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Gebiet
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Die vorliegende Beschreibung betrifft ein System und Verfahren zur Einstellung des Betriebs einer Kraftstoffeinspritzdüse für einen Verbrennungsmotor. Die Verfahren können für einen Motor, der sowohl Kanal- als auch Direkteinspritzdüsen enthält, besonders nützlich sein.
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Hintergrund und Kurzdarstellung
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Kraftstoff kann direkt in einen Motorzylinder eingespritzt werden, um die Gemischvorbereitung zu verbessern und die Zylinderladungstemperatur zu reduzieren. Die Zeitdauer, während der eine Direkteinspritzdüse aktiviert ist, kann eine Funktion des Drucks des der Direkteinspritzdüse zugeführten Kraftstoffs, der Motordrehzahl und der Motorlast sein. Der Druck des der Direkteinspritzdüse zugeführten Kraftstoffs kann durch Übertragung vom Wärme von einem Motor auf den Kraftstoff, während der Kraftstoff einer die Direkteinspritzdüsen versorgenden Kraftstoff-Verteilerleitung zugeführt wird, erhöht werden. Der höhere Kraftstoffdruck kann eine Kraftstoffdurchflussrate durch die Direkteinspritzdüse erhöhen, so dass eine zum Betrieb der Direkteinspritzdüse zugeführte Kraftstoffimpulsbreite möglicherweise auf eine kurze Zeitdauer (zum Beispiel weniger als 500 Mikrosekunden) eingestellt werden muss. Ein Betrieb der Direkteinspritzdüse mit einer Spannungsansteuerung mit kurzer Impulsbreite kann jedoch verursachen, dass die Direkteinspritzdüse in ihrem nichtlinearen oder ballistischen Betriebsbereich betrieben wird, in dem die eingespritzte Kraftstoffmenge bei geringen Änderungen der Kraftstoffimpulsbreite stark variieren kann. Darüber hinaus können an der Ausgangsöffnung der Einspritzdüse gebildete Ablagerungen auch dazu beitragen, dass eine unbeabsichtigte Kraftstoffmenge durch die Direkteinspritzdüse fließt. Folglich stellt die Direkteinspritzdüse möglicherweise nicht eine Sollkraftstoffmenge bereit, wenn Impulsbreiten kürzerer Dauer an die Direkteinspritzdüse angelegt werden.
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Die vorliegenden Erfinder haben die oben erwähnten Nachteile erkannt und haben ein Verfahren zur Kraftstoffversorgung eines Zylinders entwickelt, umfassend: Zuführen einer ersten Impulsbreite und einer zweiten Impulsbreite zu einer Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zylinderzyklus, wobei die erste Impulsbreite die Kraftstoffeinspritzdüse in einem nichtlinearen Betriebsbereich betreibt und wobei die zweite Impulsbreite die Kraftstoffeinspritzdüse in einem nichtballistischen Betriebsbereich betreibt; Einstellen eines Steuerparameters der Kraftstoffeinspritzdüse als Reaktion auf Abgaslambda; und Betreiben der Kraftstoffeinspritzdüse basierend auf dem eingestellten Steuerparameter.
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Durch Zuführen von zwei Impulsbreiten zu einer Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zyklus eines Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzdüse empfangenden Zylinders kann es möglich werden, das technische Ergebnis der Einstellung einer Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktion oder -verstärkung bereitzustellen, ohne dass der Zylinder mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden muss, das möglicherweise magerer oder fetter als erwünscht ist. Insbesondere kann die Dauer einer einer Kraftstoffeinspritzdüse zugeführten ersten Impulsbreite kurz genug sein, die Kraftstoffeinspritzdüse in ihrem nichtlinearen Niedrigflussbereich zu betreiben. Eine der Kraftstoffeinspritzdüse während eines gleichen Zylinderzyklus zugeführte zweite Impulsbreite kann lang genug sein, die Kraftstoffeinspritzdüse in ihrem linearen Betriebsbereich zu betreiben, so dass eine Kraftstoffmenge, die näher an einer Sollkraftstoffmenge liegt, dem Zylinder während des Zylinderzyklus zugeführt werden kann. Wenn durch die Kraftstoffeinspritzdüse zugeführter Kraftstoff als Reaktion auf die erste Impulsbreite größer oder kleiner als eine Sollmenge ist, kann das Aggregat-Luft-Kraftstoff-Gemisch während des Zylinderzyklus weniger beeinflusst werden, da eine größere Menge einer in den Zylinder einzuspritzenden Sollkraftstoffmenge über die die Kraftstoffeinspritzdüse betreibende zweite Impulsbreite bereitgestellt werden kann.
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Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz Motor-Luft-Kraftstoff-Fehler reduzieren. Darüber hinaus kann der Ansatz den Betrieb einer Kraftstoffeinspritzdüse bei Impulsbreiten gestatten, die bisher aufgrund von nichtlinearem Kraftstoffeinspritzdüsenverhalten vermieden wurden. Ferner kann der Ansatz Motoremissionen reduzieren und den Katalysatorwirkungsgrad verbessern.
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Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht hervor.
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Es versteht sich, dass die oben genannte Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine entscheidenden oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier als "Detaillierte Beschreibung" bezeichnet wird, alleine oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich; darin zeigen:
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1 ein Schemadiagramm eines Motors;
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2 ein Verfahren zur Einstellung des Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebs;
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3 ein prophetisches beispielhaftes Diagramm von Motorlambda gegenüber Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite für eine Kraftstoffeinspritzdüse, die in ihrem ballistischen Betriebsbereich betrieben wird; und
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4 eine Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebssequenz zum Einstellen des Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebs gemäß dem Verfahren von 2.
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Detaillierte Beschreibung
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Die vorliegende Beschreibung betrifft die Korrektur einer Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktion und den Betrieb von Kraftstoffeinspritzdüsen basierend auf der revidierten Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktion. Kraftstoffeinspritzdüsen können in einem Motor enthalten sein, wie er in 1 gezeigt wird. Der Motor kann gemäß dem Verfahren von 2 dahingehend betrieben werden, eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktionen zu aktualisieren. Eine Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktion kann basierend auf Motorlambda in einem nichtlinearen Betriebsbereich der Kraftstoffeinspritzdüse revidiert werden, wie in 3 gezeigt. Ein Motor kann wie bei der Sequenz von 4 gemäß dem Verfahren von 2 dazu betrieben werden, eine Transferfunktion der Kraftstoffeinspritzdüse zu revidieren.
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Mit Bezug auf 1 wird der Verbrennungsmotor 10, der mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, von der elektronischen Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und ein Tellerrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Starter 96 umfasst eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv zum Eingriff mit dem Tellerrad 99 vorrücken. Der Starter 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder der Rückseite des Motors angebracht sein. In einigen Beispielen kann der Starter 96 der Kurbelwelle 40 selektiv Drehmoment über einen Riemen oder eine Kette zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Starter 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Kurbelwelle des Motors in Eingriff steht. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über das Einlassventil 52 bzw. das Auslassventil 54 mit dem Einlasskrümmer 44 und dem Auslasskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
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In der Darstellung ist die Kraftstoffeinspritzdüse 66 so positioniert, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kanaleinspritzdüse 67 spritzt Kraftstoff zu einem Einlasskanal 69, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zu einer Spannungsimpulsbreite oder Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite eines Signals von der Steuerung 12. Ebenso liefert die Kraftstoffeinspritzdüse 67 flüssigen Kraftstoff proportional zu einer Spannungsimpulsbreite oder Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite von der Steuerung 12. Der Kraftstoff wird den Kraftstoffeinspritzdüsen 66 und 67 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt, das einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung (nicht dargestellt) enthält. Kraftstoff wird der Direkteinspritzdüse 66 mit einem höheren Druck zugeführt, als Kraftstoff der Kanaleinspritzdüse 67 zugeführt wird. Der Einlasskrümmer 44 ist darüber hinaus so dargestellt, dass er mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 in Verbindung steht, die eine Stellung der Drosselklappenplatte 64 einstellt, um Luftstrom vom Lufteinlass 42 zum Einlasskrümmer 44 zu steuern. In einigen Beispielen können die Drosselklappe 62 und die Drosselklappenplatte 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Einlasskrümmer 44 positioniert sein, derart, dass die Drosselklappe 62 eine Einlasskanal-Drosselklappe ist.
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Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken bereit. Eine Breitband-Lambdasonde (UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen) 126 ist so dargestellt, dass sie stromaufwärts eines Katalysators 70 mit dem Auslasskrümmer 48 gekoppelt ist. Als Alternative dazu kann anstelle der UEGO-Sonde 126 eine Zweizustands-Lambdasonde eingesetzt werden.
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Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
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Die Steuerung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, der Folgendes umfasst: eine Mikroprozessoreinheit (CPU) 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse (I/O) 104, einen Festwertspeicher (ROM) 106 (z. B. einen nichtflüchtigen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 wird so gezeigt, dass sie zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, darunter: die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit dem Kühlmantel 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Stellungssensor 134 zum Erfassen einer durch den Fuß 132 aufgebrachten Kraft; einen mit dem Bremspedal 150 gekoppelten Stellungssensor 154 zum Erfassen einer durch den Fuß 152 aufgebrachten Kraft; eine Messung des Einlasskrümmerdrucks (MAP) von einem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; eine Motorstellung von einem Hall-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselklappenstellung von einem Sensor 58. Es kann auch der Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht dargestellt). Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorstellungssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, anhand derer die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
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In einigen Beispielen kann der Motor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Des Weiteren können in einigen Beispielen andere Motorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor mit mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen. Ferner kann die Steuerung 12 Zustände, wie zum Beispiel die Beeinträchtigung von Komponenten, an eine Leuchte oder als Alternative an ein Anzeigefeld 171 kommunizieren.
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Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich allgemein das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, an welcher der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubs ist (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an welchem der Kolben 36 am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten ist (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem Prozess, der nachfolgend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie beispielsweise die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum uT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern.
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Somit stellt das System von 1 ein System bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor, der einen Zylinder enthält; eine Kanaleinspritzdüse, die mit dem Zylinder in fluidischer Verbindung steht; eine Direkteinspritzdüse, die mit dem Zylinder in fluidischer Verbindung steht; und eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zur Ansteuerung des Motors zu einem Betrieb mit einem konstanten Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleichzeitiger Zufuhr von Kraftstoff zu dem Zylinder über die Kanaleinspritzdüse und die Direkteinspritzdüse und zusätzliche Anweisungen zur Bereitstellung von zwei Einspritzungen von Kraftstoff über die Direkteinspritzdüse bei gleichzeitiger Zufuhr von Kraftstoff zum Zylinder über die Kanaleinspritzdüse und die Direkteinspritzdüse als Reaktion auf eine Anforderung zur Einstellung eines Steuerparameters der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse enthält. Das System umfasst, dass der Steuerparameter eine Verstärkung oder eine Transferfunktion ist.
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In einigen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Anweisungen zur Verringerung einer durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse bereitgestellten ersten Einspritzmenge und Erhöhung einer durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse bereitgestellten zweiten Kraftstoffeinspritzmenge als Reaktion auf die Anforderung zur Einstellung der Steuerparameters. Das System umfasst, dass die Transferfunktion oder Verstärkung basierend auf einem Abgaslambda eingestellt wird. Das System umfasst, dass die erste Kraftstoffeinspritzdüse eine Kanaleinspritzdüse ist und dass die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eine Direkteinspritzdüse ist. Ferner umfasst das System zusätzliche Anweisungen zum Betreiben anderer Zylinder des Motors nur durch Einspritzen von Kraftstoff in die anderen Zylinder über Kanaleinspritzdüsen während eines Motorzyklus, wobei die erste Impulsbreite und die zweite Impulsbreite der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse zugeführt werden.
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Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Revidieren einer Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktion und Betreiben eines Motors basierend auf der revidierten Transferfunktion gezeigt. Das Verfahren aus 2 kann in dem System von 1 als im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen enthalten sein. Ferner kann das Verfahren von 2 den in 4 gezeigten Betriebsablauf bereitstellen.
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Bei 202 beurteilt das Verfahren 200, ob Bedingungen für ein Charakterisieren von Kraftstoffeinspritzdüsen und Anpassen des Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebs vorliegen. In einem Beispiel kann das Verfahren 200 urteilen, dass Bedingungen für ein Charakterisieren von Kraftstoffeinspritzdüsen vorliegen, wenn ein Motor im Leerlauf betrieben wird und kein Fahreranforderungsdrehmoment vorliegt. In anderen Beispielen kann das Verfahren 200 urteilen, dass Bedingungen für ein Charakterisieren von Kraftstoffeinspritzdüsen vorliegen, wenn der Motor mit einer konstanten Motordrehzahl und -last betrieben wird, wie zum Beispiel, wenn sich ein Fahrzeug auf einer flachen Straße im Geschwindigkeitsregelungsmodus befindet. Wenn das Verfahren 200 urteilt, dass Bedingungen für eine Charakterisierung von Kraftstoffeinspritzdüsen vorliegen, ist die Antwort ja, und das Verfahren 200 geht zu 204 über.
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Bei 204 wählt das Verfahren 200 einen Zylinder aus einer Gruppe von Motorzylindern für eine Direkteinspritzdüsencharakterisierung aus. Mit anderen Worten, es wird eine Direkteinspritzdüse eines Zylinders ausgewählt, um zu bestimmen, ob die Direkteinspritzdüsentransferfunktion den Direkteinspritzdüsenbetrieb oder Kraftstofffluss genau beschreibt. Die Verstärkung oder Transferfunktion der Direkteinspritzdüse beschreibt den Kraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse und/oder eine über die Direkteinspritzdüse gelieferte Kraftstoffmenge basierend auf einer Impulsbreite einer der Direkteinspritzdüse zugeführten Spannung. In einem Beispiel beginnt das Verfahren 200 durch Auswählen einer Direkteinspritzdüse von Zylinder Nummer eins. In anderen Beispielen können jedoch auch andere Zylinder ausgewählt werden. Nach Auswahl des Zylinders geht das Verfahren 200 zu 206 über.
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Bei 206 betreibt das Verfahren 200 die anderen Motorzylinder als den ausgewählten Zylinder in einem Einlasskanaleinspritzmodus. Den anderen Motorzylindern wird Kraftstoff nur über Kanaleinspritzdüsen zugeführt. Direkteinspritzdüsen, die den anderen Motorzylindern Kraftstoff zuführen, sind abgeschaltet. Auf diese Weise kann Betrieb der ausgewählten Direkteinspritzdüse von dem Betrieb anderer Direkteinspritzdüsen entkoppelt werden. Nach Betrieb der anderen Motorzylinder als des ausgewählten Zylinders im reinen Einlasskanaleinspritzmodus geht das Verfahren 200 zu 208 über.
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Bei 208 führt das Verfahren 200 Kanaleinspritzdüsen-Verteilerleitungen Kraftstoff mit einem konstanten Druck zu. Darüber hinaus führt das Verfahren 200 Direkteinspritzdüsen-Verteilerleitungen Kraftstoff mit einem konstanten Druck zu. Durch Zufuhr von Kraftstoff zu den Kraftstoff-Verteilerleitungen mit einem konstanten Druck kann es möglich sein, die Kraftstoffdurchflussrate der Direkteinspritzdüse und die eingespritzte Kraftstoffmenge genauer zu charakterisieren. Nach Zufuhr von Kraftstoff mit konstantem Druck zu den Kraftstoffverteilerleitungen geht das Verfahren 200 zu 210 über.
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Bei 210 betreibt das Verfahren 200 den Motor mit einer konstanten Luftmasse. Der Motor kann durch Einstellen einer Stellung einer Drosselklappe oder einer anderen Luftsteuervorrichtung mit sich ändernder Motordrehzahl mit einer konstanten Luftmasse betrieben werden. Wenn die Motordrehzahl konstant bleibt, kann die Stellung der Luftmasseneinstellvorrichtung unverändert bleiben. Die konstante Luftmasse kann eine vorbestimmte Menge, wie zum Beispiel eine Luftmenge für Leerlauf des Motors oder eine Luftmenge für das Aufrechterhalten einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit bei aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen, sein. Durch Betrieb des Motors mit einer konstanten Luftmasse kann es möglich sein, Kraftstoffzufuhrfehler der Kraftstoffeinspritzdüse genauer zu ermitteln, da es weniger wahrscheinlich ist, dass sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors aufgrund von Luftladungsfehlern ändert. Nach Beginn des Betriebs des Motors mit einer konstanten Luftmasse geht das Verfahren 200 zu 212 über.
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Bei 212 stellt das Verfahren 200 eine dem ausgewählten Zylinder Kraftstoff zuführende erste Kraftstoffeinspritzdüse zur Lieferung eines ersten Kraftstoffanteils ein, und das Verfahren 200 stellt eine dem ausgewählten Zylinder Kraftstoff zuführende zweite Kraftstoffeinspritzdüse auf einen zweiten Kraftstoffanteil ein. Die erste Kraftstoffeinspritzdüse kann eine Kanaleinspritzdüse sein, und die zweite Kraftstoffeinspritzdüse kann eine Direkteinspritzdüse sein. Ein Kraftstoffanteil ist ein Anteil einer dem Zylinder während eines Zylinderzyklus des ausgewählten Zylinders zugeführten Kraftstoffmenge. Der Kraftstoffanteil der ersten Kraftstoffeinspritzdüse und der Kraftstoffanteil der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse ergeben zusammen einen Wert von eins. Somit kann die erste Kraftstoffeinspritzdüse zum Beispiel auf einen Kraftstoffanteil von 0,6 eingestellt werden, und die zweite Kraftstoffeinspritzdüse kann auf einen Kraftstoffanteil von 0,4 eingestellt werden. Wenn für den Zylinder über die erste und die zweite Kraftstoffeinspritzdüse X Gramm Kraftstoff bereitgestellt werden, liefert die erste Kraftstoffeinspritzdüse Gramm Kraftstoff, und die zweite Kraftstoffeinspritzdüse liefert Gramm Kraftstoff.
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In einem Beispiel, in dem der Betrieb der ersten Kraftstoffeinspritzdüse nicht charakterisiert wird und in dem der Betrieb der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse charakterisiert wird, wird die erste Kraftstoffeinspritzdüse auf einen größeren Kraftstoffanteil als die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eingestellt, zum Beispiel auf 0,6. Ferner kann der Kraftstoffanteil der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse so eingestellt werden, dass die zweite Kraftstoffeinspritzdüse mit einer Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite betrieben wird, bei der der Kraftstoffeinspritzdüsenfluss linear ist, aber nahe daran, wo der Kraftstoffeinspritzdüsenfluss nicht linear ist (zum Beispiel nahe, aber nicht in einem ballistischen Bereich des Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebs). Nach Auswahl und Anwendung der Kraftstoffanteile der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse geht das Verfahren 200 zu 214 über.
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Bei 214 bestimmt das Verfahren 200 den Lambdawert, auf dem der Motor arbeitet, basierend auf einer Ausgabe einer Lambda-Sonde. Der Lambdawert ist das aktuelle Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors dividiert durch das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (zum Beispiel 14,3/14,64 = 0,977). Die Lambda-Sonde gibt eine Spannung ab, die über eine Lambdasondentransferfunktion in ein Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgewandelt wird. Der aktuelle Wert von Lambda wird im Speicher der Steuerung gespeichert. Darüber hinaus kann auch die Impulsbreite der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse im Speicher gespeichert werden. Nach dem Speichern des Lambdawerts im Speicher geht das Verfahren 200 zu 216 über.
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Bei 216 teilt das Verfahren 200 die zu dem ausgewählten Zylinder über die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzte Kraftstoffmenge in zwei Kraftstoffeinspritzungen während eines Zyklus des ausgewählten Zylinders auf. Die beiden Einspritzungen werden durch Zuführung von zwei Spannungsimpulsbreiten oder Einspritzungsimpulsbreiten zu der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse bereitgestellt. In einem Beispiel ergibt die in den beiden Impulsbreiten angesteuerte Kraftstoffmenge zusammen eine Kraftstoffmenge, die bei Kombination mit der Luftmenge des ausgewählten Zylinders und dem einlasskanaleingespritzten Kraftstoff auf der Bereitstellung eines Lambdawerts von eins in dem ausgewählten Zylinder basiert. Wenn zum Beispiel X Gramm Kraftstoff erforderlich sind, um den ausgewählten Zylinder mit einem Lambdawert von eins zu betreiben, und die Kanaleinspritzdüsen (zum Beispiel die erste Einspritzdüse) einspritzen, dann soll die über die erste und die zweite Impulsbreite eingespritzte Kraftstoffmenge sein. Folglich kann die durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzte Kraftstoffmenge eine erste Menge und eine zweite Menge sein, wenn die durch die erste Impulsbreite bereitgestellte erste Kraftstoffeinspritzmenge gleich der durch die zweite Impulsbreite bereitgestellten zweiten Kraftstoffeinspritzmenge ist, wobei die erste und die zweite Impulsbreite der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse (zum Beispiel der Direkteinspritzdüse) zugeführt werden. Somit beträgt die basierend auf der der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse zugeführten ersten Impulsbreite eingespritzte Kraftstoffmenge in diesem Beispiel fünfzig Prozent des durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse während des Zylinderzyklus eingespritzten Kraftstoffs. Die basierend auf der der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse zugeführten zweiten Impulsbreite eingespritzte Kraftstoffmenge beträgt fünfzig Prozent des durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse während des Zylinderzyklus eingespritzten Kraftstoffs. Es sei darauf hingewiesen, dass das hierin angeführte Beispiel nur exemplarisch ist. Die erste und die zweite Kraftstoffeinspritzung können zwischen null und einhundert Prozent für die erste Einspritzung oder umgekehrt eingestellt werden. Nach Einstellung der der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse des ausgewählten Zylinders zugeführten ersten und zweiten Impulsbreite auf eine vorbestimmte Aufteilung des zwischen den beiden Impulsbreiten gelieferten Kraftstoffs geht das Verfahren 200 zu 218 über.
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Bei 218 bestimmt das Verfahren 200 den Lambdawert, auf dem der Motor arbeitet, basierend auf einer Ausgabe einer Lambda-Sonde. Der Lambdawert ist das aktuelle Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors dividiert durch das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die Lambda-Sonde gibt eine Spannung ab, die über eine Lambdasondentransferfunktion in ein Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgewandelt wird. Der aktuelle Wert von Lambda wird im Speicher der Steuerung gespeichert. Darüber hinaus können auch die beiden Impulsbreiten der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse im Speicher gespeichert werden. Fehler zwischen der kürzesten Impulsbreite (zum Beispiel der ersten Impulsbreite) der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse für die Lieferung des Soll-Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und dem von der Lambda-Sonde beobachteten Lambdawert können Anzeichen für Fehler in der Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse im ballistischen Betriebsbereich der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse bereitstellen. Es wird erwartet, dass Einspritzdüsenimpulsbreiten, die größer als eine Impulsbreite sind, welche die zweite Kraftstoffeinspritzdüse in einem linearen Modus betreibt, eine geringere Auswirkung auf Lambdafehler haben. Nach dem Speichern des Lambdawerts im Speicher geht das Verfahren 200 zu 220 über.
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Bei 220 beurteilt das Verfahren 200, ob eine der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zylinderzyklus zugeführte erste Impulsbreite auf einer Mindestsollimpulsbreite liegt. In einem Beispiel ist die Mindestsollimpulsbreite eine Impulsbreite einer ersten Impulsbreite, die der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zyklus des ausgewählten Zylinders zugeführt wird. In anderen Beispielen ist die Mindestsollimpulsbreite jedoch eine Impulsbreite einer zweiten Impulsbreite, die der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zyklus des ausgewählten Zylinders zugeführt wird. Die Mindestimpulsbreite kann ein vorbestimmter Wert, wie zum Beispiel 100 Mikrosekunden sein. Die Mindestimpulsbreite ist eine Impulsbreite, die die zweite Kraftstoffeinspritzdüse in ihrem nichtlinearen oder ballistischen Betriebsbereich, in dem Kraftstofffluss durch die zweite Kraftstoffeinspritzdüse nicht linear ist, betreibt.
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Das Verfahren 200 beurteilt, ob die der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse (zum Beispiel der Direkteinspritzdüse) zugeführte erste oder zweite Impulsbreite kleiner als eine Schwellenimpulsbreite ist; ist die Antwort ja, geht das Verfahren 200 zu 230 über; ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 200 geht zu 222 über.
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Bei 222 verkleinert das Verfahren 200 die für die zweite Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zyklus des ausgewählten Zylinders bereitgestellte erste Impulsbreite und vergrößert die für die zweite Kraftstoffeinspritzdüse während des Zyklus des ausgewählten Zylinders bereitgestellte zweite Impulsbreite. Durch Verkleinern der ersten Impulsbreite wird die zweite Kraftstoffeinspritzdüse dazu angesteuert, während des Zylinderzyklus weniger Kraftstoff einzuspritzen und näher an oder tiefer in einem nichtlinearen Betriebsbereich der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse zu arbeiten. Durch Vergrößern der zweiten Impulsbreite wird die zweite Kraftstoffeinspritzdüse dazu angesteuert, während des Zylinderzyklus mehr Kraftstoff einzuspritzen und weiter von dem nichtlinearen Betriebsbereich der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse weg zu arbeiten. Somit steuert die erste Impulsbreite die zweite Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zylinderzyklus zu einem Betrieb der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse an, der näher an oder tiefer in dem nichtlinearen Betriebsbereich der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse liegt. Nach der Zufuhr der ersten Impulsbreite zu der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse wird der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse während des gleichen Zylinderzyklus die zweite Impulsbreite zugeführt. Die zweite Kraftstoffimpulsbreite betreibt die zweite Kraftstoffeinspritzdüse weiter in dem linearen Betriebsbereich der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse. Ferner wird die durch Reduzieren der ersten Impulsbreite von der ersten Kraftstoffeinspritzung während des Zylinderzyklus entfernte Kraftstoffmenge zu der zweiten Kraftstoffeinspritzmenge während des Zylinderzyklus addiert, indem die zweite Impulsbreite vergrößert wird. Auf diese Weise kann die zweite Kraftstoffeinspritzdüse auf eine Weise in ihrem nichtlinearen Betriebsbereich angesteuert werden, die Motorkraftstoffzufuhrfehler reduziert, aber dennoch das Vermögen bereitstellt, Kraftstoffeinspritzdüsenkraftstoffzufuhrfehler zu bestimmen. Das Verfahren 200 kehrt zu 218 zurück, um die Auswirkungen der Einstellung der an die zweite Kraftstoffeinspritzdüse des ausgewählten Zylinders angelegten Kraftstoffimpulsbreiten aufzuzeichnen.
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Bei 230 beurteilt das Verfahren 200, ob der Betrieb aller Direkteinspritzdüsen des Motors charakterisiert worden ist oder nicht charakterisiert worden ist. Ist der Betrieb aller Direkteinspritzdüsen nicht charakterisiert worden, ist die Antwort nein, und das Verfahren 200 geht zu 232 über; ansonsten ist die Antwort ja, und das Verfahren 200 geht zu 240 über.
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Bei 232 wählt das Verfahren 200 einen neuen Zylinder aus den Zylindern aus, deren zweite Kraftstoffeinspritzdüsen (zum Beispiel Direkteinspritzdüsen) noch nicht charakterisiert worden sind. Wenn zum Beispiel die Kraftstoff zuführende zweite Kraftstoffeinspritzdüse von Zylinder Nummer eins charakterisiert worden ist, wird Zylinder Nummer zwei ausgewählt. Darüber hinaus wird der zuvor ausgewählte Zylinder im reinen Einlasskanaleinspritzmodus betrieben. Nach der Auswahl eines neuen Zylinders für Kraftstoffeinspritzdüsencharakterisierung kehrt das Verfahren 200 zu 212 zurück.
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Bei 240 bestimmt das Verfahren 200 Korrekturen für ballistische oder nichtlineare Bereiche von zweiten Kraftstoffeinspritzdüsen aller Motorzylinder. Die Korrekturen werden an Nennimpulsbreiten (zum Beispiel bestehenden Transferfunktionswerten) der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse an den Impulsbreiten, mit denen die Kraftstoffeinspritzdüse in den Schritten 218 bis 222 während der Zeit, während der das Kraftstoffeinspritzungs-Split-Verhältnis eingestellt wurde, betrieben worden ist, durchgeführt. In einem Beispiel kann die Kraftstoffimpulsbreitenkorrektur für jeden inkrementierten Kraftstoffdruck durch folgende Gleichung bestimmt werden: Total%reduction = %change_in_lambda_at_the_ pw_from_nom·num_cylinders_per_bank / difrac·displitraito wobei Total%reduction die auf die Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse des ausgewählten Zylinders bei einer bestimmten zweiten Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite angewandte Korrektur ist, %change_in_lambda_at_the_pw_from_nom die prozentuale Änderung des beobachteten Lambdawerts für die vollständige Bank bei der bestimmten Impulsbreite von dem Lambdawert der Bank bei der Kraftstoffimpulsbreite, die angewandt wird, wenn der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse Kraftstoff basierend auf der anfänglichen Impulsbreite zugeführt wird (zum Beispiel Lambdawert bei 214), ist, num_cylinders_per_bank die Anzahl von in der Bank vorhandenen Zylindern ist (zum Beispiel kann ein V6-Motor 3 Zylinder pro Bank haben, und ein I4-Motor kann 4 Zylinder in einer Bank haben), difrac der über die zweite oder die Direkteinspritzdüse in den Zylinder während eines Zylinderzyklus des Zylinders eingespritzte Kraftstoffanteil ist, und displitratio das Verhältnis zwischen der der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse (zum Beispiel der Direkteinspritzdüse) des ausgewählten Zylinders zugeführten ersten Kraftstoffimpulsbreite und zweiten Kraftstoffimpulsbreite ist. Die Korrektur kann für alle zweiten Kraftstoffeinspritzdüsen der ausgewählten Zylinder basierend auf bei 218 gespeicherten Lambdawerten und Impulsbreiten bestimmt und auf sie angewandt werden. Somit können die Korrekturen allen zweiten Kraftstoffeinspritzdüsen aller Motorzylinder zugeführt werden.
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In einem Beispiel beträgt die Impulsbreite der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse für einen V6-Motor eine Millisekunde vor dem Split (zum Beispiel bei 212), und nachdem die 1-Millisekunde-Impulsbreite in eine erste Impulsbreite von 0,45 Millisekunden und eine zweite Impulsbreite von 0,55 Millisekunden aufgeteilt wurde, beträgt das Split-Verhältnis 0,45. War der Kraftstoffanteil 0,7 für die zweite Kraftstoffeinspritzdüse oder Direkteinspritzdüse und verringerte sich der Lambdawert um 5%, dann beträgt die Gesamtreduzierung 5·3/(0,7·0,45), oder die 5 % multipliziert mit der Anzahl von Zylindern pro Bank und dividiert durch das Direkteinspritzungsverhältnis multipliziert mit dem Split-Verhältnis. Die Transferfunktion für die angesteuerte Impulsbreite für diese Betriebsbedingungen wird um 48 Prozent eingestellt. Das Verfahren 200 führt ähnliche Einstellungen für die Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse bei allen Impulsbreiten durch, mit denen die zweite Kraftstoffeinspritzdüse zwischen den Schritten 218 und 222 betrieben wurde.
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Bei 242 werden die in einer Tabelle oder Funktion, die die Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse darstellt, gespeicherten Werte durch Multiplizieren von in der Transferfunktion gespeicherten Werten mit der bei 240 bestimmten entsprechenden Einspritzdüsenkorrektur und erneutes Speichern des Ergebnisses in der Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse revidiert. Wenn die Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse zum Beispiel den Fluss der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse bei der Impulsbreite von 400 Mikrosekunden als Z beschreibt und die bei 240 für die Impulsbreite von 400 Millisekunden bestimmte Korrektur 10% beträgt, beträgt der in der Transferfunktion der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse gespeicherte revidierte Wert 0,1·Z. Es werden für jedes bei 222 durchgeführte Dekrement der Kraftstoffimpulsbreite auch Revidierungen dafür durchgeführt, wenn der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse Impulsbreiten, die nicht 400 Mikrosekunden betragen, zugeführt werden. Ebenso können Revidierungen für Transferfunktionen zweiter Kraftstoffeinspritzdüsen anderer Zylinder analog durchgeführt werden. In Fällen, in denen eine einzige Transferfunktion Betrieb aller zweiter Kraftstoffeinspritzdüsen der Motorzylinder beschreibt, wird die einzige Transferfunktion auf ähnliche Weise eingestellt. Das Verfahren 200 speichert die revidierte(n) Transferfunktion oder -funktionen im Speicher und geht zu 244 über.
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Bei 244 betreibt das Verfahren 200 den Motor durch Zufuhr von Kraftstoff zu Motorzylindern basierend auf den revidierten und gespeicherten Transferfunktionen der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse. Zum Beispiel werden für die zweite Kraftstoffeinspritzdüse jedes Motorzylinders Impulsbreiten bereitgestellt; die Impulsbreiten basieren auf einer einem Zylinder während eines Zyklus des Zylinders zuzuführenden Sollkraftstoffmasse und der Transferfunktion, die eine Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite gemäß einer in den Zylinder einzuspritzenden Sollkraftstoffmasse ausgibt. Das Verfahren 200 geht nach Betrieb der Motorzylinder als Reaktion auf eine oder mehrere revidierte Direkteinspritzdüsentransferfunktionen zum Ende.
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Folglich stellt das Verfahren von 2 ein Verfahren zur Kraftstoffversorgung eines Zylinders bereit, das Folgendes umfasst: Zuführen einer ersten Impulsbreite und einer zweiten Impulsbreite zu einer Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zylinderzyklus, wobei die erste Impulsbreite die Kraftstoffeinspritzdüse in einem nichtlinearen Betriebsbereich betreibt und wobei die zweite Impulsbreite die Kraftstoffeinspritzdüse in einem nichtballistischen (zum Beispiel linearen) Betriebsbereich betreibt; Einstellen eines Steuerparameters der Kraftstoffeinspritzdüse als Reaktion auf Abgaslambda; und Betreiben der Kraftstoffeinspritzdüse basierend auf dem eingestellten Steuerparameter. Das Verfahren umfasst, dass der nichtlineare Betriebsbereich ein Betriebsbereich ist, in dem der Kraftstofffluss durch die Kraftstoffeinspritzdüse nicht linear ist.
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In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass der Steuerparameter eine Kraftstoffeinspritzdüsenverstärkung oder -transferfunktion ist. Das Verfahren umfasst, dass der eingestellte Steuerparameter im Speicher gespeichert wird. Das Verfahren umfasst, dass die Kraftstoffeinspritzdüse eine Direkteinspritzdüse ist, wobei die erste Impulsbreite und die zweite Impulsbreite auf einer Kraftstoffeinspritzdüsentransferfunktion basieren, und wobei der erste und der zweite Kraftstoffimpuls auf der Bereitstellung eines Motorlambdawerts von eins basieren. Das Verfahren umfasst, dass der Zylinder in einem Motor ist, und wobei der Motor mit einer konstanten Drehzahl und Luftmasse betrieben wird, wenn die Kraftstoffeinspritzdüse im nichtlinearen Modus betrieben wird. Das Verfahren umfasst, dass die Kraftstoffeinspritzdüse eine Direkteinspritzdüse ist, und wobei ein Motor, in dem die Direkteinspritzdüse zur Zuführung von Kraftstoff zu einem Zylinder betrieben wird, nur mit Kanaleinspritzdüsen, die Kraftstoff den anderen Zylindern des Motors zuführen, wenn die Direkteinspritzdüse im nichtlinearen Betriebsbereich betrieben wird, betrieben wird.
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In einigen Beispielen stellt das Verfahren von 2 ein Verfahren zur Kraftstoffversorgung eines Zylinders bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Motors mit einer konstanten Drehzahl und Luftmasse; Zuführen eines ersten Kraftstoffanteils zu einem Zylinder des Motors über eine erste Kraftstoffeinspritzdüse, wobei dem Zylinder gleichzeitig ein zweiter Kraftstoffanteil über eine zweite Kraftstoffeinspritzdüse zugeführt wird; und Zuführen einer ersten Impulsbreite und einer zweiten Impulsbreite zu der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse während eines Zylinderzyklus als Reaktion auf eine Anforderung zur Charakterisierung der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse; Einstellen eine Steuerparameters der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse als Reaktion auf einen während des Betriebs der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse in einem nichtlinearen Bereich erzeugten Abgaslambda; und Betreiben der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse basierend auf dem eingestellten Steuerparameter.
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Das Verfahren umfasst, dass die erste Kraftstoffeinspritzdüse eine Kanaleinspritzdüse ist und dass die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eine Direkteinspritzdüse ist. Ferner umfasst das Verfahren das Verkleinern der ersten Impulsbreite und das Vergrößern der zweiten Impulsbreite. Das Verfahren umfasst, dass dem Zylinder über die erste Impulsbreite und die zweite Impulsbreite zugeführter Kraftstoff auf der Bereitstellung eines Gemisches im Zylinder mit einem Lambdawert von eins basiert. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Steuerparameter eine Transferfunktion oder Verstärkung ist. Das Verfahren umfasst das Ansteuern des Motors zum Betrieb mit einem konstanten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während er mit der konstanten Drehzahl und Luftmasse betrieben wird. Ferner umfasst das Verfahren das Zuführen von Kraftstoff zu anderen Motorzylindern nur über Kanaleinspritzdüsen bei Zuführung der ersten Impulsbreite und der zweiten Impulsbreite zu der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse.
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Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird ein beispielhaftes Diagramm eines Kraftstoffeinspritzdüsenkorrekturwerts gegenüber der Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite für eine in einem nichtlinearen oder ballistischen Bereich betriebene Kraftstoffeinspritzdüse gezeigt. Die in 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzdüsen können ähnlich wie in 3 gezeigt betrieben werden.
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Die X-Achse stellt die Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite dar. Die Dauer einer Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite kann zwischen null und einigen Dutzend Millisekunden variieren. Die Y-Achse stellt eine Kraftstoffflusskorrektur von einer Nennkraftstoffeinspritzdüsendurchflussrate dar. Eine Nennkorrektur weist einen Wert von 1 auf. Wenn der Kraftstoffeinspritzdüsenfluss geringer als der Nennwert ist, ist der Korrekturfaktor ein Bruchteil des Nennwerts (zum Beispiel 0,8) bei Anwendung dieses Korrekturfaktors (1/0,8). Wenn der Kraftstoffeinspritzdüsenfluss größer als der Nennwert ist, ist der Korrekturfaktor größer als 1 (zum Beispiel 1,1). Die Kreise stellen individuelle Datenwerte für verschiedene Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreiten dar.
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In diesem Beispiel beginnt der Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse in einem nichtlinearen oder ballistischen Bereich, wenn Kraftstoffimpulsbreiten kleiner als ca. 500 Mikrosekunden (0,5 Millisekunden) sind. Dieser Bereich wird durch die Bezugslinie 302 angezeigt. Bei größeren oder längeren Impulsbreiten ist der Kraftstoffeinspritzdüsenfluss ein Nennwert, wie durch den Wert von eins angezeigt, wenn die Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreiten größer als 500 Mikrosekunden (0,5 Millisekunden) sind. Dieser Bereich wird durch die Bezugslinie 306 angezeigt. Wenn die durch Diagramm 300 beschriebene Kraftstoffeinspritzdüse mit einer Impulsbreite von 450 Mikrosekunden betrieben wird, beträgt die Kraftstoffeinspritzdüsendurchflussrate ca. 80 Prozent der Nennkraftstoffeinspritzdüsendurchflussrate, wie durch Bezugslinie 304 angezeigt. Dies zeigt an, dass die Kraftstoffzufuhrmenge im Niedrigimpulsbreitenbereich in einem größeren Maße abnimmt als erwartet. Somit wird die Kraftstoffdurchflussrate dieser bestimmten Kraftstoffeinspritzdüse verringert, wenn der Kraftstoffeinspritzdüse ein Einspritzungsimpuls von 450 Mikrosekunden zugeführt wird. Bei einer Impulsbreite von 450 Mikrosekunden liegt somit im Vergleich zu der Nennkraftstoffzufuhrmenge für die bestimmte Einspritzdüse eine Kraftstoffzufuhr von ca. 80% vor. Dies bedeutet, dass bei Anforderung eines Kraftstoffflusses von 1 für die Einspritzdüse bei 450 Mikrosekunden sie tatsächlich 0,8 liefert. Somit beträgt der Korrekturfaktor 0,8, und 1/Korrekturfaktor (das heißt 1/0,8 = 1,25) mal Kraftstoff muss angefordert werden, um die Einspritzdüse mit einem Nennfluss von 1 zu betreiben.
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Der Korrekturfaktor wird als Reaktion auf Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreiten, die kleiner als 500 Mikrosekunden sind, weiter reduziert. Bei Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreiten, die größer als 500 Mikrosekunden sind, beträgt die Korrektur vom Nennwert eins (zum Beispiel keine Korrektur). Die Nenndurchflussrate der Kraftstoffeinspritzdüse kann mit der Korrektur multipliziert werden, um die Einspritzdüsendurchflussrate bereitzustellen, wenn eine bestimmte Impulsbreite auf die Kraftstoffeinspritzdüse angewandt wird.
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Mehrere in 3 gezeigte Korrekturwerte können in einer Tabelle oder in einer Funktion als eine Transferfunktion für eine Kraftstoffeinspritzdüse gespeichert werden. Die Korrekturwerte können gemäß dem Verfahren von 2 eingestellt oder aktualisiert werden. Somit kann es möglich sein, Kraftstoffeinspritzdüsenfluss in einem ballistischen Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebsbereich, in dem die Kraftstoffeinspritzdüse nichtlinearen Fluss aufweisen kann, zu beschreiben.
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Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird eine Kraftstoffeinspritzdüsenbetriebssequenz zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Verfahren von 2 gezeigt. Die vertikalen Markierungen T1–T6 stellen Zeitpunkte dar, die bei der Sequenz von Interesse sind.
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Das erste Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm der Motordrehzahl gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt die Motordrehzahl dar, und die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Das zweite Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm der Motorluftmasse gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt die Motorluftmasse (zum Beispiel den Luftstrom durch den Motor) dar, und die Motorluftmasse nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Das dritte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm des Motorlambdas gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt den Motorlambda dar, und der Motorlambda nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Das vierte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm einer einer Direkteinspritzdüse eines ausgewählten Zylinders während eines Zyklus des ausgewählten Zylinders zugeführten ersten Impulsbreite gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt die erste Impulsbreite dar, und die erste Impulsbreite nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Das fünfte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm einer der Direkteinspritzdüse des ausgewählten Zylinders während eines Zyklus des ausgewählten Zylinders zugeführten zweiten Impulsbreite gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt die zweite Impulsbreite dar, und die zweite Impulsbreite nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Das sechste Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm des Kanaleinspritzungskraftstoffanteils gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt den Kanaleinspritzungskraftstoffanteil dar, und der Kanaleinspritzungskraftstoffanteil nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Das siebte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm des Direkteinspritzdüsenkraftstoffanteils gegenüber Zeit. Die Y-Achse stellt den Direkteinspritzdüsenkraftstoffanteil dar, und der Direktkraftstoffeinspritzdüsenkraftstoffanteil nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms zu.
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Zum Zeitpunkt T0 wird der Motor mit einer konstanten Motordrehzahl bei konstanter Luftmasse betrieben. Der Motorlambdawert beträgt eins (zum Beispiel der Solllambdawert). Die für die Direkteinspritzdüse während eines Zyklus des Zylinders, der den Kraftstoff empfängt, bereitgestellte erste Impulsbreite befindet sich auf einer mittleren Höhe. Die für die Direkteinspritzdüse während des gleichen Zyklus des Zylinders, der den Kraftstoff empfängt, bereitgestellte zweite Impulsbreite beträgt null, was anzeigt, dass der zweiten Kraftstoffeinspritzdüse während des Zylinderzyklus nur eine Kraftstoffimpulsbreite zugeführt wird. Der Kraftstoffanteil der Kanaleinspritzdüse wird auf einen konstanten Wert eingestellt, der größer ist als der Kraftstoffanteil der Direkteinspritzdüse.
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Zum Zeitpunkt T1 bleiben die Motordrehzahl und -luftmasse auf ihren jeweiligen konstanten Werten. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte erste Impulsbreite wird als Reaktion auf eine Anforderung zur Charakterisierung der Direkteinspritzdüse verringert. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte zweite Impulsbreite wird als Reaktion auf die Anforderung zur Charakterisierung der Direkteinspritzdüse erhöht. Die erste Impulsbreite und die zweite Impulsbreite sind länger als eine Impulsbreite zum Eintritt in den ballistischen Betriebsbereich der Direkteinspritzdüse, in dem der Kraftstoffeinspritzdüsenfluss nicht linear ist. Die Kanal- und Direkteinspritzdüsenkraftstoffanteile bleiben unverändert. Der Motorlambdawert befindet sich stabil auf einem Wert von eins. Der Motorlambdawert und die Direkteinspritzdüsenimpulsbreiten werden kurz nach dem Zeitpunkt T1 und vor dem Zeitpunkt T2 in dem Speicher gespeichert.
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Zum Zeitpunkt T2 bleiben die Motordrehzahl und -luftmasse weiter auf ihren jeweiligen konstanten Werten. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte erste Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf einem Minimalwert befindet, weiter verkleinert. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte zweite Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf dem Minimalwert befindet, auch erhöht. Die erste Impulsbreite ist ausreichend kurz, dass die Direkteinspritzdüse in einen nichtlinearen oder ballistischen Betriebsbereich eintreten kann, in dem Kraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse nichtlinear sein kann. Der Motorlambdawert nimmt zu, was anzeigt, dass die erste Kraftstoffimpulsbreite keine Sollkraftstoffmenge zuführt und sich die Kraftstoffeinspritzdüse im ballistischen Bereich befindet. Der erhöhte Lambdawert zeigt an, dass die Direkteinspritzdüsentransferfunktion einen Kraftstoffimpuls für die Direkteinspritzdüse bereitstellt, der zu einem magereren Luft Kraftstoff-Verhältnis als erwünscht führt. Die Direkt- und Kanalkraftstoffanteile bleiben unverändert. Der Motorlambdawert und die Direkteinspritzdüsenimpulsbreite werden kurz nach dem Zeitpunkt T2 und vor dem Zeitpunkt T3 in dem Speicher gespeichert.
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Zum Zeitpunkt T3 bleiben die Motordrehzahl und -luftmasse weiter auf ihren jeweiligen konstanten Werten. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte erste Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf einem Minimalwert befindet, weiter verkleinert. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte zweite Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf dem Minimalwert befindet, auch erhöht. Die erste Kraftstoffimpulsbreite steuert die Direkteinspritzdüse zu einem Betrieb tiefer in dem nichtlinearen Betriebsbereich der Direkteinspritzdüse an. Der Motorlambdawert nimmt noch weiter zu, was anzeigt, dass sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenimpulsbreite immer noch im ballistischen Bereich befindet. Der erhöhte Lambdawert zeigt an, dass die Direkteinspritzdüsentransferfunktion einen Kraftstoffimpuls für die Direkteinspritzdüse bereitstellt, der zu einem magereren Luft Kraftstoff-Verhältnis als erwünscht führt. Der Motorlambdawert und die Direkteinspritzdüsenimpulsbreiten werden kurz nach dem Zeitpunkt T3 und vor dem Zeitpunkt T4 im Speicher gespeichert.
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Zum Zeitpunkt T4 bleiben die Motordrehzahl und -luftmasse weiter auf ihren jeweiligen konstanten Werten. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte erste Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf einem Minimalwert befindet, weiter verkleinert. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte zweite Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf dem Minimalwert befindet, auch erhöht. Die erste Kraftstoffimpulsbreite steuert die Direkteinspritzdüse zu einem Betrieb noch tiefer in dem nichtlinearen Betriebsbereich der Direkteinspritzdüse an. Der Motorlambdawert nimmt in einem kleinen Ausmaß ab, was anzeigt, dass die Direkteinspritzdüsentransferfunktion eine erste Impulsbreite bereitstellt, die sich näher am Sollwert befindet, der einen Lambdawert von eins bereitstellt. Der Lambdawert zeigt an, dass die Direkteinspritzdüsentransferfunktion bei kürzeren Impulsbreiten der ersten Impulsbreite, die während des Zylinderzyklus des ausgewählten Zylinders bereitgestellt werden, korrigiert werden muss. Der Motorlambdawert und die Direkteinspritzdüsenimpulsbreiten werden kurz nach dem Zeitpunkt T4 und vor dem Zeitpunkt T5 in dem Speicher gespeichert.
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Zum Zeitpunkt T5 bleiben die Motordrehzahl und -luftmasse auf ihren jeweiligen konstanten Werten, und die dem ausgewählten Zylinder zugeführte erste Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Kraftstoffimpulsbreite nicht auf einem Minimalwert befindet, weiter verringert. Die dem ausgewählten Zylinder zugeführte zweite Impulsbreite wird als Reaktion darauf, dass sich die erste Impulsbreite nicht auf dem Minimalwert befindet, auch erhöht. Die erste Kraftstoffimpulsbreite steuert die Direkteinspritzdüse zu einem Betrieb noch tiefer in dem nichtlinearen Betriebsbereich der Direkteinspritzdüse an. Der Motorlambdawert nimmt in einem kleinen Ausmaß ab, was anzeigt, dass die Direkteinspritzdüsentransferfunktion eine erste Kraftstoffimpulsbreite bereitstellt, die sich näher am Sollwert befindet, der einen Lambdawert von eins bereitstellt. Der Lambdawert zeigt an, dass die Direkteinspritzdüsentransferfunktion bei kürzeren Impulsbreiten der ersten Impulsbreite, die während des Zylinderzyklus des ausgewählten Zylinders bereitgestellt werden, korrigiert werden muss. Der Motorlambdawert und die Direkteinspritzdüsenimpulsbreite werden kurz nach dem Zeitpunkt T5 und vor dem Zeitpunkt T6 in dem Speicher gespeichert.
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Zum Zeitpunkt T6 bleiben die Motordrehzahl und -luftmasse weiter auf ihren jeweiligen konstanten Werten. Die Direkteinspritzdüse wird nur basierend auf einer für die Direkteinspritzdüse während des Zylinderzyklus bereitgestellten ersten Impulsbreite als Reaktion darauf, dass die Impulsbreite der Direkteinspritzdüse auf einen Minimalwert reduziert worden war, betrieben. Die für die Direkteinspritzdüse bereitgestellte zweite Kraftstoffimpulsbreite wird als Reaktion darauf, dass die erste Impulsbreite auf einen Minimalwert reduziert worden war, entfernt. Der Lambdawert nähert sich wieder einem Wert von eins. Die erste Impulsbreite der Direkteinspritzdüse ist ein Wert, der die Direkteinspritzdüse in einem linearen Bereich betreibt, der sich außerhalb des ballistischen Bereichs befindet. Die Direkt- und Kanalkraftstoffeinspritzungskraftstoffanteile bleiben unverändert.
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Nach dem Zeitpunkt T6 kann die Direkteinspritzdüsentransferfunktion dazu eingestellt werden, die Charakterisierung von Transferfunktionen von Direkteinspritzdüsenbetrieb zu verbessern. In einem Beispiel können die Einträge in die Direkteinspritzdüsentransferfunktion durch Multiplizieren aktueller Werte in der Direkteinspritzdüsentransferfunktion mit einem Korrekturwert, der auf der Änderung des Motorlambdas von einem Nennwert basiert, wie in dem Verfahren von 2 beschrieben, eingestellt werden. Die Direkteinspritzdüsen können anschließend basierend auf der revidierten Transferfunktion betrieben werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und Routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem durchgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Motorhardware umfasst. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird für eine leichte Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen einen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführung der Anweisungen in einem System durchgeführt werden, das die verschiedenen Motor-Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung umfasst.
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Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen erkennen lassen, ohne den Gedanken und den Schutzbereich der Beschreibung zu verlassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen. Zeichenerklärung Figur 2
| | START | START |
| | NO | NEIN |
| | YES | JA |
| 202 | CONDITIONS PRESENT TO CHARACTERIZE INJECTORS? | LIEGEN BEDINGUNGEN FÜR EINE CHARAKTERISIERUNG VON EINSPRITZDÜSEN VOR? |
| 204 | SELECT ONE CYLINDER FOR DIRECT FUEL INJECTOR CHARACTERIZATION | EINEN ZYLINDER FÜR DIREKTEINSPRITZDÜSENCHARAKTERISIERUN G AUSWÄHLEN |
| 206 | OPERATE REMAINING CYLINDERS IN PORT FUEL INJECTION ONLY MODE | VERBLEIBENDE ZYLINDER IN REINEM EINLASSKANALEINSPRITZMODUS BETREIBEN |
| 208 | OPERATE PORT INJECTOR FUEL RAIL AND DIRECT INJECTOR FUEL RAILS AT CONSTANT PRESSURE | KANALEINSPRITZDÜSEN-KRAFTSTOFF-VERTEILERLEITUNG UND DIREKTEINSPRITZDÜSEN-KRAFTSTOFF-VERTEILERLEITUNG MIT KONSTANTEM DRUCK BETREIBEN |
| 210 | OPERATE ENGINE AT CONSTANT AIR MASS | MOTOR MIT KONSTANTER LUFTMASSE BETREIBEN |
| 212 | ADJUST PORT FUEL INJECTOR OF SELECTED CYLINDER TO FIRST FUEL FRACTION AND ADJUST DIRECT FUEL INJECTOR OF SELECTED CYLINDER TO SECOND FUEL FRACTION | KANALEINSPRITZDÜSE VON AUSGEWÄHLTEM ZYLINDER AUF ERSTEN KRAFTSTOFFANTEIL EINSTELLEN UND DIREKTEINSPRITZDÜSE VON AUSGEWÄHLTEM ZYLINDER AUF ZWEITEN KRAFTSTOFFANTEIL EINSTELLEN |
| 214 | STORE LAMBDA | LAMBDA SPEICHERN |
| 216 | SPLIT FUEL INJECTED TO SELECTED CYLINDER DURING A CYLINDER CYCLE VIA DIRECT FUEL INJECTOR INTO TWO INJECTIONS DURING A CYLINDER CYCLE | ZU AUSGEWÄHLTEM ZYLINDER ÜBER DIREKTEINSPRITZDÜSE EINGESPRITZTEN KRAFTSTOFF WÄHREND EINES ZYLINDERZYKLUS IN ZWEI EINSPRITZUNGEN WÄHREND EINES ZYLINDERZYKLUS AUFTEILEN |
| 218 | STORE LAMBDA AND FUEL PULSE WIDTHS | LAMBDA UND KRAFTSTOFFIMPULSBREITEN SPEICHERN |
| 220 | DIRECT FUEL INJECTOR SPLIT FUEL AT DESIRED MIN. SPLIT? | DIREKTEINSPRITZDÜSENAUFTEILUNG VON KRAFTSTOFF AUF GEWÜNSCHTER MINDESTAUFTEILUNG? |
| 222 | ADJUST RATIO OF FUEL IN FIRST AND SECOND DIRECT FUEL INJECTIONS SUPPLIED TO SELECTED CYLINDER | KRAFTSTOFFVERHÄLTNIS IN DEM AUSGEWÄHLTEN ZYLINDER ZUGEFÜHRTER ERSTER UND ZWEITER KRAFTSTOFFEINSPRITZUNG EINSTELLEN |
| 230 | ALL DIRECT INJECTORS CHARACTERIZED? | ALLE DIREKTEINSPRITZDÜSEN CHARAKTERISIERT? |
| 232 | SELECT NEW CYLINDER FOR DIRECT FUEL INJECTOR CHARACTERIZATION | NEUEN ZYLINDER FÜR DIREKTEINSPRITZDÜSENCHARAKTERISIERUN G AUSWÄHLEN |
| 240 | DETERMINE CORRECTION OF BALLISTIC REGION FUEL INJECTOR PULSE WIDTH FOR EACH DIRECT FUEL INJECTOR | FÜR JEDE DIREKTEINSPRITZDÜSE KORREKTUR VON KRAFTSTOFFEINSPRITZDÜSENIMPULSBREITE IM BALLISTISCHEN BEREICH BESTIMMEN |
| 242 | UPDATE AND STORE SECOND FUEL INJECTOR TRANSFER FUNCTION | TRANSFERFUNKTION VON ZWEITER KRAFTSTOFFEINSPRITZDÜSE AKTUALISIEREN UND SPEICHERN |
| 244 | OPERATE SECOND FUEL INJECTOR WITH REVISED TRANSFER FUNCTION | ZWEITE KRAFTSTOFFEINSPRITZDÜSE MIT REVIDIERTER TRANSFERFUNKTION BETREIBEN |
| | EXIT | ENDE |
