DE102015120578A1 - Systeme und Verfahren zum Erfassen eines Kraftstoffdampfdrucks - Google Patents

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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Erfassen eines Kraftstoffdampfdrucks geschaffen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für ein Fahrzeug Folgendes: während eines Kraftmaschinenstarts, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war, aktives Steuern des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem auf ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von größer als null, und dann Aufzeichnen des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur im Kraftstoffsystem. In dieser Weise kann der Dampfdruck eines Kraftstoffs bei einer gegebenen Temperatur während isothermer Bedingungen genau gemessen werden, wodurch eine Abschätzung der Kraftstoffflüchtigkeit verbessert wird.

Description

  • Hintergrund und Zusammenfassung
  • Die Kraftstoffzusammensetzung kann in Abhängigkeit von den Mischspezifikationen für verschiedene Regionen auf der Basis von Klima- und Umweltverordnungen variieren. Insbesondere können verschiedene Additive zu Kraftstoffgemischen zugegeben werden, um die Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis des Klimas der Region, in der der Kraftstoff verkauft wird, zu ändern. Kraftstoffe, die in südlichen Gebieten mit warmem Klima verkauft werden, können beispielsweise eine geringere Kraftstoffflüchtigkeit aufweisen als Kraftstoffe, die in nördlichen Gebieten mit kaltem Klima verkauft werden, so dass die Unterschiede im Klima einem Unterschied der Kraftstoffflüchtigkeit entsprechen, wodurch ein ähnlicher Effekt auf Emissionen erreicht wird. Ebenso kann die Kraftstoffflüchtigkeit über das ganze Jahr in derselben Region auf der Basis des Klimas der Region variieren. Kraftstoff, der an der Kraftstoffpumpe ausgegeben wird, kann beispielsweise eine niedrigere Kraftstoffflüchtigkeit während wärmerer Monate aufweisen als Kraftstoff, der während kälterer Monate ausgegeben wird. Weiterhin können kommerzielle Kraftstofflieferanten Kraftstoffe mit einem Gemisch von Benzin und Ethanol (z. B. E10, E25, E85 usw.) anbieten, um Kohlenstoffemissionen zu verringern. Nochmals weiterhin kann ein Kraftstofftank mit Kraftstoff einer speziellen Zusammensetzung aufgetankt werden, während der Kraftstofftank möglicherweise noch eine gewisse Menge an Kraftstoff mit einer anderen Zusammensetzung enthält. Folglich kann ein typischer Kraftstofftank mehrere verschiedene Kraftstoffgemische enthalten.
  • Unterdessen ordnen Umweltverordnungen eine Verringerung der Fahrzeugemissionen für Fahrzeughersteller an. Folglich können Fahrzeugsteuerroutinen in Bezug auf den Kraftmaschinenbetrieb, die Leckdetektion und so weiter von den Verbrennungseigenschaften eines Kraftstoffs abhängen, um die Kraftmaschineneffizienz zu optimieren und die Umweltverordnungen zu erfüllen. Weiterhin wenden Borddiagnose-Überwachungseinrichtungen eines Kraftmaschinen-Steuersystems auch Kraftstoffflüchtigkeitsabschätzungen beispielsweise bei der Überwachung und Detektion von Kraftstoffsystemlecks an. Der Reid-Dampfdruck (RVP), der als Manometerdruck eines flüssigen Kraftstoffs mit einem Luftvolumen über diesem bei einer Referenztemperatur (insbesondere 100 Grad Fahrenheit) definiert ist, wird typischerweise verwendet, um die Kraftstoffflüchtigkeit abzuschätzen. RVP ist eine genaue Abschätzung des Dampfdrucks, der ein Absolutdruck ist.
  • Die Beziehung zwischen dem Dampfdruck und der Temperatur ist jedoch nicht linear und somit können zwei Kraftstoffe mit geringen Differenzen im RVP beträchtlich unterschiedliche Verbrennungseigenschaften bei höheren Temperaturen aufweisen. Folglich können selbst kleine Fehler in der RVP-Abschätzung zu einer verringerten Kraftmaschineneffizienz und falschen Ergebnissen in Kraftstoffsystemleck-Detektionstests führen, was beispielsweise zu erhöhten Emissionen führt.
  • Eine Herangehensweise, um das Problem der RVP-Abschätzung zumindest teilweise zu lösen, besteht darin, den absoluten Dampfdruck eines Kraftstoffs bei aktuellen Betriebstemperaturen zu messen. Abgesehen von der Druckvariation aufgrund von Höhe und Strömung ist der Druck innerhalb eines Volumens gleichmäßig. Der Dampfdruck wird durch die heißeste Oberfläche in Kontakt mit dem Fluid festgelegt. Das Anordnen eines Temperatursensors am heißesten Punkt im Kraftstoffsystem ist schwierig, da die Temperatur breit variiert und der Ort des heißesten Punkts unsicher ist. Weiterhin kann ein Kraftstoffsystem absichtlich bei einem Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von null arbeiten und somit liegt das Kraftstoffsystem immer über dem Dampfdruck, wodurch die Schwierigkeit des genauen Messens des Dampfdrucks erhöht wird.
  • Die Erfinder haben hier die obigen Probleme erkannt und haben verschiedene Herangehensweisen entwickelt, um sie anzugehen. Insbesondere werden Systeme und Verfahren zum Erfassen eines Kraftstoffdampfdrucks geschaffen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren für ein Fahrzeug Folgendes: während eines Kraftmaschinenstarts, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war, aktives Steuern des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem auf ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von größer als null und dann Aufzeichnen des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur im Kraftstoffsystem. In dieser Weise kann der Dampfdruck eines Kraftstoffs bei einer gegebenen Temperatur während isothermer Bedingungen genau gemessen werden, wodurch eine Abschätzung des RVP verbessert wird. Steuerverfahren hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzung, des Zündzeitpunkts und der Emissionsprüfung können wiederum auf der Basis der verbesserten RVP-Abschätzung aktualisiert werden, wodurch die Effizienz des Kraftmaschinenbetriebs erhöht wird und Emissionen verringert werden.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren das Pulsen einer Kraftstoffpumpe in Reaktion auf einen Kraftmaschinenkaltstart und das Bestimmen einer Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur auf der Basis des Kraftstoffdrucks und der Kraftstofftemperatur, während die Kraftstoffpumpe gepulst wird, in Reaktion auf eine Verringerung einer DI-Pumpenvolumeneffizienz. In dieser Weise kann die Kraftstoffflüchtigkeit genau bestimmt werden und für anschließende Fahrzeugsteuerroutinen verwendet werden, wodurch die Kraftmaschineneffizienz verbessert wird und Emissionen verringert werden.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein Kraftstoffsystem für eine Kraftmaschine Folgendes: einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält; eine Kraftstoffpumpe, die innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, den Kraftstoff zu einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zu pumpen, die mit der Kraftmaschine gekoppelt sind; einen Temperatursensor, der mit einem Kraftstoffdurchgang gekoppelt ist, der die Kraftstoffpumpe mit der einen oder den mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen verbindet; einen Drucksensor, der mit dem Kraftstoffdurchgang gekoppelt ist; und eine Steuereinheit, die mit Befehlen konfiguriert ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit: aktiv die Kraftstoffpumpe in Reaktion auf ein Kraftmaschineneinschalten, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war, steuert; und eine erfasste Temperatur vom Temperatursensor und einen erfassten Druck vom Drucksensor aufzeichnet. In dieser Weise können der Dampfdruck und die Temperatur eines Kraftstoffs am heißesten Punkt im Kraftstoffsystem gemessen werden, wodurch eine verbesserte Abschätzung der Kraftstoffflüchtigkeit geschaffen wird.
  • Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
  • Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispielkraftstoffsystems, das mit einer Kraftmaschine gekoppelt ist.
  • 2 zeigt ein schematisches Diagramm einer Beispiel-Direkteinspritzkraftstoffpumpe und von zugehörigen Komponenten, die im Kraftstoffsystem von 1 enthalten sind.
  • 3 zeigt einen Satz von Graphen, die ein Verfahren zum Erfassen des Kraftstoffdampfdrucks darstellen.
  • 4 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Beispielverfahren zum Erfassen des Kraftstoffdampfdrucks darstellt.
  • 5 zeigt einen Graphen, der ein lineares Beispielmodell für eine Sammlung von Dampfdruck- und Temperaturmessungen darstellt.
  • 6 zeigt einen Satz von Graphen, die eine Beispielzeitlinie für das Steuerverfahren von 4 darstellen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf das Bestimmen von verschiedenen Eigenschaften von Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem. Insbesondere werden Verfahren und Systeme zum Erfassen des Kraftstoffdampfdrucks nach einem Kraftmaschinenkaltstart geschaffen. Ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines Beispiel-Direkteinspritzkraftstoffsystems und einer Kraftmaschine ist in 1 gezeigt, während 2 eine detaillierte Ansicht einer Direkteinspritzkraftstoffpumpe von 1 und von zugehörigen Komponenten zeigt. Eine Hubkraftstoffpumpe kann in einem Impulsmodus betrieben werden, um den Dampfdruck zu erfassen, wie in 3 dargestellt. 4 zeigt einen Ablaufplan, der ein Verfahren zum aktiven Steuern einer Hubkraftstoffpumpe darstellt, um den Kraftstoffdampfdruck und die Kraftstofftemperatur während eines Kaltstarts zu erfassen. 5 zeigt, wie eine Kraftstoffzusammensetzung und ein RVP aus dem erfassten Kraftstoffdampfdruck und der erfassten Kraftstofftemperatur bestimmt werden können. Schließlich zeigt 6 mehrere Graphen des Beispielbetriebs der Hubkraftstoffpumpe.
  • Hinsichtlich der Terminologie, die in dieser ganzen ausführlichen Beschreibung verwendet wird, kann eine Kraftstoffpumpe mit höherem Druck oder eine Direkteinspritzkraftstoffpumpe, die mit Druck beaufschlagten Kraftstoff zu einer Direkteinspritz-Kraftstoffverteilerleitung und befestigten Einspritzdüsen zuführt, als DI- oder HP-Pumpe abgekürzt werden. Ebenso kann eine Pumpe mit niedrigerem Druck (die den Kraftstoff auf Drücke komprimiert, die im Allgemeinen niedriger sind als jene der DI-Pumpe) oder eine Hubkraftstoffpumpe, die mit Druck beaufschlagten Kraftstoff von einem Kraftstofftank zur DI-Pumpe zuführt, als LP-Pumpe abgekürzt werden. Ein Solenoid-Überströmventil, das elektronisch erregt werden kann, um einen Rückschlagventilbetrieb zu ermöglichen, und abgeschaltet werden kann, um es zu öffnen (oder umgekehrt), kann auch als Kraftstoffvolumenregulierer, magnetisches Solenoidventil und digitales Einlassventil unter anderen Namen bezeichnet werden.
  • 1 zeigt ein Direkteinspritzkraftstoffsystem 150, das mit einer Brennkraftmaschine 110 gekoppelt ist, die als Teil eines Antriebssystems für ein Fahrzeug konfiguriert sein kann. Die Brennkraftmaschine 110 kann mehrere Brennkammern oder Zylinder 112 umfassen. Kraftstoff kann direkt zu den Zylindern 112 über Direkteinspritzdüsen 120 in den Zylindern geliefert werden. Wie schematisch durch Pfeile in 1 angegeben, kann die Kraftmaschine 110 auch Einlassluft und Auslassprodukte des verbrannten Kraftstoffs empfangen. Der Einfachheit halber sind die Einlass- und Auslasssysteme in 1 nicht gezeigt. Die Kraftmaschine 110 kann einen geeigneten Typ von Kraftmaschine umfassen, einschließlich einer Benzin- oder Dieselkraftmaschine. In anderen Ausführungsformen kann der verbrannte Kraftstoff andere individuelle Kraftstoffe oder eine Kombination von verschiedenen Kraftstoffen umfassen.
  • Kraftstoff kann zur Kraftmaschine 110 über die Einspritzdüsen 120 über das im Allgemeinen bei 150 angegebene Direkteinspritzkraftstoffsystem geliefert werden. In diesem speziellen Beispiel umfasst das Kraftstoffsystem 150 einen Kraftstoffspeichertank 152 zum Speichern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 (z. B. eine KraftstoffSaugpumpe), eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe oder Direkteinspritzpumpe (DI-Pumpe) 140, eine Kraftstoffverteilerleitung 158 und verschiedene Kraftstoffdurchgänge 154 und 156. In dem in 1 gezeigten Beispiel trägt der Kraftstoffdurchgang 154 Kraftstoff von der Niederdruckpumpe 130 zur DI-Pumpe 140 und der Kraftstoffdurchgang 156 trägt Kraftstoff von der DI-Pumpe 140 zur Kraftstoffverteilerleitung 158. Aufgrund der Orte der Kraftstoffdurchgänge kann der Durchgang 154 als Niederdruck-Kraftstoffdurchgang bezeichnet werden, während der Durchgang 156 als Hochdruck-Kraftstoffdurchgang bezeichnet werden kann. An sich kann der Kraftstoff im Durchgang 156 einen höheren Druck aufweisen als der Kraftstoff im Durchgang 154. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 150 mehr als einen Kraftstoffspeichertank und zusätzliche Durchgänge, Ventile und andere Vorrichtungen zum Vorsehen einer zusätzlichen Funktionalität für das Direkteinspritzkraftstoffsystem 150 umfassen.
  • Im vorliegenden Beispiel von 1 kann die Kraftstoffverteilerleitung 158 Kraftstoff zu jeder von mehreren Direktkraftstoffeinspritzdüsen 120 verteilen. Jede der mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen 120 kann in einem entsprechenden Zylinder 112 der Kraftmaschine 110 angeordnet sein, so dass während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzdüsen 120 Kraftstoff direkt in jeden entsprechenden Zylinder 112 eingespritzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftmaschine 110 Kraftstoffeinspritzdüsen umfassen, die an oder nahe dem Einlasskanal jedes Zylinders angeordnet sind, so dass während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzdüsen Kraftstoff mit der Ladeluft in den einen oder die mehreren Einlasskanäle jedes Zylinders eingespritzt wird. Diese Konfiguration von Einspritzdüsen kann ein Teil eines Kanalkraftstoffeinspritzsystems sein, das im Kraftstoffsystem 150 enthalten sein kann. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Kraftmaschine 110 vier Zylinder, die nur über Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt werden. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Kraftmaschine eine andere Anzahl von Zylindern zusammen mit einer Kombination von sowohl Kanal- als auch Direktkraftstoffeinspritzung umfassen kann.
  • Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 kann durch eine Steuereinheit 170 betrieben werden, um Kraftstoff zur DI-Pumpe 140 über den Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 zu liefern. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 kann als das konfiguriert sein, was als KraftstoffSaugpumpe bezeichnet werden kann. Als ein Beispiel kann die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 einen elektrischen Pumpenmotor umfassen, wodurch die Druckzunahme über die Pumpe und/oder die Volumendurchflussrate durch die Pumpe durch Verändern der zum Pumpenmotor zugeführten elektrischen Leistung, wodurch die Motordrehzahl erhöht oder verringert wird, gesteuert werden können. Wenn die Steuereinheit 170 die elektrische Leistung verringert, die zur LP-Pumpe 130 zugeführt wird, können beispielsweise die Volumendurchflussrate und/oder die Druckerhöhung über die Pumpe verringert werden. Alternativ können die Volumendurchflussrate und/oder die Druckerhöhung über die Pumpe durch Erhöhen der elektrischen Leistung, die zur Pumpe 130 zugeführt wird, erhöht werden. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die zum Niederdruckpumpenmotor zugeführt wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht dargestellt) erhalten werden, wodurch das durch die Steuereinheit 170 bereitgestellte Steuersystem die elektrische Last steuern kann, die verwendet wird, um die Niederdruckpumpe 130 anzutreiben. Durch Verändern der Spannung und/oder des Stroms, die zur Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 zugeführt werden, wie bei 182 angegeben, können folglich die Durchflussrate und der Druck des Kraftstoffs, der zur DI-Pumpe 140 und schließlich zur Kraftstoffverteilerleitung 158 zugeführt wird, durch die Steuereinheit 170 eingestellt werden.
  • Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 kann mit einem Rückschlagventil 104 fluidtechnisch gekoppelt sein, das die Kraftstoffzufuhr erleichtern und den Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten kann. Ein Filter 106 kann mit dem Auslassrückschlagventil 104 über den Niederdruckdurchgang 154 fluidtechnisch gekoppelt sein. Der Filter 106 kann kleine Verunreinigungen entfernen, die im Kraftstoff enthalten sein können, die Kraftstoffbehandlungskomponenten potentiell beschädigen könnten. Mit dem Rückschlagventil 104 stromaufwärts des Filters 106 kann die Kompatibilität des Niederdruckdurchgangs 154 erhöht werden, da der Filter im Volumen physikalisch groß sein kann. Weiterhin umfasst ein Druckentlastungsventill 155 einen Kugel- und Federmechanismus, der bei einer festgelegten Druckdifferenz aufsitzt und abdichtet, um den Kraftstoff zu entlasten, um den Kraftstoffdruck bei 154 zu begrenzen. Ein Öffnungsrückschlagventil 157 kann in Reihe mit einer Öffnung 159 angeordnet sein, um zu ermöglichen, dass Luft und/oder Kraftstoffdampf aus der Saugpumpe 130 austreten. Wie in 1 zu sehen, ist das Rückschlagventil 104 derart orientiert, dass eine Kraftstoffgegenströmung von der DI-Pumpe 140 zur Niederdruckpumpe 130 im Wesentlichen verringert (d. h. beseitigt) wird. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 150 eine Reihe von Rückschlagventilen umfassen, die mit der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 fluidtechnisch gekoppelt sind, um weiter zu verhindern, dass Kraftstoff stromaufwärts der Ventile zurück ausläuft. In diesem Zusammenhang bezieht sich die Stromaufwärtsströmung auf eine Kraftstoffströmung, die sich von der Kraftstoffverteilerleitung 158 in Richtung der Niederdruckpumpe 130 bewegt, während sich die Stromabwärtsströmung auf die nominale Kraftstoffströmungsrichtung von der Niederdruckpumpe in Richtung der Kraftstoffverteilerleitung bezieht.
  • Als nächstes kann Kraftstoff vom Rückschlagventil 104 zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe (z. B. DI-Pumpe) 140 geliefert werden. Die DI-Pumpe 140 kann den Druck des Kraftstoffs, der vom Rückschlagventil 104 empfangen wird, von einem ersten Druckpegel, der durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 erzeugt wird, auf einen zweiten Druckpegel, der höher ist als der erste Pegel, erhöhen. Die DI-Pumpe 140 kann Hochdruckkraftstoff zur Kraftstoffverteilerleitung 158 über die Hochdruck-Kraftstoffleitung 156 zuführen. Der Betrieb der DI-Pumpe 140 kann auf der Basis von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs eingestellt werden, um ein effizienteres Kraftstoffsystem und einen effizienteren Kraftmaschinenbetrieb zu schaffen. Die Komponenten der Hochdruck-DI-Pumpe 140 werden nachstehend mit Bezug auf 2 genauer erörtert.
  • Die DI-Pumpe 140 kann durch die Steuereinheit 170 gesteuert werden, um Kraftstoff zur Kraftstoffverteilerleitung 158 über den Hochdruck-Kraftstoffdurchgang 156 zuzuführen. Als ein nicht begrenzendes Beispiel kann die DI-Pumpe 140 ein Durchflusssteuerventil, ein durch ein Solenoid betätigtes "Überströmventil" (SV) oder einen Kraftstoffvolumenregulierer (FVR) verwenden, um zu ermöglichen, dass das Steuersystem das effektive Pumpenvolumen jedes Pumpenhubs verändert. Das Überströmventil, das in 2 genauer beschrieben wird, kann separat oder ein Teil von (d. h. integral gebildet mit) der DI-Pumpe 140 sein. Die DI-Pumpe 140 kann durch die Kraftmaschine 110 im Gegensatz zur durch den Motor angetriebenen Niederdruck-Kraftstoffpumpe oder KraftstoffSaugpumpe 130 mechanisch angetrieben werden. Ein Pumpenkolben der DI-Pumpe 140 kann eine mechanische Eingabe von der Kraftmaschinen-Kurbelwelle oder Kraftmaschinen-Nockenwelle über einen Nocken 146 empfangen. In dieser Weise kann die DI-Pumpe 140 gemäß dem Prinzip einer nockengetriebenen Einzylinderpumpe betrieben werden. Weiterhin kann die Winkelposition des Nockens 146 abgeschätzt (d. h. bestimmt) werden durch einen Sensor, der nahe dem Nocken 146 angeordnet ist, der mit der Steuereinheit 170 über eine Verbindung 185 kommuniziert. Insbesondere kann der Sensor einen Winkel des Nockens 146 messen, der in Grad im Bereich von 0 bis 360 Grad gemäß der Kreisbewegung des Nockens 146 gemessen wird. Obwohl der Nocken 146 außerhalb der DI-Pumpe 140 in 1 gezeigt ist, sollte selbstverständlich sein, dass der Nocken 146 im System der DI-Pumpe 140 enthalten sein kann.
  • Wie in 1 dargestellt, ist ein Kraftstoffdrucksensor 148 stromabwärts der KraftstoffSaugpumpe 130 angeordnet. Insbesondere kann der Kraftstoffdrucksensor 148 im Niederdruckdurchgang 154 zwischen der Saugpumpe 130 und der DI-Pumpe 140 angeordnet sein und kann als Saugpumpendrucksensor oder Niederdrucksensor bezeichnet werden. Der Kraftstoffdrucksensor 148 kann den Druck innerhalb des Niederdruck-Kraftstoffdurchgangs 154 messen. Der Drucksensor 148 kann mit der Steuereinheit 170 über die Verbindung 149 verbunden sein und in einigen hier weiter beschriebenen Beispielen verwendet werden, um einen Kraftstoffdampfdruck zu messen.
  • Wie in 1 dargestellt, ist weiterhin ein Kraftstofftemperatursensor 138 stromabwärts der KraftstoffSaugpumpe 130 angeordnet. Insbesondere kann der Kraftstofftemperatursensor 138 im Niederdruckdurchgang 154 zwischen der Saugpumpe 130 und der DI-Pumpe 140 angeordnet sein. Der Kraftstofftemperatursensor 138 kann die Temperatur innerhalb des Niederdruck-Kraftstoffdurchgangs 154 messen. Der Temperatursensor 138 kann mit der Steuereinheit 170 über die Verbindung 139 verbunden sein und in einigen hier weiter beschriebenen Beispielen verwendet werden, um eine Kraftstofftemperatur zu messen. In einigen Beispielen kann der Temperatursensor 138 stromaufwärts der KraftstoffSaugpumpe 130 oder stromabwärts der DI-Pumpe 140 angeordnet sein.
  • In einigen Beispielen kann die DI-Pumpe 140 als Kraftstoffsensor betrieben werden, um das Niveau der Kraftstoffverdampfung zu bestimmen. Eine Kolben-Zylinder-Anordnung der DI-Pumpe 140 bildet beispielsweise einen mit Fluid gefüllten Kondensator. An sich ermöglicht die Kolben-Zylinder-Anordnung, dass die DI-Pumpe 140 das kapazitive Element im Kraftstoffzusammensetzungssensor ist. In einigen Beispielen kann die Kolben-Zylinder-Anordnung der DI-Pumpe 140 der heißeste Punkt im System sein, so dass der Kraftstoffdampf sich dort zuerst bildet. In einem solchen Beispiel kann die DI-Pumpe 140 als Sensor zum Detektieren der Kraftstoffverdampfung verwendet werden, da die Kraftstoffverdampfung an der Kolben-Zylinder-Anordnung stattfinden kann, bevor sie irgendwo anders im System stattfindet. Andere Kraftstoffsensor-Konfigurationen können möglich sein, während sie den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung betreffen.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst die Kraftstoffverteilerleitung 158 einen Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksensor 162 zum Liefern einer Angabe des Kraftstoffverteilerleitungsdrucks zur Steuereinheit 170. Ein Kraftmaschinendrehzahlsensor 164 kann verwendet werden, um eine Angabe der Kraftmaschinendrehzahl zur Steuereinheit 170 zu liefern. Die Angabe der Kraftmaschinendrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der DI-Pumpe 140 zu identifizieren, da die Pumpe 140 durch die Kraftmaschine 110 beispielsweise über die Kurbelwelle oder Nockenwelle mechanisch angetrieben wird. Ein Abgassensor 166 kann verwendet werden, um eine Angabe der Abgaszusammensetzung zur Steuereinheit 170 zu liefern. Als ein Beispiel kann der Gassensor 166 einen universellen Abgassauerstoffsensor (UEGO-Sensor) umfassen. Der Abgassauerstoffsensor 166 kann als Rückkopplung durch die Steuereinheit 170 verwendet werden, um die Menge an Kraftstoff einzustellen, der zur Kraftmaschine 110 über die Einspritzdüsen 120 zugeführt wird. In dieser Weise kann die Steuereinheit 170 das zur Kraftmaschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen vorgeschriebenen Sollwert steuern.
  • Weiterhin kann die Steuereinheit 170 andere Kraftmaschinen/Abgas-Parametersignale von anderen Kraftmaschinensensoren empfangen, wie z. B. die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur, die Kraftmaschinendrehzahl, die Drosselklappenposition, den Krümmerabsolutdruck, die Abgasreinigungsvorrichtungs-Temperatur usw. Noch weiterhin kann die Steuereinheit 170 eine Rückkopplungssteuerung auf der Basis unter anderem der vom Temperatursensor 138, Drucksensor 148, Drucksensor 162 und Kraftmaschinendrehzahlsensor 164 empfangenen Signale vorsehen. Die Steuereinheit 170 kann beispielsweise Signale, um einen Strompegel, eine Stromrampenrate, eine Impulsbreite eines Solenoidventils (SV) der DI-Pumpe 140 und dergleichen einzustellen, über die Verbindung 184 senden, um den Betrieb der DI-Pumpe 140 einzustellen. Die Steuereinheit 170 kann auch Signale senden, um einen Kraftstoffdrucksollwert eines Kraftstoffdruckregulierers und/oder eine Kraftstoffeinspritzmenge und/oder einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Basis von Signalen vom Drucksensor 148, Drucksensor 162, Kraftmaschinendrehzahlsensor 164 und dergleichen einzustellen. Andere Sensoren, die in 1 nicht gezeigt sind, können um die Kraftmaschine 110 und das Kraftstoffsystem 150 angeordnet sein.
  • Die Steuereinheit 170 kann individuell jede der Einspritzdüsen 120 über einen Kraftstoffeinspritztreiber 122 betätigen. Die Steuereinheit 170, der Treiber 122 und andere geeignete Kraftmaschinensystem-Steuereinheiten können ein Steuersystem bilden. Obwohl der Treiber 122 außerhalb der Steuereinheit 170 gezeigt ist, kann die Steuereinheit 170 in anderen Beispielen den Treiber 122 umfassen oder die Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, die Funktionalität des Treibers 122 bereitzustellen. Die Steuereinheit 170 umfasst in diesem speziellen Beispiel ein elektronisches Steuergerät mit einer oder mehreren einer Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 172, einer Zentraleinheit (CPU) 174, einem Festwertspeicher (ROM) 176, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 177 und einem Haltespeicher (KAM) 178. Der Speichermedium-ROM 176 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die nichtflüchtige Befehle darstellen, die vom Prozessor 174 zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgelistet sind, ausführbar sind. Die Steuereinheit 170 kann beispielsweise gespeicherte Befehle zum Ausführen von verschiedenen Steuerschemen der DI-Pumpe 140 und LP-Pumpe 130 auf der Basis von verschiedenen gemessenen Betriebsbedingungen von den vorstehend erwähnten Sensoren enthalten.
  • Wie in 1 gezeigt, ist das Direkteinspritzkraftstoffsystem 150 ein rückführungsloses Kraftstoffsystem und kann ein mechanisches rückführungsloses Kraftstoffsystem (MRFS) oder ein elektronisches rückführungsloses Kraftstoffsystem (ERFS) sein. Im Fall eines MRFS kann der Kraftstoffverteilerleitungsdruck über einen Druckregulierer (Druckentlastungsventil 155) gesteuert werden, der am Kraftstofftank 152 angeordnet ist. In einem ERFS kann ein Drucksensor 162 an der Kraftstoffverteilerleitung 158 montiert sein, um den Kraftstoffverteilerleitungsdruck zu messen; das hier beschriebene Schema einer offenen Schleife verweist jedoch den Drucksensor 162 nur auf Diagnosezwecke und folglich ist der Einschluss des Drucksensors im Ermessen stehend. Das Signal vom Drucksensor 162 kann zur Steuereinheit 170 zurückgeführt werden, die den Treiber 122 steuert, wobei der Treiber 122 die Spannung für die DI-Pumpe 140 zum Zuführen des korrekten Drucks und der Kraftstoffdurchflussrate zu den Einspritzdüsen moduliert.
  • Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann in anderen Beispielen das Direkteinspritzkraftstoffsystem 150 eine Rückführungsleitung umfassen, wodurch überschüssiger Kraftstoff von der Kraftmaschine 110 über einen Kraftstoffdruckregulierer zum Kraftstofftank 152 über eine Rückführungsleitung zurückgeführt wird. Der Kraftstoffdruckregulierer kann in Reihe mit der Rückführungsleitung gekoppelt sein, um den zur Kraftstoffverteilerleitung 158 zugeführten Kraftstoff auf einen Sollwertdruck zu regulieren. Um den Kraftstoffdruck auf den Sollwert zu regulieren, kann der Kraftstoffdruckregulierer überschüssigen Kraftstoff zum Kraftstofftank 152 über die Rückführungsleitung zurückführen, wenn der Kraftstoffverteilerleitungsdruck den Sollwert erreicht. Es ist zu erkennen, dass der Betrieb des Kraftstoffdruckregulierers eingestellt werden kann, um den Kraftstoffdrucksollwert zu ändern, um ihn an Betriebsbedingungen anzupassen.
  • 2 zeigt die DI-Pumpe 140 von 1 genauer. Die DI-Pumpe 140 nimmt Kraftstoff vom Niederdruckdurchgang 154 während eines Einlasshubs auf und führt den Kraftstoff zur Kraftmaschine über den Hochdruckdurchgang 156 während eines Zufuhrhubs zu. Die DI-Pumpe 140 umfasst einen Kompressionskammereinlass 203 in Fluidverbindung mit einer Kompressionskammer 208, zu der Kraftstoff über die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 zugeführt werden kann, wie in 1 gezeigt. Der Kraftstoff kann bei seinem Durchgang durch die Direkteinspritzkraftstoffpumpe 140 mit Druck beaufschlagt und zur Kraftstoffverteilerleitung 158 (und Direkteinspritzdüsen 120) durch den Pumpenauslass 204 zugeführt werden. Im dargestellten Beispiel kann die Direkteinspritzpumpe 140 eine mechanisch angetriebene Verdrängerpumpe sein, die einen Pumpenkolben 206 und eine Kolbenstange 220, eine Pumpenkompressionskammer 208 und einen Stufenraum 218 (eng. step-room) umfasst. Ein Durchgang, der den Stufenraum 218 mit einem Pumpeneinlass 299 verbindet, kann einen Druckspeicher 209 umfassen, wobei der Durchgang ermöglicht, dass Kraftstoff vom Stufenraum 218 erneut in die Niederdruckleitung eintritt, die den Einlass 299 umgibt. Der Druckspeicher 209 kann Kraftstoff absorbieren, der von der Pumpenkammer 208 zurück durch das Ventil 212 zurückströmt. Der Kolben 206 umfasst auch eine Oberseite 205 und eine Unterseite 207. Der Stufenraum 218 und die Kompressionskammer 208 können Hohlräume umfassen, die auf entgegengesetzten Seiten des Pumpenkolbens angeordnet sind. In einem Beispiel kann die Kraftmaschinen-Steuereinheit 170 dazu konfiguriert sein, den Kolben 206 in der Direkteinspritzpumpe 140 durch Antreiben des Nockens 146 über die Drehung der Kraftmaschinen-Kurbelwelle anzutreiben. In einem Beispiel umfasst der Nocken 146 vier Nasen und vollendet eine Drehung für jeweils zwei Kraftmaschinen-Kurbelwellendrehungen.
  • Der DI-Pumpeneinlass 299 lässt Kraftstoff zum Überströmventil 212, das entlang des Durchgangs 235 angeordnet ist. Das Überströmventil 212 steht mit der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 130 und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 140 in Fluidverbindung. Der Kolben 206 bewegt sich aufwärts und abwärts hin und her innerhalb der Kompressionskammer 208 gemäß den Einlass- und Zufuhr-/Kompressionshüben. Die DI-Pumpe 140 befindet sich in einem Zufuhr-/Kompressionshub, wenn der Kolben 206 sich in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 208 verringert. Alternativ befindet sich die DI-Pumpe 140 in einem Einlass-/Saughub, wenn sich der Kolben 206 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 208 vergrößert. Ein Vorwärtsströmungsauslass-Rückschlagventil 216 kann stromabwärts eines Auslasses 204 der Kompressionskammer 208 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 216 öffnet sich, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff vom Kompressionskammerauslass 204 in die Kraftstoffverteilerleitung 158 nur dann strömt, wenn ein Druck am Auslass der Direkteinspritzkraftstoffpumpe 140 (z. B. ein Kompressionskammer-Auslassdruck) höher ist als der Kraftstoffverteilerleitungsdruck. Der Betrieb der DI-Pumpe 140 kann den Druck von Kraftstoff in der Kompressionskammer 208 erhöhen, und beim Erreichen eines Drucksollwerts kann der Kraftstoff durch das Auslassventil 216 zur Kraftstoffverteilerleitung 158 strömen. Ein Druckentlastungsventil 214 kann derart angeordnet sein, dass das Ventil den Druck in der DI-Kraftstoffverteilerleitung 158 begrenzt. Das Ventil 214 kann vorbelastet sein, um den Kraftstoff am Strömen stromabwärts zur Kraftstoffverteilerleitung 158 zu hindern, kann jedoch eine Kraftstoffströmung aus der DI-Kraftstoffverteilerleitung 158 in Richtung des Pumpenauslasses 204 ermöglichen, wenn der Kraftstoffverteilerleitungsdruck größer ist als ein vorbestimmter Druck (d. h. Druckeinstellung des Ventils 214).
  • Das Solenoid-Überströmventil 212 kann mit dem Kompressionskammereinlass 203 gekoppelt sein. Wie vorstehend dargestellt, können die Direkteinspritz- oder Hochdruck-Kraftstoffpumpen wie z. B. die Pumpe 140 Kolbenpumpen sein, die gesteuert werden, um einen Bruchteil ihres vollständigen Hubraums zu komprimieren, durch Verändern des Schließzeitpunkts des Solenoid-Überströmventils 212. An sich kann ein vollständiger Bereich von Pumpvolumenbruchteilen zur Direkteinspritz-Kraftstoffverteilerleitung 158 und zu den Direkteinspritzdüsen 120 in Abhängigkeit davon geliefert werden, wann das Überströmventil 212 erregt und abgeschaltet wird. Insbesondere kann die Steuereinheit 170 ein Pumpensignal senden, das moduliert werden kann, um den Betriebszustand (z. B. offenes oder geschlossenes Rückschlagventil) des SV 212 einzustellen. Die Modulation des Pumpensignals kann das Einstellen eines Strompegels, einer Stromrampenrate, einer Impulsbreite, eines Tastverhältnisses (engl. duty cycle) oder eines anderen Modulationsparameters umfassen. Vorstehend erwähnt kann die Steuereinheit 170 dazu konfiguriert sein, die Kraftstoffströmung durch das Überströmventil 212 durch Erregen oder Abschalten des Solenoids (auf der Basis der Solenoidventil-Konfiguration) synchron mit dem Antriebsnocken 146 zu regulieren. Folglich kann das Solenoid-Überströmventil 212 in zwei Modi betrieben werden. In einem ersten Modus wird das Solenoid-Überströmventil 212 nicht in eine offene Position erregt (deaktiviert oder gesperrt), um zu ermöglichen, dass sich Kraftstoff stromaufwärts und stromabwärts eines Rückschlagventils bewegt, das im Solenoidventil 212 enthalten ist. Während dieses Modus kann das Pumpen von Kraftstoff in den Durchgang 156 nicht stattfinden, da der Kraftstoff stromaufwärts durch das abgeschaltete, offene Überströmventil 212 anstatt aus dem Auslass-Rückschlagventil 216 gepumpt wird.
  • Alternativ wird im zweiten Modus das Überströmventil 212 durch die Steuereinheit 170 in eine geschlossene Position erregt (aktiviert), so dass eine Fluidverbindung über das Ventil unterbrochen wird, um die Menge an Kraftstoff zu begrenzen (z. B. hemmen), der sich stromaufwärts durch das Solenoid-Überströmventil 212 bewegt. Im zweiten Modus kann das Überströmventil 212 als Einlass-Rückschlagventil wirken, das ermöglicht, dass Kraftstoff beim Erreichen der festgelegten Druckdifferenz über dem Ventil 212 in die Kammer 208 eintritt, aber im Wesentlichen verhindert, dass Kraftstoff von der Kammer 208 in den Durchgang 235 zurückströmt. In Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Erregung und Abschaltung des Überströmventils 212 wird eine gegebene Menge an Pumpenverdrängung verwendet, um ein gegebenes Kraftstoffvolumen in die Kraftstoffverteilerleitung 158 zu schieben, was folglich ermöglicht, dass das Überströmventil 212 als Kraftstoffvolumenregulierer wirkt. An sich kann die Zeitsteuerung des Solenoidventils 212 die effektive Pumpenverdrängung steuern. Die Steuereinheit 170 von 1 ist in 2 zum Betätigen des Solenoid-Überströmventils 212 über die Verbindung 184 enthalten. Weiterhin ist eine Verbindung 185 zum Messen der Winkelposition des Nockens 146 in 2 gezeigt. In einigen Steuerschemen kann die Winkelposition (d. h. die Zeitsteuerung) des Nockens 146 verwendet werden, um die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Überströmventils 212 zu bestimmen.
  • An sich kann das Solenoid-Überströmventil 212 dazu konfiguriert sein, die Masse (oder das Volumen) des Kraftstoffs, der in die Direkteinspritzkraftstoffpumpe komprimiert wird, zu regulieren. In einem Beispiel kann die Steuereinheit 170 einen Schließzeitpunkt des Solenoid-Überströmventils 212 einstellen, um die Masse des komprimierten Kraftstoffs zu regulieren. Ein spätes Schließen des Überströmventils 212 kann beispielsweise die Menge an in die Kompressionskammer 208 aufgenommener Kraftstoffmasse verringern. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Solenoid-Überströmventils können in Bezug auf Hubzeitpunkte der Direkteinspritzkraftstoffpumpe koordiniert werden.
  • Während Bedingungen, wenn der Direkteinspritzkraftstoffpumpenbetrieb nicht angefordert wird, kann die Steuereinheit 170 das Solenoid-Überströmventil 212 aktivieren und deaktivieren, um die Kraftstoffströmung und den Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 208 auf einen Druck zu regulieren, der geringer ist als der Kraftstoffverteilerleitungsdruck während des Kompressionshubs (Zufuhrhubs). Die Steuerung der DI-Pumpe 140 in dieser Weise kann in Nullströmungsschmierverfahren (ZFL-Verfahren) enthalten sein. Während eines solchen ZFL-Betriebs variiert beim Einlasshub der Druck in der Kompressionskammer 208 auf einen Druck nahe dem Druck der Saugpumpe 130 und direkt unter dem Kraftstoffverteilerleitungsdruck. Anschließend steigt der Pumpendruck auf einen Druck nahe dem Kraftstoffverteilerleitungsdruck am Ende des Zufuhrhubs (Kompressionshubs) an. Wenn der Druck der Kompressionskammer (Pumpe) unter dem Kraftstoffverteilerleitungsdruck bleibt, ergibt sich eine Kraftstoffströmung von null. Wenn der Kompressionskammerdruck geringfügig unter dem Kraftstoffverteilerleitungsdruck liegt, wurde der ZFL-Betriebspunkt erreicht. Mit anderen Worten, der ZFL-Betriebspunkt ist der höchste Kompressionskammerdruck, der zu einer Nulldurchflussrate führt (d. h. im Wesentlichen kein Kraftstoff wird in die Kraftstoffverteilerleitung 158 geschickt). Die Schmierung der Kolben-Zylinder-Grenzfläche der DI-Pumpe kann stattfinden, wenn der Druck in der Kompressionskammer 208 den Druck im Stufenraum 218 übersteigt. Diese Differenz der Drücke kann auch zur Pumpenschmierung beitragen, wenn die Steuereinheit 170 das Solenoid-Überströmventil 212 deaktiviert. Die Deaktivierung des Überströmventils 212 kann auch das durch das Ventil 212 erzeugte Geräusch verringern. Anders ausgedrückt, selbst wenn das Solenoidventil 212 erregt wird, wenn das Auslass-Rückschlagventil 216 sich nicht öffnet, dann kann die Pumpe 140 weniger Geräusch erzeugen als während anderer Betriebsschemen. Ein Ergebnis dieses Regulierungsverfahrens besteht darin, dass die Kraftstoffverteilerleitung auf einen Druck in Abhängigkeit davon reguliert wird, wann das Solenoid-Überströmventil 212 während des Zufuhrhubs erregt wird. Insbesondere wird der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 208 während des Kompressionshubs (Zufuhrhubs) der Direkteinspritzkraftstoffpumpe 140 reguliert. Während zumindest des Kompressionshubs der Direkteinspritzkraftstoffpumpe 140 wird folglich eine Schmierung zur Pumpe geliefert. Wenn die DI-Pumpe in einen Saughub eintritt, kann der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 208 verringert werden, während immer noch ein gewisses Niveau an Schmierung bereitgestellt werden kann, solange die Druckdifferenz bleibt.
  • Als Beispiel kann eine Nullströmungsschmierstrategie befohlen werden, wenn eine Direktkraftstoffeinspritzung nicht erwünscht ist (d. h. durch die Steuereinheit 170 angefordert). Wenn die Direkteinspritzung aufhört, ist es erwünscht, dass der Druck in der Kraftstoffverteilerleitung 158 auf einem nahezu konstanten Pegel bleibt. An sich kann das Überströmventil 212 in die offene Position deaktiviert werden, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff frei in die Pumpenkompressionskammer 208 eintritt und diese verlässt, so dass kein Kraftstoff in die Kraftstoffverteilerleitung 158 gepumpt wird. Ein immer deaktiviertes Überströmventil entspricht einem Einfangvolumen von 0 %, das heißt einem eingefangenen Volumen von null oder einer Verdrängung von Null. An sich können die Schmierung und Kühlung der DI-Pumpe 140 verringert werden, während kein Kraftstoff komprimiert wird, was zu einer Pumpenverschlechterung führt. Gemäß ZFL-Verfahren kann es daher vorteilhaft sein, das Überströmventil 212 zu erregen, um eine kleine Menge an Kraftstoff zu pumpen, wenn die Direkteinspritzung nicht angefordert wird. An sich kann der Betrieb der DI-Pumpe 140 eingestellt werden, um einen Druck am Auslass der DI-Pumpe 140 auf oder unter dem Kraftstoffverteilerleitungsdruck der Direkteinspritz-Kraftstoffverteilerleitung 158 zu halten, wodurch der Kraftstoff an der Kolben-Bohrungs-Grenzfläche der DI-Pumpe 140 vorbei gedrängt wird. Durch Halten des Auslassdrucks der DI-Pumpe 140 direkt unter dem Kraftstoffverteilerleitungsdruck und ohne Ermöglichen, dass der Kraftstoff aus dem Auslass der DI-Pumpe 140 in die Kraftstoffverteilerleitung ausströmt, kann die DI-Pumpe 140 geschmiert gehalten werden, wodurch die Pumpenverschlechterung verringert wird. Dieser allgemeine Betrieb kann als Nullströmungsschmierung (ZFL) bezeichnet werden.
  • Hier wird angemerkt, dass die DI-Pumpe 140 von 2 als erläuterndes, vereinfachtes Beispiel einer möglichen Konfiguration für eine DI-Pumpe dargestellt ist. Komponenten, die in 2 gezeigt sind, können entfernt und/oder geändert werden, während zusätzliche Komponenten, die gegenwärtig nicht gezeigt sind, zur Pumpe 140 hinzugefügt werden können, während immer noch die Fähigkeit aufrechterhalten wird, Hochdruckkraftstoff zur Direkteinspritz-Kraftstoffverteilerleitung zuzuführen. Insbesondere können die vorstehend beschriebenen Nullströmungsschmierverfahren in verschiedenen Konfigurationen der DI-Pumpe 140 implementiert werden, ohne sich auf den normalen Betrieb der Pumpe 140 nachteilig auszuwirken.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung umfasst der kontinuierliche Pumpenbetrieb das Zuführen eines im Wesentlichen konstanten Stroms (d. h. Leistung oder Energie) zur Hubkraftstoffpumpe 130. Alternativ umfasst der gepulste Pumpenbetrieb das Zuführen von Strom zur Saugpumpe während einer begrenzten Zeitdauer. Innerhalb dieses Zusammenhangs kann die begrenzte Zeitdauer ein Schwellenwert wie z. B. 0,3 Sekunden oder eine andere geeignete Größe in Abhängigkeit von der Kraftmaschine und von den Kraftstoffsystemen sein. Zwischen den Pumpenpulsationsereignissen wird im Wesentlichen kein Strom (d. h. keiner) zur Saugpumpe zugeführt, wodurch der Pumpenbetrieb zwischen den Pulsationsereignissen angehalten wird.
  • Herkömmlich sind Hubkraftstoffpumpen-Steuerverfahren dazu konfiguriert, ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von null innerhalb des Niederdruck-Kraftstoffdurchgangs 154 aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten, die Hubkraftstoffpumpe 130 kann betrieben werden, um die Bildung von Kraftstoffdampf innerhalb des Niederdruck-Kraftstoffdurchgangs 154 zu verhindern. In einigen Beispielen kann jedoch ein Hubkraftstoffpumpen-Steuerverfahren das intermittierende Liefern von elektrischer Leistung zur Hubkraftstoffpumpe 130 von 1 umfassen, um ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von Kraftstoff im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 auf einen von null verschiedenen Wert zu bringen. Mit anderen Worten, durch Liefern von Pulsationen von elektrischem Strom zur Hubkraftstoffpumpe 130, sobald eine oder mehrere Bedingungen erfüllt sind, kann der Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 mit Druck beaufschlagt werden und kann eine Kombination von verdampftem und flüssigem Kraftstoff umfassen. Das beanspruchte Verfahren nutzt die Fähigkeit aus, Dampf am DI-Pumpeneinlass 299 oder die Aufnahme von Dampf in die Kompressionskammer 208 der DI-Pumpe 140 zu detektieren. An diesem Punkt wird der Drucksensor einem Druck nahe dem Kraftstoffdampfdruck ausgesetzt. Mehrere Verfahren zur Dampfdetektion existieren. Ein Beispielverfahren, das verwendet werden kann, umfasst das Vergleichen des zu pumpenden befohlenen Kraftstoffs mit der tatsächlich gepumpten Kraftstoffmenge. Während eines Kraftmaschinenkaltstarts, wenn die Temperatur des Kraftstoffsystems 150 als isotherm betrachtet werden kann, kann die Hubkraftstoffpumpe 130 beispielsweise gepulst werden, um absichtlich einen Kraftstoffdampf am DI-Pumpeneinlass 299 zu erzeugen. In dieser Weise, wie hier weiter beschrieben, kann eine Messung des Dampfdrucks bei einer gegebenen Temperatur erhalten werden.
  • 3 zeigt einen Satz von Graphen 300, die ein Beispielverfahren zum Erfassen des Kraftstoffdampfdrucks darstellen. Insbesondere beziehen sich die Graphen 300 auf das Anlegen eines Spannungsimpulses an eine Hubkraftstoffpumpe, um ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis auf einen von null verschiedenen Wert zu bringen. Die Graphen 300 werden hier mit Bezug auf die in 1 und 2 dargestellten Komponenten und Systeme beschrieben, obwohl selbstverständlich sein sollte, dass das Verfahren auf andere Systeme angewendet werden kann, ohne vom Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Vor dem Zeitpunkt T0 empfängt die Saugpumpe 130 im Wesentlichen keine Eingangsspannung (d. h. null Volt), wie durch das Diagramm 310 angegeben. Der Kraftstoffleitungsdruck und die Kraftstofftemperatur sind im Wesentlichen konstant, wie jeweils durch die Diagramme 320 und 330 angegeben.
  • Zum Zeitpunkt T0 empfängt die Saugpumpe einen Spannungsimpuls, wie durch das Diagramm 310 angegeben. Die Saugpumpenspannung kann eine Spannung in der Größenordnung von beispielsweise sieben bis fünfzehn Volt in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur, die durch das Diagramm 330 gezeigt ist, umfassen.
  • Der Saugpumpen-Spannungsimpuls dauert von den Zeitpunkten T0 bis T1, wie durch das Diagramm 310 gezeigt. Die Saugpumpenspannung 310 treibt die Saugpumpe 130 an, wobei Kraftstoff vom Kraftstofftank 154 zum Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 gepumpt wird. Der Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 wird mit Druck beaufschlagt, wenn die Saugpumpe 130 den Kraftstoff in den Kraftstoffdurchgang 154 pumpt, wie durch die Erhöhung des Kraftstoffleistungsdrucks angegeben, der durch das Diagramm 320 gezeigt ist. Insbesondere sobald die Saugpumpenspannung zunimmt, besteht ein entsprechender Anstieg des Saugpumpendrucks.
  • Zum Zeitpunkt T1 endet der Saugpumpenspannungsimpuls und die Eingangsspannung in die Saugpumpe 130 kehrt auf null zurück, wie durch das Diagramm 310 gezeigt. Folglich nimmt der durch das Diagramm 320 gezeigte Kraftstoffleitungsdruck nach dem Zeitpunkt T1 ab. Die Änderungsrate des Kraftstoffleitungsdrucks kann von der Kompatibilität des Niederdruck-Kraftstoffdurchgangs 154 abhängen.
  • Von den Zeitpunkten T1 bis T2 empfängt die Saugpumpe 130 im Wesentlichen keine Saugpumpenspannung (d. h. null Volt), wie durch das Diagramm 310 gezeigt. Bei Abwesenheit einer zugeführten Saugpumpenspannung nimmt der Kraftstoffleitungsdruck ab, bis der Kraftstoffleitungsdruck den Dampfdruck zum Zeitpunkt T2 erreicht, wie durch das Diagramm 320 gezeigt. Wie durch das Diagramm 330 gezeigt, bleibt die Kraftstofftemperatur im Wesentlichen konstant trotz der Erhöhung des Kraftstoffleitungsdrucks.
  • Zum Zeitpunkt T2 kann die Steuereinheit 170 den Kraftstoffleitungsdruck aufzeichnen, der durch den Drucksensor 148 gemessen wird und durch das Diagramm 320 dargestellt wird. Der aufgezeichnete Druck kann den Dampfdruck bei einer gegebenen Temperatur umfassen, nämlich der Temperatur zum Zeitpunkt T2, die durch das Diagramm 330 angegeben ist und durch den Temperatursensor 138 gemessen wird. In dieser Weise kann ein geordnetes Paar von Dampfdruck und Temperatur erhalten werden.
  • 4 zeigt einen Ablaufplan hoher Ebene, der ein Beispielverfahren 400 zum Messen des Dampfdrucks und der Temperatur gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Insbesondere bezieht sich das Verfahren 400 auf das Messen des Dampfdrucks und der Temperatur nach einem Kraftmaschinenkaltstart in Reaktion auf das Detektieren von Kraftstoffdampf im Kraftstoffsystem. Das Verfahren 400 wird hier mit Bezug auf die in 1 und 2 dargestellten Komponenten und Systeme beschrieben, obwohl selbstverständlich sein sollte, dass das Verfahren auf andere Systeme angewendet werden kann, ohne vom Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 400 kann durch die Steuereinheit 170 ausgeführt werden und kann als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein.
  • Das Verfahren 400 kann bei 405 beginnen. Bei 405 kann das Verfahren 400 das Bewerten von Betriebsbedingungen umfassen. Betriebsbedingungen können umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf den Kraftstoffsystemdruck, die Kraftstofftemperatur, die Zeit seit dem Ausschalten, den Kraftmaschinenbetriebszustand, die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur, die Kraftmaschinenlast usw. Die Betriebsbedingungen können durch einen oder mehrere Sensoren gemessen werden, die mit der Steuereinheit 170 gekoppelt sind, oder können auf der Basis von verfügbaren Daten abgeschätzt oder abgeleitet werden.
  • Bei 410 kann das Verfahren 400 das Bestimmen umfassen, ob ein Kraftmaschinenkaltstart aufgetreten ist. Das Bestimmen, ob ein Kraftmaschinenkaltstart aufgetreten ist, kann beispielsweise das Bestimmen umfassen, ob die Kraftmaschine 110 gestartet wurde, und wenn ja, ob Kaltstartbedingungen erfüllt sind. Die Kraftmaschine ist beispielsweise ausgeschaltet, wenn keine Verbrennung innerhalb der Kraftmaschine stattfindet und keine Drehung besteht (d. h. Nulldrehzahl). Das Bestimmen, ob die Kraftmaschine 110 gestartet wurde, kann beispielsweise das Bestimmen umfassen, ob eine Ein/Aus-Taste gedrückt wird oder eine ähnliche Benutzereingabe (wie z. B. ein Schlüsselstart) durchgeführt wurde, während sich das Fahrzeug in einem ausgeschalteten Modus befand. Durch Beginnen dieses Prozesses, wenn die Kraftstofftemperatur kalt ist, und Fortführen, wenn die Kraftstofftemperatur natürlich mit erhöhten Betriebstemperaturen zunimmt, können Datenpunkte über einen gewünschten Temperaturbereich erhalten werden.
  • In einem Beispiel kann das Bestimmen, ob Kaltstartbedingungen erfüllt sind, das Bestimmen umfassen, wie viel Zeit seit einem Ausschaltereignis vergangen ist. Wenn beispielsweise die Zeit seit einem Ausschaltereignis größer ist als ein Schwellenwert, dann kann angenommen werden, dass die Kraftmaschine 110 und das Kraftstoffsystem 150 Kaltstartbedingungen erfüllen. Kaltstartbedingungen können eine oder mehrere Systemtemperaturen unter einem oder mehreren Temperatur-Schwellenwerten umfassen. An sich kann in einem anderen Beispiel das Bestimmen, ob Kaltstartbedingungen erfüllt sind, das Bestimmen umfassen, ob eine oder mehrere Systemtemperaturen unter einem oder mehreren Temperatur-Schwellenwerten liegen. Beispielsweise kann eine Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) unter einem Temperatur-Schwellenwert angeben, dass die Kraftmaschine 110 noch nicht über Kaltstartbedingungen hinaus aufgewärmt wurde, während eine Kraftstoffsystem-Temperatur unter einem Temperatur-Schwellenwert angeben kann, dass das Kraftstoffsystem 150 nicht durch Kraftmaschinenbetriebsbedingungen erwärmt wurde. In einigen Beispielen kann das Bestimmen, ob Kaltstartbedingungen erfüllt sind, das Bestimmen umfassen, dass alle Systemtemperaturen unter einem gleichen Schwellenwert liegen, in Verbindung mit dem Bestimmen einer Zeit seit dem letzten Ausschalten.
  • Wenn ein Kraftmaschinenkaltstart nicht stattgefunden hat, kann das Verfahren 400 zu 415 fortfahren. Bei 415 kann das Verfahren 400 das Aufrechterhalten von Betriebsbedingungen wie z. B. der bei 405 bewerteten Bedingungen umfassen. Das Verfahren 400 kann dann enden.
  • Wenn jedoch ein Kraftmaschinenkaltstart aufgetreten ist, kann das Verfahren 400 zu 420 weitergehen. Bei 420 kann das Verfahren 400 das Pulsen der Saugpumpe umfassen, um die Niederdruck-Kraftstoffleitung 154 und den DI-Pumpeneinlass 299 mit Druck zu beaufschlagen. Das Pulsen der Hubkraftstoffpumpe 130 kann anstelle des kontinuierlichen Betreibens der Hubkraftstoffpumpe 130 den flüssigen Kraftstoff im Hochdruck-Kraftstoffdurchgang 154 bewegen, wodurch zusätzlicher Kraftstoffdampf erzeugt wird. Folglich kann der Kraftstoffleitungsdruck erhöht werden, während die Kraftstoffsystemtemperatur durch das Kraftstoffsystem 150 isotherm und gleichmäßig bleibt, wie hier vorstehend im Hinblick auf 3 beschrieben. In dieser Weise kann das Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis des Kraftstoffsystems 150, das herkömmlich auf null gehalten wird, auf einen von null verschiedenen Wert gebracht werden.
  • Die Menge an Kraftstoff, die zur Kraftmaschine 110 während eines Kaltstarts zugeführt wird, kann größer sein als die Menge an Kraftstoff, die zur Kraftmaschine 110 während normaler Betriebsbedingungen zugeführt wird. Folglich kann das Pulsen der Hubkraftstoffpumpe 130 auf einer Temperatur wie z. B. der Kraftstoffsystemtemperatur, der Kraftmaschinentemperatur und/oder der Umgebungstemperatur basieren. Die Dauer des Pulsens der Hubkraftstoffpumpe 130 kann beispielsweise für kältere Umgebungstemperaturen kürzer und für wärmere Umgebungstemperaturen länger sein. Weiterhin kann das Tastverhältnis des Pulsens der Hubkraftstoffpumpe 130 auf der gleichen Temperatur basieren. Während eines Kraftmaschinenkaltstarts kann beispielsweise mehr Kraftstoff zur Kraftmaschine im Vergleich zu normalen Betriebsbedingungen zugeführt werden, und somit kann das Tastverhältnis für kältere Umgebungstemperaturen erhöht werden, so dass mehr Kraftstoff zur Kraftmaschine während des Pulsens der Hubkraftstoffpumpe 130 zugeführt wird.
  • Bei 425 kann das Verfahren 400 das Aufzeichnen des erfassten Kraftstoffleitungsdrucks und der Kraftstofftemperatur bei der Detektion von Kraftstoffdampf am DI-Pumpeneinlass 299 umfassen. In einem Beispiel kann das Detektieren von Kraftstoffdampf am DI-Pumpeneinlass 299 das Detektieren eines Abfalls der Volumeneffizienz der DI-Pumpe 140 umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Detektieren von Kraftstoffdampf am DI-Pumpeneinlass 299 das Detektieren eines Abfalls von Druckpulsationen im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 umfassen, wie durch den Drucksensor 148 gemessen. Wie vorstehend hier im Hinblick auf 3 beschrieben, kann der durch den Drucksensor 148 gemessene Kraftstoffleitungsdruck bei der Detektion von Kraftstoffdampf einen Dampfdruck umfassen. In dieser Weise kann der Kraftstoffdampfdruck bei einer gegebenen Temperatur gemessen werden.
  • Bei Kaltstartbedingungen kann das Kraftstoffsystem 150 im thermischen Gleichgewicht sein, so dass die Kraftstoffsystemtemperatur durchweg dieselbe Temperatur ist. Weiterhin kann anfänglich nach einem Kaltstart das Kraftstoffsystem 150 isotherm betrachtet werden. Folglich können der gemessene Kraftstoffsystemdruck und die gemessene Temperatur als konstant und gleichmäßig über das ganze Kraftstoffsystem 150 angenommen werden. Folglich kann das Messen der Kraftstofftemperatur das Messen einer Temperatur des Fahrzeugsystems an einem anderen Ort als dem Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 umfassen, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf die Turbinenauslasstemperatur (TOT), die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT), die Luftladungstemperatur (ACT), die Krümmerladungstemperatur (MCT), die Drosselklappen-Ladungstemperatur (TCT), die Zylinderkopftemperatur (CHT), die Umgebungslufttemperatur (AAT), die Kraftmaschinenöltemperatur (EOT), die Kraftstoffverteilerleitungstemperatur (FRT) und so weiter. In einigen Beispielen kann jedoch das Kraftstoffsystem 150 nicht thermisch gleichmäßig sein. Da in solchen Beispielen der Dampfdruck durch den heißesten Punkt im Kraftstoffsystem 150 festgelegt wird, der typischerweise als DI-Pumpeneinlass 299 verstanden wird, kann die durch den Temperatursensor 138 erfasste Temperatur im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang 154 gemessen und dem aufgezeichneten Dampfdruck zugeordnet werden.
  • Nach dem Aufzeichnen des Kraftstoffleitungsdrucks und der Kraftstofftemperatur kann das Verfahren 400 zu 430 fortfahren. Bei 430 kann das Verfahren 400 das Pulsen der Saugpumpe 130 umfassen, um den Kraftstoffleitungsdruck wiederherzustellen.
  • Bei 435 kann das Verfahren 400 das Bestimmen umfassen, ob die Kraftstofftemperatur über einem Schwellenwert liegt. Der Schwellenwert kann derart ausgewählt werden, dass eine Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert angibt, dass die Kraftmaschine 110 normale Betriebsbedingungen erreicht hat (d. h. Nicht-Kaltstartbedingungen). Wenn die Kraftstofftemperatur unter dem Schwellenwert liegt, kann das Verfahren 400 zu 425 zurückkehren, um ein zusätzliches geordnetes Paar von Dampfdruck und Temperatur zu erhalten. Während des Kraftmaschinenaufwärmens nimmt die Kraftstofftemperatur allmählich zu und ein geordnetes Paar von Dampfdruck und Temperatur kann während jeder Schleife durch die Schritte 425 und 430 erhalten werden, bis die Kraftmaschine vollständig aufgewärmt ist.
  • Wenn die Kraftstofftemperatur über dem Schwellenwert liegt, kann das Verfahren 400 bis 440 fortfahren. Bei 440 kann das Verfahren 400 das Bestimmen eines Reid-Dampfdrucks (RVP) aus den aufgezeichneten Kraftstoffleitungsdruck- und Kraftstofftemperatur-Messungen umfassen. Der RVP ist als Dampfdruck eines Kraftstoffs bei einer Referenztemperatur (insbesondere 100 Grad Fahrenheit) definiert.
  • In einigen Beispielen kann der RVP direkt aus einer spezifischen Dampfdruckmessung bestimmt werden, die beispielsweise bei 425 erhalten wird, wenn der Dampfdruck bei einer Temperatur von 100 Grad Fahrenheit gemessen wird. In anderen Beispielen kann das Bestimmen des RVP das Berechnen von Konstanten der Antoine- oder August-Gleichungen aus den aufgezeichneten Kraftstoffleitungsdruck- und Kraftstoffleitungstemperatur-Messungen umfassen. Der Kraftstoffdampfdruck kann beispielsweise hinsichtlich der Antoine-Gleichung ausgedrückt werden als log10p = A – B / C + T, wobei p der Dampfdruck ist, T die Temperatur ist und A, B und C Konstanten sind, die den spezifischen betrachteten Kraftstoff charakterisieren. Die August-Gleichung ist eine vereinfachte Form der Antoine-Gleichung, die erhalten wird, indem C gleich null gesetzt wird, oder log10p = A – B / T.
  • Als erläuterndes Beispiel zeigt 5 einen Graphen 500 von Beispiel-Dampfdruck- und Temperaturmessungen, die unter Verwendung der hier beschriebenen Techniken erhalten werden. Insbesondere stellt der Graph 500 ein Diagramm des Logarithmus des Drucks als Funktion des Kehrwerts der Temperatur dar. Insbesondere umfasst der Graph 500 eine Sammlung von Datenpunkten 507 und ein lineares Modell 515 der Datenpunkte 507. Die Datenpunkte 507 stellen geordnete Paare von Dampfdruck und Temperatur dar, die beispielsweise bei 425 erhalten werden. Das lineare Modell 515 kann beispielsweise unter Verwendung einer linearen Regressionstechnik wie z. B. eines Verfahrens kleinster Quadrate erhalten werden. Die Konstanten A und B der August-Gleichung können aus der Steigung und dem Versatz des linearen Modells 515 bestimmt werden. Folglich kann die Steuereinheit 170 die erhaltenen Datenpunkte 507 unter Verwendung eines linearen Regressionsverfahrens verarbeiten, um die August-Parameter A und B zu bestimmen. Die Steuereinheit 170 kann dann den RVP aus den Konstanten A und B beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert ist, bestimmen. In dieser Weise kann der RVP aus den gemessenen Dampfdruck- und Temperaturdaten extrapoliert oder interpoliert werden.
  • Mit Rückkehr zu 4 kann das Verfahren 400 nach dem Bestimmen des RVP zu 445 weitergehen. Bei 445 kann das Verfahren 400 das Bestimmen einer Kraftstoffzusammensetzung aus den aufgezeichneten Kraftstoffleitungsdruck- und Kraftstofftemperaturmessungen umfassen. Insbesondere kann die Kraftstoffzusammensetzung aus den August-Parametern A und B bestimmt werden, da die Parameter einen Kraftstoff, einschließlich der Zusammensetzung, charakterisieren. In dieser Weise kann der Ethanolgehalt des Kraftstoffs aus den gemessenen Dampfdruck- und Temperaturdaten bestimmt werden.
  • Bei 450 kann das Verfahren 400 das Aktualisieren von einem oder mehreren Betriebsparametern auf der Basis des bestimmten RVP und der Kraftstoffzusammensetzung umfassen. Anschließend ausgeführte Steuerroutinen, die von der Kenntnis des Kraftstoffdampfdrucks oder der Kraftstoffzusammensetzung abhängen, können die erhaltenen Werte verwenden, um die Fahrzeugsteuerung zu optimieren. Kraftstoffdampfspülungs-Steuerroutinen können beispielsweise den erhaltenen Wert der Kraftstoffflüchtigkeit (d. h. den RVP) verwenden, um ein Ausmaß an Dampfspülung einzustellen. Als anderes Beispiel können Kraftstoffeinspritz-Steuerroutinen den erhaltenen RVP verwenden, um eine Kraftstoffeinspritzmenge einzustellen. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerverfahren und Zündzeitpunktsteuerverfahren können weiterhin vom Ethanolgehalt (d. h. der Kraftstoffzusammensetzung) abhängen, da der Ethanolgehalt zum Verringern der Spätzündung bei hohen Lasten mit GDI-Einspritzung vorteilhaft ist. Das Verfahren 400 kann dann enden.
  • 6 zeigt eine Beispielzeitlinie 600 zum Messen des Kraftstoffdampfdrucks und der Kraftstofftemperatur unter Verwendung des hier im Hinblick auf 4 beschriebenen Verfahrens. Die Zeitlinie 600 umfasst ein Diagramm 605, das die Zeit seit dem Ausschalten über die Zeit angibt. Die Linie 607 stellt einen Schwellenwert für eine Zeit seit dem Ausschalten dar. Die Zeitlinie 600 umfasst auch ein Diagramm 610, das den Kraftmaschinenzustand über die Zeit angibt; ein Diagramm 615, das die Kraftstofftemperatur über die Zeit angibt; ein Diagramm 620, das die Saugpumpenspannung über die Zeit angibt; und ein Diagramm 625, das den Kraftstoffleitungsdruck über die Zeit angibt.
  • Zum Zeitpunkt T0 ist die Kraftmaschine ausgeschaltet, wie durch das Diagramm 615 gezeigt. Die Zeit seit dem Ausschalten nimmt folglich in Richtung eines Zeitschwellenwerts Tt zu, wie durch das Diagramm 605 und die Linie 607 gezeigt. In einer Ausführungsform kann der durch die Linie 607 dargestellte Zeitschwellenwert Tt eine Menge an Zeit seit dem Ausschalten darstellen, damit das ganze Fahrzeugsystem, einschließlich des Kraftstoffsystems, isotherm wird. In dieser Weise kann ein Kraftmaschinenkaltstart identifiziert werden, wenn die Zeit seit dem Ausschalten größer ist als der Schwellenwert Tt. In einer anderen Ausführungsform können eine oder mehrere Fahrzeugsystem-Temperaturen, wie z. B. die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur und/oder Kraftstoffsystemtemperatur, bewertet werden, um einen Kraftmaschinenkaltstart zu identifizieren.
  • Zum Zeitpunkt T1 ändert sich der Kraftmaschinenzustand von aus auf ein, wie durch das Diagramm 610 gezeigt. Wie durch das Diagramm 605 gezeigt, liegt die Zeit seit dem Ausschalten über dem durch die Linie 607 gezeigten Schwellenwert Tt, was auf einen Kraftmaschinenkaltstart hinweist. In Reaktion auf das Kraftmaschineneinschalten setzt der Zähler für die Zeit seit dem Ausschalten auf null zurück.
  • In Reaktion auf die Kraftmaschinenkaltstartbedingungen steuert nach dem Zeitpunkt T1 die Steuereinheit 170 die Hubkraftstoffpumpe 130 unter Verwendung eines gepulsten Steuerverfahrens, wie vorstehend im Hinblick auf 4 beschrieben. Insbesondere umfasst die zur Saugpumpe 130 gelieferte Saugpumpenspannung eine Reihe von zeitlich kurzen Spannungsimpulsen, wie durch das Diagramm 620 dargestellt. Während jedes Spannungsimpulses nimmt der Kraftstoffleitungsdruck (d. h. der durch den Drucksensor 148 gemessene Druck im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang) zu, wie durch das Diagramm 525 dargestellt. Die Kraftstofftemperatur (d. h. die durch den Temperatursensor 138 im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang gemessene Temperatur) nimmt allmählich zu, während die Kraftmaschine sich aufwärmt, wie durch das Diagramm 515 angegeben. Wie durch die Diagramme 520 und 515 gezeigt, kann die Saugpumpenspannung während jedes Impulses auf der Basis der Kraftstofftemperatur zunehmen.
  • In einer Beispielausführungsform ist ein Grenzzyklus definiert, wo Kraftstoffdampf detektiert wird und die Saugpumpe gepulst wird, um Kraftstoffdampf zu beseitigen. Das Verkürzen des Grenzzyklus erhöht die Datenrate. Der Grenzzyklus wird verkürzt, indem die Saugpumpenimpulse kurz in der Dauer oder klein in der Spannung gemacht werden. Alternativ kann das Kraftstoffsystem die Saugpumpe mit dem Ziel pulsen, den Saugpumpendruck auf nahe den Druckentlastungspunkt (durch das Druckentlastungsventil 155 festgelegt) zu erhöhen, um die Anzahl von Grenzzyklen zu minimieren.
  • Die Steuereinheit 170 kann den Kraftstoffleitungsdruck und die entsprechende Kraftstofftemperatur vor jedem Saugpumpenspannungsimpuls aufzeichnen, da der Kraftstoffleitungsdruck einem Dampfdruck bei der entsprechenden Kraftstofftemperatur entspricht, wie vorstehend hier erörtert. Die Sammlung von erhaltenen Dampfdruck- und Temperaturmessungen kann dann verwendet werden, um die Kraftstoffflüchtigkeit und/oder die Kraftstoffzusammensetzung zu bestimmen, wie vorstehend hier beschrieben. Schließlich erreicht die Kraftstofftemperatur einen Schwellenwert (nicht dargestellt), woraufhin das Saugpumpenspannungspulsen, das durch das Diagramm 520 dargestellt ist, aufhören kann, während normale Betriebssteuerverfahren verwendet werden können, um die Saugpumpe zu steuern.
  • Wie hier beschrieben, wird in einer Beispielkonfiguration ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs über eine Steuereinheit in Kombination mit verschiedenen Sensoren und Aktuatoren sowie anderen Fahrzeugkomponenten geschaffen, einschließlich während eines Kraftmaschinenstarts, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war, des aktiven Steuerns des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffsystem auf ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von größer als null und dann des Aufzeichnens des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur im Kraftstoffsystem. In einem Beispiel umfasst das Verfahren das Durchführen der aktiven Steuerung, erst nachdem die Kraftmaschine für mindestens die minimale Dauer ausgeschaltet war, ansonsten nicht das Durchführen der aktiven Steuerung des Kraftstoffdrucks und dann der Aufzeichnung.
  • In einem Beispiel umfasst das aktive Steuern des Kraftstoffdrucks das Pulsen einer Kraftstoffpumpe. In einigen Beispielen umfasst die Kraftstoffpumpe eine Hubkraftstoffpumpe oder eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe.
  • In einem anderen Beispiel wird das Aufzeichnen des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur in Reaktion auf eine Detektion von Kraftstoffdampf durchgeführt. Die Detektion von Kraftstoffdampf umfasst beispielsweise das Erfassen einer Verringerung der Volumeneffizienz der Kraftstoffpumpe. Als anderes Beispiel umfasst die Detektion von Kraftstoffdampf das Erfassen einer Verringerung von Druckpulsationen in der Kraftstoffleitung nahe der Kraftstoffpumpe, beispielsweise wie durch einen Drucksensor im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang gemessen. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren weiterhin das aktive Steuern des Kraftstoffdrucks nach dem Aufzeichnen und in Reaktion auf den erfassten Kraftstoffdruck und die erfasste Kraftstofftemperatur. Dieses Verfahren ermöglicht die Charakterisierung einer Kurve des Dampfs eines Fluids als Funktion der Temperatur und kann daher diese umfassen. Dampfdruckdatenpunkte werden über einen Bereich von Kraftstofftemperaturen genommen. Die Kraftstofftemperatur kann entweder gemessen oder abgeleitet werden. Da dieser Datensatz unbequem zu handhaben sein kann, können die Daten auf eine Zwei-Parameter-Charakteristik durch Anpassen der Daten an die August-Gleichung reduziert werden. Für einige Zwecke kann es nützlich sein, diesen weiter zu reduzieren auf einfach eine Ein-Parameter-Charakterisierung: RVP (Kraftstoffdampfdruck bei 100 °F).
  • In einem Beispiel umfasst das Verfahren weiterhin das Bestimmen der Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis des aufgezeichneten erfassten Kraftstoffdrucks und der aufgezeichneten erfassten Kraftstofftemperatur und das Einstellen des Kraftmaschinenbetriebs während anschließender Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen auf der Basis der bestimmten Kraftstoffflüchtigkeit über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit. In einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren weiterhin das Bestimmen der Kraftstoffzusammensetzung auf der Basis des aufgezeichneten erfassten Kraftstoffdrucks und der aufgezeichneten erfassten Kraftstofftemperatur und das Einstellen des Kraftmaschinenbetriebs während anschließender Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen auf der Basis der bestimmten Kraftstoffzusammensetzung über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit.
  • Aufgrund der Kraftmaschinenkaltstartbedingungen kann die Temperatur durch das Fahrzeug während des Kraftmaschinenkaltstarts als im Wesentlichen gleichmäßig betrachtet werden. Die Temperaturunsicherheit ist unter dieser Bedingung am niedrigsten. Weiterhin können das Fahrzeug und das Kraftstoffsystem insbesondere als isotherm während des Kraftmaschinenaufwärmens betrachtet werden. In dieser Weise kann die Temperatur am heißesten Punkt in Kontakt mit dem Kraftstoff und folglich die Temperatur, die den Dampfdruck festlegt, an einem Ort gemessen und/oder abgeleitet werden, der von der Nähe zum heißesten Punkt in Kontakt mit dem Kraftstoff unabhängig ist. In einigen Beispielen umfasst die Aufzeichnung der erfassten Kraftstofftemperatur folglich das Aufzeichnen einer erfassten Temperatur mit einer Kraftstoffsystemtemperatur, einer Turbinenauslasstemperatur, einer Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur, einer Luftladungstemperatur, einer Krümmerladungstemperatur, einer Drosselklappenladungstemperatur, einer Zylinderkopftemperatur, einer Umgebungslufttemperatur, einer Kraftmaschinenöltemperatur und/oder einer Kraftstoffverteilerleitungs-Temperatur.
  • Wie hier beschrieben, umfasst weiterhin in einer anderen Beispiel-Konfiguration ein Kraftstoffsystem für eine Kraftmaschine einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält, eine Kraftstoffpumpe, die innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, den Kraftstoff zu einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zu pumpen, die mit der Kraftmaschine gekoppelt sind, einen Temperatursensor, der mit einem Kraftstoffdurchgang gekoppelt ist, der die Kraftstoffpumpe mit der einen oder den mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen verbindet, und einen Drucksensor, der mit dem Kraftstoffdurchgang gekoppelt ist. Das System umfasst weiterhin eine Steuereinheit, die mit Befehlen konfiguriert ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit aktiv den Kraftstoffdruck im Kraftstoffdurchgang während eines Kraftmaschinenstarts steuert, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war, und eine erfasste Temperatur vom Temperatursensor und einen erfassten Druck vom Drucksensor aufzeichnet.
  • In einem Beispiel umfasst das aktive Steuern des Kraftstoffdrucks das Pulsen der Kraftstoffpumpe, um den Kraftstoffdruck auf ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von größer als null zu bringen. In einigen Beispielen wird die Kraftstoffpumpe in Reaktion auf eine Detektion von Kraftstoffdampf gepulst. In einem Beispiel umfasst die Detektion von Kraftstoffdampf das Erfassen einer Verringerung der Volumeneffizienz der Kraftstoffpumpe. In einem anderen Beispiel umfasst die Detektion von Kraftstoffdampf das Erfassen einer Verringerung von Druckpulsationen im Niederdruck-Kraftstoffdurchgang.
  • In einem anderen Beispiel ist die Steuereinheit weiterhin mit Befehlen konfiguriert, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit eine Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis der aufgezeichneten Temperatur und des aufgezeichneten Drucks berechnet. In noch einem anderen Beispiel ist die Steuereinheit weiterhin mit Befehlen konfiguriert, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit eine Kraftstoffzusammensetzung auf der Basis der aufgezeichneten Temperatur und des aufgezeichneten Drucks bestimmt. In einem anderen Beispiel ist die Steuereinheit weiterhin mit Befehlen konfiguriert, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit eine oder mehrere Steuerroutinen auf der Basis der aufgezeichneten Temperatur und des aufgezeichneten Drucks aktualisiert.
  • Wie hier beschrieben, umfasst in noch einer anderen Beispielkonfiguration ein Verfahren das Pulsen einer Kraftstoffpumpe in Reaktion auf einen Kraftmaschinenkaltstart und das Bestimmen einer Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur auf der Basis des Kraftstoffdrucks und der Kraftstofftemperatur, während die Kraftstoffpumpe in Reaktion auf eine Verringerung der DI-Pumpenvolumeneffizienz gepulst wird. In einem Beispiel basiert eine Dauer des Pulsens der Kraftstoffpumpe auf einer vor dem Pulsen erfassten Temperatur. Das Verfahren umfasst weiterhin über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit das Einstellen einer Kraftmaschinen-Kraftstoffeinspritzung auf der Basis der bestimmten Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur während des Kraftmaschinen-Verbrennungsbetriebs, wobei die Kraftmaschinen-Steuereinheit weiterhin die Kraftstoffpumpe pulst und Befehle umfasst, um die Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur auf der Basis des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur zu bestimmen.
  • In einem Beispiel wird ein Tastverhältnis des Pulsens der Kraftstoffpumpe auf der Basis einer unmittelbar vor dem Pulsen erfassten Temperatur eingestellt. In einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren weiterhin das Bestimmen einer Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis des Kraftstoffdrucks und der Kraftstofftemperatur. Das Verfahren umfasst weiterhin über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit das Einstellen von einem oder mehreren Kraftmaschinensteuerverfahren auf der Basis der Kraftstoffflüchtigkeit.
  • In einem Beispiel umfasst der Kraftmaschinenkaltstart ein Kraftmaschineneinschalten, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war. In einem anderen Beispiel umfasst der Kraftmaschinenkaltstart ein Kraftmaschineneinschalten, wenn die Kraftmaschine und das Kraftstoffsystem im thermischen Gleichgewicht und unter einem Temperaturschwellenwert sind.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen Beispiel-Steuer- und Abschätzroutinen bei verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und Steuerroutinen können als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem mit der Steuereinheit in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und einer anderen Kraftmaschinenhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. An sich können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispielausführungsformen zu erreichen, sondern ist für eine leichte Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Operationen und/oder oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie wiederholt durchgeführt werden. Weiterhin können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen graphisch einen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code darstellen, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Befehle in einem System mit den verschiedenen Kraftmaschinen-Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuereinheit ausgeführt werden.
  • Es ist zu erkennen, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einer begrenzenden Hinsicht betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als die Integration von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente 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 von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen breiter, schmäler, gleich oder anders sind, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet. Zeichenerklärung Fig. 4
    405 Betriebsbedingungen bewerten
    410 Kraftmaschinenkaltstart?
    YES JA
    NO NEIN
    415 Betriebsbedingungen aufrechterhalten
    END ENDE
    420 Saugpumpe pulsen, um die Niederdruck-Kraftstoffleitung und den DI-Pumpeneinlass mit Druck zu beaufschlagen
    425 Erfassten Kraftstoffleitungsdruck und erfasste Kraftstofftemperatur bei der Detektion von Kraftstoffdampf am DI-Pumpeneinlass aufzeichnen
    430 Saugpumpe pulsen, um Kraftstoffleitungsdruck wiederherzustellen
    435 Kraftstofftemperatur > Schwellenwert?
    440 RVP aus aufgezeichneten Kraftstoffleitungsdruck- und Kraftstofftemperaturmessungen bestimmen
    445 Kraftstoffzusammensetzung aus aufgezeichneten Kraftstoffleitungsdruck- und Kraftstofftemperaturmessungen bestimmen
    450 Einen oder mehrere Betriebsparameter auf der Basis des bestimmten RVP und der bestimmten Kraftstoffzusammensetzung aktualisieren

Claims (20)

  1. Verfahren für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: während eines Kraftmaschinenstarts, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war, aktives Steuern des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffsystem auf ein Dampf/Flüssigkeits-Volumenverhältnis von größer als null und dann Aufzeichnen des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur im Kraftstoffsystem.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aktive Steuern des Kraftstoffdrucks das Pulsen einer Kraftstoffpumpe umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Aufzeichnen des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur in Reaktion auf eine Detektion von Kraftstoffdampf durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Detektion von Kraftstoffdampf das Erfassen einer Verringerung der Volumeneffizienz der Kraftstoffpumpe umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, das weiterhin das aktive Steuern des Kraftstoffdrucks nach dem Aufzeichnen und in Reaktion auf den erfassten Kraftstoffdruck und die erfasste Kraftstofftemperatur umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiterhin das Bestimmen der Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis des aufgezeichneten erfassten Kraftstoffdrucks und der aufgezeichneten erfassten Kraftstofftemperatur und das Einstellen des Kraftmaschinenbetriebs während anschließender Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen auf der Basis der bestimmten Kraftstoffflüchtigkeit über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das weiterhin das Bestimmen der Kraftstoffzusammensetzung auf der Basis des aufgezeichneten erfassten Kraftstoffdrucks und der aufgezeichneten erfassten Kraftstofftemperatur und das Einstellen des Kraftmaschinenbetriebs während anschließender Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen auf der Basis der bestimmten Kraftstoffzusammensetzung über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Aufzeichnen der erfassten Kraftstofftemperatur das Aufzeichnen einer erfassten Temperatur, welche eine Kraftstoffsystemtemperatur und/oder eine Turbinenauslasstemperatur und/oder einer Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur und/oder eine Luftladungstemperatur und/oder eine Krümmerladungstemperatur und/oder eine Drosselklappenladungstemperatur und/oder eine Zylinderkopftemperatur und/oder eine Umgebungslufttemperatur und/oder eine Kraftmaschinenöltemperatur und/oder eine Kraftstoffverteilerleitungs-Temperatur umfasst.
  9. Kraftstoffsystem für eine Kraftmaschine, das umfasst: einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält; eine Kraftstoffpumpe, die innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, den Kraftstoff zu einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zu pumpen, die mit der Kraftmaschine gekoppelt sind; einen Temperatursensor, der mit einem Kraftstoffdurchgang gekoppelt ist, der die Kraftstoffpumpe mit der einen oder den mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen verbindet; einen Drucksensor, der mit dem Kraftstoffdurchgang gekoppelt ist; eine Steuereinheit, die mit Befehlen konfiguriert ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit: aktiv den Kraftstoffdruck im Kraftstoffdurchgang während eines Kraftmaschinenstarts steuert, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war; und eine erfasste Temperatur vom Temperatursensor und einen erfassten Druck vom Drucksensor aufzeichnet.
  10. Kraftstoffsystem nach Anspruch 9, wobei das aktive Steuern des Kraftstoffdrucks das Pulsen der Kraftstoffpumpe umfasst, um den Kraftstoffdruck auf ein Dampf/Flüssigkeits-Volumen von größer als null zu bringen.
  11. Kraftstoffsystem nach Anspruch 10, wobei die Kraftstoffpumpe in Reaktion auf eine Detektion von Kraftstoffdampf gepulst wird.
  12. Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, wobei die Detektion von Kraftstoffdampf das Erfassen einer Verringerung der Volumeneffizienz der Kraftstoffpumpe umfasst.
  13. Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Steuereinheit weiterhin mit Befehlen konfiguriert ist, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit eine Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis der aufgezeichneten Temperatur und des aufgezeichneten Drucks berechnet.
  14. Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Steuereinheit weiterhin mit Befehlen konfiguriert ist, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit eine Kraftstoffzusammensetzung auf der Basis der aufgezeichneten Temperatur und des aufgezeichneten Drucks bestimmt.
  15. Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Steuereinheit weiterhin mit Befehlen konfiguriert ist, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit eine oder mehrere Steuerroutinen auf der Basis der aufgezeichneten Temperatur und des aufgezeichneten Drucks aktualisiert.
  16. Verfahren, das umfasst: Pulsen einer Kraftstoffpumpe in Reaktion auf einen Kraftmaschinenkaltstart; und Bestimmen einer Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur auf der Basis des Kraftstoffdrucks und der Temperatur, während die Kraftstoffpumpe in Reaktion auf eine Verringerung der DI-Pumpenvolumeneffizienz gepulst wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Dauer des Pulsens der Kraftstoffpumpe auf einer Temperatur basiert, die vor dem Pulsen erfasst wird, wobei das Verfahren weiterhin über eine Kraftmaschinen-Steuereinheit das Einstellen der Kraftmaschinen-Kraftstoffeinspritzung auf der Basis der bestimmten Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur während eines Kraftmaschinenverbrennungsbetriebs umfasst, wobei die Kraftmaschinen-Steuereinheit weiterhin die Kraftstoffpumpe pulst und Befehle umfasst, um die Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur auf der Basis des erfassten Kraftstoffdrucks und der erfassten Kraftstofftemperatur zu bestimmen.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei ein Tastverhältnis des Pulsens der Kraftstoffpumpe auf der Basis einer unmittelbar vor dem Pulsen erfassten Temperatur eingestellt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, das weiterhin das Bestimmen einer Kraftstoffflüchtigkeit auf der Basis der Charakteristik des Kraftstoffdampfdrucks als Funktion der Temperatur umfasst.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der Kraftmaschinenkaltstart ein Kraftmaschineneinschalten umfasst, nachdem die Kraftmaschine für mindestens eine minimale Dauer ausgeschaltet war.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602008006229D1 (de) * 2007-09-20 2011-05-26 Scion Sprays Ltd Messung des Dampfgehalts eines Kraftstoffs
US9850853B2 (en) * 2013-03-29 2017-12-26 Ford Global Technologies, Llc Estimating vehicle fuel Reid vapor pressure
JP6206343B2 (ja) * 2014-06-26 2017-10-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
US10563611B2 (en) * 2014-12-19 2020-02-18 Ford Global Technologies, Llc Fuel delivery system and method for operation of a fuel delivery system
DE102015201414A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine
JP2017075541A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 株式会社デンソー エンジンシステムの異常検出装置
DE102016212233B4 (de) * 2016-07-05 2021-09-23 Ford Global Technologies, Llc Direkteinspritzende aufgeladene Brennkraftmaschine mit Kraftstoffhochdruckpumpe
US10189466B2 (en) 2016-11-30 2019-01-29 Ford Global Technologies, Llc Identifying in-range fuel pressure sensor error
US10011269B2 (en) 2016-11-30 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc Identifying in-range fuel pressure sensor error
US10072600B1 (en) 2017-03-08 2018-09-11 Ford Global Technologies, Llc Method and system for port fuel injection
US10697390B2 (en) * 2018-04-06 2020-06-30 GM Global Technology Operations LLC Gasoline reid vapor pressure detection system and method for a vehicle propulsion system
JP7135950B2 (ja) * 2019-03-15 2022-09-13 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の診断装置

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3967598A (en) 1971-06-30 1976-07-06 The Bendix Corporation Combined electric fuel pump control circuit intermittent injection electronic fuel control systems
US3822677A (en) 1971-06-30 1974-07-09 Bendix Corp Electric fuel pump control circuit for intermittent injection electronic fuel control systems
ES2114936T3 (es) 1991-05-15 1998-06-16 Orbital Eng Pty Un sistema de alimentacion de combustible para un motor de inyeccion de combustible.
US6024064A (en) 1996-08-09 2000-02-15 Denso Corporation High pressure fuel injection system for internal combustion engine
US5878727A (en) 1997-06-02 1999-03-09 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for estimating fuel vapor pressure
JP3856252B2 (ja) * 1997-07-15 2006-12-13 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料供給量制御装置
JPH1182134A (ja) 1997-09-03 1999-03-26 Fuji Heavy Ind Ltd 筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装置及び制御装置
US5884610A (en) 1997-10-10 1999-03-23 General Motors Corporation Fuel reid vapor pressure estimation
US5937826A (en) 1998-03-02 1999-08-17 Cummins Engine Company, Inc. Apparatus for controlling a fuel system of an internal combustion engine
DE19810867C2 (de) 1998-03-13 2000-02-24 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffpumpen-Anordnung
US6694950B2 (en) 1999-02-17 2004-02-24 Stanadyne Corporation Hybrid control method for fuel pump using intermittent recirculation at low and high engine speeds
US6196203B1 (en) 1999-03-08 2001-03-06 Delphi Technologies, Inc. Evaporative emission control system with reduced running losses
US6491025B2 (en) 1999-12-14 2002-12-10 Governors America Corp. Controlled nozzle injection method and apparatus
US6394424B2 (en) * 2000-06-06 2002-05-28 Walbro Corporation Carburetor with diaphragm type fuel pump
US6499476B1 (en) * 2000-11-13 2002-12-31 General Motors Corporation Vapor pressure determination using galvanic oxygen meter
DE10115324A1 (de) 2001-03-28 2002-10-17 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffsystem
DE10217379B4 (de) 2002-04-18 2008-12-11 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung der Kraftstoffqualität und zugehöriges Verfahren
US6679225B2 (en) * 2002-05-16 2004-01-20 Delphi Technologies, Inc. Compensation for fuel volatility for internal combustion engine start and run
US6935311B2 (en) 2002-10-09 2005-08-30 Ford Global Technologies, Llc Engine control with fuel quality sensor
JP4045594B2 (ja) 2003-04-08 2008-02-13 株式会社デンソー 蓄圧式燃料噴射装置
US6988488B2 (en) 2003-04-15 2006-01-24 Visteon Global Technologies, Inc. Fuel pressure relief valve
US6854321B2 (en) 2003-06-30 2005-02-15 State Of California, Bureau Of Automotive Repair Temperature, vapor space and fuel volatility-compensated evaporative emissions system leak test method
US20050257779A1 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Visteon Global Technologies, Inc. Multiple speed fuel pump control module
JP2005337090A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd 車輌の燃料供給装置
JP2005337182A (ja) 2004-05-28 2005-12-08 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃圧制御装置
JP4260079B2 (ja) 2004-08-06 2009-04-30 株式会社日本自動車部品総合研究所 内燃機関の燃料性状計測装置および内燃機関
DE102005043817A1 (de) 2005-09-13 2007-03-22 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe
US7759010B2 (en) 2006-01-27 2010-07-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Pulsed coolant control for improved stack cold starting
DE602008006229D1 (de) * 2007-09-20 2011-05-26 Scion Sprays Ltd Messung des Dampfgehalts eines Kraftstoffs
US20090090331A1 (en) 2007-10-04 2009-04-09 Ford Global Technologies, Llc Volumetric Efficiency Based Lift Pump Control
US7966984B2 (en) * 2007-10-26 2011-06-28 Ford Global Technologies, Llc Direct injection fuel system with reservoir
US8061329B2 (en) 2007-11-02 2011-11-22 Ford Global Technologies, Llc Lift pump control for a two pump direct injection fuel system
US7640916B2 (en) 2008-01-29 2010-01-05 Ford Global Technologies, Llc Lift pump system for a direct injection fuel system
US20100332108A1 (en) 2008-02-25 2010-12-30 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel vapor pressure measuring device
FR2936569B1 (fr) * 2008-09-30 2011-07-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de demarrage d'un moteur a combustion interne.
DE102008043217A1 (de) 2008-10-28 2010-04-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine
US7832375B2 (en) 2008-11-06 2010-11-16 Ford Global Technologies, Llc Addressing fuel pressure uncertainty during startup of a direct injection engine
US8483932B2 (en) 2009-10-30 2013-07-09 Ford Global Technologies, Llc Fuel delivery system control strategy
IT1401819B1 (it) 2010-09-23 2013-08-28 Magneti Marelli Spa Pompa carburante per un sistema di iniezione diretta.
US8776764B2 (en) 2011-01-04 2014-07-15 Ford Global Technologies, Llc Fuel system for a multi-fuel engine
JP5585501B2 (ja) * 2011-03-15 2014-09-10 株式会社デンソー 燃料供給装置
FR2975436B1 (fr) 2011-05-20 2015-08-07 Continental Automotive France Systeme d'injection directe de carburant adaptatif
US9243596B2 (en) 2011-09-13 2016-01-26 Continental Automotive Systems, Inc. Pressure operated mechanical flow control valve for gasoline direct injection pump
KR101294190B1 (ko) 2011-11-30 2013-08-08 기아자동차주식회사 Ｇｄｉ엔진의 저압연료펌프 제어방법
US9080525B2 (en) * 2012-04-02 2015-07-14 Ford Global Technologies, Llc Fuel component identification
EP2888483A4 (de) 2012-08-24 2016-08-17 Clarcor Engine Mobile Solutions Llc Integrierter bürstenloser gleichstrommotor und saugpumpe
US20140120440A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 GM Global Technology Operations LLC Coolant flow pulsing in a fuel cell system
US9422898B2 (en) 2013-02-12 2016-08-23 Ford Global Technologies, Llc Direct injection fuel pump
US9453466B2 (en) 2013-02-21 2016-09-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a fuel system
US9850853B2 (en) 2013-03-29 2017-12-26 Ford Global Technologies, Llc Estimating vehicle fuel Reid vapor pressure
US9284931B2 (en) 2013-07-24 2016-03-15 Ford Global Technologies, Llc Engine fuel pump and method for operation thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018077620A1 (de) * 2016-10-28 2018-05-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur qualitätsbestimmung von flüssigem kraftstoff

Also Published As

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