DE102016111387A1

DE102016111387A1 - Verfahren und Systeme zur Kanalkraftstoffeinspritzsteuerung

Info

Publication number: DE102016111387A1
Application number: DE102016111387.5A
Authority: DE
Inventors: Stephen George Russ; Joseph Lyle Thomas; Scott Allan Lehto; Christopher Arnold Woodring; Jeanne Wei; David Shelley
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2016-12-29
Also published as: RU2717784C2; US20160377019A1; CN106285988B; US11454189B2; CN106285988A; RU2016124262A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Verringern der Bildung von heißem Kraftstoffdampf in einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung geschaffen. In einem Beispiel kann ein Verfahren das Betreiben eines dualen Kraftstoffeinspritzsystems mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge an Kanalkraftstoffeinspritzung über einen breiten Bereich von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen umfassen, selbst wenn sich die Bedingungen ändern. Eine Direktkraftstoffeinspritzmenge wird dementsprechend eingestellt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/186 171 mit dem Titel "Methods and Systems for Port Fuel Injection Control", eingereicht am 29. Juni 2015, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Einstellen des Betriebs einer Brennkraftmaschine, die Hochdruck-Kanal- und Direktkraftstoffeinspritzdüsen umfasst.
Hintergrund und Zusammenfassung
Direktkraftstoffeinspritzsysteme (DI-Systeme) schaffen gewisse Vorteile gegenüber Kanalkraftstoffeinspritzsystemen. Direktkraftstoffeinspritzsysteme können beispielsweise die Zylinderladungskühlung verbessern, so dass die Kraftmaschinenzylinder mit höheren Kompressionsverhältnissen arbeiten können, ohne unerwünschtes Kraftmaschinenklopfen zu erleiden. Direktkraftstoffeinspritzdüsen können jedoch keine gewünschte Menge an Kraftstoff zu einem Zylinder bei höheren Kraftmaschinendrehzahlen und Kraftmaschinenlasten liefern können, da die Menge an Zeit, die ein Zylinderhub dauert, verkürzt ist, so dass nicht ausreichend Zeit bestehen kann, um eine gewünschte Menge an Kraftstoff einzuspritzen. Folglich kann die Kraftmaschine weniger Leistung entwickeln als bei höheren Kraftmaschinendrehzahlen und Kraftmaschinenlasten erwünscht ist. Außerdem können Direkteinspritzsysteme für Partikelmaterialemissionen anfälliger sein. Im Vergleich können Kanaleinspritzsysteme verbessertes Mischen und weniger Rauch bei leichten Lasten bieten. Folglich können beide Kraftstoffsysteme in Kraftmaschinensystemen enthalten sein, um die Vorteile beider Einspritztypen zu nutzen.
Bei dem Versuch, Partikelmaterialemissionen und Kraftstoffverdünnung in Öl zu verringern, wurden Direkteinspritzsysteme mit sehr hohem Druck entwickelt. Obwohl nominale Direkteinspritzmaximaldrücke beispielsweise im Bereich von 150 bar liegen, können die DI-Systeme mit höherem Druck im Bereich von 250–800 bar unter Verwendung einer Hochdruck-Kolbenpumpe arbeiten, die durch die Kraftmaschine über eine Nockenwelle mechanisch angetrieben wird. In Kraftmaschinen, die mit dualen Einspritzsystemen konfiguriert sind, das heißt Kraftmaschinen, die mit sowohl Direkt- als auch Kanalkraftstoffeinspritzdüsen befähigt sind, kann mit Druck beaufschlagter Kraftstoff vom Kraftstofftank sowohl zur Direkteinspritz-Hochdruck-Kraftstoffpumpe (HPFP) als auch zur Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung zugeführt werden. Um die Hardwarekomplexität zu verringern, kann der Kraftstoff zur Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung entweder durch die HPFP zugeführt werden oder kann vor der Pumpe abgezweigt werden, wodurch der Bedarf an einer zweckgebundenen Pumpe für die Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung verringert wird.
Ein Problem bei solchen dualen Kraftstoffeinspritzsystemkonfigurationen besteht jedoch darin, dass während Bedingungen, unter denen kein Kraftstoff durch das Kanaleinspritzsystem fließt (wie z. B. wenn nur Direkteinspritzung aktiviert ist), sich Kraftstoffdampf im Kanaleinspritzkraftstoffsystem bilden kann. Dies kann zu Kraftstoffversorgungsfehlern und einem mageren Betrieb führen, wenn die Kanaleinspritzung aktiviert ist.
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für eine Kraftmaschine mit einem dualen Kraftstoffeinspritzsystem angegangen werden, das Folgendes umfasst: Beaufschlagen von Kraftstoff in jeder von einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung und einer Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung mit Druck über eine durch die Kraftmaschine angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe; und während eines Nicht-Verschlechterungs-Modus des Kraftstoffeinspritzsystems (wie z. B. über jegliche Betriebsbedingung mit aufgewärmter Kraftmaschine, während sie sich im Nicht-Verschlechterungs-Modus befindet) Versorgen der Kraftmaschine mit Kraftstoff mit mindestens einer kalibrieren minimalen Menge größer als Null von kanaleingespritztem Kraftstoff für jedes Verbrennungsereignis. In dieser Weise kann die Bildung von heißen Kraftstoffdämpfen in einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung verringert werden.
Als ein Beispiel kann ein Kraftmaschinensystem ein Kraftstoffsystem mit einer durch die Kraftmaschine angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe umfassen, die Kraftstoff zu jeder einer Kanal- und Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung zuführt. Wenn sich das Kraftstoffsystem in einem Nicht-Verschlechterungs-Modus befindet (das heißt wenn keine der Kraftstoffsystemkomponenten verschlechtert sind) kann während aller Bereiche von Nicht-Start-Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen, unter denen die Kraftmaschine aufgewärmt ist, die Kraftmaschine mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge (z. B. mindestens 10 %) von kanaleingespritztem Kraftstoff versorgt werden. Ferner kann die Kraftmaschine mit mindestens der kalibrierten Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff betrieben werden, selbst wenn sich Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen ändern. Ein Rest des Kraftstoffbedarfs kann als Direktkraftstoffeinspritzung bereitgestellt werden. Folglich können Nicht-Start-Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen bestehen, unter denen die Kraftmaschine mit teilweiser Direkteinspritzung oder ohne Direkteinspritzung (und nur Kanaleinspritzung) betrieben wird. Selbst während Bedingungen, unter denen Kraftstoff als nur Direkteinspritzung zugeführt angefordert wird (wie z. B. hohe Drehzahl-Last-Bedingungen, unter denen die Kraftmaschine im Klopfen begrenzt werden kann), wird der Kraftstoffbedarf durch Kanalkraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit der kalibrierten minimalen Menge und dann Zuführen der restlichen Masse des Kraftstoffs hauptsächlich als Direkteinspritzung erfüllt. Als Beispiel kann die Kraftmaschine während Kraftmaschinenheißstartbedingungen nur über Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt werden. Unter Bedingungen mit niedriger Drehzahl und niedriger Last kann die Kraftmaschine mit der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff, und wobei die Masse des Kraftstoffs über Direkteinspritzung zugeführt wird, betrieben werden. Unter Bedingungen mit hoher Drehzahl und geringer Last kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung dann zu einem größeren Teil von kanaleingespritztem Kraftstoff und einem kleineren Teil von direkt eingespritztem Kraftstoff überführt werden. Bei mittleren bis hohen Lastbedingungen kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung wieder auf die kalibrierte minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff, und wobei der Rest des Kraftstoffs über Direkteinspritzung zugeführt wird, überführt werden. Unter Bedingungen mit hoher Drehzahl und hoher Last kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung dann zu einem kleineren Teil von kanaleingespritztem Kraftstoff (aber über der kalibrierten minimalen Menge) und einem größeren Teil von direkt eingespritztem Kraftstoff überführt werden. An sich kann die kalibrierte minimale Menge eingestellt werden, um die Kraftstofftemperatur an der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung unter einer Temperatur zu halten, die eine Bildung von heißem Dampf verursacht, wie z. B. unterhalb ungefähr 100 °C, in Abhängigkeit vom Kraftstofftyp und Hubpumpendruck. Es ist zu erkennen, dass die Kraftmaschine mit einem unterschiedlichen Kraftstoffversorgungsprofil mit Kraftstoff versorgt werden kann, wenn sie sich in einem Verschlechterungsmodus befindet, wobei das Profil in diesem Modus auf der Basis der Komponente ausgewählt wird, die verschlechtert ist.
In dieser Weise können Kraftstoffversorgungsfehler aufgrund der Dampfbildung in einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung verringert werden. Der technische Effekt von Tröpfeln zumindest einer kalibrierten minimalen Kraftstoffmenge durch die Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung, selbst wenn die Kraftmaschine hauptsächlich über Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, besteht darin, dass die Kraftstofftemperaturen an der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung ausreichend niedrig gehalten werden können. Folglich wird das Sieden von Kraftstoff an der Kanalkraftstoffverteilerleitung verringert. Außerdem wird der Bedarf an einem Temperatursensor, der in die Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung integriert ist, vermieden. An sich schafft dies Komponentenverringerungsvorteile. Durch Aufrechterhalten der Zufuhr von mindestens dem kalibrierten minimalen Kraftstoff über alle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, einschließlich wenn sich die Drehzahl/Last-Bedingungen ändern, wird außerdem eine Temperatursteuerung in einer einfacheren und kosteneffizienteren Weise erreicht.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt schematisch eine Beispielausführungsform eines Zylinders einer Brennkraftmaschine dar.
2 stellt schematisch eine Beispielausführungsform eines Kraftstoffsystems dar, das für Hochdruck-Kanaleinspritzung und Hochdruck-Direkteinspritzung konfiguriert ist, das bei der Kraftmaschine von 1 verwendet werden kann.
3A–3B zeigen einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Einstellen eines Kanaleinspritzkraftstoffbruchteils, wenn sich die Kraftmaschinenbedingungen ändern, unabhängig von der Kraftstoffverteilerleitungstemperatur während Bedingungen, unter denen die Kraftstoffsystem-Komponenten nicht verschlechtert sind.
4 zeigt eine Beispiel-Kanalkraftstoffeinspritz-Kalibrierungstabelle.
5 zeigt ein Beispiel der Einstellung eines Bruchteils von Kraftstoff, der als Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, um die Bildung von heißem Kraftstoffdampf zu verringern.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende ausführliche Beschreibung schafft Informationen hinsichtlich eines dualen Kraftstoffeinspritzsystems und eines Verfahrens zum Verringern der Kraftstoffdampfbildung an einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung. Eine Beispielausführungsform eines Zylinders in einer Brennkraftmaschine ist in 1 gegeben, während 2 ein Beispielkraftstoffsystem darstellt, das bei der Kraftmaschine von 1 verwendet werden kann. Eine Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine wie z. B. die Beispielroutine von 3A–3B durchzuführen, um eine Kanalkraftstoffeinspritzmenge auf der Basis von Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen, auf der Basis einer Eingabe von einer kalibrierten Abbildung (4) und unabhängig von der Kraftstoffverteilerleitungstemperatur einzustellen, um die Kraftstoffdampfbildung an der Kanaleinspritzverteilerleitung zu verringern. Eine Beispiel-Kanalkraftstoffeinspritzeinstellung ist in 5 gezeigt.
Hinsichtlich der in dieser ganzen ausführlichen Beschreibung verwendeten Terminologie kann eine Hochdruckpumpe oder Direkteinspritzpumpe als DI-oder HP-Pumpe abgekürzt werden. Ebenso kann eine Niederdruckpumpe oder Hubpumpe als LP-Pumpe abgekürzt werden. Die Kanalkraftstoffeinspritzung kann als PFI abgekürzt werden, während die Direkteinspritzung als DI abgekürzt werden kann. Der Kraftstoffverteilerleitungsdruck oder der Wert des Drucks von Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffverteilerleitung kann auch als FRP abgekürzt werden. Das mechanisch betriebene Einlassrückschlagventil zum Steuern der Kraftstoffströmung in die HP-Pumpe kann auch als Überströmventil bezeichnet werden. Wie nachstehend genauer erörtert, kann eine HP-Pumpe, die auf einer mechanischen Druckregulierung ohne Verwendung eines elektronisch gesteuerten Einlassventils beruht, als mechanisch gesteuerte HP-Pumpe oder HP-Pumpe mit mechanisch reguliertem Druck bezeichnet werden. Mechanisch gesteuerte HP-Pumpen können, obwohl sie keine elektronisch gesteuerten Einlassventile zum Regulieren eines Volumens von gepumptem Kraftstoff verwenden, einen oder mehrere diskrete Drücke auf der Basis von elektronischer Auswahl bereitstellen.
1 stellt ein Beispiel einer Brennkammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10 dar. Die Kraftmaschine 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem mit einer Steuereinheit 12 und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugfahrer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch "Brennkammer") 14 der Kraftmaschine 10 kann Brennkammerwände 136 umfassen, wobei ein Kolben 138 darin angeordnet ist. Der Kolben 138 kann mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann mit mindestens einem Antriebsrad des Personenkraftwagens über ein Getriebesystem gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor (nicht dargestellt) mit der Kurbelwelle 140 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um einen Startvorgang der Kraftmaschine 10 zu ermöglichten.
Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftdurchgängen 142, 144 und 146 empfangen. Der Einlassluftdurchgang 146 kann mit anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zum Zylinder 14 in Verbindung stehen. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Einlassdurchgänge eine Aufladevorrichtung wie z. B. einen Turbolader oder Lader umfassen. 1 zeigt beispielsweise die Kraftmaschine 10 mit einem Turbolader mit einem Kompressor 174, der zwischen den Einlassdurchgängen 142 und 144 angeordnet ist, und einer Auslassturbine 176, die entlang des Auslassdurchgangs 148 angeordnet ist, konfiguriert. Der Kompressor 174 kann zumindest teilweise durch die Auslassturbine 176 über eine Welle 180 betrieben werden, wenn die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Lader versehen ist, kann jedoch die Auslassturbine 176 wahlweise weggelassen werden, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine betrieben werden kann. Eine Drosselklappe 162 mit einer Drosselplatte 164 kann entlang eines Einlassdurchgangs der Kraftmaschine zum Verändern der Durchflussrate und/oder des Drucks von Einlassluft vorgesehen ein, die zu den Kraftmaschinenzylindern zugeführt wird. Die Drosselklappe 162 kann beispielsweise stromabwärts des Kompressors 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt, oder kann alternativ stromaufwärts des Kompressors 174 vorgesehen sein.
Der Auslassdurchgang 148 kann Abgase von anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zum Zylinder 14 empfangen. Ein Abgassensor 128 ist mit dem Auslassdurchgang 148 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Vorsehen einer Angabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ausgewählt sein, wie beispielsweise einem linearen Sauerstoffsensor oder UEGO (universeller oder Breitband-Abgassauerstoffsensor), einem Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO (wie dargestellt), einem HEGO (erhitzten EGO), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwege-Katalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile umfassen. Der Zylinder 14 ist beispielsweise mit mindestens einem Einlasstellerventil 150 und mindestens einem Auslasstellerventil 156 gezeigt, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile umfassen, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind. Das Einlassventil 150 kann durch die Steuereinheit 12 über einen Aktuator 152 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuereinheit 12 über einen Aktuator 154 gesteuert werden. Während einiger Bedingungen kann die Steuereinheit 12 die Signale verändern, die zu den Aktuatoren 152 und 154 geliefert werden, um das Öffnen und Schließen der jeweilige Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch jeweilige Ventilpositionssensoren (nicht dargestellt) bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können vom elektrischen Ventilbetätigungstyp oder Nockenbetätigungstyp oder einer Kombination davon sein. Die Einlass- und Auslassventil-Zeitsteuerung kann gleichzeitig gesteuert werden oder irgendeine einer Möglichkeit von variabler Einlassnockenzeitsteuerung, variabler Auslassnockenzeitsteuerung, dualer unabhängiger variabler Nockenzeitsteuerung oder fester Nockenzeitsteuerung kann verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken umfassen und kann ein oder mehrere Systeme für Nockenprofilschalten (CPS), variable Nockenzeitsteuerung (VCT), variable Ventilzeitsteuerung (VVT) und/oder variablen Ventilhub (VVL) verwenden, die durch die Steuereinheit 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu verändern. Der Zylinder 14 kann beispielsweise alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS und/oder VCT, umfassen. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen Aktuator oder ein Betätigungssystem mit variabler Ventilzeitsteuerung gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Kompressionsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis der Volumina, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt befindet, zum oberen Totpunkt ist. In einem Beispiel liegt das Kompressionsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, kann jedoch das Kompressionsverhältnis erhöht werden. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann auch erhöht werden, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihres Effekts auf das Kraftmaschinenklopfen.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten einer Verbrennung umfassen. Ein Zündsystem 190 kann einen Zündfunken zur Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 in Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuereinheit 12 unter ausgewählten Betriebsmodi liefern. In einigen Ausführungsformen kann jedoch die Zündkerze 192 weggelassen werden, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie es bei einigen Dieselkraftmaschinen der Fall sein kann.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zum Liefern von Kraftstoff zu diesem konfiguriert sein. Als nicht begrenzendes Beispiel ist der Zylinder 14 mit zwei Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können dazu konfiguriert sein, Kraftstoff, der vom Kraftstoffsystem 8 empfangen wird, zuzuführen. Wie mit Bezug auf 2 ausgearbeitet, kann das Kraftstoffsystem 8 einen oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteilerleitungen umfassen. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 ist direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt gezeigt zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in diesen im Verhältnis zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von der Steuereinheit 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangen wird. In dieser Weise schafft die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das, was als Direkteinspritzung (nachstehend als "DI" bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Obwohl 1 die Einspritzdüse 166 auf einer Seite des Zylinders 14 angeordnet zeigt, kann sie alternativ über dem Kolben angeordnet sein, wie z. B. nahe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und die Verbrennung verbessern, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, aufgrund der geringeren Flüchtigkeit von einigen Kraftstoffen auf Alkoholbasis. Alternativ kann die Einspritzdüse über und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Der Kraftstoff kann zur Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal zur Steuereinheit 12 liefert.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 ist im Einlassdurchgang 146 anstatt im Zylinder 14 angeordnet gezeigt in einer Konfiguration, die das schafft, was als Kanaleinspritzung von Kraftstoff (nachstehend als "PFI" bezeichnet) in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 14 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann Kraftstoff, der vom Kraftstoffsystem 8 empfangen wird, im Verhältnis zur Impulsbreite eines Signals FPW-2, das von der Steuereinheit 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu beachten, dass ein einzelner Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder mehrere Treiber, beispielsweise der Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzdüse 166 und der Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzdüse 170, verwendet werden können, wie dargestellt.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzdüsen zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In noch einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Kanalkraftstoffeinspritzdüsen zum Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 konfiguriert sein. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzdüse umfassen, die dazu konfiguriert ist, verschiedene Kraftstoffe von den Kraftstoffsystemen in veränderlichen relativen Mengen als Kraftstoffgemisch zu empfangen, und ferner dazu konfiguriert ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder direkt in den Zylinder als Direktkraftstoffeinspritzdüse oder stromaufwärts der Einlassventile als Kanalkraftstoffeinspritzdüse einzuspritzen. An sich sollte erkannt werden, dass die hier beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die hier als Beispiel beschriebenen speziellen Kraftstoffeinspritzdüsenkonfigurationen begrenzt werden sollten.
Kraftstoff kann durch beide Einspritzdüsen zum Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Jede Einspritzdüse kann beispielsweise einen Teil einer gesamten Kraftstoffeinspritzung zuführen, die im Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner können die Verteilung und/oder die relative Menge an Kraftstoff, der von jeder Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen variieren, wie z. B. der Kraftmaschinenlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie z. B. nachstehend hier beschrieben. Der kanaleingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit offenem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Einlasshub) sowie während des Betriebs mit sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden. Direkt eingespritzter Kraftstoff kann beispielsweise ebenso während eines Einlasshubs sowie teilweise während eines vorherigen Auslasshubs, während des Einlasshubs und teilweise während des Kompressionshubs zugeführt werden. Selbst für ein einzelnes Verbrennungsereignis kann an sich der eingespritzte Kraftstoff zu verschiedenen Zeitpunkten vom Kanal und von der Direkteinspritzdüse eingespritzt werden. Ferner können für ein einzelnes Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Kompressionshubs, des Einlasshubs oder irgendeiner geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinder-Kraftmaschine. An sich kann jeder Zylinder ebenso seinen eigenen Satz von Einlass/Auslass-Ventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. umfassen. Es ist zu erkennen, dass die Kraftmaschine 10 irgendeine geeignete Anzahl von Zylindern umfassen kann, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der mit Bezug auf den Zylinder 14 beschriebenen und durch 1 dargestellten verschiedenen Komponenten umfassen.
Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können verschiedene Eigenschaften aufweisen. Diese umfassen Unterschiede in der Größe, beispielsweise kann eine Einspritzdüse ein größeres Einspritzloch aufweisen als die andere. Andere Unterschiede umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf verschiedene Sprühwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, unterschiedliches Zielen, einen unterschiedlichen Einspritzzeitpunkt, verschiedene Sprüheigenschaften, verschiedene Orte usw. In Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs unter den Einspritzdüsen 170 und 166 können überdies verschiedene Effekte erreicht werden.
Kraftstofftanks im Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe von verschiedenen Kraftstofftypen halten, wie z. B. Kraftstoffe mit verschiedenen Kraftstoffgüten und verschiedenen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können einen unterschiedlichen Alkoholgehalt, einen unterschiedlichen Wassergehalt, eine unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. umfassen. Ein Beispiel von Kraftstoffen mit verschiedenen Verdampfungswärmen könnte Benzin als ersten Kraftstofftyp mit einer geringeren Verdampfungswärme und Ethanol als zweiten Kraftstofftyp mit einer größeren Verdampfungswärme umfassen. In einem anderen Beispiel kann die Kraftmaschine Benzin als ersten Kraftstofftyp und ein Alkohol enthaltendes Kraftstoffgemisch wie z. B. E85 (das ungefähr 85 % Ethanol und 15 % Benzin ist) oder M85 (das ungefähr 85 % Methanol und 15 % Benzin ist) als zweiten Kraftstofftyp verwenden. Andere brauchbare Substanzen umfassen Wasser, Methanol, ein Gemisch von Alkohol und Wasser, ein Gemisch von Wasser und Methanol, ein Gemisch von Alkoholen usw.
In noch einem anderen Beispiel können beide Kraftstoffe Alkoholgemische mit variierender Alkoholzusammensetzung sein, wobei der erste Kraftstofftyp ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer niedrigeren Konzentration an Alkohol wie z. B. E10 (das ungefähr 10 % Ethanol ist) sein kann, während der zweite Kraftstofftyp ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer größeren Konzentration an Alkohol wie z. B. E85 (das ungefähr 85 % Ethanol ist) sein kann. Außerdem können der erste und der zweite Kraftstoff sich auch in anderen Kraftstoffgüten unterscheiden, wie z. B. einer Differenz der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl usw. Überdies können die Kraftstoffeigenschaften von einem oder beiden Kraftstofftanks häufig variieren, beispielsweise aufgrund von Variationen bei der Tankauffüllung von Tag zu Tag.
Die Steuereinheit 12 ist in 1 als Mikrocomputer mit einer Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen 108, einem elektronischen Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das als nichtflüchtiger Festwertspeicherchip 110 in diesem speziellen Beispiel gezeigt ist, zum Speichern von ausführbaren Befehlen, einem Direktzugriffsspeicher 112, einem Haltespeicher 114 und einem Datenbus gezeigt. Die Steuereinheit 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 Luftmassensensor 122; der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 116, der mit einer Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündaufnahmesignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder anderen Typ), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; der Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappen-Positionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (MAP) vom Sensor 124. Ein Kraftmaschinendrehzahlsignal RPM kann durch die Steuereinheit 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe von Unterdruck oder Druck im Einlasskrümmer zu liefern. Die Steuereinheit 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren von 1 (und 2) und verwendet die verschiedenen Aktuatoren von 1 (und 2), um den Kraftmaschinenbetrieb auf der Basis der empfangenen Signale und von Befehlen, die in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert sind, einzustellen.
2 stellt schematisch eine Beispielausführungsform 200 eines Kraftstoffsystems wie z. B. des Kraftstoffsystems 8 von 1 dar. Das Kraftstoffsystem 200 kann betrieben werden, um Kraftstoff zu einer Kraftmaschine wie z. B. der Kraftmaschine 10 von 1 zuzuführen. Das Kraftstoffsystem 200 kann durch eine Steuereinheit betrieben werden, um einige oder alle der mit Bezug auf den Prozessablauf von 3 beschriebenen Operationen durchzuführen.
Das Kraftstoffsystem 200 umfasst einen Kraftstoffspeichertank 210 zum Speichern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck (LPP) 212 (hier auch als Kraftstoffhubpumpe 212 bezeichnet) und eine Kraftstoffpumpe mit höherem Druck (HPP) 214 (hier auch als Kraftstoffeinspritzpumpe 214 bezeichnet). Kraftstoff kann zum Kraftstofftank 210 über einen Kraftstofffülldurchgang 204 geliefert werden. In einem Beispiel kann die LPP 212 eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck sein, die zumindest teilweise innerhalb des Kraftstofftanks 210 angeordnet ist. Die LPP 212 kann durch eine Steuereinheit 222 (z. B. Steuereinheit 12 von 1) betrieben werden, um Kraftstoff zur HPP 214 über den Kraftstoffdurchgang 218 zuzuführen. Die LPP 212 kann als das konfiguriert sein, was als Kraftstoffhubpumpe bezeichnet werden kann. Als ein Beispiel kann die LPP 212 eine Turbinenpumpe (z. B. Zentrifugalpumpe) mit einem elektrischen (z. B. Gleichstrom) Pumpenmotor sein, wodurch die Druckzunahme über die Pumpe und/oder die Volumendurchflussrate durch die Pumpe durch Verändern der zum Pumpenmotor gelieferten elektrischen Leistung gesteuert werden können, wodurch die Motordrehzahl erhöht oder verringert wird. Wenn die Steuereinheit beispielsweise die elektrische Leistung verringert, die zur Hubpumpe 212 geliefert wird, können die Volumendurchflussrate und/oder die Druckzunahme über die Hubpumpe verringert werden. Die Volumendurchflussrate und/oder die Druckzunahme über die Pumpe können durch Erhöhen der elektrischen Leistung, die zur Hubpumpe 212 geliefert wird, erhöht werden. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die zum Motor der Pumpe mit niedrigerem Druck geliefert wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht dargestellt) erhalten werden, wodurch das Steuersystem die elektrische Last steuern kann, die verwendet wird, um die Pumpe mit niedrigerem Druck zu betreiben. Durch Verändern der Spannung und/oder des Stroms, die zur Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck geliefert werden, werden folglich die Durchflussrate und der Druck des Kraftstoffs, die am Einlass der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck bereitgestellt werden, eingestellt.
Die LPP 212 kann mit einem Filter 217 fluidtechnisch gekoppelt sein, der kleine Verunreinigungen, die im Kraftstoff enthalten sind, die die Kraftstoffhandhabungskomponenten potentiell beschädigen könnten, entfernen kann. Ein Rückschlagventil 213, das die Kraftstoffzufuhr erleichtern und den Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten kann, kann fluidtechnisch stromaufwärts des Filters 217 angeordnet sein. Mit dem Rückschlagventil 213 stromaufwärts des Filters 217 kann die Einhaltung des Niederdruckdurchgangs 218 erhöht werden, da der Filter im Volumen physikalisch groß sein kann. Ferner kann ein Druckentlastungsventil 219 verwendet werden, um den Kraftstoffdruck im Niederdruckdurchgang 218 zu begrenzen (z. B. die Ausgabe aus der Hubpumpe 212). Das Entlastungsventil 219 kann einen Kugel- und Federmechanismus umfassen, der beispielsweise bei einer festgelegten Druckdifferenz sich absetzt und abdichtet. Der Druckdifferenzsollwert, bei dem das Entlastungsventil 219 dazu konfiguriert sein kann, sich zu öffnen, kann verschiedene geeignete Werte annehmen; als nicht begrenzendes Beispiel kann der Sollwert 6,4 bar oder 5 bar (g) sein. Eine Mündung 223 kann verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Luft und/oder Kraftstoffdampf aus der Hubpumpe 212 entlüften. Diese Entlüftung bei 223 kann auch verwendet werden, um eine Strahlpumpe anzutreiben, die verwendet wird, um Kraftstoff von einem Ort zum anderen innerhalb des Tanks 210 zu überführen. In einem Beispiel kann ein Mündungsrückschlagventil (nicht dargestellt) in Reihe mit der Mündung 223 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 8 eine oder mehrere (z. B. eine Reihe) Rückschlagventile umfassen, die mit der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 212 fluidtechnisch gekoppelt sind, um Kraftstoff am Austritt zurück stromaufwärts der Ventile zu hindern. In diesem Zusammenhang bezieht sich die Stromaufwärtsströmung auf eine Kraftstoffströmung, die von den Kraftstoffverteilerleitungen 250, 260 in Richtung der LPP 212 verläuft, während sich die Stromabwärtsströmung auf die nominale Kraftstoffströmungsrichtung von der LPP in Richtung der HPP 214 und daran zu den Kraftstoffverteilerleitungen bezieht.
Kraftstoff, der durch die LPP 212 angehoben wird, kann mit einem niedrigeren Druck in einen Kraftstoffdurchgang 218 zugeführt werden, der zu einem Einlass 203 der HPP 214 führt. Die HPP 214 kann dann Kraftstoff in eine erste Kraftstoffverteilerleitung 250 zuführen, die mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen einer ersten Gruppe von Direkteinspritzdüsen 252 (hier auch als erste Einspritzdüsengruppe bezeichnet) gekoppelt ist. Kraftstoff, der durch die LPP 212 angehoben wird, kann auch zu einer zweiten Kraftstoffverteilerleitung 260 zugeführt werden, die mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen einer zweiten Gruppe von Kanaleinspritzdüsen 262 (hier auch als zweite Einspritzdüsengruppe bezeichnet) gekoppelt ist. Wie nachstehend ausgearbeitet, kann die HPP 214 betrieben werden, um den Druck von Kraftstoff, der zu jeder der ersten und der zweiten Kraftstoffverteilerleitung zugeführt wird, über den Hubpumpendruck anzuheben, wobei die erste Kraftstoffverteilerleitung mit der Direkteinspritzdüsengruppe gekoppelt ist, die mit einem variablen Hochdruck arbeitet, während die zweite Kraftstoffverteilerleitung mit der Kanaleinspritzdüsengruppe gekoppelt ist, die mit einem festen Hochdruck arbeitet. Folglich können eine Hochdruck-Kanal- und Direkteinspritzung ermöglicht werden. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist stromabwärts der Niederdruck-Hubpumpe gekoppelt, wobei keine zusätzliche Pumpe zwischen der Hochdruck-Kraftstoffpumpe und der Niederdruck-Hubpumpe angeordnet ist.
Obwohl jede der ersten Kraftstoffverteilerleitung 250 und der zweiten Kraftstoffverteilerleitung 260 Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzdüsen der jeweiligen Einspritzdüsengruppe 252, 262 abgebend gezeigt sind, ist zu erkennen, dass jede Kraftstoffverteilerleitung 250, 260 Kraftstoff an irgendeine geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen abgeben kann. Als ein Beispiel kann die erste Kraftstoffverteilerleitung 250 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der ersten Einspritzdüsengruppe 252 für jeden Zylinder der Kraftmaschine abgeben, während die zweite Kraftstoffverteilerleitung 260 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der zweiten Einspritzdüsengruppe 262 für jeden Zylinder der Kraftmaschine abgeben kann. Die Steuereinheit 222 kann individuell jede der Kanaleinspritzdüsen 262 über einen Kanaleinspritztreiber 237 betätigen und jede der Direkteinspritzdüsen 252 über einen Direkteinspritztreiber 238 betätigen. Die Steuereinheit 222, die Treiber 237, 238 und andere geeignete Kraftmaschinensystem-Steuereinheiten können ein Steuersystem umfassen. Obwohl die Treiber 237, 238 außerhalb der Steuereinheit 222 gezeigt sind, sollte erkannt werden, dass in anderen Beispielen die Steuereinheit 222 die Treiber 237, 238 umfassen kann oder dazu konfiguriert sein kann, die Funktionalität der Treiber 237, 238 bereitzustellen. Die Steuereinheit 222 kann zusätzliche Komponenten umfassen, die nicht gezeigt sind, wie z. B. jene, die in der Steuereinheit 12 von 1 enthalten sind.
Die HPP 214 kann eine durch die Kraftmaschine angetriebene Verdrängerpumpe sein. Als ein nicht begrenzendes Beispiel kann die HPP 214 eine BOSCH HDP5 HOCHDRUCKPUMPE sein, die ein Solenoid-aktiviertes Steuerventil (z. B. Kraftstoffvolumenregulierer, magnetisches Solenoidventil usw.) 236 verwendet, um das effektive Pumpenvolumen jedes Pumpenhubs zu verändern. Das Auslassrückschlagventil der HPP wird mechanisch gesteuert und nicht elektronisch gesteuert durch eine externe Steuereinheit. Die HPP 214 kann durch die Kraftmaschine mechanisch angetrieben werden im Gegensatz zur durch den Motor angetriebenen LPP 212. Die HPP 214 umfasst einen Pumpenkolben 228, eine Pumpenkompressionskammer 205 (hier auch als Kompressionskammer bezeichnet) und einen Stufenraum 227. Der Pumpenkolben 228 empfängt eine mechanische Eingabe von der Kraftmaschinenkurbelwelle oder Kraftmaschinennockenwelle über einen Nocken 230, wodurch die HPP gemäß dem Prinzip einer nockenbetriebenen Ein-Zylinder-Pumpe betrieben wird. Ein Sensor (in 2 nicht gezeigt) kann nahe dem Nocken 230 angeordnet sein, um die Bestimmung der Winkelposition des Nockens (z. B. zwischen 0 und 360 Grad) zu ermöglichen, die zur Steuereinheit 222 weitergeleitet werden kann.
Das Kraftstoffsystem 200 kann wahlweise ferner einen Druckspeicher 215 umfassen. Wenn er enthalten ist, kann der Druckspeicher 215 stromabwärts der Kraftstoffpumpe 212 mit niedrigerem Druck und stromaufwärts der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck angeordnet sein und kann dazu konfiguriert sein, ein Volumen von Kraftstoff zu halten, das die Rate der Kraftstoffdruckzunahme oder Kraftstoffdruckabnahme zwischen den Kraftstoffpumpen 212 und 214 verringert. Der Druckspeicher 215 kann beispielsweise in den Kraftstoffdurchgang 218, wie gezeigt, oder in einen Umleitdurchgang 211 gekoppelt sein, der den Kraftstoffdurchgang 218 mit dem Stufenraum 227 der HPP 214 koppelt. Das Volumen des Druckspeichers 215 kann derart bemessen sein, dass die Kraftmaschine unter Leerlaufbedingungen für eine vorbestimmte Zeitdauer zwischen Betriebsintervallen der Kraftstoffpumpe 212 mit niedrigerem Druck arbeiten kann. Der Druckspeicher 215 kann beispielsweise derart bemessen sein, dass, wenn die Kraftmaschine im Leerlauf ist, es eine oder mehrere Minuten dauert, um den Druck im Druckspeicher auf einen Pegel abzubauen, bei dem die Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck außerstande ist, einen ausreichend hohen Kraftstoffdruck für die Kraftstoffeinspritzdüsen 252, 262 aufrechtzuerhalten. Der Druckspeicher 215 kann folglich einen intermittierenden Betriebsmodus (oder Impulsmodus) der Kraftstoffpumpe 212 mit niedrigerem Druck ermöglichen. Durch Verringern der Frequenz des LPP-Betriebs wird der Leistungsverbrauch verringert. In anderen Ausführungsformen kann der Druckspeicher 215 von Natur aus in Übereinstimmung mit dem Kraftstofffilter 217 und dem Kraftstoffdurchgang 218 existieren und kann folglich nicht als eigenständiges Element existieren.
Ein Hubpumpen-Kraftstoffdrucksensor 231 kann entlang des Kraftstoffdurchgangs 218 zwischen der Hubpumpe 212 und der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck angeordnet sein. In dieser Konfiguration können Messwerte vom Sensor 231 als Angaben des Kraftstoffdrucks der Hubpumpe 212 (z. B. des Auslasskraftstoffdrucks der Hubpumpe) und/oder des Einlassdrucks der Kraftstoffpumpe mit höherem Druck interpretiert werden. Messwerte vom Sensor 231 können verwendet werden, um den Betrieb von verschiedenen Komponenten im Kraftstoffsystem 200 zu bewerten, um festzustellen, ob ausreichend Kraftstoffdruck zur Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck geliefert wird, so dass die Kraftstoffpumpe mit höherem Druck flüssigen Kraftstoff und nicht Kraftstoffdampf aufnimmt, und/oder um die mittlere elektrische Leistung, die zur Hubpumpe 212 zugeführt wird, zu minimieren. Obwohl der Hubpumpen-Kraftstoffdrucksensor 231 als stromabwärts des Druckspeichers 215 angeordnet gezeigt ist, kann der Sensor in anderen Ausführungsformen stromaufwärts des Druckspeichers angeordnet sein.
Die erste Kraftstoffverteilerleitung 250 umfasst einen ersten Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksensor 248 zum Liefern einer Angabe des Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitungsdrucks zur Steuereinheit 222. Ebenso umfasst die zweite Kraftstoffverteilerleitung 260 einen zweiten Kraftstoffverteilerleitungs-Drucksensor 258 zum Liefern einer Angabe des Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitungsdrucks zur Steuereinheit 222. Ein Kraftmaschinendrehzahlsensor 233 kann verwendet werden, um eine Angabe der Kraftmaschinendrehzahl zur Steuereinheit 222 zu liefern. Die Angabe der Kraftmaschinendrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck zu identifizieren, da die Pumpe 214 mechanisch durch die Kraftmaschine 202 angetrieben wird, beispielsweise über die Kurbelwelle oder Nockenwelle.
Die erste Kraftstoffverteilerleitung 250 ist mit einem Auslass 208 der HPP 214 entlang des Kraftstoffdurchgangs 278 gekoppelt. Im Vergleich ist die zweite Kraftstoffverteilerleitung 260 mit einem Einlass 203 der HPP 214 über den Kraftstoffdurchgang 288 gekoppelt. Ein Rückschlagventil und ein Druckentlastungsventil können zwischen dem Auslass 208 der HPP 214 und der ersten Kraftstoffverteilerleitung angeordnet sein. Außerdem kann das Druckentlastungsventil 272, das parallel zum Rückschlagventil 274 im Umleitdurchgang 279 angeordnet ist, den Druck im Kraftstoffdurchgang 278 stromabwärts der HPP 214 und stromaufwärts der ersten Kraftstoffverteilerleitung 250 begrenzen. Das Druckentlastungsventil 272 kann beispielsweise den Druck im Kraftstoffdurchgang 278 auf 200 bar begrenzen. An sich kann das Druckentlastungsventil 272 den Druck begrenzen, der ansonsten im Kraftstoffdurchgang 278 erzeugt werden würde, wenn das Steuerventil 236 (absichtlich oder versehentlich) offen wäre und während die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 214 pumpen würde.
Ein oder mehrere Rückschlagventile und Druckentlastungsventile können auch mit dem Kraftstoffdurchgang 218 stromabwärts der LPP 212 und stromaufwärts der HPP 214 gekoppelt sein. Das Rückschlagventil 234 kann beispielsweise im Kraftstoffdurchgang 218 vorgesehen sein, um eine Rückströmung von Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 214 zur Niederdruckpumpe 212 und zum Kraftstofftank 210 zu verringern oder zu verhindern. Außerdem kann das Druckentlastungsventil 232 in einem Umleitdurchgang, parallel zum Rückschlagventil 234 angeordnet, angeordnet sein. Das Druckentlastungsventil 232 kann den Druck auf seiner linken Seite auf 10 bar höher als der Druck am Sensor 231 begrenzen.
Die Steuereinheit 222 kann dazu konfiguriert sein, die Kraftstoffströmung in die HPP 214 durch das Steuerventil 236 durch Erregen oder Ausschalten des Solenoidventils (auf der Basis der Solenoidventilkonfiguration) synchron mit dem Antriebsnocken zu regulieren. Folglich kann das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 in einem ersten Modus betrieben werden, wenn das Ventil 236 innerhalb des HPP-Einlasses 203 angeordnet ist, um die Menge an Kraftstoff, der durch das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 strömt, zu begrenzen (z. B. zu hemmen). In Abhängigkeit von der Zeitsteuerung der Solenoidventilbetätigung wird das zur Kraftstoffverteilerleitung 250 übertragene Volumen verändert. Das Solenoidventil kann auch in einem zweiten Modus betrieben werden, in dem das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 effektiv deaktiviert wird und Kraftstoff stromaufwärts und stromabwärts des Ventils und in die und aus der HPP 214 strömen kann.
An sich kann das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 dazu konfiguriert sein, die Masse (oder das Volumen) von Kraftstoff zu regulieren, der in die Direkteinspritzkraftstoffpumpe komprimiert wird. In einem Beispiel kann die Steuereinheit 222 einen Schließzeitpunkt des Solenoiddrucksteuerrückschlagventils einstellen, um die Masse des komprimierten Kraftstoffs zu regulieren. Ein spätes Drucksteuerventilschließen kann beispielsweise die Menge an Kraftstoffmasse, die in die Kompressionskammer 205 aufgenommen wird, verringern. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Solenoid-aktivierten Rückschlagventils können in Bezug auf Hubzeitpunkte der Direkteinspritzkraftstoffpumpe koordiniert werden.
Das Druckentlastungsventil 232 ermöglicht eine Kraftstoffströmung aus dem Solenoid-aktivierten Steuerventil 236 in Richtung der LPP 212, wenn der Druck zwischen dem Druckentlastungsventil 232 und dem Solenoid-betriebenen Steuerventil 236 größer ist als ein vorbestimmter Druck (z. B. 10 bar). Wenn das Solenoid-betriebene Steuerventil 236 deaktiviert wird (z. B. nicht elektrisch erregt), arbeitet das Solenoid-betriebene Steuerventil in einem Durchgangsmodus und das Druckentlastungsventil 232 reguliert den Druck in der Kompressionskammer 205 auf den einzelnen Druckentlastungssollwert des Druckentlastungsventils 232 (z. B. 10 bar über dem Druck am Sensor 231). Das Regulieren des Drucks in der Kompressionskammer 205 ermöglicht, dass sich eine Druckdifferenz von der Kolbenoberseite zur Kolbenunterseite bildet. Der Druck im Stufenraum 227 liegt auf dem Druck des Auslasses der Niederdruckpumpe (z. B. 5 bar), während der Druck an der Kolbenoberseite auf dem Druckentlastungsventil-Regulierungsdruck (z. B. 15 bar) liegt. Die Druckdifferenz ermöglicht, dass Kraftstoff von der Kolbenoberseite zur Kolbenunterseite durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben und der Pumpenzylinderwand sickert, wodurch die HPP 214 geschmiert wird.
Der Kolben 228 bewegt sich auf und ab. Die HPP 214 befindet sich in einem Kompressionshub, wenn sich der Kolben 228 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 205 verkleinert. Die HPP 214 befindet sich in einem Saughub, wenn sich der Kolben 228 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 205 vergrößert.
Ein Vorwärtsströmungsauslass-Rückschlagventil 274 kann stromabwärts eines Auslasses 208 der Kompressionskammer 205 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 274 öffnet sich, um Kraftstoff vom Hochdruckpumpenauslass 208 in eine Kraftstoffverteilerleitung nur dann strömen zu lassen, wenn ein Druck am Auslass der Direkteinspritzkraftstoffpumpe 214 (z. B. ein Kompressionskammer-Auslassdruck) höher ist als der Kraftstoffverteilerleitungsdruck. Während Bedingungen, unter denen der Direkteinspritzkraftstoffpumpenbetrieb nicht angefordert wird, kann die Steuereinheit 222 folglich das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 deaktivieren und das Druckentlastungsventil 232 reguliert den Druck in der Kompressionskammer 205 auf einen einzelnen im Wesentlichen konstanten Druck während des meisten des Kompressionshubs. Beim Einlasshub fällt der Druck in der Kompressionskammer 205 auf einen Druck nahe dem Druck der Hubpumpe (212). Die Schmierung der DI-Pumpe 214 kann stattfinden, wenn der Druck in der Kompressionskammer 205 den Druck im Stufenraum 227 übersteigt. Diese Differenz der Drücke kann auch zur Pumpenschmierung beitragen, wenn die Steuereinheit 222 das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 deaktiviert. Ein Ergebnis dieses Regulierungsverfahrens besteht darin, dass die Kraftstoffverteilerleitung auf einen minimalen Druck, ungefähr die Druckentlastung des Druckentlastungsventils 232, reguliert wird. Wenn das Druckentlastungsventil 232 eine Druckentlastungseinstellung von 10 bar aufweist, wird folglich der Kraftstoffverteilerleitungsdruck 15 bar, da diese 10 bar zu den 5 bar des Hubpumpendrucks addiert werden. Insbesondere wird der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 205 während des Kompressionshubs der Direkteinspritzkraftstoffpumpe 214 reguliert. Während zumindest des Kompressionshubs der Direkteinspritzkraftstoffpumpe 214 wird folglich Schmierung für die Pumpe bereitgestellt. Wenn die Direkteinspritzkraftstoffpumpe in einen Saughub eintritt, kann der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer verringert werden, während immer noch ein gewisses Niveau an Schmierung bereitgestellt werden kann, solange die Druckdifferenz bleibt. Ein anderes Druckentlastungsventil 272 kann parallel zum Rückschlagventil 274 angeordnet sein. Das Druckentlastungsventil 272 ermöglicht eine Kraftstoffströmung aus der DI-Kraftstoffverteilerleitung 250 in Richtung des Pumpenauslasses 208, wenn der Kraftstoffverteilerleitungsdruck größer ist als ein vorbestimmter Druck. Während sich die Direkteinspritzkraftstoffpumpe hin und her bewegt, stellt an sich die Strömung von Kraftstoff zwischen dem Kolben und der Bohrung eine ausreichende Pumpenschmierung und Pumpenkühlung sicher.
Die Hubpumpe kann vorübergehend in einem Impulsmodus betrieben werden, in dem der Hubpumpenbetrieb auf der Basis eines Drucks eingestellt wird, der am Auslass der Hubpumpe und am Einlass der Hochdruckpumpe abgeschätzt wird. Insbesondere kann in Reaktion darauf, dass der Hochdruckpumpen-Einlassdruck unter einen Kraftstoffdampfdruck fällt, die Hubpumpe betrieben werden, bis der Einlassdruck auf oder über dem Kraftstoffdampfdruck liegt. Dies verringert das Risiko, dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe Kraftstoffdämpfe (anstelle von Kraftstoff) aufnimmt und Kraftmaschinenstillstandsereignisse folgen.
Hier wird angemerkt, dass die Hochdruckpumpe 214 von 2 als erläuterndes Beispiel einer möglichen Konfiguration für eine Hochdruckpumpe dargestellt ist. Die in 2 gezeigten Komponenten können entfernt und/oder geändert werden, während zusätzliche Komponenten, die gegenwärtig nicht gezeigt sind, zur Pumpe 214 hinzugefügt werden können, während immer noch die Fähigkeit aufrechterhalten wird, Hochdruckkraftstoff zu einer Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung und einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung zuzuführen.
Das Solenoid-aktivierte Steuerventil 236 kann auch betrieben werden, um eine Kraftstoffrückströmung von der Hochdruckpumpe zu einem des Druckentlastungsventils 232 und des Druckspeichers 215 zu lenken. Das Steuerventil 236 kann beispielsweise betrieben werden, um einen Kraftstoffdruck zu erzeugen und im Druckspeicher 215 für die spätere Verwendung zu speichern. Eine Verwendung des Druckspeichers 215 besteht darin, eine Kraftstoffvolumenströmung zu absorbieren, die sich aus dem Öffnen des Kompressionsdruckentlastungsventils 232 ergibt. Der Druckspeicher 227 bezieht Kraftstoff, wenn sich das Rückschlagventil 234 öffnet, während des Einlasshubs der Pumpe 214. Eine andere Verwendung des Druckspeichers 215 besteht darin, die Volumenänderungen im Stufenraum 227 zu absorbieren/beschaffen. Noch eine andere Verwendung des Druckspeichers 215 besteht darin, einen intermittierenden Betrieb der Hubpumpe 212 zu ermöglichen, um eine mittlere Pumpeneingangsleistungsverringerung über einen kontinuierlichen Betrieb zu erlangen.
Während die erste Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung 250 mit dem Auslass 208 der HPP 214 (und nicht mit dem Einlass der HPP 214) gekoppelt ist, ist die zweite Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung 260 mit dem Einlass 203 der HPP 214 (und nicht mit dem Auslass der HPP 214) gekoppelt. Obwohl Einlässe, Auslässe und dergleichen relativ zur Kompressionskammer 205 hier beschrieben sind, ist zu erkennen, dass eine einzelne Leitung in die Kompressionskammer 205 vorhanden sein kann. Die einzelne Leitung kann als Einlass und Auslass dienen. Insbesondere ist die zweite Kraftstoffverteilerleitung 260 mit dem HPP-Einlass 203 an einer Stelle stromaufwärts des Solenoid-aktivierten Steuerventils 236 und stromabwärts des Rückschlagventils 234 und Druckentlastungsventils 232 gekoppelt. Ferner kann keine zusätzliche Pumpe zwischen der Hubpumpe 212 und der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung 260 erforderlich sein. Wie nachstehend ausgearbeitet, ermöglicht die spezielle Konfiguration des Kraftstoffsystems, bei dem die Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung mit dem Einlass der Hochdruckpumpe über ein Druckentlastungsventil und ein Rückschlagventil gekoppelt ist, dass der Druck an der zweiten Kraftstoffverteilerleitung über die Hochdruckpumpe auf einen festen Vorgabedruck erhöht wird, der über dem Vorgabedruck der Hubpumpe liegt. Das heißt, der feste Hochdruck an der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung wird von der Hochdruck-Kolbenpumpe abgeleitet.
Wenn sich die Hochdruckpumpe 214 nicht hin und her bewegt, wie z. B. beim Einschalten vor dem Anlassen, ermöglicht das Rückschlagventil 244, dass die zweite Kraftstoffverteilerleitung sich auf 5 bar füllt. Wenn der Pumpenkammerhubraum aufgrund dessen, dass sich der Kolben nach oben bewegt, kleiner wird, strömt der Kraftstoff in einer von zwei Richtungen. Wenn das Überströmventil 236 geschlossen ist, geht der Kraftstoff in die Hochdruck-Kraftstoffverteilerleitung 250. Wenn das Überströmventil 236 offen ist, geht der Kraftstoff entweder in die Niederdruck-Kraftstoffverteilerleitung 250 oder durch das Kompressionsentlastungsventil 232. In dieser Weise wird die Hochdruck-Kraftstoffpumpe betrieben, um Kraftstoff mit einem variablen hohen Druck (wie z. B. zwischen 15–200 bar) zu den Direktkraftstoffeinspritzdüsen 252 über die erste Kraftstoffverteilerleitung 250 zuzuführen, während auch Kraftstoff mit einem festen hohen Druck (wie z. B. mit 15 bar) zu den Kanalkraftstoffeinspritzdüsen 262 über die zweite Kraftstoffverteilerleitung 260 zugeführt wird. Der variable Druck kann einen minimalen Druck umfassen, der auf dem festen Druck liegt (wie im System von 2). In der in 2 dargestellten Konfiguration ist der feste Druck der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung derselbe wie der minimale Druck für die Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung, die beide höher sind als der Vorgabedruck der Hubpumpe. Hier wird die Kraftstoffzufuhr von der Hochdruckpumpe über das stromaufseitige (Solenoid-aktivierte) Steuerventil und ferner über die verschiedenen Rückschlagventile und Druckentlastungsventile, die mit dem Einlass der Hochdruckpumpe gekoppelt sind, gesteuert. Durch Einstellen des Betriebs des Solenoid-aktivierten Steuerventils wird der Kraftstoffdruck an der ersten Kraftstoffverteilerleitung vom festen Druck auf den variablen Druck angehoben, während der feste Druck an der zweiten Kraftstoffverteilerleitung aufrechterhalten wird. Die Ventile 244 und 242 arbeiten in Verbindung, um die Niederdruck-Kraftstoffverteilerleitung 260 während des Pumpeneinlasshubs auf 15 bar mit Druck beaufschlagt zu halten. Das Druckentlastungsventil 242 begrenzt einfach den Druck, der sich in der Kraftstoffverteilerleitung 250 aufgrund der thermischen Expansion von Kraftstoff aufbauen kann. Eine typische Druckentlastungseinstellung kann 20 bar sein.
Die Steuereinheit 12 kann auch den Betrieb von jeder der Kraftstoffpumpen 212 und 214 steuern, um eine Menge, einen Druck, eine Durchflussrate usw. eines zur Kraftmaschine zugeführten Kraftstoffs einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuereinheit 12 eine Druckeinstellung, ein Pumpenhubausmaß, einen Pumpen-Tastverhältnisbefehl und/oder eine Kraftstoffdurchflussrate der Kraftstoffpumpen verändern, um Kraftstoff zu verschiedenen Stellen des Kraftstoffsystems zuzuführen. Ein Treiber (nicht dargestellt), der mit der Steuereinheit 222 elektronisch gekoppelt ist, kann verwendet werden, um ein Steuersignal zur Niederdruckpumpe zu senden, wie erforderlich, um die Ausgabe (z. B. Drehzahl) der Niederdruckpumpe einzustellen.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform zeigt eine erste Kraftstoffsystemkonfiguration, wobei Kraftstoff zur Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung vom Kraftstofftank zugeführt wird, durch Abzweigen vor der Hochdruck-Direkteinspritzkraftstoffpumpe (HPFP). Es ist jedoch zu erkennen, dass in alternativen Ausführungsformen der Kraftstoff zur Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung vom Kraftstofftank über die Hochdruck-Direkteinspritzkraftstoffpumpe zugeführt werden kann.
Wenn man sich nun 3A–3B zuwendet, ist ein Beispielverfahren 300 zum Betreiben einer Kraftmaschine mit zumindest einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff über jegliche Kraftmaschinen-Nicht-Start-Verbrennungsbedingung, einschließlich wenn sich die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen ändern, gezeigt. Das Verfahren ermöglicht, dass die Kraftstoffdampfbildung an einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung verringert wird.
Bei 302 umfasst das Verfahren das Abschätzen und/oder Messen von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Diese können beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl, Kraftmaschinenlast, Kraftmaschinentemperatur, Fahrerdrehmomentanforderung, Umgebungsbedingungen (Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck und Umgebungsfeuchtigkeit) usw. umfassen.
Bei 303 umfasst das Verfahren das Bestätigen, ob ein Kraftstoffsystemverschlechterungs-Flag gesetzt wurde. In einem Beispiel kann ein Kraftstoffsystemverschlechterungs-Flag in Reaktion auf eine Verschlechterung einer Komponente des Kraftstoffsystems gesetzt werden, wie z. B. eine Verschlechterung einer Kraftstoffeinspritzdüse oder einer Kraftstoffpumpe. Wenn ein Flag gesetzt ist, kann ein Verschlechterungsmodus (oder Ausfallmodus) des Kraftstoffsystems bestätigt werden und die Routine stellt den Kraftstoffsystembetrieb und die Kraftstoffeinspritzprofile angesichts des Typs der identifizierten Komponentenverschlechterung ein, wie in 3B ausgearbeitet. Ansonsten, wenn kein Flag gesetzt wurde, kann ein Nicht-Verschlechterungs-Modus (oder Nicht-Ausfall-Modus) des Kraftstoffsystems bestätigt werden und die Routine geht zu 304 weiter.
Bei 304 umfasst das Verfahren beim Bestätigen, dass sich das Kraftstoffsystem im Nicht-Verschlechterungs-Modus befindet, die Druckbeaufschlagung von Kraftstoff in jeder von einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung und einer Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung über eine durch die Kraftmaschine angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Die Pumpe kann beispielsweise betrieben werden, um den Kraftstoffdruck an der Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung auf 20–250 bar und den Kraftstoffdruck an der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung, der durch die Hubpumpe in einem Bereich zwischen 400–500 kPa eingestellt wird und der durch die Hochdruckpumpe zur Kanaleinspritzverteilerleitung geführt wird, auf der Basis der Rückkopplung von einem an der Kanaleinspritzverteilerleitung montierten Druck-Temperatur-Sensor erhöhen.
Anschließend können die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen bewertet werden, um einen Betriebsbereich der Kraftmaschine zu identifizieren. Die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung wird dann auf der Basis des Betriebsbereichs der Kraftmaschine eingestellt, während zumindest eine kalibrierbare minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff zur Kraftmaschine über jegliche Verbrennungsbedingung der aufgewärmten Kraftmaschine geliefert wird.
Insbesondere kann bei 306 bestimmt werden, ob die Drehzahl/Last-Bedingungen der aufgewärmten verbrennenden Kraftmaschine in einem ersten Bereich liegen. Der erste Bereich umfasst eine Kraftmaschinendrehzahl über einer ersten Schwellendrehzahl (z. B. über 500 min^–1) und eine Kraftmaschinenlast über einer ersten Schwellenlast (z. B. über 6 bar). An sich entspricht der erste Bereich einer Kraftmaschinen-Nicht-Start-Bedingung, unter der die Kraftmaschine aufgewärmt ist. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingung als im ersten Bereich festgestellt wird, dann umfasst das Verfahren bei 308 das Betreiben der Kraftmaschine mit einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff und das Zuführen einer restlichen Menge an Kraftstoff über Direkteinspritzung. Die kalibrierte minimale Kanalkraftstoffeinspritzmenge ist eine von null verschiedene Menge, insbesondere eine Menge größer als null. Die kalibrierte minimale Kanalkraftstoffeinspritzmenge kann unabhängig von einer gemessenen Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung bestimmt werden. Die kalibrierte minimale Kanalkraftstoffeinspritzmenge kann beispielsweise auf der Basis einer modellierten Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung bestimmt werden. Indem nicht erfordert wird, dass eine Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung gemessen wird, wird an sich der Bedarf an einem integrierten Temperatursensor (oder Drucksensor) verringert, was Komponentenverringerungsvorteile schafft. An sich ermöglicht dies, dass Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitungssiedeprobleme angegangen werden, ohne zu erfordern, dass die Kraftstofftemperatur aktiv abgeschätzt oder gemessen wird.
Ferner kann der Kraftmaschinenbetrieb das Halten der Kanalkraftstoffeinspritzung auf der kalibrierten minimalen Menge umfassen, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlastbedingungen innerhalb des ersten Bereichs ändern. Wenn sie beispielsweise im ersten Bereich betrieben wird, kann die Kraftmaschine mit 10 % kanaleingespritztem Kraftstoff und 90 % direkt eingespritztem Kraftstoff versorgt werden, selbst wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast ändern (z. B. wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl von 500 min^–1 auf 4500 min^–1 ändert und/oder wenn sich eine Kraftmaschinenlast von 6 bar auf 24 bar ändert).
Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen nicht im ersten Bereich liegen, oder nach dem Einstellen der Kraftstoffparameter, wie vorstehend erörtert, im ersten Bereich, begibt sich das Verfahren zu 310, wo festgestellt werden kann, ob die Drehzahl/Last-Bedingungen der aufgewärmten verbrennenden Kraftmaschine in einem zweiten Bereich liegen. Der zweite Bereich umfasst eine Kraftmaschinendrehzahl über einer zweiten Schwellendrehzahl, die höher ist als die erste Schwellendrehzahl (z. B. über 2500 min^–1) und eine Kraftmaschinenlast unterhalb der ersten Schwellenlast (z. B. unterhalb 7 bar). Der zweite Bereich kann alternativ zwei Bereichsabschnitte umfassen, wie z. B. einen ersten Abschnitt mit der Kraftmaschinendrehzahl über der zweiten Schwellendrehzahl, die höher ist als die erste Schwellendrehzahl (z. B. oberhalb 2500 min^–1), und einer Kraftmaschinenlast unter der ersten Schwellenlast (z. B. unterhalb 7 bar), und einen zweiten Abschnitt mit einer Kraftmaschinendrehzahl, die über der ersten Schwellendrehzahl beginnt und unter der zweiten Schwellendrehzahl liegt (z. B. über 750 min^–1 beginnt), und einer Kraftmaschinendrehzahl unter dem ersten Schwellenwert und über einer dritten Schwellenlast (z. B. von 5 bar bis 7 bar und nicht unter 5 bar oder über 7 bar).
An sich entspricht der zweite Bereich einer Kraftmaschinen-Nicht-Start-Bedingung, unter der die Kraftmaschine aufgewärmt oder im Leerlauf ist. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingung als im zweiten Bereich bestimmt wird, dann umfasst das Verfahren bei 312 das Betreiben der Kraftmaschine mit einer ersten Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff, wobei die erste Menge höher ist als die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff, und das Zuführen einer restlichen Menge von Kraftstoff über Direkteinspritzung. Eine Kraftmaschinen-Steuereinheit kann beispielsweise ein Signal zu den Kraftstoffeinspritzdüsen senden, um ein Tastverhältnis der Kanal- und Direktkraftstoffeinspritzdüsen einzustellen, um dadurch die Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge auf die erste Menge zu überführen, in Reaktion auf eine Änderung der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen vom ersten Bereich in den zweiten Bereich. Hier kann die Überführung umfassen, dass die Steuereinheit ein Signal sendet, um die Tastverhältnis-Impulsbreite der Kanaleinspritzdüse zu erhöhen und entsprechend die Tastverhältnis-Impulsbreite der Direktkraftstoffeinspritzdüse zu verringern. Ferner kann die Steuereinheit die Kanalkraftstoffeinspritzung auf der ersten Menge halten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen sich innerhalb des zweiten Bereichs ändern. Wenn sie beispielsweise im zweiten Bereich betrieben wird, kann die Kraftmaschine mit 80 % kanaleingespritztem Kraftstoff und 20 % direkt eingespritztem Kraftstoff versorgt werden, selbst wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast ändern (z. B. wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl von 2500 min^–1 auf 6000 min^–1 ändert und/oder sich eine Kraftmaschinenlast von 1 bar auf 7 bar ändert).
Ferner kann ein erster Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich vorhanden sein. In einem Beispiel kann der erste Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich eine Teilmenge des ersten Bereichs sein. In einem alternativen Beispiel kann der erste Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich eine Teilmenge des zweiten Bereichs sein. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen als im ersten Übergangsbereich bestimmt werden, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge auf einen linear interpolierten Wert zwischen der kalibrierten minimalen Menge, die im ersten Bereich zugeführt wird, und der ersten Menge, die im zweiten Bereich zugeführt wird, festgelegt werden. Als Beispiel kann der erste Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereich einen Drehzahl/Last-Bereich von 500 min^–1 bis 6000 min^–1 in der Kraftmaschinendrehzahl und von 8 bar bis 24 bar in der Kraftmaschinenlast (aber nicht einschließlich der Kombination sowohl oberhalb 4500 min^–1 als auch oberhalb 16 bar) umfassen, während der zweite Bereich einen Drehzahl/Last-Bereich von 750 min^–1 bis 6000 min^–1 in der Kraftmaschinendrehzahl und von 1 bar bis 7 bar in der Kraftmaschinenlast (aber nicht einschließlich der Kombination sowohl unterhalb 2500 min^–1 als auch unterhalb 5 bar) umfassen kann. Ein erster Übergangsbereich kann dann dem Band zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich entsprechen, insbesondere zwischen 7 bar und 8 bar in der Kraftmaschinenlast bei allen Kraftmaschinendrehzahlen zwischen 750 und 6000 min^–1. Auf der Basis der Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des ersten Übergangsbereichs kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge eingestellt werden. Wenn beispielsweise die Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des ersten Übergangsbereichs näher am ersten Bereich (z. B. näher an 7 bar als 8 bar) liegt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear extrapoliert (hier erhöht) werden von der kalibrierten minimalen Menge (des ersten Bereichs) in Richtung der ersten Menge (des zweiten Bereichs). Als anderes Beispiel, wenn die Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des ersten Übergangsbereichs näher am zweiten Bereich (z. B. näher bei 8 bar als 7 bar) liegt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear extrapoliert (hier verringert) werden von der ersten Menge (des zweiten Bereichs) in Richtung der kalibrierten minimalen Menge (des ersten Bereichs).
Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen nicht im zweiten Bereich liegen, oder nach dem Einstellen von Kraftstoffparametern, wie vorstehend erörtert, im zweiten Bereich, begibt sich das Verfahren zu 314, wo festgestellt werden kann, ob die Drehzahl/Last-Bedingungen der aufgewärmten verbrennenden Kraftmaschine in einem dritten Bereich liegen. Der dritte Bereich umfasst eine Kraftmaschinendrehzahl über einer dritten Schwellendrehzahl, die höher ist als die zweite (und daher auch höher als die erste Schwellendrehzahl, beispielsweise oberhalb 4500 min^–1), und eine Kraftmaschinenlast über einer zweiten Schwellenlast, die höher ist als die erste Schwellenlast (z. B. über 17 bar). An sich entspricht der dritte Bereich einer Kraftmaschinen-Nicht-Start-Bedingung, unter der die Kraftmaschine aufgewärmt ist, und ferner unter der die Kraftmaschine hinsichtlich Klopfens begrenzt werden kann. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingung als im dritten Bereich bestimmt wird, dann umfasst das Verfahren bei 316 das Betreiben der Kraftmaschine mit einer zweiten Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff, wobei die zweite Menge geringer als die erste Menge und höher als die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff ist, und das Zuführen einer restlichen Menge an Kraftstoff über Direkteinspritzung. Eine Kraftmaschinen-Steuereinheit kann beispielsweise ein Signal zu den Kraftstoffeinspritzdüsen senden, um ein Tastverhältnis der Kanal- und Direktkraftstoffeinspritzdüsen einzustellen, um dadurch die Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge auf die zweite Menge zu überführen, in Reaktion auf die Änderung der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen vom ersten Bereich in den dritten Bereich. Hier kann das Überführen umfassen, dass die Steuereinheit ein Signal sendet, um die Tastverhältnis-Impulsbreite der Kanaleinspritzdüse zu erhöhen und entsprechend die Tastverhältnis-Impulsbreite der Direktkraftstoffeinspritzdüse zu verringern. Ferner kann die Steuereinheit die Kanalkraftstoffeinspritzung auf der zweiten Menge halten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen sich innerhalb des dritten Bereichs ändern. Wenn sie beispielsweise im dritten Bereich betrieben wird, kann die Kraftmaschine mit 20 % kanaleingespritztem Kraftstoff und 80 % direkt eingespritztem Kraftstoff versorgt werden, selbst wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast ändern (z. B. wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl von 4500 min^–1 auf 6000 min^–1 ändert und/oder eine Kraftmaschinenlast sich von 17 bar auf 24 bar ändert).
Ferner kann ein zweiter Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem dritten Bereich vorhanden sein. In einem Beispiel kann der zweite Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich eine Teilmenge des ersten Bereichs sein. In einem alternativen Beispiel kann der zweite Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich eine Teilmenge des dritten Bereichs sein. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen als im zweiten Übergangsbereich bestimmt werden, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge auf einen linear interpolierten Wert zwischen der kalibrierten minimalen Menge, die im ersten Bereich zugeführt wird, und der zweiten Menge, die im dritten Bereich zugeführt wird, eingestellt werden. Als Beispiel kann der erste Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereich einen Drehzahl/Last-Bereich von 500 min^–1 bis 6000 min^–1 in der Kraftmaschinendrehzahl und von 8 bar bis 24 bar in der Kraftmaschinenlast (aber nicht einschließlich der Kombination sowohl oberhalb 4500 min^–1 als auch oberhalb 16 bar) umfassen, während der dritte Bereich einen Drehzahl/Last-Bereich von 4500 min^–1 bis 6000 min^–1 in der Kraftmaschinendrehzahl und von 17 bar bis 24 bar in der Kraftmaschinenlast umfassen kann (mit der höheren Kraftmaschinenlast des dritten Bereichs bei der niedrigeren Drehzahl des dritten Bereichs und der niedrigeren Kraftmaschinenlast bei der höheren Kraftmaschinendrehzahl des dritten Bereichs). Ein zweiter Übergangsbereich kann dann dem Band zwischen dem ersten und dem dritten Bereich entsprechen. Auf der Basis der Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des zweiten Übergangsbereichs kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge eingestellt werden. Wenn beispielsweise die Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des zweiten Übergangsbereichs näher am ersten Bereich liegt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear extrapoliert (hier erhöht) werden von der kalibrierten minimalen Menge (des ersten Bereichs) in Richtung der zweiten Menge (des dritten Bereichs). Als anderes Beispiel, wenn die Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des ersten Übergangsbereichs näher am dritten Bereich liegt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear extrapoliert (hier verringert) werden von der zweiten Menge (des dritten Bereichs) in Richtung der kalibrierten minimalen Menge (des ersten Bereichs).
Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen nicht im dritten Bereich liegen, oder nach dem Einstellen von Kraftstoffparametern, wie vorstehend erörtert, im dritten Bereich, begibt sich das Verfahren zu 318, wo festgestellt werden kann, ob die Drehzahl/Last-Bedingungen der aufgewärmten verbrennenden Kraftmaschine in einem vierten Bereich liegen. Der vierte Bereich umfasst eine Kraftmaschinendrehzahl unterhalb der zweiten Schwellendrehzahl (z. B. unterhalb 2500 min^–1) und eine Kraftmaschinenlast unterhalb einer dritten Schwellenlast, die niedriger ist als die erste Schwellenlast (z. B. unterhalb 5 bar). An sich entspricht der vierte Bereich einer Kraftmaschinen-Nicht-Start-Bedingung, unter der die Kraftmaschine aufgewärmt ist. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingung als im vierten Bereich bestimmt wird, dann umfasst das Verfahren bei 320 das Betreiben der Kraftmaschine mit Kraftstoff, der durch nur Kanaleinspritzung zugeführt wird. Eine Kraftmaschinen-Steuereinheit kann beispielsweise ein Signal zu den Kraftstoffeinspritzdüsen senden, um ein Tastverhältnis der Kanal- und Direktkraftstoffeinspritzdüsen einzustellen, um dadurch die Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge zur Bereitstellung des ganzen angeforderten Kraftstoffs über Kanaleinspritzung zu überführen, in Reaktion auf eine Änderung der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen vom ersten Bereich in den vierten Bereich. Hier kann das Überführen umfassen, dass die Steuereinheit ein Signal sendet, um die Tastverhältnis-Impulsbreite der Kanaleinspritzdüse zu erhöhen und entsprechend die Tastverhältnis-Impulsbreite der Direktkraftstoffeinspritzdüse zu verringern. Ferner kann die Steuereinheit die Zufuhr von Kraftstoff über Kanalkraftstoffeinspritzung nur aufrechterhalten, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen innerhalb des vierten Bereichs ändern. Wenn sie beispielsweise im vierten Bereich betrieben wird, kann die Kraftmaschine mit 100 % kanaleingespritztem Kraftstoff und 0 % direkt eingespritztem Kraftstoff versorgt werden, selbst wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast ändern (z. B. wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl von 500 min^–1 auf 2500 min^–1 ändert und/oder eine Kraftmaschinenlast sich von 1 bar auf 5 bar ändert).
In einigen Ausführungsformen kann ferner ein dritter Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem vierten Bereich oder zwischen dem vierten und dem zweiten Bereich vorhanden sein. Der dritte Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergangsbereich kann eine Teilmenge des ersten Bereichs, des zweiten Bereichs oder des vierten Bereichs sein. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen als im dritten Übergangsbereich bestimmt werden, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge auf einen linear interpolierten Wert zwischen der kalibrierten minimalen Menge, die im ersten Bereich zugeführt wird, und vollständiger Kanalkraftstoffeinspritzung oder zwischen der ersten Menge, die im zweiten Bereich zugeführt wird, und vollständiger Kanalkraftstoffeinspritzung eingestellt werden. Auf der Basis der Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des dritten Übergangsbereichs kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge eingestellt werden. Wenn beispielsweise die Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des dritten Übergangsbereichs näher am vierten Bereich liegt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear extrapoliert (hier erhöht) werden von der kalibrierten minimalen Menge (des ersten Bereichs) in Richtung der vollständigen Kanaleinspritzung (des vierten Bereichs). Als anderes Beispiel, wenn die Kraftmaschinenbetriebsposition innerhalb des dritten Übergangsbereichs näher am vierten Bereich liegt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear extrapoliert (hier verringert) werden von der vollständigen Kanalkraftstoffeinspritzung in Richtung der kalibrierten minimalen Menge (des ersten Bereichs).
Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingung nicht im vierten Bereich liegt, dann umfasst das Verfahren bei 322 die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzprofil, das auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen basiert. Dies kann das Betreiben ohne Kanalkraftstoffeinspritzung und/oder Betreiben mit weniger als der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfassen.
Die mit Bezug auf das Verfahren von 3 erörterten Beispielbereiche sind graphisch in 4 in Bezug auf eine Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung dargestellt. Die Abbildung 400 stellt einen ersten Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereich 408 dar, in dem die Kraftmaschine mit einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff (z. B. 10 %) und einem Rest des Kraftstoffs, der über Direkteinspritzung zugeführt wird, betrieben wird. Innerhalb des ersten Bereichs 408 wird ferner, wenn die Kraftmaschinendrehzahl oder Kraftmaschinenlast zunimmt oder abnimmt, die Kanalkraftstoffeinspritzung auf der kalibrierten Menge gehalten.
Es ist zu erkennen, dass in weiteren Beispielen in Reaktion darauf, dass Verlangsamungskraftstoffabschaltbedingungen erfüllt sind (wie z. B. wenn das Fahrzeug verlangsamt oder der Antriebsbefehl unter einen Schwellenwert fällt), die Kraftmaschinen-Steuereinheit ferner ein Signal zu den Kraftstoffeinspritzdüsen senden kann, um die Zylinderkraftstoffeinspritzung über jede einer Kanaleinspritzdüse, die mit der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung gekoppelt ist, und einer Direkteinspritzdüse, die mit der Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung gekoppelt ist, zu stoppen. Die Steuereinheit kann beispielsweise selektiv die Kraftstoffeinspritzdüsen deaktivieren. Die Zylinderverbrennung kann dann in Reaktion auf eine Fahreranforderungserhöhung während einer ersten Bedingung erneut aktiviert werden und während einer zweiten Bedingung kann die Verbrennung in Reaktion auf eine abgeschätzte Kraftstoffverteilerleitungstemperatur und ohne Fahreranforderungserhöhung erneut aktiviert werden. Die Kraftstoffverbrennung kann beispielsweise in Reaktion auf einen Abfall oder Anstieg der Kraftstoffverteilerleitungstemperatur erneut aktiviert werden. Wenn die Zylinderverbrennung erneut aktiviert wird, kann die Kraftmaschine außerdem weiterhin mit mindestens der kalibrierten Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff über jegliche Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen versorgt werden.
Die Abbildung 400 stellt ferner einen zweiten Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereich 404 dar, in dem die Kraftmaschine mit einer ersten Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff (z. B. 80 %), die höher ist als die kalibrierte minimale Menge, und einem Rest des Kraftstoffs, der über Direkteinspritzung zugeführt wird, betrieben wird. Innerhalb des zweiten Bereichs 404 wird ferner, wenn die Kraftmaschinendrehzahl oder Kraftmaschinenlast zunimmt oder abnimmt, die Kanalkraftstoffeinspritzung auf der ersten Menge gehalten.
Die Abbildung 400 umfasst ferner einen ersten Übergangsbereich 406 zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich. Innerhalb des ersten Übergangsbereichs kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge variieren, wenn sich die Kraftmaschinenlast ändert, während sie für eine gegebene Last gleich bleibt, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl ändert. Insbesondere wenn sich die Kraftmaschinenlast ändert, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge auf einen Wert gesetzt werden, der linear zwischen der kalibrierten minimalen Menge, die im ersten Bereich zugeführt wird, und der ersten Menge, die im zweiten Bereich zugeführt wird, interpoliert wird. Wenn die Kraftmaschinenlast abnimmt (wobei sie sich von der Oberseite des Übergangsbereichs 406 in Richtung der Unterseite des Bereichs bewegt), kann beispielsweise die Kanalkraftstoffeinspritzmenge von der kalibrierten minimalen Menge in Richtung der ersten Menge linear erhöht werden.
Die Abbildung 400 stellt ferner einen dritten Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereich 410 dar, in dem die Kraftmaschine mit einer zweiten Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff (z. B. 20 %), die höher ist als die kalibrierte minimale Menge, aber niedriger als die erste Menge, betrieben wird. Ein Rest des Kraftstoffs wird über Direkteinspritzung zugeführt. Innerhalb des zweiten Bereichs 410 wird ferner, wenn die Kraftmaschinendrehzahl oder Kraftmaschinenlast zunimmt oder abnimmt, die Kanalkraftstoffeinspritzung auf der ersten Menge gehalten.
Ferner ist ein zweiter Übergangsbereich 412 zwischen dem ersten Bereich 406 und dem dritten Bereich 410 vorhanden. Innerhalb des zweiten Übergangsbereichs 412 kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge variieren, wenn sich die Kraftmaschinenlast ändert sowie die Kraftmaschinendrehzahl ändert. Insbesondere wenn die Kraftmaschinenlast von der Schwellenlast des ersten Bereichs zunimmt und wenn die Kraftmaschinendrehzahl in Richtung des höheren Endes des ersten Bereichs zunimmt, kann die Kanalkraftstoffeinspritzmenge auf einen Wert gesetzt werden, der linear zwischen der kalibrierten minimalen Menge, die im ersten Bereich zugeführt wird, und der zweiten Menge, die im dritten Bereich zugeführt wird, interpoliert wird. Wenn die Kraftmaschinenlast zunimmt (wobei sie sich vom ersten Bereich in den Übergangsbereich 412 bewegt), kann beispielsweise die Kanalkraftstoffeinspritzmenge linear von der kalibrierten minimalen Menge in Richtung der zweiten Menge erhöht werden.
Die Abbildung 400 stellt ferner einen vierten Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereich 402 dar, in dem die Kraftmaschine so betrieben wird, dass der ganze Kraftstoff über Kanaleinspritzung zugeführt wird und kein Kraftstoff über Direkteinspritzung zugeführt wird. Innerhalb des vierten Bereichs 402 wird ferner, wenn die Kraftmaschinendrehzahl oder Kraftmaschinenlast zunimmt oder abnimmt, nur die Kanalkraftstoffeinspritzung aufrechterhalten und die Direkteinspritzung bleibt deaktiviert.
Es ist zu erkennen, dass, wie hier verwendet, die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff eine absolute Menge an Kraftstoff oder eine relative Menge oder ein relativer Anteil (oder Verhältnis) an Kraftstoff sein kann. Die kalibrierte minimale Kraftstoffmenge kann beispielsweise 10 % (oder 0,1) sein, wobei für jegliche Kraftmaschinenverbrennungsbedingung eine gesamte Kraftstoffmenge auf der Basis von Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen bestimmt wird, und dann werden mindestens 10 % des gesamten Kraftstoffs als Kanaleinspritzung zugeführt, während ein Rest (90 % oder weniger) des Kraftstoffs als Direkteinspritzung zugeführt wird.
Mit Rückkehr zu 303 (3A) begibt sich das Verfahren, wenn ein Kraftstoffsystemverschlechterungs-Flag gesetzt ist, zum Identifizieren der Art der Verschlechterung und dementsprechenden Einstellen des Kraftstoffsystembetriebs und eines Kraftstoffeinspritzprofils. Insbesondere umfasst das Verfahren bei 330 (3B) das Bestimmen, ob das Flag aufgrund einer Angabe einer Direkteinspritzdüsenverschlechterung gesetzt ist. Falls ja, dann umfasst das Verfahren bei 332 das Deaktivieren der Direkteinspritzung von Kraftstoff und das Betreiben der Kraftmaschine mit nur kanaleingespritztem Kraftstoff. Wenn Kraftstoff nicht über die Direkteinspritzdüse zugeführt wird, dann besteht an sich ein Potential für eine Einspritzdüsenspitzenerwärmung. Während der Zufuhr von Kraftstoff über nur Kanaleinspritzung kann folglich die Direkteinspritzdüsenspitzen-Temperatur kontinuierlich überwacht werden und die Kanaleinspritzung von Kraftstoff kann fortgesetzt werden, bis die Direkteinspritzdüsenspitzen-Temperatur einen Schwellenwert erreicht. Danach kann die Kanaleinspritzung auch deaktiviert werden. Während die Direkteinspritzdüse deaktiviert ist, kann auch das Kraftmaschinendrehmoment um ein größeres Ausmaß begrenzt werden wie z. B. auf ein erstes Drehmomentniveau.
Wenn das Flag nicht aufgrund einer Angabe einer Direkteinspritzdüsenverschlechterung gesetzt ist, umfasst das Verfahren bei 334 das Bestimmen, ob das Flag aufgrund einer Angabe einer Kanaleinspritzdüsenverschlechterung gesetzt ist. Falls ja, dann umfasst das Verfahren bei 336 das Deaktivieren der Kanaleinspritzung von Kraftstoff und das Betreiben der Kraftmaschine mit nur direkt eingespritztem Kraftstoff. Während die Direkteinspritzdüse deaktiviert ist, kann das Kraftmaschinendrehmoment um ein kleineres Ausmaß begrenzt werden, wie z. B. auf ein zweites Drehmomentniveau, das höher ist als das erste Drehmomentniveau.
Wenn das Flag nicht aufgrund einer Angabe einer Kanaleinspritzdüsenverschlechterung gesetzt ist, umfasst das Verfahren bei 338 das Bestimmen, ob das Flag aufgrund einer Angabe einer Hochdruckpumpenverschlechterung (HPP-Verschlechterung) gesetzt ist. An sich kann die Hochdruckpumpe verwendet werden, um Kraftstoff mit einem höheren Druck zur Direkteinspritzdüse und ihrer zugehörigen Kraftstoffverteilerleitung zuzuführen. Wenn die HPP verschlechtert ist, dann umfasst das Verfahren bei 340 das Deaktivieren der Kompressionsdirekteinspritzung von Kraftstoff (das heißt der Direkteinspritzung von Kraftstoff während eines Kompressionshubs) und nur das Ermöglichen einer Einlassdirekteinspritzung von Kraftstoff (das heißt einer Direkteinspritzung von Kraftstoff während eines Einlasshubs).
Wenn das Flag nicht aufgrund einer Angabe einer HPP-Verschlechterung gesetzt ist, dann umfasst das Verfahren bei 342 das Bestimmen, ob das Flag aufgrund einer Angabe einer Niederdruckpumpenverschlechterung (LPP-Verschlechterung) gesetzt ist. An sich kann die Niederdruckpumpe eine Hubpumpe sein, die verwendet wird, um Kraftstoff von einem Kraftstofftank anzuheben und anschließend den Kraftstoff zur Kanaleinspritzdüse und ihrer zugehörigen Kraftstoffverteilerleitung sowie zur Hochdruckpumpe und darauf zur Direkteinspritzdüse und ihrer zugehörigen Kraftstoffverteilerleitung zuzuführen. Wenn die LPP verschlechtert ist, dann umfasst das Verfahren bei 344 das Abschalten der Kraftmaschine, da die Kraftstoffzufuhr beeinträchtigt sein kann.
In dieser Weise kann während der Verbrennung in einer erwärmten Kraftmaschine, während die Kraftmaschine über einer Schwellenlast arbeitet, wenn die Kraftmaschinenlast bis auf eine obere Lastgrenze zunimmt, und wenn die Kraftmaschinendrehzahl bis auf eine obere Drehzahlgrenze zunimmt, eine Kraftmaschine mit einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff und einer Masse des Kraftstoffs, der als Direkteinspritzung zugeführt wird, versorgt werden. Dann, wenn die Kraftmaschinenlast über die obere Lastgrenze zunimmt und wenn die Kraftmaschinendrehzahl über die obere Drehzahlgrenze hinaus zunimmt, kann der Anteil an kanaleingespritztem Kraftstoff, der zur Kraftmaschine zugeführt wird, über die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff erhöht werden und ein Rest des Kraftstoffs als Direkteinspritzung zugeführt werden. Im Vergleich kann unter der Schwellenast und wenn die Kraftmaschinendrehzahl über eine untere Drehzahlgrenze zunimmt, die Kraftmaschine mit geringfügig mehr als einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff versorgt werden und eine Masse des restlichen Kraftstoffs als Direkteinspritzung zugeführt werden. Unter der Schwellenlast und wenn die Kraftmaschinendrehzahl unter die untere Drehzahlgrenze abnimmt, wie z. B. während eines Kraftmaschinenwarmstarts oder während eines Leerlaufs der warmen Kraftmaschine, kann jedoch die Kraftmaschine mit nur kanaleingespritztem Kraftstoff und ohne als Direkteinspritzung gelieferten Kraftstoff versorgt werden. Mit anderen Worten, während jeglicher Verbrennungsbetriebsbedingung der aufgewärmten Kraftmaschine kann die Kraftmaschine mit entweder teilweiser Direkteinspritzung oder keiner Direkteinspritzung betrieben werden. Das heißt, während jeglicher Verbrennungsbetriebsbedingung der aufgewärmten Kraftmaschine wird die Kraftmaschine mit entweder teilweiser Kanaleinspritzung oder vollständiger Kanaleinspritzung betrieben.
Wie in Bezug auf die Abbildung von 4 ausgearbeitet, kann folglich ein Verhältnis von Kraftstoff, der über Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, relativ zur Direktkraftstoffeinspritzung geändert werden, wenn sich die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen ändern. Insbesondere wenn die Kraftmaschinenlast bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl von einer minimalen Last auf eine maximale Last zunimmt (das heißt wenn sie in der Abbildung 400 in einer geraden Linie nach oben und unten verläuft), wird das Verhältnis der Kanalkraftstoffeinspritzung zur Direktkraftstoffeinspritzung geändert, während die Kanalkraftstoffeinspritzung mindestens auf der minimalen kalibrierten Menge gehalten wird. Hier umfasst das Ändern das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der minimalen Last auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der maximalen Last, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses mindestens die minimale kalibrierte Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst. Mit Bezug auf 4 wird beispielsweise das Verhältnis geändert (hier verringert) von einem ersten Verhältnis im zweiten Bereich (Bereich 404) auf ein zweites Verhältnis im ersten Bereich (Bereich 408) in Reaktion auf eine Erhöhung der Kraftmaschinenlast bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl. Als anderes Beispiel wird das Verhältnis mit Bezug auf 4 geändert (hier erhöht) von einem ersten Verhältnis im ersten Bereich (Bereich 408) auf ein zweites Verhältnis im dritten Bereich (Bereich 410) in Reaktion auf eine Erhöhung der Kraftmaschinenlast bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl, wenn die gegebene Kraftmaschinendrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt. Unter der Schwellendrehzahl, wenn die Kraftmaschinenlast für eine gegebene Drehzahl zunimmt, wird das Verhältnis auf dem ersten Verhältnis gehalten.
In einem alternativen Beispiel wird auch mit Bezug auf 4 ein Verhältnis von Kraftstoff, der über Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, relativ zur Direktkraftstoffeinspritzung bei einer gegebenen Kraftmaschinenlast geändert, wenn die Kraftmaschinendrehzahl von einer minimalen Drehzahl auf eine maximale Drehzahl zunimmt (das heißt wenn sie in der Abbildung 400 in einer geraden Linie von links nach rechts verläuft), während die Kanalkraftstoffeinspritzung zumindest auf der minimalen kalibrierten Menge gehalten wird. Hier umfasst das Ändern das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der minimalen Drehzahl auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der maximalen Drehzahl, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses zumindest die minimale kalibrierte Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst. Mit Bezug auf 4 wird das Verhältnis beispielsweise geändert (hier verringert) von einem ersten Verhältnis im vierten Bereich (Bereich 402) auf ein zweites Verhältnis im zweiten Bereich (Bereich 404) in Reaktion auf eine Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl bei einer gegebenen Kraftmaschinenlast. Als anderes Beispiel mit Bezug auf 4 wird das Verhältnis geändert (hier erhöht) von einem ersten Verhältnis im ersten Bereich (Bereich 408) auf ein zweites Verhältnis im dritten Bereich (Bereich 410) in Reaktion auf eine Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl bei einer gegebenen Kraftmaschinenlast, wenn die gegebene Kraftmaschinenlast über einer Schwellenlast liegt. Unter der Schwellenlast, wenn die Kraftmaschinendrehzahl zunimmt, wird für eine gegebene Last das Verhältnis auf dem ersten Verhältnis gehalten.
Wenn man sich nun 5 zuwendet, ist eine Beispiel-Kraftstoffeinspritzeinstellung für eine Kraftmaschine, die in ein Fahrzeug gekoppelt ist, gezeigt. Die Abbildung 500 stellt die Pedalposition (PP) im Diagramm 502, die Kraftmaschinendrehzahl im Diagramm 504, einen Bruchteil des gesamten Kraftstoffs, der durch Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, im Diagramm 506, einen (restlichen) Bruchteil von gesamtem Kraftstoff, der durch Direktkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, im Diagramm 508 und eine modellierte Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung im Diagramm 510 dar. Alle Diagramme sind über die Zeit entlang der x-Achse gezeigt.
Vor t0 kann die Fahrzeugkraftmaschine abgeschaltet sein. Bei t1 kann die Kraftmaschine gestartet werden. Der Kraftmaschinenstart kann jedoch ein Warmstart aufgrund dessen sein, dass die Kraftmaschine innerhalb einer Schwellendauer seit einem letzten Kraftmaschinenabschalten gestartet wird (oder aufgrund dessen, dass Umgebungstemperaturen ausreichend warm sind). In Reaktion auf die Kraftmaschinenneustartanforderung kann die Kraftmaschine zwischen t0 und t1 über einen Startermotor angelassen werden. Bei t1 kann festgestellt werden, dass die Kraftmaschine im vierten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung von 4 arbeitet, aufgrund dessen, dass die Kraftmaschinendrehzahl unter einer zweiten Schwellendrehzahl liegt und die Kraftmaschinenlast unter einer dritten Schwellenlast liegt. Folglich kann die Kraftmaschine für eine Dauer von t1 bis t2 nur über Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt werden. Das heißt, zwischen t1 und t2 wird kein Kraftstoff über Direkteinspritzung zugeführt, selbst wenn die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast sich zwischen t1 und t2 ändern (während sie innerhalb des vierten Bereichs bleiben).
Bei t2 kann die Kraftmaschine in Reaktion auf ein Pedaltreten vom vierten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) in den zweiten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) übergehen. Das heißt, die Kraftmaschinendrehzahl kann auf über die zweite Schwellendrehzahl zunehmen, während die Kraftmaschinenlast über die dritte Kraftmaschinenlast zunehmen kann, während sie unter einer ersten Schwellenlast bleibt. Folglich kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung davon, dass sie über nur Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, darauf, dass sie hauptsächlich mit Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, überführt werden (das heißt über der kalibrierten minimalen Menge 507 wie z. B. bei 80%), wobei ein Rest des Kraftstoffs (wie z. B. 20 %) über Direkteinspritzung zugeführt wird, für eine Dauer von t2 bis t3. Das heißt, zwischen t2 und t3 wird das Kanalkraftstoffversorgungsverhältnis über der kalibrierten minimalen Menge gehalten, selbst wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast ändern (während sie innerhalb des zweiten Bereichs bleiben).
Bei t3 kann in Reaktion auf ein weiteres Pedaltreten die Kraftmaschine vom zweiten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) in den ersten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) übergehen. Das heißt, die Kraftmaschinendrehzahl kann höher sein als die zweite Schwellendrehzahl, während die Kraftmaschinenlast über die erste Kraftmaschinenlast zunehmen kann. Folglich kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung davon, dass sie hauptsächlich (aber nicht allein) über Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, darauf, dass sie hauptsächlich über Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, überführt werden. Hier wird insbesondere die Kanaleinspritzung auf die kalibrierte minimale Menge 507 verringert wie z. B. 10 %, wobei die Masse des Kraftstoffs (wie z. B. 90 %) über Direkteinspritzung zugeführt wird, für eine Dauer von t3 bis t4. An sich können Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen innerhalb des ersten Bereichs bestehen, unter denen nur Direktkraftstoffversorgung angefordert wird (z. B. für Klopfsteuerung).
Eine solche Anforderung wird jedoch aufgehoben und Kraftstoff wird hauptsächlich über Direkteinspritzung zugeführt, wobei die Kanaleinspritzung auf der kalibrierten minimalen Menge gehalten wird, um eine Kanalkraftstoffverteilerleitungs-Temperatursteuerung zu ermöglichen (wenn auch ohne den Bedarf an einem zweckgebundenen Kanalkraftstoffverteilerleitungs-Temperatursensor). Das heißt, zwischen t3 und t4 wird das Kanalkraftstoffversorgungsverhältnis auf der kalibrierten minimalen Menge gehalten, selbst wenn die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast sich ändern (während sie innerhalb des ersten Bereichs bleiben).
Bei t4 kann die Kraftmaschine in Reaktion auf ein weiteres Pedaltreten vom ersten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) in den dritten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) übergehen. Das heißt, die Kraftmaschinendrehzahl kann höher sein als eine dritte Schwellendrehzahl, während die Kraftmaschinenlast über eine zweite Schwellenkraftmaschinenlast zunehmen kann. Folglich kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung davon, dass sie hauptsächlich (aber nicht allein) über Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, darauf, dass sie weitgehend über Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, überführt werden. Hier wird insbesondere die Kanaleinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge 507 auf eine höhere Menge wie z. B. 20 % Kanaleinspritzung erhöht, während der Rest des Kraftstoffs (wie z. B. 80 %) über Direkteinspritzung zugeführt wird, für eine Dauer von t4 bis t5. Das heißt, zwischen t4 und t5 wird das Kanalkraftstoffversorgungsverhältnis geringfügig über der kalibrierten minimalen Menge gehalten, selbst wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl und Kraftmaschinenlast ändern (während sie innerhalb des dritten Bereichs bleiben).
Bei t5 kann die Kraftmaschine in Reaktion auf ein Pedalloslassen vom dritten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) in den ersten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Abbildung (von 4) übergehen. Das heißt, die Kraftmaschinendrehzahl kann um ein höheres Ausmaß verringert werden, während die Kraftmaschinenlast um ein kleineres Ausmaß abnehmen kann. Folglich kann die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung wieder darauf hin überführt werden, dass sie hauptsächlich (aber nicht allein) über Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird. Hier wird insbesondere die Kanaleinspritzung auf die kalibrierte minimale Menge 507 zurückgeführt, wobei die Masse des Kraftstoffs über Direkteinspritzung zugeführt wird, für eine Dauer weiter von t5 an.
In einem Beispiel umfasst das Beispiel-Kraftmaschinenverfahren Folgendes: während eines Nicht-Verschlechterungs-Modus eines Kraftstoffsystems Druckbeaufschlagung von Kraftstoff in jeder einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung und einer Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung über eine durch die Kraftmaschine angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe; und Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge, die größer ist als null, von kanaleingespritztem Kraftstoff für jedes Verbrennungsereignis. In einer weiteren Ausführungsform des obigen Beispiels wird die Kraftstoffversorgung mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge unabhängig von einer gemessenen Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung durchgeführt. In irgendeinem der obigen Beispiele umfasst die Kraftstoffversorgung zusätzlich oder alternativ das Halten der Kanalkraftstoffeinspritzung auf der kalibrierten minimalen Menge, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen innerhalb eines ersten Bereichs von Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen ändern. In irgendeinem oder allen der obigen Beispiele umfasst der erste Bereich eine Kraftmaschinendrehzahl über einer ersten Schwellendrehzahl und eine Kraftmaschinenlast über einer ersten Schwellenlast. In irgendeinem oder allen der obigen Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder alternativ ferner das Überführen der Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge auf eine erste Menge in Reaktion auf eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen vom ersten Bereich in einen zweiten Bereich umfassen, wobei der zweite Bereich eine Kraftmaschinenlast unter der ersten Schwellenlast und eine Kraftmaschinendrehzahl über einer zweiten Schwellendrehzahl, die höher ist als die erste Schwellendrehzahl umfasst, wobei die erste Menge höher ist als die kalibrierte minimale Menge. In irgendeinem der vorangehenden Beispiele mit dem Überführen kann das Überführen das Zuführen einer Menge an Kraftstoff über Kanaleinspritzung umfassen, wobei die Menge linear zwischen der kalibrierten minimalen Menge des ersten Bereichs und der ersten Menge des zweiten Bereichs extrapoliert wird. In irgendeinem oder allen der obigen Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder alternativ ferner das Überführen der Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge auf eine zweite Menge in Reaktion auf eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen vom ersten Bereich in einen dritten Bereich umfassen, wobei der dritte Bereich eine Kraftmaschinenlast über einer zweiten Schwellenlast, die höher ist als die erste Schwellenlast, und eine Kraftmaschinendrehzahl über einer dritten Schwellendrehzahl, die höher ist als die zweite Schwellendrehzahl, umfasst, wobei die zweite Menge geringer als die erste Menge und höher als die kalibrierte minimale Menge ist. In irgendeinem der vorangehenden Beispiele mit dem Überführen kann das Überführen das Überführen von der Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff auf die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit Kraftstoff, der nur über Kanaleinspritzung zugeführt wird, in einem vierten Bereich umfassen, wobei der vierte Bereich eine Kraftmaschinendrehzahl unter der zweiten Schwellendrehzahl und eine Kraftmaschinenlast unter einer dritten Schwellenlast umfasst, die niedriger ist als die erste Schwellenlast. In irgendeinem oder allen der obigen Beispiele wird die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff unabhängig von einer gemessenen Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung bestimmt und die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff basiert auf einer modellierten Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung.
In irgendeinem der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder alternativ das Zuführen eines Rests einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge über Direkteinspritzung. In irgendeinem der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder alternativ das Ändern eines Verhältnisses des über Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführten Kraftstoffs relativ zur Direktkraftstoffeinspritzung bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl, wenn die Kraftmaschinenlast von einer minimalen Last auf eine maximale Last zunimmt, während die Kanalkraftstoffeinspritzung zumindest auf der minimalen kalibrierten Menge gehalten wird. In irgendeinem der Beispiele mit dem Ändern umfasst das Ändern das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der minimalen Last auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der maximalen Last, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses mindestens die minimale kalibrierte Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst.
In irgendeinem der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder alternativ das Ändern eines Verhältnisses des über Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführten Kraftstoffs relativ zur Direktkraftstoffeinspritzung bei einer gegebenen Kraftmaschinenlast, wenn die Kraftmaschinendrehzahl von einer minimalen Drehzahl auf eine maximale Drehzahl zunimmt, während die Kanalkraftstoffeinspritzung zumindest auf der minimalen kalibrierten Menge gehalten wird. In irgendeinem der Beispiele mit dem Ändern umfasst das Ändern das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der minimalen Drehzahl auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der maximalen Drehzahl, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses zumindest die minimale kalibrierte Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst.
In irgendeinem oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder alternativ in Reaktion darauf, dass Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltbedingungen erfüllt sind, das Stoppen der Kraftstoffeinspritzung über jede einer Kanaleinspritzdüse, die mit der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung gekoppelt ist, und einer Direkteinspritzdüse, die mit der Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung gekoppelt ist, und das erneute Aktivieren der Zylinderverbrennung auf der Basis einer Fahreranforderungserhöhung während einer ersten Bedingung und während einer zweiten Bedingung das erneute Aktivieren der Verbrennung in Reaktion auf eine abgeschätzte Kraftstoffverteilerleitungstemperatur ohne eine Fahreranforderungserhöhung.
Ein anderes Beispielverfahren für ein duales Kraftstoffeinspritzsystem umfasst Folgendes: während Bedingungen, unter denen Kraftstoff über nur Direkteinspritzung angefordert wird; Aufheben der Kraftstoffanforderung und Zuführen von Kraftstoff als erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff und zweite restliche Menge an direkt eingespritztem Kraftstoff. Das vorangehende Beispiel umfasst zusätzlich oder optional ferner das Ändern eines Verhältnisses der ersten Menge relativ zur zweiten Menge bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl, wenn die Kraftmaschinenlast von einer minimalen Last auf eine maximale Last zunimmt, während die erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff aufrechterhalten wird. In irgendeinem oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das Ändern zusätzlich oder optional das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der minimalen Last auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der maximalen Last, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses zumindest die erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst. In irgendeinem oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner das Ändern eines Verhältnisses der ersten Menge relativ zur zweiten Menge bei einer gegebenen Kraftmaschinenlast, wenn die Kraftmaschinendrehzahl von einer minimalen Drehzahl auf eine maximale Drehzahl zunimmt, während die Kanalkraftstoffeinspritzung zumindest auf der ersten kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff gehalten wird. In irgendeinem oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das Ändern zusätzlich oder optional das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der minimalen Drehzahl auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der maximalen Drehzahl, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses zumindest die erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst. In irgendeinem oder allen der vorangehenden Beispiele umfassen die Bedingungen zusätzlich oder optional einen Nicht-Verschlechterungs-Modus des Kraftstoffeinspritzsystems und dass die Kraftmaschine aufgewärmt ist. In irgendeinem oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner das Modellieren einer Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung; und das Abschätzen der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff auf der Basis der modellierten Kraftstofftemperatur.
Noch ein anderes Beispielverfahren für eine zur dualen Kraftstoffeinspritzung befähigte Kraftmaschine umfasst Folgendes: über jegliche Kraftmaschinen-Nicht-Start-Betriebsbedingung Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff; und nur teilweise Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit direkt eingespritztem Kraftstoff über Kraftmaschinenbetriebsbedingungen. Das vorangehende Beispielverfahren kann zusätzlich oder alternativ Folgendes umfassen: in Reaktion auf einen Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergang Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mehr als der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff; und entsprechendes Verringern der Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine über Direkteinspritzung. In irgendeinem der vorangehenden Beispiele umfasst die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mehr als der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff zusätzlich oder optional die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit nur kanaleingespritztem Kraftstoff; und nicht die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit direkt eingespritztem Kraftstoff.
Durch Halten der Kanalkraftstoffeinspritzung zumindest auf einer kalibrierten minimalen Menge über alle Kraftmaschinenverbrennungsbedingungen, unter denen die Kraftmaschine aufgewärmt ist, und Nicht-Start-Kraftstoffversorgung können in dieser Weise Kraftstoffversorgungsfehler, die sich aus einer Kraftstoffversorgungserwärmung (oder Kraftstoffversorgungssieden) ergeben und Kraftstoffdampfbildung in einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung verringert werden. Durch Tropfen zumindest der kalibrierten minimalen Kraftstoffmenge durch die Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung, selbst wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen sich ändern, wird die Kanalkraftstoffverteilerleitungs-Temperatursteuerung ohne den Bedarf an einem zweckgebundenen Temperatursensor oder komplexen Kraftstofftemperatur-Steuerroutinen ermöglicht. Durch Zuführen der kalibrierten minimalen Menge an Kraftstoff über Kanaleinspritzung selbst in Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bereichen, in denen ansonsten nur Direkteinspritzung von Kraftstoff befohlen worden wäre, wird eine Temperatursteuerung kosteneffizienter erreicht.
Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen Beispiel-Steuer- und Abschätzroutinen bei verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und Steuerroutinen können als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem mit der Steuereinheit in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und einer anderen Kraftmaschinenhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. An sich können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispielausführungsformen zu erreichen, sondern ist für eine leichte Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Operationen und/oder oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen graphisch einen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code darstellen, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Befehle in einem System mit den verschiedenen Kraftmaschinen-Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuereinheit ausgeführt werden.
Es ist zu erkennen, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen dem Wesen nach beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einer begrenzenden Hinsicht betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als die Integration von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen breiter, schmäler, gleich oder anders sind, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Kraftmaschinenverfahren, das Folgendes umfasst: während eines Nicht-Verschlechterungs-Modus eines Kraftstoffsystems, Beaufschlagen von Kraftstoff mit Druck sowohl in einer Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung als auch in einer Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung über eine durch die Kraftmaschine angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe; und Versorgen der Kraftmaschine mit Kraftstoff mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge, die größer ist als null, an kanaleingespritztem Kraftstoff für jedes Verbrennungsereignis.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffversorgung mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge unabhängig von einer gemessenen Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung und über jegliche aufgewärmte Betriebsbedingung im Nicht-Verschlechterungs-Modus durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffversorgung das Halten der Kanalkraftstoffeinspritzung auf der kalibrierten minimalen Menge umfasst, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen innerhalb eines ersten Bereichs von Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Bedingungen ändern, wobei der erste Bereich eine Kraftmaschinendrehzahl über einer ersten Schwellendrehzahl und eine Kraftmaschinenlast über einer ersten Schwellenlast umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Überführen der Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge auf eine erste Menge in Reaktion auf eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen vom ersten Bereich in einen zweiten Bereich umfasst, wobei der zweite Bereich eine Kraftmaschinenlast unter der ersten Schwellenlast und eine Kraftmaschinendrehzahl über einer zweiten Schwellendrehzahl umfasst, die höher ist als die erste Schwellendrehzahl, wobei die erste Menge höher ist als die kalibrierte minimale Menge, wobei das Überführen das Zuführen einer Menge an Kraftstoff über Kanaleinspritzung umfasst, wobei die Menge linear zwischen der kalibrierten minimalen Menge des ersten Bereichs und der ersten Menge des zweiten Bereichs extrapoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Überführen der Kanalkraftstoffeinspritzung von der kalibrierten minimalen Menge auf eine zweite Menge in Reaktion auf eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastbedingungen vom ersten Bereich in einen dritten Bereich umfasst, wobei der dritte Bereich eine Kraftmaschinenlast über einer zweiten Schwellenlast, die höher ist als die erste Schwellenlast, und eine Kraftmaschinendrehzahl über einer dritten Schwellendrehzahl, die höher ist als die zweite Schwellendrehzahl, umfasst, wobei die zweite Menge niedriger als die erste Menge und höher als die kalibrierte minimale Menge ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner das Überführen von der Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff auf die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit Kraftstoff, der nur über Kanaleinspritzung zugeführt wird, in einem vierten Bereich umfasst, wobei der vierte Bereich eine Kraftmaschinendrehzahl unter der zweiten Schwellendrehzahl und eine Kraftmaschinenlast unter einer dritten Schwellenlast, die niedriger ist als die erste Schwellenlast, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff auf einer modellierten Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung basiert und unabhängig von einer gemessenen Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner während eines Verschlechterungsmodus des Kraftstoffsystems das Betreiben der Kraftmaschine mit nur kanaleingespritztem Kraftstoff und einem Kraftmaschinendrehmoment, das auf ein erstes Niveau begrenzt ist, wenn der Verschlechterungsmodus auf eine Direkteinspritzdüsenverschlechterung reagiert, und das Betreiben der Kraftmaschine mit nur direkt eingespritztem Kraftstoff und einem Kraftmaschinendrehmoment, das auf ein zweites Niveau begrenzt ist, das höher ist als das erste Niveau, wenn der Verschlechterungsmodus auf eine Kanaleinspritzdüsenverschlechterung reagiert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Zuführen eines Rests einer gesamten Kraftstoffeinspritzmenge über Direkteinspritzung und das Ändern eines Verhältnisses von Kraftstoff, der über Kanalkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, relativ zur Direktkraftstoffeinspritzung bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl umfasst, wenn die Kraftmaschinenlast von einer minimalen Last auf eine maximale Last zunimmt, während die Kanalkraftstoffeinspritzung auf zumindest der minimalen kalibrierten Menge gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner in Reaktion darauf, dass Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltbedingungen erfüllt sind, das Stoppen der Kraftstoffeinspritzung über jede einer Kanaleinspritzdüse, die mit der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung gekoppelt ist, und einer Direkteinspritzdüse, die mit der Direkteinspritzkraftstoffverteilerleitung gekoppelt ist, und das erneute Aktivieren der Zylinderverbrennung auf der Basis einer Fahreranforderungserhöhung während einer ersten Bedingung und während einer zweiten Bedingung das erneute Aktivieren der Verbrennung in Reaktion auf eine abgeschätzte Kraftstoffverteilerleitungstemperatur ohne Fahreranforderungserhöhung umfasst.
Verfahren für ein duales Kraftstoffeinspritzsystem, das Folgendes umfasst: während Bedingungen, unter denen Kraftstoff nur über Direkteinspritzung angefordert wird; Aufheben der Kraftstoffanforderung und Zuführen von Kraftstoff als erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff und zweite, restliche Menge an direkt eingespritztem Kraftstoff.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Ändern eines Verhältnisses der ersten Menge relativ zur zweiten Menge bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl umfasst, wenn die Kraftmaschinenlast von einer minimalen Last auf eine maximale Last zunimmt, während die erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ändern das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der minimalen Last auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl und der maximalen Last umfasst, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses mindestens die erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Ändern eines Verhältnisses der ersten Menge relativ zur zweiten Menge bei einer gegebenen Kraftmaschinenlast umfasst, wenn die Kraftmaschinendrehzahl von einer minimalen Drehzahl auf eine maximale Drehzahl zunimmt, während die Kanalkraftstoffeinspritzung mindestens auf der ersten kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ändern das Ändern von einem ersten Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der minimalen Drehzahl auf ein zweites, anderes Verhältnis bei der gegebenen Kraftmaschinenlast und der maximalen Drehzahl umfasst, wobei jedes des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses mindestens die erste kalibrierte minimale Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Bedingungen einen Nicht-Verschlechterungs-Modus des Kraftstoffeinspritzsystems und dass die Kraftmaschine aufgewärmt ist, umfassen.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner Folgendes umfasst: Modellieren einer Kraftstofftemperatur der Kanaleinspritzkraftstoffverteilerleitung; und Abschätzen der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff auf der Basis der modellierten Kraftstofftemperatur.
Verfahren für eine zu dualer Kraftstoffeinspritzung befähigte Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: über jegliche Kraftmaschinen-Nicht-Start-Betriebsbedingung Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mindestens einer kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff; und nur teilweise Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit direkt eingespritztem Kraftstoff über Kraftmaschinenbetriebsbedingungen.
Verfahren nach Anspruch 18, das ferner Folgendes umfasst: in Reaktion auf einen Kraftmaschinen-Drehzahl/Last-Übergang, Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mehr als der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff; und entsprechend Verringern der Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine über Direkteinspritzung.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit mehr als der kalibrierten minimalen Menge an kanaleingespritztem Kraftstoff Folgendes umfasst: Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit nur kanaleingespritztem Kraftstoff; und keine Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine mit direkt eingespritztem Kraftstoff.