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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs, durch die eine Abgasverschlechterung verhindert werden kann, indem eine Abweichung zwischen Einspritzdüsen entsprechend den Eigenschaften der Einspritzdüsen geprüft und geändert wird, bevor den Einspritzdüsen erstmalig Kraftstoff zugeführt wird.
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Im Allgemeinen führt eine Kraftstoffsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemischte Luft, die zur Verbrennung benötigt wird, dem Motor unter allen Antriebsbedingungen im brennbarsten Zustand zu und ist ein wichtiges Bauteil, das vor allem die Leistung und die Effizienz des Motors beeinflusst.
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Die Kraftstoffsteuervorrichtung weist einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe, einen Kraftstofffilter, eine Kraftstoffverteilerschienenanordnung, eine Kraftstoffdrucksteuereinrichtung, eine Einspritzdüse, verschiedene Sensoren und elektronische Steuereinheiten und dergleichen auf.
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Unter den Bauteilen ist die Einspritzdüse eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff, der entsprechend einem Betriebssignal von einer elektronischen Steuereinrichtung (ECU) mit einem vorbestimmten Druck einer Brennkammer eines Motors zugeführt wird.
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Hier ist ein Solenoidventil in der Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer entsprechend einem von der ECU übertragenen Signal eingebaut. Das heißt, wenn ein elektrischer Strom an die Spule, die das Solenoidventil bildet, entsprechend einem von der ECU übertragenen Signal angelegt wird, wird ein Nadelventil zusammen mit einem Anker absorbiert, während ein Magnetfeld um die Spule erzeugt wird, und daher wird die Einspritzdüse geöffnet, wodurch Kraftstoff in eine Brennkammer eines Motors eingespritzt wird.
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Speziell muss in der ECU ein Antriebshalbleiter eingebaut sein, der geeignet ist, die Öffnungs- und Schließbereiche der Einspritzdüse zu prüfen.
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Währenddessen tritt eine Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge in dem Kraftstoffsystem infolge einer Abweichung der Einspritzdüse auf, wenn eine geringe Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, und daher wird der Schadstoffgehalt, wie die Partikelanzahl (PN), infolge der Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht.
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Dementsprechend ist eine Änderung in der Abweichung der Einspritzdüse notwendig, da die Bestimmungen in Bezug auf die Luftverschmutzung, wie die PN, verschärft sind. Speziell konzentrieren sich fortschrittliche Automobilhersteller aufgrund einer strengeren Abgasnorm Euro 6+ auf die Entwicklung von Technologien, die geeignet sind, den entsprechenden Bestimmungen gerecht zu werden.
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Das Wesen der Abgasnorm Euro 6+ bezieht sich auf die strengen Standards der Partikelanzahl, und das Wesen der Technologie zur Verringerung der PN bezieht sich auf eine Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff.
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Hier bezieht sich die Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff in Abweichung von einer Technologie zum einmaligen Einspritzen einer großen Menge von Kraftstoff in den Motor auf eine Technologie zum Einspritzen einer geringen Menge von Kraftstoff in den Motor durch Aufteilen einer Kraftstoffeinspritzzeit in mehrere Male. Gemäß der Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff kann im Vergleich zu der Technologie zum einmaligen Einspritzen einer großen Menge von Kraftstoff die Partikelanzahl verringert werden.
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Währenddessen ist allerdings, da sich das Wesen der Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff auf die genaue Einspritzung einer geringeren Menge an Kraftstoff als die herkömmliche Menge in einen Motor innerhalb einer kurzen Zeit bezieht, eine präzise Steuerung einer Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff erforderlich.
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1 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Kraftstoffeinspritzzeit einer allgemeinen Einspritzdüse darstellt.
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Mit Bezug auf 1 stellt im Falle einer allgemeinen Einspritzdüse, wenn die Kraftstoffeinspritzzeit verringert wird, die Korrelation zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit eine Nichtlinearität dar.
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Wenn die Korrelation zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit eine Nichtlinearität darstellt, kann keine genaue Menge an einzuspritzendem Kraftstoff erwartet oder gesteuert werden. Infolgedessen muss auf jeden Fall eine Technologie zum Kompensieren der Nichtlinearität entwickelt werden.
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Um die oben genannten Probleme zu lösen, wurde eine Technologie zum Kompensieren der nichtlinearen Eigenschaft durch Änderung der Abweichung beim Antrieb einer Einspritzdüse und Erkennung der Eigenschaftsvariation zwischen den Einspritzdüsen und zum Verbessern der Ansprechgeschwindigkeit in Bezug auf die Abweichungskompensation danach vorgeschlagen.
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Hier kann ein Verfahren zum Bestätigen der Eigenschaftsabweichung zwischen den Einspritzdüsen einen Faktor, wie eine Spannung oder einen Strom, verwenden, und der Faktor kann zum Kompensieren der Eigenschaftsabweichung zwischen den Einspritzdüsen verwendet werden.
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Jedoch kann das Verfahren zur Steuerung einer Einspritzdüse während eines allgemeinen Kraftstoffeinspritzvorgangs verwendet werden, und wenn eine Einspritzdüse erstmalig nach der Serienproduktion von Fahrzeugen betrieben wird, gibt es wesentliche Eigenschaftsunterschiede entsprechend den Einspritzdüsenarten oder den Herstellerfirmen, und daher tritt eine Abweichung zwischen den Einspritzdüsen auf.
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Das heißt, wenn eine Einspritzdüse erstmalig betrieben wird, gibt es Abweichungen zwischen elektrischen Antriebssignalen und Öffnungs- und Schließvorgängen der Einspritzdüse entsprechend verschiedenen Faktoren, wie der individuellen Eigenschaft der Einspritzdüse, d.h. Einspritzdüsenproduktvertrieb, dynamische Verhaltensabweichung eines Nadelventils, Antriebsabweichung einer Einspritzdüse, Kraftstoffdruck- und Temperaturabweichung und dergleichen.
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Dementsprechend setzen sich die Abweichungen auf eine Hubmaßabweichung eines Solenoidventils fort, und wenn der Kraftstoff ohne Berücksichtigung der Hubmaßabweichung des Ventils eingespritzt wird, tritt eine Einspritzmengenabweichung auf, und daher werden der Feinstaub (PM) und die Partikelanzahl (PN) erhöht, wodurch das Abgas verschlechtert wird.
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Mit der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs geschaffen, durch die eine Abgasverschlechterung verhindert werden kann, indem eine Abweichung zwischen Einspritzdüsen entsprechend den Eigenschaften der Einspritzdüsen geprüft und geändert wird, bevor den Einspritzdüsen erstmalig Kraftstoff zugeführt wird.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs vorgesehen, aufweisend die Schritte Blockieren einer Kraftstoffzufuhr, wenn ein erster Start oder ein erstes Zündung-Einschalten eines Fahrzeuges erfolgt, Antreiben einer Einspritzdüse für eine vorbestimmte Zeit, und Prüfen und Steuern einer Öffnungszeit der Einspritzdüse derart, dass die Öffnungszeit der Einspritzdüse entsprechend den Eigenschaften der Einspritzdüse einer Referenzöffnungszeit folgt.
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Das Verfahren kann ferner vor dem Blockierungsschritt den Schritt Bestimmen, ob der Vorgang des Starts oder Zündung-Einschaltens des Fahrzeuges erstmalig erfolgt, aufweisen.
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Wenn in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass der Vorgang des Starts oder Zündung-Einschaltens des Fahrzeuges nicht erstmalig erfolgt, kann gesteuert werden, dass der Start oder das Zündung-Einschalten des Fahrzeuges durch Zuführen von Kraftstoff betrieben wird.
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In dem Antriebsschritt kann die Einspritzdüse mehrere Male in unterschiedlichen Antriebsmustern angetrieben werden.
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Der Schritt des Prüfens und Steuerns kann aufweisen die Schritte Eingeben einer Öffnungszeit, wenn die Einspritzdüse geöffnet wird, während die Einspritzdüse angetrieben wird, Berechnen eines Differenzwertes zwischen der Öffnungszeit der Einspritzdüse und einer Referenzöffnungszeit basierend auf derselben Antriebszeit, und Ändern der Öffnungszeit der Einspritzdüse, wobei der berechnete Differenzwert in die Öffnungszeit der Einspritzdüse einbezogen wird.
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Es kann nach dem Prüfungs- und Steuerungsschritt gesteuert werden, dass der Start oder das Zündung-Einschalten des Fahrzeuges durch Zuführen von Kraftstoff betrieben wird.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs vorgesehen, aufweisend eine Steuereinrichtung zum Blockieren einer Kraftstoffzufuhr, Antreiben einer Einspritzdüse für eine vorbestimmte Zeit, und Prüfen und Steuern einer Öffnungszeit der Einspritzdüse entsprechend deren Eigenschaften, um einer Referenzöffnungszeit zu folgen, wenn ein erster Start oder ein erstes Zündung-Einschalten eines Fahrzeuges erfolgt.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Kraftstoffeinspritzzeit einer allgemeinen Einspritzdüse darstellt;
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2 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
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3 eine Ansicht, die den Verfahrensschritt des Prüfens der Öffnungszeit der Einspritzdüse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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Nachfolgend werden mit Bezug auf die Zeichnung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs gemäß bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
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Ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs gemäß der Erfindung kann einen Blockierungsschritt S20, einen Antriebsschritt S30 und einen Prüfungs- und Steuerungsschritt S40 aufweisen.
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Jedoch wird nachfolgend ein Verfahren zur Steuerung einer Einspritzdüse durch Änderung der Abweichung der Einspritzdüse entsprechend deren Eigenschaften von dem allgemeinen Antriebszustand und Zündung-Einschaltzustand, wo der Einspritzdüse Kraftstoff zugeführt wird, nachdem die Einspritzdüse erstmalig betrieben wurde, vor der Beschreibung der technischen Merkmale der Erfindung beschrieben.
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Zum Beispiel kann ein System zur Änderung der Abweichung entsprechend den Eigenschaften einer Einspritzdüse eine Mikrosteuereinheit (MCU), einen Antriebshalbleiter und eine Einspritzdüse aufweisen.
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In diesem Falle empfängt die Mikrosteuereinheit ein Schnittstellensignal von dem Antriebshalbleiter und erzeugt einen Steuerimpuls zur Steuerung eines Einspritzdüsenbetriebs.
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Ferner kompensiert der Antriebshalbleiter eine Einspritzzeit einer Einspritzdüse entsprechend dem von der Mikrosteuereinheit zugeführten Steuerimpuls, um ein Antriebssteuersignal auszugeben. Außerdem erfasst und berechnet der Antriebshalbleiter ein Signal, das die Antriebseigenschaften der Einspritzdüse darstellt, und gibt die Ergebnisse wieder, wenn die Einspritzzeitabweichung der Einspritzdüse kompensiert ist. Jedoch kann die Steuerung so erfolgen, dass die Erfassung und die Berechnung des Signals, das die Antriebseigenschaften der Einspritzdüse darstellt, in der Mikrosteuereinheit und nicht in dem Antriebshalbleiter durchgeführt werden.
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Die Mikrosteuereinheit und der Antriebshalbleiter können herkömmliche und/oder zusätzliche Mikrosteuereinheiten und Antriebshalbleiter sein, die zur Steuerung der Einspritzzeit einer Einspritzdüse verwendet werden.
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Zum Beispiel kann eine später beschriebene Steuereinrichtung die Mikrosteuereinheit und den Antriebshalbleiter als eine integrierte Steuereinrichtung aufweisen, und in einigen Fällen kann die Steuereinrichtung in die Mikrosteuereinheit oder den Antriebshalbleiter einbezogen sein.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration erfasst der Antriebshalbleiter die Eigenschaft einer Einspritzdüse jedes Mal, wenn die Einspritzdüse angetrieben wird, und steuert dann direkt die Kraftstoffeinspritzzeit der Einspritzdüse in einem darauffolgenden Einspritzvorgang basierend auf der erfassten Information.
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Ferner spritzt die Einspritzdüse Kraftstoff ein, während die Kraftstoffeinspritzzeit entsprechend einem von dem Antriebshalbleiter der Einspritzdüse zugeführten Antriebssteuersignal kompensiert wird, und gibt ein Signal, das deren Antriebseigenschaften darstellt, an den Antriebshalbleiter aus. Zu diesem Zeitpunkt kann das Signal, das die Antriebseigenschaften der Einspritzdüse darstellt, eine Spannung und ein Strom sein, die verbraucht werden, wenn die Einspritzdüse Kraftstoff einspritzt, und in einigen Fällen kann eines von der Spannung und dem Strom ausgewählt werden und zum Erfassen der Antriebseigenschaften der Einspritzdüse verwendet werden.
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Währenddessen wird mit Bezug auf 2 unter ausführlicher Betrachtung der technischen Merkmale der Erfindung zuerst in dem Blockierungsschritt S20 die Kraftstoffzufuhr blockiert, wenn ein Vorgang eines ersten Starts oder einer ersten Zündung eines Fahrzeuges erfolgt.
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Zu diesem Zeitpunkt kann ein Bestimmungsschritt S10 zum Bestimmen, ob ein Vorgang eines Starts oder eines Zündung-Einschaltens eines Fahrzeuges erstmalig erfolgt, vor dem Blockierungsschritt S20 einbezogen sein.
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Das heißt, wenn bestimmt wird, dass der Vorgang des Starts oder Zündung-Einschaltens nach der Herstellung eines Fahrzeuges erstmalig erfolgt, wird ein Auslösevorgang einer Kraftstoffpumpe ausgeschaltet, wodurch die Kraftstoffzufuhr zu einer Kraftstoffleitung und einer Einspritzdüse blockiert wird.
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Hier kann von der Steuereinrichtung 1 bestimmt werden, ob der Vorgang des Starts oder Zündung-Einschaltens eines Fahrzeuges erstmalig erfolgt.
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Jedoch kann, wenn in dem Bestimmungsschritt S10 bestimmt wird, dass der Vorgang des Starts oder Zündung-Einschaltens eines Fahrzeuges nicht erstmalig erfolgt, gesteuert werden, dass der Start oder das Zündung-Einschalten eines Fahrzeuges durch Zuführen von Kraftstoff betrieben wird.
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Zum Beispiel wird der Vorgang eines Starts oder Zündung-Einschaltens eines Fahrzeuges normalerweise entsprechend der Absicht eines Fahrers durchgeführt, indem ein Auslösevorgang einer Kraftstoffpumpe eingeschaltet wird, um einer Kraftstoffleitung und einer Einspritzdüse 3 Kraftstoff zuzuführen.
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Anschließend wird, wenn in dem Bestimmungsschritt S10 bestimmt wird, dass der Vorgang des Starts oder Zündung-Einschaltens eines Fahrzeuges erstmalig erfolgt, und in dem Blockierungsschritt S20 die Kraftstoffzufuhr blockiert wird, durch den Antriebsschritt S30 die Einspritzdüse 3 für eine vorbestimmte Zeit angetrieben.
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Zum Beispiel kann in dem Antriebsschritt S30 die Einspritzdüse 3 mehrere Male während unterschiedlichen Antriebsmustern angetrieben werden.
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Das heißt, ein Motor wird in einem Leerlaufzustand, einem Niedriglastzustand, einem Mittellastzustand und einem Hochlastzustand entsprechend den Antriebsbedingungen eines Fahrzeuges und der Menge an Kraftstoff betrieben, die entsprechend den Antriebsbedingungen genau gesteuert und in eine Brennkammer eingespritzt werden soll. In diesem Zustand sind die Antriebszeiten einer Einspritzdüse, um einen Strom zu einem Solenoidventil für einen Öffnungsvorgang der Einspritzdüse zuzuführen, unterschiedlich, wobei die Einspritzdüse während verschiedenen Antriebsmustern angetrieben wird, welche die verschiedenen Antriebszustände betreffen.
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Anschließend wird in dem Prüfungs- und Steuerungsschritt S40 die Öffnungszeit einer Einspritzdüse derart geprüft, dass sie entsprechend den Eigenschaften der Einspritzdüse einer Referenzöffnungszeit folgt.
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Detaillierter kann der Prüfungs- und Steuerungsschritt S40 einen Eingabeschritt S41, einen Berechnungsschritt S42 und einen Änderungsschritt S43 aufweisen.
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In dem Eingabeschritt S41 wird eine Öffnungszeit einer Einspritzdüse eingegeben, während die Einspritzdüse angetrieben wird.
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Zum Beispiel wird mit Bezug auf 3, wenn ein elektrisches Signal (Strom) einem Solenoidventil zugeführt und von diesem freigegeben wird, eine Einspritzdüse 3 derart angetrieben, dass sie geöffnet/geschlossen wird, und zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend dem Verhalten der Einspritzdüse 3 eine induzierte Spannung erzeugt, und das Signal der erzeugten induzierten Spannung wird an eine Steuereinrichtung 1 übertragen. Hier misst die Steuereinrichtung 1 eine Öffnungszeit der Einspritzdüse entsprechend den Variationen des Signals der induzierten Spannung.
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Anschließend wird in dem Berechnungsschritt S42 basierend auf derselben Antriebszeit der Einspritzdüse der Differenzwert zwischen der Öffnungszeit und der gesetzten Referenzöffnungszeit einer Einspritzdüse berechnet.
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Danach wird, wenn in dem Berechnungsschritt S42 der Differenzwert auftritt, in dem Änderungsschritt S43 die Öffnungszeit der Einspritzdüse unter Berücksichtigung des berechneten Differenzwertes geändert.
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Zum Beispiel wird unter der Annahme, dass die Referenzöffnungszeit während einer vorbestimmten Antriebszeit einer Einspritzdüse auf 40ms gesetzt ist, wenn die praktische Öffnungszeit der Einspritzdüse während derselben Antriebszeit der Einspritzdüse als 30ms gemessen wird, die Öffnungszeit der Einspritzdüse derart geregelt, dass sich der Differenzwert von 10ms auf die momentane Öffnungszeit der Einspritzdüse auswirkt.
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Ferner kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gesteuert werden, dass nach dem Prüfungs- und Steuerungsschritt S40 der Start oder das Zündung-Einschalten eines Fahrzeuges durch Zuführen von Kraftstoff betrieben wird.
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Zum Beispiel wird einer Kraftstoffleitung und einer Einspritzdüse Kraftstoff zugeführt, indem ein Auslösevorgang einer Kraftstoffpumpe eingeschaltet wird, so dass die Vorgänge des Starts und Zündung-Einschaltens eines Fahrzeuges entsprechend der Absicht eines Fahrers normal durchgeführt werden.
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Währenddessen kann eine Vorrichtung zur Steuerung eines Einspritzdüsenantriebs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung durch einen Steuerungsvorgang in der Steuereinrichtung 1 realisiert werden.
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Detaillierter blockiert, wenn ein erster Start oder ein erstes Zündung-Einschalten erfolgt, die Steuereinrichtung 1 die Kraftstoffzufuhr, treibt die Einspritzdüse 3 für eine vorbestimmte Zeit an, und prüft und steuert die Öffnungszeit der Einspritzdüse entsprechend deren Eigenschafen, um der Referenzöffnungszeit zu folgen.
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Wie oben beschrieben, wird, wenn ein erster Start oder ein erstes Zündung-Einschalten eines Fahrzeuges nach der Herstellung des Fahrzeuges erfolgt, eine Einspritzdüse für eine vorbestimmte Zeit (normalerweise eine Sekunde) ohne Einspritzung von Kraftstoff angetrieben, um dadurch eine Öffnungszeit der Einspritzdüse zu prüfen, wodurch die Erhöhung von PM und PN infolge von Fehlern in der Einspritzmenge von Kraftstoff verhindert wird.
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Speziell wird ein Antrieb einer Einspritzdüse in einem Betriebsbereich der Einspritzdüse geprüft, wo kein Kraftstoff eingespritzt wird, um dadurch die Zuverlässigkeit der Prüfung zu verbessern, und ferner wird die Einspritzdüse mehrere Male derart betrieben, dass sie unter denselben Bedingungen (keine Kraftstoffeinspritzung und dieselbe Temperatur) geprüft werden kann, wodurch die Zuverlässigkeit der Prüfung verbessert wird.
