DE102013202663A1

DE102013202663A1 - System und verfahren zum einspritzen von kraftstoff

Info

Publication number: DE102013202663A1
Application number: DE102013202663A
Authority: DE
Inventors: Joshua Putman Styron
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: US20130218440A1; CN103256134B; RU2013107527A; US8949002B2; DE102013202663B4; RU2573410C2; CN103256134A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zur Einstellung von Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors offenbart. In einem Beispiel ist eine Änderung des Kraftstoffdrucks angesetzt, wenn eine Anzahl von Voreinspritzungen, die von einem Kraftstoffeinspritzventil für einen Zylinder bereitgestellt wird, von einer ersten Anzahl während eines ersten Motorzyklus zu einer zweiten Anzahl während eines zweiten Motorzyklus, wechselt. Die Verfahren und Systeme können Motoremissionen reduzieren und das Motorgeräuschverhalten verbessern.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft das Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor. In einem Beispiel wird ein Verfahren zur Einstellung von Kraftstoffdruck zusammen mit mehreren Voreinspritzungen offenbart. Der Lösungsansatz kann für Kompressionszündungsmotoren besonders nützlich sein.
Verbrennung in Dieselmotoren wird durch Komprimieren von Luft-Kraftstoff-Gemischen in Motorzylindern ermöglicht. Beim Komprimieren eines Luft-Kraftstoff-Gemisches steigen Temperatur und Druck in dem Zylinder an, so dass sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch ohne eine extern bereitgestellte Zündquelle, wie zum Beispiel eine Zündkerze, entzündet. Durch Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird Wärme freigesetzt und die Temperatur und der Druck in dem Zylinder werden erhöht. In Abhängigkeit von den Bedingungen kann die Motorverbrennung Motorgeräusche verstärken und die Zufriedenheit des Fahrers beeinträchtigen.
Ein Lösungsansatz, Verbrennungsgeräuschen zu begegnen, besteht in der Bereitstellung von Voreinspritzungen während eines Zylinderzyklus. Die Voreinspritzungen werden vor dem Haupteinspritzungsimpuls zu einem Zylinder geleitet. Durch Einstellung der Anzahl und des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzungen kann es möglich sein, den Zündzeitpunkt und die Wärmefreisetzungsrate während der Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches zu ändern, um Verbrennungsgeräusche zu reduzieren und die Zufriedenheit des Fahrers zu verbessern. Eine feste Anzahl von Voreinspritzungen gewährleistet jedoch möglicherweise nicht wünschenswerte Motorverbrennungsgeräusche und Wärmefreisetzungseigenschaften über einen Motorbetriebsbereich. Stattdessen kann es wünschenswert sein, die Anzahl von Voreinspritzungen mit den Motorbetriebsbedingungen zu ändern. Wenn eine Anzahl von Voreinspritzungen geändert wird und sich Druck des eingespritzten Kraftstoffs nicht auf einer gewünschten Höhe befindet, wenn sich die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen ändert, dann liegen die Motorgeräusche möglicherweise trotzdem nicht in einem gewünschten Bereich.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat die oben genannten Nachteile erkannt und ein Verfahren zur Kraftstoffzufuhr zu einem Motor entwickelt, das Folgendes umfasst: Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder auf Grundlage einer ersten Beziehung zwischen Kraftstoffdruck und einer Anzahl von Voreinspritzungen zu Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder auf Grundlage einer zweiten Beziehung zwischen Kraftstoffdruck und der Anzahl von Voreinspritzungen, wobei der Wechsel als Reaktion auf eine erste Bedingung, wenn ein Steuerparameter ansteigt, erfolgt.
Durch Wechsel zwischen verschiedenen Kraftstoffdrucksteuertabellen bei Änderung einer Anzahl von Voreinspritzungen kann es möglich sein, eine verbesserte Kraftstoffdrucksteuerung für Kraftstoffeinspritzventile bereitzustellen, wenn eine Anzahl von Voreinspritzungen als Reaktion auf eine Änderung von Motorbetriebsbedingungen geändert wird. Zum Beispiel kann eine erste Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuertabelle die Basis zur Steuerung des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks sein, wenn ein einziger Voreinspritzungsimpuls einem Zylinder zugeführt wird. Andererseits kann eine zweite Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuertabelle die Basis zur Steuerung des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks sein, wenn zwei Voreinspritzungsimpulse dem Zylinder zugeführt werden. Somit kann der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck durch Springen zwischen zwei Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucktabellen als Reaktion auf eine Anzahl von einem Zylinder zugeführten Voreinspritzungen eingestellt werden. Auf diese Weise kann der Kraftstoffdruck bei Änderung einer Anzahl von Voreinspritzungen schnell geändert werden, so dass die Kraftstoffdruckverzögerung zwischen verschiedenen Betriebsbedingungen reduziert werden kann.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Lösungsansatz für den Wechsel zwischen Kraftstoffeinspritzungsmodi nützlich sein. Insbesondere kann der Lösungsansatz Motoremissionen, wie zum Beispiel HC, NOx und CO, reduzieren, indem schnellere Kraftstoffdruckänderungen zwischen Bedingungen gestattet werden, unter denen verschiedene Anzahlen von Voreinspritzungen durch ein Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt werden. Des Weiteren kann der Lösungsansatz eine Zeitdauer zur Kalibrierung eines Motors reduzieren, da ein Kalibrieren für graduelle Wechsel zwischen Kraftstoffeinspritzungsmodusänderungen vermieden werden kann.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht hervor.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors;
2 zeigt eine ausführliche Darstellung eines Kraftstoffsystems, das dem Motor Kraftstoff zuführt;
3 zeigt ein beispielhaftes Voreinspritzungszahlkennfeld;
4 und 5 zeigen beispielhafte Wechsel zur Einstellung einer Anzahl von einem Zylinder zugeführten Pilotkraftstoffimpulsen;
6 zeigt eine beispielhafte Zylindernummerierungsfolge für einen Motor mit zwei Zylinderbänken;
7 zeigt eine beispielhafte Zündfolge und ein beispielhaftes Moduswechselintervall zur Einstellung einer Anzahl von Voreinspritzungen;
8 und 9 zeigen beispielhafte Voreinspritzungswechselsequenzen; und
10 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm für ein Verfahren zur Einstellung von Kraftstoffdruck und einer Anzahl von Voreinspritzungen, der bzw. die für einen Zylinder eines Motors bereitgestellt werden.
Die vorliegende Beschreibung betrifft den Ausgleich einer Änderung einer Anzahl von Voreinspritzungen, die einem Zylinder während eines Zylinderzyklus zugeführt werden. 1 zeigt ein Beispiel für einen aufgeladenen Dieselmotor, in dem das Verfahren von 10 eine Anzahl von Voreinspritzungen und Kraftstoffdruck einstellen kann, um Motoremissionen zu verbessern und/oder Verbrennungsgeräusche zu reduzieren. 2 zeigt ein beispielhaftes Kraftstoffversorgungssystem für einen Motor mit zwei Zylinderbänken. 3 zeigt ein beispielhaftes Voreinspritzungskennfeld. 4–5 und 8–9 zeigen Beispiele für Kraftstoffdruckeinstellungen als Reaktion auf Anzahlen von Voreinspritzungsimpulsen. 6 und 7 zeigen ein beispielhaftes Zylinderlayout und eine beispielhafte Zündfolge für einen Motor mit zwei Zylinderbänken. Schließlich ist 10 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Einstellung von Kraftstoffdruck und einer Anzahl von Voreinspritzungsimpulsen, der bzw. die für einen Zylinder eines Motors bereitgestellt werden.
Auf 1 Bezug nehmend, wird ein mehrere Zylinder, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, umfassender Verbrennungsmotor 10 durch die elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 66 so positioniert, dass es den Kraftstoff direkt in die Brennkammer 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 liefert Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW von der Steuerung 12. Kraftstoff wird von einem Kraftstoffsystem gemäß 2 an das Kraftstoffeinspritzventil 66 geliefert. Durch das Kraftstoffsystem gelieferter Kraftstoffdruck kann durch Ändern eines Ansaugmengenzumessventilregelstroms zu einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils eingestellt werden.
Der Einlasskrümmer 44 steht in der Darstellung mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 in Verbindung, die eine Position der Drosselklappenplatte 64 verstellt, um Luftstrom von einer Einlassverstärkerkammer 46 zu steuern. Der Verdichter 162 zieht Luft aus dem Lufteinlass 42 zur Versorgung der Verstärkerkammer 46. Abgase drehen die Turbine 164, die über die Welle 161 mit dem Verdichter 162 verbunden ist. In einigen Beispielen kann ein Ladeluftkühler vorgesehen sein. Die Verdichterdrehzahl kann über Einstellung einer Stellung einer Steuerung 72 für verstellbare Leitschaufeln oder das Verdichterbypassventil 158 eingestellt werden. In anderen Beispielen kann ein Wastegate 74 die Steuerung 72 für die verstellbaren Leitschaufeln ersetzen oder zusätzlich dazu verwendet werden. Die Steuerung 72 für die verstellbaren Leitschaufeln stellt eine Stellung der Leitschaufeln einer Turbine mit variabler Geometrie ein. Abgase können die Turbine 164 durchströmen und wenig Energie zur Drehung der Turbine 164 bereitstellen, wenn sich die Leitschaufeln in einer geöffneten Stellung befinden. Abgase können die Turbine 164 durchströmen und die Turbine 164 mit einer erhöhten Kraft beaufschlagen, wenn sich die Leitschaufeln in einer geschlossenen Stellung befinden. Alternativ ermöglicht das Wastegate 74, dass Abgase um die Turbine 164 herum strömen, um die Menge an Energie, die der Turbine zugeführt wird, zu verringern. Das Verdichterbypassventil 158 ermöglicht, dass komprimierte Luft am Auslass des Verdichters 162 zum Eingang des Verdichters 162 zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Verdichters 162 verringert werden, um den Durchfluss des Verdichters 162 zu beeinflussen und die Möglichkeit eines Pumpens des Verdichters zu reduzieren.
Verbrennung wird in der Brennkammer 30 eingeleitet, wenn sich Kraftstoff automatisch entzündet bei Annäherung an den oberen Totpunkt im Verdichtungshub durch den Kolben 36. In einigen Beispielen kann eine (nicht gezeigte) UEGO-Sonde (UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) 126 stromaufwärts einer Abgasvorrichtung 70 mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden sein. In anderen Beispielen kann die UEGO-Sonde stromabwärts einer oder mehrerer Abgasnachbehandlungsvorrichtungen positioniert sein. Des Weiteren kann die UEGO-Sonde in einigen Beispielen durch einen NOx-Sensor ersetzt werden, der sowohl NOx- als auch Sauerstofferfassungselemente aufweist.
Bei niedrigeren Motortemperaturen kann die Glühkerze 68 elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln, um eine Temperatur in der Brennkammer 30 zu erhöhen. Durch Erhöhen der Temperatur der Brennkammer 30 kann es leichter sein, ein Zylinder-Luft-Kraftstoff-Gemisch über Kompression zu zünden.
In einem Beispiel kann die Abgasvorrichtung 70 einen Partikelfilter und Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Die Abgasvorrichtung 70 kann in einem Beispiel einen Oxidationskatalysator enthalten. In anderen Beispielen kann die Abgasvorrichtung eine Mager-NOx-Falle oder einen SCR (Katalysator zur selektiven Reduktion) und/oder einen Dieselpartikelfilter (DPF) enthalten.
Abgasrückführung (AGR) kann für den Motor über das AGR-Ventil 80 bereitgestellt werden. Das AGR-Ventil 80 ist ein Dreiwegeventil, das schließt oder gestattet, dass Abgas von stromabwärts der Abgasvorrichtung 70 zu einer Stelle im Motorlufteinlasssystem stromaufwärts des Verdichters 162 strömt. In anderen Beispielen kann AGR von stromaufwärts der Turbine 164 zum Einlasskrümmer 44 strömen. AGR kann den AGR-Kühler 85 umgehen, oder AGR kann als Alternative über Durchströmen des AGR-Kühlers 85 gekühlt werden. In anderen Beispielen kann ein Hochdruck- und Niederdruck-AGR-System bereitgestellt werden.
In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, einen Nurlesespeicher (ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 empfängt in der Darstellung neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren, darunter die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung der durch den Fuß 132 eingestellten Fahrpedalstellung; eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 121; Aufladedruck vom Drucksensor 122; Abgassauerstoffkonzentration vom Sauerstoffsensor 126; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung von in den Motor eintretender Luftmasse von dem Sensor 120 (zum Beispiel einem Heißdraht-Luftmengenmesser); und eine Messung der Drosselklappenstellung vom Sensor 58. Es kann auch Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, aus denen die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
Im Betrieb erfährt jeder Zylinder im Motor 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub (INT), den Verdichtungshub (COMP), den Arbeitshub (EXP) und den Auslasshub (EXH). Während des Ansaughubs schließt sich allgemein das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel von dem Fachmann als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 an seinem Hubende befindet und der am nächsten zum Zylinderkopf liegt (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einigen Beispielen kann Kraftstoff während eines einzigen Zylinderzyklus mehrmals in einen Zylinder eingespritzt werden. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch Kompressionszündung gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum uT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern. Des Weiteren kann in einigen Beispielen ein Zweitaktprozess anstatt eines Viertaktprozesses verwendet werden.
Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird eine ausführliche Darstellung eines Kraftstoffsystems, das einem Motor Kraftstoff zuführt, gezeigt. Das Kraftstoffsystem von 2 kann in dem Motorsystem von 1 enthalten sein und kann über das Verfahren von 10 gesteuert werden.
Das Kraftstoffsystem 200 enthält verschiedene Ventile und Pumpen, die durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Kraftstoffdruck in Kraftstoff-Verteilerleitungen 244 und 222 wird durch die Drucksensoren 242 und 220 erfasst. Die Steuerung 12 steuert den Druck in den Kraftstoff-Verteilerleitungen 244 und 222 unter Verwendung von Druckrückmeldung von den Drucksensoren 242 und 220. Die Steuerung 12 aktiviert die Kraftstoffpumpen 206 und 230, um den Dosierventilen 232 und 208 Kraftstoff zuzuführen. Die Rückschlagventile 234 und 210 gestattet Kraftstofffluss zu den Hochdruck-Kraftstoffpumpen 225 und 256 und begrenzen Rückfluss von den Hochdruck-Kraftstoffpumpen 255 und 256. Die Dosierventile 232 und 208 steuern die in die Hochdruck-Kraftstoffpumpen 255 und 256 eintretende Kraftstoffmenge. Die Nocken 238 und 216 werden durch den Motor angetrieben und beaufschlagen die Kolben 250 und 202 mit Antriebskraft, die mit Kraftstoff in den Pumpenkammern 252 und 212 betrieben werden.
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpen 255 und 256 leiten Kraftstoff über die Rückschlagventile 240 und 218 zu den Kraftstoffeinspritzventil-Verteilerleitungen 244. Kraftstoff in den Kraftstoff-Verteilerleitungen 244 und 222 kann über Einstellung der Ventile 232, 208, 226 und 246 gesteuert werden. Die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventile 226 und 246 können unter Betriebsbedingungen teilweise geöffnet positioniert sein, so dass zumindest ein Teil des durch die Kraftstoffpumpen 255 und 256 zugeführten Kraftstoffs zum Kraftstofftank 204 zurückkehrt. Die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventile 226 und 246 können unter bestimmten Bedingungen zumindest teilweise in einem zusätzlichen Ausmaß geöffnet sein, um Kraftstoffdruck in den Kraftstoff-Verteilerleitungen 222 und 244 zu reduzieren. Die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventile 226 und 246 können unter bestimmten Bedingungen zumindest teilweise geschlossen sein, um den Kraftstoffdruck in den Kraftstoff-Verteilerleitungen 222 und 244 zu erhöhen. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 222 kann einer Zylinderbank eines Motors über die Kraftstoffeinspritzventile 66 Kraftstoff zuführen, während die Kraftstoff-Verteilerleitung 244 einer zweiten Zylinderbank des Motors über die Kraftstoffeinspritzventile 66 Kraftstoff zuführt. In einigen Beispielen kann eine einzige Hochdruck-Kraftstoffpumpe Kraftstoff über die optionale Leitung 237 beiden Kraftstoff-Verteilerleitungen 244 und 222 zuführen. Das Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil 226 kann von dem Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil 246 getrennt gesteuert werden, so dass die Steuerung von Kraftstofferhöhungen und -verringerungen zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgen können. Ebenso können die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 255 und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 256 über die Kraftstoffdosierventile 232 und 208 getrennt gesteuert werden.
Somit stellt das System der 1 und 2 ein Motorsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Zylinder; eine Kraftstoff-Verteilerleitung; ein Kraftstoffeinspritzventil, das mit der Kraftstoff-Verteilerleitung in Strömungsverbindung steht und Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt; und eine Steuerung, die ein in einem nichtflüchtigen Medium gespeichertes Computerprogramm enthält, das ausführbare Anweisungen zur Einstellung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung auf Grundlage einer Anzahl von dem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders zugeführten Voreinspritzungen enthält, wobei die Steuerung Anweisungen zur Verzögerung der Einstellung von Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung nach Erreichen einer Bedingung zur Einstellung einer Anzahl von Voreinspritzungen enthält, wobei die Dauer der Verzögerung auf einem Motorkurbelwellenwinkelfenster basiert. Des Weiteren enthält die Steuerung Anweisungen zur Erhöhung eines Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung über Verstärken einer Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung und Reduzieren einer Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung.
Des Weiteren umfasst das Motorsystem, dass die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung vor Reduzieren der Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung verstärkt wird. Das Motorsystem umfasst, dass das Kurbelwellenwinkelfenster auf einem Kurbelwellenintervall beruht, in dem in mehreren Zylindern einer Zylinderbank kein Kraftstoff eingespritzt wird. Des Weiteren umfasst das Motorsystem zusätzliche Anweisungen zum Wechsel zwischen zwei oder mehr Kraftstoffdruckspeicherstrukturen, wenn die Anzahl von Voreinspritzungen geändert wird. Des Weiteren umfasst das Motorsystem, dass die Kraftstoffdruckspeicherstrukturen Tabellen sind, die mehrere Kraftstoffdruckwerte enthalten. Des Weiteren umfasst das Motorsystem zusätzliche Anweisungen zur Verringerung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung über Reduzieren der Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung und Verstärken der Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung.
In einigen Beispielen umfasst das Motorsystem weiterhin zusätzliche Steuerungsanweisungen zur Einstellung des Kraftstoffdrucks unter einer ersten Bedingung, wenn ein Steuerparameter ansteigt, und Einstellung des Kraftstoffdrucks unter einer zweiten Bedingung, wenn der Steuerparameter abnimmt. Des Weiteren umfasst das Motorsystem ein Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die der Kraftstoff-Verteilerleitung Kraftstoff zuführt, und ein Dosierventil, das Kraftstofffluss zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe regelt. Des Weiteren umfasst das Motorsystem nach Anspruch 19 zusätzliche Anweisungen zur Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung über Einstellung des Dosierventils und des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils.
Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird ein beispielhaftes Voreinspritzungszahlkennfeld gezeigt. Die Tabelle enthält mehrere Zellen. Jede der Zellen enthält einen Wert, der eine Gesamtanzahl von Kraftstoffeinspritzungen darstellt, die einem Motorzylinder während eines Zyklus des Zylinders und über den Verlauf eines Motorzylinders zugeführt werden. Zum Beispiel repräsentiert ein Wert von zwei eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung zu einem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders. Die Y-Achse der Tabelle stellt indiziertes Motormoment dar, wie als Reaktion auf eine Motormomentanforderung bereitgestellt. Die X-Achse der Tabelle stellt Motordrehzahl dar. Somit gibt die Tabelle für eine einzigartige Motordrehzahl und Geschwindigkeit mehrere Voreinspritzungen aus, die einem Motorzylinder während eines Motorzyklus zugeführt werden. Die Tabelle zeigt eine erhöhte Anzahl von Voreinspritzungen bei niedrigeren Motordrehzahlen und -lasten, um Motorgeräusche unter solchen Bedingungen zu reduzieren.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird ein Beispiel für einen Wechsel von der Bereitstellung einer ersten Anzahl von Voreinspritzungen zu der Bereitstellung einer zweiten Anzahl von Voreinspritzungen gezeigt. Insbesondere zeigt das Beispiel von 4 einen Wechsel von zwei Voreinspritzungen zu einer Voreinspritzung mit Zunahme des indizierten Motormoments. Der Wechsel von 4 kann durch das System der 1 und 2 über das Verfahren von 10 bereitgestellt werden.
Die Y-Achse stellt Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck dar, und der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt indiziertes Motormoment dar, und das indizierte Motormoment nimmt in Richtung des Pfeils der X-Achse zu. Die vertikalen Markierungen 402 und 404 stellen beispielhafte Motormomenthöhen dar, wobei eine Anzahl von Voreinspritzungen auf Grundlage des Motormoments eingestellt werden kann. Die vertikale Markierung 402 stellt ein Motormoment dar, bei dem in einen Zylinder durch eine Voreinspritzung eingespritzter Kraftstoff zu Einspritzung von Kraftstoff mit zwei Voreinspritzungen wechselt, wenn das Motormoment abnimmt. Die vertikale Markierung 404 stellt ein Motormoment dar, bei dem durch zwei Voreinspritzungen in einen Zylinder eingespritzter Kraftstoff zu Einspritzung von Kraftstoff mit einer Voreinspritzung wechselt, wenn das Motormoment zunimmt.
Der beispielhafte Wechsel von 4 beginnt bei 420, wo Kraftstoffeinspritzdruck relativ gering ist und Kraftstoff mit zwei Voreinspritzungen zu einem Zylinder gespritzt wird. Mit Zunahme des Motormoments auf 400 Nm erhöht sich der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck so, dass der Kraftstoffdruck auf eine bei 422 gezeigte Höhe zunimmt. Das Kraftstoffversorgungssystem tritt in den Hysteresebereich ein, wo die Anzahl von Voreinspritzungen nicht erhöht oder verringert wird. Bei weiterer Zunahme des Motormoments erhöht sich der Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung, so dass der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck die bei 424 gezeigte Höhe erreicht. Nachdem das Motormoment bei 500 Nm die obere Hysteresegrenze erreicht hat, wird der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck abgesenkt und es wird eine Voreinspritzung für jeden Zylinder während jedes Zylinderzyklus bereitgestellt. Der Kraftstoffdruck wird auf die bei 426 gezeigte Höhe reduziert, nachdem das Motormoment die obere Hysteresegrenze bei 500 Nm erreicht hat.
In einem Beispiel wird der Kraftstoffdruck durch Wechseln von einer ersten Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle, die einen Soll-Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck ausgibt, der auf dem Motormoment und einer ersten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, zu einer zweiten Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle, die einen anderen Soll-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck ausgibt, der auf dem Motormoment und einer zweiten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, geändert. In anderen Beispielen kann auch die Motordrehzahl eine Basis zur Einstellung des Kraftstoffdrucks sein. Zum Beispiel kann eine erste Tabelle einen Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck von 1400 bar ausgeben, wenn das Motormoment 499 Nm beträgt und zwei Voreinspritzungen bereitgestellt werden. Die zweite Tabelle kann einen Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck von 1200 bar ausgeben, wenn das Motormoment 500 Nm beträgt und eine Voreinspritzung bereitgestellt wird. Somit ersetzt die Ausgabe aus der zweiten Tabelle mit Zunahme des Motormoments die Ausgabe der ersten Tabelle, und Kraftstoffdruck wird zusammen mit der Anzahl von Voreinspritzungen geändert.
Mit Zunahme des Motormoments erhöht sich auch der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck auf die bei 428 angegebene Höhe, wenn eine einzige Voreinspritzung bereitgestellt wird. Die Zunahme des Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdrucks von 426 auf 428 wird durch Werte bereitgestellt, die aus der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle ausgegeben werden. Die Zunahmen des Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdrucks von 420 auf 424 werden durch Werte bereitgestellt, die von der ersten Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle ausgegeben werden. Wenn die Anzahl der Voreinspritzungen bei 404 nicht abgenommen hätte, wäre der Kraftstoffdruck auf Grundlage der Ausgabe aus der ersten Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle der gepunkteten Linie von 424 bis 430 gefolgt.
Auf diese Weise können der Kraftstoffdruck und die Anzahl von Voreinspritzungen, der bzw. die für einen Zylinder während eines Zylinderzyklus bereitgestellt wird, geändert werden. Der Wechsel von einer Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle zu einer anderen Kraftstoff-Verteilerleitungssolldrucktabelle gestattet schrittweise Änderungen der Kraftstoffeinspritzdruckansteuerungen, so dass der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck für die Anzahl von Voreinspritzungen bei Wechseln der Anzahl von Voreinspritzungen besser optimiert wird.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein Diagramm eines beispielhaften Wechsels zur Einstellung einer Anzahl von einem Zylinder zugeführten Pilotkraftstoffimpulsen gezeigt. Insbesondere wird ein Diagramm, das eine Wechselsequenz von einer Voreinspritzung zu zwei Voreinspritzungen darstellt, gezeigt. Das Diagramm von 5 ähnelt dem Diagramm von 4, deshalb wird die Beschreibung ähnlicher Merkmale der Diagramme der Kürze halber weggelassen. Die vertikale Markierung 502 stellt eine untere Hysteresegrenze dar, während die vertikale Markierung 504 eine obere Hysteresegrenze darstellt.
Der Wechsel von 5 beginnt bei 528, wo der Motor mit einem relativ hohen Motormoment betrieben wird. Der Motor wird mit dem hohen Motormoment betrieben, und eine einzige Voreinspritzung bei relativ hohem Kraftstoffdruck wird bereitgestellt. Mit Abnahme der Motormomentanforderung wird der Kraftstoffdruck reduziert, und der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck fällt auf die bei 526 gezeigte Höhe ab. Wenn das Motormoment weiter reduziert wird, dann wird der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung auf die bei 524 gezeigte Höhe weiter reduziert. Somit wird der Kraftstoffdruck auf den zwischen 524 und 528 gezeigten Höhen aus einer zweiten Soll-Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdrucktabelle, die der für 4 beschriebenen ähnelt, ausgegeben. Bei Abnahme des Motormoments und Erreichen der unteren Hysteresegrenze 502 wird der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck auf eine Höhe eingestellt, die aus einer ersten Soll-Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdrucktabelle ausgegeben wird, und der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck steigt auf die bei 522 gezeigte Höhe an. Darüber hinaus wird die Anzahl von Voreinspritzungen von eins auf zwei erhöht. Wenn das Motormoment weiter verringert wird, dann wird der Kraftstoffdruck auf eine bei 520 gezeigte Höhe reduziert. Wenn die Anzahl der Voreinspritzungen nicht auf die vertikale Markierung 502 eingestellt worden wäre, wäre der Kraftstoffdruck dem Verlauf der gepunkteten Linie zwischen 524 und 540 gefolgt.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Beispielen der 4 und 5 sowie in der ganzen Beschreibung die Anzahl der in irgendeinem Zylinderzyklus bereitgestellten Voreinspritzungen eine Anzahl von null bis fünf sein kann. Deshalb können sechs Sollkraftstoffdrucktabellen, die auf der Motordrehzahl, der Anzahl der Voreinspritzungen und dem Motormoment basieren, bereitgestellt und in dem System der 1–2 sowie dem Verfahren von 10 verwendet werden.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Motorbankkonfiguration gezeigt. Der Motor 600 enthält mehrere Zylinder, insbesondere acht. Die erste Zylinderbank 602 enthält die Zylindernummern 1, 3, 5 und 7. Die zweite Zylinderbank 604 enthält die Zylindernummern 2, 4, 6 und 8. Der Motor von 6 kann eine Zündfolge wie in 7 gezeigt haben, um die Motorauswuchtung zu verbessern und Motorschwingungen zu reduzieren.
Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, werden eine beispielhafte Zündfolge und ein beispielhaftes Moduswechselintervall zur Einstellung einer Anzahl von Voreinspritzungen und Kraftstoffdruck gezeigt. Die Motorzündfolge ist 1-2-7-3-4-5-6-8. Somit handelt es sich bei dem Motor um einen Achtzylindermotor. Es sei in Verbindung mit 6 darauf hingewiesen, dass der Motor 600 nicht in der Reihenfolge zündet, in der die Zylinder nummeriert sind (zum Beispiel 1–8). Stattdessen verbrennt der Motor in einer Reihenfolge, die über die Zylinderbänke eins und zwei springt, und verbrennt auch zwei Zylinderereignisse in einer Reihe, wo die Zylinder in der gleichen Zylinderbank positioniert sind (zum Beispiel Zylinder 6 und 8).
Bereich 702 zeigt einen bestimmten Teil der Motorzündfolge, wo die Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylinderbank Nummer zwei eine weiteste Zeit oder einen größten Kurbelwellenwinkel über einen Motorzyklus verteilt sind. Insbesondere erfolgt die Kraftstoffeinspritzung in den Zylindernummern 7 und 3 der Zylinderbank Nummer eins im Bereich 702, während in die Zylinderbank Nummer eins kein Kraftstoff eingespritzt wird. Dies gestattet, dass ein Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck für die Zylinderbank Nummer zwei zwischen einem Kraftstoffeinspritzsende für Zylindernummer 2 zu einem Kraftstoffeinspritzbeginn für Zylindernummer 4 wechselt, ohne die eingespritzte Kraftstoffmenge zu beeinflussen. Somit kann durch gezielte Auswahl, wo Kraftstoffdruck für Kraftstoff-Verteilerleitung Nummer zwei von einem ersten Druck zu einem zweiten Druck wechselt, die Zeitdauer für den Kraftstoffdruckwechsel im Vergleich zu anderen Zeiten über einen Motorzyklus verlängert werden. Folglich kann der Kraftstoffdruck eine bessere Möglichkeit haben, den Sollkraftstoffdruck zu erreichen, wenn eine Anzahl von Voreinspritzungen von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert wechselt.
Analog dazu zeigt Bereich 704 einen bestimmten Teil der Motorzündfolge, wo Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylinderbank Nummer eins eine weiteste Zeit oder einen größten Kurbelwellenwinkel über einen Motorzyklus verteilt sind. Insbesondere erfolgt die Kraftstoffeinspritzung in den Zylindernummern 6 und 8 der Zylinderbank Nummer zwei im Bereich 804. Dies gestattet, dass ein Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck für die Zylinderbank Nummer eins zwischen einem Kraftstoffeinspritzende für Zylindernummer 5 zu dem Kraftstoffeinspritzbeginn für Zylindernummer 1 wechselt, ohne die eingespritzte Kraftstoffmenge zu beeinflussen. Somit kann durch gezielte Auswahl, wo Kraftstoffdruck für Kraftstoff-Verteilerleitung Nummer eins von einem ersten Druck zu einem zweiten Druck wechselt, die Zeitdauer für den Kraftstoffdruckwechsel im Vergleich zu anderen Zeiten über einen Motorzyklus verlängert werden. Folglich kann der Kraftstoffdruck eine bessere Möglichkeit haben, den Sollkraftstoffdruck zu erreichen, wenn eine Anzahl von Voreinspritzungen von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert wechselt.
Nunmehr auf 8 übergehend, wird eine beispielhafte Voreinspritzungswechselsequenz gezeigt. Die Sequenz von 8 kann durch das System der 1 und 2 bereitgestellt werden, das das Verfahren von 10 ausführt. Es wird die Zylindersteuerung für eine Zylinderbank eines Motors mit den Zylindern 1, 3, 5 und 7 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass sich Istkraftstoffeinspritzzeiten von den in den 8 und 9 gezeigten Zeitpunkten unterscheiden können, da die 8 und 9 das hier beschriebene Verfahren veranschaulichen sollen und nicht bestimmte Kraftstoffeinspritzzeitpunkte zeigen sollen.
Das erste, dritte, fünfte und siebte Diagramm von oben in 8 stellen Zylinderhübe für Zylindernummern eins, sieben, drei und fünf eines Achtzylindermotors gemäß der Darstellung in 6 dar. Ansaughübe sind INT (intake stroke) abgekürzt, während Verdichtungshübe als COMP (compression stroke) abgekürzt sind. Arbeitshübe sind als EXP (expansion stroke) abgekürzt, während Auslasshübe als EXH (exhaust stroke) abgekürzt sind.
Das zweite, vierte, sechste und achte Diagramm von oben in 8 zeigen Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylindernummern eins, sieben, drei und fünf eines Achtzylindermotors gemäß der Darstellung in 6. Voreinspritzungen für Zylindernummer eins werden als 802 und 804 gezeigt. Der Haupteinspritzungsimpuls für Zylindernummer eins wird bei 806 gezeigt. Voreinspritzungen für Zylindernummer sieben werden bei 810 und 812 gezeigt. Der Haupteinspritzungsimpuls für Zylindernummer sieben wird bei 814 gezeigt.
Voreinspritzungen für Zylindernummer drei werden bei 820 und 822 gezeigt. Der Haupteinspritzungsimpuls für Zylindernummer sieben wird bei 824 gezeigt. Voreinspritzungen für Zylindernummer fünf werden bei 830 und 832 gezeigt. Der Haupteinspritzungsimpuls für Zylindernummer eins wird bei 834 gezeigt.
Das neunte Diagramm von oben in 8 stellt eine Hochdruck-Kraftstoffpumpenansteuerung dar. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpenansteuerung wird zur Erhöhung des Ausgangsdrucks der Hochdruckpumpe verstärkt. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpenansteuerung reduziert sich in Richtung der X-Achse, um den Hochdruckpumpenausgangsdruck zu verringern.
Das zehnte Diagramm von oben in 8 ist ein Diagramm, das eine Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckventilansteuerung darstellt. Die Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckansteuerung wird zur Erhöhung des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks verstärkt. Die Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckansteuerung reduziert sich in Richtung der X-Achse, um den Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck zu verringern.
Das elfte Diagramm von oben in 8 ist ein Diagramm, das einen Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck darstellt. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck verringert sich in Richtung der X-Achse. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck nimmt in Vertikalrichtung von der X-Achse weg zu.
Zum Zeitpunkt T₀ wird der Motor mit einem niedrigeren Drehmoment und einer niedrigeren Drehzahl betrieben. Folglich werden für jeden Zylinder während der jeweiligen Zyklen der Zylinder des Motors zwei Voreinspritzungen bereitgestellt. Die Hochdruckpumpenansteuerung wird in der Darstellung mit ansteigendem indiziertem Motormoment verstärkt, um Kraftstoffdruck zu erhöhen. Die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung fordert einen teilweise geöffneten Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckventilzustand an. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck wird mit ansteigender Tendenz gezeigt, was der zunehmenden Hochdruckpumpenansteuerung entspricht. Der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck wird auf Grundlage der Ausgabe aus einer ersten Sollkraftstoffdrucktabelle gesteuert. Die Ausgabe der ersten Sollkraftstoffdrucktabelle basiert auf zwei Voreinspritzungen. Folglich befindet sich der Kraftstoffdruck auf einer größeren Höhe und nimmt weiter zu. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für die Voreinspritzungen und die Haupteinspritzungen während jedes Zylinderzyklus werden während der Verdichtungshübe der jeweiligen Zylinder gezeigt. Es können jedoch auch andere Voreinspritzungs- und Haupteinspritzungszeitpunkte bereitgestellt werden.
Zum Zeitpunkt T₁ erreichen die Motorbetriebsbedingungen einen Zustand, in dem als wünschenswert geurteilt wird, von zwei Voreinspritzungen zu einer einzigen Voreinspritzung überzugehen (zum Beispiel während einer Zunahme des Motormoments). Die Motorbetriebsbedingungen können ein Motormoment, eine Motordrehzahl oder eine Kombination von Motorsteuerparametern umfassen. In einigen Beispielen kann die Anzahl von Voreinspritzungen zu einem Zeitpunkt geändert werden, zu dem die Motorbetriebsbedingungen Bedingungen zum Wechsel zu einer anderen Anzahl von Voreinspritzungen erreichen. Im vorliegenden Beispiel wird die Anzahl von Voreinspritzungen jedoch verzögert, um die Zeit zu verlängern, die für eine Kraftstoffdruckänderung bei Änderung der Anzahl von Voreinspritzungen gestattet wird. Deshalb werden die Anzahl von Voreinspritzungen und der Kraftstoffdruck nicht vor Zeitpunkt T₂ geändert. Somit ist die Zeit zwischen T₁ und T₂ die Verzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn Bedingungen zur Änderung der Anzahl von Voreinspritzungen und des Kraftstoffdrucks vorliegen, und dem Zeitpunkt, zu dem die Änderung angesteuert wird. Die Hochdruckpumpendosierventilansteuerung folgt weiter einer Hochdruckpumpendosierventilansteuerung, die auf zwei Voreinspritzungen basiert, und nimmt mit zunehmendem indiziertem Motormoment zu. Kraftstoffdruck folgt der zunehmenden Hochdruckpumpendosierventilansteuerung.
Zum Zeitpunkt T₂ wird die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung reduziert und das Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil wird in den geöffneten Zustand angesteuert, damit mehr Kraftstoff von der Kraftstoff-Verteilerleitung zum Kraftstofftank zurückkehren kann. Durch im Wesentlichen gleichzeitiges Öffnen des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils und Reduzieren der Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung kann Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung reduziert werden.
Zwischen dem Zeitpunkt T₂ und dem Zeitpunkt T₃ wird das Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil in einen geschlosseneren Zustand angesteuert oder eingestellt. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung wird weiter reduziert, um den Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck auf einen niedrigeren Wert anzusteuern. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck wird auf einen Wert eingestellt, der auf einer Ausgabe der zweiten Sollkraftstoffdrucktabelle basiert. Die Kraftstoffdruckwerteausgabe aus der zweiten Sollkraftstoffdrucktabelle basieren auf einem einzigen Voreinspritzungsimpuls. Des Weiteren wird die Anzahl der während eines Zylinderzyklus zu einem Zylinder gelieferten Voreinspritzungen von zwei Kraftstoffeinspritzungsimpulsen auf einen einzigen Kraftstoffeinspritzungsimpuls reduziert. Folglich nimmt der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck ab.
Zum Zeitpunkt T₃ erfolgt die erste Kraftstoffeinspritzung, da Befehle zur Einstellung des Kraftstoffdrucks und der Anzahl von Voreinspritzungen ausgegeben werden. Des Weiteren erreicht die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung bis zum Zeitpunkt T₃ eine geringere Höhe. Ebenso erreicht die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung bis zum Zeitpunkt T₃ eine geringere Höhe. In einigen Beispielen können die Hochdruckkraftstoffpumpendosierventil- und Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerungen jedoch vor oder nach dem ersten Kraftstoffeinspritzereignis nach dem Kraftstoffdruckwechsel auf einen niedrigeren Druck einen niedrigeren Wert erreichen. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck ist zum Zeitpunkt der ersten Einspritzung reduziert worden, da Befehle zur Einstellung des Kraftstoffdrucks und der Anzahl von Voreinspritzungen ausgegeben werden. Somit erreicht der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck einen Wert, der für ein Kraftstoffeinspritzereignis geeignet ist, das einen einzigen Voreinspritzungsimpuls und einen Hauptkraftstoffeinspritzungsimpuls enthält. Die verbleibenden Zylinder der Zylinderbank empfangen auch eine Kraftstoffeinspritzung, die eine einzige Voreinspritzung und einen Hauptkraftstoffimpuls nach dem Zeitpunkt T₃ enthält.
Es sei darauf hingewiesen, dass Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckeinstellungen und Einstellungen der Anzahl von Voreinspritzungen auf Grundlage der Dauer zwischen Kraftstoffeinspritzungen zwischen Zylindern der Zylinderbank von T₁ zu T₂ verzögert werden. Während der Zeit zwischen T₂ und T₃ wird Kraftstoff zu Zylinderbank Nummer zwei, aber nicht zu Zylinderbank Nummer eins eingespritzt. Insbesondere erfolgen zwei Kraftstoffeinspritzereignisse in den Zylindern 6 und 8 zwischen dem Zeitpunkt T₂ und dem Zeitpunkt T₃. Die fehlende Kraftstoffeinspritzung zu Zylinderbank eins liefert eine Drehung von 180 Kurbelwellengrad (zum Beispiel 90 Grad zwischen Zylinderzyklen für einen Achtzylindermotor), während der Kraftstoffdruck des der Zylinderbank eins zugeführten Kraftstoffs eingestellt werden kann. Somit kann der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung, die der Zylinderbank Nummer eins Kraftstoff zuführt, eingestellt werden, ohne die während der Voreinspritzungen eingespritzte Kraftstoffmenge zu beeinflussen. Deshalb kann die dem Motor zum Zeitpunkt des Wechsels zwischen zwei Voreinspritzungen und einer Voreinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge verbessert werden.
Nunmehr auf 9 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Voreinspritzungswechselsequenz gezeigt. Die Sequenz von 9 kann durch das System der 1 und 2 bereitgestellt werden, das das Verfahren von 10 ausführt. Es wird die Zylindersteuerung für eine Zylinderbank eines Motors mit den Zylindern 1, 3, 5 und 7 gezeigt. Das Diagramm von 9 ähnelt dem Diagramm von 8, weshalb die Beschreibung ähnlicher Merkmale der Diagramme der Kürze halber weggelassen wird. Unterschiede zwischen den 8 und 9 werden beschrieben. 9 zeigt einen Wechsel von einer geringeren Anzahl von Voreinspritzungen auf eine höhere Anzahl von Voreinspritzungen mit Zunahme des indizierten Motormoments.
Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylindernummer eins enthalten die Voreinspritzungen 902 und 904 sowie die Hauptkraftstoffeinspritzung 906. Ebenso enthalten die Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylindernummer sieben die Voreinspritzungen 910 und 912 sowie die Hauptkraftstoffeinspritzung 914. Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylindernummer drei enthalten die Voreinspritzungen 920 und 922 sowie die Hauptkraftstoffeinspritzung 924. Kraftstoffeinspritzereignisse für Zylindernummer fünf enthalten die Voreinspritzungen 930 und 932 sowie die Hauptkraftstoffeinspritzung 934.
Zum Zeitpunkt T₀ wird der Motor mit einem höheren Drehmoment und einer höheren Drehzahl betrieben, das indizierte Motormoment und die Motordrehzahl haben jedoch abnehmende Tendenz. Folglich wird für jeden Zylinder während der jeweiligen Zyklen der Zylinder des Motors eine Voreinspritzung bereitgestellt. Die Hochdruckkraftstoffpumpendosierventilansteuerung hat in der Darstellung abnehmende Tendenz, und der Kraftstoffdruck folgt der Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung. Der angesteuerte Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck basiert auf einer Ausgabe aus einer zweiten Sollkraftstoffdrucktabelle. Die Ausgabe der zweiten Sollkraftstoffdrucktabelle basiert auf einer einzigen Voreinspritzung. Infolgedessen befindet sich der Kraftstoffdruck im Vergleich zu einer Höhe, auf der sich der Kraftstoffdruck befinden würde, wenn zwei Voreinspritzungen bereitgestellt werden würden, auf einer niedrigeren Höhe.
Zum Zeitpunkt T₁ erreichen die Motorbetriebsbedingungen einen Zustand, in dem als wünschenswert geurteilt wird, von einer Voreinspritzung zu zwei Voreinspritzungen überzugehen (zum Beispiel während einer Abnahme des Motormoments). Die Motorbetriebsbedingungen können ein Motormoment, eine Motordrehzahl oder eine Kombination von Motorsteuerparametern umfassen. In einigen Beispielen kann die Anzahl von Voreinspritzungen zu einem Zeitpunkt geändert werden, zu dem die Motorbetriebsbedingungen Bedingungen zum Wechsel zu einer anderen Anzahl von Voreinspritzungen erreichen. Im vorliegenden Beispiel wird die Anzahl von Voreinspritzungen jedoch verzögert, um die Zeit zu verlängern, die für eine Kraftstoffdruckänderung bei Änderung der Anzahl von Voreinspritzungen gestattet wird. Deshalb werden die Anzahl von Voreinspritzungen und der Kraftstoffdruck nicht vor Zeitpunkt T₃ geändert. Somit ist die Zeit zwischen T₁ und T₃ die Verzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn Bedingungen zur Änderung der Anzahl von Voreinspritzungen und des Kraftstoffdrucks vorliegen, und dem Zeitpunkt, zu dem die Änderung angesteuert wird.
Zum Zeitpunkt T₂ wird die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung verstärkt, um den Förderstrom von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu vergrößern. Gleichzeitig wird das Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil dahingehend angesteuert, sich weiter zu öffnen. Auf diese Weise kann der Förderstrom der Hochdruck-Kraftstoffpumpe vergrößert werden, ohne den Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck zu erhöhen.
Zum Zeitpunkt T₃ befindet sich die Hochdruck-Kraftstoffpumpenansteuerung auf einer größeren Höhe, und die Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckansteuerung wird schrittweise verringert. Das Schließen des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils, während das Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventil auf einen höheren Wert angesteuert ist, gestattet eine schnelle Zunahme des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks zum Zeitpunkt T₃. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck wird auf einen Wert eingestellt, der auf einer Ausgabe einer ersten Sollkraftstoffdrucktabelle basiert. Die Kraftstoffdruckwerteausgabe aus der ersten Sollkraftstoffdrucktabelle basieren auf zwei Voreinspritzungsimpulsen. Des Weiteren wird die Anzahl der einem Zylinder während eines Zylinderzyklus zugeführten Voreinspritzungen von einem Kraftstoffeinspritzimpuls auf zwei Kraftstoffeinspritzimpulse erhöht. Folglich erhöht sich der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck.
Zum Zeitpunkt T₄ erfolgt die erste Kraftstoffeinspritzung, da Befehle zur Einstellung des Kraftstoffdrucks und der Anzahl von Voreinspritzungen ausgegeben werden. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck ist bis zu dem Zeitpunkt der ersten Einspritzung erhöht worden, da Befehle zur Einstellung des Kraftstoffdrucks und der Anzahl Voreinspritzungen ausgegeben werden. Somit erreicht der Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck einen Wert, der für ein Kraftstoffeinspritzereignis geeignet ist, das zwei Voreinspritzungsimpulse und einen Hauptkraftstoffeinspritzungsimpuls enthält. Die verbleibenden Zylinder der Zylinderbank empfangen auch eine Kraftstoffeinspritzung, die zwei Voreinspritzungen und einen Hauptkraftstoffeinspritzungsimpuls nach dem Zeitpunkt T₄ enthält.
Ähnlich wie 8 werden die Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckeinstellungen und Einstellungen der Anzahl von Voreinspritzungen auf Grundlage der Dauer zwischen den Kraftstoffeinspritzungen zwischen Zylindern der Zylinderbank von T₁ auf T₃ verzögert. Während der Zeit zwischen T₃ und T₄ wird Kraftstoff zu Zylinderbank Nummer zwei, aber nicht zu Zylinderbank Nummer eins eingespritzt. Insbesondere erfolgen zwei Kraftstoffeinspritzereignisse in den Zylindern 6 und 8 zwischen dem Zeitpunkt T₃ und dem Zeitpunkt T₄. Die fehlende Kraftstoffeinspritzung zu Zylinderbank eins liefert eine Drehung von 180 Kurbelwellengrad (zum Beispiel 90 Grad zwischen Zylinderzyklen für einen Achtzylindermotor), während der Kraftstoffdruck des der Zylinderbank eins zugeführten Kraftstoffs eingestellt werden kann. Somit kann der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung, die der Zylinderbank Nummer eins Kraftstoff zuführt, eingestellt werden, ohne die während der Voreinspritzungen eingespritzte Kraftstoffmenge zu beeinflussen. Deshalb kann die dem Motor zum Zeitpunkt des Wechsels zwischen einer Voreinspritzung und zwei Voreinspritzungen zugeführte Kraftstoffmenge verbessert werden.
Nunmehr auf 10 Bezug nehmend, wird ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Einstellung von Kraftstoffdruck und einer Anzahl von Voreinspritzungen, der bzw. die während eines Zylinderzyklus bereitgestellt werden, gezeigt. Das Verfahren von 10 kann durch die Steuerung 12 der 1 und 2 über im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Anweisungen ausgeführt werden.
Bei 1002 bestimmt das Verfahren 1000 die Motorbetriebsbedingungen. Die Motorbetriebsbedingungen können Motordrehzahl, Motormomentanforderung, indiziertes Motormoment, Motorposition und Motortemperatur enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Verfahren 1000 geht nach Bestimmung der Motorbetriebsbedingungenen auf 1004 über.
Bei 1004 wählt das Verfahren 1000 eine Anzahl von Voreinspritzungen und Kraftstoffdruck auf Grundlage von Betriebsbedingungen aus. Darüber hinaus kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge bei 1004 bestimmt werden. In einem Beispiel wird eine Anzahl von Sollkraftstoffdrucktabellen indiziert und auf einer Anzahl von zur Verfügung stehenden Voreinspritzungsimpulsen basiert. Wenn das Kraftstoffsystem zum Beispiel das Einspritzen von null, eins oder zwei Voreinspritzungen während eines Zyklus eines Zylinders auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungenen bereitstellt, werden drei Sollkraftstoffdrucktabellen bereitgestellt. Jeder der Sollkraftstoffdrücke enthält Kraftstoffdruckanforderungen, die auf der Anzahl von Voreinspritzungen, die während des vorliegenden Motorzyklus in den Zylinder eingespritzt werden, basieren. In einigen Beispielen können die Sollkraftstoffdrucktabellen weiterhin auf der Motordrehzahl und dem indizierten Motormoment basieren. Ebenso wird zur Bestimmung einer Anzahl von während eines Zylinderzyklus bereitzustellenden Voreinspritzungen eine Tabelle (siehe 3) bereitgestellt. Die Voreinspritzungszahl kann indiziert und auf der Motordrehzahl und dem indizierten Motormoment basiert werden. Die eingespritzte Kraftstoffmenge kann empirisch bestimmt und in einer im Speicher enthaltenden Tabelle gespeichert werden. Die die einzuspritzende Kraftstoffmenge haltende Tabelle kann unter Verwendung der Motordrehzahl und des indizierten Motormoments indexiert werden. Nach Bestimmung der Anzahl von Voreinspritzungen und des Kraftstoffdrucks geht das Verfahren 1000 auf 1006 über.
Bei 1006 beurteilt das Verfahren 1000, ob eine Anforderung nach einem Wechsel einer Anzahl von Voreinspritzungen auf Grundlage von Betriebsbedingungen vorliegt oder nicht. Wenn zum Beispiel eine vorherige Betriebsbedingung eine einzige Voreinspritzung erforderte und vorliegende Betriebsbedingungen zwei Voreinspritzungen erfordern, dann kann das Verfahren 1000 urteilen, dass eine Anforderung nach einem Wechsel einer Anzahl von Voreinspritzungen besteht. Die Änderungen bzw. Wechsel können auf Motordrehzahl, indiziertem Drehmoment und/oder anderen Steuerparametern basieren. Wenn das Verfahren 1000 urteilt, dass Bedingungen für eine Änderung einer Anzahl der Voreinspritzungen vorliegen, ist die Antwort ja, und das Verfahren 1000 geht auf 1010 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 1000 geht auf 1008 über.
Bei 1008 liefert das Verfahren 1000 Kraftstoff mit der bei 1004 bestimmten Sollanzahl von Voreinspritzungen. Des Weiteren wird die während des Zylinderzyklus einzuspritzende Kraftstoffmenge zwischen den Voreinspritzungen und der Haupteinspritzung, die einem Zylinder während eines Zylinderzyklus zugeführt werden, geteilt. Somit kann das Kraftstoffeinspritzventil mehrmals während eines Zylinderzyklus geöffnet und geschlossen werden, um die Sollkraftstoffmenge mit der Sollanzahl von Voreinspritzungen zu liefern. Nach der Lieferung des Kraftstoffs zu dem Zylinder geht das Verfahren 1000 zum Ende.
Bei 1010 wählt das Verfahren 1000 den Zeitpunkt für den Wechsel des Kraftstoffdrucks und der Anzahl Voreinspritzungen, der bzw. die einem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders zugeführt werden soll(en), aus. In einem Beispiel gemäß der Darstellung der 8 und 9 kann das Verfahren 1000 den Wechsel von einem Kraftstoffeinspritzungsdruck und einer ersten Anzahl von Voreinspritzungen verzögern, nachdem Bedingungen erfüllt sind, den Kraftstoffdruck und die erste Anzahl von Voreinspritzungen zu ändern. Die Verzögerung kann von dem Zeitpunkt, zu dem Bedingungen vorliegen, unter denen die Änderung erwünscht ist, bis zu einem bestimmten Kurbelwellenwinkelfenster, in dem die Zeit zwischen Kraftstoffeinspritzereignissen für eine bestimmte Zylinderbank am längsten ist, dauern. Kraftstoffdruckeinstellungen und Einstellungen der Anzahl von Voreinspritzungen für eine Zylinderbank können zum Beispiel so lange verzögert werden, bis der Motor in einem Kurbelwellenintervall oder -fenster liegt, in dem eine gegenüberliegende Zylinderbank zwei benachbarte Kraftstoffeinspritzereignisse (zum Beispiel einem Zylinder während eines Zyklus eines Zylinders zugeführter Kraftstoff, einschließlich Vor- und Haupteinspritzungen) in einer Verbrennungsfolge hat. Auf diese Weise können die Einstellungen des Kraftstoffdrucks und der Anzahl von Voreinspritzungen für eine Zylinderbank dort angesetzt werden, wo keine Kraftstoffeinspritzungen erfolgen oder wo die Kraftstoffdruckänderung über eine geringere Anzahl von Kraftstoffeinspritzereignissen der Zylinderbank, in der die Kraftstoffdruckeinstellung durchgeführt wird, erfolgt.
In einem Beispiel, in dem eine einzige Hochdruck-Kraftstoffpumpe zwei Kraftstoff-Verteilerleitungen Kraftstoff zuführt, kann der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck durch Einstellung des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils einer Zylinderbank während einer längsten Periode zwischen Einspritzereignissen der Zylinderbank erhöht oder verringert werden. Der Hochdruck-Kraftstoffpumpenausgangsdruck kann zu dem Zeitpunkt eingestellt werden, zu dem Bedingungen vorliegen, die für eine Änderung der Anzahl von Voreinspritzungen wünschenswert sind. Somit kann der Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung durch zwei verschiedene Ansteuerungen eingestellt werden (zum Beispiel die Hochdruck-Kraftstoffpumpendruckansteuerung und die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung), die zeitlich versetzt sind. Nach Bestimmung der Zeitsteuerung der Kraftstoffdruckeinstellung und der Zeitsteuerung der Anzahl von Voreinspritzungen geht das Verfahren 1000 auf 1012 über.
Bei 1012 wählt das Verfahren 1000 den revidierten Kraftstoffeinspritzdruck und die revidierte Anzahl von Voreinspritzungen aus. In einem Beispiel wechselt das Verfahren 1000 von Extrahieren des Sollkraftstoffdrucks aus einer ersten Tabelle zu Extrahieren des Sollkraftstoffdrucks aus einer zweiten Tabelle. Die erste und die zweite Tabelle basieren auf verschiedenen Anzahlen von Voreinspritzungen. Des Weiteren kann die Ausgabe der ersten und der zweiten Tabelle auf Motormoment, Drehzahl und anderen Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel der Motortemperatur, basieren. Die Anzahl von Voreinspritzungen wird aus der die Anzahl von Voreinspritzungen haltenden Tabelle (siehe zum Beispiel 3) extrahiert. Die die Anzahl von Voreinspritzungen haltende Tabelle kann über Motormoment und Motordrehzahl indexiert sein. In anderen Beispielen kann die die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen haltende Tabelle weiter auf Motortemperatur und/oder anderen Steuervariablen basierend indexiert sein. Nach Bestimmung des revidierten Kraftstoffeinspritzdrucks und der revidierten Anzahl von Voreinspritzungen geht das Verfahren 1000 auf 1014 über.
Bei 1014 geht das Verfahren 1000 auf den Sollkraftstoffdruck und die Sollanzahl von Voreinspritzungen zu dem bei 1010 bestimmten Zeitpunkt über. Der Kraftstoffdruck kann durch Einstellung eines Fluss zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe steuernden Dosierventils erhöht werden. Des Weiteren kann der Kraftstoffdruck über Einstellung einer Stellung eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils eingestellt werden. Das Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventil und die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventile können im Wesentlichen zur gleichen Zeit oder zeitlich versetzt eingestellt werden. Die Anzahl von Voreinspritzungsimpulsen wird durch Einstellung der Öffnungs- und Schließzeiten der Kraftstoffeinspritzventile eingestellt.
In einem Beispiel, wenn der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck als Reaktion auf eine Verringerung der Anzahl der Voreinspritzungen und ein zunehmendes indiziertes Motormoment abgesenkt wird, wird der Förderstrom der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch Verstärken einer Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung vergrößert, wobei das indizierte Motormoment vor Einleiten eines Kraftstoffdruckwechsels von einem höheren Druck zu einem niedrigeren Druck erhöht wird. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung wird verringert und ein Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckventil wird zu Beginn eines Wechsels zu einem niedrigeren Kraftstoffdruck verringert. Das Kraftstoff-Verteilerleitungsventil wird geschlossen und der Förderstrom der Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird verringert, wenn der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck abfällt. Der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck wird später nach einem Wechsel der Anzahl von Voreinspritzungen durch Vergrößern des Förderstroms der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, während das Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckventil teilweise geöffnet bleibt, wieder erhöht. 8 stellt ein Beispiel für solch eine Sequenz bereit.
In einem anderen Beispiel, wenn Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck als Reaktion auf eine zunehmende Anzahl von Voreinspritzungen und eine Reduzierung eines indizierten Motormoments erhöht wird, wird der Förderstrom der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch Reduzierung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung verkleinert, wobei das indizierte Motormoment vor Einleitung eines Kraftstoffdruckwechsel von einem niedrigeren Druck zu einem höheren Druck verkleinert wird. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung wird verstärkt, und das Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckventil wird zur Vorbereitung auf den Wechsel zu einem höheren Kraftstoff-Verteilerleitungskraftstoffdruck geöffnet. Der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung kann im Wesentlichen konstant bleiben, indem die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung verstärkt wird, während das Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil geöffnet wird. Das Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil ist geschlossen, während der Förderstrom der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einem höheren Wert liegt, um den Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck zu erhöhen. Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck kann später nach einem Wechsel der Anzahl von Voreinspritzungen durch Verkleinerung des Förderstroms der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, während das Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckventil teilweise geöffnet bleibt, wieder verringert werden. 9 stellt ein Beispiel für solch eine Sequenz bereit.
Das Verfahren 1000 geht nach Einstellung des Kraftstoffdrucks und der Anzahl von Voreinspritzungen zum Ende.
Das Verfahren von 10 kann den Kraftstoffdruck und die Anzahl der Voreinspritzungen für alle Zylinder oder für einen Zylinder zur Zeit bestimmen. Wenn der Kraftstoffdruck und die Anzahl der Voreinspritzungen für einen einzigen Zylinder bestimmt ist, kann das Verfahren 1000 für jeden Zylinder ausgeführt werden.
Somit stellt das Verfahren von 10 ein Verfahren zur Kraftstoffzufuhr zu einem Motor bereit, das Folgendes umfasst: Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder auf Grundlage einer ersten Beziehung zwischen Kraftstoffdruck und einer Anzahl von Voreinspritzungen zu Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder auf Grundlage einer zweiten Beziehung zwischen Kraftstoffdruck und der Anzahl von Voreinspritzungen, wobei der Wechsel als Reaktion auf eine erste Bedingung, wenn ein Steuerparameter ansteigt, erfolgt. Das Verfahren umfasst, dass der Wechsel so zeitgesteuert ist, dass er bei einem längsten Kurbelwellenwinkelfenster während eines Zylinderzyklus erfolgt, bei dem keine Kraftstoffeinspritzereignisse einer Zylinderbank erfolgen. Auf diese Weise gewährleistet das Verfahren Einstellung von Kraftstoffdruck und Zeitpunkt, wann Kraftstoffdruckeinstellungen durchgeführt werden.
Des Weiteren umfasst das Verfahren Wechseln von Kraftstoffzufuhr zum Motor bei einem höheren Kraftstoffdruck zu einem niedrigeren Kraftstoffdruck über zumindest teilweises Öffnen eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils. Des Weiteren umfasst das Verfahren zumindest teilweises Vergrößern eines Öffnungsausmaßes des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils unmittelbar vor dem Wechsel zu einem höheren Kraftstoffdruck. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Wechsel nach der ersten Bedingung bis zum längsten Kurbelwellenwinkelfenster verzögert wird, bei dem keine Kraftstoffeinspritzereignisse erreicht werden. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Steuerparameter Motormoment oder Motordrehzahl ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass die erste Beziehung auf einem Kraftstoffdruckkennfeld und einer Anzahl von Voreinspritzungszahlkennfeld basiert. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass der Wechsel Erhöhen des Kraftstoffdrucks über Einstellung eines Hochdruckpumpendosierventils und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils umfasst. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Wechsel Verringern des Kraftstoffdrucks über Einstellung eines Hochdruckpumpendosierventils und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils umfasst.
Das Verfahren von 10 stellt auch ein Verfahren zur Kraftstoffzufuhr zu einem Motor bereit, das Folgendes umfasst: erstmaliges Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder mit einem ersten Kraftstoffdruck, der auf einer ersten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, zu einem zweiten Kraftstoffdruck, der auf einer zweiten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, unter einer ersten Bedingung, wenn ein Steuerparameter größer wird; und Wechseln zum zweiten Mal von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder mit dem zweiten Kraftstoffdruck, der auf der zweiten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, zu dem ersten Kraftstoffdruck, der auf der ersten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, unter einer zweiten Bedingung, wenn der Steuerparameter kleiner wird. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass die erste und die zweite Bedingung verschiedene Bedingungen sind, dass die erste Bedingung ein erstes Motormoment ist und die zweite Bedingung ein zweites Motormoment ist und dass das erste Motormoment größer ist als das zweite Motormoment.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass die erste und die zweite Bedingung verschiedene Bedingungen sind, dass die erste Bedingung eine erste Motordrehzahl ist und die zweite Bedingung eine zweite Motordrehzahl ist und dass die erste Motordrehzahl größer ist als die zweite Motordrehzahl. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der erstmalige Wechsel für eine erste Zylinderbank so verzögert wird, dass er beim längsten Kurbelwellenwinkelfenster während eines Motorzyklus beginnt, in dem keine Kraftstoffeinspritzereignisse für die erste Zylinderbank vorliegen und dass der erstmalige Wechsel für eine zweite Zylinderbank so verzögert wird, dass er bei einem längsten Kurbelwellenwinkelfenster während des Motorzyklus beginnt, in dem keine Kraftstoffeinspritzereignisse für die zweite Zylinderbank vorliegen. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der erste Kraftstoffdruck und der zweite Kraftstoffdruck weiterhin auf der Motordrehzahl und der Drehmomentanforderung basieren und dass die zweite Anzahl von Voreinspritzungen geringer ist als die erste Anzahl von Voreinspritzungen. Das Verfahren umfasst, dass der zweite Kraftstoffdruck über Einstellung eines Hochdruckpumpendosierventils und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils zu dem ersten Kraftstoffdruck wechselt.
Des Weiteren umfasst das Verfahren Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu dem Motor mit einem niedrigeren Kraftstoffdruck zu einem höheren Kraftstoffdruck über zumindest teilweises Schließen eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils.
Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, kann das in 10 beschriebene Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interrupt-gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass eine(r) oder mehrere der dargestellten Schritte, Verfahren oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können.
Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und Schutzbereichs der Beschreibung erkennen lassen. Zum Beispiel könnten Einzylinder, I2-, I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10-, V12- und V16-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Bezugszeichenliste
Fig. 10

1002: MOTORBETRIEBSBEDINGUNGEN BESTIMMEN
1004: VOREINSPRITZUNGEN UND KRAFTSTOFFDRUCK AUF GRUNDLAGE VON BEDINGUNGEN AUSWÄHLEN
1006: LIEGEN BEDING. FÜR WECHSEL VON VOREINSPRITZUNG VOR?
N: NEIN
1008: KRAFTSTOFF MIT SOLLANZAHL VON VOREINSPRITZUNGEN, SOLLKRAFTSTOFFDRUCK UND SOLLKRAFTSTOFFMENGE LIEFERN
1010: ZEITPUNKT FÜR KRAFTSTOFFDRUCKWECHSEL AUSWÄHLEN
1012: NEUES EINSPRITZDRUCKSTEUERKENNFELD AUF GRUNDLAGE ERHÖHTER ANZAHL VON VOREINSPRITZUNGEN UND MOTORBETRIEBSBEDINGUNGEN AUSWÄHLEN
1014: WECHSEL AUF ANZAHL VOREINSPRITZUNGEN UND KRAFTSTOFFDRUCK

Claims

Verfahren zur Kraftstoffzufuhr zu einem Motor, das Folgendes umfasst: Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder auf Grundlage einer ersten Beziehung zwischen Kraftstoffdruck und einer Anzahl von Voreinspritzungen zu Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder auf Grundlage einer zweiten Beziehung zwischen Kraftstoffdruck und der Anzahl von Voreinspritzungen, wobei der Wechsel als Reaktion auf eine erste Bedingung, wenn ein Steuerparameter ansteigt, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu dem Motor mit einem höheren Kraftstoffdruck zu einem niedrigeren Kraftstoffdruck über zumindest teilweises Öffnen eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, das weiterhin zumindest teilweises Verstärken eines Öffnungsausmaßes des Kraftstoff-Verteilerleitungssteuerventils unmittelbar vor dem Wechsel zu einem höheren Kraftstoffdruck umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerparameter Motormoment oder Motordrehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Beziehung auf einem Kraftstoffdruckkennfeld und einem Voreinspritzungszahlkennfeld basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wechseln Erhöhen des Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoff-Verteilerleitung über Einstellung eines Hochdruckpumpendosierventils und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wechseln Verringern des Kraftstoffdrucks über Einstellung eines Hochdruckpumpendosierventils und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils umfasst.
Verfahren zur Kraftstoffzufuhr zu einem Motor, das Folgendes umfasst: erstmaliges Wechseln von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder mit einem ersten Kraftstoffdruck, der auf einer ersten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, zu einem zweiten Kraftstoffdruck, der auf einer zweiten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, unter einer ersten Bedingung, wenn ein Steuerparameter größer wird; und Wechseln zum zweiten Mal von Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder mit dem zweiten Kraftstoffdruck, der auf der zweiten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, zu dem ersten Kraftstoffdruck, der auf der ersten Anzahl von Voreinspritzungen basiert, unter einer zweiten Bedingung, wenn der Steuerparameter kleiner wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste und die zweite Bedingung verschiedene Bedingungen sind, wobei die erste Bedingung ein erstes Motormoment ist und die zweite Bedingung ein zweites Motormoment ist und wobei das erste Motormoment größer ist als das zweite Motormoment.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste und die zweite Bedingung verschiedene Bedingungen sind, wobei die erste Bedingung eine erste Motordrehzahl ist und die zweite Bedingung eine zweite Motordrehzahl ist und wobei die erste Motordrehzahl größer ist als die zweite Motordrehzahl.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Wechseln von Kraftstoffzufuhr zum Motor mit einem niedrigeren Kraftstoffdruck zu einem höheren Kraftstoffdruck über zumindest teilweises Schließen eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin umfasst, dass der erste Kraftstoffdruck und der zweite Kraftstoffdruck weiterhin auf Motordrehzahl und Drehmomentanforderung basieren und dass die zweite Anzahl von Voreinspritzungen geringer ist als die erste Anzahl von Voreinspritzungen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der zweite Kraftstoffdruck über die Einstellung eines Hochdruckpumpendosierventils und eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventils zum ersten Kraftstoffdruck gewechselt wird.
Motorsystem, das Folgendes umfasst: einen Zylinder; eine Kraftstoff-Verteilerleitung; ein Kraftstoffeinspritzventil, das mit der Kraftstoff-Verteilerleitung in Strömungsverbindung steht und Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt; und eine Steuerung, die ein in einem nichtflüchtigen Medium gespeichertes Computerprogramm enthält, das ausführbare Anweisungen zur Einstellung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung auf Grundlage einer Anzahl von dem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders zugeführten Voreinspritzungen enthält, wobei die Steuerung Anweisungen zur Erhöhung eines Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung über Verstärken einer Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung und Reduzieren einer Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung enthält.
Motorsystem nach Anspruch 14, wobei die Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung vor Reduzieren der Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung verstärkt wird.
Motorsystem nach Anspruch 14, das weiterhin zusätzliche Anweisungen zum Wechseln zwischen zwei oder mehr Kraftstoffdruckspeicherstrukturen, wenn die Anzahl der Voreinspritzungen geändert wird, umfasst.
Motorsystem nach Anspruch 16, wobei die zwei oder mehr Kraftstoffdruckspeicherstrukturen Tabellen sind, die mehrere Kraftstoffdruckwerte enthalten.
Motorsystem nach Anspruch 14, das weiterhin zusätzliche Steuerungsanweisungen zur Einstellung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung unter einer ersten Bedingung, wenn ein Steuerparameter ansteigt, und Einstellung des Kraftstoffdrucks unter einer zweiten Bedingung, wenn der Steuerparameter abnimmt, umfasst.
Motorsystem nach Anspruch 14, das weiterhin ein Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventil, das als Reaktion auf die Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung die Kraftstoff-Verteilerleitungssteuerventilansteuerung empfängt, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die der Kraftstoff-Verteilerleitung Kraftstoff zuführt, und ein Dosierventil, das Kraftstofffluss zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe regelt, umfasst.
Motorsystem nach Anspruch 19, das weiterhin zusätzliche Anweisungen zur Verringerung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung über Reduzieren der Hochdruck-Kraftstoffpumpendosierventilansteuerung und Verstärken der Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksteuerventilansteuerung umfasst.