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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Steuerungsarten für eine Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, wenn sie mit niedrigem Verdrängungsvolumen in einer Brennkraftmaschine betrieben wird.
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Kurzdarstellung/Hintergrund
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Einige Fahrzeugkraftmaschinensysteme, die eine Zylinderdirekteinspritzung von Kraftstoff verwenden, umfassen ein Kraftstofffördersystem, das mehrere Kraftstoffpumpen zum Bereitstellen eines geeigneten Kraftstoffdrucks an Kraftstoffeinspritzdüsen beinhalten. Diese Art von Kraftstoffsystem, Benzindirekteinspritzung (BDE), wird verwendet, um den Leistungswirkungsgrad und den Bereich, über den der Kraftstoff dem Zylinder zugeführt werden kann, zu vergrößern. BDE-Kraftstoffeinspritzdüsen können zur Einspritzung Hochdruckkraftstoff erfordern, um zur effizienteren Verbrennung eine verbesserte Zerstäubung zu erzeugen. Als Beispiel kann ein BDE-System eine elektrisch angetriebene Pumpe mit niedrigerem Druck (d. h., eine Kraftstoffsaugpumpe) und eine mechanisch angetriebene Pumpe mit höherem Druck (d. h., eine Direkteinspritzpumpe) verwenden, die jeweils zwischen dem Kraftstofftank und den Kraftstoffeinspritzdüsen entlang einer Kraftstoffleitung in Reihe geschaltet sind. In vielen BDE-Anwendungen kann die Hochdruckkraftstoffpumpe dazu eingesetzt werden, den Druck des den Kraftstoffeinspritzdüsen zugeführten Kraftstoffs zu erhöhen. Die Hochdruckkraftstoffpumpe kann ein magnetbetätigtes „Überlaufventil“ (ÜV) oder einen Kraftstoffvolumenregler (KVR) beinhalten, die betätigbar sind, um den Kraftstoffstrom zur Hochdruckkraftstoffpumpe zu regeln. Es gibt verschiedene Steuerstrategien zum Betreiben der Hochdruck- und der Niederdruckpumpe, um einen effizienten Kraftstoffsystem- und Kraftmaschinenbetrieb zu gewährleisten.
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In einem Ansatz zur Steuerung der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, von Hiraku et al. in
US 6725837 dargestellt, führt eine Steuereinheit eine Reihe von Berechnungen durch, um eine Kraftstoffdirekteinspritzpumpe und Direkteinspritzdüsen einer Kraftmaschine zu steuern. Im betreffenden Kraftstoffsystem wird ein Magnetventil ein- und ausgeschaltet, um den Eintritt von Kraftstoff in die Kraftstoffdirekteinspritzpumpe zu sperren oder zu gestatten, wodurch die Fördermenge der Pumpe variiert wird. Um das Sollkraftstoffausstoßvolumen der Pumpe zu erreichen, wie durch das Magnetventil geregelt, wird auf der Basis der Eigenschaften des Pumpen- und Einspritzdüsenbetriebs eine Korrekturzeitweite berechnet. In einem Beispiel detektiert die Steuereinheit anhand verschiedener Parameter den laufenden Zustand der Kraftmaschine, um den Einspritzstartzeitpunkt und eine Solleinspritzzeitbreite zu bestimmen. Darüber hinaus berechnet die Steuereinheit auf der Basis der Parameter einen Förderstartzeitpunkt und eine Förderzeitbreite der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe. Die Parameter beinhalten die Beschleunigungsöffnung, den Kurbelwinkel und die Kraftmaschinendrehzahl. Durch Prüfen einer Überschneidung zwischen der Einspritzperiode und der Förderperiode der Pumpe werden Werte bestimmt, die zur Ermittlung der Korrekturzeitbreite der Einspritzdüsen verwendet werden.
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Jedoch haben die Erfinder hier potentielle Probleme beim Ansatz von
US 6725837 festgestellt. Obwohl das Verfahren von Hiraku et al. eine Steuerung der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe für den Kraftstofffördermengenbereich von 0 % bis 100 % bereitstellen kann, wie beschrieben, sprechen Hiraku et al. verschiedene Probleme, die bei niedrigen Kraftstofffördermengen auftreten können, z. B. in einem Bereich von 0 % bis 15 %, nicht an. Die Erfinder haben hier erkannt, dass Steuerstrategien benötigt werden, die spezifisch die Unwiederholbarkeit und Unzuverlässigkeit ansprechen, die mit dem schnellen Erregen und Abschalten des Magnetventils einhergehen, wenn kleine Pumpvolumen oder Fördermengen erwünscht sind.
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In einem Beispiel können die obigen Probleme zumindest teilweise durch ein Verfahren angesprochen werden, umfassend: während einer ersten Bedingung, ein Erregen eines Überlaufmagnetventils einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe nur für eine Drehwinkeldauer, basierend auf einer Position eines Kolbens der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe; und während einer zweiten Bedingung, ein Erregen des Überlaufmagnetventils für oder länger als eine minimale Drehwinkeldauer, wobei das Überlaufmagnetventil deaktiviert wird, nachdem eine obere Totpunktposition des Kolbens erreicht ist. Zum Beispiel beinhaltet die erste Bedingung, dass ein Einfangvolumenanteil der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe über einem Schwellenwert liegt, und die zweite Bedingung beinhaltet, dass der Einfangvolumenanteil unter einem Schwellenwert liegt. Der Einfangvolumenanteil bzw. das Verdrängungsvolumen oder das gepumpte Volumen ist ein Maß dafür, wie viel Kraftstoff durch die Kraftstoffdirekteinspritzpumpe verdichtet und zu einem Kraftstoffverteiler ausgestoßen wird. Auf diese Weise wird die Direkteinspritzpumpe betrieben, um die Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit des Magnetventils selbst bei kleinen Einfangvolumen sicherzustellen.
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In einem anderen Beispiel wird das Überlaufmagnetventil eingeschaltet oder erregt, wenn das Kraftstoffeinfangvolumen unter einem Schwellenwert liegt, wobei das Überlaufmagnetventil für oder länger als eine Drehwinkeldauer erregt wird, die von einer Position eines Kolbens der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe unabhängig ist. In einigen Kraftstoffsystemen kann ein Sensor die Drehwinkelposition eines Antriebsnockens zum Antrieb des Pumpenkolbens messen, sodass eine Steuereinheit die Aktivierung des Überlaufmagnetventils mit der Position des Antriebsnockens und des Pumpenkolbens synchronisieren kann. Im offenbarten Verfahren wird die Steuerung des Überlaufmagnetventils während bestimmer Kraftmaschinen- und Kraftstoffsystembetriebsbedingungen in Synchronisation mit der Position des Pumpenkolbens angewandt.
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Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um 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. Zudem beschränkt sich der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, welche die oben oder in einem anderen Teil der vorliegenden Offenbarung genannten Nachteile lösen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftstoffsystems, das mit einer Kraftmaschine gekoppelt ist.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Magnetventils, das mit einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe des Kraftstoffsystems von 1 gekoppelt ist.
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3 zeigt eine beispielhafte Steuerstrategie des Haltens bis zum Fördern (Hold-to-delivery) einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe des Kraftstoffsystems von 1.
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4 ist eine graphische Darstellung einer beispielhaften minimalen Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe des Kraftstoffsystems von 1.
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5 zeigt einen Ablaufplan zur Umsetzung der beispielhaften minimalen Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie von 4.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, die Bestandteil des Kraftstoffsystems mit Direkteinspritzung, DE, von 1 sein kann.
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Ausführliche Beschreibung
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Die folgende ausführliche Beschreibung enthält Informationen bezüglich einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, ihrer zugehörigen Kraftstoff- und Kraftmaschinensysteme und mehrerer Steuerstrategien zur Regelung des Kraftstoffvolumens und -drucks zum Direkteinspritzkraftstoffverteiler und den Einspritzventilen über die Kraftstoffdirekteinspritzpumpe. Eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftstoffsystems wird in 1 gezeigt, während 2 eine detailliertere Ansicht eines Überlaufmagnetventils ist, das mit einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe von 1 gekoppelt ist. 3 zeigt eine Steuerstrategie des Haltens bis zum Fördern bzw. Haltens bis zum oberen Totpunkt zum Betreiben einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe. 4 ist eine graphische Darstellung einer beispielhaften minimalen Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie zum Betreiben einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, während 5 einen der Steuerstrategie von 4 entsprechenden Ablaufplan zeigt. Schließlich wird in 6 eine weitere Ausführungsform einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe gezeigt.
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Im Hinblick auf die Terminologie, die in dieser ausführlichen Beschreibung verwendet wird, kann eine Kraftstoffpumpe mit höherem Druck oder Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, die Direkteinspritzdüsen verdichteten Kraftstoff bereitstellt, als DE- oder HD-Pumpe abgekürzt werden. Dementsprechend kann eine Pumpe mit niedrigerem Druck (die einen Kraftstoffdruck bereitstellt, der allgemein niedriger als der der DE-Pumpe ist) oder Saugpumpe, die der DE-Pumpe verdichteten Kraftstoff aus einem Kraftstofftank bereitstellt, als ND-Pumpe abgekürzt sein. Nulldurchlaufschmierung (NDS) kann sich auf Direkteinspritzpumpenbetriebsarten beziehen, die im Wesentlichen ein Pumpen keines Kraftstoffs in einen Direkteinspritzkraftstoffverteiler beinhalten, während der Kraftstoffverteilerdruck nahe an einem konstanten Wert gehalten wird oder der Kraftstoffverteilerdruck stufenweise erhöht wird. Ein Überlaufmagnetventil, das elektronisch erregt werden kann, um zu schließen, und abgeschaltet werden kann, um sich zu öffnen (oder umgekehrt), kann unter anderem auch als Kraftstoffvolumenregler, Magnetventil und digitales Einlassventil bezeichnet werden. Je nachdem, wann das Überlaufventil während des Betriebs der DE-Pumpe erregt wird, kann während eines Förderhubs eine Menge an Kraftstoff von der DE-Pumpe eingefangen und verdichtet werden, wobei die Kraftstoffmenge unter anderem auch als anteiliges Einfangvolumen, wenn sie als Anteil oder Dezimalzahl ausgedrückt wird, als Kraftstoffvolumenverdrängung oder gepumpte Kraftstoffmasse bezeichnet wird.
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1 zeigt ein Kraftstoffsystem mit Direkteinspritzung 150, das mit einer Brennkraftmaschine 110 gekoppelt ist, die als Antriebssystem für ein Fahrzeug ausgelegt sein kann. Die Brennkraftmaschine 110 kann mehrere Brennräume oder Zylinder 112 umfassen. Kraftstoff kann den Zylindern 112 über im Zylinder angeordnete Direkteinspritzdüsen 120 direkt zugeführt werden. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann die Kraftmaschine 110 Ansaugluft empfangen und Produkte des verbrannten Kraftstoffs auslassen. Die Kraftmaschine 110 kann eine Kraftmaschine geeigneten Typs beinhalten, einschließlich eines Benzin- oder Dieselmotors.
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Kraftstoff kann der Kraftmaschine 110 durch ein Kraftstoffsystem, das allgemein mit 150 angegeben ist, über Einspritzdüsen 120 zugeführt werden. In diesem speziellen Beispiel beinhaltet das Kraftstoffsystem 150 einen Kraftstofftank 152, um den Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs zu speichern, eine Niederdruckkraftstoffpumpe 130 (z. B. eine Kraftstoffsaugpumpe), eine Hochdruckkraftstoffpumpe oder Direkteinspritzpumpe (DE-Pumpe) 140, einen Kraftstoffverteiler 158 und verschiedene Kraftstoffkanäle 154 und 156. Im Beispiel, das in 1 gezeigt wird, führt der Kraftstoffkanal 154 Kraftstoff von der Niederdruckpumpe 130 zur DE-Pumpe 140, und der Kraftstoffkanal 156 führt Kraftstoff von der DE-Pumpe 140 zum Kraftstoffverteiler 158. Daher kann der Kanal 154 ein Niederdruckkanal sein, während der Kanal 156 ein Hochdruckkanal sein kann.
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Der Kraftstoffverteiler 158 kann Kraftstoff zu jeder von einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen 120 verteilen. Jede von der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen 120 kann in einem entsprechenden Zylinder 112 der Kraftmaschine 110 angeordnet sein, sodass während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzdüsen 120 Kraftstoff direkt in jeden entsprechenden Zylinder 112 eingespritzt wird. Alternativ dazu (oder zusätzlich) kann die Kraftmaschine 110 Kraftstoffeinspritzdüsen beinhalten, die am Ansaugkanal jedes Zylinders angeordnet sind, sodass während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzdüsen Kraftstoff in den Ansaugkanal jedes Zylinders eingespritzt wird. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Kraftmaschine 110 vier Zylinder. Es versteht sich jedoch, dass die Kraftmaschine eine andere Zahl von Zylindern beinhalten kann.
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Die Niederdruckkraftstoffpumpe 130 kann durch eine Steuereinheit 170 betrieben werden, um der DE-Pumpe 140 über den Kraftstoffkanal 154 Kraftstoff zuzuführen. Die Niederdruckkraftstoffpumpe 130 kann als eine sogenannte Kraftstoffsaugpumpe ausgelegt sein. Beispielsweise kann die Niederdruckkraftstoffpumpe 130 einen elektrischen Pumpenmotor beinhalten, wodurch der Druckanstieg durch die Pumpe und/oder der Volumendurchsatz durch die Pumpe durch Verändern der dem Pumpenmotor zugeführten elektrischen Leistung steuerbar ist, um dadurch die Motordrehzahl zu erhöhen oder zu verringern. Wenn zum Beispiel das Steuergerät 170 die elektrische Leistung, die der Pumpe 130 zugeführt wird, reduziert, können der Volumendurchsatz und/oder der Druckanstieg durch die Pumpe reduziert werden. Der Volumendurchsatz und/oder Druckanstieg durch die Pumpe können erhöht werden, indem die elektrische Leistung, die der Pumpe 130 zugeführt wird, erhöht wird. Beispielsweise kann die elektrische Leistung, die dem Motor der Niederdruckpumpe zugeführt wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht gezeigt) erhalten werden, wodurch das Steuersystem die elektrische Belastung, die zum Antrieb der Niederdruckpumpe verwendet wird, steuern kann. Durch Verändern der Spannung und/oder des Stroms, die der Niederdruckkraftstoffpumpe zugeführt werden, wie bei 182 angezeigt, können der Durchsatz und der Druck des Kraftstoffs, der der DE-Pumpe 140 und schließlich dem Kraftstoffverteiler zugeführt wird, von der Steuereinheit 170 eingestellt werden.
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Die Niederdruckkraftstoffpumpe 130 kann fluidtechnisch mit einem Rückschlagventil 104 gekoppelt sein, um die Kraftstoffzufuhr zu erleichtern und den Kraftstoffleistungsdruck aufrechtzuerhalten. Insbesondere beinhaltet das Rückschlagventil 104 einen Kugel-Feder-Mechanismus, der bei einem bestimmten Druckdifferenzial sitzt und abdichtet, um dahinter Kraftstoff zuzuführen. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 150 eine Reihe von Rückschlagventilen beinhalten, die fluidtechnisch mit der Niederdruckkraftstoffpumpe 130 gekoppelt sind, um den Rücklauf des Kraftstoffs vor die Ventile weiter zu verhindern. Das Rückschlagventil 104 ist fluidtechnisch mit einem Filter 106 gekoppelt. Das Filter 106 kann kleine Verunreinigungen entfernen, die im Kraftstoff enthalten sein können und Kraftmaschinenkomponenten potenziell beschädigen könnten. Kraftstoff kann der Hochdruckkraftstoffpumpe (z. B. DE-Pumpe) 140 vom Filter 106 zugeführt werden. Die DE-Pumpe 140 kann den Druck des vom Kraftstofffilter empfangenen Kraftstoffs von einem ersten Druckpegel, der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 130 erzeugt wird, auf einen zweiten Druckpegel erhöhen, der höher als der erste Pegel ist. Die DE-Pumpe 140 kann dem Kraftstoffverteiler 158 über die Kraftstoffleitung 156 Hochdruckkraftstoff zuführen. Die DE-Pumpe 140 wird, weiter unten Bezug nehmend auf 2, ausführlicher erörtert. Der Betrieb der DE-Pumpe 140 kann den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs entsprechend eingestellt werden, um einen effizienteren Kraftstoffsystem- und Kraftmaschinenbetrieb zu gewährleisten. Verfahren zum Betreiben der DE-Pumpe 140 mit höherem Druck werden, weiter unten Bezug nehmend auf 3–5, ausführlicher erläutert.
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Die DE-Pumpe 140 kann durch die Steuereinheit 170 gesteuert werden, um den Kraftstoffverteiler 158 über den Kraftstoffkanal 156 Kraftstoff bereitzustellen. Als nicht-beschränkendes Beispiel kann die DE-Pumpe 140 einen Durchflussmengenregler, ein magnetbetätigtes "Überlaufventil" (ÜV) oder einen Kraftstoffvolumenregler (KVR) verwenden, mit 202 angegeben, um dem Steuersystem eines Verändern des effektiven Pumpvolumens jedes Pumpenhubs zu ermöglichen. Das ÜV 202 kann separat oder Teil der DE-Pumpe 140 (d. h., integral damit geformt) sein. Die DE-Pumpe 140 kann im Gegensatz zur motorbetriebenen Niederdruckkraftstoffpumpe bzw. Kraftstoffsaugpumpe 130 mechanisch von der Kraftmaschine 110 angetrieben werden. Ein Pumpenkolben 144 der DE-Pumpe 140 kann über einen Nocken 146 von der Kurbelwelle oder Nockenwelle der Kraftmaschine eine Antriebsleistung empfangen. Auf diese Weise kann die DE-Pumpe 140 nach dem Prinzip einer nockengetriebenen Einzylinderpumpe betrieben werden. Des Weiteren kann die Drehwinkelposition des Nockens 146 von einem neben dem Nocken 146 liegenden Sensor geschätzt (d. h., bestimmt) werden, der über eine Verbindung 185 mit der Steuereinheit 170 kommuniziert. Insbesondere kann der Sensor einen Winkel des Nockens 146 messen, der in Grad der Kreisbewegung des Nockens 146 entsprechend in einem Bereich von 0 bis 360 Grad gemessen wird.
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Wie in 1 gezeigt, ist hinter der Kraftstoffsaugpumpe 130 ein Kraftstoffsensor 148 angeordnet. Der Kraftstoffsensor 148 kann die Kraftstoffzusammensetzung messen und kann auf der Basis der Kraftstoffkapazität oder der Molzahl einer dielektrischen Flüssigkeit in seinem Messvolumen betrieben werden. Zum Beispiel kann eine Menge an Ethanol (z. B. Flüssigethanol) im Kraftstoff anhand der Kapazität des Kraftstoffs bestimmt werden (z. B., wenn eine Kraftstoff-Alkohol-Mischung verwendet wird). Der Kraftstoffsensor 148 kann über eine Verbindung 149 mit der Steuereinheit 170 verbunden sein und verwendet werden, um einen Verdampfungsgrad des Kraftstoffs zu bestimmen, da Kraftstoffdampf eine kleinere Molzahl im Messvolumen hat als flüssiger Kraftstoff. Daher kann die Kraftstoffverdampfung anzeigt werden, wenn die Kraftstoffkapazität abfällt. In einigen Betriebsarten kann der Kraftstoffsensor 148 verwendet werden, um den Verdampfungsgrad des Kraftstoffs zu bestimmen, sodass die Steuereinheit 170 den Saugpumpendruck einstellen kann, um die Kraftstoffverdampfung in der Kraftstoffsaugpumpe 130 zu reduzieren.
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In einigen Beispielen kann die DE-Pumpe 140 zudem als der Kraftstoffsensor 148 betrieben werden, um den Kraftstoffverdampfungsgrad zu bestimmen. Eine Kolben-Zylinder-Anordnung der DE-Pumpe 140 bildet zum Beispiel einen fluidgefüllten Kondensator. Die Kolben-Zylinder-Anordnung gestattet der DE-Pumpe 140 daher, das kapazitive Element im Kraftstoffzusammensetzungssensor zu sein. In einigen Beispielen kann die Kolben-Zylinder-Anordnung der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe 140 der heißeste Punkt im System sein, sodass Kraftstoffdampf sich dort zuerst bildet. In solch einem Beispiel kann die DE-Pumpe 140 als Sensor zum Detektieren der Kraftstoffverdampfung verwendet werden, da eine Kraftstoffverdampfung an der Kolben-Zylinder-Anordnung auftreten kann, bevor sie woanders im System auftritt.
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Wie in 1 gezeigt, beinhaltet der Kraftstoffverteiler 158 einen Kraftstoffverteilerdrucksensor 162, um der Steuereinheit 170 eine Angabe über den Kraftstoffverteilerdruck bereitzustellen. Ein Kraftmaschinendrehzahlgeber 164 kann verwendet werden, um der Steuereinheit 170 eine Angabe über die Drehzahl der Brennkraftmaschine bereitzustellen. Die Angabe über die Kraftmaschinendrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der DE-Pumpe 140 zu erkennen, da die Pumpe 140 zum Beispiel über die Kurbelwelle oder Nockenwelle von der Kraftmaschine 110 mechanisch angetrieben wird. Ein Abgassensor 166 kann verwendet werden, um der Steuereinheit 170 eine Angabe über die Abgaszusammensetzung bereitzustellen. Beispielsweise kann der Abgassensor 166 einen universellen Abgassensor (UEGO-Sensor) beinhalten. Der Abgassensor 166 kann vom Steuergerät als Rückkopplung verwendet werden, um die Menge an Kraftstoff anzupassen, die der Kraftmaschine über die Einspritzdüsen 120 zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 170 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das der Kraftmaschine zugeführt wird, auf einen vorgeschriebenen Sollwert regeln.
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Darüber hinaus kann die Steuereinheit 170 andere Kraftmaschinen-/Abgasparametersignale von anderen Sensoren wie z. B. eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Drosselklappenposition, einen Ansaugunterdruck, eine Emissionssteuervorrichtungstemperatur usw. empfangen. Außerdem kann die Steuereinheit 170 auf der Basis der Signale, die unter anderem vom Kraftstoffsensor 148, vom Drucksensor 162 und vom Kraftmaschinendrehzahlgeber 164 empfangen werden, eine Rückkopplungsregelung bereitstellen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 170 Signale zur Anpassung eines Strompegels, einer Stromanstriegsrate, einer Impulsbreite eines Magnetventils (ÜV) 202 der DE-Pumpe 140 und dergleichen über eine Leitung 184 senden, um den Betrieb der DE-Pumpe 140 einzustellen. Die Steuereinheit 170 kann auch Signale senden, um auf der Basis von Signalen vom Kraftstoffsensor 148, vom Drucksensor 162, vom Kraftmaschinendrehzahlgeber 164 und dergleichen einen Kraftstoffdrucksollwert des Kraftstoffdruckreglers und/oder eine Kraftstoffeinspritzmenge und/oder einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt einzustellen.
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Die Steuereinheit 170 kann jede der Einspritzdüsen 120 über einen Kraftstoffeinspritztreiber 122 individuell betätigen. Die Steuereinheit 170, der Treiber 122 und andere geeignete Kraftmaschinensteuereinheiten können ein Steuersystem umfassen. Obwohl der Treiber 122 außerhalb der Steuereinheit 170 dargestellt ist, kann die Steuereinheit 170 in anderen Beispielen den Treiber 122 beinhalten oder dazu ausgelegt sein, die Funktionalität des Treibers 122 bereitzustellen. Die Steuereinheit 170 in diesem speziellen Beispiel beinhaltet eine elektronische Steuereinheit, die eines oder mehrere von einem Eingabe-Ausgabe-Gerät 172, einer Zentraleinheit (CPU) 174, einem Festwertspeicher (ROM) 176, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 177 und einem Erhaltungsspeicher (KAM) 178 umfasst. Das Speichermedium ROM 176 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die nichtflüchtige Anweisungen darstellen, die vom Prozessor 174 ausführbar sind, um die weiter unten beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten, die antizipiert werden, aber nicht spezifisch aufgeführt sind, auszuführen.
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Wie gezeigt, ist das Kraftstoffsystem mit Direkteinspritzung 150 ein rücklauffreies Kraftstoffsystem und kann ein mechanisches rücklauffreies Kraftstoffsystem (MRFS) oder ein elektronisches rücklauffreies Kraftstoffsystem (ERFS) sein. Im Falle eines MRFS kann der Kraftstoffverteilerdruck über einen am Kraftstofftank 152 angeordneten Druckregler (nicht gezeigt) geregelt werden. In einem ERFS kann ein Drucksensor 162 am Kraftstoffverteiler 158 montiert sein, um den Kraftstoffverteilerdruck relativ zum Ansaugrohrdruck zu messen. Das Signal vom Drucksensor 162 kann zur Steuereinheit 170 rückgeführt werden, das den Treiber 122 steuert, wobei der Treiber 122 die Spannung zur DE-Pumpe 140 moduliert, um den Einspritzdüsen den korrekten Kraftstoffdruck und Kraftstoffdurchsatz zuzuführen.
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Obwohl dies in 1 nicht gezeigt wird, kann das Kraftstoffsystem mit Direkteinspritzung 150 in anderen Beispielen eine Rücklaufleitung beinhalten, wodurch überschüssiger Kraftstoff aus der Brennkraftmaschine durch einen Kraftstoffdruckregler über eine Rückleitung in den Kraftstofftank zurückgeleitet wird. Ein Kraftstoffdruckregler kann mit einer Rücklaufleitung gekoppelt sein, um Kraftstoff, der dem Kraftstoffverteiler 158 zugeführt wird, auf einen Solldruck zu regeln. Um den Kraftstoffdruck auf den Sollwert zu regeln, kann der Kraftstoffdruckregler überschüssigen Kraftstoff über die Rücklaufleitung zum Kraftstofftank 152 zurückleiten. Es versteht sich, dass der Betrieb des Kraftstoffdruckreglers angepasst werden kann, um den Kraftstoffdrucksollwert den Betriebsbedingungen entsprechend zu ändern.
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2 zeigt ein Beispiel einer DE-Pumpe 140. Die DE-Pumpe 140 versorgt die Kraftmaschine mit Kraftstoff, indem sie dem Kraftstoffverteiler 158 durch Ansaug- und Förderhübe Kraftstoff zuführt. Die DE-Pumpe 140 beinhaltet einen Auslass, der mit einem Direkteinspritzkraftstoffverteiler 158 fluidgekoppelt ist. Wie zu sehen ist, weist die Pumpe einen Kolben 144 auf, dessen Bewegung linear eingeschränkt ist, um Kraftstoff anzusaugen, zu verdichten und auszustoßen. Ferner ist ein Überlaufmagnetventil 202 mit einem Einlass der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe fluidgekoppelt. Die Steuereinheit 170 kann computerlesbaren Anweisungen beinhalten, die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, um verschiedene Steuerungsarten auszuführen.
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Wenn das ÜV 202 nicht erregt ist, wird das Einlassventil 208 offen gehalten, und es kann kein Pumpen auftreten. Wenn es erregt ist, nimmt das ÜV 202 eine Position ein, sodass das Einlassventil 208 als Rückschlagventil fungiert. Je nach Zeitpunkt dieses Ereignisses wird eine gegebene Pumpenverdrängung genutzt, um ein gegebenes Kraftstoffvolumen zum Kraftstoffverteiler zu drücken, wodurch sie als Kraftstoffvolumenregler fungiert. Daher kann der Drehwinkelzeitpunkt des Magneteinzugs die effektive Pumpenverdrängung regeln. Darüber hinaus kann das Anlegen des Stroms an den Magneten das Pumpengeräusch beeinflussen. Das Magnetventil 202, auch in 1 dargestellt, beinhaltet Magnete 206, die durch die Steuereinheit 170 elektrisch erregbar sind, um das Einlassventil 204 zum Schließen des ÜV 202 von den Magneten weg in Richtung der Anschlagplatte 208 zu ziehen. Insbesondere kann die Steuereinheit 170 ein Pumpensignal senden, das modulierbar ist, um den Betriebszustand (z. B. offen oder Rückschlagventil) des ÜV 202 anzupassen. Die Modulation des Pumpensignals kann ein Anpassen eines Strompegels, einer Stromanstiegsrate, einer Impulsbreite, eines Tastverhältnisses oder eines anderen Modulationsparameters beinhalten. Zudem kann das Einlassventil 204 so vorgespannt sein, dass das Einlassventil 204 sich in Richtung der Magnete bewegt, bis es die Einlassventilplatte 210 berührt, wenn die Magnete 206 nicht mehr erregt sind, wodurch es in einen offenen Zustand versetzt wird, in welchem Kraftstoff in die Druckkammer 212 der DE-Pumpe 140 einströmen kann. Der Betrieb des Kolbens 144 der DE-Pumpe 140 kann den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 212 erhöhen. Nach Erreichen eines Drucksollwerts kann Kraftstoff durch das Auslassventil 216 zum Kraftstoffverteiler 158 strömen.
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Wie oben dargelegt, können Direkteinspritz- oder Hochdruckkraftstoffpumpen Kolbenpumpen sein, die gesteuert werden, um einen Anteil ihres vollen Verdrängungsvolumens durch Variieren des Schließzeitpunkts des Überlaufmagnetventils zu verdichten. Daher kann dem Direkteinspritzkraftstoffverteiler und den Direkteinspritzdüsen abhängig davon, wann das Überlaufventil erregt und abgeschaltet wird, ein voller Bereich von Pumpvolumenanteilen zugeführt werden. Es wurde beobachtet, dass beim Pumpen relativ kleiner Fördermengen, das heißt, wenn das Überlaufventil erregt wird, um den Kraftstofffluss aus der Druckkammer der DE-Pumpe und zum Pumpeneinlass kurz vor dem oberen Totpunkt (OT) des Pumpenkolbens zu stoppen, die Kraftstoffdosierung einer Schwankung unterliegt. Diese Schwankung kann darauf zurückzuführen sein, dass mehrere Grad Unsicherheit in der Pumpenkolbenposition (z. B. ±10 ° Kurbelwellenwinkel) vorliegen. Der obere Totpunkt bezieht sich darauf, wenn der Pumpenkolben in der Verdichtungskammer der Pumpe eine maximale Höhe erreicht hat. Diese Schwankung kann Steuerstrategien zum Betreiben der DE-Pumpe nachteilig beeinflussen und zu einem ineffizienten Pumpen- und Kraftstoffsystembetrieb führen, da die Steuerung von einer präzisen Kraftstoffdosierung abhängen kann. Daher gibt es für die DE-Pumpe zahlreiche Steuerstrategien, die versuchen, die DE-Pumpe außerhalb des Bereichs kleiner Pumpenverdrängungen oder kleiner Einfangvolumen zu betreiben.
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3 zeigt einen beispielhaften Betriebsablauf 300 der DE-Pumpe 140, die auch als Steuerstrategie des Haltens bis zum OT (hold-to-TDC) bezeichnet werden kann. Allgemein werden Steuerstrategien des Haltens bis zum OT auf kleinere Einfangvolumen angewandt, wie z. B. jene im Bereich von 0 bis 0,15 (0 % bis 15 %). Insbesondere zeigt der Ablauf 300 den Betrieb der DE-Pumpe 140 während des Ansaug- und des Förderhubs für Kraftstoff, der dem Kraftstoffverteiler 158 zugeführt wird. Jeder der dargestellten Momente (z. B. 310, 320, 330, und 340) der Abfolge 300 zeigt Ereignisse oder Änderungen im Betriebszustand der DE-Pumpe 140. Das Signalzeitdiagramm 302 zeigt eine Pumpenposition 350, ein anliegendes ÜV-Spannungssignal 360 zum Steuern der Kraftstoffansaugung in die DE-Pumpe 140 und einen ÜV-Strom 370, der aus dem anliegenden Spannungssignal 360 resultiert.
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Bei 310, vom Zeitpunkt A an, kann die DE-Pumpe einen Einlasshub beginnen, wenn ein am oberen Totpunkt (OT) angeordneter Kolben 144 aus der Druckkammer 212 gedrückt wird und die anliegende ÜV-Spannung (bzw. anliegende Anzugsspannung) 360 bei 0 % Tastverhältnis (Masse) ist, während das Einlassventil 204 offen ist, wodurch der Eintritt von Kraftstoff in die Druckkammer 212 zugelassen wird. Dann, während 320, vom Zeitpunkt B an, erreicht der Kolben 144 den unteren Totpunkt (UT) und wird in die Druckkammer 212 eingefahren.
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Die obere Totpunktposition des Kolbens 144 beinhaltet, dass der Kolben 144 in einer oberen Position ist, um das gesamte Verdrängungsvolumen der Verdichtungskammer 212 der DE-Kraftstoffpumpe 140 zu verbrauchen. Gleichermaßen beinhaltet die untere Totpunktposition des Kolbens 144, dass der Kolben 144 in einer unteren Position ist, um das Verdrängungsvolumen der Verdichtungskammer 212 zu maximieren.
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In Vorbereitung der Kraftstoffzufuhr wird ein Anzugsimpuls 362 der anliegenden ÜV-Spannung 360 initiiert, um das Einlassventil 204 zu schließen. In Reaktion auf den Anzugsimpuls 362 beginnt der Magnetstrom 370 zu steigen, wodurch das Einlassventil 204 geschlossen wird. Während des Anzugsimpulses 362 kann das anliegende ÜV-Spannungssignal 360 ein Tastverhältnis von 100 % aufweisen, das anliegende ÜV-Spannungssignal 360 kann jedoch auch weniger als ein Tastverhältnis von 100 % aufweisen. Zudem können die Dauer des Anzugsimpulses 362, der Tastverhältnisimpulspegel und das Tastverhältnisimpulsprofil (z. B. quadratisches Profil, rampenförmiges Profil und dergleichen) dem ÜV, dem Kraftstoffsystem, den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und dergleichen entsprechend eingestellt werden, um den Anzugsstrom und die Anzugsstromdauer zu reduzieren, wodurch Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit (NVH – Noise, Vibrations and Harshness) während der Kraftstoffeinspritzung reduziert werden. Durch Regeln des Anzugsstrompegels, der Anzugsstromdauer oder des Anzugsstromprofils kann die Wechselwirkung zwischen dem Magnetanker und dem Einlassventil 204 der DE-Pumpe gesteuert werden. Wie ebenfalls während 320 gezeigt, kann etwas Kraftstoff in der Druckkammer 212 durch das Einlassventil 204 ausgestoßen werden, bevor das Einlassventil 204 vollständig schließt, während der Kolben 144 vom UT an eingefahren wird.
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Zum Zeitpunkt C (Moment 330) wird das Einlassventil 204 in Reaktion auf den Anzugsimpuls der anliegenden ÜV-Spannung und den zunehmenden Magnetstrom 370 ganz geschlossen. Zudem wird das Auslassventil 216 geöffnet, wodurch die Kraftstoffeinspritzung aus der Druckkammer 212 zum Kraftstoffverteiler 158 zugelassen wird. Nach dem Zeitpunkt C, während 340, kann die anliegende ÜV-Anzugsspannung 360 auf ein Haltesignal 364 mit etwa 25 % Tastverhältnis eingestellt sein, um einen Magnethaltestrom 370 anzufordern, um das Einlassventil 204 während der Kraftstoffzufuhr in der geschlossenen Position zu halten. Am Ende des Haltestromtastverhältnisses, das mit dem Zeitpunkt A1 zusammenfällt, wird die anliegende ÜV-Spannung auf Masse (GND – Ground) reduziert, wodurch der Magnetstrom 370 abnimmt und das Einlassventil 204 geöffnet wird (während das Auslassventil 216 geschlossen wird), um eine weitere Kraftstoffansaugphase zu beginnen. Des Weiteren können der Tastverhältnispegel und die Signaldauer des Haltesignals 364 eingestellt werden, um spezifische Ergebnisse wie die Verringerung des Magnetstroms und von NVH zu erzielen.
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Nach Abschluss von 340, wenn das Haltesignal 364 endet und die am ÜV anliegende Spannung auf Masse (GND) reduziert wird, kann das Öffnen des Einlassventils 204 gleichzeitig mit dem oberen Totpunkt des Kolbens 144 auftreten, wie bei 310 gezeigt. Deshalb wird das Überlaufventil 202 in der geschlossenen Position gehalten, bis der UT erreicht ist, was als Steuerstrategie des Haltens bis zum UT bekannt ist. Zusätzlich, wie in 3 gezeigt, kann der Zeitpunkt C (Moment 330) überall zwischen dem Zeitpunkt B, wenn der Kolben 144 die UT-Position erreicht, und dem Zeitpunkt A1 auftreten, wenn der Kolben 144 wieder die OT-Position erreicht, um einen Zyklus der Pumpe abzuschließen und den nächsten Zyklus (bestehend aus einem Ansaughub und einem Förderhub) zu starten. Insbesondere kann das Einlassventil 204 an jedem Zeitpunkt zwischen der UT- und der OT-Position ganz schließen, wodurch die Kraftstoffmenge, die durch die DE-Pumpe 140 gepumpt wird, geregelt wird. Wie zuvor erwähnt, kann die Kraftstoffmenge als anteiliges Einfangvolumen oder anteilige gepumpte Fördermenge bezeichnet werden, die als Dezimalzahl oder Prozentsatz ausgedrückt werden kann. Der Einfangvolumenanteil ist zum Beispiel 100 %, wenn das Überlaufmagnetventil koinsident mit dem Beginn eines Verdichtungshubs des Kolbens der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe in eine geschlossene Position erregt wird.
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Es ist anzumerken, dass bei größeren Einfangvolumen der Druck, der während des Förderhubs (wenn der Kolben 144 sich vom UT zum OT bewegt) in der Kammer 212 vorhanden ist, das ÜV 202 standardmäßig ohne Erregen des ÜV 202 bis zum OT geschlossen halten kann. Bei kleineren Einfangvolumen kann es jedoch wünschenswert sein, einen Magnetstrom zu verwenden, um das ÜV 202 bis zum OT zu halten, wie in 3 gezeigt. Der Grund dafür ist, dass der in der Kammer 212 vorhandene Druck nicht hoch genug sein kann, um das ÜV 202 geschlossen zu halten, wenn relativ kleine Einfangvolumen angefordert werden. Daher ist es aufgrund der Unsicherheit in der Magnetbetätigung wünschenswert, das ÜV 202 mit elektrischer Kraft bis zum OT geschlossen zu halten, um ein Loslassen vor dem OT des Kolbens 144 zu vermeiden.
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Ferner kann das Erregen und Abschalten des Überlaufventils 202 von der Steuereinheit 170 abhängig von der Drehwinkelposition des Nockens 146 gesteuert werden, die über die Verbindung 185 empfangen wird. Mit anderen Worten, das ÜV 202 kann in Synchronisation mit der Drehwinkelposition des Nockens 146 gesteuert (d. h., aktiviert und deaktiviert) werden. Die Drehwinkelposition des Nockens 146 kann der linearen Position des Kolbens 144 entsprechen, das heißt, wenn der Kolben 144 sich am OT oder am UT oder an irgendeiner Position dazwischen befindet. Auf diese Weise kann die am ÜV 202 anliegende Spannung (d. h. Erregen) zum Öffnen und Schließen des Ventils 204 zwischen dem UT und dem OT des Kolbens 144 auftreten. Entsprechend der vorliegenden Strategie des Haltens bis zum OT kann das Ventil 204 auch offen gehalten werden, bis die OT-Position am Zeitpunkt A1 wieder erreicht ist. Wenn das ÜV 202 beispielsweise über den Förderhub des Kolbens 144 hinweg (zwischen B und A1) zu 60 % erregt ist, kann 60 % des Kraftstoffs in der Kammer 212 durch das ÜV 202 ausgestoßen werden, während die restlichen 40 % Kraftstoff verdichtet und durch das Rückschlagventil 216 und in den Direkteinspritzkraftstoffverteiler geleitet werden. Nachdem der Kolben 144 den Förderhub an der OT-Position beendet hat, wird das ÜV 202 der Steuerstrategie 300 des Haltens bis zum OT gemäß deaktiviert.
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Steuerstrategien, welche die DE-Pumpe außerhalb kleiner Hubvolumen betreiben, können nicht kompatibel sein, wenn geringe Hubvolumen erwünscht sind. Wenn keine Direktkraftstoffeinspritzung gewünscht wird (d. h. von der Steuereinheit 170 angefordert wird), kann zum Beispiel eine Nulldurchlaufschmierungsstrategie angefordert werden. Wenn die Direkteinspritzung endet, ist es wünschenswert, dass der Druck im Kraftstoffverteiler auf einem nahezu konstanten Pegel bleibt. Daher kann das Überlaufventil in die offene Position deaktiviert werden, um den ungehinderten Ein- und Austritt von Kraftstoff in und aus der Pumpendruckkammer zu gestatten, sodass kein Kraftstoff in den Kraftstoffverteiler gepumpt wird. Ein stets deaktiviertes Überlaufventil entspricht 0 % Einfangvolumen, das heißt, 0 eingefangenem Volumen oder 0 Hubvolumen. Daher kann die Schmierung und Kühlung der DE-Pumpe geringer sein, wenn kein Kraftstoff verdichtet wird, was zu einer Funktionsminderung der Pumpe führt. Deshalb kann es günstig sein, gemäß dem NDS-Verfahren das Überlaufventil zu erregen, um eine kleine Kraftstoffmenge zu pumpen, wenn keine Direkteinspritzung angefordert wird. Daher kann der Betrieb der DE-Pumpe einstellt werden, um einen Druck am Auslass der DE-Pumpe auf oder unter dem Kraftstoffverteilerdruck des Direkteinspritzungskraftstoffverteilers zu halten, wodurch Kraftstoff an der Kolben-Bohrung-Grenzfläche der DE-Pumpe vorbei gepresst wird. Indem der Auslassdruck der DE-Pumpe knapp unter dem Kraftstoffverteilerdruck gehalten wird, ohne Kraftstoff aus dem Auslass der DE-Pumpe in den Kraftstoffverteiler fließen zu lassen, kann die DE-Pumpe geschmiert gehalten werden, wodurch eine Funktionsminderung der Pumpe reduziert wird. Diese allgemeine Funktionsweise kann als Nulldurchlaufschmierung (NDS), (zero flow lubrication, ZFL), bezeichnet werden.
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Die Umsetzung von NDS-Steuerungsarten kann als minimaler DE-Pumpenbefehl erfolgen, das heißt, indem nur über einem bestimmten Schwellenwert Einfangvolumen angefordert werden, wie z. B. 0,1 oder 10 %. Der minimale DE-Pumpenbefehl kann mit dem Kraftstoffverteilerdruck variieren und während des Kraftmaschinen- und Pumpenbetriebs gelernt werden, um Fehler in der Kolbenpositionsbestimmung oder andere Faktoren zu kompensieren. Daher kann das Magnetventil 202 bei NDS-Steuerungsarten stets vor der OT-Position des Kolbens 144 erregt werden. Ferner kann bei Pumpenbefehlen zwischen 0 und dem NDS-Befehl für den jeweiligen Kraftstoffverteilerdruck kein Kraftstoff zum Kraftstoffverteiler 158 geleitet werden (0 Volumendurchfluss). Das Anfordern des NDF-Einfangvolumens kann den Druck in der Kammer 212 maximieren, wobei kein Kraftstoff zum Kraftstoffverteiler 158 geleitet wird, wenn keine Direkteinspritzung angefordert wird. Dies kann die Schmierung in der Kolben-Bohrung-Grenzfläche der DE-Pumpe 140 erhöhen.
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Deshalb haben die Erfinder hier erkannt, dass für Betriebsarten wie die Nulldurchlaufschmierung und andere, die kleine Kraftstofffördermengen benutzen, eine Steuerstrategie benötigt wird, die das Überlaufventil bei kleinen anteiligen Einfangvolumen zuverlässig und präzise steuert. Im Kontext dieser Offenbarung können kleine anteilige Einfangvolumen, wie zuvor erwähnt, in einem Bereich von 0 bis 0,15 (0 % bis 15 %) liegen. Steuerstrategien für DE-Pumpen wie der Strategie 300 von 3 gemäß beinhaltet das Anfordern kleiner anteiliger Einfangvolumen eine Aktivierung des ÜV 202 in der Nähe der OT-Position des Kolbens 144. Wie aus 3 zu ersehen, verschiebt ein Anfordern kleiner Einfangvolumen den Zeitpunkt C und das Moment 330 näher zum Zeitpunkt A1. Abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit des Nockens 146, und daher von der linearen Geschwindigkeit des Kolbens 144, kann das Erregen und Abschalten des ÜV 202 zum Öffnen und Schließen des Ventils 204 in einer kurzen Zeitperiode auftreten. Die Erfinder haben hier erkannt, dass das Anfordern kleiner anteiliger Einfangvolumen gemäß der Steuerstrategie des Haltens bis zum OT 300 zu einer unzuverlässigen Betätigung des ÜV 202 führen kann. Ein unzuverlässiges und unwiederholbares Magnetventilverhalten kann zu einer ineffizienten DE-Pumpenleistung führen.
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Die Erfinder haben hier vorgeschlagen, während kleiner Einfangvolumen das ÜV 202 eine minimalen Drehwinkel lang erregt oder „an“ zu lassen, statt der Steuerstrategie 300 gemäß eine Deaktivierung des ÜV 202 auf der Basis der OT-Position anzufordern. Mit anderen Worten, wenn das gewünschte Einfangvolumen unter einem Schwellenwert liegt, wird das Überlaufmagnetventil unabhängig von der OT-Position für eine minimale Drehwinkeldauer erregt. Daher kann sich die minimale Drehwinkeldauer über die OT-Position hinaus erstrecken, wodurch das ÜV 202 hinter dem OT erregt wird, im Gegensatz zu Steuerstrategien des Haltens bis zum OT. Wenn das gewünschte Einfangvolumen der DE-Pumpe dagegen über dem Schwellenwert liegt, wird das Überlaufventil nur für eine Drehwinkeldauer auf der Basis der OT-Position oder einer anderen Steuerungsart erregt. Die „Drehwinkeldauer“ bezieht sich auf die Zeit, bis der Nocken 146 sich in eine Position dreht, die einer Gradzahl entspricht, wie z. B. 15 oder 25 Grad. Auf diese Weise kann die DE-Pumpe 140 der Steuerstrategie des Haltens bis zum OT 300 gemäß gesteuert werden, wenn das Einfangvolumen über dem Schwellenwert liegt, und der Strategie des minimalen Drehwinkels gemäß gesteuert werden, wenn es unter dem Schwellenwert liegt.
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4 zeigt ein beispielhaftes Zeitablaufdiagramm 400 für eine minimale Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie zum Betreiben der DE-Pumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die horizontale Achse des Diagramms 400 ist die Zeit, während die vertikalen Achsen der Menge entsprechend variieren. Das Zeitablaufdiagramm 400 zeigt Graphen für eine Pumpenposition 410, eine Magnetventilposition 420 und eine Nockendrehwinkelposition. 3 entsprechend kann die Pumpenposition 410 vom der oberen Totpunktposition zur unteren Totpunktposition des Kolbens 144 variieren. Statt die am Magnetventil anliegende Spannung und den Strom zu zeigen, wird in 4 der Einfachheit halber die Magnetventilposition 420 gezeigt, die entweder offen oder geschlossen sein kann. Die offene Position tritt auf, wenn am ÜV 202 keine Spannung anliegt (ausgeschaltet oder deaktiviert), während die geschlossene Position auftritt, wenn am ÜV 202 eine Spannung anliegt (eingeschaltet oder aktiviert). Auch wenn die Übergänge von der offenen zur geschlossenen Position, das heißt, die Zeit zum Umschalten zwischen der offenen und geschlossenen Position des Ventils 204 in Wirklichkeit über eine bestimmte Zeit auftreten, sind die Übergänge in 4 als sofort auftretend dargestellt. Schließlich variiert die Nockendrehwinkelposition 430 von 0 bis 180 Grad, wobei 0 Grad dem UT und 180 Grad dem OT entspricht. Da der Nocken 146 kontinuierlich rotiert, kann seine von einem Sensor gemessene Position zwischen 0 und 180 Grad pendeln, wobei der Nocken 146 alle 360 Grad einen vollen Zyklus abschließt. Die minimale Drehwinkeldauer kann sich wieder auf die Gradzahl der Rotation des Nockens 146 (und der verbundenen Kraftmaschinennockenwelle) beziehen, auf der die Aktivierung des ÜV 202 basiert.
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Es ist anzumerken, dass der volle Zyklus des Nockens 146 dem vollen DE-Pumpenzyklus entsprechen kann, der aus dem Ansaughub und dem Förderhub besteht, wie in 4 gezeigt. Andere Verhältnisse von Nockenzyklen zu DE-Pumpenzyklen können möglich sein, während sie im Umfang der vorliegenden Offenbarung bleiben. Obwohl die Graphen der Pumpenposition 410 und der Nockendrehwinkelposition 430 als gerade Linien dargestellt sind, können die Graphen zudem ein Schwingungsverhalten aufweisen. Der Einfachheit halber werden in 4 gerade Linien verwendet, auch wenn es sich versteht, dass auch andere Graphenprofile möglich sind. Schließlich wird angenommen, dass die Kraftmaschine und der Nocken 146 über die gezeigte Zeit hinweg mit im Wesentlichen konstanten Drehzahlen rotieren, da die Neigung der Nockendrehwinkelposition 430 in 4 im Wesentlichen gleich bleibt.
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Beginnend am Zeitpunkt t1, kann der Kolben 144 sich in der UT-Position befinden, die einer 0-Grad-Position des Nockens 146 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt ist das Magnetventil 202 offen (deaktiviert), um dem Kraftstoff zu gestatten in die und aus der Kammer 212 zu fließen. Nach dem Zeitpunkt t1 kann der Förderhub der DE-Pumpe beginnen, wobei zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 durch den Kolben 144 Kraftstoff durch das Ventil 202 in die Niederdruckkraftstoffleitung 154 zur Saugpumpe 130 zurück gedrückt wird. Die Ablaufzeit zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 kann Kraftstoff entsprechen, der einem angeforderten (gewünschten) Einfangvolumen entsprechend aus der Kammer 212 austritt. Bei t2 kann das Überlaufmagnetventil 202 in die geschlossene Position eingeschaltet werden, wobei Kraftstoff im Wesentlichen daran gehindert wird, durch das Ventil 204 zu fließen. Zwischen dem Schließen des Ventils 204 und der OT-Position 433 wird der verbleibende Kraftstoff in der Kammer 212 verdichtet und durch das Auslassrückschlagventil 216 geleitet. Dem angeforderten kleinen anteiligen Einfangvolumen entsprechend kann die Kraftstoffmenge, die zwischen dem Zeitpunkt t2 und der OT-Position 433 verdichtet wird, in einigen Beispielen unter dem Schwellenwert von 15 % (0,15) liegen.
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Statt die Eingangsspannung zum ÜV 202 zu beenden, wenn die OT-Position 433 erreicht ist, wie das in der Steuerstrategie des Haltens bis zum OT 300 der Fall ist, bleibt das ÜV 202 hinter der OT-Position 433 erregt. Das ÜV 202 wird dann zum Zeitpunkt t3 deaktiviert, nach Ablauf einer Zeitdauer T1, die einer Drehwinkeldauer des Nockens 146 entspricht. In einigen Beispielen ist die Drehwinkeldauer 10 Nockenwellengrad. Nachdem die Zeitdauer (Drehwinkeldauer) T1 abgelaufen ist und das ÜV 202 am Zeitpunkt t3 deaktiviert wird (die anliegende Spannung und der resultierende Strom werden unterbrochen), bewegt sich der vom Nocken 146 angetriebene Kolben 144 zur UT-Position weiter, bis die UT-Position am Zeitpunkt t4 erreicht ist. Ein weiterer Förderhub der DE-Pumpe 140 kann am Zeitpunkt t4 beginnen, gefolgt von einem anschließenden Einlasshub, wobei das ÜV 202 wieder länger geschlossen gehalten wird als wenn der Kolben 144 die OT-Position 434 erreicht. Das heißt, zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 wird die Spannung eine Dauer T2 lang an das ÜV 202 angelegt. Solange das angeforderte Einfangvolumen unter dem Schwellenwert liegt, wie z. B. 15 %, können sich die DE-Pumpenzyklen dem Zeitablaufdiagramm 400 für die minimale Zeitsteuerstrategie gemäß wiederholen.
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Es ist anzumerken, dass die Zeit-/Drehwinkeldauern T1 und T2 in 4 gleich sein können (10 Nockenwellengrad), in anderen Beispielen können sie jedoch verschieden sein, um sich verändernden Bedingungen des Kraftstoffsystems wie z. B. die Nocken- und Pumpendrehzahl zu entsprechen. Wie zuvor erwähnt, kann der DE-Pumpenzyklus außerdem aus einem Einlasshub und einem Förderhub bestehen. Bezug nehmend auf 4, tritt ein Förderhub zwischen dem Zeitpunkt t1 und der OT-Position 433 auf, während ein weiterer Förderhub zwischen dem Zeitpunkt t4 und der OT-Position 434 auftritt. Ein Einlasshub tritt zwischen der OT-Position 433 und dem Zeitpunkt t4 auf. In einigen Beispielen kann das ÜV 202 deaktiviert werden, nachdem die Zeitdauer T1 oder T2 abgelaufen ist. Zum Beispiel kann das ÜV 202 nach 15 Nockenwellengrad deaktiviert werden, statt 10 Nockenwellengrad. Mit anderen Worten, der Zeitpunkt t3 kann später auftreten als das Intervall, das durch die Dauer T1 angezeigt wird, während der Zeitpunkt t3 später auftreten kann als das Intervall, das durch die Dauer T2 angezeigt wird. Die Zeitdauer kann länger sein, ohne die Kraftstoffansaugung während des nachfolgenden Einlasshubs der Pumpe nachteilig zu beeinflussen. Mit anderen Worten, die Deaktivierung des Überlaufmagnetventils 202 nach dem Erreichen der OT-Position kann den Kraftstoffeinfangvolumenanteil nicht beeinflussen. In einem anderen Beispiel kann die minimale Drehwinkeldauer 25 Grad sein. In diesem Beispiel können 15 Grad der Aktivierung des ÜV 202 vor der OT-Position des Pumpenkolbens auftreten, während die restlichen 10 Grad hinter der OT-Position des Pumpenkolbens auftreten. Es ist zu ersehen, dass andere Drehwinkeldauern und entsprechende Einschaltzeiten des ÜV 202 möglich sind, während sie im Umfang der vorliegenden Offenbarung bleiben.
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Zusammenfassend kann die vorliegende minimale Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie das Magnetventil 202 mindestens eine Drehwinkeldauer lang erregt halten. Bei kleineren Einfangvolumen beinhaltet dies ein Erregen des ÜV 202 hinter der OT-Position des Pumpenkolbens. Zum Beispiel kann ein Erregen des ÜV 202 für mindestens 25 Grad als minimale Drehwinkeldauer die Aktivierungszeit des Magnetventils bei kleineren Einfangvolumen über die OT-Position hinaus verlängern. Es versteht sich, dass bei der Ausgabe von größeren Pumpenbefehlen, wie z. B. größer als 15 %, die Drehwinkeldauer die Abschaltung des ÜV 202 vor der OT-Position gestatten muss. Weitere ähnliche Szenarien sind möglich.
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5 zeigt ein allgemeines Betriebsverfahren 500 zur Umsetzung der minimalen Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie, wie Bezug nehmend auf 4 beschrieben. In diesem Kontext bezieht sich die minimale Erregungsdrehwinkelsteuerungsstrategie auf die Erregung des Überlaufmagnetventils für eine Drehwinkeldauer, die von der Position des Pumpenkolbens 144, insbesondere von der OT-Position unabhängig ist. Bezug nehmend auf 5, können bei 501 eine Anzahl von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen festgestellt werden. Die Betriebsbedingungen beinhaltet zum Beispiel die Kraftmaschinendrehzahl, die minimale Drehwinkeldauer, den angeforderten Einfangvolumenanteil, wie oben erläutert, die Kraftstoffzusammensetzung und -temperatur, den Kraftstoffbedarf der Kraftmaschine, das vom Fahrer angeforderte Drehmoment und die Kraftmaschinentemperatur. Die Betriebsbedingungen können zum Betreiben des Kraftstoffsystems und zur Gewährleistung eines effizienten Betriebs der Saugpumpe und der DE-Pumpe nützlich sein. Nach der Bestimmung der Betriebsbedingungen beinhaltet das Verfahren bei 502 ein Wählen eines anteiligen Schwelleneinfangvolumens an Kraftstoff oder eines anderen durch das Kraftstoffsystem gepumpten Fluids. In einem Beispiel kann der Schwellenwert in Echtzeit mit den sich verändernden Bedingungen der Kraftmaschine von der Steuereinheit 170 automatisch bestimmt werden. Wie zuvor erwähnt, kann der Schwelleneinfangvolumenanteil abhängig davon gewählt werden, dass ein wiederholbares und zuverlässiges Verhalten des Überlaufmagnetventil sich zu verschlechtern beginnt.
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Als nächstes beinhaltet das Verfahren bei 503 ein Bestimmen, ob der angeforderte Einfangvolumenanteil kleiner als der Schwelleneinfangvolumenanteil ist. Der angeforderte Einfangvolumenanteil kann ein gewünschtes Einfangvolumen, das von der Steuereinheit 170 bestimmt wurde, welche eine Anzahl von Variablen empfängt, um das angeforderte Einfangvolumen zu berechnen. Zum Beispiel kann während der oben erwähnten Nulldurchlaufschmierung, wenn keine Direkteinspritzung angefordert wird, jedoch eine Pumpenschmierung erwünscht ist, von der Steuereinheit 170 ein Einfangvolumen von 5 % angefordert werden, wobei der Befehl durch Anlegen einer Spannung an das ÜV 202 umgesetzt wird. Wenn das angeforderte Einfangvolumen kleiner ist als das Schwelleneinfangvolumen, legt die Steuereinheit 170 bei 504 die Spannung an, um das Überlaufmagnetventil 202 für die minimale Drehwinkeldauer zu erregen, wodurch das ÜV 202 in vielen Fällen hinter der OT-Position erregt bleibt. In einem anderen Beispiel kann das ÜV 202 länger als die minimale Drehwinkeldauer erregt sein. Die minimale Drehwinkeldauer ist von der linearen Position des Pumpenkolbens 144 der DE-Kraftstoffpumpe 140 unabhängig. In einigen Beispielen kann die minimale Drehwinkeldauer 10 Nockenwellengrad sein, während der Schwellenwert des Einfangvolumenanteils 15 % (0,15) ist.
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Alternativ, wenn das angeforderte Einfangvolumen größer ist als das Schwelleneinfangvolumen, legt die Steuereinheit 170 bei 505 die Spannung an, um das Überlaufmagnetventil 202 für eine Drehwinkeldauer auf der Basis der Position des DE-Pumpenkolbens 144 zu erregen. Wie zuvor erwähnt, ist die Drehwinkeldauer bei 505 in einem Beispiel die Zeit, bis der Nocken 146 die Position erreicht, die der OT-Position des Kolbens 144 entspricht. Daher wird das ÜV 202 bei 505 gleichzeitig mit der OT-Position des Kolbens 144 deaktiviert (abgeschaltet), ähnlich wie bei der Abschaltung des ÜV 202 während der Steuerstrategien des Haltens bis zum OT. Zusammenfassend wird die Deaktivierung des ÜV 202 bei kleinen Einfangvolumen auf hinter den OT eingestellt. Der Schritt 505 wird ausgeführt, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist, das heißt, wenn der Einfangvolumenanteil über dem Schwellenwert liegt. Dementsprechend wird der Schritt 504 ausgeführt, wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist, das heißt, wenn das Einfangvolumen unter dem Schwellenwert liegt. Es ist anzumerken, dass die Steuereinheit die Drehwinkelposition des Antriebsnockens 146 detektieren kann, um das Erregen des Überlaufmagnetventils während der ersten und zweiten Bedingung mit dem Antriebsnocken 146 und dem Pumpenkolben 144 zu synchronisieren.
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Indem das ÜV 202 auf diese Weise bei kleinen Einfangvolumen hinter dem OT der DE-Pumpe deaktiviert wird, kann der Deaktivierungs- oder Abschaltzeitpunkt des ÜV 202 das Einfangvolumen oder den von der DE-Pumpe verdichteten Kraftstoff nicht beeinflussen. Darüber hinaus kann mit dieser Steuerstrategie die Aktivierung und Deaktivierung des Überlaufmagnetventils 202 zwischen Zyklen der DE-Pumpe wiederholbar und zuverlässig sein. Ein zuverlässiges Erregen des ÜV 202 kann zu einem DE-Pumpenverhalten führen, das bei niedrigen Einfangvolumen genauer gesteuert wird. Schließlich kann die minimale Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie (Strategie des Haltens bis hinter den OT) eine robustere Betriebsweise der DE-Pumpe bereitstellen, wenn eine Unsicherheit in der Position des Kolbens 144 besteht. Indem das ÜV 202 dieser Strategie gemäß selbst mit Kolbenpositionsfehler hinter dem OT abgeschaltet wird, kann ein Abschalten des ÜV 202 vor dem OT vermieden werden.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe, die vereinfacht dargestellt ist, um die physischen Beziehungen zwischen verschiedenen Komponenten verdeutlichen. Die DE-Pumpe 600 von 6 kann der in 1 und 2 gezeigten DE-Pumpe 140 entsprechen. Des Weiteren kann die DE-Pumpe 600 die DE-Pumpe 140 von 1 ersetzen und mit dem Direkteinspritzungskraftstoffsystem 150 und der Kraftmaschine 110 von 1 verwendet werden. Die Steuereinheit 170 von 1 ist in 6 beinhaltet, um ein Überlaufmagnetventil 612 zu betreiben.
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Ein Einlass 603 der Verdichtungskammer 608 einer Kraftstoffdirekteinspritzpumpe wird Niederdruckkraftstoff über eine Niederdruckkraftstoffpumpe 130 zugeführt, wie in 1 gezeigt. Der Kraftstoff kann beim Durchlauf der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe 600 verdichtet werden und durch einen Pumpenauslass 604 dem Kraftstoffverteiler 158 zugeführt werden. Im dargestellten Beispiel kann die Direkteinspritzpumpe 600 eine mechanisch angetriebene Verdrängungspumpe sein, die einen Pumpenkolben 606, eine Kolbenstange 620, eine Pumpenverdichtungskammer 608 und einen Stufenraum 618 beinhaltet. Ein Durchgang, der den Stufenraum 618 mit einem Pumpeneinlass 699 verbindet, kann einen Speicher 609 beinhalten, wobei der Durchgang dem Kraftstoff aus dem Stufenraum 618 gestattet, wieder in die Niederdruckleitung zu gelangen, die den Einlass 699 umgibt. Der Stufenraum 618 und die Verdichtungskammer 608 können Hohlräume beinhalten, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Pumpenkolbens angeordnet sind. Eine Oberseite 605 des Kolbens 606 kann teilweise eine Verdichtungskammer 608 definieren, während eine Unterseite 607 des Kolbens 606 teilweise den Stufenraum 618 definieren kann. In einem Beispiel kann die Kraftmaschinensteuerung 170 dazu ausgelegt sein, den Kolben 606 in der Direkteinspritzpumpe 600 durch einen Antriebsnocken 610 anzutreiben. Der Nocken 610 kann vier Ausbuchtungen beinhalten und führt in einem Beispiel alle zwei Umdrehungen der Kraftmaschinenkurbelwelle eine Umdrehung durch.
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Ein Überlaufmagnetventil 612 kann mit dem Pumpeneinlass 603 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 170 kann dazu ausgelegt sein, den Kraftstofffluss durch das Überlaufventil 612 zu regeln, indem der Magnet (basierden auf der Auslegung des Magnetventils) in Synchronisation mit dem Antriebsnocken erregt oder abschaltet wird. Das Überlaufmagnetventil 612 kann dem Magnetventil 202 von 1–3 entsprechen. Entsprechend kann das Überlaufmagnetventil 612 in zwei Modi betrieben werden. In einem ersten Modus ist das Überlaufmagnetventil 612 im Einlass 603 angeordnet, um die Kraftstoffmenge zu begrenzen (z. B. zu sperren), die stromaufwärts des Überlaufmagnetventils 612 fließt. Im Vergleich dazu wird in einem zweiten Modus das Überlaufmagnetventil 612 effektiv deaktiviert, und Kraftstoff kann stromaufwärts und stromabwärts des Einlassrückschlagventils fließen.
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Von daher kann das Überlaufmagnetventil 612 dazu ausgelegt sein, die Masse (oder das Volumen) des Kraftstoffs zu regeln, der in die Kraftstoffdirekteinspritzpumpe verdichtet wird. In einem Beispiel kann die Steuereinheit 170 einen Schließzeitpunkt des Überlaufmagnetventils 612 einstellen, um die Masse des verdichteten Kraftstoffs zu regeln. Zum Beispiel kann ein spätes Schließen des Einlassrückschlagventils die Menge der Kraftstoffmasse, die Verdichtungskammer 608 eingelassen wird, reduzieren. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Überlaufmagnetventils können mit den Hubzeitpunkten der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe koordiniert werden.
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Der Pumpeneinlass 699 gestattet Kraftstoff aus der Niederdruckkraftstoffleitung den Eintritt in das Überlaufmagnetventil 612. Der Kolben 606 bewegt sich in der Verdichtungskammer 608 wechselseitig auf und ab. Die DE-Pumpe 600 befindet sich in einem Verdichtungshub, wenn der Kolben 606 sich in eine Richtung bewegt, die das Volumen der Verdichtungskammer 608 verkleinert. Die DE-Pumpe 600 befindet sich in einem Ansaughub, wenn der Kolben 606 sich in eine Richtung bewegt, die das Volumen der Verdichtungskammer 608 vergrößert. Ein Vorwärtsstromrückschlagventil 616 kann stromabwärts eines Auslasses 604 der Verdichtungskammer 608 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 616 öffnet sich, um dem Kraftstoff zu gestatten, vom Verdichtungskammerauslass 604 in einen Kraftstoffverteiler (wie z. B. den Kraftstoffverteiler 158) zu fließen, wenn ein Druck am Auslass der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe 600 (z. B. ein Verdichtungskammerauslassdruck) höher ist als der Kraftstoffverteilerdruck. Ein anderes Rückschlagventil 614 (Überdruckventil) kann parallel zum Rückschlagventil 616 angeordnet sein. Das Ventil 614 gestattet einen Kraftstofffluss aus dem DI-Kraftstoffverteiler 158 zum Pumpenauslass 604, wenn der Kraftstoffverteilerdruck größer ist als ein vorbestimmter Druck. Das Ventil 614 kann auf einen relativ hohen Entlastungsdruck eingestellt sein, sodass das Ventil 614 nur als Sicherheitsventil wirkt, das den normalen Pumpen- und Direkteinspritzbetrieb nicht beeinflusst.
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Während Bedingungen, bei denen kein Kraftstoffdirekteinspritzpumpenbetrieb angefordert wird, kann die Steuereinheit 170 das Überlaufmagnetventil 612 aktivieren und deaktivieren, um den Kraftstofffluss und -druck in der Verdichtungskammer 608 während des größten Teils des Verdichtungshubs (Förderhubs) auf einen einzigen, im Wesentlichen konstanten Druck zu regeln. Eine Steuerung der DE-Pumpe auf diese Weise kann in Nulldurchlaufschmierungsverfahren, wie oben dargestellt, beinhaltet sein. Während eines derartigen NDS-Betriebs fällt beim Einlasshub der Druck in der Verdichtungskammer 608 auf einen Druck nahe am Druck der Saugpumpe 130 ab. Eine Schmierung der DE-Pumpe 600 kann erfolgen, wenn der Druck in der Verdichtungskammer 608 den Druck im Stufenraum 618 übersteigt. Diese Druckdifferenz kann auch zur Pumpenschmierung beitragen, wenn die Steuereinheit 170 das Überlaufmagnetventil 612 deaktiviert. Eine Deaktivierung des Überlaufventils 612 kann auch vom Ventil 612 erzeugte Geräusche reduzieren. Ein Ergebnis dieses Regelverfahrens ist, dass der Kraftstoffverteiler abhängig davon, wann das Überlaufmagnetventil 612 während des Förderhubs erregt wird, auf einen Druck geregelt wird. Das heißt, der Kraftstoffdruck in der Verdichtungskammer 608 wird während des Verdichtungshubs (Förderhubs) der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe 600 geregelt. Dadurch wird die Schmierung der Pumpe mindestens während des Verdichtungshubs der Kraftstoffdirekteinspritzpumpe 600 gewährleistet. Wenn die DE-Pumpe einen Ansaughub beginnt, kann der Kraftstoffdruck in der Verdichtungskammer abnehmen, während noch ein gewisses Maß an Schmierung gewährleistet wird, solange das Druckdifferenzial fortbesteht.
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Dadurch kann der Betrieb der DE-Pumpe der NDS gemäß eingestellt werden, um einen Druck am Auslass der DE-Pumpe auf oder unter den Kraftstoffverteilerdruck des Direkteinspritzungskraftstoffverteilers zu halten. Da kleine anteilige Einfangvolumen wünschenswert sein können, um im Wesentlichen zu verhindern, dass Kraftstoff am Auslassrückschlagventil 304 vorbei fließt, wenn keine Direkteinspritzung angefordert wird, können die in 4 und 5 gezeigten minimalen Erregungsdrehwinkelsteuerstrategie mit NDS-Verfahren verwendet werden, um einen zuverlässigen Betrieb des Überlaufmagnetventils 612 zu gewährleisten. Daher kann der Auslassdruck der DE-Pumpe knapp unter dem Kraftstoffverteilerdruck bleiben, indem das Überlaufventil 612 vor einer OT-Position des Kolbens 606 erregt wird und der minimalen Drehwinkeldauer gemäß hinter dem OT erregt bleibt. Auf diese Weise kann der Überlaufventilbetrieb wiederholbarer und vorhersagbarer sein, selbst wenn kleinere Einfangvolumen verwendet werden, um Kraftstoff durch die Kolben-Bohrung-Grenzfläche zu pressen, während Kraftstoff im Wesentlichen daran gehindert wird, aus dem Auslass 604 in den Kraftstoffverteiler zu fließen, wodurch die DE-Pumpe 600 geschmiert wird, um eine vorzeitige Funktionsminderung der Pumpe zu reduzieren.
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Es ist anzumerken, dass die DE-Pumpe 600 von 6 als ein veranschaulichendes Beispiel einer möglichen Konfiguration für eine DE-Pumpe dargestellt wird. Komponenten, die in 6 gezeigt werden, können entfernt und/oder geändert werden, während zusätzliche Komponenten, die hier nicht gezeigt werden, zur Pumpe 600 hinzugefügt werden können, während die Fähigkeit, einem Direkteinspritzkraftstoffverteiler Hochdruckkraftstoff zuzuführen, dennoch erhalten bleibt. Des Weiteren können die Verfahren, die oben dargestellt wurden, auf verschiedene Konfigurationen der Pumpe 600 mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftstoffsystems 150 von 1 angewandt werden. Insbesondere die oben beschrieben Verfahren der Nulldurchlaufschmierung und minimalen Drehwinkeldauer können in verschiedenen Konfigurationen der DE-Pumpe 600 umgesetzt werden, ohne den Normalbetrieb der Pumpe 600 nachteilig zu beeinflussen.
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Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendbar sind. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sein. Die spezifischen Routinen, die hier beschrieben werden, können eine oder mehrere von einer beliebigen Zahl von Verarbeitungsstrategien wie z. B. ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen aufweisen. Daher können verschiedene dargestellte Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge durchgeführt werden, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen auch entfallen. Dementsprechend ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern dient lediglich der Erleichterung der Darstellung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen können abhängig von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen grafisch einen Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuerungssystem zu programmieren ist.
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Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Zum Beispiel ist die obige Technologie auf V6-, R4-, R6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen anwendbar. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein, die hier offenbart werden.
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Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden, besonders hervor. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer dieser Elemente beinhalten, wobei sie zwei oder mehr von diesen Elementen weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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