOI-Zeit, die der Spannung über das Solenoid der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entspricht (EOI(V_Inj)), wird ermittelt (406). Bei einer Ausführungsform entspricht die detektierte EOI-Zeit, die der Spannung über das Solenoid der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entspricht (EOI(V_Inj)), einem Zeitpunkt, der einem erkennbaren Umkehrpunkt in der Spannung 42 der Einspritzeinrichtung von einer abnehmenden Spannung zu einer zunehmenden Spannung zugeordnet ist, d. h. der detektierten EOI-Zeit 317, wie sie unter Bezugnahme auf 3 gezeigt ist.
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Ein maximaler Abfall in dem Kraftstoffdruck (ΔPr_Inj_Max) während des Kraftstoffeinspritzungsereignisses wird basierend auf dem überwachten Kraftstoffdruck ermittelt (408). Bei einer Ausführungsform entspricht der maximale Abfall in dem Kraftstoffdruck (ΔPr_Inj_Max) der maximalen Abnahme 319 in dem Kraftstoffdruck 34 in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 10 während des Kraftstoffeinspritzungsereignisses, wie unter Bezugnahme auf 3 gezeigt ist.
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Die detektierte Einspritzungsdauer (T_Inj) wird als eine Differenz zwischen der detektierten SOI-Zeit und der detektierten EOI-Zeit berechnet (410). Bei einer Ausführungsform entspricht die detektierte Einspritzungsdauer (T_Inj) der detektierten Einspritzungsdauer 325, die unter Bezugnahme auf 3 gezeigt ist.
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Eine maximale Kraftstoffeinspritzungsrate (Mmax) korreliert mit dem maximalen Abfall in dem Kraftstoffdruck (ΔPr_Inj_Max) (412) und wird wie folgt gemäß Gleichung 1 berechnet: Mmax = K1·(ΔPr_Inj_Max) [1] wobei K1 ein skalarer Term ist, der die Korrelation zwischen dem maximalen Abfall in dem Kraftstoffdruck (ΔPr_Inj_Max) und der maximalen Kraftstoffeinspritzungsrate (Mmax) liefert. Der skalare Term K1 korreliert mit einem Leitungskraftstoffdruck, einer Kraftstofftemperatur und anderen Motorbetriebsparametern. Bei einer Ausführungsform gibt es mehrere skalare Terme K1, von denen jeder vorzugsweise in Relation zu überwachten Motorparametern vorbestimmt ist. Im Betrieb werden die mehreren skalaren Terme K1 in einem Feld ausgeführt, wobei eine Routine ausgebildet ist, um einen der skalaren Terme K1 aus dem Feld in Ansprechen auf die überwachten Motorparameter abzurufen.
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Eine eingespritzte Kraftstoffmasse (M_Inj) für das Kraftstoffeinspritzungsereignis entspricht der detektierten Einspritzungsdauer (T_Inj) und der maximalen Einspritzungs-Massenströmungsrate (Mmax). Die eingespritzte Kraftstoffmasse kann als ein Produkt der detektierten Einspritzungsdauer (T_Inj) und der maximalen Einspritzungs-Massenströmungsrate (Mmax) berechnet werden, angepasst mit einem vorbestimmten skalaren Term K2 (414), wie es nachstehend in Gleichung 2 gezeigt ist. M_Inj = K2·(T_inj·Mmax) [2]
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Die eingespritzte Kraftstoffmasse ist mit der angewiesenen Pulsweite der Einspritzeinrichtung korreliert, d. h. mit einer angewiesenen Einspritzungsdauer zur Verwendung als ein Steuerparameter. Der skalare Term K2 korreliert mit einem Leitungskraftstoffdruck, einer Kraftstofftemperatur und anderen Motorbetriebsparametern. Bei einer Ausführungsform gibt es mehrere skalare Terme K2, von denen jeder vorzugsweise in Relation zu überwachten Motorparametern vorbestimmt ist. Im Betrieb werden die mehreren skalaren Terme K2 als ein Feld ausgeführt, wobei eine Routine ausgebildet ist, um einen der skalaren Terme K2 auf dem Feld in Ansprechen auf die überwachten Motorparameter abzurufen, die den Leitungskraftstoffdruck, die Kraftstofftemperatur und andere Motorbetriebsparameter umfassen.
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5 stellt graphisch den eingespritzten Kraftstoff (in mg) 506 an der y-Achse in Relation zu dem Produkt der gemessenen Einspritzungsdauer und der maximalen Einspritzungs-Massenströmungsrate an der x-Achse 504 und mit einer Steigung 510 dar. Die Steigung 510 korreliert mit dem vorbestimmten skalaren Term K2, der unter Bezugnahme auf Gleichung 2 dargestellt ist. Die Ergebnisse gelten für dieselben vier elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zur Direkteinspritzung bei niedrigen angewiesenen Einspritzungsdauern, wie sie in 2 gezeigt sind. Die Ergebnisse geben an, dass es eine lineare Beziehung mit der Steigung 510 zwischen der eingespritzten Kraftstoffmasse und einem multiplikativen Produkt der detektierten Einspritzungsdauer und der maximalen Einspritzungs-Massenströmungsrate gibt.
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Es wird vorzugsweise eine linearisierte Beziehung zwischen dem Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung und einer eingespritzten Kraftstoffmasse entwickelt, um eine präzise Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmasse zu erreichen, die für Kraftstoffeinspritzungsereignisse in einem Bereich mit niedriger Strömung der Einspritzeinrichtung besonders geeignet ist, z. B. bei einer Ausführungsform in einem Bereich zwischen 0,25 ms der Kraftstoffströmung und 0,60 ms der Kraftstoffströmung bei einem Leitungskraftstoffdruck von 20 MPa. Es kann ein Steuerschema entwickelt werden, das die detektierte SOI-Zeit 313, die detektierte EOI-Zeit 317 und den maximalen Abfall in dem Kraftstoffdruck 319 überwacht und die linearisierte Beziehung zwischen dem angewiesenen Befehlssignal 52 der Einspritzeinrichtung und der eingespritzten Kraftstoffmasse verwendet, um eine präzise Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmasse in dem Bereich mit niedriger Strömung der Einspritzeinrichtung zu erreichen. Ein solches Steuerschema kann in der Form eines vorbestimmten mehrdimensionalen Feldes von Werten, die in einer Speichereinrichtung in dem Steuermodul gespeichert werden, oder als ein anderes geeignetes Steuerschema vorliegen. Das Steuerschema ist insbesondere geeignet, um eine verbesserte Steuerung von kleinen Einspritzungsmengen zu erreichen und die Variabilität von Einspritzeinrichtung zu Einspritzeinrichtung zu verringern, wenn kleine Kraftstoffmengen dosiert werden.
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Steuermodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Ausdrücke bedeuten eine beliebige oder verschiedene Kombinationen eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC) oder mehrerer anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise, eines elektronischen Schaltkreises oder mehrerer elektronischer Schaltkreise, einer zentrale Verarbeitungseinheit oder mehrerer zentraler Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise ein Mikroprozessor bzw. Mikroprozessoren) und eines zugeordneten Speichers und einer zugeordneten Archivierung (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Arbeitsspeicher, Festplatte usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eines Schaltkreises der Schaltungslogik oder mehrerer Schaltkreise der Schaltungslogik, einer oder mehrerer Eingabe/Ausgabe-Schaltung(en) und -Einrichtungen, geeigneter Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen sowie anderer geeigneter Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Ausdrücke bedeuten beliebige durch einen Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen umfassen. Das Steuermodul weist einen Satz von Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen zu schaffen. Die Routinen werden beispielsweise von der zentralen Verarbeitungseinheit ausgeführt und dienen dazu, Eingaben von den Detektionseinrichtungen und anderen Steuermodulen im Netzwerk zu überwachen sowie Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktuatoren zu steuern. Die Routinen können während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise jede 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden. Alternativ können die Routinen in Ansprechen auf ein Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
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Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und deren Modifikationen beschrieben. Weitere Modifikationen und Veränderungen können Anderen während des Lesens und Verstehens der Beschreibung auffallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die spezielle Ausführungsform bzw. die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die als die beste Weise offenbart wird bzw. werden, die für die Ausführung dieser Offenbarung in Erwägung gezogen wird, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
