DE102014106425A1

DE102014106425A1 - System und Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102014106425A1
Application number: DE102014106425.9A
Authority: DE
Inventors: Ken Jahr; Jeffrey Allen Doering; Chris Paul Glugla
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2014-11-13
Also published as: RU153201U1; US9297331B2; CN104141542A; US20140331975A1; CN104141542B

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe bereitgestellt. Die Verfahren und die Systeme betreiben die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe selektiv mit variierenden Effizienzniveaus.

Description

Hintergrund und Zusammenfassung
Das direkte Einspritzen von Kraftstoff in einen Kraftmaschinenzylinder kann einen Kraftmaschinenbetrieb bei den Arten verbessern, bei denen das Einspritzen von Kraftstoff in eine Einlassöffnung eines Zylinders den Kraftmaschinenbetrieb nicht verbessert. Gleichermaßen kann das Einspritzen von Kraftstoff in eine Einlassöffnung eines Zylinders einen Kraftmaschinenbetrieb bei den Arten verbessern, bei denen das direkte Einspritzen des Kraftstoffs in einen Kraftmaschinenzylinder den Kraftmaschinenbetrieb nicht verbessert. Während geringerer Kraftmaschinenlasten kann die Kanaleinspritzung des Kraftstoffs gegenüber der Direkteinspritzung des Kraftstoffs bevorzugt sein, weil die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen leiser als die Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen sind. Andererseits können die Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen bei höheren Kraftmaschinenlasten betrieben werden, um die Möglichkeit des Kraftmaschinenklopfens zu verringern, weil das direkte Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder die Zylinderladung über die Verdampfung des Kraftstoffs kühlt. Die Vorteile der Kraftstoff-Kanaleinspritzung und der Kraftstoff-Direkteinspritzung können verwirklicht werden, indem die Kanal- und Direkteinspritzung des Kraftstoffs in einer Kraftmaschine integriert werden. Während der Bedingungen, unter denen die Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen deaktiviert sind, kann jedoch die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe weiterhin arbeiten, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine kleiner als erwünscht ist.
Die Erfinder haben hier erkannt, dass das obenerwähnte Problem wenigstens teilweise durch ein Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe behandelt werden kann, das Folgendes umfasst: während einer ersten Bedingung Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem ersten Kolbenhubbetrag; und während einer zweiten Bedingung, wobei die zweite Bedingung von der ersten Bedingung verschieden ist, Betreiben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem zweiten Kolbenhubbetrag, wobei der zweite Kolbenhubbetrag größer als der erste Kolbenhubbetrag ist.
Durch das Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit variierenden Hubbeträgen kann es möglich sein, die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu deaktivieren und auf diese Weise weniger Energie zu verwenden. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe kann z. B. von einer Nockenkurvenform für einen geringen Hub zu einer Nockenkurvenform für einen Hub von null übergehen, um die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu deaktivieren. Der Kraftstoffpumpenkolben kann stationär bleiben, wenn mit einer Nockenkurvenform für einen Hub von null gearbeitet wird. Deshalb verbraucht die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe keine Energie durch das Komprimieren des Kraftstoffs in der Druckkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe. Weil der Kolben stationär ist und sich nicht hin- und herbewegt, kann die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe außerdem keine Schmierung erfordern.
Die vorliegende Erfindung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Die Herangehensweise kann z. B. den Kraftstoffverbrauch einer Kraftmaschine verringern. Außerdem kann die Herangehensweise unter Verwendung eines kompakten Mechanismus angewendet werden. Ferner kann es die Herangehensweise der Kraftmaschine ermöglichen, sich zu drehen, ohne dem Kolben und der Pumpkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe eine Schmierung bereitzustellen.
Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht erkannt, wenn sie allein oder im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.
Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie ist nicht beabsichtigt, um Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Beispiel eines Zylinders einer Brennkraftmaschine;
2 zeigt ein Beispiel eines Kraftstoffsystems, das mit der Kraftmaschine nach 1 verwendet werden kann;
3 zeigt ein Beispiel einer Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe des Standes der Technik;
4 zeigt ein Beispiel einer Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe des Kraftstoffsystems in 2;
5A–5B zeigen ein Beispiel eines Aktuators einer Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe; und
6 zeigt einen Beispielablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben einer Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, wie z. B. das System nach den 1–2 und 4–5B. Das Kraftstoffsystem kann einer Brennkraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschine nach 1, Kraftstoff zuführen. Das Kraftstoffsystem kann konstruiert sein, wie in 2 gezeigt ist. 3 zeigt eine beispielhafte Kraftstoffpumpe des Standes der Technik, die Probleme haben kann, wenn sie deaktiviert ist. Eine Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Beschreibung ist in 4 gezeigt. Die 5A und 5B zeigen ausführliche Ansichten eines Beispiels eines Aktuators einer Kraftstoffpumpe, der den Kolbenhub der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe variiert. 6 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe in den Systemen nach den 1–2 und 4–5B.
1 stellt ein Beispiel einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10 dar. Die Kraftmaschine 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem, das den Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson 130 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier außerdem ”die Verbrennungskammer”) 14 der Kraftmaschine 10 kann Verbrennungskammerwände 136 enthalten, wobei darin ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad des Passagierfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein (nicht gezeigter) Startermotor über eine Schwungscheibe an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Folge von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit weiteren Zylindern der Kraftmaschine 10 in Verbindung stehen. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Einlasskanäle eine Ladevorrichtung, wie z. B. einen Turbolader oder einen Lader, enthalten. 1 zeigt, dass die Kraftmaschine 10 z. B. einen Turbolader enthält, der einen Kompressor 174, der zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang dem Auslasskanal 148 angeordnet ist, aufweist. Der Kompressor 174 kann über eine Welle 180 wenigstens teilweise durch die Abgasturbine 176 angetrieben sein, wobei die Ladevorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wo die Kraftmaschine 10 z. B. mit einem Lader versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch optional weggelassen sein, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben sein kann. Es kann eine Drosselklappe 162, die eine Drosselklappen-Platte 164 enthält, entlang einem Einlasskanal der Kraftmaschine vorgesehen sein, um die Durchflussmenge und/oder den Druck der Einlassluft, die den Kraftmaschinenzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Die Drosselklappe 162 kann z. B. stromabwärts des Kompressors 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt ist, oder kann alternativ stromaufwärts des Kompressors 174 vorgesehen sein.
Der Auslasskanal 148 kann die Abgase zusätzlich zu dem Zylinder 14 von den anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 empfangen. Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 128 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 an den Auslasskanal 148 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren ausgewählt sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoffsensor), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO (wie dargestellt ist), ein HEGO (ein erwärmter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Es ist z. B. gezeigt, dass der Zylinder 14 wenigstens ein Einlass-Tellerventil 150 und wenigstens ein Auslass-Tellerventil 156 enthält, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 einschließlich des Zylinders 14 wenigstens zwei Einlass-Tellerventile und wenigstens zwei Auslass-Tellerventile enthalten, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
Das Einlassventil 150 kann durch den Controller 12 über einen Aktuator 152 gesteuert werden. In einem Beispiel ist der Aktuator 152 eine Nockenwelle, die Nockenvorsprünge enthält. Ähnlich kann das Auslassventil 156 durch den Controller 12 über einen Aktuator 154 gesteuert werden. Während einiger Bedingungen kann der Controller 12 die den Aktuatoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und das Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Positionen des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch jeweilige (nicht gezeigte) Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können ein elektrischer Ventilbetätigungstyp oder ein Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination daraus sein. Die Zeitsteuerung der Einlass- und Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert sein oder es kann irgendeine aus einer Möglichkeit der variablen Einlassnocken-Zeitsteuerung, der variablen Auslassnocken-Zeitsteuerung, der zweifach unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung (”dual independent variable cam timing”) oder der festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) verwenden, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Der Zylinder 14 kann z. B. alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, die das CPS und/oder die VCT enthält, gesteuertes Auslassventil enthalten. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem oder ein Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem mit variabler Zeitsteuerung gesteuert sein.
Der Zylinder 14 kann ein Kompressionsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis des Volumens, wenn sich der Kolben 138 am unteren Zentrum befindet, zu dem Volumen, wenn sich der Kolben 138 am oberen Zentrum befindet, ist. In einem Beispiel liegt das Kompressionsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, wo unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, kann das Kompressionsverhältnis jedoch vergrößert sein. Dies kann z. B. vorkommen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann außerdem aufgrund seiner Wirkung auf das Kraftmaschinenklopfen erhöht werden, falls die Direkteinspritzung verwendet wird.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann der Verbrennungskammer 14 in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA von dem Controller 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Beispielen kann jedoch die Zündkerze 192 weggelassen sein, wie z. B. wo die Kraftmaschine 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch die Einspritzung des Kraftstoffs einleiten kann, wie es bei einigen Diesel-Kraftmaschinen der Fall sein kann.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 zwei Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 enthält. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können konfiguriert sein, um den vom Kraftstoffsystem 8 empfangenen Kraftstoff zuzuführen. Wie unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausgearbeitet wird, kann das Kraftstoffsystem 8 einen oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler enthalten. Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW-1, das über einen elektronischen Treiber 168 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in ihn einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (die im Folgenden als ”DI” bezeichnet wird) des Kraftstoffs in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Während 1 die Einspritzdüse 166 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert zeigt, kann sie sich alternativ über dem Kolben, wie z. B. in der Nähe der Position der Zündkerze 192, befinden. Eine derartige Position kann aufgrund der geringeren Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis die Mischung und die Verbrennung verbessern, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird. Alternativ kann sich die Einspritzdüse über und in der Nähe des Einlassventils befinden, um die Mischung zu verbessern. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Drucksensor aufweisen, der dem Controller 12 ein Signal bereitstellt.
Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 170 anstatt in dem Zylinder 14 in einer Konfiguration, die das bereitstellt, was als Kanaleinspritzung des Kraftstoffs (die im Folgenden als ”PFI” bezeichnet wird) in die Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 14 bekannt ist, im Einlasskanal 146 angeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann den vom Kraftstoffsystem 8 empfangenen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW-2, das über einen elektronischen Treiber 171 von dem Controller 12 empfangen wird, einspritzen. Es wird angegeben, dass ein einziger Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder mehrere Treiber, z. B. der Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzdüse 166 und der Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzdüse 170, verwendet werden können, wie dargestellt ist.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen konfiguriert sein, um den Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 einzuspritzen. In einem noch weiteren Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen konfiguriert sein, um den Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 einzuspritzen. In noch weiteren Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzige Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die konfiguriert ist, um unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als ein Kraftstoffgemisch von den Kraftstoffsystemen zu empfangen, und die ferner konfiguriert ist, um dieses Kraftstoffgemisch entweder als eine Kraftstoff-Direkteinspritzdüse direkt in den Zylinder oder als eine Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse stromaufwärts der Einlassventile einzuspritzen. Als solches sollte erkannt werden, dass die hier beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die speziellen Konfigurationen der Kraftstoffeinspritzdüsen, die hier beispielhaft beschrieben sind, eingeschränkt werden sollten.
Der Kraftstoff kann während eines einzigen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzdüsen dem Zylinder zugeführt werden. Jede Einspritzdüse kann z. B. einen Anteil der Gesamtkraftstoffeinspritzung, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird, zuführen. Ferner können sich die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, die von jeder Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen ändern, wie z. B. der Kraftmaschinenlast, dem Klopfen und der Abgastemperatur, wie z. B. hier im Folgenden beschrieben wird. Der über Kanaleinspritzung eingespritzte Kraftstoff kann sowohl während eines Ereignisses offener Einlassventile, eines Ereignisses geschlossener Einlassventile (z. B. im Wesentlichen vor dem Einlasstakt) als auch während des Betriebs sowohl mit offenen als auch mit geschlossenen Einlassventilen zugeführt werden. Ähnlich kann der direkt eingespritzte Kraftstoff z. B. sowohl während eines Einlasstakts als auch teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts, während des Einlasstakts und teilweise während des Verdichtungstakts zugeführt werden. Als solcher kann der eingespritzte Kraftstoff sogar für ein einziges Verbrennungsereignis von der Kanal- und der Direkteinspritzdüse zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingespritzt werden. Außerdem können für ein einziges Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus ausgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, während des Einlasstakts oder irgendeiner geeigneten Kombination daraus ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben worden ist, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Als solcher kann jeder Zylinder ähnlich seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), einer Zündkerze usw. enthalten. Es wird erkannt, dass die Kraftmaschine 10 irgendeine geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylindern, enthalten kann. Jeder dieser Zylinder kann einige oder alle der verschiedenen Komponenten enthalten, die unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben worden sind und die in 1 dargestellt sind.
Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Diese enthalten Unterschiede in der Größe, eine Einspritzdüse kann z. B. ein größeres Einspritzloch als die andere aufweisen. Andere Unterschiede enthalten unterschiedliche Sprühwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliches Zielen, eine unterschiedliche Einspritzzeitsteuerung, unterschiedliche Sprüheigenschaften, unterschiedliche Orte usw., sind aber nicht darauf eingeschränkt. Außerdem können in Abhängigkeit von dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzdüsen 170 und 166 unterschiedliche Wirkungen erreicht werden.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe-/Ausgabe-Ports 108, ein elektronisches Speichermedium für nichtflüchtige ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein nichtflüchtiger Festwertspeicher 110 zum Speichern von ausführbaren Anweisungen gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 112, einen Haltespeicher 114 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von einem Luftmassendurchflusssensor 122; der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und eines Krümmer-Absolutdrucksignals (MAP) von einem Sensor 124. Das Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen.
2 stellt ein Beispielkraftstoffsystem 8 nach 1 schematisch dar. Das Kraftstoffsystem 8 kann betrieben werden, um einer Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschine 10 nach 1, Kraftstoff zuzuführen. Das Kraftstoffsystem 8 kann einer Kraftmaschine Kraftstoff vom Kraftstofftank 202 bereitstellen. Als ein spezifisches nicht einschränkendes Beispiel kann der Kraftstofftyp in dem Kraftstofftank ausschließlich Benzin enthalten oder der Kraftstofftyp kann eine Kombination aus Benzin und Ethanol sein.
Der Kraftstoff kann über einen Kraftstofffüllkanal 204 dem Kraftstofftank 202 bereitgestellt werden. Eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe (LPP) 208, die mit dem Kraftstofftank 202 in Verbindung steht, kann betrieben werden, um den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 202 über einen ersten Kraftstoffkanal 230 einer ersten Gruppe von Kanaleinspritzdüsen 242 zuzuführen. In einem Beispiel kann die Kraftstoffpumpe 208 eine elektrisch angetriebene Niederdruck-Kraftstoffpumpe sein, die wenigstens teilweise innerhalb des Kraftstofftanks 202 angeordnet ist. Der durch die Kraftstoffpumpe 208 gehobene Kraftstoff kann mit einem niedrigeren Druck in einen ersten Kraftstoffverteiler 240 zugeführt werden, der an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Gruppe der Kanaleinspritzdüsen 242 (die hier außerdem als eine erste Einspritzdüsengruppe bezeichnet wird) gekoppelt ist. Während gezeigt ist, dass der erste Kraftstoffverteiler 240 Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Einspritzdüsengruppe 242 ausgibt, wird erkannt, dass der erste Kraftstoffverteiler 240 Kraftstoff an irgendeine geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen ausgeben kann. Als ein Beispiel kann der erste Kraftstoffverteiler 240 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der ersten Einspritzdüsengruppe 242 für jeden Zylinder der Kraftmaschine ausgeben. Der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffverteiler 240 wird über einen Drucksensor 238 bestimmt. Es wird angegeben, dass in anderen Beispielen der erste Kraftstoffkanal 230 über zwei oder mehr Kraftstoffverteiler den Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Einspritzdüsengruppe 242 Kraftstoff bereitstellen kann. Wenn die Kraftmaschinenzylinder z. B. in einer V-Typ-Konfiguration konfiguriert sind, können zwei Kraftstoffverteiler verwendet werden, um den Kraftstoff von dem ersten Kraftstoffkanal zu jeder der Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Einspritzdüsengruppe zu verteilen.
Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 ist im zweiten Kraftstoffkanal 232 enthalten, wobei ihr über die LPP 208 Kraftstoff zugeführt wird. In einem Beispiel kann die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 eine mechanisch angetriebene Verdrängerpumpe sein. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 kann über einen zweiten Kraftstoffverteiler 250 mit einer Gruppe von Direkteinspritzdüsen 252 in Verbindung stehen. Folglich kann der durch die erste Kraftstoffpumpe 208 gehobene Kraftstoff mit geringerem Druck durch die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 weiter unter Druck gesetzt werden, um Kraftstoff mit höherem Druck für die Direkteinspritzung dem zweiten Kraftstoffverteiler 250 zuzuführen, der an eine oder mehrere Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen 252 (die hier außerdem als eine zweite Einspritzdüsengruppe bezeichnet werden) gekoppelt ist. In einigen Beispielen kann stromaufwärts der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 ein (nicht gezeigter) Kraftstofffilter angeordnet sein, um Partikel aus dem Kraftstoff zu entfernen. Ferner kann in einigen Beispielen ein (nicht gezeigter) Kraftstoff-Druckspeicher stromabwärts des Kraftstofffilters zwischen die Niederdruckpumpe und die Hochdruckpumpe gekoppelt sein. Die Fluidverbindung zwischen dem ersten Kraftstoffkanal 230 und dem zweiten Kraftstoffkanal 232 wird durch den Kanal 302 erreicht.
Die verschiedenen Komponenten des Kraftstoffsystems 8 stehen mit einem Kraftmaschinen-Steuersystem, wie z. B. dem Controller 12, in Verbindung. Der Controller 12 kann z. B. eine Angabe der Betriebsbedingungen von verschiedenen Sensoren, die dem Kraftstoffsystem 8 zugeordnet sind, zusätzlich zu den Sensoren, die vorher unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden sind, empfangen. Die verschiedenen Eingaben können z. B. eine Angabe einer in dem Kraftstofflagertank 202 gelagerten Kraftstoffmenge über einen Kraftstoffpegelsensor 206 enthalten.
Der Controller 12 kann außerdem den Betrieb jeder der Kraftstoffpumpen 208 und 228 steuern, um die Menge, den Druck, die Durchflussmenge usw. eines der Kraftmaschine zugeführten Kraftstoffs einzustellen. Als ein Beispiel kann der Controller 12 eine Druckeinstellung, einen Pumpenhubbetrag, einen Pumpenarbeitszyklusbefehl und/oder eine Kraftstoffdurchflussmenge der Kraftstoffpumpen variieren, um den Kraftstoff unterschiedlichen Orten des Kraftstoffsystems zuzuführen. Ein (nicht gezeigter) Treiber, der elektronisch an den Controller 12 gekoppelt ist, kann verwendet werden, um nach Bedarf ein Steuersignal an die Niederdruckpumpe zu senden, um die Ausgabe (z. B. die Drehzahl) der Niederdruckpumpe einzustellen. Die Kraftstoffmenge, die über die Direkteinspritzpumpe der Gruppe von Direkteinspritzdüsen zugeführt wird, kann durch das Einstellen und das Koordinieren der Ausgabe der LPP und der Direkteinspritzpumpe variiert werden. Die Kraftstoffpumpe für einen geringeren Druck und die Kraftstoffpumpe für einen höheren Druck können z. B. betrieben werden, um einen vorgeschriebenen Kraftstoffverteilerdruck aufrechtzuerhalten. Ein Kraftstoffverteiler-Drucksensor 248, der an den zweiten Kraftstoffverteiler gekoppelt ist, kann konfiguriert sein, um eine Schätzung des an der Gruppe von Direkteinspritzdüsen verfügbaren Kraftstoffdrucks bereitzustellen. Ferner können die Pumpenausgaben basierend auf einem Unterschied zwischen dem geschätzten Verteilerdruck und einem Verteiler-Solldruck eingestellt werden. In einem Beispiel kann der Controller 12 den Kolbenweg der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe durch das Einstellen des Nockenhubs in Reaktion auf einen Kraftstoffverteiler-Solldruck für die Kraftstoff-Direkteinspritzung variieren. Außerdem kann der Controller 12 die Ausgabe der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 über das Einstellen eines Stromsteuerventils der Direkteinspritzpumpe 228 einstellen. Die Direkteinspritzpumpe kann während ausgewählter Bedingungen, wie z. B. während einer Verzögerung des Fahrzeugs oder während sich das Fahrzeug bergab bewegt, das Bereitstellen von Kraftstoff für den Kraftstoffverteiler 250 stoppen. Ferner können während der Verzögerung des Fahrzeugs oder während sich das Fahrzeug bergab bewegt eine oder mehrere Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen 252 deaktiviert sein.
3 zeigt ein Beispiel einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe des Standes der Technik. Einem Einlass 303 einer Druckkammer 308 der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe wird über eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe Kraftstoff zugeführt. Der Kraftstoff kann bei seinem Durchgang durch die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 unter Druck gesetzt werden und durch einen Pumpenauslass 304 einem Kraftstoffverteiler zugeführt werden. In dem dargestellten Beispiel kann die Direkteinspritzpumpe eine mechanisch angetriebene Verdrängungspumpe sein, die einen Einspritzpumpenzylinder 350, einen Einspritzpumpenkolben 306, eine Einspritzpumpen-Kolbenstange 320, eine Pumpendruckkammer 308 (die hier außerdem als eine Druckkammer bezeichnet wird) und einen Stufenraum 318 enthält. Der Einspritzpumpenkolben 306 enthält ein Oberteil 305 und ein Unterteil 307. Der Stufenraum und die Druckkammer können Hohlräume enthalten, die auf gegenüberliegenden Seiten des Pumpenkolbens angeordnet sind. In einem Beispiel ist der Einspritzpumpenkolben 306 in der Direkteinspritzpumpe 228 über einen Stab 320 durch einen Nockenvorsprung 310 angetrieben. Der Nocken 310 enthält vier Nocken und schließt eine Drehung für je zwei Drehungen der Kraftmaschinenkurbelwelle ab. In anderen Beispielen kann der Nocken 310 weniger Nocken enthalten. Der Nockenvorsprung 310 dreht sich, wie sich die Direkteinspritz-Antriebswelle 358 dreht. Die Direkteinspritz-Antriebswelle 358 kann über die Kraftmaschinenkurbelwelle 140 oder die Kraftmaschinennockenwelle 152 angetrieben sein.
Ein solenoidaktiviertes Einlassrückschlagventil 312 kann an den Pumpeneinlass 303 gekoppelt sein. Der Controller 12 kann konfiguriert sein, um die Kraftstoffströmung durch das Einlassrückschlagventil 312 durch das Erregen oder Aberregen des Solenoidventils (basierend auf der Solenoidventilkonfiguration) synchron mit dem Antriebsnocken zu steuern. Dementsprechend kann das solenoidaktivierte Einlassrückschlagventil 312 in zwei Modi betrieben werden. In einem ersten Modus ist das solenoidaktivierte Rückschlagventil 312 innerhalb des Einlasses 303 positioniert, um die Menge des sich stromaufwärts des solenoidaktivierten Rückschlagventils 312 bewegenden Kraftstoffs zu begrenzen (z. B. sperren). Im Vergleich ist in dem zweiten Modus das solenoidaktivierte Rückschlagventil 312 effektiv deaktiviert, wobei sich der Kraftstoff stromaufwärts und stromabwärts des Einlassrückschlagventils bewegen kann.
Als solches kann das solenoidaktivierte Einlassrückschlagventil 312 die in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe komprimierte Kraftstoffmasse steuern. Die Verwendung elektrischen Stroms, um das solenoidaktivierte Rückschlagventil 312 einzustellen, kann jedoch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine verringern. In einem Beispiel kann der Controller 12 einen Schließzeitpunkt des solenoidaktivierten Rückschlagventils einstellen, um die komprimierte Kraftstoffmasse zu steuern. Ein spätes Schließen des Einlassrückschlagventils kann z. B. die in die Druckkammer 308 aufgenommene Menge der Kraftstoffmasse verringern. Die Öffnungs- und Schließzeitsteuerungen des solenoidaktivierten Rückschlagventils können z. B. bezüglich der Hubzeitsteuerungen der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe koordiniert sein. Durch das kontinuierliche Drosseln der Strömung von der Niederdruck-Kraftstoffpumpe in die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe kann der Kraftstoff in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe aufgenommen werden, ohne das Messen der Kraftstoffmasse zu erfordern.
Der Pumpeneinlass 399 ermöglicht Kraftstoff zu dem solenoidbetriebenen Rückschlagventil 312, so dass das solenoidbetriebene Rückschlagventil 312 die Kraftstoffmenge, die gepumpt wird, einstellen kann, um den Kraftstoffdruck in dem Hochdruck-Kraftstoffverteiler zu steuern. Der Einspritzpumpenkolben 306 bewegt sich in dem Zylinder 350 auf und ab. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 befindet sich in einem Kompressionshub, wenn sich der Kolben 306 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Druckkammer 308 verringert. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 befindet sich in einem Saughub, wenn sich der Einspritzpumpenkolben 306 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Druckkammer 308 vergrößert.
Ein Vorwärtsströmungs-Auslassrückschlagventil 316 kann stromabwärts eines Auslasses 304 der Druckkammer 308 angekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 316 öffnet sich, um es zu ermöglichen, dass der Kraftstoff vom Druckkammerauslass 304 nur dann in einen Kraftstoffverteiler strömt, wenn ein Druck am Auslass der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 (z. B. ein Druckkammer-Auslassdruck) höher als der Kraftstoffverteilerdruck ist. Während der Bedingungen, wenn der Betrieb der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe nicht angefordert ist, kann der Controller 12 das solenoidaktivierte Einlassrückschlagventil 312 deaktivieren.
4 zeigt ein Beispiel einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 gemäß der vorliegenden Beschreibung. Viele Vorrichtungen und/oder Komponenten in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe nach 4 sind die gleichen wie die Vorrichtungen und/oder Komponenten, die in 3 gezeigt sind. Deshalb sind um der Kürze willen die Vorrichtungen und Komponenten, die mit der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe nach 3 gemeinsam sind und die in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe nach 4 enthalten sind, gleich bezeichnet, wobei die Beschreibung dieser Vorrichtungen und Komponenten weggelassen ist.
Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 enthält ein optionales solenoidaktiviertes Rückschlagventil 312. Das solenoidbetriebene Rückschlagventil 312 kann eine in die Druckkammer 308 eintretende Kraftstoffmenge einstellen, wenn irgendwelche der Nockenvorsprungprofile 402, 404 und 410 aktiviert sind. Der Controller 12 kann irgendeines der Nockenvorsprung-Hubprofile 402, 404 und 410 in Reaktion auf die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine aktivieren. Das Nockenvorsprung-Hubprofil 402 ist ein Profil für einen Hub von null, das die Hin- und Herbewegung des Einspritzpumpenkolbens 306 nicht verursacht. Das Nockenvorsprung-Hubprofil 404 ist ein Profil für einen geringen Hub, das bewirkt, dass sich der Kolben 306 in dem Einspritzpumpenzylinder 350 hin- und herbewegt. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 kann arbeiten, um einem Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler einen ersten Druckbereich bereitzustellen, wenn die Nockenkurvenform 404 für einen geringen Hub aktiviert ist. Das Nockenvorsprung-Hubprofil 410 ist ein Profil für einen hohen Hub, das bewirkt, dass sich der Einspritzpumpenkolben 306 in dem Einspritzpumpenzylinder 350 hin- und herbewegt. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 228 kann arbeiten, um einem Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler einen zweiten Druckbereich bereitzustellen, wenn das Profil 404 für einen hohen Hub aktiviert ist, wobei der zweite Druckbereich größer als der erste Druckbereich ist. Der Druck in der Druckkammer 308 erreicht im Vergleich dazu, wenn die Nockenkurvenform 404 für einen geringen Hub aktiviert ist, einen höheren Druck, wenn die Nockenkurvenform 410 für einen hohen Hub aktiviert ist, und während das solenoidbetriebene Rückschlagventil zwischen den zwei Hubprofilen im Wesentlichen gleich betrieben wird.
In 5A ist ein Beispielaktuator einer Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gezeigt. Der Aktuator 500 der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe enthält eine Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358. In einem Beispiel treibt die in 1 gezeigte Nockenwelle 152 die Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 an, so dass sich die Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 für jede Kraftmaschinenumdrehung einmal dreht. Alternativ kann die Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 über die Kraftmaschinenkurbelwelle angetrieben sein.
Die Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 dreht sich innerhalb (nicht gezeigter) Lager und ist durch die Lagerstützen 502 und 504 gestützt. Die Keile 530 und 532 verlaufen in der Längsrichtung der Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358. Die Nockenkurvenformmuffe 504 deckt einen Abschnitt der Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 ab, wobei sie an ihrem inneren Durchmesser (nicht gezeigte) Keile enthält, um mit den Keilen 530 und 532 in Eingriff zu gelangen. Eine Nockenkurvenformmuffe 520 enthält außerdem die Verschiebungskanäle 520, 522, 524 und 526. Die Aktuatoren 505, 507, 509 und 511 enthalten die Aktuatorstifte 506, 508, 510 und 512, um mit den Verschiebungskanälen 520, 522, 524 und 526 in Eingriff zu gelangen.
Der Verschiebungskanal 526 aktiviert das Nockenvorsprungprofil 402 für einen Hub von null, wenn sich der Aktuatorstift 512 während der Drehung der Pumpenantriebswelle 358 radial mit dem Verschiebungskanal 526 in Eingriff befindet. Der Aktuatorstift 512 verbleibt stationär, wie sich die Nockenkurvenformmuffe 504 mit der Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 dreht, so dass der Weg des Verschiebungskanals 526 bewirkt, dass sich die Nockenkurvenformmuffe 504 longitudinal entlang der Länge der Nockenkurvenformmuffe 504 bewegt, wie sich die Pumpenantriebswelle 358 dreht.
Der Verschiebungskanal 522 aktiviert das Nockenvorsprungprofil 404 für einen geringen Hub, wenn sich der Aktuatorstift 506 während der Drehung der Pumpenantriebswelle 358 radial mit dem Verschiebungskanal 522 in Eingriff befindet. Der Aktuatorstift 506 verbleibt stationär, wie sich die Nockenkurvenformmuffe 504 mit der Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 dreht, so dass der Weg des Verschiebungskanals 522 bewirkt, dass sich die Nockenkurvenformmuffe 504 longitudinal entlang der Länge der Nockenkurvenformmuffe 504 bewegt, wie sich die Pumpenantriebswelle 358 dreht. In diesem Beispiel ist gezeigt, dass sich der Aktuatorstift 506 mit dem Verschiebungskanal 522 in Eingriff befindet, um die Nockenkurvenform 404 für einen geringen Hub zu aktivieren.
Der Verschiebungskanal 520 aktiviert das Nockenvorsprungprofil 410 für einen hohen Hub, wenn sich der Aktuatorstift 508 während der Drehung der Pumpenantriebswelle 358 radial mit dem Verschiebungskanal 520 in Eingriff befindet. Der Aktuatorstift 508 verbleibt stationär, wie sich die Nockenkurvenformmuffe 504 mit der Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 dreht, so dass der Weg des Verschiebungskanals 520 bewirkt, dass sich die Nockenkurvenformmuffe longitudinal entlang der Länge der Nockenkurvenformmuffe 504 bewegt, wie sich die Pumpenantriebswelle 358 dreht.
Der Verschiebungskanal 524 ermöglicht, dass sich die Nockenkurvenformmuffe 504 vom Nockenvorsprungprofil 410 für einen hohen Hub zu der Nockenkurvenform 404 für einen geringen Hub verschiebt, wenn sich der Aktuatorstift 510 während der Drehung der Pumpenantriebswelle 358 radial mit dem Verschiebungskanal 524 in Eingriff befindet. Der Aktuatorstift 510 verbleibt stationär, wie sich die Nockenkurvenformmuffe 504 mit Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle 358 dreht, so dass der Weg des Verschiebungskanals 524 bewirkt, dass sich die Nockenkurvenformmuffe longitudinal entlang der Länge der Nockenkurvenformmuffe 504 bewegt, wie sich die Pumpenantriebswelle 358 dreht.
Die Nockenvorsprungprofile 410, 404 und 402 können vier, zwei oder null Nockenvorsprünge enthalten, um den Einspritzpumpen-Kolbenstab 320 während der Kraftmaschinendrehung zu heben. Außerdem kann in Abhängigkeit vom Sollbereich der Einspritzpumpendrücke eine kleinere oder eine größere Anzahl von Nockenvorsprungprofilen bereitgestellt sein.
Folglich kann die Nockenkurvenformmuffe in einer Längsrichtung entlang der Pumpenantriebswelle 358 hin- und herlaufen, um dem Kolben 306 der Kraftstoffeinspritzpumpe unterschiedliche Hubbeträge bereitzustellen. Falls höhere Kraftstoffverteilerdrücke gewünscht sind, kann die Nockenkurvenformmuffe eingestellt werden, um den Einspritzpumpen-Kolbenstab 320 über das Nockenvorsprung-Hubprofil 410 zu betreiben. Falls gewünscht wird, die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu deaktivieren, kann die Nockenkurvenformmuffe eingestellt werden, um den Einspritzpumpen-Kolbenstab 320 und das Nockenvorsprungprofil 402 für einen Hub von null in Eingriff zu bringen.
In 5B ist ein alternativer Betriebszustand des Aktuators der Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, der in 5A beschrieben ist, gezeigt. Alle Komponenten des Aktuators 500 der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die in 5A gezeigt sind, sind in 5B gezeigt. Ferner sind die Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen beschriftet. Deshalb ist um der Kürze willen die Beschreibung der vorher beschriebenen Komponenten weggelassen.
5B zeigt den Aktuator der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe in einem Zustand, in dem die Nockenkurvenform 410 für einen hohen Hub aktiviert ist, um dem Direkteinspritzpumpen-Kolbenstab 320 und dem Einspritzpumpenkolben 306 einen Hub bereitzustellen. Es kann beobachtet werden, dass im Vergleich zu der in 5A gezeigten Ansicht weniger von dem Keil 530 sichtbar ist. Ferner ist im Vergleich zu der in 5B gezeigten Ansicht eine zusätzliche Menge des Keils 532 sichtbar. Folglich ist in 5B die Nockenkurvenformmuffe 520 von da, wo sie in 5A gezeigt ist, longitudinal in einer Richtung nach links verschoben gezeigt. Die Nockenkurvenformmuffe 520 wird nach links eingestellt, indem der Aktuatorstift 508 mit dem Verschiebungskanal 520 in Eingriff gebracht wird. Die Aktuatorstifte 506, 508, 510 und 512 verbleiben bezüglich der Pumpenantriebswelle 358 in stationären Positionen. Der Direkteinspritzpumpen-Kolbenstab 320 und der Einspritzpumpenkolben 306 bleiben bezüglich der Pumpenantriebswelle 358 stationär.
Es sei angemerkt, dass die Verschiebungskanäle 520–526, die beginnen und enden, wie in den 5A und 5B gezeigt ist, teilweise um die Nockenkurvenformmuffe 520 spiralförmig verlaufen. Ferner sind die Verschiebungskanäle 520 und 522 Spiegelbilder der Verschiebungskanäle 524 und 526. Folglich zeigt die Kombination der 5A und 5B, wie sich die Nockenkurvenformmuffe über die Pumpenantriebswelle 358 verschiebt und einen Hubbetrag des Kobens der Direkteinspritzpumpe einstellt.
Folglich stellt das System nach den 1–2 und 4–5B ein Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Antriebswelle, eine Nockenkurvenformmuffe, die über der Antriebswelle eingepasst ist, und einen Aktuatorstift enthält. Das Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem enthält, dass die Nockenkurvenformmuffe wenigstens zwei Nockenvorsprungprofile enthält. Das Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem enthält, dass eines der wenigstens zwei Nockenvorsprungprofile ein Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null ist. Das Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem enthält außerdem, dass die Nockenkurvenformmuffe einen Verschiebungskanal enthält. Das Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem umfasst ferner einen Controller, der nichtflüchtige Anweisungen enthält, um den Aktuatorstift in den Verschiebungskanal einzusetzen. Das Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem umfasst ferner einen Controller, der nichtflüchtige Anweisungen enthält, um eine Position der Nockenkurvenformmuffe in Reaktion auf einen Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers einzustellen.
In 6 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gezeigt. Das Verfahren nach 6 kann über ausführbare Anweisungen implementiert sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher eines Controllers gespeichert sind. Ferner kann der Controller Teil eines Systems sein, wie es in den 1–2 und 4–5B beschrieben ist.
Bei 602 bestimmt das Verfahren 600 die Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können die Kraftmaschinendrehzahl, die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung, die Kraftmaschinentemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Umgebungstemperatur und den Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers enthalten, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Nachdem das Verfahren 600 die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine bestimmt hat, geht das Verfahren 600 zu 604 weiter.
Bei 604 beurteilt das Verfahren 600, ob die Kraftmaschine kalt gestartet wird oder nicht. In einem Beispiel kann das Verfahren 600 beurteilen, dass die Kraftmaschine kalt gestartet wird, wenn die Drehung der Kraftmaschine während eines vorgegebenen Zeitraums gestoppt gewesen ist und wenn die Kühlmitteltemperatur der Kraftmaschine kleiner als eine Schwellentemperatur ist. Falls das Verfahren 600 beurteilt, dass die Kraftmaschine kalt gestartet wird, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 600 zu 650 weiter. Andernfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 600 zu 606 weiter.
Bei 650 schaltet das Verfahren 600 die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpen-Nockenkurvenform zum Nockenvorsprungprofil für einen geringen Hub. Alternativ kann das Verfahren 600 die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpen-Nockenkurvenform zu dem Nockenvorsprungprofil für einen hohen Hub schalten. Falls während des Startens der Kraftmaschine höhere Einspritzdrücke erwünscht sind, wird das Nockenvorsprungprofil für einen hohen Hub ausgewählt. Falls während des Startens der Kraftmaschine geringere Einspritzdrücke erwünscht sind, wird das Nockenvorsprungprofil für einen geringeren Hub ausgewählt. Das Nockenvorsprungprofil für einen geringeren oder einen höheren Hub wird durch das Einstellen einer Position einer Nockenkurvenformmuffe ausgewählt, die eine Nockenkurvenform für einen geringeren und einen höheren Hub enthält. Die Nockenkurvenformposition wird eingestellt, um sich bezüglich des Pumpenkolbenstabs 320 und dem Einspritzpumpenkolben 306 in einer Richtung longitudinal zur Pumpenantriebswelle 358 zu bewegen, wie in den 5A und 5B gezeigt ist. Nachdem die Direkteinspritzpumpe zu einer gewünschten Nockenhub-Kurvenform geschaltet worden ist, geht das Verfahren 600 zu 652 weiter.
Bei 652 aktiviert das Verfahren 600 die Direkteinspritzung (DI). Die Direkteinspritzung kann über das Freigeben der Kraftstoffströmung durch die Einspritzdüsen, die den Kraftstoff direkt in die Kraftmaschinenzylinder einspritzen, aktiviert werden. In einigen Beispielen kann der Betrieb der Direkteinspritzdüsen verzögert werden, bis der Kraftstoffdruck in dem Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler einen minimalen Druck erreicht hat. Nachdem die Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen aktiviert worden sind, geht das Verfahren 600 zu 654 weiter.
Bei 654 deaktiviert das Verfahren 600 die Kraftstoff-Kanaleinspritzung. Die Kraftstoff-Kanaleinspritzung kann deaktiviert werden, indem die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe kann jedoch weiterhin arbeiten und Kraftstoff von dem Kraftstofftank der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe bereitstellen. Die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen können während des Startens der Kraftmaschine deaktiviert sein, um die verbesserte Kraftstoffverdampfung auszunutzen, wenn der Kraftstoff während des Startens der Kraftmaschine direkt in die Kraftmaschinenzylinder eingespritzt wird. Auf diese Weise können die Kraftmaschinenemissionen und die Startrobustheit der Kraftmaschine verbessert werden. Nach dem Deaktivieren der Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen geht das Verfahren 600 zu 620 weiter.
Bei 620 spritzt das Verfahren 600 in Reaktion auf die Kraftmaschinendrehzahl, die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung und ein Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis der Kraftmaschine Kraftstoff ein. Falls der Kraftstoff ausschließlich über die Direkteinspritzdüsen eingespritzt wird, wird die Zeitsteuerung der Direkteinspritzdüsen in Reaktion auf die Kraftmaschinendrehzahl, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine und die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung eingestellt. Falls der Kraftstoff ausschließlich über die Kanaleinspritzdüsen eingespritzt wird, wird die Zeitsteuerung der Kanaleinspritzdüsen in Reaktion auf die Kraftmaschinendrehzahl, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine und die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung eingestellt. Falls der Kraftstoff über die Kanaleinspritzdüsen und die Direkteinspritzdüsen eingespritzt wird, wird ein Anteil der Gesamtmenge des in einen Zylinder während eines Zylinderzyklus eingespritzten Kraftstoffs durch die Direkteinspritzdüsen zugeführt, während die verbleibende Menge des während des Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffs über die Direkteinspritzdüsen zugeführt wird. Der Anteil des zwischen den Kanal- und den Direkteinspritzdüsen zugeführten Kraftstoffs kann in Übereinstimmung sowohl mit der Kraftmaschinendrehzahl und dem Kraftmaschinendrehmoment als auch mit anderen Betriebsbedingungen variiert werden. Nachdem der Kraftstoff in die Kraftmaschine eingespritzt worden ist, geht das Verfahren 600 zum Ausgang weiter.
Bei 606 beurteilt das Verfahren 600, ob ein Grenz-Kraftmaschinenklopfen detektiert wird oder nicht und ob die Verluste der Kraftstoffwirtschaftlichkeit von dem Verzögern der Funken, um das Grenzklopfen zu steuern, größer als die Gewinne der Kraftstoffwirtschaftlichkeit von dem Stoppen der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe sind. Wenn ja, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 600 zu 630 weiter. Andernfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 600 zu 608 weiter. Folglich ermöglicht das Verfahren 600 die Kraftstoff-Kanaleinspritzung, wenn es kein Grenzklopfen gibt und wenn der Grenzfunken vorhanden ist und über die Funkenverzögerung eingeschränkt werden kann, die die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine weniger als das Aktivieren der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe beeinflusst.
Bei 608 aktiviert das Verfahren 600 die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen. Die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen werden aktiviert, indem es ermöglicht wird, dass der Kraftstoff durch die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen strömt. Spezifisch wird eine Spannung selektiv an die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen angelegt, so dass der Kraftstoff den Einlassöffnungen der Zylinder zugeführt werden kann. Nachdem die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen aktiviert worden sind, geht das Verfahren 600 zu 610 weiter.
Bei 610 beendet das Verfahren 600 das Einspritzen des Kraftstoffs über die Direkteinspritzdüsen. Die Kraftstoffströmung durch die Direkteinspritzdüsen kann gestoppt werden, indem den Direkteinspritzdüsen keine Spannung zugeführt wird. Nachdem die Kraftstoffströmung durch die Direkteinspritzdüsen deaktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 612 weiter.
Bei 612 stellt das Verfahren 600 die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf ein Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null (z. B. das Profil 402 in den 4 und 5A) ein. Das Einstellen der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf eine Nockenkurvenform für einen Hub von null ermöglicht es, dass sich die Kraftmaschine und die Direkteinspritzpumpen-Antriebswelle drehen, während der Kolben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe stationär bleibt. Folglich können der Kolben und der Zylinder der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe keine Schmierung erfordern. Ferner muss die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe den in die Druckkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe eintretenden Kraftstoff nicht komprimieren. Außerdem werden der Strom und die Spannung, die einem solenoidaktivierten Einlassrückschlagventil zugeführt werden, beendet oder gestoppt, um den elektrischen Verbrauch zu verringern. Auf diese Weise kann die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe vorübergehend deaktiviert werden, um elektrische Energie einzusparen und die mechanische Arbeit zu verringern. Nachdem die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe deaktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 614 weiter.
Bei 614 beurteilt das Verfahren 600, ob der Druck in einem Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler kleiner als ein Schwellendruck ist oder nicht. Wenn ja, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 600 zu 616 weiter. Andernfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 600 zu 620 weiter. Durch das Beurteilen, ob der Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers als ein Schwellendruck ist, kann das Verfahren 600 den Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers größer als einen Schwellendruck aufrechterhalten, so dass sich die Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen kurzfristig öffnen und den Kraftmaschinenzylindern Kraftstoff zuführen können, ohne warten zu müssen, bis der Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers einen Schwellendruck erreicht.
Bei 616 schaltet das Verfahren 600 die Nockenkurvenformmuffe der Direkteinspritzpumpe zu einem Profil für einen geringen Hub, wie bei 652 beschrieben worden ist. Ferner führt das Verfahren 600 dem solenoidaktivierten Einlassrückschlagventil (z. B. dem Element 312 in 4) elektrischen Strom und Spannung zu, um die Kraftstoffmenge einzustellen, die durch die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu pumpen ist. Das Verfahren 600 betreibt die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe über das Profil für einen geringeren Hub und das solenoidaktivierte Einlassrückschlagventil, bis der Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers den Solldruck erreicht. Nachdem der Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler den Solldruck erreicht hat, geht das Verfahren 600 zu 618 weiter.
Bei 618 stellt das Verfahren 600 die Direkteinspritzpumpe auf ein Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null ein, wie bei 612 beschrieben worden ist. Durch das Deaktivieren der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, nachdem der Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers einen Schwellendruck erreicht hat, kann das Verfahren 600 gleichzeitig zum Aufrechterhalten des Drucks des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers den Energieverbrauch durch die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe verringern. Nachdem die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe vorübergehend deaktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 620 weiter.
Bei 630 beurteilt das Verfahren 600, ob das Kraftmaschinendrehmoment größer als ein Drehmomentschwellenwert bei der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl ist. In anderen Beispielen kann das Verfahren 600 beurteilen, ob andere Bedingungen vorhanden sind oder nicht, um zu bestimmen, ob der Kraftstoff ausschließlich über die Kanaleinspritzdüsen oder über die Kanal- und Direkteinspritzdüsen eingespritzt wird, nachdem ein Grenzklopfen detektiert worden ist. Falls das Verfahren 600 beurteilt, dass das Kraftmaschinendrehmoment größer als das Schwellendrehmoment ist, lautet die Antwort ja und geht das Verfahren 600 zu 638 weiter. Andernfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 600 zu 632 weiter.
Bei 632 aktiviert das Verfahren 600 die Kraftstoff-Kanaleinspritzung, wie bei 608 beschrieben worden ist. Nachdem die Kraftstoff-Kanaleinspritzung aktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 634 weiter.
Bei 634 schaltet das Verfahren 600 die Nockenkurvenform der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu dem Nockenvorsprungprofil für einen geringen Hub, wie bei 650 beschrieben worden ist. Nachdem die Nockenkurvenform der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu dem Profil für einen geringeren Hub geschaltet worden ist, geht das Verfahren 600 zu 636 weiter.
Bei 636 aktiviert das Verfahren 600 die Direkteinspritzung, wie bei 652 beschrieben worden ist. Nachdem die Direkteinspritzung aktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 620 weiter. Folglich aktiviert das Verfahren 600 nach 630 sowohl die Kanal- als auch die Direkteinspritzung des Kraftstoffs, um der Kraftmaschine Kraftstoff zuzuführen.
Bei 638 stellt das Verfahren die Nockenkurvenform der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu einer Nockenkurvenform für einen hohen Hub ein. Das Verfahren 600 stellt die Nockenkurvenform der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf eine Nockenkurvenform für einen hohen Hub ein, indem die Aktuatorstifte mit einem oder mehreren Verschiebungskanälen in Eingriff gebracht werden, wie in den 5A und 5B beschrieben ist. Da sich die Kraftmaschine dreht, können die Nockenvorsprungprofile für die Direkteinspritzung von einer Nockenkurvenform für einen geringen Hub zu einer Nockenkurvenform für einen hohen Hub oder von einer Nockenkurvenform für einen Hub von null zu einer Nockenkurvenform für einen hohen Hub geschaltet werden. Indem das Verfahren 600 die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu einem Profil für einen hohen Hub schaltet, kann es die Ausgabe der Direkteinspritzpumpe erhöhen, um den Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers zu erhöhen. Nachdem die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu dem Nockenvorsprungprofil für einen hohen Hub geschaltet worden ist, geht das Verfahren 600 zu 640 weiter.
Bei 640 aktiviert das Verfahren 600 die Kraftstoff-Direkteinspritzung, wie bei 652 beschrieben worden ist. Nachdem die Kraftstoff-Direkteinspritzung aktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 644 weiter.
Bei 642 deaktiviert das Verfahren 600 die Kraftstoff-Kanaleinspritzung, wie bei 654 beschrieben worden ist. Nachdem die Kraftstoff-Kanaleinspritzung deaktiviert worden ist, geht das Verfahren 600 zu 620 weiter.
Auf diese Weise kann das Verfahren 600 basierend auf den Betriebsbedingungen zwischen unterschiedlichen Nockenvorsprungprofilen einstellen, um den Kraftstoffverbrauch der Kraftmaschine zu verringern, während die Kraftmaschine in einem Bereitschaftszustand aufrechterhalten wird. Ferner kann das Verfahren 600 den Verschleiß der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während der Bedingungen der Deaktivierung der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe verringern.
Folglich stellt das Verfahren nach 6 ein Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe bereit, das Folgendes umfasst: während einer ersten Bedingung Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem ersten Kolbenhubbetrag; und während einer zweiten Bedingung, wobei die zweite Bedingung von der ersten Bedingung verschieden ist, Betreiben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem zweiten Kolbenhubbetrag, wobei der zweite Kolbenhubbetrag größer als der erste Kolbenhubbetrag ist. Das Verfahren enthält, dass die erste Bedingung eine erste Kraftmaschinenlast ist, wobei die zweite Bedingung eine zweite Kraftmaschinenlast ist und wobei die zweite Kraftmaschinenlast größer als die erste Kraftmaschinenlast ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner das Betreiben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem dritten Kolbenhubbetrag, wobei der dritte Kolbenhubbetrag größer als der zweite Kolbenhubbetrag ist, der dritte Kolbenhubbetrag während einer dritten Bedingung aktiviert ist und die dritte Bedingung von der ersten und der zweiten Bedingung verschieden ist. Das Verfahren enthält, dass der erste Kolbenhubbetrag während eines Kraftmaschinenzyklus im Wesentlichen null ist. Das Verfahren umfasst ferner das Übergehen zwischen dem ersten Kolbenhubbetrag und dem zweiten Kolbenhubbetrag über das Einstellen einer Position eines Nockens für einen ersten Hub und eines Nockens für einen zweiten Hub longitudinal entlang einer Antriebswelle der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe. Das Verfahren enthält, dass der Nocken für einen ersten Hub und der Nocken für einen zweiten Hub eingestellt werden, indem ein Aktuatorstift in einem Verschiebungskanal radial in Eingriff gebracht wird. Das Verfahren enthält, dass der Verschiebungskanal in einer Nockenmuffe ausgebildet ist.
In einem weiteren Beispiel stellt das Verfahren nach 6 ein Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Nockenkurvenformmuffe, die einen Kraftstoffpumpenkolben hebt, in Reaktion auf die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wobei die Nockenkurvenformmuffe über das Verschieben der Position der Nockenkurvenformmuffe longitudinal entlang einer Antriebswelle der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe eingestellt wird. Das Verfahren enthält, dass die Nockenkurvenformmuffe ein Nockenvorsprungprofil für einen ersten Hub und ein Nockenvorsprungprofil für einen zweiten Hub enthält.
In einigen Beispielen enthält das Verfahren, dass das Nockenvorsprungprofil für einen ersten Hub ein Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null ist und dass das Nockenvorsprungprofil für einen zweiten Hub ein Nockenvorsprungprofil für einen geringen Hub ist. Das Verfahren enthält, dass die Nockenkurvenformmuffe ferner ein Nockenvorsprungprofil für einen dritten Hub umfasst, wobei das Nockenvorsprungprofil für einen dritten Hub ein Nockenvorsprungprofil für einen hohen Hub ist. Das Verfahren enthält, dass das Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null aktiviert wird, um die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu deaktivieren. Das Verfahren umfasst ferner das Übergehen von dem Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null zu dem Nockenvorsprungprofil für einen geringen Hub in Reaktion auf den Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers. Das Verfahren enthält, dass eine Position der Nockenkurvenformmuffe eingestellt wird, indem ein Aktuatorstift in Eingriff gebracht wird.
Es wird angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzverfahren als ausführbare Anweisungen implementiert sein können, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, und mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solches können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispiele zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen Code graphisch darstellen, der in das computerlesbare Speichermedium in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist.
Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Beispiele nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Umfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Umfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, das Folgendes umfasst: während einer ersten Bedingung Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem ersten Kolbenhubbetrag; und während einer zweiten Bedingung, wobei die zweite Bedingung von der ersten Bedingung verschieden ist, Betreiben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem zweiten Kolbenhubbetrag, wobei der zweite Kolbenhubbetrag größer als der erste Kolbenhubbetrag ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Bedingung eine erste Kraftmaschinenlast ist, wobei die zweite Bedingung eine zweite Kraftmaschinenlast ist und wobei die zweite Kraftmaschinenlast größer als die erste Kraftmaschinenlast ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Betreiben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe mit einem dritten Kolbenhubbetrag umfasst, wobei der dritte Kolbenhubbetrag größer als der zweite Kolbenhubbetrag ist, der dritte Kolbenhubbetrag während einer dritten Bedingung aktiviert ist und die dritte Bedingung von der ersten und der zweiten Bedingung verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Kolbenhubbetrag während eines Kraftmaschinenzyklus im Wesentlichen null ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Übergehen zwischen dem ersten Kolbenhubbetrag und dem zweiten Kolbenhubbetrag über das Einstellen einer Position eines Nockens für einen ersten Hub und eines Nockens für einen zweiten Hub longitudinal entlang einer Antriebswelle der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Nocken für einen ersten Hub und der Nocken für einen zweiten Hub eingestellt werden, indem ein Aktuatorstift in einem Verschiebungskanal radial in Eingriff gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Verschiebungskanal in einer Nockenmuffe ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Nockenkurvenformmuffe, die einen Kraftstoffpumpenkolben hebt, in Reaktion auf die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wobei die Nockenkurvenformmuffe über das Verschieben der Position der Nockenkurvenformmuffe longitudinal entlang einer Antriebswelle der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Nockenkurvenformmuffe ein Nockenvorsprungprofil für einen ersten Hub und ein Nockenvorsprungprofil für einen zweiten Hub enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Nockenvorsprungprofil für einen ersten Hub ein Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null ist und das Nockenvorsprungprofil für einen zweiten Hub ein Nockenvorsprungprofil für einen geringen Hub ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Nockenkurvenformmuffe ferner ein Nockenvorsprungprofil für einen dritten Hub umfasst, wobei das Nockenvorsprungprofil für einen dritten Hub ein Nockenvorsprungprofil für einen hohen Hub ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null aktiviert wird, um die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu deaktivieren.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner das Übergehen von dem Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null zu dem Nockenvorsprungprofil für einen geringen Hub in Reaktion auf den Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Position der Nockenkurvenformmuffe eingestellt wird, indem ein Aktuatorstift in Eingriff gebracht wird.
Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem, das Folgendes umfasst: eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Antriebswelle, eine Nockenkurvenformmuffe, die über der Antriebswelle eingepasst ist, und einen Aktuatorstift enthält.
Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem nach Anspruch 15 wobei die Nockenkurvenformmuffe wenigstens zwei Nockenvorsprungprofile enthält.
Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem nach Anspruch 16, wobei eines der wenigstens zwei Nockenvorsprungprofile ein Nockenvorsprungprofil für einen Hub von null ist.
Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem nach Anspruch 15, wobei die Nockenkurvenformmuffe einen Verschiebungskanal enthält.
Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem nach Anspruch 18, das ferner einen Controller umfasst, der nichtflüchtige Anweisungen enthält, um den Aktuatorstift in den Verschiebungskanal einzusetzen.
Direkteinspritz-Kraftstoffpumpensystem nach Anspruch 15, das ferner einen Controller umfasst, der nichtflüchtige Anweisungen enthält, um eine Position der Nockenkurvenformmuffe in Reaktion auf den Druck des Direkteinspritz-Kraftstoffverteilers einzustellen.