DE102016113172A1 - Verfahren zum Betreiben eines Doppelkraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

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Joseph Lyle Thomas
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine mit Doppelkraftstoffeinspritzfähigkeiten zum Begegnen eines Kraftstoff-Verteilerleitungsüberdrucks aufgrund von stagnierendem heißem Kraftstoff gezeigt. Das Verfahren umfasst Betreiben eines Kraftmaschinenzylinders nur mit Kanaleinspritzung und selektives Aktivieren und Deaktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf einen Verteilerleitungsdruckanstieg einer Kraftstoff-Verteilerleitung, wobei die Kraftstoff-Verteilerleitung mit der zweiten Einspritzdüse gekoppelt ist, und Deaktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf eine Verteilerleitungsdruckabnahme in der Kraftstoff-Verteilerleitung auf einen auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen basierend bestimmten unteren Schwellenwert. Auf diese Weise kann eine Beeinträchtigung der zweiten Einspritzdüse reduziert werden, während ein gewünschtes Kraftmaschinenleistungsniveau aufrechterhalten wird.

Description

  • Hintergrund und Kurzdarstellung
  • Kraftmaschinen können mit verschiedenen Kraftstoffsystemen konfiguriert sein, die zur Zuführung einer Soll-Kraftstoffmenge zu einer Kraftmaschine zur Verbrennung verwendet werden. Eine Art von Kraftstoffsystem enthält eine Kanaleinspritzdüse und eine Direkteinspritzdüse für jeden Kraftmaschinenzylinder. Die Kanaleinspritzdüsen können zum Verbessern der Kraftstoffverdampfung und zum Reduzieren von Kraftmaschinenemissionen sowie zum Reduzieren von Pumpverlusten und des Kraftstoffverbrauchs bei niedrigen Lasten betrieben werden. Die Direkteinspritzdüsen können unter Bedingungen einer höheren Last zum Verbessern der Kraftmaschinenleistung und des Kraftstoffverbrauchs betrieben werden. Darüber hinaus können sowohl die Kanaleinspritzdüsen als auch die Direkteinspritzdüsen unter einigen Bedingungen zusammen betrieben werden, um Vorteile beider Arten der Kraftstoffzufuhr auszunutzen.
  • Somit kann es Betriebsbedingungen geben, unter denen mit Doppelkraftstoffeinspritzfähigkeiten konfigurierte Kraftmaschinen für einen längeren Zeitraum mit nur einem der Einspritzsysteme aktiv betrieben werden. Zum Beispiel kann es Bedingungen geben, unter denen die Kraftmaschine nur mit Kanaleinspritzung betrieben wird, und die Direkteinspritzdüsen werden inaktiv gehalten. Die Direkteinspritzdüsen können stromabwärts einer Hochdruckkraftstoffpumpe mit einer Hochdruckkraftstoff-Verteilerleitung gekoppelt sein. Während der längeren Zeiträume eines Nichtbetriebs der Direkteinspritzdüsen kann das Vorhandensein eines Einweg-Rückschlagventils dazu führen, dass Hochdruckkraftstoff in der Hochdruckkraftstoff-Verteilerleitung eingeschlossen wird. Wenn der stagnierende Kraftstoff höheren Temperaturen (wie zum Beispiel höheren Umgebungstemperaturen) ausgesetzt ist, kann der Kraftstoff beginnen, sich in der Kraftstoff-Verteilerleitung auszudehnen und zu verdampfen, was aufgrund der geschlossenen und starren Beschaffenheit der Kraftstoff-Verteilerleitung zu einem erhöhten Kraftstoffdruck führt. Die/der erhöhte Kraftstofftemperatur und -druck können wiederum die Langlebigkeit sowohl der Direkteinspritzdüsen als auch der damit in Verbindung stehenden Kraftstoff-Hardware beeinflussen, insbesondere, wenn das Direkteinspritzsystem wieder eingeschaltet wird.
  • Ein beispielhafter Ansatz, einer Beeinträchtigung von Direkteinspritzdüsen aufgrund eines erhöhten Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks zu begegnen, umfasst Aktivieren einer anderen Einspritzdüse als Reaktion auf eine Zunahme der Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur. Bei dem von Rumpsa et al. in der US 2014/0290597 gezeigten Ansatz wird die Direkteinspritzdüse beispielsweise als Reaktion auf eine Temperaturzunahme einer Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung über einen Schwellenwert aktiviert, wenn ein Kraftmaschinenzylinder mit Kraftstoff aus einer Kanaleinspritzdüse und nicht aus einer Direkteinspritzdüse betrieben wird. Der Strom durch die Direkteinspritzdüse wird für eine vorbestimmte Zeitdauer aktiviert, die in einigen Beispielen auf einer vorbestimmten Einspritzmasse basiert.
  • Die vorliegenden Erfinder haben jedoch potenzielle Probleme bei solch einem Ansatz erkannt. Als Beispiel kann das Aktivieren der Direkteinspritzdüse für eine vorbestimmte Zeitdauer zu Kraftstoffzufuhrfehlern führen. Insbesondere kann der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck unter einen Mindest-Soll-Direkteinspritzungsdruck fallen, was zu unvorhersehbaren Kraftstoffeinspritzmassen führt. Der Kraftstoffdosierungsfehler kann zu Drehmomentfehlern sowie zu unerwünschten Abgasrußemissionen führen. Darüber hinaus kann das Erhöhen des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks als Reaktion darauf, dass der Druck unter einen Mindest-Soll-Direkteinspritzungsdruck fällt, zu erhöhter NVH (noise, vibrations and harshness / Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit) und reduzierter Energieeffizienz führen, was beides für einen Fahrzeugführer unerwünscht ist. Des Weiteren kann das Einspritzen einer vorbestimmten Kraftstoffmenge (zum Beispiel Einspritzen für eine vorbestimmte Zeitdauer oder Direkteinspritzen einer vorbestimmten Kraftstoffmasse) Einspritzen mit einem größeren Anteil von Direkteinspritzung gegenüber Kanaleinspritzung umfassen, was zu einer beeinträchtigten Kraftmaschinenleistung führt.
  • In einem Beispiel kann den oben beschriebenen Problemen durch ein Verfahren begegnet werden, das Folgendes umfasst: während des Betreibens eines Kraftmaschinenzylinders mit Kraftstoff von nur einer ersten Einspritzdüse vorübergehendes Aktivieren der zweiten Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckzunahme an einer mit der zweiten Einspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung und Deaktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckabnahme an der Kraftstoff-Verteilerleitung unter einen unteren Schwellenwert, wobei der untere Schwellenwert basierend auf einer oder mehreren Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt wird.
  • Als ein Beispiel, unter Bedingungen, unter denen eine Kraftmaschine nur mit Kanaleinspritzung betrieben wird, kann eine Direkteinspritzdüse intermittierend aktiviert und deaktiviert werden, um einen Kraftstoffdruck innerhalb eines Soll-Bereichs zu halten. Insbesondere können bei Abgeschaltethalten einer Hochdruckkraftstoffpumpe Kraftmaschinen-Direkteinspritzdüsen selektiv aktiviert werden, wenn Kraftstoffdruck in der Hochdruck-Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung einen oberen Schwellenwert erreicht. Kraftstoff kann aus den Direkteinspritzdüsen eingespritzt werden, bis der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen unteren Schwellenwert erreicht. Ferner kann der untere Schwellenwert basierend auf Betriebsbedingungen eingestellt werden, während der untere Schwellenwert über einer Höhe gehalten wird, auf der die Hochdruckkraftstoffpumpe wiedereingeschaltet werden muss. Zum Beispiel kann der untere Schwellenwert erhöht werden, wenn die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen anzeigen, dass Kanaleinspritzung für die Kraftmaschinenleistung bevorzugt wird, wie zum Beispiel unter kalten Umgebungsbedingungen, oder wenn die Abgasrußbeladung bereits erhöht ist. Wenn der untere Schwellenwert erhöht ist, kann dem Zylinder im Verhältnis weniger Kraftstoff aus den Direkteinspritzdüsen zugeführt werden, während dem Zylinder im Verhältnis mehr Kraftstoff aus den Kanaleinspritzdüsen zugeführt werden kann. Als Alternative dazu kann der untere Schwellenwert verringert werden, wenn die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen anzeigen, dass mindestens eine gewisse Direkteinspritzung erwünscht ist, wie zum Beispiel, wenn eine Neigung der Kraftmaschine für Vorzündung stärker ist oder wenn der Alkoholgehalt des eingespritzten Kraftstoffs höher ist. Wenn der untere Schwellenwert verringert ist, kann dem Zylinder im Verhältnis mehr Kraftstoff aus den Direkteinspritzdüsen zugeführt werden, während dem Zylinder im Verhältnis weniger Kraftstoff aus den Kanaleinspritzdüsen zugeführt werden kann. Auf diese Weise kann eine Direkteinspritzdüsenbeeinträchtigung reduziert werden, während immer noch ein gewünschtes Kraftmaschinenleistungsniveau aufrechterhalten wird, das durch Zuführung von Kraftstoff zu der Kraftmaschine über Kanaleinspritzdüsen erreicht wird.
  • Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, ohne Weiteres ersichtlich.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Umsetzungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Zylinders einer Brennkraftmaschine dar.
  • 2 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems dar, das mit einer Kraftmaschine gekoppelt ist, die Doppelkraftstoffeinspritzungsfähigkeiten hat.
  • 3 stellt ein beispielhaftes detailliertes Flussdiagramm zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die ein Kanaleinspritzsystem und ein Direkteinspritzsystem enthält, gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
  • 4 stellt ein beispielhaftes Flussdiagramm zum Einstellen eines unteren Schwellenwerts eines Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks, auf dem eine Direkteinspritzdüse selektiv deaktiviert wird, dar.
  • 5 zeigt eine graphische Darstellung einer beispielhaften Aktivierung und Deaktivierung einer Direkteinspritzdüse, während eine Kraftmaschine durch Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritzdüse in einem Kraftmaschinensystem, das mit Doppelkraftstoffeinspritzungsfähigkeiten konfiguriert ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Kraftmaschine gemäß der Darstellung in 1 konfiguriert sein. Ferner werden zusätzliche Komponenten eines zugehörigen Kraftstoffsystems in 2 dargestellt. Eine Kraftmaschinensteuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine, wie zum Beispiel die beispielhafte Routine von 3, durchzuführen, um die Direkteinspritzdüse unter Bedingungen, unter denen die Kraftmaschine nur über Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird, selektiv zu aktivieren und deaktivieren, um den Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck innerhalb eines Soll-Bereichs zu halten. Ferner kann der untere Schwellenwert, bei dem die Direkteinspritzdüse deaktiviert wird, zum Beispiel in Echtzeit basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt werden (4). Dabei wird ein anfänglicher unterer Schwellenwert basierend auf einer Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingung bestimmt und basierend auf dem vorherigen Vorzündungsverlauf und/oder dem vorherigen Kraftmaschinenklopfverlauf und/oder der Partikelfilterrußbeladung und/oder der Abgastemperatur und/oder Abgasrückführungseinschränkungen eingestellt. Eine beispielhafte Zeitachse für den Betrieb einer Direkteinspritzdüse gemäß den obigen Verfahren und Systemen wird in 5 dargestellt.
  • Nunmehr auf 1 Bezug nehmend, wird darin ein Schemadiagramm eines Zylinders einer Mehrzylinderkraftmaschine 10 gezeigt, die in einem Antriebssystem eines Automobils enthalten sein kann. Die Kraftmaschine 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die Brennkammer (das heißt der Zylinder) 30 der Kraftmaschine 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fläche des Kolbens 36 im Zylinder 30 eine Mulde aufweisen. Der Kolben 36 kann so mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, dass eine Hin- und Her-Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Startbetrieb der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
  • Die Brennkammer 30 kann Einlassluft über den Einlasskrümmer 44 über die Einlassleitung 42 empfangen und kann Verbrennungsgase über die Auslassleitung 48 abführen. Der Einlasskrümmer 44 und die Auslassleitung 48 können über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile aufweisen.
  • Das Einlassventil 52 kann durch die Steuerung 12 über einen Einlassnocken 51 gesteuert werden. Analog dazu kann das Auslassventil 54 durch die Steuerung 12 über Auslassnocken 53 gesteuert werden. Als Alternative dazu kann der variable Ventilaktuator ein elektrischer, elektrohydraulischer oder irgendein anderer denkbarer Mechanismus zur Ermöglichung von Ventilbetätigung sein. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die Signale der Aktuatoren 51 und 53 variieren, um das Öffnen und das Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch Ventilpositionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können ein oder mehrere Einlass- und Auslassventile durch einen oder mehrere Nocken betätigt werden und können Systeme zur Nockenprofilumschaltung (CPS – cam profile switching), variablen Nockensteuerung (VCT – variable cam timing), variablen Ventilsteuerung (VVT – variable valve timing) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL – variable valve lift) verwenden. Der Zylinder 30 kann zum Beispiel alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung einschließlich CPS (cam-profile switching / Nockenprofilumschaltung) und/oder VCT (variable cam timing / variable Nockensteuerung) gesteuert wird, enthalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, damit für sie Kraftstoff bereitgestellt wird. Als nicht einschränkendes Beispiel weist der Zylinder 30 in der Darstellung zwei Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 auf. In der Darstellung ist die Kraftstoffeinspritzdüse 166 direkt mit dem Zylinder 30 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise gewährleistet die Kraftstoffeinspritzdüse 166 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden als "DI" bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30. Somit handelt es sich bei der Kraftstoffeinspritzdüse 166 um eine Direkteinspritzdüse, die mit dem Zylinder 30 in Verbindung steht. Obgleich 1 die Einspritzdüse 166 als eine seitliche Einspritzdüse zeigt, kann sie auch über dem Kolben liegend, zum Beispiel nahe der Position der Zündkerze 92, positioniert sein. Durch solch eine Position können das Mischen und die Verbrennung verbessert werden, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, was auf die geringere Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis zurückzuführen ist. Als Alternative dazu kann die Einspritzdüse oben liegend und in der Nähe des Einlassventils positioniert sein, um das Mischen zu verbessern. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 vom Hochdruckkraftstoffsystem 172, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen, eine Kraftstoff-Verteilerleitung und einen Treiber 168 enthält, zugeführt werden. Als Alternative dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe bei niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs begrenzter sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Obgleich dies nicht gezeigt wird, kann der Kraftstofftank des Weiteren einen Druckwandler aufweisen, der der Steuerung 12 ein Signal zuführt.
  • Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 ist in der Einlassleitung 44 (zum Beispiel im Einlasskrümmer 44) statt in dem Zylinder 30 in einer Konfiguration angeordnet gezeigt, die die so genannte Kanaleinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als "PFI" (Port Fuel Injection / Kanaleinspritzung)) bezeichnet, in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 30 bereitstellt. Von dem Einlasskanal kann der Kraftstoff dem Zylinder 30 zugeführt werden. Somit handelt es sich bei der Kraftstoffeinspritzdüse 170 um eine Kanaleinspritzdüse, die mit dem Zylinder 30 in Verbindung steht. Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Über ein Kraftstoffsystem 172 kann der Kraftstoffeinspritzdüse 170 Kraftstoff zugeführt werden.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder durch beide Einspritzdüsen während eines einzigen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Beispielsweise kann jede Einspritzdüse einen Teil einer im Zylinder 30 verbrannten Gesamtkraftstoffeinspritzung zuführen. Des Weiteren kann die Verteilung und/oder relative Menge an von jeder Einspritzdüse zugeführtem Kraftstoff mit den Betriebsbedingungen variieren, wie weiter unten beschrieben wird. Die relative Verteilung des eingespritzten Gesamtkraftstoffs zwischen den Einspritzdüsen 166 und 170 kann als ein erstes Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über die (Kanal-)Einspritzdüse 170 ein Beispiel für ein größeres erstes Verhältnis von Kanal- zu Direkteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über die (Direkt-)Einspritzdüse 166 ein kleineres erstes Verhältnis von Kanal- zu Direkteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Darüber hinaus versteht sich, dass kanaleingespritzter Kraftstoff während eines Einlassventil-geöffnet-Ereignisses, Einlassventil-geschlossen-Ereignisses (zum Beispiel im Wesentlichen vor einem Einlasshub, wie zum Beispiel während eines Auslasshubs) sowie sowohl bei Betrieb mit geöffnetem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden kann. Ebenso kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Einlasshubs sowie teilweise während eines vorherigen Auslasshubs, während des Einlasshubs und teilweise während des Verdichtungshubs zugeführt werden. Des Weiteren kann der direkt eingespritzte Kraftstoff als eine einzige Einspritzung oder mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Dazu können mehrere Einspritzungen während des Verdichtungshubs, mehrere Einspritzungen während des Einlasshubs oder eine Kombination aus einigen Direkteinspritzungen während des Verdichtungshubs und einigen während des Einlasshubs gehören. Bei der Durchführung von mehreren Direkteinspritzungen kann die relative Verteilung des direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffs zwischen einer Einlasshub-(Direkt-)Einspritzung und einer Verdichtungshub-(Direkt-)Einspritzung als ein zweites Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des direkt eingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Einlasshubs ein Beispiel für ein größeres zweites Verhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Verdichtungshubs ein Beispiel für ein kleineres zweites Verhältnis von Einlasshubdirekteinspritzung sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und dass verschiedene andere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
  • Selbst bei einem einzigen Verbrennungsereignis kann eingespritzter Kraftstoff somit zu verschiedenen Zeitpunkten von einer Kanal- und Direkteinspritzdüse eingespritzt werden. Ferner können für ein einziges Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungshubs, Einlasshubs oder irgendeiner angemessenen Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen einzigen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Somit kann jeder Zylinder analog dazu seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüsen(n), Zündkerze usw. enthalten.
  • Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können verschiedene Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören Größenunterschiede; zum Beispiel kann eine Einspritzdüse eine größere Einspritzöffnung als die andere haben. Zu weiteren Unterschieden gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, verschiedene Einspritzwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Zielbereiche, verschiedene Einspritzzeitpunkte, verschiedene Einspritzeigenschaften, verschiedene Positionen usw. Ferner können abhängig von dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs auf die Einspritzdüsen 166 und 170 verschiedene Wirkungen erzielt werden.
  • Das Kraftstoffsystem 172 kann einen Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks enthalten. Bei Ausführungsformen, bei denen das Kraftstoffsystem 172 mehrere Kraftstofftanks enthält, können die Kraftstofftanks Kraftstoff mit denselben Kraftstoffqualitäten aufnehmen oder können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten, wie zum Beispiel unterschiedliche Kraftstoffzusammensetzungen, aufnehmen. Diese Unterschiede können einen unterschiedlichen Alkoholgehalt, eine unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. umfassen. In einem Beispiel können Kraftstoffe mit unterschiedlichem Alkoholgehalt Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen, wie zum Beispiel E85 (etwa 85% Ethanol und 15% Benzin) oder M85 (etwa 85% Methanol und 15% Benzin), umfassen. Andere alkoholhaltige Kraftstoffe könnten ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 172 einen Kraftstofftank enthalten, der einen flüssigen Kraftstoff, wie zum Beispiel Benzin, aufnimmt, und weiterhin einen Kraftstofftank enthalten, der einen gasförmigen Kraftstoff, wie zum Beispiel CNG, aufnimmt. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können dazu konfiguriert sein, Kraftstoff aus dem gleichen Kraftstofftank, aus verschiedenen Kraftstofftanks, aus mehreren der gleichen Kraftstofftanks oder aus einem überlappenden Satz von Kraftstofftanks einzuspritzen. Das Kraftstoffsystem 172 kann eine Niederdruckkraftstoffpumpe 175 (wie zum Beispiel eine Hubpumpe) und eine Hochdruckkraftstoffpumpe 173 enthalten. Wie unter Bezugnahme auf das Kraftstoffsystem von 2 detailliert, kann die Niederdruckkraftstoffpumpe 175 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank fördern, wobei der Kraftstoff dann durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 173 weiter mit Druck beaufschlagt wird. Darüber hinaus kann die Niederdruckkraftstoffpumpe 175 Kraftstoff für eine Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung bereitstellen, während die Hochdruckkraftstoffpumpe 173 einer Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung Kraftstoff zuführt.
  • Unter ausgewählten Betriebsmodi kann das Zündsystem 88 der Brennkammer 30 über die Zündkerze 92 als Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal SA von der Steuerung 12 einen Zündfunken zuführen. Obgleich Funkenzündungskomponenten gezeigt sind, können bei einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
  • Die Einlassleitung 42 kann die Drosseln 62 und 63 mit den Drosselklappen 64 bzw. 65 enthalten. In diesem speziellen Beispiel können die Stellungen der Drosselklappen 64 und 65 durch die Steuerung 12 über Signale variiert werden, die einem Elektromotor oder einem Aktuator, der in den Drosseln 62 und 63 enthalten ist, bereitgestellt werden, eine Konfiguration, die gemeinhin als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC – electronic throttle control) bezeichnet wird. Auf diese Weise können die Drosseln 62 und 63 dazu betrieben werden, die Einlassluft, die für die Brennkammer 30 unter anderen Kraftmaschinenzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Die Stellungen der Drosselklappen 64 und 65 können der Steuerung 12 durch Drosselstellungssignale TP zugeführt werden. Druck, Temperatur und Luftmasse können an verschiedenen Stellen entlang der Einlassleitung 42 und dem Einlasskrümmer 44 gemessen werden. Zum Beispiel kann die Einlassleitung 42 einen Luftmassensensor 120 zum Messen von reiner Luftmasse, die durch die Drossel 63 eintritt, enthalten. Die reine Luftmasse kann über das MAF-Signal der Steuerung 12 kommuniziert werden.
  • Die Kraftmaschine 10 kann ferner eine Kompressionsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Turbolader oder einen Auflader enthalten, der mindestens einen Verdichter 162 enthält, der Stromaufwärts des Einlasskrümmers 44 angeordnet ist. Bei einem Turbolader kann der Verdichter 162 zumindest teilweise durch eine entlang der Auslassleitung 48 angeordnete Turbine 164 (zum Beispiel über eine Welle) angetrieben werden. Bei einem Auflader kann der Verdichter 162 zumindest teilweise durch die Kraftmaschine und/oder einen Elektromotor angetrieben werden, und weist eventuell keine Turbine auf. Daher kann das Ausmaß der Verdichtung, mit der ein oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine über einen Turbolader oder einen Auflader beaufschlagt werden, durch die Steuerung 12 variiert werden. Ein Ladeluftkühler 154 kann stromabwärts des Verdichters 162 und stromaufwärts des Einlassventils 52 enthalten sein. Der Ladeluftkühler 154 kann dazu konfiguriert sein, Gase zu kühlen, die bereits beispielsweise durch Verdichtung durch den Verdichter 162 erwärmt worden sind. Bei einer Ausführungsform kann sich der Ladeluftkühler 154 stromaufwärts der Drossel 62 befinden. Druck, Temperatur und Luftmasse können stromabwärts des Verdichters 162, wie zum Beispiel mit dem Sensor 145 oder 147, gemessen werden. Die gemessenen Ergebnisse können der Steuerung 12 von den Sensoren 145 und 147 über die Signale 148 bzw. 149 kommuniziert werden. Druck und Temperatur können stromaufwärts des Verdichters 162, wie zum Beispiel mit dem Sensor 153, gemessen und der Steuerung 12 über das Signal 155 kommuniziert werden.
  • Ferner kann bei den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) einen gewünschten Anteil von Abgas von der Auslassleitung 48 zum Einlasskrümmer 44 leiten. 1 zeigt ein Hochdruck-AGR-(HD-AGR)-System und ein Niederdruck-AGR-(ND-AGR)-System, aber eine alternative Ausführungsform enthält möglicherweise nur ein ND-AGR-System. Die HD-AGR wird durch die HD-AGR-Leitung 140 von stromaufwärts der Turbine 164 zu stromabwärts des Verdichters 162 geleitet. Die dem Einlasskrümmer 44 zugeführte HD-AGR-Menge kann durch die Steuerung 12 über das HD-AGR-Ventil 142 variiert werden. Die ND-AGR wird durch die ND-AGR-Leitung 150 von stromaufwärts der Turbine 164 zu stromaufwärts des Verdichters 162 geleitet. Die für den Einlasskrümmer 44 bereitgestellte ND-AGR-Menge kann durch die Steuerung 12 über das ND-AGR-Ventil 152 variiert werden. Das HD-AGR-System kann einen HD-AGR-Kühler 146 enthalten, und das ND-AGR-System kann einen ND-AGR-Kühler 158 enthalten, um beispielsweise Wärme von den AGR-Gasen an das Kraftmaschinenkühlmittel abzugeben. Somit kann die Kraftmaschine 10 sowohl ein HD-AGR- als auch ein ND-AGR-System umfassen, um Abgases zum Einlass zurück zu leiten.
  • Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System dazu verwendet werden, die Temperatur des Luft- und Kraftstoffgemisches innerhalb der Brennkammer 30 zu regeln. Somit kann es wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen und zu schätzen. AGR-Sensoren können in den AGR-Leitungen angeordnet sein und können eine Anzeige des Massenstroms und/oder des Drucks und/oder der Temperatur und/oder der O2-Konzentration und/oder der Abgaskonzentration liefern. Zum Beispiel kann ein HD-AGR-Sensor 144 in der HD-AGR-Leitung 140 angeordnet sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren in der ND-AGR-Leitung 150 positioniert sein, um eine Anzeige über einen Druck und/oder eine Temperatur und/oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von durch die ND-AGR-Leitung rückgeführtem Abgas bereitzustellen. Durch die ND-AGR-Leitung 150 umgeleitetes Abgas kann an einem Mischpunkt an der Verbindungsstelle der ND-AGR-Leitung 150 und der Einlassleitung 42 mit frischer Einlassluft verdünnt werden. Insbesondere kann durch Einstellen des ND-AGR-Ventils 152 in Abstimmung mit der ersten Lufteinlassdrossel 63 (die in der Lufteinlassleitung des Kraftmaschineneinlasses stromaufwärts des Verdichters positioniert ist) eine Verdünnung des AGR-Stroms eingestellt werden.
  • Eine prozentuale Verdünnung des ND-AGR-Stroms kann von der Ausgabe eines Sensors 145 im Kraftmaschineneinlassgasstrom abgeleitet werden. Insbesondere kann der Sensor 145 stromabwärts der ersten Einlassdrossel 63, stromabwärts des ND-AGR-Ventils 152 und stromaufwärts der zweiten Haupteinlassdrossel 62 positioniert sein, so dass die ND-AGR-Verdünnung an oder nahe der Haupteinlassdrossel genau bestimmt werden kann. Der Sensor 145 kann zum Beispiel ein Sauerstoffsensor, wie beispielsweise ein UEGO-Sensor (UEGO – universal or wide-range exhaust gas oxygen) sein.
  • Der Abgassensor 126 ist in der Darstellung stromabwärts der Turbine 164 mit der Auslassleitung 48 gekoppelt. Der Sensor 126 kann ein zur Bereitstellung einer Anzeige für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas geeigneter Sensor sein, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-, ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-, ein HEGO-(heated EGO), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor.
  • Die Abgasreinigungsvorrichtungen 71 und 72 sind in der Darstellung entlang dem Auslasskanal 48 stromabwärts des Abgassensors 126 angeordnet. Die Vorrichtungen 71 und 72 können ein SCR-System (SCR – selective catalytic reduction – selektive katalytische Reduktion), ein Dreiwegekatalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 71 ein TWC sein, und die Vorrichtung 72 kann ein Partikelfilter (PF) sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der PF 72 stromabwärts des TWC 71 positioniert sein (wie in 1 gezeigt), während der PF 72 bei anderen Ausführungsformen stromaufwärts des TWC 72 vorgesehen sein kann (nicht in 1 gezeigt). Der PF 72 kann einen Rußbeladungssensor 198 umfassen, der der Steuerung 12 über das Signal PM eine Partikelbeladungsmenge kommunizieren kann.
  • In der in 1 gezeigten Darstellung ist die Steuerung 12 ein Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, ein in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicherchip (ROM) 106 gezeigtes elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit der Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von dem Luftmassensensor 120; die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von dem mit der Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Sensor 118 (oder Sensor anderer Art); die Drosselklappenstellung (TP) von einem Drosselklappenstellungssensor; und ein Absolutkrümmerdrucksignal, MAP, von dem Sensor 122. Ein Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Anzeige des Vakuums oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie zum Beispiel ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Angabe des Kraftmaschinen-Drehmoments liefern. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Kraftmaschinendrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich der Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Kraftmaschinendrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen erzeugen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren von 1 (und jenen von 2, unten beschrieben) und setzt die diversen Aktuatoren von 1 (und jene von 2, unten beschrieben) ein, um den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen.
  • Das Nurlesespeicher-Speichermedium 106 kann mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Prozessor 102 zur Durchführung der unten beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind. Eine beispielhafte Routine, die durch die Steuerung durchgeführt werden kann, wird in 3 beschrieben.
  • 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel 200 eines Kraftstoffsystems, wie zum Beispiel des Kraftstoffsystems 172 von 1. Das Kraftstoffsystem 200 kann dahingehend betrieben werden, einer Kraftmaschine, wie zum Beispiel der Kraftmaschine 10 von 1, Kraftstoff zuzuführen. Das Kraftstoffsystem 200 kann von einer Steuerung zum Durchführen einiger oder aller der unter Bezugnahme auf die Prozessabläufe von 3 beschriebenen Aktionen betrieben werden.
  • Das Kraftstoffsystem 200 enthält einen Kraftstofflagertank 210 zum Lagern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Niederdruckkraftstoffpumpe (LPP – Lower Pressure Fuel Pump) 212 (hier auch Kraftstoffhubpumpe 212 genannt) und eine Hochdruckkraftstoffpumpe (HPP – Higher Pressure Fuel Pump) 214 (hier auch Kraftstoffeinspritzpumpe 214 genannt). Kraftstoff kann über den Kraftstofffüllkanal 204 für den Kraftstofftank 210 bereitgestellt werden. In einem Beispiel kann die LPP 212 eine elektrisch betriebene Niederdruckkraftstoffpumpe sein, die zumindest teilweise in dem Kraftstofftank 210 angeordnet ist. Die LPP 212 kann von einer Steuerung 222 (zum Beispiel von der Steuerung 12 von 1) dahingehend betrieben werden, Kraftstoff über den Kraftstoffkanal 218 für die HPP 214 bereitzustellen. Die LPP 212 kann als eine so genannte Kraftstoffhubpumpe konfiguriert sein. Als ein Beispiel kann die LPP 212 eine Turbinenpumpe (zum Beispiel eine Kreiselpumpe) sein, die einen elektrischen (zum Beispiel Gleichstrom-(DC-))Pumpenmotor aufweist, wobei der Druckanstieg über der Pumpe und/oder der Volumenstrom durch die Pumpe durch Variieren der elektrischen Leistung, die für den Pumpenmotor bereitgestellt wird, gesteuert wird, wodurch die Motordrehzahl erhöht oder verringert wird. Wenn die Steuerung zum Beispiel die elektrische Leistung verringert, die für die Hubpumpe 212 bereitgestellt wird, können auch der Volumenstrom und/oder der Druckanstieg über die Hubpumpe verringert werden. Der Volumenstrom und/oder der Druckanstieg über die Pumpe können durch Erhöhen der elektrischen Leistung, die für die Hubpumpe 212 bereitgestellt wird, erhöht werden. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die dem Motor der Niederdruckpumpe zugeführt wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht gezeigt) erhalten werden, wodurch das Steuersystem die elektrische Last, die zur Speisung der Niederdruckpumpe verwendet wird, steuern kann. Indem die Spannung und/oder der Strom, die/der für die Niederdruckkraftstoffpumpe bereitgestellt wird, variiert wird/werden, werden die Durchflussrate und der Druck des Kraftstoffs, der am Einlass der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 bereitgestellt wird, somit eingestellt.
  • Die LPP 212 kann fluidisch mit einem Filter 217 gekoppelt sein, der geringe Verunreinigungen, die in dem Kraftstoff enthalten sind und die Kraftstoffführungskomponenten potenziell beschädigen könnten, entfernt. Ein Rückschlagventil 213, das die Kraftstoffzufuhr erleichtern und den Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten kann, kann fluidisch stromaufwärts des Filters 217 positioniert sein. Mit dem Rückschlagventil 213 stromaufwärts des Filters 217 kann die Flexibilität des Niederdruckkanals 218 erhöht werden, da der Filter physisch ein großes Volumen aufweisen kann. Außerdem kann ein Überdruckventil 219 dazu eingesetzt werden, den Kraftstoffdruck im Niederdruckkanal 218 (zum Beispiel in dem Ausgang der Hubpumpe 212) zu begrenzen. Das Überdruckventil 219 kann einen Kugel-und-Feder-Mechanismus aufweisen, der zum Beispiel bei einer festgelegten Druckdifferenz aufsitzt und abdichtet. Der Druckdifferenzsollwert, bei dem sich das Überdruckventil 219 gemäß seiner Konfiguration öffnen kann, kann verschiedene geeignete Werte annehmen; in einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Sollwert bei 6,4 bar oder 5 bar (g) liegen. Eine Öffnung 223 kann dazu verwendet werden, zu gestatten, dass Luft und/oder Kraftstoffdampf aus der Hubpumpe 212 abgelassen werden. Diese Entlüftung an 223 kann auch dazu verwendet werden, eine Strahlpumpe anzutreiben, die dazu verwendet wird, Kraftstoff von einer Stelle zu einer anderen innerhalb des Tanks 210 zu leiten. In einem Beispiel kann ein Öffnungsrückschlagventil (nicht gezeigt) in Reihe mit der Öffnung 223 platziert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 8 ein oder mehrere (zum Beispiel eine Reihe) von Rückschlagventilen aufweisen, die fluidisch mit der Niederdruckkraftstoffpumpe 212 gekoppelt sind, um Kraftstoff daran zu hindern, stromaufwärts der Ventile zurück zu lecken. In diesem Zusammenhang bezieht sich ein stromaufwärtiger Fluss auf einen Kraftstofffluss, der von den Kraftstoff-Verteilerleitungen 250, 260 in Richtung auf die LPP 212 fließt, während sich ein stromabwärtiger Fluss auf eine nominale Kraftstoffflussrichtung von der LPP in Richtung auf die HPP 214 und weiter zu den Kraftstoff-Verteilerleitungen bezieht.
  • Kraftstoff, der von der LPP 212 gefördert wird, kann mit einem niedrigeren Druck einem Kraftstoffkanal 218 zugeführt werden, der zu einem Einlass 203 der HPP 214 führt. Die HPP 214 kann dann Kraftstoff in eine erste Kraftstoff-Verteilerleitung 250 liefern, die mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen einer ersten Gruppe von Direkteinspritzdüsen 252 (hier auch erste Einspritzdüsengruppe genannt) gekoppelt ist. Somit steht die Kraftstoff-Verteilerleitung 250 mit einer Direkteinspritzdüse in Verbindung. Kraftstoff, der von der LPP 212 gefördert wird, kann auch einer zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung 260, die mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen einer zweiten Gruppe von Kanaleinspritzdüsen 262 (hier auch eine zweite Einspritzdüsengruppe genannt) gekoppelt ist, zugeführt werden. Somit steht die Kraftstoff-Verteilerleitung 260 mit einer Kanaleinspritzdüse in Verbindung. Wie weiter unten erläutert wird, kann die HPP 214 dazu betrieben werden, den Druck des sowohl der ersten als auch der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung zugeführten Kraftstoffs über den Hubpumpendruck anzuheben, wobei die erste Kraftstoff-Verteilerleitung, die mit der Direkteinspritzdüsengruppe gekoppelt ist, mit einem variablen hohen Druck arbeitet, während die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung, die mit der Kanaleinspritzdüsengruppe gekoppelt ist, mit einem festgelegten hohen Druck arbeitet. Somit steht die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 sowohl mit der Kraftstoff-Verteilerleitung 260 als auch der Kraftstoff-Verteilerleitung 250 in Verbindung.
  • Infolgedessen können eine Hochdruckkanaleinspritzung und eine Hochdruckdirekteinspritzung ermöglicht werden. Die Hochdruckkraftstoffpumpe ist stromabwärts der Niederdruckhubpumpe gekoppelt, ohne dass eine zusätzliche Pumpe zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe und der Niederdruckhubpumpe positioniert ist.
  • Obgleich sowohl die erste Kraftstoff-Verteilerleitung 250 als auch die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung 260 so gezeigt werden, dass sie Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzdüsen der jeweiligen Einspritzdüsengruppe 252, 262 abgeben, versteht sich, dass jede Kraftstoff-Verteilerleitung 250, 260 Kraftstoff an eine geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen abgeben kann. In einem Beispiel kann die erste Kraftstoff-Verteilerleitung 250 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der ersten Einspritzdüsengruppe 252 für jeden Zylinder der Kraftmaschine abgeben, während die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung 260 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der zweiten Einspritzdüsengruppe 262 für jeden Zylinder der Kraftmaschine abgeben kann. Die Steuerung 222 kann individuell jede der Kanaleinspritzdüsen 262 über einen Kanaleinspritzdüsentreiber 237 betätigen und jede der Direkteinspritzdüsen 252 über einen Direkteinspritzdüsentreiber 238 betätigen. Die Steuerung 222, die Treiber 237, 238 und andere geeignete Kraftmaschinensystemsteuerungen können ein Steuersystem umfassen. Obgleich die Treiber 237, 238 außerhalb der Steuerung 222 gezeigt werden, versteht sich, dass die Steuerung 222 in anderen Beispielen die Treiber 237, 238 aufweisen kann, oder dazu konfiguriert sein kann, die Funktionalität der Treiber 237, 238 bereitzustellen. Die Steuerung 222 kann zusätzliche Komponenten aufweisen, die nicht gezeigt werden, wie zum Beispiel die, die in der Steuerung 12 von 1 enthalten sind.
  • Die HPP 214 kann eine kraftmaschinenbetriebene Verdrängungspumpe sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die HPP 214 eine BOSCH-HOCHDRUCKPUMPE HDP5 sein, die ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil (zum Beispiel einen Kraftstoffvolumenregler, ein Magnetventil usw.) 236 verwendet, um das Pumpennutzvolumen jedes Pumpenhubs zu variieren. Das Ausgangsrückschlagventil der HPP wird mechanisch und nicht elektronisch durch eine externe Steuerung gesteuert. Die HPP 214 kann anders als die motorbetriebene LPP 212 von der Kraftmaschine mechanisch angetrieben werden. Die HPP 214 weist einen Pumpenkolben 228, eine Pumpenverdichtungskammer 205 (hier auch Verdichtungskammer genannt) und einen Schrittraum 227 auf. Der Pumpenkolben 228 empfängt eine mechanische Eingabe von der Kraftmaschinenkurbelwelle oder -nockenwelle über den Nocken 230, wodurch die HPP gemäß dem Prinzip einer nockenbetriebenen Einzylinderpumpe betrieben wird. Ein Sensor (in 2 nicht gezeigt) kann in der Nähe des Nockens 230 positioniert sein, um das Bestimmen der Winkelstellung des Nockens (zum Beispiel zwischen 0 und 360 Grad), die zu der Steuerung 222 weitergeleitet werden kann, zu ermöglichen.
  • Das Kraftstoffsystem 200 kann ferner wahlweise den Speicher 215 aufweisen. Wenn der Speicher 215 vorhanden ist, kann er stromabwärts der Niederdruckkraftstoffpumpe 212 und stromaufwärts der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 positioniert sein, wobei er dazu konfiguriert sein kann, ein Kraftstoffvolumen zu halten, das die Rate der Kraftstoffdruckerhöhung oder -verringerung zwischen den Kraftstoffpumpen 212 und 214 reduziert. Der Speicher 215 kann zum Beispiel, wie gezeigt, im Kraftstoffkanal 218 gekoppelt sein, oder in einem Bypass-Kanal 211, der den Kraftstoffkanal 218 mit dem Stufenraum 227 der HPP 214 koppelt. Das Volumen des Speichers 215 kann so bemessen sein, dass die Kraftmaschine unter Leerlaufbedingungen während eines vorbestimmten Zeitraums zwischen den Betriebsintervallen der Niederdruckkraftstoffpumpe 212 arbeiten kann. Der Speicher 215 kann zum Beispiel so dimensioniert sein, dass, wenn sich die Kraftmaschine im Leerlauf befindet, es eine oder mehrere Minuten dauert, um den Druck im Speicher auf einen Pegel abzubauen, bei dem die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 nicht in der Lage ist, einen ausreichend hohen Kraftstoffdruck für die Kraftstoffeinspritzdüsen 252, 262 aufrechtzuerhalten. Der Speicher 215 kann daher einen intermittierenden Betriebsmodus (oder gepulsten Modus) der Niederdruckkraftstoffpumpe 212 ermöglichen. Durch Verringern der Häufigkeit des Betriebs der LPP wird der Energieverbrauch verringert. Bei anderen Ausführungsformen kann der Speicher 215 inhärent in der Flexibilität des Kraftstofffilters 217 und des Kraftstoffkanals 218 vorhanden sein, wobei er daher möglicherweise nicht als ein getrenntes Element vorgesehen ist.
  • Ein Hubpumpen-Kraftstoffdrucksensor 231 kann entlang dem Kraftstoffkanal 218 zwischen der Hubpumpe 212 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 positioniert sein. Bei dieser Konfiguration können die Messwerte von dem Sensor 231 als Angaben des Kraftstoffdrucks der Hubpumpe 212 (zum Beispiel des Kraftstoff-Auslassdrucks der Hubpumpe) und/oder des Einlassdrucks der Hochdruckkraftstoffpumpe interpretiert werden. Die Messwerte von dem Sensor 231 können dazu verwendet werden, den Betrieb verschiedener Komponenten in dem Kraftstoffsystem 200 zu beurteilen, zu bestimmen, ob genug Kraftstoffdruck für die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 bereitgestellt wird, so dass die Hochdruckkraftstoffpumpe flüssigen Kraftstoff und keinen Kraftstoffdampf aufnimmt, und/oder die mittlere elektrische Leistung, die der Hubpumpe 212 zugeführt wird, auf ein Minimum zu reduzieren. Obgleich der Hubpumpenkraftstoffdrucksensor 231 in der Darstellung stromabwärts des Speichers 215 positioniert ist, kann der Sensor bei anderen Ausführungsformen stromaufwärts des Speichers positioniert sein.
  • Die erste Kraftstoff-Verteilerleitung 250 enthält einen ersten Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksensor 248 zum Bereitstellen einer Angabe des Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks für die Steuerung 222. Ebenso enthält die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung 260 einen zweiten Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksensor 258 zum Bereitstellen einer Angabe des Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks für die Steuerung 222. Ein Kraftmaschinendrehzahlsensor 233 kann dazu verwendet werden, eine Angabe der Kraftmaschinendrehzahl für die Steuerung 222 bereitzustellen. Die Angabe der Kraftmaschinendrehzahl kann dazu verwendet werden, die Drehzahl der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 zu identifizieren, da die Pumpe 214 durch die Kraftmaschine 202, zum Beispiel über die Kurbelwelle oder die Nockenwelle, mechanisch angetrieben wird.
  • Die erste Kraftstoff-Verteilerleitung 250 ist entlang dem Kraftstoffkanal 278 mit einem Auslass 208 der HPP 214 gekoppelt. Im Vergleich dazu ist die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung 260 über einen Kraftstoffkanal 288 mit einem Einlass 203 der HPP 214 gekoppelt. Ein Rückschlagventil und ein Überdruckventil können zwischen dem Auslass 208 der HPP 214 und der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung positioniert sein. Darüber hinaus kann das Überdruckventil 272, das im Bypass-Kanal 279 parallel zu dem Rückschlagventil 274 angeordnet ist, den Druck in dem stromabwärts der HPP 214 und stromaufwärts der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung 250 positionierten Kraftstoffkanal 278 begrenzen. Das Überdruckventil 272 kann zum Beispiel den Druck im Kraftstoffkanal 278 auf einen oberen Schwellendruck (zum Beispiel 200 bar) begrenzen. Das Überdruckventil 272 somit den Druck begrenzen, der ansonsten in dem Kraftstoffkanal 278 erzeugt werden würde, wenn das Steuerventil 236 (absichtlich oder versehentlich) geöffnet wäre, und während die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 pumpen würde.
  • Ein oder mehrere Rückschlagventile und Überdruckventile können auch stromabwärts der LPP 212 und stromaufwärts der HPP 214 mit dem Kraftstoffkanal 218 gekoppelt sein. Das Rückschlagventil 234 kann zum Beispiel im Kraftstoffkanal 218 dazu vorgesehen sein, ein Zurückströmen von Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 214 zu der Niederdruckpumpe 212 und dem Kraftstofftank 210 zu verringern oder zu verhindern. Zusätzlich kann das Überdruckventil 232 in einem Bypass-Kanal, der parallel zu dem Rückschlagventil 234 positioniert ist, vorgesehen sein. Das Überdruckventil 232 kann den Druck auf seiner linken Seite auf 10 bar höher als der Druck an dem Sensor 231 begrenzen.
  • Die Steuerung 222 kann dazu konfiguriert sein, den Kraftstofffluss in die HPP 214 durch das Steuerventil 236 zu regeln, indem das Magnetventil (basierend auf der Magnetventilkonfiguration) synchron mit dem Antriebsnocken erregt oder entregt wird. Folglich kann das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 in einem ersten Modus betrieben werden, in dem das Ventil 236 innerhalb des HPP-Einlasses 203 positioniert ist, um die Kraftstoffmenge, die durch das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 fließt, zu begrenzen (zum Beispiel zu blockieren). In Abhängigkeit von der zeitlichen Steuerung der Magnetventilbetätigung, wird das Volumen, das von der Kraftstoff-Verteilerleitung 250 übertragen wird, variiert. Das Magnetventil kann auch in einem zweiten Modus betrieben werden, in dem das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 effektiv abgeschaltet ist und Kraftstoff stromaufwärts und stromabwärts des Ventils und in die HPP 214 und aus ihr heraus strömen kann.
  • Das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 kann somit dazu konfiguriert sein, die Masse (oder das Volumen) des Kraftstoffs zu regeln, der in der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe verdichtet wird. In einem Beispiel kann die Steuerung 222 einen Schließzeitpunkt des Magnetdrucksteuerungsrückschlagventils dazu einstellen, die verdichtete Kraftstoffmasse zu regeln. Ein spätes Schließen des Drucksteuerventils kann zum Beispiel die Menge der Kraftstoffmasse verringern, die in der Verdichtungskammer 205 aufgenommen wird. Die zeitliche Steuerung des Öffnens und Schließens des elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventils kann bezüglich der Hubzeitpunkte der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe koordiniert werden.
  • Das Überdruckventil 232 gestattet einen Kraftstofffluss aus dem elektromagnetisch aktivierten Steuerventil 236 zu der LPP 212, wenn der Druck zwischen dem Überdruckventil 232 und dem elektromagnetisch betätigten Steuerventil 236 größer als ein vorbestimmter Druck (zum Beispiel 10 bar) ist. Wenn das elektromagnetisch betätigte Steuerventil 236 deaktiviert (zum Beispiel nicht elektrisch erregt) ist, wird das elektromagnetisch betätigte Steuerventil in einem Durchlassmodus betrieben, und das Überdruckventil 232 regelt den Druck in der Verdichtungskammer 205 auf den einzigen Druckentlastungssollwert des Überdruckventils 232 (zum Beispiel 10 bar über dem Druck am Sensor 231). Das Regeln des Drucks in der Verdichtungskammer 205 erlaubt, dass sich von der Kolbenspitze zum Kolbenfuß eine Druckdifferenz bildet. Der Druck im Schrittraum 227 ist gleich dem Druck des Ausgangs der Niederdruckpumpe (zum Beispiel 5 bar), während der Druck an der Kolbenspitze gleich dem Druck des Überdruckventils (zum Beispiel 15 bar) ist. Die Druckdifferenz erlaubt es dem Kraftstoff, von der Kolbenspitze durch den Abstand zwischen dem Kolben und der Pumpenzylinderwand zum Kolbenfuß zu sickern, wodurch die HPP 214 geschmiert wird.
  • Der Kolben 228 bewegt sich auf und ab. Die HPP 214 ist in einem Verdichtungshub, wenn der Kolben 228 in eine Richtung fährt, die das Volumen der Verdichtungskammer 205 verringert. Die HPP 214 ist in einem Einlasshub, wenn sich der Kolben 228 in eine Richtung bewegt, die das Volumen der Verdichtungskammer 205 erhöht.
  • Ein Vorwärtsstrom-Auslassrückschlagventil 274 kann stromabwärts eines Auslasses 208 der Verdichtungskammer 205 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 274 öffnet sich, damit Strom nur dann von dem Hochdruckpumpenauslass 208 in eine Kraftstoff-Verteilerleitung fließt, wenn ein Druck an dem Auslass der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe 214 (zum Beispiel ein Verdichtungskammerauslassdruck) höher ist als der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck. Unter Bedingungen, unter denen Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpenbetrieb nicht erforderlich ist, kann die Steuerung 222 daher das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 deaktivieren, und das Überdruckventil 232 regelt den Druck in der Verdichtungskammer 205 während eines Großteils des Verdichtungshubs auf einen einzigen im Wesentlichen konstanten Druck. Bei dem Einlasshub fällt der Druck in der Verdichtungskammer 205 auf einen Druck, der nahe dem Druck der Hubpumpe (212) liegt. Das Schmieren der DI-Puppe 214 kann auftreten, wenn der Druck in der Verdichtungskammer 205 den Druck in dem Schrittraum 227 überschreitet. Dieser Druckunterschied kann auch zur Pumpenschmierung beitragen, wenn die Steuerung 222 das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 deaktiviert. Eine Folge dieses Regelverfahrens besteht darin, dass die Kraftstoff-Verteilerleitung auf einen Mindestdruck geregelt wird, in etwa auf den Entlastungsdruck des Überdruckventils 232. Falls das Überdruckventil 232 eine Druckentlastungseinstellung von 10 bar hat, wird der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck somit 15 bar, weil diese 10 bar zu den 5 bar des Hubpumpendrucks addiert werden. Insbesondere wird der Kraftstoffdruck in der Verdichtungskammer 205 durch den Verdichtungshub der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe 214 geregelt. Zumindest während des Verdichtungshubs der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe 214 wird daher Schmierung für die Pumpe bereitgestellt. Wenn die Direkteinspritzpumpe in einen Einlasshub eintritt, kann der Kraftstoffdruck in der Verdichtungskammer verringert werden, während noch ein gewisser Grad an Schmierung bereitgestellt wird, solange die Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Ein anderes Überdruckventil 272 kann parallel zu dem Rückschlagventil 274 platziert sein. Das Überdruckventil 272 gestattet Kraftstofffluss aus der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 heraus zu dem Pumpenauslass 208, wenn der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck höher als ein vorbestimmter oberer Schwellendruck ist. Wenn sich die Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe hin und her bewegt, stellt der Kraftstofffluss zwischen dem Kolben und der Öffnung daher eine ausreichende Schmierung und Kühlung der Pumpe sicher.
  • Die Hubpumpe kann vorübergehend in einem gepulsten Modus betrieben werden, wobei der Hubpumpenbetrieb basierend auf einem Druck eingestellt wird, der an dem Ausgang der Hubpumpe und dem Eingang der Hochdruckpumpe geschätzt wird. Insbesondere als Reaktion auf ein Abfallen des Eingangsdrucks der Hochdruckpumpe unter einen Kraftstoffdampfdruck, kann die Hubpumpe betrieben werden, bis der Eingangsdruck auf oder über dem Kraftstoffdampfdruck liegt. Das verringert das Risiko, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe Kraftstoffdämpfe (anstatt des Kraftstoffs) aufnimmt und das Risiko nachfolgender Kraftmaschinenabwürgeereignisse.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Hochdruckpumpe 214 von 2 als ein veranschaulichendes Beispiel einer möglichen Konfiguration für eine Hochdruckpumpe dargestellt ist. Komponenten, die in 2 gezeigt sind, können entfernt und/oder geändert werden, während zusätzliche, hier nicht gezeigte Komponenten zu der Pumpe 214 hinzugefügt werden können, während immer noch die Fähigkeit beibehalten wird, Kraftstoff unter hohem Druck zu einer Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung und einer Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung zu leiten.
  • Das elektromagnetisch aktivierte Steuerventil 236 kann auch dazu betrieben werden, Kraftstoffrückstrom von der Hochdruckpumpe zu dem Überdruckventil 232 oder dem Speicher 215 zurückzuleiten. Das Steuerventil 236 kann zum Beispiel dazu betrieben werden, Kraftstoffdruck zu erzeugen und in dem Speicher 215 für den späteren Gebrauch zu speichern. Eine Verwendung des Speichers 215 besteht darin, Kraftstoffvolumenstrom zu absorbieren, der sich aus dem Öffnen des Druckentlastungsventils 232 ergibt. Der Speicher 227 beschafft Kraftstoff, während sich das Rückschlagventil 234 während des Einlasshubs der Pumpe 214 öffnet. Eine andere Verwendung des Speichers 215 ist das Absorbieren/Beschaffen von Volumenänderungen in dem Stufenraum 227. Noch ein anderer Gebrauch des Speichers 215 besteht darin, intermittierenden Betrieb der Hubpumpe 212 zu gestatten, um eine mittlere Pumpeneingangsleistungsverringerung während Dauerbetriebs zu gewinnen.
  • Obgleich die erste Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 mit dem Auslass 208 der HPP 214 (und nicht mit dem Einlass der HPP 214) gekoppelt ist, ist die zweite Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung 260 mit dem Einlass 203 der HPP 214 gekoppelt (und nicht mit dem Auslass der HPP 214). Obgleich hier Einlässe, Auslässe und dergleichen in Zusammenhang mit der Verdichtungskammer 205 beschrieben werden, versteht sich, dass nur eine einzige Leitung in die Verdichtungskammer 205 vorhanden sein kann. Die einzige Leitung kann als Einlass und Auslass dienen. Insbesondere ist die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung 260 mit dem HPP-Einlass 203 an einer Stelle stromaufwärts des elektromagnetisch aktivierten Steuerventils 236 und stromabwärts des Rückschlagventils 234 und Überdruckventils 232 gekoppelt. Ferner ist eventuell keine zusätzliche Pumpe zwischen der Hubpumpe 212 und der Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung 260 erforderlich. Wie unten besprochen, ermöglicht die spezielle Konfiguration des Kraftstoffsystems mit der Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung, die über ein Überdruckventil und ein Rückschlagventil mit dem Einlass der Hochdruckpumpe gekoppelt ist, den Druck an der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung über die Hochdruckpumpe auf einen festgelegten Standarddruck zu erhöhen, der über dem Standarddruck der Hubpumpe liegt. Der festgelegte hohe Druck an der Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung wird daher von der Hochdruckkolbenpumpe abgeleitet.
  • Wenn sich die Hochdruckpumpe 214 nicht hin und her bewegt, wie zum Beispiel beim Hochfahren vor dem Anschleppen, gestattet das Rückschlagventil 244, dass die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung mit 5 bar gefüllt wird. Da der Hubraum der Pumpenkammer aufgrund der Aufwärtsbewegung des Kolbens kleiner wird, strömt der Kraftstoff in eine von zwei Richtungen. Falls das Überströmventil 236 geschlossen ist, geht der Kraftstoff über den Hochdruckkraftstoffpumpenauslass 208 in die Hochdruck-Kraftstoff-Verteilerleitung 250. Falls das Überströmventil 236 geöffnet ist, geht der Kraftstoff entweder in die Niederdruck-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 oder über den Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass durch das Überdruckventil 232. Auf diese Weise wird die Hochdruckkraftstoffpumpe dazu betrieben, Kraftstoff über die erste Kraftstoff-Verteilerleitung 250 mit einem variablen hohen Druck (wie zum Beispiel zwischen 15 und 200 bar) zu den Direkteinspritzdüsen 252 zu liefern, während Kraftstoff auch über die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung 260 mit einem festgelegten hohen Druck (wie zum Beispiel 15 bar) zu den Kanaleinspritzdüsen 262 geliefert wird. Der variable Druck kann einen Mindestdruck umfassen, der an dem festgelegten Druck liegt (wie bei dem System von 2).
  • Somit kann das Überströmventil 236 dazu betrieben werden, einen Hauptkraftstofffluss von dem Hochdruckkraftstoffpumpenauslass zu der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 auf im Wesentlichen gleich null zu steuern und einen Hauptkraftstofffluss von dem Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass zu der PFI-Kraftstoff-Verteilerleitung 260 zu steuern. Wenn eine oder mehrere Direkteinspritzdüsen 252 deaktiviert werden, kann das Überströmventil 236 zum Beispiel dazu betrieben werden, den Hauptkraftstofffluss vom HPP-Auslass 208 zu der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 auf im Wesentlichen gleich null zu steuern. Darüber hinaus kann der Hauptkraftstofffluss vom HPP-Auslass 208 zu der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 im Wesentlichen auf gleich null gesteuert werden, wenn die Direkteinspritzdüsen 252 aktiviert sind, während Druck in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 über einer Mindestdruckschwelle (zum Beispiel 15 bar) liegt. Unter beiden Bedingungen kann der Hauptkraftstofffluss vom HPP-Einlass 203 zu der PFI-Kraftstoff-Verteilerleitung 260 auf im Wesentlichen über null gesteuert werden. Wenn Kraftstofffluss zu einer der Kraftstoff-Verteilerleitungen 250 oder 260 auf im Wesentlichen gleich null gesteuert wird, kann Kraftstofffluss zu ihnen hierin als abgeschaltet bezeichnet werden.
  • Bei der in 2 gezeigten Konfiguration ist der festgelegte Druck der Kanaleinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung gleich dem Mindestdruck für die Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung, wobei beide größer als der Standarddruck der Hubpumpe sind. Hierbei wird die Kraftstoffzufuhr von der Hochdruckpumpe über das stromaufwärtige (elektromagnetisch aktivierte) Steuerventil und ferner über die verschiedenen Rückschlag- und Überdruckventile, die mit dem Einlass der Hochdruckpumpe gekoppelt sind, gesteuert. Durch Einstellen des Betriebs des elektromagnetisch aktivierten Steuerventils wird der Kraftstoffdruck an der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung von dem festgelegten Druck auf den variablen Druck angehoben, während an der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung der festgelegte Druck beibehalten wird. Die Ventile 244 und 242 wirken gemeinsam, um die Niederdruck-Kraftstoff-Verteilerleitung 260 während des Pumpeneinlasshubs auf einem Druck von 15 bar zu halten. Das Überdruckventil 242 begrenzt einfach den Druck, der sich aufgrund der thermischen Ausdehnung des Kraftstoffs in der Kraftstoff-Verteilerleitung 250 aufbauen kann. Eine typische Überdruckeinstellung kann 20 bar betragen.
  • Die Steuerung 222 kann auch den Betrieb jeder der Kraftstoffpumpen 212 und 214 dahingehend steuern, eine Menge, einen Druck, eine Durchflussrate usw. eines der Kraftmaschine zugeführten Kraftstoffs einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 eine Druckeinstellung, ein Pumpenhubausmaß, einen Pumpenarbeitszyklusbefehl und/oder eine Kraftstoffdurchflussrate der Kraftstoffpumpen variieren, um verschiedenen Stellen des Kraftstoffsystems Kraftstoff zuzuführen. Ein (nicht gezeigter) Treiber, der mit der Steuerung 222 elektronisch gekoppelt ist, kann dazu verwendet werden, wie erforderlich, ein Steuersignal an die Niederdruckpumpe zu senden, um die Ausgabe (zum Beispiel die Drehzahl) der Niederdruckpumpe einzustellen. In einigen Beispielen kann das Elektromagnetventil so konfiguriert sein, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 Kraftstoff nur zur ersten Kraftstoff-Verteilerleitung 250 liefert, und bei solch einer Konfiguration kann der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung 260 Kraftstoff mit dem niedrigeren Auslassdruck der Hubpumpe 212 zugeführt werden.
  • Die Steuerung 222 kann den Betrieb jeder der Einspritzdüsengruppen 252 und 262 steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 222 die Verteilung und/oder die relative Menge an von jeder Einspritzdüse zugeführtem Kraftstoff steuern kann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel Kraftmaschinenlast, Klopfen, und Abgastemperatur, variieren. Insbesondere kann die Steuerung 222 ein Direkteinspritzungskraftstoffverhältnis einstellen, indem sie geeignete Signale zu dem Kanaleinspritzungstreiber 237 und der Direkteinspritzung 238 sendet, die wiederum die jeweiligen Kanaleinspritzdüsen 262 und Direkteinspritzdüsen 252 mit gewünschten Impulsbreiten zum Erreichen der Soll-Einspritzverhältnisse betätigen. Darüber hinaus kann die Steuerung 222 eine oder mehrere der Einspritzdüsengruppen basierend auf dem Kraftstoffdruck in jeder Verteilerleitung selektiv einschalten und abschalten (das heißt aktivieren oder deaktivieren). Zum Beispiel kann die Steuerung 222 basierend auf einem Signal von einem ersten Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksensor 248 die zweite Einspritzdüsengruppe 262 selektiv aktivieren, während sie die erste Einspritzdüsengruppe 252 über jeweilige Einspritzdüsentreiber 237 in 238 in einem deaktivierten Zustand steuert.
  • Unter einigen Bedingungen kann Kraftstoffdruck stromabwärts einer Hochdruckkraftstoffpumpe 214 (zum Beispiel innerhalb der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung 250) auf einen oberen Schwellendruck ansteigen, während die Kraftstoffeinspritzdüsen 252 deaktiviert sind. Als ein Beispiel können die Kraftstoffeinspritzdüsen basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen dazu betrieben werden, nur über PFI (zum Beispiel über die Einspritzdüsen 262) einzuspritzen, und somit können die Kraftstoffeinspritzdüsen 252 während dieser Zeit deaktiviert werden. Während der Zufuhr von Kraftstoff zu der Kraftmaschine nur über PFI kann eine Zunahme der Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur zu einer Zunahme des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks auf den oberen Schwellendruck führen, und das Rückschlagventil 272 kann die DI-Kraftstoff-Verteilerleitung 250 auf dem oberen Schwellendruck halten. Das Halten der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung auf dem oberen Schwellendruck für eine längere Dauer kann jedoch zu einer Beeinträchtigung der Direkteinspritzdüse und/oder einer Beeinträchtigung der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung führen. Unter Bedingungen, unter denen der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck auf dem oberen Schwellendruck gehalten wird, kann es somit wünschenswert sein, den DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck über Direkteinspritzung auf eine untere Schwellenhöhe zu reduzieren. Direkteinspritzung ist jedoch unter Bedingungen, unter denen Kraftstoff nur über PFI eingespritzt wird, möglicherweise nicht wünschenswert. Infolgedessen muss die untere Druckschwelle für die DI-Kraftstoff-Verteilerleitung möglicherweise basierend auf einer Anzahl von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt werden, wodurch die über DI zugeführte Kraftstoffmenge basierend sowohl auf DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck als auch Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt wird.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Betreiben einer Brennkraftmaschine 10 und eines Kraftstoffsystems 200, wie in den 1 bzw. 2 dargestellt. Das Verfahren 300 kann als von einem Steuersystem gespeicherte und durch eine Steuerung, zum Beispiel die Steuerung 12, wie in den 1–2 gezeigt, implementierte Rechneranweisungen konfiguriert sein. Insbesondere kann das Verfahren 300 Anweisungen zum Betreiben der Kanaleinspritzdüsen sowie der Direkteinspritzdüsen unter Bedingungen, unter denen ein DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellendruck erreicht hat, umfassen. Anweisungen zur Durchführung des Verfahrens 300 und der restlichen der hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung basierend auf in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Kraftmaschinensystems, wie etwa den oben mit Bezug auf die 1–2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Kraftmaschinenaktuatoren des Kraftmaschinensystems einsetzen, um den Kraftmaschinenbetrieb gemäß den unten beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 302 kann das Verfahren 300 damit beginnen, Kraftmaschinen- (und Fahrzeug-)Betriebsbedingungen (EOCs, EOC – engine operating condition) zu messen und/oder zu schätzen. Das Schätzen und/Messen von Fahrzeug- und Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kann/können zum Beispiel Schätzen und/oder Messen der Kraftmaschinentemperatur, der Umgebungsbedingungen (der Umgebungstemperatur, des Umgebungsdrucks, der Umgebungsfeuchtigkeit usw.), der Drehmomentanforderung, des Krümmerdrucks, des Einlassluftstroms, der Abgastemperatur, der Partikelfilterbeladung, der Behälterbeladung, der Abgaskatalysatorbedingungen, der Öltemperatur, des Öldrucks, der Verweilzeit, einer Position eines Kraftstoffrohrs des Kraftstoffsystems usw. umfassen. Das Schätzen und/oder Messen von Fahrzeug- und Kraftmaschinenbetriebsbedingungen kann/können Empfangen von Signalen von mehreren Sensoren, wie zum Beispiel Sensoren in den 1–2, und Verarbeiten dieser Signale auf angemessene Weise in einer Kraftmaschinensteuerung (zum Beispiel der Steuerung 12 in 1) umfassen.
  • Bei 304 kann das Verfahren 300 Wählen eines Kraftstoffeinspritzprofils basierend auf den bei 302 bestimmten Kraftmaschinenbetriebsbedingungen umfassen. Zum Beispiel kann das Kraftstoffeinspritzprofil Einzelheiten über eine zuzuführende Kraftstoffmenge, einen Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, eine Anzahl von Einspritzungen für ein gegebenes Zylinderverbrennungsereignis sowie ein Verhältnis von über Kanal- gegenüber Direkteinspritzung zuzuführendem Kraftstoff enthalten. Das Kraftstoffeinspritzprofil kann zum Beispiel Anweisungen zur Zuführung von Kraftstoff zu der Kraftmaschine gemäß einem ersten Einspritzverhältnis sowie einem zweiten Einspritzverhältnis, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, enthalten. Es versteht sich, dass in einigen Beispielen die Direkteinspritzdüsen des Kraftstoffsystems deaktiviert werden können, während die Kanaleinspritzdüsen aktiviert gehalten werden, wenn ein Einspritzprofil eine Zuführung von Kraftstoff nur über Kanaleinspritzung (PFI) anzeigt. Ebenso können die Kanaleinspritzdüsen des Kraftstoffsystems deaktiviert werden, während die Direkteinspritzdüsen aktiviert gehalten werden, wenn ein Einspritzprofil Anweisungen zur Zuführung von Kraftstoff nur über Direkteinspritzen (DI) anzeigt.
  • Nunmehr mit 308 fortfahrend, kann bestimmt werden, ob das bei 304 gewählte Kraftstoffeinspritzprofil einen DI-Kraftstofffluss (oder eine DI-Kraftstoffmasse) von über 0 enthält. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob das Kraftstoffeinspritzprofil Zuführung mindestens eines Teils des Kraftstoffs über Direkteinspritzung enthält. Wenn bestimmt wird, dass der DI-Kraftstofffluss größer als null ist, geht die Routine 300 zu 322 über, wo Kraftstoff gemäß dem bei 304 bestimmten Einspritzprofil sowohl über Direkteinspritzung als auch über Kanaleinspritzung zugeführt wird. Nach 322 endet die Routine 300.
  • Wenn bestimmt wird, dass DI-Kraftstofffluss 0 ist, geht die Routine 300 ansonsten zu 310 über, wo Kraftstoff der Kraftmaschine gemäß dem gewählten Kraftstoffeinspritzprofil nur über PFI zugeführt wird. Anders ausgedrückt, 310 umfasst Betreiben eines Kraftmaschinenzylinders mit Kraftstoff nur aus einer ersten (zum Beispiel Kanal-)Einspritzdüse. Während Kraftstoff der Kraftmaschine nur über Kanaleinspritzung zugeführt wird, können die Direkteinspritzdüsen deaktiviert sein. Infolgedessen kann Kraftstoff in der Hochdruck-Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnieren. Folglich kann der Kraftstoffdruck in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung infolge von Temperaturschwankungen (zum Beispiel einer Temperaturzunahme) in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung Druckschwankungen (zum Beispiel einem Druckanstieg) ausgesetzt sein.
  • Bei 312 kann das Verfahren 300 Messen des Drucks der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilungsleitung umfassen. Zum Beispiel kann die Steuerung 222 unter Bezugnahme auf 2 den Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Verteilerleitung 250 über ein vom Drucksensor 248 empfangenes Signal bewerten. Hierin wird der Kraftstoffdruck in der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung mit Pr bezeichnet.
  • Zu 314 übergehend, kann Pr mit einem oberen Schwellendruck verglichen werden. Insbesondere bestimmt die Routine 300, ob Pr größer gleich dem oberen Schwellendruck ist. Es versteht sich, dass das Bestimmen, ob Pr größer gleich dem oberen Schwellendruck ist, Bestimmen, ob Pr für mindestens eine Schwellendauer auf oder über dem oberen Schwellendruck gehalten worden ist, umfassen kann. Der obere Schwellendruck kann ein Druck sein, über dem eine Beeinträchtigung der Hochdruckkraftstoffpumpe und/oder eine Beeinträchtigung der Direkteinspritzdüse erfolgen kann/können. Unter Bezugnahme auf das Kraftstoffsystem 200 kann der obere Schwellendruck als ein Beispiel der Schwellendruck sein, bei dem das Rückschlagventil 272 Kraftstofffluss von dem Kraftstoffkanal 278 zu einer stromaufwärts der HPP 214 liegenden Stelle gestattet. Als anderes Beispiel kann der obere Schwellendruck auf einem Kraftstoffeinspritzdüsensteuerparameter, wie zum Beispiel einem Schwellendruck, über dem Einspritzmasseansteuerungen als weniger zuverlässig bestimmt worden sind (zum Beispiel ein während einer Einspritzungskalibrierroutine empirisch bestimmter gelernter Schwellenwert), basieren. In noch einem weiteren Beispiel kann der obere Schwellendruck auf der Starrheit des Kraftstoffs sowie auf einem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Kraftstoff-Verteilerleitung basieren. Als noch anderes Beispiel kann der obere Schwellendruck auf einer Mindesteinspritzungsimpulsbreite basieren, die einer Mindest-Soll-Einspritzmasse am oberen Schwellendruck entsprechen kann.
  • Wenn bei 314 bestimmt wird, dass Pr unter dem oberen Schwellendruck liegt, ist möglicherweise nicht erwünscht, den Druck in der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung zu reduzieren (zum Beispiel um die Vorzüge der Kraftstoffzufuhr nur über PFI gemäß dem Kraftstoffeinspritzprofil beizubehalten), und die Routine 300 geht direkt zu 326 über, um die Kraftstoffzufuhr nur über das Kanalkraftstoffeinspritzsystem aufrechtzuerhalten und die Direkteinspritzdüsen selektiv deaktiviert zu halten. Wenn bei 314 Pr größer gleich dem oberen Schwellendruck ist, geht die Routine 300 ansonsten zu 316 über, um eine untere Druckschwelle zu bestimmen, auf die der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck reduziert werden kann, wie unten unter Bezugnahme auf 4 ausführlicher beschrieben. Wie dort beschrieben, kann der untere Schwellenwert zum Beispiel in Echtzeit basierend auf Kraftmaschinenbeschränkungen, wie zum Beispiel Partikelbeschränkungen, Beschränkungen hinsichtlich eines anormalen Verbrennungsereignisses, AGR-Beschränkungen usw., eingestellt werden.
  • Nach der Bestimmung einer unteren Druckschwelle bei 316 kann die Routine 300 in einigen Beispielen zu 317 übergehen. In anderen Beispielen kann die Routine 300 direkt zu 318 übergehen Bei 317 kann die Routine 300 den optionalen Schritt des Einstellens eines Kühlmittelstromparameters als Reaktion auf die Verteilerleitungsdruckzunahme der Kraftstoff-Verteilerleitung umfassen. Der Kühlmittelstromparameter kann die Durchflussrate des Kühlmittels und/oder die Temperatur des Kühlmittels und/oder die Quelle des Kühlmittels usw. sein. Nach der Einstellung des Kühlmittelstroms kann das Verfahren 300 zu 318 übergehen, um eine Direkteinspritzdüse zu aktivieren.
  • Bei 318 kann eine Zylinderdirekteinspritzdüse aktiviert werden, um Zylinderdirekteinspritzung von Kraftstoff zu ermöglichen. Anders ausgedrückt, als Reaktion auf die Zunahme des Direkteinspritzdüsen-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks (zum Beispiel eine Zunahme über den oberen Schwellenwert) bei 314 kann die Routine 300 bei 318 eine zweite Einspritzdüse (zum Beispiel eine Direkteinspritzdüse) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder aktivieren. Es versteht sich, dass das Aktivieren der Direkteinspritzdüse Aufrechterhalten der Zufuhr mindestens eines Teils des Kraftstoffs zu der Kraftmaschine über PFI umfasst. Darüber hinaus kann das Aktivieren der Direkteinspritzdüse Einstellen der Einspritzung von Kraftstoff aus der Kanaleinspritzdüse als Reaktion auf durch die Direkteinspritzdüse eingespritzten Kraftstoff umfassen. Das Verhältnis von Direkteinspritzungskraftstoffmasse zu Kanaleinspritzungskraftstoffmasse für jedes Zylinderverbrennungsereignis kann basierend auf der unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle und/oder der Kraftmaschinendrehzahl und/oder der Kraftmaschinenlast und/oder der Kraftmaschinentemperatur und/oder der Abgastemperatur und/oder der Rußbeladung und/oder dem Zündzeitpunkt und/oder der Ventilsteuerung usw. bestimmt werden. Es versteht sich, dass das Einspritzen der vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmasse über mehrere Einspritzereignisse erfolgen kann, um ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis usw. aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus kann Aktivieren der Direkteinspritzdüse bei 318 Nichtzufuhr von Kraftstoff zu der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung über die Hochdruckkraftstoffpumpe umfassen. Auf diese Weise kann eine Druckbeaufschlagung der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung über die Hochdruckkraftstoffpumpe vermieden werden, während der DI-Kraftstoffdruck über Direkteinspritzung reduziert wird.
  • In dem dargestellten Beispiel umfasst, wie unten unter Bezugnahme auf 318, 320, 322, 323 und 324 beschrieben, Aktivieren der Direkteinspritzdüsen Einspritzen einer Kraftstoffmenge über die Direkteinspritzdüsen, Überwachen des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks und Fortführen der Direkteinspritzung, bis der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck gleich dem unteren Schwellendruck ist. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Beispielen das Überwachen des Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks möglicherweise nicht in dem Aktivieren der Direkteinspritzdüse enthalten ist. Als Beispiel kann das Aktivieren der Direkteinspritzdüse das Ausführen von Direkteinspritzungsbefehlen im offenen Regelkreis basierend auf dem unteren Schwellendruck, der Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftmaschinenlast und/oder von Gesamteinspritzmassenbefehlen (zum Beispiel der über PFI sowie DI zugeführten Menge) umfassen. Anders ausgedrückt, das Aktivieren der Direkteinspritzdüse kann Aktivieren der Direkteinspritzdüse für eine vorbestimmte Zeitdauer oder das Steuern der Direkteinspritzdüse zum Pumpen einer vorbestimmten Kraftstoffmenge dort hindurch umfassen.
  • In noch einem weiteren Beispiel können die Direkteinspritzdüsen aktiviert werden, und kann ein einer anderen Kraftmaschinenbetriebsbedingung (zum Beispiel Rußbeladung) zugeordneter Parameter überwacht werden. Wenn der Kraftmaschinenbetriebsparameter einem bestimmten Schwellenwert übersteigt, bevor der untere Kraftstoff-Verteilerleitungsschwellendruck erreicht ist, kann in diesem Beispiel Direkteinspritzung deaktiviert werden. Auf diese Weise kann eine Soll-Kraftmaschinenleistung aufrechterhalten werden, während die Druckhöhe in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung reduziert wird. In diesem noch weiteren Beispiel kann darüber hinaus ein Kraftmaschinenparameterkennfeld, wie zum Beispiel das, auf das sich in 4 bezogen wird, basierend auf der Deaktivierung der Direkteinspritzdüsen eingestellt werden. Insbesondere kann die dem angegebenen Schwellenwert des Kraftmaschinenbetriebsparameters zugeordnete untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle auf einen höheren Wert eingestellt werden, wenn der Kraftmaschinenbetriebsparameter den Schwellenwert übersteigt, bevor die untere Druckschwelle erreicht ist. Auf diese Weise können Fehler bei der Bestimmung zukünftiger unterer DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwellen reduziert werden
  • Bei 320 kann das Verfahren 300 Messen von Pr umfassen. Nach dem Messen von Pr geht die Routine 300 zu 322 über, um zu bestimmen, ob Pr unter der bei 316 bestimmten unteren Druckschwelle liegt.
  • Wenn bei 322 Pr größer als der untere Schwellenwert ist, geht das Verfahren 300 zu 323 über, wo die Aktivierung der Direkteinspritzdüse aufrechterhalten wird. Als ein Beispiel kann das Aufrechterhalten der Aktivierung der Direkteinspritzdüse Halten der Direkteinspritzdüse in einer geöffneten Stellung (zum Beispiel Fortführen eines aktuellen Einspritzereignisses) umfassen. Als anderes Beispiel kann das Aufrechterhalten der Aktivierung der Direkteinspritzdüse Einspritzen von Kraftstoff über die Direkteinspritzdüse über ein oder mehrere zusätzliche Verbrennungsereignisse umfassen. Nach 323 kehrt die Routine 300 zu 320 zurück, um Pr erneut zu messen.
  • Wenn Pr unter dem unteren Schwellenwert liegt, geht die Routine 300 stattdessen zu 324 über, wo Direkteinspritzdüsen deaktiviert werden können. Anders ausgedrückt, die Routine 300 umfasst Deaktivieren der Direkteinspritzdüse als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckabnahme an der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung unter einen unteren Schwellenwert (wie zum Beispiel über 316 bestimmt) wobei der untere Schwellenwert basierend auf einer oder mehreren Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt wird (zum Beispiel über die Routine 400 eingestellt wird). Darüber hinaus kann auf ähnliche Weise wie das Aktivieren der Direkteinspritzdüse bei 318 das Deaktivieren der Direkteinspritzdüse bei 324 möglicherweise Nichzufuhr von Kraftstoff, bis ein Einspritzprofil Zufuhr mindestens eines Teils des Kraftstoffs über Direkteinspritzung enthält oder bis der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck wieder den oberen Schwellendruck erreicht, umfassen.
  • Bei 326 kann das Verfahren 300 Aufrechterhalten von Verbrennung mit dem Kanaleinspritzungskraftstoffsystem umfassen. In einigen Beispielen kann 326 Auswählen eines neuen Einspritzprofils basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, ähnlich wie die Wahl bei 304, umfassen. Es versteht sich, dass Direkteinspritzung zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert werden kann, wenn die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen anzeigen, dass Direkteinspritzung erwünscht ist (wenn zum Beispiel Abgaskühlung erwünscht ist). Wie oben unter Bezugnahme auf 312 beschrieben, kann das Kanaleinspritzungskraftstoffsystem während der gesamten Betriebsdauer von Verfahren 300 verwendet werden, um die Verbrennung während Zeiten, während denen das Direkteinspritzungskraftstoffsystem nicht in Gebrauch ist, aufrechtzuerhalten. Nach 326 endet die Routine 300.
  • Das Verfahren 300 oder äquivalente Verfahren können unabhängig oder eine Unterroutine für ein anderes Kraftmaschinenbetriebsverfahren sein. Das Verfahren 300 kann während des gesamten Verlaufs des Fahrzeugbetriebs wiederholt ausgeführt werden, oder es kann bei Bestätigung bestimmter Betriebsbedingungen durchgeführt werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zum Einstellen der unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle wird bei Routine 400 von 4 gezeigt. In einem Beispiel kann Bestimmen einer unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle Bestimmen einer der Kraftmaschine unter Bedingungen, unter denen nur Kanaleinspritzung angefordert/angesteuert wird, über Direkteinspritzung zuzuführenden Kraftstoffmenge umfassen. Somit kann Bestimmen der unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle Bestimmen einer maximalen Kraftstoffmenge, die direkt eingespritzt werden kann, während die Kraftmaschinenleistung innerhalb eines Soll-Bereichs gehalten wird, umfassen. In einigen Beispielen kann Bestimmen einer unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle Bestimmen von Kraftstoffmengen zur Direkteinspritzung über mehrere Verbrennungsereignisse umfassen und kann somit Bestimmen eines Einspritzprofils, mit dem Kraftstoff eingespritzt werden soll, bis der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck den unteren Schwellendruck erreicht hat, umfassen. Es versteht sich, dass Kanaleinspritzung während der gesamten Zufuhr von stagnierendem Kraftstoff aus der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung über Direkteinspritzung aufrechterhalten werden kann.
  • Als anderes Beispiel kann das Bestimmen des unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks Bestimmen einer Mindest-Soll-Direkteinspritzmasse umfassen. Wenn zum Beispiel eine Fahrzeugsteuerung bestimmt, das große Direkteinspritzmassen wünschenswert sein können, wenn Direkteinspritzung wieder eingeschaltet wird (zum Beispiel basierend auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen), kann der untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck größer sein, um zu gewährleisten, dass eine Soll-Einspritzmasse erreicht wird. Als anderes Beispiel kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitung geringer sein, so dass eine Mindesteinspritzmasse, die einer Mindesteinspritzimpulsbreite entspricht, erreicht werden kann, wenn eine Fahrzeugsteuerung erwartet, dass bei erneuter Aktivierung von Direkteinspritzung geringere Direkteinspritzmassen wünschenswert sind.
  • Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, beginnt die Routine 400 bei 402, wo Kraftmaschinenbetriebsbedingungen und der vorherige Kraftmaschinenverlauf aus dem Speicher (zum Beispiel dem ROM 106 der Steuerung 12 in 1) abgerufen und/oder gemessen werden können. Als ein Beispiel kann die Kraftmaschinensteuerung bei 402 aktuelle Drehzahl-Last-Bedingungen, den vorherigen Vorzündungsverlauf (zum Beispiel eine Kraftmaschinenvorzündungszählung), einen vorherigen Kraftmaschinenklopfverlauf (zum Beispiel eine Kraftmaschinenklopfzählung), AGR-Bedingungen, eine aktuelle Partikelbeladung, eine oder mehrere aktuelle Abgastemperaturen (zum Beispiel von einem oder mehreren der Abgassensoren 126 und 144 in 1), Abgaskatalysatorbedingungen und einen vorherigen Verlauf der zuvor angewandten unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwellen, abrufen. Wenn ein Ist-Wert für einen oder mehrere der oben genannten Parameter im Speicher nicht zur Verfügung steht, können die Parameter darüber hinaus bei 402 gemessen werden.
  • Bei 404 kann ein anfänglicher unterer Schwellen-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck basierend auf einem Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Kennfeld bestimmt werden. Zum Beispiel können die bei 402 geschätzten Kraftmaschinendrehzahl- und Kraftmaschinenlastwerte in Kombination mit einem im Speicher der Steuerung gespeicherten Drehzahl-Last-Kennfeld verwendet werden, das eine Koordinate im Drehzahl-Last-Raum gegenüber einer Soll-Menge von direkt eingespritztem Kraftstoff abbilden kann. Als ein Beispiel nimmt der untere Schwellenwert mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl zu und nimmt mit abnehmender Kraftmaschinendrehzahl ab. Darüber hinaus kann der untere Schwellenwert mit zunehmender Kraftmaschinenlast zunehmen und mit abnehmender Kraftmaschinenlast abnehmen. Die Soll-Menge von direkt eingespritztem Kraftstoff kann mit einer Differenz zwischen dem Ist-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck (am oberen Schwellendruck) und einem unteren Soll-Schwellendruck korrelieren. Auf diese Weise kann durch Bestimmen eines unteren Schwellen-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks basierend auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen, eine Beeinträchtigung der Kraftstoffeinspritzdüsen aufgrund von hohen Drücken reduziert werden, während auch das Ausmaß von Direkteinspritzung unter Bedingungen, unter denen Kanaleinspritzung bevorzugt wird, begrenzt wird. Darüber hinaus kann der untere Schwellenwert so eingestellt werden, dass er über einem Druck liegt, bei dem die Hochdruckpumpe wieder eingeschaltet werden muss.
  • In einigen Beispielen kann Bestimmen der unteren Druckschwelle bei 404 Einstellen eines zuvor bestimmten unteren Schwellenwerts (zum Beispiel des bei 402 aus dem Speicher abgerufenen unteren Schwellenwerts, wie während einer vorherigen Ausführung der Routine 400 bestimmt) auf den über das Drehzahl-Last-Kennfeld während der aktuellen Ausführung der Routine 400 bestimmten Wert umfassen. Zum Beispiel kann der bei 404 bestimmte untere Schwellendruck über eine Regressionstechnik zu dem vorherigen unteren Schwellenwert gefiltert werden. Auf diese Weise kann der untere Schwellenwert über die Zeit stabiler sein.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 406 wird ein vorheriger Vorzündungsverlauf der Kraftmaschine, einschließlich zum Beispiel einer Kraftmaschinenvorzündungszählung, die eine Anzahl von Vorzündungsereignissen darstellt, welche in der Kraftmaschine über einen Fahrzyklus aufgetreten sind, abgerufen. Wenn die Kraftmaschinenvorzündungszählung höher als ein Schwellenwert ist, kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschine (oder spezielle Zylinder darin) zu Vorzündung neigt. Demgemäß kann es wünschenswert sein, die Menge an direkt eingespritztem Kraftstoff zu erhöhen, um die Wahrscheinlichkeit zukünftiger Vorzündungsereignisse zu reduzieren. Wenn bestimmt wird, dass die Vorzündungszählung der Kraftmaschine höher als der Schwellenwert ist, geht die Routine 400 zu 408 über, ansonsten geht das Verfahren 400 zu 410 über.
  • Bei 408 kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion auf die Kraftmaschinenvorzündungszählung eingestellt werden. Als ein Beispiel kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion darauf, dass eine Kraftmaschinenvorzündungszählung größer als eine Schwellenzählung (zum Beispiel eins) ist, erhöht werden. Als beispielhaftes Ergebnis wird die Kraftstoffmenge, die als Reaktion darauf, dass ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellenwert erreicht, erhöht. Als anderes Beispiel kann der untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck als Reaktion darauf, dass eine Kraftmaschinenvorzündungszählung größer als eine Schwellenzählung (zum Beispiel eins) ist, verringert werden. Als beispielhaftes Ergebnis wird die Kraftstoffmenge, die als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck den oberen Schwellenwert erreicht, eingespritzt wird, verringert. Auf diese Weise kann eine Kraftstoffeinspritzdüsenbeeinträchtigung reduziert werden, während die Wahrscheinlichkeit eines Vorzündungsereignisses reduziert wird. Nach 408 geht die Routine 400 zu 410 über.
  • Bei 410 wird der vorherige Kraftmaschinenklopfverlauf abgerufen, und es wird bestimmt, ob eine Kraftmaschinenklopfzählung höher als ein Schwellenwert ist. Es kann zum Beispiel bestimmt werden, ob der vorherige Kraftmaschinenverlauf Klopfereignisse unter den aktuellen Drehzahl-Last-Bedingungen enthält. Darüber hinaus können aktuelle Kraftmaschinenbetriebsbedingungen dazu verwendet werden, vorherzusagen, ob Klopfen bei Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer auftreten kann. Zum Beispiel kann eine Kraftmaschine (oder ein Zylinder davon) unter Bedingungen, unter denen die Abgastemperatur ansteigen kann, zu Kraftmaschinenklopfereignissen neigen. Wenn eine Schwellenanzahl von Klopfereignissen vergangen ist und die Kraftmaschinenklopfzählung höher als ein Schwellenwert ist, kann es wünschenswert sein, die Menge von direkt eingespritztem Kraftstoff zu erhöhen, um die Wahrscheinlichkeit weiterer Kraftmaschinenklopfereignisse zu reduzieren. Wenn bestimmt wird, dass die Klopfzählung der Kraftmaschine höher als ein Schwellenwert ist, geht die Routine 400 zu 412 über, ansonsten geht die Routine 400 zu 414 über.
  • Bei 412 kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion auf Betreiben unter Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen, die zu Klopfereignissen neigen, erhöht werden. Folglich wird die Kraftstoffmenge, die als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellenwert erreicht, direkt eingespritzt wird, verringert. Auf diese Weise kann eine Beeinträchtigung der Kraftstoffeinspritzdüse reduziert werden, während eine größere Kraftstoffmenge in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung zum Einspritzen als Reaktion auf zukünftige Kraftmaschinenklopfergnisse aufrechterhalten wird. Somit kann durch Erhöhen der unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen, die zu Klopfereignissen neigen, die Kraftmaschinenleistung erhöht werden. Nach 412 geht die Routine 400 zu 414 über.
  • Bei 414 kann bestimmt werden, ob irgendwelche AGR-Beschränkungen vorliegen. Zum Beispiel wird basierend auf AGR-Beschränkungen bestimmt, ob der untere Schwellenwert eingestellt werden soll. Unter Bedingungen einer niedrigen Drehzahl und mittleren Last kann zum Beispiel gekühlte AGR beschränkt werden. Es kann zum Beispiel eine Verzögerung beim Erreichen der Soll-Menge von gekühlter AGR vorliegen. Hierbei kann der Begrenzung der gekühlten AGR durch Einstellen der unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle begegnet werden. Wenn ein Einstellen der unteren Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle basierend auf AGR-Bedingungen erwünscht ist, kann die Routine 400 zu 416 übergehen, ansonsten geht die Routine 400 zu 418 über.
  • Bei 416 kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion auf eine AGR-Beschränkung auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden. Infolgedessen kann die direkt eingespritzte Kraftstoffmenge als Reaktion darauf, dass ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellenwert erreicht, erhöht werden. Als anderes Beispiel kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion auf eine AGR-Beschränkung auf einen höheren Wert eingestellt werden. Infolgedessen kann die direkt eingespritzte Kraftstoffmenge als Reaktion darauf, dass ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellenwert erreicht, verringert werden. Auf diese Weise kann eine Kraftstoffeinspritzdüsenbeeinträchtigung reduziert werden, während rückgeführtes Abgas weiter gekühlt wird, wodurch die Kraftmaschinenleistung erhöht wird. Als Alternative kann bei 416 als Reaktion auf die Beschränkung kalter AGR die Anzahl von Verbrennungsereignissen, für die die Direkteinspritzdüsen aktiviert werden, erhöht oder verringert werden, während die untere Druckschwelle nicht eingestellt wird. Auf diese Weise kann AGR über eine gewünschte Anzahl von Verbrennungsereignissen bereitgestellt werden. Nach 416 geht die Routine 400 zu 418 über.
  • Nunmehr mit 418 fortfahrend, wird bestimmt, ob die Beladung eines Abgaspartikelfilters (PM-Filters, PM – particulate matter) (zum Beispiel der Abgasreinigungsvorrichtung 72 in 1) über einer Schwellenbeladung liegt. Es versteht sich, dass eine PM-Filterbeladung hierin auch als eine Rußbeladung bezeichnet werden kann. Als ein Beispiel kann die Zuführung von Kraftstoff zur Kraftmaschine über Direkteinspritzung zu erhöhten Mengen von unverbranntem Kraftstoff führen, insbesondere unter Bedingungen einer hohen Drehzahl und/oder hohen Kraftmaschinenlast, wodurch Rußemissionen erhöht werden. Wenn die Rußbeladung des PM-Filters auf oder über einer Schwellenbeladung liegt, können die erhöhten Rußemissionen von dem Filter möglicherweise nicht adäquat abgefangen werden und werden somit möglicherweise an die Atmosphäre abgeleitet. Somit kann unter Bedingungen, unter denen die Rußbeladung über der Schwellenbeladung liegt, eine Direkteinspritzung von Kraftstoff zum Reduzieren des Drucks in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung weniger wünschenswert sein. Wenn die Rußbeladung über der Schwellenbeladung liegt, kann die Routine 400 zu 420 übergehen, um den unteren Schwellendruck basierend auf der Rußbeladung einzustellen, ansonsten kann die Routine 400 zu 422 übergehen.
  • Bei 420 kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle basierend auf der Rußbeladung des PM-Filters eingestellt werden. Zum Beispiel kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion darauf, dass die Rußbeladung über dem Schwellenwert liegt, erhöht werden. Folglich kann die Kraftstoffmenge, die als Reaktion darauf, dass ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellenwert erreicht, direkt eingespritzt wird, reduziert werden. Unter Bedingungen einer hohen Drehzahl und/oder einer hohen Kraftmaschinenlast kann in einem anderen Beispiel die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle basierend auf der Rußbeladung eingestellt werden, unabhängig davon, ob sich die Rußbeladung über der Schwellenbeladung befindet oder nicht. In diesem Beispiel kann die eingestellte untere Druckschwelle mit zunehmender Rußbeladung zunehmen, wodurch unter Bedingungen einer höheren Rußbeladung weniger Kraftstoff über Direkteinspritzung bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass die Bereitstellung von weniger Kraftstoff über Direkteinspritzung Reduzieren einer von der Kraftstoff-Verteilerleitung zugeführten Gesamtkraftstoffmenge von einer ersten Menge auf eine zweite Menge umfassen kann oder Einspritzen der ersten Kraftstoffmenge über eine größere Anzahl von Verbrennungsereignissen umfassen kann, um die während jedes Verbrennungsereignisses eingespritzte Kraftstoffmenge zu reduzieren. Auf diese Weise kann eine Kraftstoffeinspritzdüsenbeeinträchtigung reduziert werden, während Rußemissionen reduziert werden. Nach 420 geht die Routine 400 zu 422 über.
  • Bei 422 wird die Abgastemperatur mit einer Schwellenabgastemperatur verglichen. Insbesondere können die Abgastemperaturen unter Bedingungen einer hohen Last und einer hohen Drehzahl erhöht sein. In einem Beispiel kann die Abgastemperatur (wie zum Beispiel durch einen Abgastemperatursensor gemessen) mit einer ersten Schwellenabgastemperatur verglichen werden. Die erste Schwellenabgastemperatur kann ein oberer Schwellenwert sein, über dem die Katalysatorleistung beeinträchtigt werden kann (zum Beispiel der Katalysator im TWC 71 in 1). Somit kann die erste Schwellenabgastemperatur auf einer Katalysatorart und -konfiguration basieren. In einem anderen Beispiel kann eine Temperatur eines über den HD-AGR-Kreis zurückgeführten Abgases (wie zum Beispiel durch den AGR-Sensor 144 gemessen) mit einer zweiten Schwellenabgastemperatur verglichen werden. Die zweite Schwellenabgastemperatur kann ein oberer Schwellenwert sein, über dem die Turbinenleistung beeinträchtigt werden kann (zum Beispiel die Turbine 164 in 1). Wenn eine oder mehrere Abgastemperaturen über einer Schwellenabgastemperatur liegen, geht die Routine 400 zu 424 über, ansonsten geht die Routine 400 zu 425 über.
  • Bei 424 kann der untere Schwellenwert basierend auf einer oder mehreren der oben unter Bezugnahme auf 422 beschriebenen Abgastemperaturen eingestellt werden. Zum Beispiel kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als Reaktion darauf, dass eine Abgastemperatur über einer entsprechenden Schwellentemperatur liegt, verringert werden. Anders ausgedrückt wird die als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck einen oberen Schwellenwert erreicht, direkt eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht. Zum Begrenzen von stark erhöhten Abgastemperaturen kann die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle auf den niedrigeren Wert eingestellt werden (zum Beispiel kann die dem unteren Schwellendruck zugeordnete Direkteinspritzmenge auf einen höheren Wert erhöht werden). Im Falle einer aufgeladenen Kraftmaschine kann eine Reduzierung der Abgastemperaturen auch dabei helfen, eine Turbinenradeinlasstemperatur zu reduzieren, wodurch Langlebigkeitsprobleme von Turboladern reduziert werden. Somit kann eine Zuführung von mehr Kraftstoff über Direkteinspritzung zu einem vorübergehenden Abfall volumetrischer Kraftstoffökonomie führen; jedoch kann dies angesichts der Beschränkungen des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks und der Abgastemperaturbeschränkungen akzeptiert werden. Als anderes Beispiel können die Abgastemperaturen durch Einstellen (zum Beispiel Nachspätverstellen) eines Direkteinspritzungszeitpunkts zum Zuführen von unverbranntem Kraftstoff zu den Abgaskanälen begrenzt werden. Nach 424 geht die Routine 400 zu 425 über.
  • In einigen Beispielen kann der bei 422 und/oder 424 bestimmte eingestellte untere Schwellendruck wahlweise basierend auf Eigenschaften des Kraftstoffsystems eingestellt werden. Als ein Beispiel kann der untere Schwellendruck mit einer Untergrenze beaufschlagt werden, wobei die Untergrenze auf dem Druck basiert, bei dem die Hochdruckpumpe wieder aktiviert werden muss (zum Beispiel mehr druckbeaufschlagten Kraftstoff zu der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung leiten muss), bevor die Direkteinspritzdüsen aktiviert werden. Anders ausgedrückt, die Untergrenze kann ein Druck sein, unter dem die Hochdruckkraftstoffpumpe für jegliche anschließende Direkteinspritzungen eingeschaltet werden muss. Unter Bezugnahme auf das Kraftstoffsystem in 2 kann diese Untergrenze zusätzlich zu den Eigenschaften der Direkteinspritzdüsen 252 auf dem Auslassdruck der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 basieren. Anders ausgedrückt, die Untergrenze kann der niedrigste Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck sein, bei dem der Kraftmaschine vorhersagbare Kraftstoffmengen über Direkteinspritzung zugeführt werden können.
  • Entweder nach 422 oder 424 kann der Schwellendruck bei 425 auf die Untergrenze beschnitten werden, wenn die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle unter dieser Untergrenze liegt. In einem anderen Beispiel kann der Schwellendruck so eingestellt werden, dass er mindestens eine vorbestimmte Druckhöhe über dieser Untergrenze ist. Durch Einstellen des Schwellendrucks auf mindestens die vorbestimmte Druckhöhe über der Untergrenze kann ein erneutes Aktivieren der Hochdruckkraftstoffpumpe im Falle eines Kraftstoffzufuhrfehlers während des Senkens des Kraftstoffdrucks in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung vermieden werden. Als Beispiel kann die vorbestimmte Menge eine jeder bestimmten Direkteinspritzdüse zugeordnete Einspritzungsansteuerungsunsicherheit sein. Nach 425 geht die Routine 400 zu 426 über.
  • Bei 426 kann die eingestellte untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle als die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle in einer Einspritzdüsensteuerroutine höherer Ordnung (zum Beispiel der Routine 300 in 3) angewandt werden. Es versteht sich, dass das Anwenden der unteren Druckschwelle ferner Speichern der eingestellten unteren Schwelle im Speicher der Steuerung für eine spätere Anpassung umfassen kann. Als Beispiel kann während einer anschließenden Ausführung der Routine 400 die eingestellte untere Schwelle bei 402 aus dem Speicher abgerufen werden und kann zur Bestimmung des anschließenden unteren Schwellendrucks bei 404 verwendet werden. Nach 426 kann die Routine 400 zu einer Einspritzdüsensteuerroutine höherer Ordnung zurückkehren oder kann als Alternative dazu enden.
  • 5 zeigt eine graphische Darstellung der Zeitachse 500 für den Kraftmaschinenbetrieb und für den Betrieb einer Direkteinspritzdüse (zum Beispiel einer der Direkteinspritzdüsen 252 in 2) basierend auf einem Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck. Als ein Beispiel stellt der bei Zeitachse 500 dargestellte Kraftmaschinenbetrieb Betreiben der Kraftmaschine 10 in 1 mit dem Kraftstoffsystem 200 in 2 gemäß den in den 3 und 4 gezeigten Routinen 300 bzw. 400 dar. Die Zeitachse 500 enthält eine graphische Darstellung des Kraftstoffflusses durch die Direkteinspritzdüse, der durch den Verlauf 512 in Diagramm 510 gezeigt wird. Der Verlauf 512 zeigt in der Darstellung zwei Betriebsbedingungen, einen Kraftstofffluss von über 0 (zum Beispiel wesentlich größer als 0) und einen Kraftstofffluss von gleich 0 (zum Beispiel im Wesentlichen gleich 0). Es versteht sich, dass für die gesamte Dauer der Direkteinspritzdüsenanpassung die Kraftmaschine über Kanaleinspritzung mit Kraftstoff versorgt wird.
  • Ferner enthält die Zeitachse 500 eine graphische Darstellung des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks, der durch Verlauf 522 in Diagramm 520 gezeigt wird. Die Y-Achse stellt den Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck (zum Beispiel den Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung 250, wie durch den in 2 gezeigten Drucksensor 248 gemessen) dar, und der Druck nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Eine obere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle wird durch Linie 521 gezeigt, und die untere Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckschwelle wird durch Linie 523 gezeigt. Zum Beispiel kann der Schwellenwert 521 der oben unter Bezugnahme auf 308 (in 3 gezeigt) beschriebene obere Schwellenwert sein. Darüber hinaus kann der Schwellenwert 523 der oben unter Bezugnahme auf 316 (in 3 gezeigt) beschriebene untere Schwellenwert sein. Insbesondere kann die Variation des Schwellenwerts 523 über die Zeit ein Ergebnis der unter Bezugnahme auf die Routine 400 in 4 beschriebenen Einstellung sein.
  • Ferner enthält die Zeitachse 500 eine graphische Darstellung einer durch Linie 530 gezeigten Rußbeladung. Die Y-Achse stellt eine Rußbeladungsmenge dar (wie zum Beispiel über das Rußbeladungssignal PM bestimmt und durch den in 1 gezeigten Rußbeladungssensor 198 gemessen), und die Rußbeladung nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Ein oberer Schwellenwert für die Rußbeladung wird durch Linie 531 gezeigt. Zum Beispiel kann die Rußbeladung ein beispielhafter Kraftmaschinenparameter sein, der zum Einstellen des unteren Schwellenwerts 523 verwendet wird, wie unter Bezugnahme auf 418 und 420 in 4 besprochen.
  • Ferner enthält die Zeitachse 500 eine graphische Darstellung der Kraftmaschinendrehzahl, wie durch den Verlauf 542 in Diagramm 540 gezeigt. Die Y-Achse stellt zum Beispiel eine Drehfrequenz einer Kurbelwelle dar (wie zum Beispiel durch den in 1 gezeigten Hall-Sensor 120 gemessen), und die Frequenz nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Zum Beispiel kann die Kraftmaschinendrehzahl zusammen mit der Kraftmaschinenlast (nicht gezeigt) ein beispielhafter Kraftmaschinenparameter sein, der zum Bestimmen eines Anfangswerts für den unteren Schwellenwert 523 verwendet wird, wie unter Bezugnahme auf 404 in 4 besprochen.
  • Die vertikalen Markierungen t0–t12 stellen Zeitpunkte dar, die bei der Betriebssequenz von Interesse sind. Als Beispiel wird die Direkteinspritzdüse intermittierend aktiviert. Insbesondere wird die Direkteinspritzdüse während der Intervalle, die sich von den Zeiten t0–t1, t2–t3, t5–t6, t7–t8, t10–t11 und t12 weiter erstrecken aktiviert und/oder spritzt Kraftstoff ein, und die Direkteinspritzdüse wird während der Intervalle, die sich von den Zeiten t1–t2, t3–t5, t6–t7, t8–t10 und t11–t12 erstrecken, deaktiviert. Somit kann der Kraftmaschinenzylinder während der Intervalle, die sich von den Zeiten t1–t2, t3–t5, t6–t7, t8–t10, und t11–t12 erstrecken, nur mit Kanaleinspritzung betrieben werden. Es versteht sich, dass vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t12 dem Kraftmaschinenzylinder Kraftstoff gemäß den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen sowohl über Kanaleinspritzung als auch Direkteinspritzung zugeführt werden kann oder als Alternative dazu dem Kraftmaschinenzylinder gemäß den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen nur über Direkteinspritzung zugeführt werden kann.
  • Zum Zeitpunkt t0 ist die DI-Kraftstoffdurchflussrate nicht größer als 0. Zwischen dem Zeitpunkt t0 und t1 wechselt die DI-Kraftstoffdurchflussrate zwischen einem höheren Wert als 0 und einem Wert von gleich 0. Während Zeiten, während der die DI-Kraftstoffdurchflussrate nicht größer als null ist, kann der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck zunehmen. Unter Bedingungen, unter denen die DI-Kraftstoffdurchflussrate größer als 0 ist, kann der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck abnehmen. Des Weiteren kann die untere Druckschwelle 523 zwischen dem Zeitpunkt t0 und t1 über einem Druck liegen, bei dem eine Hochdruckkraftstoffpumpe eingeschaltet werden muss, bevor eine anschließende Direkteinspritzung gestattet wird.
  • Zum Zeitpunkt t1 hält die Direkteinspritzung an. Unter Bezugnahme auf 304 in 3 kann zum Beispiel ein Kraftstoffprofil gewählt werden, das Einspritzen von Kraftstoff nur über PFI enthält. Somit wird die Direkteinspritzdüse zum Zeitpunkt t1 deaktiviert, während die Kanaleinspritzdüse aktiviert gehalten wird (nicht gezeigt).
  • Vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 ist der DI-Kraftstofffluss gleich 0. Mit anderen Worten, das Direkteinspritzsystem ist nicht im Gebrauch (ist zum Beispiel deaktiviert), und die Kraftmaschine kann Verbrennung durch Betreiben des Kanaleinspritzsystems aufrechterhalten. Darüber hinaus kann Kraftstoff in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnieren, wodurch eine Erhöhung des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks 522 verursacht wird. Aufgrund der starren Beschaffenheit der Kraftstoff-Verteilerleitung kann als ein Beispiel der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck gemäß der Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur (nicht gezeigt) zunehmen. Mit anderen Worten, der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck kann unter Bedingungen zunehmen, unter denen ein Hauptkraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse im Wesentlichen gleich 0 ist.
  • Zum Zeitpunkt t2 erreicht der Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck 522 den oberen Schwellenwert 521. Als Reaktion darauf, dass die DI-Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur den oberen Schwellenwert 521 übersteigt, wird der DI-Kraftstofffluss auf einen höheren Wert als 0 angesteuert. Anders ausgedrückt, die Direkteinspritzung wird als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck über den oberen Schwellenwert ansteigt, eingeleitet. Somit werden die Direkteinspritzdüsen zum Zeitpunkt t2 als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckzunahme an der mit der Direkteinspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung vorübergehend aktiviert. Darüber hinaus nimmt der untere Schwellenwert 523 zum Zeitpunkt t2 basierend auf Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen zu. Der Wert kann zum Beispiel basierend auf einer Bedingung von niedriger Drehzahl und mittlerer Last gewählt werden.
  • Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird einem Verbrennungszylinder Kraftstoff über Direkteinspritzung zugeführt. Als ein Beispiel umfasst die Dauer zwischen den Zeitpunkten t2 in t3 eine einzige Direkteinspritzung in einem einzigen Zylinderverbrennungsereignis. Als ein Beispiel kann die einzige Direkteinspritzung während eines Einlasshubs des Verbrennungsereignisses erfolgen. Als anderes Beispiel kann die einzige Direkteinspritzung während eines Verdichtungshubs des Verbrennungsereignisses erfolgen. Demgemäß nimmt der Kraftstoffdruck 522 als Reaktion auf das Direkteinspritzereignis ab.
  • Zum Zeitpunkt t3 nimmt der Kraftstoffdruck 522 auf den unteren Schwellenwert 523 ab. Als Reaktion auf die Kraftstoffdruckabnahme auf oder unter den unteren Schwellenwert 523 wird die Direkteinspritzdüse deaktiviert. Anders ausgedrückt, Kraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse wird verringert. Somit wird die vorübergehende Aktivierung der Direkteinspritzdüse bei t2 über die Deaktivierung der Direkteinspritzdüse zum Zeitpunkt t3 beendet. Es versteht sich, dass Kraftstofffluss durch die Kanaleinspritzdüse und von einer Kraftstoffpumpe (zum Beispiel einem Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass) zu einer mit der Kanaleinspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung zum Zeitpunkt t3 jeweils im Wesentlichen größer als 0 bleiben kann.
  • Vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t5 ist der DI-Kraftstofffluss gleich 0. Somit kann Kraftstoff in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnieren, wodurch eine Erhöhung des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks 522 verursacht wird. Aufgrund der starren Beschaffenheit der Kraftstoff-Verteilerleitung kann als ein Beispiel der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck gemäß der Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur (nicht gezeigt) zunehmen.
  • Zum Zeitpunkt t4 erfolgt ein Vorzündungsereignis. Eine Kraftmaschinensteuerung kann das Ereignis über eine Vorzündungsdetektion detektieren und kann das Auftreten des Ereignisses innerhalb eines vorhergehenden Vorzündungsverlaufs der Kraftmaschine speichern.
  • Zum Zeitpunkt t5 erreicht der Kraftstoffdruck 522 wieder den oberen Schwellenwert 521. Als Reaktion darauf, dass die DI-Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur den oberen Schwellenwert 521 übersteigt, wird der DI-Kraftstofffluss auf einen höheren Wert als 0 angesteuert. Anders ausgedrückt, die Direkteinspritzung wird als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck über den oberen Schwellenwert ansteigt, eingeleitet. Somit werden die Direkteinspritzdüsen zum Zeitpunkt t5 als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckzunahme an der mit der Direkteinspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung vorübergehend aktiviert. Darüber hinaus wird der untere Schwellenwert 523 zum Zeitpunkt t5 basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt. Basierend auf dem vorhergehenden Vorzündungsverlauf in dem aktuellen Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bereich (zum Beispiel dem Vorzündungsereignis bei t4) nimmt insbesondere der untere Schwellenwert ab, damit mehr Kraftstoff über Direkteinspritzung zugeführt werden kann. Es versteht sich, dass die Verringerung des unteren Schwellenwerts eine Einstellung von einem über Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen bestimmten anfänglichen unteren Schwellenwert sein kann, wie unter Bezugnahme auf die Routine 400 in 4 beschrieben.
  • Zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 wird einem Verbrennungszylinder Kraftstoff über Direkteinspritzung zugeführt. Als ein Beispiel umfasst die Dauer zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 mehrere Einlass- und Verdichtungshub-Direkteinspritzungen. Als ein Beispiel umfasst die Kraftstoffzuführung eine Verdichtungshub-Direkteinspritzung und eine Einlasshub-Direkteinspritzung innerhalb eines gemeinsamen Verbrennungsereignisses. Als anderes Beispiel umfasst die Kraftstoffzuführung eine Verdichtungshub-Direkteinspritzung während eines ersten Verbrennungsereignisses und eine Einlasshub-Direkteinspritzung während eines zweiten Verbrennungsereignisses. Als anderes Beispiel umfasst die Kraftstoffzuführung zwei Einlass- oder Verdichtungshub-Direkteinspritzungen, entweder während eines gemeinsamen Einlass- oder Verdichtungshubs oder während eines ersten und zweiten Einlass- oder Verdichtungshubs des ersten und des zweiten Verbrennungsereignisses. Demgemäß nimmt der Kraftstoffdruck 522 als Reaktion auf die Direkteinspritzereignisse ab.
  • Zum Zeitpunkt t6 nimmt der Kraftstoffdruck 522 auf den unteren Schwellenwert 523 ab. Als Reaktion auf die Kraftstoffdruckabnahme auf oder unter den unteren Schwellenwert 523 wird die Direkteinspritzdüse deaktiviert. Anders ausgedrückt, Kraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse wird verringert. Somit wird die vorübergehende Aktivierung der Direkteinspritzdüse bei t5 über die Deaktivierung der Direkteinspritzdüse zum Zeitpunkt t6 beendet. Es versteht sich, dass Kraftstofffluss durch die Kanaleinspritzdüse und von einer Kraftstoffpumpe (zum Beispiel einem Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass) zu einer mit der Kanaleinspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung zum Zeitpunkt t6 jeweils im Wesentlichen größer als 0 bleiben kann.
  • Vom Zeitpunkt t6 bis zum Zeitpunkt t7 ist der DI-Kraftstofffluss gleich 0. Somit kann Kraftstoff in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnieren, wodurch eine Erhöhung des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks 522 verursacht wird. Des Weiteren nimmt Kraftmaschinendrehzahl vom Zeitpunkt t6 bis zum Zeitpunkt t7 zu.
  • Zum Zeitpunkt t7 erreicht der Kraftstoffdruck 522 wieder den oberen Schwellenwert 521. Als Reaktion darauf, dass die DI-Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur den oberen Schwellenwert 521 übersteigt, wird Direkteinspritzung als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck über den oberen Schwellenwert ansteigt, eingeleitet. Darüber hinaus wird der untere Schwellenwert 523 zum Zeitpunkt t7 basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt. Insbesondere nimmt der untere Schwellenwert 523 basierend auf der zunehmenden Kraftmaschinendrehzahl ab. Es versteht sich, dass der untere Schwellenwert 523 auch basierend auf einer abnehmenden Kraftmaschinenlast (nicht gezeigt) abnehmen kann. Es versteht sich, dass die Verringerung des unteren Schwellenwerts ferner zum Zeitpunkt t7 basierend auf einer Anzahl von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt werden kann, wie hierin und unter Bezugnahme auf die Routine 400 in 4 besprochen.
  • Der Betrieb des Direkteinspritzsystems geht vom Zeitpunkt t7 bis zum Zeitpunkt t8 weiter, und die Zunahme des Kraftstoffflusses durch die Direkteinspritzdüse ist dazu ausreichend, die Temperatur und den Druck der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung zu reduzieren, so dass der Druck der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung unter den Schwellenwert 523 fällt. Somit werden die Direkteinspritzdüsen zum Zeitpunkt t8 deaktiviert.
  • Vom Zeitpunkt t8 bis zum Zeitpunkt t9 nimmt die Rußbeladung 532 zu und erreicht zum Zeitpunkt t9 eine obere Schwellenbeladung 531. Darüber hinaus ist der DI-Kraftstofffluss vom Zeitpunkt t8 bis zum Zeitpunkt t10 gleich 0. Somit kann Kraftstoff in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnieren, wodurch eine Erhöhung des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks 522 verursacht wird. Aufgrund der starren Beschaffenheit der Kraftstoff-Verteilerleitung kann als ein Beispiel der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck gemäß der Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur (nicht gezeigt) zunehmen.
  • Zum Zeitpunkt t10 erreicht der Kraftstoffdruck 522 wieder den oberen Schwellenwert 521. Als Reaktion darauf, dass die DI-Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatur den oberen Schwellenwert 521 übersteigt, wird Direkteinspritzung als Reaktion darauf, dass der Direkteinspritzungs-Krafstoff-Verteilerleitungsdruck über den oberen Schwellenwert ansteigt, eingeleitet. Darüber hinaus wird der untere Schwellenwert 523 zum Zeitpunkt t10 basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt. Insbesondere nimmt der untere Schwellenwert 523 basierend auf der Rußbeladung 532 über den oberen Schwellenwert 531 zu. Es versteht sich, dass die Zunahme des unteren Schwellenwerts 532 zum Zeitpunkt t10 eine Einstellung von einem über Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingungen bestimmten anfänglichen unteren Schwellenwert sein kann, wie unter Bezugnahme auf die Routine 400 in 4 beschrieben.
  • Der Betrieb des Direkteinspritzsystems geht vom Zeitpunkt t10 bis zum Zeitpunkt t11 weiter, und die Zunahme des Kraftstoffflusses durch die Direkteinspritzdüse ist dazu ausreichend, die Temperatur und den Druck der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung zu reduzieren, so dass die Temperatur der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung unter den oberen Schwellenwert 524 fällt und auf den unteren Schwellenwert 523 reduziert wird. Zum Zeitpunkt t11 wird die Direkteinspritzdüse wieder deaktiviert.
  • Vom Zeitpunkt t11 bis zum Zeitpunkt t12 ist der DI-Kraftstofffluss gleich 0. Somit kann Kraftstoff in der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnieren, wodurch eine Erhöhung des DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks 522 verursacht wird. Zum Zeitpunkt t12 wird die Direkteinspritzdüse aktiviert, während der DI-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck 522 unter dem oberen Schwellenwert 521 bleibt. Insbesondere können die Kraftmaschinenbetriebsbedingungen anzeigen, dass eine Direkteinspritzung zum Zeitpunkt t12 erwünscht ist (wie zum Beispiel unter Bezugnahme auf 302 und 304 in 3 beschrieben). Somit kann dem Kraftmaschinenzylinder nach dem Zeitpunkt t12 sowohl über Direkteinspritzung als auch über Kanaleinspritzung Kraftstoff zugeführt werden. In anderen Beispielen kann dem Kraftmaschinenzylinder nur über Direkteinspritzung Kraftstoff zugeführt werden. Es versteht sich, dass zum Zeitpunkt t12 die untere Druckschwelle 523 eingestellt werden kann, aber über einem Druck bleiben kann, bei dem eine Hochdruckkraftstoffpumpe eingeschaltet werden muss, bevor eine anschließende Direkteinspritzung gestattet wird.
  • In einem ersten Beispiel kommt ein Verfahren in Betracht, das Folgendes umfasst: während des Betreibens eines Kraftmaschinenzylinders mit Kraftstoff von nur einer ersten Einspritzdüse vorübergehendes Aktivieren der zweiten Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckzunahme an einer mit der zweiten Einspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung und Deaktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckabnahme an der Kraftstoff-Verteilerleitung unter einen unteren Schwellenwert, wobei der untere Schwellenwert basierend auf einer oder mehreren Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt wird. Bei einer ersten Ausführungsform des ersten beispielhaften Verfahrens kann das vorübergehende Aktivieren Aktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf die Kraftstoffdruckzunahme an der Kraftstoff-Verteilerleitung über einen oberen Schwellenwert umfassen, wobei der obere Schwellenwert auf der Kraftstoff-Verteilerleitungsstarrheit basiert. Bei einer zweiten Ausführungsform, die wahlweise die erste Ausführungsform umfasst, ist die mit der zweiten Einspritzdüse gekoppelte Kraftstoff-Verteilerleitung eine zweite Kraftstoff-Verteilerleitung, die sich von einer mit der ersten Einspritzdüse gekoppelten ersten Kraftstoff-Verteilerleitung unterscheidet. Bei einer dritten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten und zweiten Ausführungsform umfasst, können die erste und die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung jeweils durch eine gemeinsame Hochdruckkraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagt werden und kann die Hochdruckkraftstoffpumpe während des vorübergehenden Aktivierens und Deaktivierens abgeschaltet werden. Bei einer vierten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis dritten Ausführungsform umfasst, kann der untere Schwellenwert dazu eingestellt werden, über einem Druck zu bleiben, bei dem die Hochdruckkraftstoffpumpe eingeschaltet ist. Bei einer fünften Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis vierten Ausführungsform umfasst, kann das erste Beispiel ferner Einstellen von Einspritzung von Kraftstoff aus der ersten Kraftstoffeinspritzdüse als Reaktion auf durch die zweite Einspritzdüse eingespritzten Kraftstoff umfassen, während die zweite Einspritzdüse vorübergehend aktiviert ist. Bei einer sechsten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis fünften Ausführungsform umfasst, kann das vorübergehende Aktivieren ferner auf einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kraftstoff in der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung basieren. Bei einer siebten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis achten Ausführungsform umfasst, kann der untere Schwellenwert basierend auf einer geschätzten Rußbeladung eingestellt werden, wobei der untere Schwellenwert mit zunehmender Rußbeladung ansteigt. Bei einer achten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis siebten Ausführungsform umfasst, kann der untere Schwellenwert basierend auf einer Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingung eingestellt werden, wobei der untere Schwellenwert mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl und zunehmender Last abnimmt. Bei einer neunten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis achten Ausführungsform umfasst, ist die erste Kraftstoffeinspritzdüse eine Kanaleinspritzdüse und ist die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eine Direkteinspritzdüse. Bei einer zehnten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis neunten Ausführungsform umfasst, kann das beispielhafte Verfahren ferner Einstellen eines Parameters eines mit der Kraftstoff-Verteilerleitung gekoppelten Kühlsystems als Reaktion auf eine Verteilerleitungsdruckzunahme der Kraftstoff-Verteilerleitung umfassen, wobei der Parameter eine Durchflussrate oder eine Temperatur des Kühlmittels umfasst.
  • In einem zweiten Beispiel kommt ein Verfahren für eine Kraftmaschine in Betracht, das Folgendes umfasst: bei Betreiben eines Kraftmaschinenzylinders nur mit Kanaleinspritzung intermittierendes Einspritzen von in einer Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnierendem Kraftstoff in den Zylinder, wobei das intermittierende Einspritzen Einleiten des Einspritzens, wenn ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck über einen oberen Schwellenwert ansteigt, und Beenden des Einspritzens, wenn ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck unter einen unteren Schwellenwert abfällt, umfasst, wobei der untere Schwellenwert basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, einschließlich Abgasrußpegel und vorherigem Kraftmaschinenvorzündungsverlauf, eingestellt wird. Bei einer ersten Ausführungsform des zweiten Beispiels kann das Fortführen des Einspritzens Zuführen von Kraftstoff als eine einzige Direkteinspritzung pro Zylinderverbrennungsereignis umfassen. Bei einer zweiten Ausführungsform, die wahlweise die erste Ausführungsform umfasst, umfasst das Einleiten des Einspritzens Zuführen des Kraftstoffs als eine einzige Direkteinspritzung während eines Einlasshubs. Bei einer dritten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten und Ausführungsform umfasst, umfasst das Einleiten des Einspritzens Zuführen des Kraftstoffs als eine einzige Direkteinspritzung während eines Verdichtungshubs. Bei einer vierten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis dritten Ausführungsform umfasst, umfasst das Einleiten des Einspritzens Zuführen des Kraftstoffs als mehrere Einlass- und Verdichtungshub-Direkteinspritzungen. Bei einer fünften Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis vierten Ausführungsform umfasst, wird der untere Schwellenwert ferner dazu eingestellt, Direkteinspritzung über einer Mindesteinspritzmasse zu halten. Bei einer sechsten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis fünften Ausführungsform umfasst, wird der untere Schwellenwert ferner basierend auf einer NVH-Grenze der Kraftmaschine eingestellt. Bei einer siebten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis sechsten Ausführungsform umfasst, kann der untere Schwellenwert in Echtzeit basierend auf einer Abnahmerate des Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucks während des intermittierendem Einspritzens eingestellt werden.
  • In einem dritten Beispiel kommt ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine in Betracht, umfassend: eine Kanaleinspritzdüse, die mit einem Zylinder in Verbindung steht, eine Direkteinspritzdüse, die mit dem Zylinder in Verbindung steht, eine erste Kraftstoff-Verteilerleitung, die mit der Kanaleinspritzdüse in Verbindung steht, eine zweite Kraftstoff-Verteilerleitung, die mit der Direkteinspritzdüse in Verbindung steht, eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung in Verbindung steht, und ein Steuersystem, das mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten rechnerlesbaren Anweisungen zum, unter einer ersten Bedingung, wenn ein Druck in einem in der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung enthaltenen Kraftstoff einen oberen Schwellenwert übersteigt, Vergrößern des Kraftstofflusses durch die Direkteinspritzdüse; unter einer zweiten Bedingung, wenn ein Druck in einem in der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung enthaltenen Kraftstoff unter einen unteren Schwellenwert fällt, Verringern des Kraftstoffflusses durch die Direkteinspritzdüse; und sowohl unter der ersten als auch der zweiten Bedingung Zuführen von Kraftstoff zu dem Zylinder über die Kanaleinspritzdüse konfiguriert ist. Bei einer ersten Ausführungsform des dritten Beispiels umfasst die erste Bedingung, dass ein Hauptkraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse im Wesentlichen gleich null ist. Bei einer zweiten Ausführungsform, die wahlweise die erste Ausführungsform umfasst, enthält die Hochdruckkraftstoffpumpe einen mit der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung gekoppelten Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass und einen mit der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung gekoppelten Hochdruckkraftstoffpumpenauslass. Bei einer dritten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten und zweiten Ausführungsform umfasst, umfasst sowohl die erste als auch die zweite Bedingung, dass ein Hauptkraftstofffluss von dem Hochdruckkraftstoffpumpenauslass zu der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung im Wesentlichen gleich null ist. Bei einer vierten Ausführungsform, die wahlweise eine oder mehrere der ersten bis dritten Ausführungsform umfasst, umfasst sowohl die erste als auch die zweite Bedingung, dass ein Hauptkraftstofffluss von dem Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass zu der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung wesentlich größer als null ist.
  • Die technische Wirkung der Zufuhr von Kraftstoff von der Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung, wenn sich Kraftstoffdruck an der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung über einem Schwellendruck befindet, besteht in einer reduzierten Beeinträchtigung der Direkteinspritzdüse. Durch die Zufuhr von Kraftstoff von der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung, bis der Druck an der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung einen basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellten unteren Schwellenwert erreicht, kann die Kraftmaschinenleistung verbessert werden. Die technische Wirkung des Haltens des unteren Schwellenwerts über einem Druck, bei dem Kraftstofffluss von der Hochdruckpumpe zu der DI-Kraftstoff-Verteilerleitung ermöglicht werden muss, besteht in der Reduzierung von NVH-Problemen der Kraftmaschine. Die technische Wirkung des Einstellens des unteren Schwellenwerts basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen besteht darin, eine Soll-Mindesteinspritzmasse aufrechtzuerhalten, wenn die Direkteinspritzdüsen wieder aktiviert werden.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Verfahren rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie ist zum Beispiel auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Kraftmaschinentypen anwendbar. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden, ein.
  • Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden, besonders hervor. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss eines oder mehrerer solcher Elemente umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solcher 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 neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzumfang weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2014/0290597 [0003]

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: bei Betreiben eines Kraftmaschinenzylinders mit Kraftstoff aus nur einer ersten Einspritzdüse; vorübergehendes Aktivieren der zweiten Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckzunahme an einer mit der zweiten Einspritzdüse gekoppelten Kraftstoff-Verteilerleitung; und Deaktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf eine Kraftstoffdruckabnahme an der Kraftstoff-Verteilerleitung unter einen unteren Schwellenwert, wobei der untere Schwellenwert basierend auf einer oder mehreren Kraftmaschinenbetriebsbedingungen eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das vorübergehende Aktivieren Aktivieren der zweiten Einspritzdüse als Reaktion auf die Kraftstoffdruckzunahme an der Kraftstoff-Verteilerleitung über einen oberen Schwellenwert umfasst, wobei der obere Schwellenwert auf der Kraftstoff-Verteilerleitungsstarrheit basiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die mit der zweiten Einspritzdüse gekoppelte Kraftstoff-Verteilerleitung eine zweite Kraftstoff-Verteilerleitung ist, die sich von einer mit der ersten Einspritzdüse gekoppelten ersten Kraftstoff-Verteilerleitung unterscheidet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei sowohl die erste als auch die zweite Kraftstoff-Verteilerleitung durch eine gemeinsame Hochdruckkraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagt werden und wobei während des vorübergehenden Aktivierens und Deaktivierens ein Kraftstofffluss von der Hochdruckkraftstoffpumpe zu der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung abgeschaltet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der untere Schwellenwert dazu eingestellt wird, über einem Druck zu bleiben, bei dem Kraftstofffluss von der Hochdruckkraftstoffpumpe zur zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung eingeschaltet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Einstellen von Einspritzung von Kraftstoff aus der ersten Einspritzdüse als Reaktion auf durch die zweite Einspritzdüse eingespritzten Kraftstoff, während die zweite Einspritzdüse vorübergehend aktiviert ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das vorübergehende Aktivieren ferner auf einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kraftstoff in der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung basiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der untere Schwellenwert basierend auf einer geschätzten Rußbeladung eingestellt wird, wobei der untere Schwellenwert mit zunehmender Rußbeladung zunimmt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der untere Schwellenwert basierend auf einer Kraftmaschinen-Drehzahl-Last-Bedingung eingestellt wird, wobei der untere Schwellenwert mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl und zunehmender Last ansteigt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Kraftstoffeinspritzdüse eine Kanaleinspritzdüse ist und wobei die zweite Kraftstoffeinspritzdüse eine Direkteinspritzdüse ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend Einstellen eines Parameters eines mit der Kraftstoff-Verteilerleitung gekoppelten Kühlsystems als Reaktion auf eine Verteilerleitungsdruckzunahme der Kraftstoff-Verteilerleitung, wobei der Parameter eine Durchflussrate oder eine Temperatur des Kühlmittels umfasst.
  12. Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: bei Betreiben eines Kraftmaschinenzylinders nur mit Kanaleinspritzung; intermittierendes Einspritzen von in einer Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitung stagnierendem Kraftstoff in den Zylinder, wobei das intermittierende Einspritzen Einleiten des Einspritzens, wenn ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck über einen oberen Schwellenwert ansteigt, und Beenden des Einspritzens, wenn ein Direkteinspritzungs-Kraftstoff-Verteilerleitungsdruck unter einen unteren Schwellenwert abfällt, umfasst, wobei der untere Schwellenwert basierend auf Kraftmaschinenbetriebsbedingungen, einschließlich Abgasrußpegel und vorherigem Kraftmaschinenvorzündungsverlauf, eingestellt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Fortführen des Einspritzens Zuführen von Kraftstoff als eine einzige Direkteinspritzung pro Zylinderverbrennungsereignis umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Zuführen des Kraftstoffs Zuführen von Kraftstoff als eine einzige Direkteinspritzung während eines Einlasshubs umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Zuführen des Kraftstoffs Zuführen des Kraftstoffs als mehrere Einlass- und/oder Verdichtungshub-Direkteinspritzungen umfasst.
  16. Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine, umfassend: eine Kanaleinspritzdüse, die mit einem Zylinder in Verbindung steht; eine Direkteinspritzdüse, die mit dem Zylinder in Verbindung steht; eine erste Kraftstoff-Verteilerleitung, die mit der Kanaleinspritzdüse in Verbindung steht; eine zweite Kraftstoff-Verteilerleitung, die mit der Direkteinspritzdüse in Verbindung steht; eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die sowohl mit der ersten als auch der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung in Verbindung steht; und ein Steuersystem, das mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten rechnerlesbaren Anweisungen zum: unter einer ersten Bedingung, wenn ein Druck in einem in der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung enthaltenen Kraftstoff einen oberen Schwellenwert übersteigt, Vergrößern des Kraftstofflusses durch die Direkteinspritzdüse; unter einer zweiten Bedingung, wenn ein Druck in einem in der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung enthaltenen Kraftstoff unter einen unteren Schwellenwert fällt, Verringern des Kraftstoffflusses durch die Direkteinspritzdüse; und sowohl unter der ersten als auch der zweiten Bedingung Zuführen von Kraftstoff zu dem Zylinder über die Kanaleinspritzdüse, konfiguriert ist.
  17. System nach Anspruch 16, wobei die erste Bedingung umfasst, dass ein Hauptkraftstofffluss durch die Direkteinspritzdüse im Wesentlichen gleich null ist.
  18. System nach Anspruch 17, wobei eine Hochdruckkraftstoffpumpe einen mit der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung gekoppelten Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass und einen mit der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung gekoppelten Hochdruckkraftstoffpumpenauslass umfasst.
  19. System nach Anspruch 18, wobei sowohl die erste als auch die zweite Bedingung umfassen, dass ein Hauptkraftstofffluss von dem Hochdruckkraftstoffpumpenauslass zu der zweiten Kraftstoff-Verteilerleitung im Wesentlichen gleich null ist.
  20. System nach Anspruch 19, wobei sowohl die erste als auch die zweite Bedingung umfassen, dass ein Hauptkraftstofffluss von dem Hochdruckkraftstoffpumpeneinlass zu der ersten Kraftstoff-Verteilerleitung wesentlich größer als null ist.
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