-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
-
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0103219 , die am 21. Juli 2015 beim Korean Intellectual Property Office eingereicht worden ist, wobei deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
-
HINTERGRUND
-
(a) Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steuerverfahren für Kraftstoffeinspritzinjektoren bzw. Injektoren zum Einspritzen von Kraftstoff, einschließlich von Steuerverfahren, welche einen Schließzeitpunkt und einen Öffnungszeitpunkt eines Injektors steuern, um eine Kraftstoffeinspritzmenge auf Basis einer Wertedifferenz zwischen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und einer Zielkraftstoffeinspritzmenge zu steuern.
-
(b) Beschreibung der verwandten Technik
-
Gegenwärtig wird normalerweise eine Common-Rail-Typ-Einspritzvorrichtung, die elektronisch gesteuert wird, für einen Dieselmotor für einen Personenkraftwagen eingesetzt. Eine solche Einspritzvorrichtung steuert ein Einspritzsystem elektronisch, um einen Kraftstoff bei einem hohen Druck präziser einzuspritzen.
-
Die Common-Rail-Typ-Einspritzvorrichtung weist jedoch ein Problem auf, dass eine Einspritzung zu allen Zylindern zu demselben Einspritzzeitpunkt durchgeführt wird, sodass eine zwischen den Zylindern erzeugte Differenz nicht korrigiert werden kann.
-
Zum Beispiel wird ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eines 4-Zylinder-Reihendieselmotors auf Basis eines Kurbelwellenwinkels ermittelt, während eine Differenz zwischen Zylindern ignoriert wird, sodass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ermittelt wird, indem eine Motor-UpM auf eine Kraftstoffeinspritzmenge abgebildet wird.
-
In diesem Fall kann eine Differenz zwischen Verbrennungsdrücken aufgrund einer Differenz auftreten, die durch eine Luftmenge für jeden Zylinder erzeugt wird, oder durch eine Abweichung zwischen Injektoren, und daher kann eine unregelmäßige Vibration auftreten. Daher ist der Fahrkomfort nicht gut, und es kann eine Differenz zwischen effektiven durchschnittlichen Drücken auftreten, welche für die Zylinder erzeugt werden.
-
Mit anderen Worten wird der Kraftstoff theoretisch im gleichen Intervall bzw. Abstand zwischen den Zylindern eingespritzt, aber Positionen eines Spitzendrucks bzw. einer Druckspitze werden nicht im selben Intervall bzw. Abstand erzeugt, und zwar aufgrund einer Abweichung zwischen Injektoren und einer Abweichung zwischen Zylindern, und daher kann aufgrund einer Variation zwischen Zylindern eine Differenz zwischen den Positionen auftreten.
-
Ferner wird Abgas strikt beschränkt, sodass eine Nachverarbeitungstechnologie entwickelt worden ist, um mit der Beschränkung des Abgases umzugehen. Ferner muss die Kraftstoffeinspritzung präziser gesteuert werden, um die Nachverarbeitung präzise zu steuern.
-
Die in diesem Hintergrundabschnitt vorstehend offenbarte Information dient lediglich der Förderung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung, und sie kann daher Information enthalten, die nicht Stand der Technik bildet, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Rahmen einer Anstrengung konzipiert, ein Steuerverfahren für einen Kraftstoffeinspritzinjektor bzw. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff zu schaffen, der von einem Injektor eingespritzten Kraftstoff präziser steuert, um eine Qualität eines Abgases zu verbessern und Geräusch und Vibration zu verbessern, und im Rahmen einer Anstrengung, ein Steuerverfahren für einen Kraftstoffeinspritzinjektor zu schaffen, welches einen Öffnungszeitpunkt und einen Schließzeitpunkt des Injektors erfasst.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein Steuerverfahren für einen Kraftstoffeinspritzinjektor bzw. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff, das umfasst: Erfassen eines ersten Stroms, der an einen Injektor angelegt wird; Erfassen einer ersten Spannung, die in dem Injektor erzeugt wird; Berechnen eines Öffnungszeitpunkts des Injektors unter Verwendung einer Variationseigenschaft des ersten Stroms; und Berechnen eines Schließzeitpunkts des Injektors unter Verwendung einer Variationseigenschaft der ersten Spannung.
-
Das Verfahren kann ferner umfassen: Berechnen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge durch eine Öffnungszeitdauer zwischen dem Öffnungszeitpunkt und dem Schließzeitpunkt; und Korrigieren des Schließzeitpunkts oder des Öffnungszeitpunkts des Injektors auf Basis einer Differenz zwischen Werten bzw. auf Basis einer Wertdifferenz zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und einer Zielkraftstoffeinspritzmenge.
-
Das Verfahren kann ferner ein Erzeugen eines Fehlersignals des Injektors umfassen, wenn ermittelt wird, dass die Wertedifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Das Verfahren kann ferner ein Verzögern bzw. auf später Einstellen eines Schließzeitpunkts umfassen, wenn ermittelt wird, dass die Zielkraftstoffeinspritzmenge größer ist als die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge.
-
Das Verfahren kann ferner ein auf früher Einstellen des Schließzeitpunkts umfassen, wenn ermittelt wird, dass die Zielkraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge.
-
Das Verfahren kann ferner ein auf früher Einstellen des Öffnungszeitpunkts umfassen, wenn ermittelt wird, dass die Zielkraftstoffeinspritzmenge größer ist als die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge, oder ein auf später Einstellen des Öffnungszeitpunkts umfassen, wenn ermittelt wird, dass die Zielkraftstoffeinspritzmenge kleiner ist als die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge.
-
Der Öffnungszeitpunkt kann einer Spitze bzw. einem Scheitelpunkt entsprechen, bei dem der erste Strom ansteigt und dann fällt.
-
Der Schließzeitpunkt kann einer Spitze bzw. einem Scheitelpunkt entsprechen, bei dem die erste Spannung fällt und dann ansteigt.
-
Das Verfahren kann ferner ein Erfassen eines Kraftstoffdrucks eines Kraftstoffs umfassen, der zu dem Injektor zugeführt wird, und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge kann unter Verwendung des Kraftstoffdrucks und einer Öffnungszeitdauer berechnet werden.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein Steuersystem für einen Kraftstoffeinspritzinjektor, mit: einem Injektor, der zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer angeordnet ist; einer Kraftstoffpumpe, die zum mit einem vorbestimmten Druck zu dem Injektor pumpen des Kraftstoffs angeordnet ist; und einer Steuereinheit, die zum Steuern des Injektors und der Kraftstoffpumpe, um das Verfahren auszuführen, geeignet ist.
-
Die Steuereinheit ist zum Erfassen eines Stroms geeignet, der an den Injektor angelegt wird, und einer Spannung, die in dem Injektor erzeugt wird, unter Verwendung eines Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC; ”analog-to-digital converter”).
-
Das Steuersystem kann ferner einen Drucksensor aufweisen, der zum Erfassen eines Drucks von Kraftstoff geeignet ist, der zu dem Injektor gepumpt wird.
-
Der Injektor kann eine Hubverschiebung auf Basis eines Stroms erzeugen, der als ein Piezotyp angelegt wird.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der Öffnungszeitpunkt und der Schließzeitpunkt des Injektors durch den Strom, der an den Injektor angelegt wird, und die Spannung, die in dem Injektor erzeugt wird, erfasst werden, und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge kann dadurch berechnet werden.
-
Ferner können der Schließzeitpunkt oder der Öffnungszeitpunkt des Injektors auf Basis einer Differenz von Werten zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge gesteuert werden, wodurch die Kraftstoffeinspritzung präziser korrigiert wird.
-
Ferner wird in einfacher Weise ermittelt, ob der Injektor außer Betrieb ist, und zwar auf Basis der Differenz von Werten zwischen der Zielkraftstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Ansicht des Steuersystems für einen Kraftstoffeinspritzinjektor.
-
2 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem Hub eines Kraftstoffeinspritzinjektors und einem angelegten Strom zeigt.
-
3 ist eine Grafik, die eine Spannungs- und Druckveränderung zeigt, die in einem Kraftstoffeinspritzinjektor ausgebildet werden.
-
4 ist eine Grafik, die einen Effekt eines Steuerverfahrens eines Kraftstoffeinspritzinjektors zeigt.
-
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren für einen Kraftstoffeinspritzinjektor zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Eine oder mehrere beispielhafte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden hiernach unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
-
1 ist ein schematisches Diagramm eines Steuersystems für einen Kraftstoffeinspritzinjektor.
-
Ein Steuersystem für einen Injektor weist einen Kraftstofftank 150, eine Kraftstoffpumpe 140, ein Rail 130, einen Drucksensor 132, einen Injektor 120, einen Motor 110 und eine Steuereinheit 100 auf.
-
Für einen inneren Verbrennungsmotor verwendeter Kraftstoff wird in den Kraftstofftank 150 eingefüllt, und die Kraftstoffpumpe 140 pumpt den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 150 zu dem Rail 130. In dem Rail 130 ist ein Drucksensor 132 angeordnet, der zum Erfassen eines Innendrucks geeignet ist, und ein (nicht gezeigtes) Regelventil und eine (nicht gezeigte) Rückführleitung sind separat ausgebildet.
-
Der zu dem Rail 130 gepumpte Kraftstoff wird zu dem Injektor 120 verteilt. Der Injektor 120 ist so angeordnet, dass er zu Zylindern korrespondiert, um den Kraftstoff in eine Verbrennungskammer des Motors 110 einzuspritzen.
-
Die Steuereinheit 100 kann einen Fahrzustand, beispielsweise eine Zielkraftstoffeinspritzmenge und eine Öffnungszeitdauer des Injektors, auf Basis einer Drehgeschwindigkeit des Motors und eines Beschleunigungspedalsignals auswählen, und steuert einen Schließzeitpunkt des Injektors 120 auf Basis der ausgewählten Zielkraftstoffeinspritzmenge.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung legt die Steuereinheit 100 einen Strom an den Injektor 120 an, um einen Betrieb des Injektors 120 zu steuern, empfängt ein Drucksignal von dem Drucksensor 132 zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzdrucks und erfasst die in dem Injektor 120 ausgebildete Spannung.
-
Die Steuereinheit 100 erfasst den Öffnungszeitpunkt des Injektors 120 durch einen Spitzenwert bzw. Peakwert eines Stroms, der an den Injektor 120 angelegt wird, erfasst den Schließzeitpunkt des Injektors 120 durch eine in dem Injektor 120 erzeugte Spannung, und berechnet eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge durch den Öffnungszeitpunkt, den Schließzeitpunkt und einen Kraftstoffdruck.
-
Ferner vergleicht die Steuereinheit 100 die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge und die Zielkraftstoffeinspritzmenge, berechnet eine Differenz von Werten dazwischen und korrigiert den Öffnungszeitpunkt und den Schließzeitpunkt des Injektors 120 auf Basis der Differenz von Werten, um die Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors 120 korrekt zu korrigieren.
-
Ferner kann die Steuereinheit 100 ermitteln, dass der Injektor 120 nicht normal funktioniert, wenn ermittelt wird, dass die Differenz von Werten einen vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit 100 mittels mindestens eines Mikroprozessors implementiert werden, der durch ein vorbestimmtes Programm betrieben wird. Das vorbestimmte Programm kann eine Reihe von Befehlen enthalten, die ein Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführen, das nachstehend beschrieben wird.
-
2 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem Hub eines Kraftstoffeinspritzinjektors zeigt.
-
In 2 stellen eine horizontale Achse eine Zeit und eine vertikale Achse eine Stromintensität und eine angehobene Menge einer (nicht gezeigten) Nadel dar, die in dem Injektor 120 vorgesehen ist.
-
Sd bezieht sich auf einen Leerhub (”dead stroke”) einer Nadel. Die Nadel bewegt sich, die tatsächliche Kraftstoffeinspritzdüse ist aber nicht geöffnet. VOZ bezieht sich auf eine Ventilöffnungszeitdauer.
-
Damit der Injektor 120 den Kraftstoff einspritzt, muss die Nadel angehoben werden. Um die Nadel anzuheben, muss der Strom an ein Solenoid bzw. Magnetventil oder einen Piezo angelegt werden.
-
Um den Strom anzulegen, wird ein Startsignal erzeugt, der Strom wird an das Solenoid oder den Piezo des Injektors 120 mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit gegenüber bzw. von dem Startsignal angelegt, und die Intensität des Stroms wird graduell erhöht, um den Strompeak bzw. Stromspitzenwert zu erreichen.
-
Wie in der Figur gezeigt, wird eine Handlung ausgeführt, bei welcher der Strom erhöht wird, um den Strompeak zu erreichen, und dann wieder verringert wird, und die Nadel wird bei dem Strompeak und während einer Ventilöffnungszeitdauer (VOZ) angehoben.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der an den Injektor 120 angelegte Strom präzise erfasst, und die Öffnungszeitdauer (eigentlich eine Nadelhubzeitdauer) des Injektors 120 wird durch den Spitzenwertpunkt bzw. Peakpunkt des Stroms erfasst.
-
Ferner entspricht die Schließzeitdauer der Nadel des Injektors 120 einer Zeitdauer, bei welcher der Strom Null erreicht. Da die Intensität des Stroms niedrig ist, ist es ferner nicht leicht, die Schließzeitdauer der Nadel unter Verwendung der Intensität des Stroms zu erfassen.
-
3 ist eine Grafik, die eine Spannungs- und Druckveränderung zeigt, die in einem Kraftstoffeinspritzinjektor ausgebildet werden.
-
In 3 stellt die horizontale Achse eine Zeit dar und die vertikale Achse stellt eine Piezospannung dar, die in dem Injektor 120 erzeugt wird, und einen Steuerkammerdruck (oder einen Einspritzdruck) des Kraftstoffs.
-
Wie in der Figur gezeigt, zeigt die Spannung eine Tendenz, in einer Anfangsphase deutlich erhöht und reduziert zu werden, und graduell reduziert und dann wieder deutlich erhöht zu werden, und eine Zeitdauer, zu der die Spannung graduell reduziert wird und dann deutlich erhöht wird, kann als eine Schließzeitdauer des Injektors 120 erfasst werden.
-
Wie vorstehend beschrieben, kann die Schließzeitdauer des Injektors 120 effektiv und in leichter Weise auf Basis eines Spannungsniveaus erfasst werden, das in dem Injektor 120 erzeugt wird.
-
4 ist eine Grafik, die einen Effekt eines Steuerverfahrens eines Kraftstoffeinspritzinjektors zeigt.
-
In 4 stellt die horizontale Achse eine Zeit dar, und die vertikale Achse stellt eine Einspritzmenge (Einspritzrate bzw. Einspritzgeschwindigkeit) dar.
-
Hier zeigt ”Steuerung Aus” einen Fall, in welchem die Steuereinheit 100 die Öffnungszeitdauer und die Schließzeitdauer des Injektors 120 nicht korrigiert, und ”Steuerung An” zeigt einen Fall, in welchem die Steuereinheit 100 die Öffnungszeitdauer und die Schließzeitdauer des Injektors 120 korrigiert.
-
In einem Steuerung Aus-Zustand beträgt die Kraftstoffeinspritzmenge 1, und in einem Steuerung An-Zustand beträgt eine Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge 0,4.
-
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren für einen Kraftstoffeinspritzinjektor zeigt.
-
In 5 wird in Schritt S500 ein Strom erfasst, der an den Injektor 120 angelegt wird, und in Schritt S510 wird eine Spannung erfasst, die in dem Injektor 120 erzeugt wird.
-
Als nächstes werden in Schritt S520 eine Öffnungszeitdauer und eine Schließzeitdauer des Injektors 120 berechnet/erfasst, und zwar unter Verwendung des erfassten Stroms und der Spannung, und in Schritt S530 wird eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge, und zwar auf Basis der Öffnungszeitdauer und der Schließzeitdauer berechnet, die berechnet/erfasst werden, und eines Kraftstoffdrucks.
-
Als nächstes werden in Schritt S540 die berechnete tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge und die Zielkraftstoffeinspritzmenge verglichen, um eine Differenz von Werten dazwischen zu berechnen, und in Schritt S550 wird die Schließzeitdauer oder die Öffnungszeitdauer des Injektors 120 auf Basis der Differenz von Werten korrigiert.
-
Wenn in Schritt S540 die Differenz von Werten zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge groß ist, wird in Schritt S560 ermittelt, dass der Injektor 120 außer Betrieb ist.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Öffnungszeitdauer und die Schließzeitdauer des Injektors durch den Strom erfasst, der an den Injektor 120 angelegt wird, und durch die Spannung, die in den Injektor 120 erzeugt wird, wobei die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge dadurch in einfacher Weise berechnet wird, und die Schließzeitdauer oder die Öffnungszeitdauer des Injektors 120 wird auf Basis der Differenz von Werten zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Zielkraftstoffeinspritzmenge gesteuert, wodurch die Kraftstoffeinspritzung präziser korrigiert wird. Ferner wird in einfacher Weise ermittelt, ob der Injektor 120 außer Betrieb ist, und zwar auf Basis der Differenz von Werten zwischen der Zielkraftstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors 120.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuereinheit eine Funktion der Erfassung des Stroms, der an den Injektor angelegt wird und der Spannung auf, die in dem Injektor erzeugt wird, unter Verwendung eines Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC), und kann in der Form eines Mikrocomputers verkörpert sein.
-
Während diese in Verbindung damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen angesehen wird, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass im Gegenteil dazu vorgesehen ist, verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die in den Rahmen und Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Steuereinheit
- 110
- Motor
- 120
- Injektor
- 130
- Rail
- 132
- Drucksensor
- 140
- Kraftstoffpumpe
- 150
- Kraftstofftank
-
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 10-2015-0103219 [0001]
