DE102015217604A1

DE102015217604A1 - Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015217604A1
Application number: DE102015217604.5A
Authority: DE
Inventors: Hyun Kim; Ho Young Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: CN105673284A; CN105673284B; KR20160069886A; KR101679928B1; JP6635734B2; US9869265B2; DE102015217604B4; US20160160789A1; JP2016109117A

Abstract

Ein Steuerverfahren des heizbaren Injektorsystem für ein Fahrzeug mit einem Injektor, der Kraftstoff in einen Motor des Fahrzeugs einspritzt, und einer Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff zu dem Injektor zuführt, umfasst ein Aktivieren eines Heizelements zum Vorheizen des Injektors, ein Stoppen einer Kraftstoffzufuhr durch Stoppen eines Antriebs der Kraftstoffpumpe, und auf ein Stoppen der Kraftstoffzufuhr hin Reaktivieren des Heizelements zum Heizen des Injektors.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0176057 , die am 9. Dezember 2014 beim Korean Intellectual Property Office eingereicht wurde, wobei deren Offenbarung hierin gänzlich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem eines Fahrzeugs, und spezifischer auf ein Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem bzw. Einspritzsystem eines Fahrzeugs, welches dazu geeignet ist, eine Heizsteuerung zu optimieren, um eine Heizleistung zu verbessern.
HINTERGRUND
In dem Fall eines Motors, der als Kraftstoff Benzin, Ethanol oder dergleichen verwendet, ist einer der wichtigsten Faktoren zum Verbessern einer Leistung und einer Kraftstoffeffizienz und zum Verringern von Abgas die Verbesserung der Verbrennungseigenschaften. Ein Verbrennungsvorgang eines allgemeinen Motors mit Fremdzündung ist ein Vorgang des Typs mit einer Diffusionsflamme, bei dem eine Flamme von einer Zündquelle aus expandiert wird, wenn der Kraftstoff mit Luft gemischt wird, und das Kraftstoffluftgemisch durch eine Zündkerze entzündet wird, wie in den nachfolgenden Zeichnungen gezeigt.
Um die Verbrennungseigenschaften bei der vorgemischten Verbrennung zu verbessern, sollte die Partikelgröße des Kraftstoffs klein sein und der Kraftstoff sollte leicht verdampft und leicht mit Luft gemischt werden. In dieser Hinsicht wurden aktiv Technologien zum Verbessern von Sprüh- bzw. Einspritzeigenschaften des Injektors und von Strömungseigenschaften in der Verbrennungskammer entwickelt und eingesetzt. Verbrennungseigenschaften bei einer niedrigen Temperatur verschlechtern sich allgemein aufgrund einer Verschlechterung der Verdampfungseigenschaften des Kraftstoffs. Um die Inbetriebnahmeleistung bzw. Startupleistung zum Zeitpunkt eines Kaltstarts zu verbessern, wird daher die Kraftstoffmenge erhöht, eine Stromerzeugung eines Alternators wird untersagt, und eine Mehrfachzündung oder dergleichen wird eingesetzt, wodurch die Inbetriebnahme bzw. Startupleistung verbessert wird.
Um die Verbrennungseigenschaften bei niedriger Temperatur zu verbessern, besteht daher eine Notwendigkeit zum Verbessern einer Startupleistung, und zwar durch Optimieren einer Heizsteuerung in dem System, bei dem zum Erhöhen der Temperatur des Kraftstoffs ein heizbarer Injektor eingesetzt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die vorstehend erwähnten Probleme, die beim Stand der Technik auftreten, zu lösen, während durch den Stand der Technik erzielte Vorteile intakt beibehalten werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug, welches dazu geeignet ist, eine Heizsteuerung für einen heizbaren Injektor zu optimieren, zum Verbessern einer Startupleistung, um Verbrennungseigenschaften bei einer niedrigen Temperatur zu verbessern.
Die technischen Ziele der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorstehend erwähnten technischen Ziele beschränkt, und andere technische Ziele, die nicht erwähnt sind, gehen für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuerverfahren für das heizbare Injektorsystem für ein Fahrzeug, mit einem Injektor, der Kraftstoff in einen Motor des Fahrzeugs einspritzt, und einer Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff zu dem Injektor zuführt: Aktivieren eines Heizelements zum Vorheizen des Injektors, Stoppen einer Kraftstoffzufuhr durch Stoppen des Antriebs der Kraftstoffpumpe, und auf ein Stoppen der Kraftstoffzufuhr hin bzw. beim Stoppen der Kraftstoffzufuhr Reaktivieren des Heizelements, um den Injektor zu heizen.
Details von Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und anderen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich erscheinen.
1 ist ein Blockdiagramm eines Steuerverfahrens für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug, welches ein Beispiel eines Anlassvorhersageschritts ("cranking predicting step") von 2 einschließt.
4 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug, welches ein weiteres Beispiel des Anlassvorhersageschritts von 2 einschließt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung und Verfahren, um diese zu erreichen, werden anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert, die nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben sind.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen, welche hierin offenbart sind, beschränkt, sondern wird in unterschiedlichen Formen implementiert. Die beispielhaften Ausführungsformen dienen einer gründlichen Offenbarung und sind dafür vorgesehen, dass der Fachmann den Rahmen der vorliegenden Erfindung leicht verstehen kann. Daher wird die vorliegende Erfindung durch den Rahmen der beigefügten Ansprüche definiert. Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen durch die Beschreibung hin entsprechende Elemente.
Hiernach wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ein Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In einem Fahrzeug, welches Benzin verwendet, gibt es für Benzin einen separaten Hilfskraftstofftank für die Inbetriebnahme bzw. für den Startup bei einer niedrigen Temperatur in dem Fahrzeugmotor. Ein heizbares Injektorsystem ist ein System, bei dem ein Injektor erwärmt bzw. geheizt wird, der mit Kraftstoff versorgt wird, um eine Temperatur des Kraftstoffs zu erhöhen, um die Startupleistung bei einer niedrigen Temperatur zu verbessern. Unter Bezugnahme auf 1 ist bei dem geheizten Injektorsystem ein Heizelement 11 in dem Injektor eingebettet, und das Aktivieren oder Reaktivieren des Heizelements 11 wird durch eine Steuerung 10 gesteuert, sodass die Temperatur des Kraftstoffs auf ein Niveau erhöht wird, bei dem eine Verbrennung durchgeführt werden kann.
Ein Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Einspritzen des Kraftstoffs in einen Motor mittels eines Injektors und ein Zuführen des Kraftstoffs zu dem Injektor mittels einer Kraftstoffpumpe 13. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug einen Vorheizschritt S5, bei dem das Heizelement 11 aktiviert wird, um den Injektor vorzuheizen.
Das Verfahren umfasst auch einen Kraftstoffzuführstoppschritt S7, bei dem der Antrieb der Kraftstoffpumpe 13 gestoppt wird. Das Verfahren umfasst auch einen Hauptheizschritt S9, bei dem das Heizelement 11 reaktiviert wird, und zwar nach dem Kraftstoffzuführstoppschritt S7, um den Injektor zu heizen. Der Vorheizschritt S5 wird vor dem Hauptheizschritt S9 ausgeführt. Die Steuerung 10 führt den Vorheizschritt S5 vor dem Hauptheizschritt S9 aus. Daher ist gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der verwandten Technik ein zusätzlicher Heizschritt vorgesehen.
Das Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Kraftstoffpumpenantriebsschritt S3, der gleichzeitig mit oder nach dem Vorheizschritt S5 ausgeführt wird.
Die Steuerung 10 kann den Vorheizschritt S5 im Voraus, vor dem Kraftstoffpumpenantriebschritt S3, ausführen. Die Steuerung 10 kann den Kraftstoffpumpenantriebschritt S3 und den Vorheizschritt S5 gleichzeitig ausführen.
Der Vorheizschritt S5 und der Kraftstoffpumpenantriebschritt S3 werden beendet, wenn eine vorbestimmte Betätigungszeitdauer abgelaufen ist.
Die Steuerung 10 führt den Vorheizschritt S5 und den Kraftstoffpumpenantriebschritt S3 während der vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise 1 bis 3 Sekunden) durch.
Der Vorheizschritt S5 und der Kraftstoffpumpenantriebschritt S3 werden beendet, wenn ein Druck des Kraftstoffs einem vorbestimmten Druck entspricht. Die Steuerung 10 ist mit einem Drucksensor 17 verbunden. Der Drucksensor 17 erfasst den Druck des in den Injektor eingeführten Kraftstoffs.
Wenn der Druck des Kraftstoffs einen vorbestimmten Druck erreicht, ermittelt die Steuerung 10, dass der Kraftstoff komplett in den Injektor eingefüllt ist. Daher ermittelt die Steuerung 10, dass keine Notwendigkeit besteht, die Kraftstoffpumpe 13 länger anzutreiben, sodass der Kraftstoffpumpenstoppschritt S7 ausgeführt wird, um den Antrieb der Kraftstoffpumpe 13 zu stoppen.
Eine Zeitdauer des Vorheizschritts S5 ist festgelegt, länger zu sein als diejenige des Kraftstoffpumpenantriebschritts S3. Die Steuerung 10 kann eine Heizzeitdauer in Abhängigkeit einer Umgebungstemperatur einstellen bzw. anpassen. Daher kann der Vorheizschritt S5 fortgesetzt werden, selbst nachdem der Kraftstoff vollständig in den Injektor eingefüllt ist.
Das Steuerverfahren des geheizten Injektorsystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner, vor dem Vorheizschritt S3, einen Temperaturmessschritt S1, der zum Messen der Kühlmitteltemperatur oder der Umgebungstemperatur durchgeführt wird. Ein Temperatursensor 15 misst die Kühlmitteltemperatur oder die Umgebungstemperatur. Der Temperatursensor 15 übermittelt den Messwert an die Steuerung 10. Die Steuerung 10 ermittelt die Umgebungstemperatur durch den Messwert, der durch den Temperatursensor 15 bereitgestellt wird.
Der Vorheizschritt S5 und der Hauptheizschritt S9 können durchgeführt werden, wenn die in dem Temperaturmessschritt S1 gemessene Temperatur identisch ist mit oder geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur. Die Steuerung 10 ermittelt eine Notwendigkeit für den Vorheizschritt S5 und den Hauptheizschritt S9 auf Basis der Umgebungstemperatur.
Das Steuerverfahren des heizbaren Injektorsystems für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Anlassvorhersageschritt S8, nach dem Kraftstoffzuführstoppschritt S7 und vor dem Hauptheizschritt S9. Der Anlassvorhersageschritt S8 ist ein Schritt zum Vorhersagen, ob ein Fahrer die Absicht hat oder nicht, den Motor zu betätigen. Die Steuerung 10 ermittelt durch den Anlassvorhersageschritt S8 nach dem Kraftstoffzuführstoppschritt S7, ob eine Notwendigkeit besteht, um den Hauptheizschritt S9 auszuführen oder nicht.
Der Anlassvorhersageschritt S8 dient zum Vorhersagen einer Absicht des Fahrers, den Motor zu starten, auf Basis einer vorbestimmten Inbetriebnahmevorbedingung bzw. Startupvorbedingung, und der Hauptheizschritt S9 wird ausgeführt, wenn die vorbestimmte Startupvorbedingung in dem Anlassvorhersageschritt S8 erfüllt ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Startupvorbedingung einschließen, dass der Fahrer einen Schlüssel (zum Beispiel einen Zündschlüssel) dreht bzw. einschaltet, nachdem ein Sicherheitsgurt angeschnallt worden ist (als S18 in 3 gezeigt). In dem Anlassvorhersageschritt S8 kann die Steuerung 10 erfassen, ob die Startupvorbedingung erfüllt ist. Die Steuerung 10 empfängt ein Signal von einem Starter 18. Der Starter 18 übermittelt ein Signal, welches an die Steuerung 10 ein Einführen des Schlüssels angibt, einen Rotationsgrad des Schlüssels, oder ein Drücken des Schlüssels oder dergleichen.
Alternativ dazu kann, gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Startupvorbedingung einschließen, dass der Fahrer einen Schlüssel in einem Zustand einschaltet bzw. dreht, in welchem der Fahrer die Bremse drückt bzw. betätigt (in 4 als Schritt S28 gezeigt). Die Steuerung 10 kann auch ein Signal von einem Sicherheitsgurtanschnallsensor 19 empfangen. In dem Fall, in welchem der Fahrer die Bremse 16 betätigt, kann die Steuerung 10 vorhersagen, dass bald eine Inbetriebnahme bzw. ein Startup zum Fahren angefragt wird. Die Steuerung 10 kann ermitteln, dass der Fahrer in dem Fall, in welchem der Fahrer seinen Sicherheitsgurt anschnallt, das Fahrzeug fahren will, sodass vorhergesagt werden kann, dass die Anlassbetätigung („cranking operation“) angefragt werden wird. Die Steuerung 10 kann mit dem Sicherheitsgurtanschnallsensor 19 verbunden sein, um zu erfassen, ob der Fahrer den Sicherheitsgurt anschnallt oder nicht.
Mit dem Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, können ein Heizzeitpunkt und eine Heizzeitdauer effizient gesteuert werden. Der in dem Motor benötigte Kraftstoff kann zugeführt werden, und die Temperatur des Kraftstoffs kann zu derselben Zeit erhöht werden, indem eine Injektorheizsteuerung gleichzeitig mit dem Antrieben der Kraftstoffpumpe 13 ausgeführt wird, um die Startupleistung zu verbessern. Daher kann die am meisten effektive Steuerung zum Verbessern einer Startupleistung durchgeführt werden.
Das heißt, eine Heizzeitdauer bzw. ein Heizzeitpunkt zu dem Zeitpunkt des Anlassens, die eine Inbetriebnahmewartezeitdauer bzw. Startupwartezeitdauer zum Inbetriebnehmen bzw. für den Startup ist, kann verringert werden, wodurch eine Startupleistung effektiv verbessert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, können gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile erzielt werden.
Erstens können eine Startupleistung und eine Marktfähigkeit des Fahrzeugs verbessert werden.
Zweitens kann eine effektive Vorheizsteuerung durchgeführt werden, indem die Steuerung im Zusammenspiel ("interlock") mit einer Kraftstoffpumpensteuerlogik durchgeführt wird.
Drittens kann Abgas verringert werden, indem die Startupzeitdauer verringert wird und die Heizsteuerung optimal durchgeführt wird.
Die Effekte der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorstehend erwähnten Effekte beschränkt, und andere Effekte, die nicht erwähnt sind, erschließen sich dem Fachmann durch die beigefügten Ansprüche.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für illustrative Zwecke offenbart wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern der Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Abwandlungen, Zusätze und Substitutionen möglich sind, ohne den Rahmen und Bereich der Erfindung zu verlassen, wie in den begleitenden Ansprüchen offenbart. Dementsprechend sollten solche Modifikationen, Zusätze und Substitutionen auch als in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallend verstanden werden.
Bezugszeichenliste

10: Steuerung
11: Heizelement
13: Kraftstoffpumpe
15: Temperatursensor
16: Bremse
17: Drucksensor
18: Starter
19: Sicherheitsgurtanschnallsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2014-0176057 [0001]

Claims

Steuerverfahren für ein heizbares Injektorsystem für ein Fahrzeug mit einem Injektor, der Kraftstoff in einen Motor des Fahrzeugs einspritzt, und einer Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff zu dem Injektor zuführt, wobei das Verfahren umfasst: Aktivieren eines Heizelements zum Vorheizen des Injektors; Stoppen einer Kraftstoffzufuhr durch Stoppen eines Antriebs der Kraftstoffpumpe; und auf ein Stoppen der Kraftstoffzufuhr hin Reaktivieren des Heizelements, um den Injektor zu heizen.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: gleichzeitig mit oder nach dem Vorheizen Antreiben der Kraftstoffpumpe.
Steuerverfahren nach Anspruch 2, bei dem das Vorheizen und Antreiben der Kraftstoffpumpe beendet werden, wenn eine vorbestimmte Betätigungszeitdauer abgelaufen ist.
Steuerverfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Vorheizen und Antreiben der Kraftstoffpumpe beendet werden, wenn ein Druck des Kraftstoffs einem vorbestimmten Druck entspricht.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem eine Dauer des Vorheizens so festgelegt wird, dass sie länger ist als diejenige des Antriebs der Kraftstoffpumpe.
Steuerverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner umfasst: vor dem Vorheizen Messen einer Kühlmitteltemperatur oder einer Umgebungstemperatur.
Steuerverfahren nach Anspruch 6, bei dem das Vorheizen des Injektors und das Heizen mit dem Injektor ausgeführt werden, wenn die gemessene Temperatur identisch ist mit oder geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur.
Steuerverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner umfasst: auf ein Stoppen der Kraftstoffpumpe hin und vor dem Heizen des Injektor Vorhersagen eines Anlassens des Fahrzeugs.
Steuerverfahren nach Anspruch 8, bei dem die Vorhersage ein Vorhersagen einer Absicht eines Fahrers zur Inbetriebnahme des Motors des Fahrzeugs auf Basis einer vorbestimmten Inbetriebnahmevorbedingung umfasst, und bei dem das Heizen des Injektor ausgeführt wird, wenn die vorbestimmte Inbetriebnahmevorbedingung erfüllt ist.
Steuerverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Inbetriebnahmevorbedingung ein Drehen eines Schlüssels nach einem Anschnallen mit einem Sicherheitsgurt einschließt.
Steuerverfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Inbetriebnahmevorbedingung ein Drehen eines Schlüssels in einem Zustand einschließt, in welchem eine Bremse betätigt wird.