DE102016109579A1

DE102016109579A1 - Verfahren und System zur Kraftmaschinenkaltstartsteuerung

Info

Publication number: DE102016109579A1
Application number: DE102016109579.6A
Authority: DE
Inventors: Chingpo Liu; Aed M. Dudar; Marcus William Fried; Ron Reichenbach
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2016-12-08
Also published as: RU2016120475A; RU2690290C2; US20160356228A1; US10100767B2; CN106246370B; RU2016120475A3; CN106246370A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Verbessern von Kraftmaschinenstartunrundheit bereitgestellt. In einem Beispiel beinhaltet ein Verfahren zum Reduzieren von Kraftmaschinenstart-NVH Betreiben der Kraftmaschine mit einer Split-Kraftstoffeinspritzung, während die Einspritzverstellung frühverstellt wird, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht. Das Verfahren gestattet einen gleichmäßigeren Kraftmaschinenstart, während es auch Fälle von falscher Fehlzündung verringert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zur Steuerung einer Fahrzeugkraftmaschine während eines Kraftmaschinenkaltstarts zur Verbesserung von Kraftmaschinenunrundheiten.
Hintergrund/Kurzdarstellung
Kaltstartemissionen einer Kraftmaschine, die vor dem Anspringen eines Abgasanlagenkatalysators emittiert werden, können durch einen hohen Anteil zu den Gesamtabgasemissionen beitragen. Verschiedene Ansätze können von Kraftmaschinensteuerungssystemen genutzt werden, um das Erreichen der Anspringtemperatur des Katalysators zu beschleunigen. Um Erwärmen des Katalysators zu beschleunigen, können beispielsweise verschiedene Kombinationen von Ventilüberschneidung, Kraftstoffeinspritzung und Zündverzug genutzt werden.
Ein Beispielansatz, gezeigt von Surnilla et al. in US 20140297162 , nutzt eine Split-Kraftstoffeinspritzung zur Verbesserung von Kaltstartemissionen und Fahrverhalten. Dabei wird während eines Kaltstarts Kraftstoff als eine Split-Kraftstoffeinspritzung für eine Reihe von Verbrennungsereignissen bereitgestellt, wobei ein Teil von Kraftstoff in einen Einlasshub direkteingespritzt wird, ein anderer Teil von Kraftstoff in einen Verdichtungshub direkteingespritzt wird und ein restlicher Teil von Kraftstoff in einen Auslasshub kanaleingespritzt wird. Darüber hinaus wird der Zündzeitpunkt verzögert. Die Split-Einspritzung führt zu einer geschichteten Verbrennung, die es ermöglicht, weniger Kraftstoff zu verbrauchen, während gleichzeitig im Vergleich zu einer Einfachkraftstoffeinspritzung eine stabilere Verbrennung ermöglicht wird.
Die Erfinder hierin haben jedoch potenzielle Probleme bei solchen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann die Nutzung einer geschichteten Verbrennung über eine verlängerte Zeit zu einer Kraftmaschinenunrundheit führen kann. Diese Unrundheit kann verstärkt werden, wenn sich die Kraftmaschine erwärmt, weil mehr Kraftstoff bei den wärmeren Temperaturen verdampft, was zu kraftstoffreichen Fehlzündungen führt. Die Erfinder haben erkannt, dass die Unrundheit darauf zurückzuführen sein kann, dass die auf die Split-Einspritzung angewendete Kraftstoffeinspritzverstellung besser für die kalte Kraftmaschine beim Kaltstart geeignet ist, jedoch für eine teilweise warme Kraftmaschine oder für einen Neustart einer heißen Kraftmaschine nicht gut geeignet ist. Andererseits, wenn die Split-Einspritzung durch eine einzelne homogene Einspritzung (z. B. Einlasshub) ersetzt wird, um die Kaltstartprobleme im Bereich Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit (NVH – Noise, Vibration, Harshness) anzugehen, kann im Leerlauf der Kraftmaschine eine Kraftmaschinenunrundheit auftreten. Dies kann dazu führen, dass fälschlicherweise der Diagnosecode einer Fehlzündung gesetzt wird, was falsche Gewährleistungsprobleme verursacht.
In einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme mindestens teilweise durch ein Verfahren für eine Kraftmaschine angegangen werden, das Folgendes umfasst:
Starten einer Kraftmaschine, wobei der Kraftstoff als eine Split-Einspritzung zugeführt wird; und Einstellen einer Kraftstoffeinspritzverstellung auf der Grundlage der Kraftmaschinentemperatur, wobei die Einspritzverstellung frühverstellt wird, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht. Auf diese Weise kann die Kraftmaschinenunrundheit bei einem Kaltstart reduziert werden.
Beispielsweise kann während eines Kraftmaschinenkaltstarts einer kalten Kraftmaschine Kraftstoff als eine Split-Verdichtungshubdirekteinspritzung für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit einem ersten Verbrennungsereignis des Kraftmaschinenkaltstarts zugeführt werden. Hierbei kann jedoch für einen bestimmten Verbrennungszyklus ein Teil der gesamten Kraftstoffmenge während eines früheren Teils eines Verdichtungshubs in die Kraftmaschine direkteingespritzt werden, und während eines späteren Teils desselben Verbrennungshubs kann ein restlicher Teil der gesamten Kraftstoffmenge direkteingespritzt werden. Darüber hinaus kann Kraftstoff bei einer (durchschnittlichen) Einspritzverstellung zugeführt werden, die dichter am Verdichtungshub-oT liegt. Insbesondere kann die Kraftstoffeinspritzverstellung auf der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur beim Kraftmaschinenstart basieren, bevor die Kraftmaschine zu drehen beginnt und bevor in der Kraftmaschine das erste Verbrennungsereignis auftrat. Wenn dann die Kraftmaschine angeschleppt wird und sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht, während die Split-Verdichtungshubdirekteinspritzung beibehalten bleibt, kann die durchschnittliche Einspritzverstellung vom Verdichtungshub-oT frühverstellt werden. Darüber hinaus kann, während die Einspritzverstellung frühverstellt ist, der Zündzeitpunkt von der geringsten Vorzündung für bestes Drehmoment (MBT – Minimum spark advance for Best Torque) spätverstellt werden, um das Erwärmen der Kraftmaschine zu beschleunigen. Nachdem die Kraftmaschine ausreichend erwärmt ist (z. B. nach einer Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem Start), kann die Einspritzverstellung spätverstellt werden und der Kraftstoff kann als einzelne Einlasshubdirekteinspritzung zugeführt werden.
Auf diese Weise können durch Nutzen einer Split-Verdichtungseinspritzung während eines Kraftmaschinenstarts zusammen mit einer basierend auf der Kraftmaschinentemperatur eingestellten Einspritzverstellung Unrundheitsprobleme beim Kraftmaschinenstart reduziert werden. Der technische Effekt eines Frühverstellens einer durchschnittlichen Einspritzverstellung einer Kraftmaschinenstart-Split-Einspritzung besteht bei ansteigender Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur darin, dass sich die Kraftmaschinenlaufruhe sowohl während des Kraftmaschinenkaltstarts als auch während des Kraftmaschinenheißstarts verbessert. Durch Verzögerung des Übergangs zu einer Einfachkraftstoffeinspritzung wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert. Wenn die Einspritzverstellung während eines Kraftmaschinenkaltstarts frühverstellt wird, wird ein Kraftstoffbedarf der kalten Kraftmaschine und des kalten Abgaskatalysators reduziert, und die Kaltstartemissionen werden verbessert. Durch Reduzierung des Auftretens falscher Fehlzündungen wird auch das Auftreten falscher Gewährleistungsprobleme optimiert. Insgesamt wird die Kraftmaschinenleistung (sowohl bei Kraftmaschinenkaltstarts als auch bei -heißstarts) verbessert.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Ferner beschränkt sich der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, welche die oben oder in einem anderen Teil der vorliegenden Offenbarung genannten Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine beispielhafte Brennkammer.
2 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzverstellung während eines Kraftmaschinenstarts basierend auf der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, um Kraftmaschinenstartunrundheit zu reduzieren
3 zeigt eine Beispielbeziehung zwischen einer Frühverstellung einer Kraftstoffeinspritzverstellung, angewendet während eines Kraftmaschinenstarts relativ zu einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, entsprechend der vorliegenden Offenbarung.
Die 4–5 zeigen beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile beim Kraftmaschinenstart, einschließlich Kraftstoffeinspritzmengen und -verstellungen, entsprechend der vorliegenden Offenbarung.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zu Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung, einschließlich einer durchschnittlichen Kraftstoffeinspritzverstellung, in einer internen Brennkraftmaschine, wie im Kraftmaschinensystem von 1. Die Kraftstoffeinspritzverstellung wird während eines Startens und Anschleppens einer Kraftmaschine auf der Grundlage der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur eingestellt, um Kraftmaschinenstartunrundheit zu reduzieren. Eine Kraftmaschinensteuerung kann eine Steuerroutine ausführen, wie die Beispielroutine aus 2, um eine Kraftmaschine zu starten, während Kraftstoff als Split-Verdichtungshubdirekteinspritzung zugeführt wird, und mit einer frühverstellten durchschnittlichen Einspritzverstellung der Split-Kraftstoffeinspritzungen, wenn eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur beim Kraftmaschinenstart ansteigt (3). Beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile werden unter Bezugnahme auf die 4–5 gezeigt.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Brennkammer oder eines Zylinders einer internen Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 kann zumindest teilweise durch ein eine Steuerung 12 enthaltendes Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (d. h. die Brennkammer) 14 der Kraftmaschine 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann derart mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, dass eine Hubbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um ein Anlassen der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Einlasskanäle eine Aufladevorrichtung, wie zum Beispiel einen Turbolader oder einen Auflader, enthalten. Zum Beispiel zeigt 1 die Kraftmaschine 10, die mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang dem Auslasskanal 148 angeordnete Auslassturbine 176 enthält. Der Verdichter 174 kann durch die Auslassturbine 176 über eine Welle 180 zumindest teilweise angetrieben werden, wobei die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie zum Beispiel wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Auflader versehen ist, kann die Auslassturbine 176 jedoch gegebenenfalls weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben werden kann. Eine Drosselklappe 162, die eine Drosselklappenplatte 164 enthält, kann entlang eines Einlasskanals der Kraftmaschine vorgesehen sein, um die Durchflussrate und/oder den Druck der den Kraftmaschinenzylindern zugeführten Einlassluft zu variieren. Die Drosselklappe 162 kann zum Beispiel stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann als Alternative dazu stromaufwärts des Verdichters 174 vorgesehen sein.
Der Auslasskanal 148 kann Abgase von anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 empfangen. In der Darstellung ist ein Abgassensor 128 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 mit dem Auslasskanal 148 gekoppelt. Der Sensor 128 kann ein beliebiger Sensor, der zur Bereitstellung einer Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases geeignet ist, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO(Universal or wide-range Exhaust Gas Oxygen)-, ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-Sensor (wie dargestellt), ein HEGO(Heated EGO)-, ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor, sein. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Zum Beispiel enthält der Zylinder 14 in der Darstellung mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 positioniert sind. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10, darunter der Zylinder 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile, die in einem oberen Bereich des Zylinders positioniert sind, enthalten.
Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 über einen Aktuator 152 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über einen Aktuator 154 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 zugeführten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Stellung des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch jeweilige (nicht gezeigte) Ventilstellungssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können der Art mit elektrischer Ventilbetätigung oder der Art mit Nockenbetätigung oder eine Kombination davon sein. Die Steuerzeit der Einlass- und der Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert werden, oder es können eine mögliche variable Einlassnockensteuerzeit, eine variable Auslassnockensteuerzeit, zwei unabhängige variable Nockensteuerzeiten oder eine feste Nockensteuerzeit verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein oder mehrere Systeme zur Nockenprofilumschaltung (CPS – Cam Profile Switching), variablen Nockensteuerung (VCT – Variable Cam Timing), variablen Ventilsteuerung (VVS) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL – Variable Valve Lift) verwenden, die zur Variierung des Ventilbetriebs von der Steuerung 12 betätigt werden können. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 als Alternative ein Einlassventil, das durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das durch Nockenbetätigung, darunter CPS und/oder VCT, gesteuert wird, enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen VVS-Aktuator oder ein VVS-Betätigungssystem gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Verhältnis von Volumina handelt, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt oder am oberen Totpunkt befindet. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch erhöht sein, wenn Direkteinspritzung aufgrund ihrer Wirkung auf das Kraftmaschinenklopfen verwendet wird.
Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Auslösen von Verbrennung enthalten. Unter ausgewählten Betriebsmodi kann das Zündsystem 190 der Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal (spark advance signal – SA) von der Steuerung 12 einen Zündfunken zuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch auch weggelassen sein, zum Beispiel wenn die Kraftmaschine 10 Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie dies bei einigen Dieselkraftmaschinen der Fall sein kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzventilen zum Zuführen von Kraftstoff zu diesem ausgelegt sein. Als nicht einschränkendes Beispiel enthält der Zylinder 14 in der Darstellung zwei Kraftstoffeinspritzventile 166 und 170. Das Kraftstoffeinspritzventil 166 ist in der Darstellung direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff direkt in diesen proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, einzuspritzen. Auf diese Weise liefert die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das, was als Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Brennzylinder 14 bekannt ist. Während 1 die Einspritzdüse 166 als eine seitliche Einspritzdüse zeigt, kann sie sich auch über dem Kolben befinden, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192. Durch solch eine Position können das Mischen und die Verbrennung verbessert werden, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, was auf die geringere Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis zurückzuführen ist. Als Alternative dazu kann die Einspritzdüse oben liegend und in der Nähe des Einlassventils positioniert sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 über ein Hochdruckkraftstoffsystem 172, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen, einen Kraftstoffverteiler und einen Treiber 168 beinhaltet, zugeführt werden. Als Alternative dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe bei niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs begrenzter sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Obgleich dies nicht gezeigt wird, kann der Kraftstofftank des Weiteren einen Druckwandler aufweisen, der der Steuerung 12 ein Signal zuführt.
In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 170 statt im Zylinder 14 in einer Konfiguration im Einlasskanal 146 angeordnet, die eine sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als „PFI“ (Port Fuel Injection) bezeichnet) in das Saugrohr stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 170 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Über ein Kraftstoffsystem 172 kann dem Kraftstoffeinspritzventil 170 Kraftstoff zugeführt werden.
Kraftstoff kann dem Zylinder durch ein oder beide Einspritzventil(e) während eines einzigen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Beispielsweise kann jedes Einspritzventil einen Teil einer im Zylinder 14 verbrannten Gesamtkraftstoffeinspritzung zuführen. Ferner kann die Verteilung und/oder relative Menge an von jedem Einspritzventil zugeführtem Kraftstoff mit den Betriebsbedingungen, wie Kraftmaschinenlast und/oder Klopfen, variieren, wie hier weiter unten beschrieben wird. Die relative Verteilung des eingespritzten Gesamtkraftstoffs zwischen den Einspritzventilen 166 und 170 kann als ein Kraftstoffeinspritzverhältnis definiert werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über das (Saugrohr-)Einspritzventil 170 ein Beispiel für ein größeres Verhältnis von Saugrohr- zu Direkteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über das (Direkt-)Einspritzventil 166 ein kleineres Verhältnis von Saugrohr- zu Direkteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Darüber hinaus versteht sich, dass saugrohreingespritzter Kraftstoff während eines Einlassventilöffnungsereignisses, Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (zum Beispiel im Wesentlichen vor einem Einlasshub, wie zum Beispiel während eines Auslasshubs) sowie sowohl bei Betrieb mit geöffnetem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden kann.
Ebenso kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Einlasshubs sowie teilweise während eines vorherigen Auslasshubs, während des Einlasshubs und teilweise während des Verdichtungshubs zugeführt werden. Des Weiteren kann der direkt eingespritzte Kraftstoff als Einfacheinspritzung oder Mehrfacheinspritzungen zugeführt werden. Dazu können Mehrfacheinspritzungen während des Verdichtungshubs, Mehrfacheinspritzungen während des Einlasshubs oder eine Kombination aus einigen Direkteinspritzungen während des Verdichtungshubs und einigen während des Einlasshubs gehören. Bei der Durchführung von Mehrfachdirekteinspritzungen kann die relative Verteilung des direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffs zwischen einer Einlasshub-(Direkt-)Einspritzung und einer Verdichtungshub-(Direkt-)Einspritzung als ein Split-Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Einlasshubs ein Beispiel für ein größeres Split-Einspritzverhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Verdichtungshubs ein Beispiel für ein kleineres Split-Einspritzverhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
Selbst bei einem einzigen Verbrennungsereignis kann eingespritzter Kraftstoff somit zu verschiedenen Zeitpunkten von einem Saugrohr- und Direkteinspritzventil eingespritzt werden. Des Weiteren können bei einem einzigen Verbrennungsereignis Mehrfacheinspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die Mehrfacheinspritzungen können während des Verdichtungshubs, Einlasshubs oder irgendeiner angemessenen Kombination davon durchgeführt werden.
In einem Beispiel können Mehrfachverdichtungshubdirekteinspritzungen (z. B. zwei oder mehrere Einspritzungen) während eines Kraftmaschinenstarts (wie ein Kraftmaschinenkaltstart) zum Verbessern der Kraftstoffverdampfung, des Kraftmaschinenstartvermögens und der Kaltstartemissionen genutzt werden. Wie hier bereits aufgeführt, können beim Starten einer Kraftmaschine mit Split-Kraftstoffeinspritzung Kraftmaschinenunrundheit und falsche Fehlzündungen dadurch reduziert werden, dass die Einspritzverstellung der Split-Kraftstoffeinspritzung frühverstellt wird, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht. Durch Frühverstellen der Split-Kraftstoffeinspritzverstellung während warmer Kraftmaschinenstarts und damit früheres Einspritzen des Kraftstoffs können Ereignisse einer kraftstoffreichen Fehlzündung reduziert und gleichzeitig die Kraftmaschinenstartgleichmäßigkeit erhöht werden. Durch Frühverstellen der Split-Kraftstoffeinspritzverstellung während Kraftmaschinenkaltstarts wird beim Erwärmen der Kraftmaschine die Menge des zum Beschleunigen des Kraftmaschinenerwärmens erforderlichen Kraftstoffs reduziert, während sich die Kraftmaschinenstartunrundheit und die Kaltstartemissionen verringern.
Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Als solcher kann jeder Zylinder auf ähnliche Weise seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. enthalten.
Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können verschiedene Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören Größenunterschiede; zum Beispiel kann ein Einspritzventil eine größere Einspritzöffnung als das andere haben. Weitere Unterschiede umfassen verschiedene Sprühwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Ausrichtungen, verschiedene Einspritzzeitpunkte, verschiedene Sprüheigenschaften, verschiedene Positionen usw., sind aber nicht darauf beschränkt. Des Weiteren können in Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis von eingespritztem Kraftstoff zwischen den Einspritzventilen 170 und 166 verschiedene Wirkungen erzielt werden.
Ein Kraftstofftank im Kraftstoffsystem 172 kann Kraftstoff mit verschiedenen Kraftstoffqualitäten, wie zum Beispiel verschiedenen Kraftstoffzusammensetzungen, aufnehmen. Diese Unterschiede können unterschiedlichen Alkoholgehalt, unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. In einem Beispiel können Kraftstoffe mit unterschiedlichem Alkoholgehalt Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen, wie zum Beispiel E85 (etwa 85% Ethanol und 15% Benzin) oder M85 (etwa 85% Methanol und 15% Benzin), beinhalten. Andere alkoholhaltige Kraftstoffe könnten eine Mischung aus Alkohol und Wasser, eine Mischung aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein.
Die Steuerung 12 wird in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das als Festwertspeicherchip 110 in diesem speziellen Beispiel gezeigt ist, einen Direktzugriffsspeicher 112, einen Haltespeicher 114 und einen Datenbus umfasst. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von Sensoren, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen empfangen, einschließlich der Messung der eingeführten Luftmassenströmung (MAF) vom Luftmassendurchflusssensor 122; der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 116, der an einen Kühlwassermantel 118 gekoppelt ist; eines Profilzündaufnahmesignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappen-Positionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (MAP) vom Sensor 124. Aus dem PIP-Signal kann die Steuerung 12 ein Motordrehzahlsignal RPM (Umdrehungen pro Minute) erzeugen. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Anzeige über Vakuum oder Druck in dem Einlasskrümmer bereitzustellen.
Das Nurlesespeicher-Speichermedium 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, welche durch den Prozessor (CPU) 106 zur Durchführung der unten beschriebenen Verfahren sowie Variationen davon, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren von 1 empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die verschiedenen Aktuatoren von 1 als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Anweisungen oder darin programmiertem Code und gespeichert im Speicher der Steuerung entsprechend einer oder mehrerer Routinen auslösen. Eine Beispielroutine wird hier unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Während des Kraftmaschinenstandardbetriebs wird die Kraftmaschine 10 typischerweise so betrieben, dass je Kraftmaschinenzyklus jeder Zylinder gezündet wird. Somit wird jeder Zylinder für alle 720 Grad KW (z. B. zwei Umdrehungen der Kurbelwelle) einmal gezündet. Um Verbrennung in jedem Zylinder zu gestatten, wird jedes Einlass- und Auslassventil zu einem spezifizierten Zeitpunkt betätigt (z. B. geöffnet). Ferner wird Kraftstoff in jeden Zylinder eingespritzt und das Funkenzündsystem stellt zu einem spezifizierten Zeitpunkt einen Funken für jeden Zylinder bereit. Dementsprechend entzündet der Funken für jeden Zylinder das Kraftstoff-Luft-Gemisch, um Verbrennung auszulösen.
Nun Bezug nehmend auf 2, wird eine Beispielroutine 200 zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung zu einem Kraftmaschinenzylinder während eines Kraftmaschinenstarts gezeigt, basierend auf einer Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart, um die Kraftmaschinenstartgleichmäßigkeit zu erhöhen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und des Rests der hierin enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung basierend auf in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Zusammenhang mit von Sensoren des Kraftmaschinensystems, wie beispielsweise den oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Kraftmaschinenaktuatoren des Kraftmaschinensystems nutzen, um den Kraftmaschinenbetrieb entsprechend den unten beschriebenen Verfahren anzupassen.
Bei 202 können Kraftmaschinenbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Dazu können beispielsweise Kraftmaschinendrehzahl, Kraftmaschinenlast, Kraftmaschinentemperatur (beispielsweise wie von einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur abgeleitet), Abgastemperatur, Katalysatortemperatur (Tcat), gewünschtes Drehmoment usw. gehören. Hier kann die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur eine Temperatur sein, die vor dem Einleiten der Verbrennung in der Kraftmaschine geschätzt wurde.
Bei 204 kann bestimmt werden, ob ein Kraftmaschinenkaltstartzustand vorliegt. Ein Kraftmaschinenkaltstart als solcher kann einen anfänglichen Kraftmaschinenstart aus Abschaltbedingungen beinhalten. In einem Beispiel kann eine Kraftmaschinenkaltstartbedingung bestätigt werden, wenn eine Kraftmaschinentemperatur unter einem Schwellenwert ist und eine Katalysatortemperatur unter einem Schwellenwert ist (beispielsweise unter einer Anspringtemperatur). In einem anderen Beispiel kann eine Kraftmaschinenkaltstartbedingung bestätigt werden, wenn ein Kraftmaschinenstart ausgeführt wird, nachdem die Kraftmaschine für mehr als eine Schwellendauer abgeschaltet wurde.
In Reaktion auf das Erfüllen einer Kraftmaschinenkaltstartbedingung beinhaltet die Routine bei 210 das Betreiben der Kraftmaschine mit einem Kaltstarteinspritzprofil, um die Katalysatoraktivierung zu beschleunigen und die Kraftmaschinenstartunrundheit zu reduzieren. Das Kaltstarteinspritzprofil kann das Starten der Kraftmaschine mit Zuführen von Kraftstoff als Split-Einspritzung beinhalten. Insbesondere kann die Split-Einspritzung Mehrfachverdichtungshubdirekteinspritzungen beinhalten. Beispielsweise kann während eines ersten Verbrennungsereignisses seit einem Kraftmaschinenstart eine erste Fraktion von Kraftstoff früher während eines Verdichtungshubs des Verbrennungszyklus eingespritzt werden, und eine verbleibende zweite Fraktion des Kraftstoffs kann später während des Verdichtungshubs des Verbrennungszyklus eingespritzt werden. Anders ausgedrückt: Die Kraftmaschine wird gestartet, wobei Kraftstoff als eine Split-Verdichtungshubdirekteinspritzung zugeführt wird. In einem anderen Beispiel kann während eines ersten Verbrennungsereignisses seit einem Kraftmaschinenstart eine erste Fraktion von Kraftstoff während eines Einlasshubs des Verbrennungszyklus eingespritzt werden, und eine verbleibende zweite Fraktion des Kraftstoffs kann während eines Verdichtungshubs des Verbrennungszyklus eingespritzt werden.
Das Split-Verhältnis der Einspritzung sowie die Anzahl von Mehrfacheinspritzungen der Split-Einspritzung können basierend auf Kraftmaschinenkaltstartbedingungen wie der Kraftmaschinentemperatur zum Zeitpunkt des Kraftmaschinenkaltstarts (die eine Funktion der Umgebungstemperatur ist) sowie des Alkoholgehalts des eingespritzten Kraftstoffs eingestellt werden. Darüber hinaus können das Split-Verhältnis und die Anzahl der Einspritzungen basierend auf einer Abgaskatalysatortemperatur und den Verrußungsneigungen der Kraftmaschine beim Kraftmaschinenstart weiter eingestellt werden. Wenn sich beispielsweise der Alkoholgehalt des eingespritzten Kraftstoffs erhöht, kann auch die Anzahl der während des ersten Verbrennungsereignisses angewendeten Verdichtungshubeinspritzungen erhöht sein. Als ein weiteres Beispiel kann die Anzahl der Verdichtungshubeinspritzungen, die während des ersten Verbrennungsereignisses angewendet werden, erhöht sein, wenn die Kraftmaschinentemperatur oder die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt des Kraftmaschinenkaltstarts sinkt. Anders ausgedrückt: Während der ersten Verbrennung eines Kaltstarts einer kälteren Kraftmaschine kann eine größere Anzahl von Verdichtungshubeinspritzungen angewendet werden (verglichen mit einem relativ wärmeren Kraftmaschinenkaltstart). In einem Beispiel können Mehrfachverdichtungshubdirekteinspritzungen eines Alkoholkraftstoffs vorteilhafterweise verwendet werden, um die Kraftmaschine und den Katalysator zu erwärmen, dabei die Katalysatoraktivierung zu beschleunigen und die Kraftmaschinen- und Katalysatorleistung unter Kraftmaschinenkaltstartbedingungen zu verbessern, während gleichzeitig die Rußlast der Direkteinspritzung reduziert wird.
Außerdem wird beim Zuführen von Kraftstoff als eine Split-Einspritzung die Kraftstoffeinspritzverstellung basierend auf der Kraftmaschinentemperatur eingestellt und die Einspritzverstellung frühverstellt, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart erhöht. Hier beinhaltet die Kraftmaschinentemperatur eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, die vor dem Beginn des Drehens der Kraftmaschine und dem Auftreten eines ersten Verbrennungsereignisses in der Kraftmaschine geschätzt wird. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzverstellung während des Kraftmaschinenkaltstarts um einen geringeren Betrag frühverstellt werden. In einem Beispiel kann die Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung der ersten und zweiten Fraktion sein, wobei die Split-Einspritzung eine erste Fraktion Kraftstoff umfasst, die früher während eines Verdichtungshubs eines Verbrennungszyklus direkteingespritzt wird, und eine zweite Fraktion Kraftstoff, die später während des Verdichtungshubs des Verbrennungszyklus direkteingespritzt wird. In einem Beispiel wird die Einspritzverstellung vom Verdichtungshub-oT frühverstellt, wenn sich beim Kraftmaschinenkaltstart die Kraftmaschinentemperatur erhöht. Beispielsweise kann während des Kaltstarts die Kraftstoffeinspritzverstellung von 16 Grad vor dem oT auf 20 Grad vor dem oT frühverstellt werden.
Zusätzlich zum Kaltstartkraftstoffeinspritzungsprofil kann der Zündzeitpunkt spätverstellt werden. Der Betrag des angewandten Zündverzugs kann auf dem Alkoholgehalt des Kraftstoffs, der Abgaskatalysatortemperatur und/oder der Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart basieren. Wenn sich beispielsweise der Alkoholgehalt des Kraftstoffs erhöht oder die Kraftmaschinentemperatur beim Kaltstart sinkt, kann der Zündzeitpunkt von MBT weiter spätverstellt werden, um zusätzliche Wärme an den Abgaskatalysator zu liefern. Hier kann die Steuerung während des Startens den Zündzeitpunkt von MBT spätverstellen, während die Einspritzverstellung für das erste Verbrennungsereignis und eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem ersten Verbrennungsereignis frühverstellt wird.
Der Betrag des angewendeten Zündverzugs kann ferner auf der Kraftstoffeinspritzverstellung basieren. Wenn beispielsweise die Kraftstoffeinspritzverstellung vom Verbrennungshub-oT frühverstellt wird, kann der Zündzeitpunkt für Verbrennungsstabilität weiter frühverstellt werden.
Wenn eine Kraftmaschinenkaltstartbedingung nicht bestätigt ist, kann bei 206 eine Kraftmaschinenheißstartbedingung (oder -warmstartbedingung) bestätigt werden. Der Kraftmaschinenheißstart als solcher kann einen Kraftmaschinenneustart beinhalten, wobei die Kraftmaschine bald nach einem vorhergehenden Abschalten der Kraftmaschine neu gestartet wird (wenn seit dem vorhergehenden Abschalten weniger als die Schwellendauer verging). In einem Beispiel kann die Kraftmaschinenheißstartbedingung bestätigt werden, wenn eine Kraftmaschinentemperatur und/oder eine Katalysatortemperatur oberhalb eines Schwellenwerts liegt.
In Reaktion auf das Erfüllen einer Kraftmaschinenheißstartbedingung bei 212 beinhaltet die Routine das Betreiben der Kraftmaschine mit einem Warmstarteinspritzprofil, um den Kraftmaschinenstart und die Leerlaufunrundheit zu reduzieren. Das Warmstarteinspritzprofil kann das Starten der Kraftmaschine mit Zuführen von Kraftstoff als Split-Einspritzung beinhalten. Insbesondere kann die Split-Einspritzung Mehrfachverdichtungshubdirekteinspritzungen beinhalten. Beispielsweise kann während eines ersten Verbrennungsereignisses seit einem Kraftmaschinenstart eine erste Fraktion von Kraftstoff während eines Einlasshubs des Verbrennungszyklus eingespritzt werden, und eine verbleibende zweite Fraktion des Kraftstoffs kann während eines Verdichtungshubs des Verbrennungszyklus eingespritzt werden. Anders ausgedrückt: Die Kraftmaschine wird gestartet, wobei Kraftstoff als eine Split-Verdichtungshubdirekteinspritzung zugeführt wird. Beispielsweise kann während eines Kaltstarts die Split-Einspritzung vorteilhafterweise genutzt werden, um die Vorteile einer kraftstoffarmen Verbrennung zu erzielen. Während eines Heißstarts kann die Split-Einspritzung aufgrund der besseren Verdampfung für die kraftstoffarme Verbrennung nicht benötigt werden.
Das Split-Verhältnis der Einspritzung sowie die Anzahl von Mehrfacheinspritzungen der Split-Einspritzung können basierend auf Kraftmaschinenheißstartbedingungen wie der Kraftmaschinentemperatur sowie eines Alkoholgehalts des eingespritzten Kraftstoffs eingestellt werden. Darüber hinaus können das Split-Verhältnis und die Anzahl der Einspritzungen basierend auf einer Abgaskatalysatortemperatur und den Verrußungsneigungen der Kraftmaschine beim Kraftmaschinenstart weiter eingestellt werden. Wenn sich beispielsweise der Alkoholgehalt des eingespritzten Kraftstoffs erhöht, kann auch die Anzahl der während des ersten Verbrennungsereignisses angewendeten Einspritzungen der Split-Einspritzung erhöht sein. Als ein weiteres Beispiel kann die Anzahl der Einlasshubeinspritzungen, die während des ersten Verbrennungsereignisses angewendet werden, erhöht sein, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart erhöht. In einem Beispiel kann eine Kombination aus Einlasshub- und Verdichtungshubdirekteinspritzungen eines Alkoholkraftstoffs vorteilhafterweise genutzt werden, um die Kraftmaschinenleistung unter Kraftmaschinenheißstartbedingungen zu verbessern, während gleichzeitig die Rußlast der Direkteinspritzung reduziert wird.
Außerdem wird beim Zuführen von Kraftstoff als eine Split-Einspritzung die Kraftstoffeinspritzverstellung basierend auf der Kraftmaschinentemperatur eingestellt und die Einspritzverstellung frühverstellt, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart erhöht. Hier beinhaltet die Kraftmaschinentemperatur eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzverstellung während des Kraftmaschinenheißstarts um einen größeren Betrag frühverstellt werden. In einem Beispiel kann die Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung der ersten und zweiten Fraktion sein, wobei die Split-Einspritzung eine erste Fraktion Kraftstoff umfasst, die früher während eines Einlasshubs eines Verbrennungszyklus direkteingespritzt wird, und eine zweite Fraktion Kraftstoff, die während eines Verdichtungshubs desselben Verbrennungszyklus direkteingespritzt wird. In einem Beispiel wird die Einspritzverstellung vom Verdichtungshub-oT frühverstellt, wenn sich beim Kraftmaschinenheißstart die Kraftmaschinentemperatur erhöht. Beispielsweise kann während des Heißstarts die Kraftstoffeinspritzverstellung von 16 Grad vor dem oT auf 20 Grad vor dem oT frühverstellt werden.
Zusätzlich zum Heißstartkraftstoffeinspritzungsprofil kann der Zündzeitpunkt spätverstellt werden. Der Betrag des angewandten Zündverzugs kann auf dem Alkoholgehalt des Kraftstoffs, der Abgaskatalysatortemperatur und/oder der Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart basieren. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt während des Heißstarts vom MBT weniger spätverstellt werden. In einem Beispiel kann während des Kraftmaschinenheißstarts kein Zündverzug angewendet werden, und der Zündzeitpunkt kann beim MBT gehalten oder vom MBT frühverstellt werden.
Der Betrag des angewendeten Zündverzugs kann ferner auf der Kraftstoffeinspritzverstellung basieren. Wenn beispielsweise die Kraftstoffeinspritzverstellung vom Verbrennungshub-oT frühverstellt wird, kann der Zündzeitpunkt für Verbrennungsstabilität weiter frühverstellt werden.
Von 210 und 212 bewegt sich das Verfahren zu 214, wobei das Verfahren ein Fortsetzen des Frühverstellens der Kraftstoffeinspritzverstellung für eine Anzahl an Verbrennungsereignissen seit dem ersten Verbrennungsereignis des Kraftmaschinenstarts beinhaltet. Hier beinhaltet das Frühverstellen der Einspritzverstellung ein kontinuierliches Frühverstellen der Einspritzverstellung von einer anfänglichen Einspritzverstellung, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht, wobei die anfängliche Einspritzverstellung auf der Kraftmaschinendrehzahl und -last basiert. Folglich kann bei jedem Verbrennungsereignis seit dem Kraftmaschinenstart (das heißt, dem Kraftmaschinenkaltstart oder dem Kraftmaschinenheißstart) die (durchschnittliche) Kraftstoffeinspritzverstellung (der Split-Kraftstoffeinspritzungen) frühverstellt werden, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht, während eine Split-Kraftstoffeinspritzung beibehalten bleibt. Das weitere Frühverstellen beinhaltet das Beibehalten einer Dauer zwischen den Split-Einspritzungen. Wenn beispielsweise die Split-Einspritzung zwei Fraktionen von Verdichtungshubkraftstoffeinspritzungen beinhaltet, kann die durchschnittliche Einspritzverstellung frühverstellt werden, während eine Dauer zwischen dem Einspritzen der ersten Fraktion und dem Einspritzen der zweiten Fraktion beibehalten bleibt. Nachdem die Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem ersten Verbrennungsereignis abgelaufen ist, beinhaltet das Verfahren das Spätverstellen der Einspritzverstellung in Richtung Verdichtungshub-oT, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht.
Es versteht sich, dass in einigen Beispielen die Kraftstoffeinspritzverstellung bis zu einem Schwellenbetrag von Frühverstellung (z. B. einem maximal zulässigen Betrag von Frühverstellung) frühverstellt werden kann und danach die Kraftstoffeinspritzverstellung auf dem Schwellenbetrag der Frühverstellung gehalten werden kann, selbst wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzverstellung bis zum Schwellenwert der Frühverstellung für eine definierte Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem Kraftmaschinenstart frühverstellt werden, und danach kann die Kraftstoffeinspritzverstellung bei Frühverstellung gehalten oder in Richtung der anfänglichen Verstellung spätverstellt werden, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht.
Bei 218 kann bestimmt werden, ob die Kraftmaschinendrehzahl höher als eine Schwellendrehzahl ist. Insbesondere kann bestimmt werden, ob das Anlassen abgeschlossen ist und eine Kraftmaschinenleerlaufdrehzahl erreicht wurde. In einem alternativen Beispiel kann bestimmt werden, ob eine Schwellenwertanzahl von Verbrennungsereignissen seit dem ersten Verbrennungsereignis vergangen ist. Falls ja, beinhaltet die Routine bei 220 nach dem Abschluss des Anlassens das Übergehen der Kraftstoffeinspritzung zu einem Kraftstoffeinspritzungsprofil, das eine Steuerung der Leerlaufdrehzahl ermöglicht. Dies kann beispielsweise das Übergehen zu entweder nur Kraftstoffsaugrohreinspritzung oder nur Kraftstoffdirekteinspritzung beinhalten. Dies kann alternativ das Übergehen zum Zuführen von Kraftstoff als Einfacheinlasshubeinspritzung (oder -verdichtungshubeinspritzung) beinhalten. Als ein Beispiel beinhaltet das Übergehen nach dem Anlassen das Übergehen der Kraftstoffeinspritzung zu Saugrohreinspritzung eines Teils des Kraftstoffs, ehe sich das Einlassventil öffnet, und Direkteinspritzung eines restlichen Teils des Kraftstoffs während eines Einlasshubs. Hier kann das Einspritzverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff und saugrohreingespritztem Kraftstoff auf der Grundlage der Kraftstoffmasse variieren. Wenn bei 218 die Kraftmaschinenschwellendrehzahl nicht erreicht wurde oder die Schwellenanzahl von Verbrennungsereignissen nicht abgelaufen ist, kann bei 219 das beim Kraftmaschinenstart und Anlassen genutzte Kraftstoffeinspritzprofil beibehalten werden, wobei die Kraftstoffeinspritzverstellung mit der Kraftmaschinentemperatur frühverstellt bleibt.
3 zeigt eine erste Abbildung 300, die eine Veränderung in der durchschnittlichen Frühverstellung von Split-Kraftstoffeinspritzverstellung bei einem Anstieg der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature – ECT) zeigt. Wie gezeigt, wird die durchschnittliche Frühverstellung bei höheren Kraftmaschinentemperaturen in einer schnelleren Rate erhöht und bei niedrigeren Kraftmaschinentemperaturen in einer langsameren Rate erhöht. 3 zeigt auch eine zweite Abbildung 350, die eine Veränderung in der durchschnittlichen Separation zwischen dem Einspritzen der Split-Kraftstoffeinspritzung bei einem Anstieg der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) zeigt. Wie gezeigt, wird die durchschnittliche Separation bei niedrig-mittleren Kraftmaschinentemperaturen beibehalten und dann bei höheren Kraftmaschinentemperaturen erhöht. 4 zeigt eine Abbildung 400 von Ventilsteuerung und Kolbenposition bezüglich einer Kraftmaschinenposition für einen bestimmten Kraftmaschinenzylinder. Während eines Kraftmaschinenstarts, während die Kraftmaschine angelassen wird, kann eine Kraftmaschinensteuerung dazu ausgelegt sein, ein Kraftstoffeinspritzprofil von Kraftstoff, der dem Zylinder zugeführt wird, zu steuern. Insbesondere kann Kraftstoff während eines ersten Verbrennungsereignisses des Kraftmaschinenstarts und für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem ersten Verbrennungsereignis als eine Split-Kraftstoffeinspritzung zugeführt werden, bevor ein Übergang zu einem Kraftmaschinenleerlaufprofil mit Einzelkraftstoffeinspritzung nach dem Anlassen der Kraftmaschine erfolgt. Darüber hinaus kann über die Anzahl der Verbrennungsereignisse hinweg bei ansteigender Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur die Kraftstoffeinspritzverstellung (die die durchschnittliche Einspritzverstellung der Mehrfacheinspritzungen der Split-Kraftstoffeinspritzung ist) frühverstellt werden.
Abbildung 400 stellt eine Kraftmaschinenstellung entlang der x-Achse in Grad Kurbelwinkel (CAD – Crank Angle Degree) dar. Kurve 408 stellt Kolbenstellungen (entlang der y-Achse) in Bezug auf ihre Position vom oberen Totpunkt (oT) und/oder unteren Totpunkt (uT) und ferner in Bezug auf ihre Position innerhalb der vier Hübe (Einlass, Verdichtung, Arbeit und Auslass) eines Kraftmaschinenzyklus dar. Wie durch die sinusförmige Kurve 408 gezeigt, bewegt sich ein Kolben schrittweise vom oT nach unten und erreicht am uT seinen tiefsten Punkt am Ende des Arbeitshubs. Dann kehrt der Kolben am Ende des Auslasshubs wieder zum oberen Ende, an den oT, zurück. Danach bewegt sich der Kolben während des Einlasshubs erneut nach unten zum uT und kehrt schließlich am Ende des Verdichtungshubs wieder in seine obere Ausgangsstellung am oT zurück.
Die Kurven 402 und 404 stellen Ventilsteuerungen für ein Auslassventil (gestrichelte Kurve 402) und ein Einlassventil (durchgehende Kurve 404) während eines normalen Kraftmaschinenbetriebs dar. Wie dargestellt, kann ein Auslassventil nur geöffnet werden, wenn der Kolben am Ende des Arbeitshubs den Boden erreicht. Das Auslassventil kann dann schließen, wenn der Kolben den Auslasshub beendet, und mindestens offen bleiben, bis ein nachfolgender Einlasshub begonnen hat. Dementsprechend kann ein Einlassventil bei oder vor dem Start eines Einlasshubs geöffnet sein und mindestens offen bleiben, bis ein nachfolgender Verdichtungshub begonnen hat.
Als ein Ergebnis der Steuerungsdifferenzen zwischen dem Auslassventilschließen und dem Einlassventilöffnen können für eine kurze Dauer vor dem Ende des Auslasshubs und nach dem Beginn des Einlasshubs sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil offen sein. Dieser Zeitraum, in dem beide Ventile offen sein können, wird als eine positive Einlass-zu-Auslassventil-Überschneidung 406 (oder einfach als positive Ventilüberschneidung) bezeichnet, repräsentiert durch eine schraffierte Region am Schnitt der Kurven 402 und 404. In einem Beispiel kann die positive Einlass-zu-Auslassventil-Überschneidung 406 eine Standardnockenposition der Kraftmaschine sein, die während eines Kraftmaschinenkaltstarts präsent ist.
Das dritte Diagramm (von oben) der Abbildung 400 stellt ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzprofil 450 dar, das bei einem Kraftmaschinenkaltstart genutzt werden kann, um Kraftmaschinenkaltstartunrundheit zu verringern. Das vierte Diagramm (von oben) der Abbildung 400 stellt ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzprofil 460 dar, das bei einem Kraftmaschinenheißstart genutzt werden kann, um Kraftmaschinenheißstartunrundheit zu verringern.
In dem dargestellten Beispiel beinhaltet ein Kraftstoffeinspritzprofil 450, das während eines ersten Verbrennungsereignisses eines Kraftmaschinenkaltstarts genutzt wird, eine Split-Verdichtungshubeinspritzung mit einem Gesamtbetrag von Kraftstoff, der dem Zylinder als eine erste, frühere Verdichtungshubdirekteinspritzung zugeführt wird, dargestellt bei 414 (diagonal gestreifter Block), und eine zweite, spätere Verdichtungshubdirekteinspritzung, dargestellt bei 416 (diagonal gestreifter Block). Die erste Einspritzung 414 kann einen zu einem ersten Zeitpunkt CAD1 direkteingespritzten Teil Kraftstoff (D1) umfassen. Dann wird ein verbleibender Teil des Kraftstoffs (D2) bei CAD2 direkteingespritzt, sodass CAD3 eine durchschnittliche Einspritzverstellung der Split-Kraftstoffeinspritzung ist.
Zum Vergleich beinhaltet ein Kraftstoffeinspritzprofil 460, das während eines ersten Verbrennungsereignisses eines Kraftmaschinenheißstarts genutzt wird, eine Split-Verdichtungshubeinspritzung mit einem Gesamtbetrag von Kraftstoff, der dem Zylinder als eine erste Einlasshubdirekteinspritzung zugeführt wird, dargestellt bei 424 (schraffiert gestreifter Block), und eine zweite Verdichtungshubdirekteinspritzung, dargestellt bei 426 (diagonal gestreifter Block). Die erste Einspritzung 424 kann einen zu einem ersten Zeitpunkt CAD11 direkteingespritzten Teil Kraftstoff (D11) umfassen. Dann wird ein verbleibender Teil des Kraftstoffs bei CAD12 direkteingespritzt (D12), sodass CAD13 eine durchschnittliche Einspritzverstellung der Split-Kraftstoffeinspritzung ist. Wie durch Vergleichen der Profile 450 und 460 gesehen werden kann, wird die durchschnittliche Kraftstoffeinspritzverstellung vom Verdichtungshub-oT frühverstellt, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart erhöht (der Heißstart hat eine höhere Kraftmaschinentemperatur als der Kraftmaschinenkaltstart). Die frühere Einspritzverstellung reduziert die Wahrscheinlichkeit kraftstoffreicher Fehlzündungen und stellt gleichzeitig Kraftmaschinenstartgleichmäßigkeit bereit.
Zusätzlich zur Split-Einspritzung kann während des Kraftmaschinenkaltstarts (siehe 418) der Funken um einen größeren Betrag spätverstellt werden, verglichen mit dem Heißstart (siehe 428).
Nun Bezug nehmend auf 5, zeigt die Abbildung 500 ein Beispiel einer Einstellung von Kraftstoffeinspritzverstellung und Profilen, die während eines Kraftmaschinenstarts genutzt werden können, und eines nachfolgenden Anlassens und einer Kraftmaschinenleerlaufsteuerung für eine erste Kraftmaschinenkaltstartbedingung (Abbildung 500) und für einen zweiten Kraftmaschinenheißstart (Abbildung 550). Wie hier ausgeführt, kann die Einspritzverstellung für einen bestimmten Kraftmaschinenstart basierend auf der Kraftmaschinentemperatur eingestellt werden. Jedes Einspritzprofil als solches bildet eine Verstellung von Einspritzung relativ zu einer Zylinderkolbenposition ab. Basierend auf der Position des Zylinderkolbens zu einer beliebigen Zeit im Kraftmaschinenzyklus kann Kraftstoff während eines Einlasshubs (I – Injection Stroke), eines Verdichtungshubs (C – Compression Stroke), eines Arbeitshubs (P – Power Stroke) oder eines Auslasshubs (E – Exhaust Stroke) in den Zylinder eingespritzt werden. Das Einspritzprofil zeigt ferner, ob Kraftstoff als Einfacheinspritzung oder als Split-Mehrfacheinspritzungen eingespritzt wurde. Obwohl nicht abgebildet, können die Einspritzprofile ferner gleichzeitige Zündzeitpunktanpassungen (z. B. Nutzung eines Zündverzugs) beinhalten.
Das erste Kraftstoffeinspritzprofil 500, angewendet während des Kaltstarts, beinhaltet die Nutzung einer Split-Verdichtungshubeinspritzung während des Starts und für eine Anzahl nachfolgender Verbrennungsereignisse, ehe während der Kraftmaschinenleerlaufsteuerung eine Einfacheinlasshubeinspritzung wiederaufgenommen wird. Wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht, über nachfolgende Verbrennungsereignisse, wird die Kraftstoffeinspritzverstellung frühverstellt, während die Split-Kraftstoffeinspritzung beibehalten bleibt und während eine Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Einspritzungen beibehalten bleibt. In einem alternativen Beispiel kann die Dauer zwischen den Einspritzungen erhöht werden, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht.
Zusätzlich zum Splitten des Gesamtbetrags von eingespritztem Kraftstoff kann auch der Fremdzündzeitpunkt eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt bei 500 –20 Grad vor dem oT sein. Das zweite Kraftstoffeinspritzprofil 550, angewendet während des Heißstarts, beinhaltet die Nutzung einer Split-Einspritzung mit einer ersten Ansaughubeinspritzung und einer zweiten Verdichtungshubeinspritzung während des Starts und für eine Anzahl nachfolgender Verbrennungsereignisse, ehe während der Kraftmaschinenleerlaufsteuerung eine Einfacheinlasshubeinspritzung wiederaufgenommen wird. Wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht, über nachfolgende Verbrennungsereignisse, wird die Kraftstoffeinspritzverstellung frühverstellt, während die Split-Kraftstoffeinspritzung beibehalten bleibt und während eine Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Einspritzungen beibehalten bleibt. In einem alternativen Beispiel kann die Dauer zwischen den Einspritzungen verringert werden, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht.
Zusätzlich zum Splitten des Gesamtbetrags von eingespritztem Kraftstoff kann auch der Fremdzündzeitpunkt eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt bei 550 +5 Grad vor dem oT sein.
Auf diese Weise beinhaltet ein Verfahren für eine Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenkaltstarts ein Anlassen der Kraftmaschine, wobei der Kraftstoff als eine Split-Einspritzung während einer ersten Einspritzverstellung zugeführt wird, und während eines Kraftmaschinenheißstarts, wobei die Kraftmaschine als eine Split-Einspritzung in einer zweiten Einspritzverstellung zugeführt wird, sowie die zweite Verstellung relativ zur ersten Verstellung frühverstellt ist. Während des Kraftmaschinenkaltstarts wird Kraftstoff als eine Split-Einspritzung zur ersten Einspritzverstellung für eine erste Anzahl an Verbrennungsereignissen zugeführt, und dann, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht, wird die Kraftstoffeinspritzverstellung von der ersten Einspritzverstellung in Richtung der zweiten Einspritzverstellung frühverstellt. Zum Vergleich wird während des Kraftmaschinenheißstarts Kraftstoff als eine Split-Einspritzung zur zweiten Einspritzverstellung für eine zweite Anzahl an Verbrennungsereignissen zugeführt, wobei die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, und dann, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht, wird die Kraftstoffeinspritzverstellung von der zweiten Einspritzverstellung in Richtung der ersten Einspritzverstellung spätverstellt. Die Split-Einspritzung während des Kraftmaschinenkaltstarts beinhaltet eine erste Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen, wobei die erste Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung der ersten Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen ist. Die Split-Einspritzung während des Kraftmaschinenheißstarts beinhaltet eine zweite Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen, wobei die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, wobei die zweite Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung der zweiten Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen ist. Die Split-Einspritzung während des Kraftmaschinenkaltstarts beinhaltet Mehrfachverdichtungshubdirekteinspritzungen, während die Split-Einspritzung während des Heißstarts mindestens eine Verdichtungshubdirekteinspritzung und eine Einlasshubdirekteinspritzung beinhaltet. Ferner wird die Kraftmaschine während des Kraftmaschinenkaltstarts mit einem um einen größeren Betrag spätverstellten Zündzeitpunkt angelassen, während die Kraftmaschine während des Kraftmaschinenheißstarts mit einem um einen geringeren Betrag spätverstellten Zündzeitpunkt angelassen wird.
In einem anderen Beispiel umfasst ein Kraftmaschinensystem eine Kraftmaschine, die einen Zylinder beinhaltet; ein Direkteinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder; einen Temperatursensor zum Schätzen einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur; und eine Steuerung. Die Steuerung kann mit computerlesbaren Anweisungen konfiguriert sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um: während eines Kraftmaschinenstarts, für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit einem ersten Verbrennungsereignis die Kraftmaschine zu betreiben, wobei Kraftstoff als Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen zugeführt wird, und mit einer durchschnittlichen Einspritzverstellung der Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen, die vom Verdichtungshub-oT frühverstellt sind, wobei sich ein Betrag der Einspritzverstellungsfrühverstellung erhöht, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (geschätzt vor dem Start der Kraftmaschinenverbrennung) erhöht. Die Steuerung kann ferner Anweisungen umfassen, um: nach der Anzahl von Verbrennungsereignissen während des Fortfahrens des Betreibens der Kraftmaschine mit Kraftstoff, der als Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen zugeführt wird, die durchschnittliche Einspritzverstellung der Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen in Richtung Verbrennungshub-oT spätzuverstellen, wobei sich ein Betrag der Einspritzverstellungsspätverstellung erhöht, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht. Die Steuerung kann noch weitere Anweisungen beinhalten, um (während der Anzahl der Verbrennungsereignisse) den Zündzeitpunkt vom MBT spätzuverstellen, wobei ein Betrag des Zündverzugs auf der Einspritzfrühverstellung basiert, und nach der Anzahl von Verbrennungsereignissen den Betrag des Zündverzugs basierend auf Kraftmaschinendrehzahl und der Last einzustellen.
Auf diese Weise wird die Unrundheit beim Kraftmaschinenstart und -leerlauf durch Einstellen einer Kraftstoffeinspritzverstellung einer Split-Einspritzung während eines Kraftmaschinenstarts in Reaktion auf eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur beim Kraftmaschinenstart (und vor dem ersten Verbrennungsereignis in der Kraftmaschine) reduziert. Insbesondere wird die Kraftmaschinengleichmäßigkeit sowohl für Kraftmaschinenkaltstarts als auch für -warmstarts verbessert. Durch Übergang von der Split-Kraftstoffeinspritzung zu einer Einfachkraftstoffeinspritzung an einem späteren Punkt im Kraftmaschinenbetriebszyklus werden Fälle einer kraftstoffreichen Fehlzündung reduziert, wodurch auch Fälle in Verbindung mit falschen Gewährleistungsproblemen reduziert werden. Darüber hinaus ermöglicht die kombinierte Nutzung einer Split-Kraftstoffeinspritzung und einer frühverstellten Kraftstoffeinspritzung ein Beschleunigen der Katalysatorheizung mit einer geringeren Kraftstoffmenge, eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und der Kaltstartabgasemissionen. Durch Reduzieren der Kraftmaschinenstartunrundheit wird die Kraftmaschinenstartleistung (sowohl bei Kaltstarts als auch bei Heißstarts) verbessert.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendbar sind. Die hier offenbarten Steuerungsverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert werden und können durch das Steuerungssystem, einschließlich der Steuerung zusammen mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Kraftmaschinenausrüstung ausgeführt werden. Die spezifischen Routinen, die hier beschrieben werden, können eine oder mehrere von einer beliebigen Zahl von Verarbeitungsstrategien wie z. B. ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen darstellen. Daher können verschiedene dargestellte Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge durchgeführt werden, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen auch entfallen. Dementsprechend ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern dient lediglich der Erleichterung der Darstellung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen können abhängig von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen einen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführung der Anweisungen in einem System durchgeführt werden, das die verschiedenen Kraftmaschinen-Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung umfasst.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Die obige Technologie ist zum Beispiel auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen anwendbar. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein, die hier offenbart werden.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden, besonders hervor. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer dieser Elemente einschließen, wobei sie zwei oder mehr von diesen Elementen 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 neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
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

US 20140297162 [0003]

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Starten einer Kraftmaschine, wobei Kraftstoff als eine Split-Einspritzung zugeführt wird; und Einstellen einer Kraftstoffeinspritzverstellung basierend auf der Kraftmaschinentemperatur, wobei die Einspritzverstellung frühverstellt wird, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur beim Kraftmaschinenstart erhöht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Split-Einspritzung eine erste Fraktion Kraftstoff umfasst, die früher während eines Verdichtungshubs eines Verbrennungszyklus direkteingespritzt wird, und eine zweite Fraktion Kraftstoff, die später während des Verdichtungshubs des Verbrennungszyklus direkteingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung für die erste und zweite Fraktion ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Frühverstellen der Einspritzverstellung Erhöhen/Verringern/Beibehalten einer Dauer zwischen dem Einspritzen der ersten Fraktion und dem Einspritzen der zweiten Fraktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einspritzverstellung von einer anfänglichen Einspritzverstellung frühverstellt wird, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht, wobei die anfängliche Einspritzverstellung auf der Kraftmaschinendrehzahl und -last basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einspritzverstellung vom Verdichtungshub-oT frühverstellt wird, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner Beibehalten der Kraftstoffeinspritzverstellung umfasst, die seit einem ersten Verbrennungsereignis des Kraftmaschinenstarts für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen frühverstellt wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner nach der Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem ersten Verbrennungsereignis Spätverstellen der Einspritzverstellung in Richtung des Verdichtungshub-oT umfasst, wenn sich die Kraftmaschinentemperatur erhöht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner während des Startens Spätverstellen des Zündzeitpunkts vom MBT umfasst, während die Einspritzverstellung frühverstellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Starten der Kraftmaschine ein Kraftmaschinenkaltstart ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschinentemperatur eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur beim Kraftmaschinenstart umfasst, vor einem ersten Verbrennungsereignis.
Verfahren für eine Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: während eines Kraftmaschinenkaltstarts, Anschleppen der Kraftmaschine, wobei Kraftstoff als eine Split-Einspritzung in einer ersten Einspritzverstellung zugeführt wird; und während eines Kraftmaschinenheißstarts, Anschleppen der Kraftmaschine, wobei Kraftstoff als eine Split-Einspritzung in einer zweiten Einspritzverstellung zugeführt wird, wobei die zweite Verstellung relativ zur ersten Verstellung frühverstellt ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei während des Kraftmaschinenkaltstarts Kraftstoff als eine Split-Einspritzung zur ersten Einspritzverstellung für eine erste Anzahl an Verbrennungsereignissen zugeführt wird, und dann, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht, die Kraftstoffeinspritzverstellung von der ersten Einspritzverstellung in Richtung der zweiten Einspritzverstellung frühverstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei während des Kraftmaschinenheißstarts Kraftstoff als eine Split-Einspritzung zur zweiten Einspritzverstellung für eine zweite Anzahl an Verbrennungsereignissen zugeführt wird, die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, und dann, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht, die Kraftstoffeinspritzverstellung von der zweiten Einspritzverstellung in Richtung der ersten Einspritzverstellung spätverstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Split-Einspritzung während des Kraftmaschinenkaltstarts eine erste Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen beinhaltet, und wobei die erste Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung der ersten Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen ist, und wobei die Split-Einspritzung während des Kraftmaschinenheißstarts eine zweite Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen beinhaltet, wobei die zweite Anzahl kleiner als die erste Anzahl ist, und wobei die zweite Einspritzverstellung eine durchschnittliche Einspritzverstellung der zweiten Anzahl von Verdichtungshubdirekteinspritzungen ist
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Split-Einspritzung während des Kraftmaschinenkaltstarts Mehrfachverdichtungshubdirekteinspritzungen beinhaltet, und wobei die Split-Einspritzung während des Heißstarts mindestens eine Verdichtungshubdirekteinspritzung und eine Einlasshubdirekteinspritzung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner während des Kraftmaschinenkaltstarts das Anschleppen der Kraftmaschine mit einem um einen größeren Betrag spätverstellten Zündzeitpunkt umfasst, und während des Kraftmaschinenheißstarts das Anlassen der Kraftmaschine mit einem um einen geringeren Betrag spätverstellten Zündzeitpunkt.
Kraftmaschinensystem, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine, die einen Zylinder beinhaltet; ein Direkteinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder; einen Temperatursensor zum Schätzen der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, um: während eines Kraftmaschinenstarts für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit einem ersten Verbrennungsereignis die Kraftmaschine mit Kraftstoff zu betreiben, der als Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen zugeführt wird, wobei eine durchschnittliche Einspritzverstellung der Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen in Richtung Verbrennungshub-oT vorverstellt ist, wobei sich ein Betrag der Einspritzspätverstellung erhöht, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht.
System nach Anspruch 18, wobei die Steuerung ferner Anweisungen umfasst, um: nach der Anzahl von Verbrennungsereignissen während Fortfahrens von Betreiben der Kraftmaschine mit Kraftstoff, der als Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen zugeführt wird, die durchschnittliche Einspritzverstellung der Mehrfachverdichtungshubeinspritzungen in Richtung Verbrennungshub-oT spätzuverstellen, wobei sich ein Betrag der Einspritzspätverstellung erhöht, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur erhöht.
System nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner Anweisungen beinhaltet, um während der Anzahl der Verbrennungsereignisse den Zündzeitpunkt vom MBT spätzuverstellen, wobei ein Betrag des Zündverzugs auf der Einspritzfrühverstellung basiert, und nach der Anzahl von Verbrennungsereignissen den Betrag des Zündverzugs zu verstellen, basierend auf Kraftmaschinendrehzahl und -last.