DE102016121896A1 - Kombinierte Kraftstoffeinspritzung mit einzelnem Verteilerrohr - Google Patents

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Abstract

Es sind Verfahren und Systeme zum Einstellen des Betriebs eines Verbrennungsmotors, der für duale Kraftstoffeinspritzung aus einem einzelnen Verteilerrohr konfiguriert ist, bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren das Leiten von Kraftstoff aus einem gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen oder mehrere eines Direktinjektors und eines Saugrohrinjektors umfassen, worin jeder des Direktinjektors und Saugrohrinjektors mit einem Zylinder eines Motors gekoppelt sein kann. Die Strömung von Kraftstoff an den Direktinjektor und Saugrohrinjektor aus dem einzelnen Verteilerrohr wird durch ein Strömungsauswahlventil vermittelt.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Einstellen des Betriebs eines Verbrennungsmotors, der für duale Kraftstoffeinspritzung aus einem einzelnen Verteilerrohr konfiguriert ist.
  • Hintergrund/Zusammenfassung
  • Motoren können mit verschiedenen Kraftstoffsystemen konfiguriert sein, die verwendet werden, um einem Motor eine Soll-Kraftstoffmenge zur Verbrennung zuzuführen. Ein Typ von Kraftstoffsystem umfasst einen Saugrohrkraftstoffinjektor und einen Direktkraftstoffinjektor für jeden Motorzylinder. Nur die Saugrohrkraftstoffinjektoren können so betrieben werden, dass sie Kraftstoffverdampfung verbessern und Motoremissionen reduzieren sowie Pumpverluste und Kraftstoffverbrauch bei geringeren Lasten reduzieren. Nur die Direktkraftstoffinjektoren können so betrieben werden, dass sie das Motorleistungsverhalten und den Kraftstoffverbrauch bei höheren Lasten verbessern. Zusätzlich dazu können Saugrohrkraftstoffinjektoren und Direktinjektoren unter bestimmten Bedingungen zusammen betrieben werden, um die Vorteile beider Typen von Kraftstoffzufuhr zu nutzen.
  • In Motoren, die mit dualen Einspritzsystemen konfiguriert sind, das heißt Motoren, bei denen sowohl Direkt- als auch Saugrohrkraftstoffinjektoren aktiviert sind, kann unter Druck stehender Kraftstoff aus dem Kraftstofftank sowohl einer Direkteinspritz-Hochdruckkraftstoffpumpe (HPFP) als auch einem Saugrohreinspritzkraftstoffverteilerrohr bereitgestellt werden. Allerdings kann es sein, dass ein dem Saugrohrinjektor zugeführter Kraftstoffdruck gesteuert werden muss, um von einem dem Direktinjektor zugeführten Kraftstoffdruck verschieden (und niedriger als dieser) zu sein. Als solcher, wenn Hochdruckkraftstoff über den Saugrohrkraftstoffinjektor zugeführt wird, kann er übermäßige Kraftstoffablagerung in dem Ansaugkrümmer und folglich Kraftstoffverlust aufgrund von Verdampfung herbeiführen.
  • Beispielhafte Versuche, das Problem des Bereitstellens von Kraftstoff an die Saugrohr- und Direktinjektoren bei unterschiedlichen Drucken zu behandeln, umfassen die Verwendung von Druckreglern. Ein beispielhafter Ansatz ist durch Motoyama et al. in U.S. 5.193.508 gezeigt. Darin spritzt ein erster Kraftstoffinjektor Kraftstoff direkt in die Brennkammer ein, während ein zweiter Kraftstoffinjektor Kraftstoff in den Ansaugkrümmer des Motors einspritzt. Kraftstoffverteilerrohre für jeden der Kraftstoffinjektoren können Hochdruckkraftstoff über eine gemeinsame Pumpe erhalten. Zusätzlich dazu kann eine Vielzahl von Druckreglern in die Kraftstoffleitung aufgenommen sein, um dem zweiten Kraftstoffinjektor Kraftstoff bei einem Druck bereitzustellen, der niedriger ist als der Druck, bei welchem dem ersten Kraftstoffinjektor Kraftstoff bereitgestellt wird.
  • Allerdings haben die Erfinder hierin potenzielle Probleme mit solchen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können Systeme, bei denen Saugrohrkraftstoffinjektoren und Direktinjektoren zusammen verwendet werden, aufgrund des Bedarfs an eigenen Komponentensätzen für jeden Injektortyp hohe Komponentenkosten aufweisen. Beispielsweise kann es sein, dass Motoyama zumindest die doppelte Anzahl von Komponenten verwendet, einschließlich zweier Kraftstoffverteilerrohre, zweier Druckregler, zweier Kraftstoffleitungsbündel etc. Zusätzlich zu den erhöhten Kosten reduziert der Bedarf an mehreren Komponenten die Verfügbarkeit von Gehäuseraum rund um den bereits überfüllten Motorraum. Ferner noch macht die Konfiguration die Führung von Kraftstoffleitungen komplizierter, da jede Kraftstoffleitung optimiert wurde, um ein unabhängiges Kraftstoffeinspritzsystem zu speisen.
  • In einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Motor behandelt werden, das ein gemeinsames Kraftstoffverteilungsinjektorsystem umfasst. Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Leiten von Kraftstoff aus einem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr zu einem oder mehreren eines Direktinjektors und eines Saugrohrinjektors, wobei jeder des Direktinjektors und Saugrohrinjektors mit einem Zylinder eines Motors gekoppelt ist. Auf diese Weise kann eine einzelne unter Druck stehende Kraftstoffquelle und Kraftstoffzuleitung verwendet werden, um Kraftstoff an jeden eines Direkt- und eines Saugrohrinjektors zu verteilen.
  • Als ein Beispiel kann ein Kraftstoffverteilungsinjektorsystem in einem Motor einen Direktinjektor, ein Strömungsauswahlventil und einen Hoch-zu-Niedrigdruckregler umfassen. Das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem kann konfiguriert sein, um als Direktinjektor sowie als Niederdruckkraftstoffzufuhreinheit für einen Saugrohrkraftstoffinjektor zu fungieren. Im Speziellen kann das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem mit einem Saugrohrkraftstoffinjektor gekoppelt sein, wobei der Saugrohrinjektor außerhalb des Kraftstoffverteilungsinjektorsystems angeordnet ist. Kraftstoff kann bei Hochdruck aus einem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr dem Strömungsauswahlventil des Kraftstoffverteilungsinjektorsystems zugeführt werden. Das Strömungsauswahlventil kann dann Hochdruckkraftstoff in das Gehäuse des Direktinjektors leiten. Wenn Saugrohreinspritzung erforderlich ist, kann anschließend Kraftstoff von dem Direktinjektorgehäuse stromabwärts des Kraftstoffverteilerrohrs und stromaufwärts eines Einlasses des Direktinjektors in den Saugrohrinjektor über den Druckregler abgezogen werden. Beispielsweise kann der Druckregler als mechanisches Auslaufventil konfiguriert sein, sodass Kraftstoff, der dem Saugrohrinjektor stromabwärts des Ventils zugeführt wird, auf einen niedrigeren Druck geregelt wird als der Druck von Kraftstoff, der dem Direktinjektor stromaufwärts des Auslaufventils zugeführt wird. In einem alternativen Beispiel kann das Strömungsauswahlventil ein elektronisches Ventil sein, das konfiguriert ist, simultane Kraftstoffzufuhr an sowohl den Direktinjektor (direkt) als auch den Saugrohrkraftstoffinjektor (über den Druckregler) basierend auf Motorbetriebsbedingungen zu aktivieren.
  • Auf diese Weise kann ein einzelnes Kraftstoffverteilungsinjektorsystem verwendet werden, um Kraftstoff bei unterschiedlichen Drucken jedem der Direkt- und Saugrohrkraftstoffinjektoren zuzuführen. Die technische Auswirkung der Verwendung eines Kraftstoffverteilungssystems, bei dem Kraftstoff eines höheren Drucks in ein Direktinjektorgehäuse zugeführt und dann von dem Direktinjektorgehäuse abgezogen und bei einem niedrigeren Druck einem Saugrohr-Injektorgehäuse zugeführt wird, besteht darin, dass Kraftstoff jedem des Direkt- und Saugrohrinjektors zugeführt werden kann, indem eine einzelne Kraftstoffpumpe, ein einzelnes Kraftstoffverteilerrohr, eine einzelne Kraftstoffzuleitung und ein einzelner Druckregler verwendet werden. Durch das Reduzieren der Anzahl von Teilen, die für duale Kraftstoffzufuhr erforderlich sind, können Kraftstoffsystemkosten reduziert werden. Zusätzlich dazu kann das Problem der Überfüllung rund um den Motor bewältigt werden.
  • Es versteht sich, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht dazu bestimmt, entscheidende oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche, die auf die ausführliche Beschreibung folgen, definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die jegliche oben oder in jeglichem Abschnitt der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders eines Verbrennungsmotors schematisch dar.
  • 2 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines Kraftstoffsystems, das für duale Einspritzung über ein Kraftstoffverteilungsinjektorsystem konfiguriert ist, das mit dem Motor von 1 verwendet werden kann, schematisch dar.
  • 3 stellt ein beispielhaftes Diagramm von basierend auf Motorbetriebsbedingungen ausgewählten Einspritzungsprofilen dar.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Einstellen der Zufuhr von Kraftstoff aus einem gemeinsamen Hochdruckverteilerrohr zu verschiedenen Kraftstoffinjektoren über das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem der 1 bis 2.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Einstellen eines Zeitpunkts eines Saugrohrkraftstoffeinspritzimpulses und eines Direkteinspritzkraftstoffimpulses, während Kraftstoff über das Kraftstoffverteilungseinspritzsystem zugeführt wird.
  • 6 stellt ein beispielhaftes Verhältnis zwischen Kraftstoffdruck bei einem Kraftstoffverteilerrohrdruck, der jedem eines Direkt- und eines Saugrohrkraftstoffinjektors Kraftstoff zuführt, und Kraftstoffdruck bei einer Hochdruckkraftstoffpumpe, die dem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr Kraftstoff zuführt.
  • 7 zeigt Kraftstoffeinspritzprofile für Saugrohr- und Direktkraftstoffeinspritzung in einen Zylinder aus einem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr über ein Kraftstoffverteilungseinspritzsystem.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende ausführliche Beschreibung betrifft Verfahren und Systeme zum Zuführen von Kraftstoff an einen Motorzylinder über ein Kraftstoffverteilungseinspritzsystem, das sowohl einem Direktinjektor als auch einem Saugrohrkraftstoffinjektor Kraftstoff zuführt. Eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders in einem Verbrennungsmotor ist in 1 gegeben, während 2 ein beispielhaftes Kraftstoffsystem mit einem Kraftstoffverteilungsinjektorsystem darstellt, das mit dem Motor von 1 verwendet werden kann. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, um eine Steuerroutine auszuführen, wie etwa die beispielhafte Routine von 4, um die Zufuhr von Kraftstoff aus dem Kraftstoffverteilungsinjektorsystem an einen oder mehrere eines Direkt- und eines Saugrohrinjektors basierend auf einem bestimmten Kraftstoffeinspritzprofil einzustellen. Das Kraftstoffeinspritzprofil basiert auf Motorbetriebsbedingungen, wie in dem Diagramm von 3 dargestellt. Die Steuerung kann auch eine Steuerroutine ausführen, wie etwa die beispielhafte Routine von 5, um einen Saugrohreinspritzkraftstoffimpuls zu verschieben, um einen Mittelpunkt des Kraftstoffimpulses mit einem mittleren Druckdurchgangspunkt auszurichten, und einen Direkteinspritzimpuls basierend auf einem repositionierten Saugrohrkraftstoffimpulszeitpunkt zu repositionieren. Ein beispielhaftes Repositionieren eines Saugrohrkraftstoffeinspritzimpulses ist in 6 gezeigt. Ein Beispiel für ursprüngliche und aktualisierte Kraftstoffeinspritzprofile für sowohl Saugrohreinspritzung als auch Direkteinspritzung aus einem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr ist in 7 gezeigt.
  • Bezüglich der Terminologie in dieser ausführlichen Beschreibung kann Saugrohrkraftstoffeinspritzung als PFI abgekürzt werden, während Direkteinspritzung als DI abgekürzt werden kann. Ebenso kann Saugrohrkraftstoffinjektor als PFI-Injektor und Direktinjektor als DI-Injektor abgekürzt werden. Zusätzlich dazu kann das Strömungsauswahlventil 196 als FSV abgekürzt werden und Hoch-zu-Niedrigdruckregler kann schlicht als Druckregler bezeichnet werden.
  • 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders des Verbrennungsmotors 10 dar. Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 umfasst, und durch Eingabe von einem Fahrzeugoperator 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Zylinder (d.h. Brennkammer) 14 von Motor 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin angeordneten Kolben 138 umfassen. Der Kolben 138 kann mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass Auf- und Abbewegung des Kolbens in Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Übertragungssystem mit zumindest einem Antriebsrad des Personenkraftfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Starter mit der Kurbelwelle 140 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu aktivieren.
  • Zylinder 14 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftdurchlässen 142, 144 und 146 empfangen. Ansaugluftdurchlass 146 kann zusätzlich zu Zylinder 14 mit weiteren Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Ansaugdurchlässe eine Aufladevorrichtung wie beispielsweise einen Turbolader oder einen mechanischen Lader umfassen. Beispielsweise zeigt 1 Motor 10, der mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen zwischen Ansaugdurchlässen 142 und 144 angeordneten Kompressor 174 und eine entlang des Abgasdurchlasses 148 angeordnete Abgasturbine 176 umfasst. Kompressor 174 kann zumindest teilweise durch Abgasturbine 176 über eine Welle 180 angetrieben werden, wobei die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. Allerdings kann in weiteren Beispielen, beispielsweise wenn Motor 10 mit einem mechanischen Lader bereitgestellt ist, die Abgasturbine 176 gegebenenfalls weggelassen werden, wenn Kompressor 174 durch mechanische Eingabe von einem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 umfasst, kann entlang eines Ansaugdurchlasses des Motors zum Variieren der Durchflussrate und/oder des Drucks von den Motorzylindern bereitgestellter Ansaugluft bereitgestellt sein. Beispielsweise kann Drossel 162 stromabwärts des Kompressors 174, wie in FIG. gezeigt, angeordnet sein oder kann alternativ dazu stromaufwärts des Kompressors 174 bereitgestellt sein.
  • Abgasdurchlass 148 kann Abgase zusätzlich zu Zylinder 14 aus anderen Zylindern des Motors 10 empfangen. Abgassensor 128 ist so gezeigt, dass er mit Abgasdurchlass 148 stromaufwärts von Emissionssteuervorrichtung 178 gekoppelt ist. Sensor 128 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige von Abgasluft/Kraftstoff- Verhältnis sein, beispielsweise ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Breitband-Abgassauerstoff), ein Zweipunktsauerstoffsensor oder EGO (wie dargestellt), ein HEGO (erhitzter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Emissionssteuervorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene weitere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
  • Jeder Zylinder von Motor 10 kann ein oder mehreren Ansaugventile und ein oder mehrere Abgasventile umfassen. Beispielsweise ist Zylinder 14 so dargestellt, dass er zumindest ein Ansaugtellerventil 150 und zumindest ein Abgastellerventil 156 in einem oberen Bereich des Zylinders 14 umfasst. In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder von Motor 10, einschließlich Zylinder 14, zumindest zwei Ansaugtellerventile und zumindest zwei Abgastellerventile in einem oberen Bereich des Zylinders umfassen.
  • Ansaugventil 150 kann durch Steuerung 12 über Aktuator 152 gesteuert werden. Ebenso kann Abgasventil 156 durch Steuerung 12 über Aktuator 154 gesteuert werden. Während mancher Bedingungen kann Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Ansaug- und Abgasventile zu steuern. Die Position von Ansaugventil 150 und Abgasventil 156 kann durch jeweilige Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können von dem elektrischen Ventilbetätigungstyp oder Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination davon sein. Die Ansaug- und Abgasventilzeitgebung kann gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige einer Möglichkeit von variabler Ansaugnockenzeitgebung, variabler Abgasnockenzeitgebung, dualer unabhängiger variabler Nockenzeitgebung oder fixer Nockenzeitgebung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann eine oder mehrere Nocken umfassen und kann ein oder mehrere Systeme von Nockenprofilumschalten (CPS), variabler Nockenzeitgebung (VCT), variabler Ventilzeitgebung (VVT) und/oder variablem Ventilhub (VVL) nutzen, die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Beispielsweise kann Zylinder 14 alternativ dazu ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Ansaugventil und ein über Nockenbetätigung gesteuertes Abgasventil, einschließlich CPS und/oder VCT, umfassen. In weiteren Ausführungsformen können die Ansaug- und Abgasventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder Betätigungssystem oder einen variablen Ventilzeitgebungsaktuator oder Betätigungssystem gesteuert werden.
  • Zylinder 14 kann ein Kompressionsverhältnis aufweisen, welches das Verhältnis von Volumen ist, wenn sich der Kolben 138 am unteren Punkt und am oberen Punkt befindet. Herkömmlicherweise ist das Kompressionsverhältnis in dem Bereich von 9:1 bis 10:1. Allerdings kann das Kompressionsverhältnis in manchen Beispielen, bei denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, erhöht werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn höhere Oktankraftstoffe oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann auch erhöht werden, wenn Direkteinspritzung aufgrund ihrer Auswirkung auf Motorklopfen verwendet wird.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder von Motor 10 eine Zündkerze 192 für das Initiieren von Verbrennung umfassen. Zündsystem 190 kann in ausgewählten Betriebsmodi als Antwort auf Zündzeitpunktvorrückungssignal SA von Steuerung 12 über Zündkerze 192 einen Zündfunken an Brennkammer 14 bereitstellen. In manchen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen werden, beispielsweise wenn der Motor 10 Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff initiieren kann, wie es bei manchen Dieselmotoren der Fall sein kann.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder von Motor 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren zum Bereitstellen von Kraftstoff an diese konfiguriert sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist Zylinder 14 so gezeigt, dass er zwei Kraftstoffinjektoren 166 und 170 umfasst. Der Kraftstoffinjektor 166 stellt sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff direkt in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während 1 Injektor 166 als seitlichen Injektor zeigt, kann er auch oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie beispielsweise nahe der Position von Zündkerze 192. Eine solche Position kann Mischen und Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem alkoholbasierten Kraftstoff aufgrund der niedrigeren Volatilität mancher alkoholbasierter Kraftstoffe betrieben wird. Kraftstoffinjektor 166 spritzt Kraftstoff direkt in Zylinder 14 proportional zu der Impulsbreite von dem von Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangenen Signal FPW-1 ein, wie unten ausgeführt.
  • Kraftstoffinjektor 170 ist so gezeigt, dass er in Ansaugdurchlass 146, und nicht in Zylinder 14, in einer Konfiguration angeordnet ist, die sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als „PFI“ bezeichnet) in das Ansaugrohr stromaufwärts von Zylinder 14 bereitstellt. Kraftstoffinjektor 170 kann Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite von dem von Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangenen Signal FPW-2 einspritzen.
  • Im Speziellen kann Kraftstoff von einem Hochdruckverteilerrohr direkt in den Zylinder über Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194 geleitet werden, das Direktkraftstoffinjektor 166 zusammen mit einem Strömungsauswahlventil 196 und einem Hoch-zu-Niedrigdruckregler 198 (im Folgenden als „Druckregler 198“ bezeichnet), die in eine einzige Einheit kombiniert sind, umfasst. Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194 ist so gezeigt, dass es mit Zylinder 14 direkt gekoppelt ist, um Kraftstoff in diesen proportional zu der Impulsbreite von dem von Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangenen Signal FPW-1 einzuspritzen. Kraftstoff kann an den Kraftstoffverteilungsinjektor 194 aus dem Hochdruckkraftstoffsystem 172 umfassend einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen, ein Kraftstoffverteilerrohr und einen Treiber 168 zugeführt werden. Obwohl nicht gezeigt, kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal an Steuerung 12 bereitstellt. Zusätzliche Details betreffend das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194 sind unter Bezugnahme auf 2 bereitgestellt.
  • Saugrohrinjektor 170 ist mit dem Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194 fluidisch gekoppelt. Allerdings ist der Saugrohrinjektor 170 außerhalb der Einheit angeordnet und nicht innerhalb des Kraftstoffverteilungsinjektorsystems 194 enthalten. Im Speziellen kann der Saugrohrinjektor 170 mit oder stromabwärts des Druckreglers 198 gekoppelt sein. Daher gibt es kein separates mit dem Saugrohrinjektor gekoppeltes Verteilerrohr außer das Hochdruckkraftstoffverteilerrohr und beide Injektoren empfangen Kraftstoff von demselben Kraftstoffverteilerrohr.
  • Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank in ein gemeinsames Kraftstoffverteilerrohr gepumpt, von dem Kraftstoff an jeden des Saugrohrinjektors und des Direktinjektors über Strömungsauswahlventil 196 zugeführt wird. In einem Beispiel, bei dem Strömungsauswahlventil 196 als elektrisch betätigtes Ventil konfiguriert ist, kann das Ventil in einem ersten Modus, um Hochdruckkraftstoffströmung zu dem inneren Direktinjektor 166 zu leiten, oder in einem zweiten Modus arbeiten, um die Hochdruckkraftstoffströmung zu dem inneren Druckregler 198 zu leiten, von wo aus Kraftstoff zu dem Saugrohrinjektor geleitet wird. Hierin wird der Ventilmodus durch die Steuerung 12 basierend auf zumindest einem relativen Zeitpunkt eines Direktkraftstoffeinspritzimpulses relativ zu einem Saugrohrkraftstoffeinspritzimpuls ausgewählt. In diesem Beispiel kann das FSV 196 in Verbindung mit Druckregler 198 arbeiten, der stromabwärts des FSV 196 und stromaufwärts des PFI-Injektors 166 angeordnet ist. Der Druckregler 198 kann einen Drucksensor 197 umfassen, dessen Ablesung an die Steuerung 12 gesendet wird. Wenn Direkteinspritzung von Kraftstoff von dem Motor erfordert wird, strömt Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr über das FSV 196 an den DI-Injektor 166. Wenn der Motorbetrieb die Verwendung von Saugrohreinspritzung erfordert, führt das FSV 196 Kraftstoff (über den Druckregler 198) an den äußeren Saugrohrkraftstoffinjektor 170 bei einem Druck zu, der niedriger als der dem Direktinjektor zugeführte ist. In einem Beispiel führt das FSV 196 Kraftstoff an den Direktinjektor bei einem Druck von 1.000 psi zu, während dem Saugrohrinjektor Kraftstoff bei einem Druck von 60 psi zugeführt wird. Daher fungiert das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194 als ein DI-Injektor sowie als eine Niedrigdruckkraftstoffzufuhreinheit für den Saugrohrkraftstoffinjektor 170.
  • In einem weiteren Beispiel, bei dem Strömungsauswahlventil 196 als mechanisches Auslaufventil konfiguriert ist, kann Kraftstoff kontinuierlich bei einem höheren Druck aus dem Ventil an den Direktinjektor zugeführt werden, aus dem Direktinjektor in den Zylinder eingespritzter Kraftstoff durch Einstellen der Öffnung der Direktinjektordüse. Ferner kann Kraftstoff über den Druckregler bei einem niedrigeren Druck auch kontinuierlich von stromaufwärts des Ventils in den Saugrohrinjektor abgezogen werden. Kraftstoff kann dann aus dem Saugrohrinjektor in den Zylinder eingespritzt werden, indem die Öffnung der Saugrohrinjektordüse eingestellt wird. In diesem Beispiel wird Kraftstoff aus dem Hochdruckverteilerrohr an den Direktinjektor 166 über das Strömungsauswahlventil 196 kontinuierlich bereitgestellt. Ferner kann in diesem Beispiel Kraftstoff aus dem Direktinjektor 166 kontinuierlich an den Saugrohrinjektor 170 über das Strömungsauswahlventil (oder mechanische Auslaufventil) 196 strömen, das den Kraftstoffdruck regelt und ihn bei einem niedrigeren Druck an den Saugrohrinjektor 170 bereitstellt. Wenn Motorbetriebsbedingungen entweder Direkt- oder Saugrohreinspritzung erfordern, öffnen sich die entsprechenden DI- oder PFI-Injektordüsen und stellen der Brennkammer Kraftstoff bereit. Aufgrund der kontinuierlichen Zufuhr von Kraftstoff an die Direkt- und Saugrohrinjektoren können sie unter Verwendung eines einzelnen Kraftstoffverteilerrohrs arbeiten. In anderen Worten, der Saugrohrkraftstoffinjektor kann ohne die Verwendung eines separaten Saugrohrkraftstoffverteilerrohrs arbeiten.
  • In beiden Konfigurationen wird Kraftstoff bei einem höheren Druck aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen Druckregler über das Strömungsauswahlventil und dann bei einem niedrigeren Druck aus dem Druckregler an den Saugrohrinjektor geleitet, wobei der Druckregler einen Druck des aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr empfangenen Kraftstoffs vor der Kraftstoffzufuhr an den Saugrohrinjektor reduziert.
  • Kraftstoff kann durch beide Injektoren während eines einzelnen Zyklus des Zylinders an den Zylinder zugeführt werden. Beispielsweise kann das Strömungsauswahlventil zuerst in eine Position basierend auf PFI-Zeitpunkt eingestellt werden, gefolgt von Einstellung in die Ventilposition basierend auf DI-Zeitpunkt. Beispielsweise kann jeder Injektor einen Teil einer gesamten Kraftstoffeinspritzung, die im Zylinder 14 verbrannt wird, zuführen. Ferner kann die Verteilung und/oder relative Menge von aus jedem Injektor zugeführtem Kraftstoff nach Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Last und/oder Klopfen, variieren, wie beispielsweise hierin unten beschrieben. Die relative Verteilung des gesamten eingespritzten Kraftstoffs unter den Injektoren 166 und 170 kann als erstes Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über (Saugrohr-)Injektor 170 ein Beispiel für ein höheres erstes Verhältnis von Saugrohr- zu Direkteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis über (Direkt-)Injektor 166 ein niedrigeres erstes Verhältnis von Saugrohr- zu Direkteinspritzung sein kann. Es gilt zu beachten, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und verschiedene weitere Einspritzverhältnisse verwendet werden können. Zusätzlich dazu versteht es sich, dass saugrohreingespritzter Kraftstoff während eines offenen Ansaugventilereignisses, eines geschlossenen Ansaugventilereignisses (z.B. im Wesentlichen vor einem Ansaugtakt, wie beispielsweise während eines Ausstoßtaktes) sowie während sowohl eines offenen als auch eines geschlossenen Ansaugventilbetriebs zugeführt werden kann. Ebenso kann direkteingespritzter Kraftstoff beispielsweise während eines Ansaugtaktes sowie teilweise während eines vorangegangenen Auspufftaktes, während des Ansaugtaktes und teilweise während des Kompressionstaktes zugeführt werden. Ferner kann der direkteingespritzte Kraftstoff als eine einzelne Einspritzung oder mehrere Einspritzungen zugeführt werden. Diese können mehrere Einspritzungen während des Kompressionstaktes, mehrere Einspritzungen während des Ansaugtaktes oder eine Kombination aus manchen Direkteinspritzungen während des Kompressionstaktes und manchen während des Ansaugtaktes umfassen. Wenn mehrere Direkteinspritzungen durchgeführt werden, kann die relative Verteilung des gesamten direkteingespritzten Kraftstoffs zwischen einer Ansaugtakt(Direkt-)Einspritzung und einer Kompressionstakt(Direkt-)Einspritzung als zweites Einspritzverhältnis bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Einspritzen einer größeren Menge des direkteingespritzten Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Ansaugtaktes ein Beispiel für ein höheres zweites Verhältnis von Ansaugtaktdirekteinspritzung sein, während das Einspritzen einer größeren Menge des Kraftstoffs für ein Verbrennungsereignis während eines Kompressionstaktes ein Beispiel für ein niedrigeres zweites Verhältnis von Ansaugtaktdirekteinspritzung sein kann. Es gilt zu beachten, dass dies lediglich Beispiele für verschiedene Einspritzverhältnisse sind und verschiedene weitere Einspritzverhältnisse verwendet werden können.
  • Als solches kann eingespritzter Kraftstoff auch für ein einzelnes Verbrennungsereignis zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus einem Saugrohr- und Direktinjektor eingespritzt werden. Darüber hinaus können für ein einzelnes Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Kompressionstaktes, Ansaugtaktes oder jeglicher geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrfachzylindermotors. Als solcher kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz an Ansaug-/Abgasventilen, Kraftstoffinjektor(en), Zündkerze etc. umfassen. Es versteht sich, dass Motor 10 jegliche geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, umfassen kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder manche oder alle der verschiedenen in 1 unter Bezugnahme auf Zylinder 14 beschriebenen und dargestellten Komponenten umfassen.
  • Kraftstoffinjektoren 166 und 170 können verschieden Charakteristika aufweisen. Diese umfassen Unterschiede in der Größe, beispielsweise kann ein Injektor ein größeres Einspritzloch als der andere aufweisen. Weitere Unterschiede umfassen, sind aber nicht beschränkt auf verschiedene Zerstäuberwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedenes Targeting, verschiedenen Einspritzzeitpunkt, verschiedene Zerstäubercharakteristika, verschiedene Stellen etc. Außerdem können abhängig von dem Verteilungsverhältnis von unter den Injektoren 170 und 166 eingespritztem Kraftstoff verschiedene Auswirkungen erreicht werden.
  • Kraftstofftanks in Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe verschiedener Kraftstofftypen wie beispielsweise Kraftstoffe mit verschiedenen Kraftstoffqualitäten und verschiedenen Kraftstoffzusammensetzungen halten. Die Unterschiede können verschiedenen Alkoholgehalt, verschiedenen Wassergehalt, verschiedenes Oktan, verschiedene Verdampfungswärmen, verschiedene Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon umfassen. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit verschiedenen Verdampfungswärmen könnte Benzin als einen ersten Kraftstofftyp mit einer geringeren Verdampfungswärme und Ethanol als einen zweiten Kraftstofftyp mit einer größeren Verdampfungswärme umfassen. In einem weiteren Beispiel kann der Motor Benzin als einen ersten Kraftstofftyp und eine alkoholhaltige Kraftstoffmischung wie beispielsweise E85 (das etwa 85 % Ethanol und 15 % Benzin ist) oder M85 (das etwa 85 % Methanol und 15 % Benzin ist) als einen zweiten Kraftstofftyp verwenden. Weitere mögliche Substanzen umfassen Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen etc.
  • In noch einem weiteren Beispiel können beide Kraftstoffe Alkoholmischungen mit variierender Alkoholzusammensetzung sein, worin der erste Kraftstofftyp eine Benzin-Alkohol-Mischung mit einer geringeren Alkoholkonzentration, wie beispielsweise E10 (das etwa 10 % Ethanol ist) sein kann, während der zweite Kraftstofftyp eine Benzin-Alkohol-Mischung mit einer größeren Alkoholkonzentration, wie beispielsweise E85 (das etwa 85 % Ethanol ist) sein kann. Zusätzlich dazu können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch in weiteren Kraftstoffqualitäten wie beispielsweise einem Unterschied der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl etc. unterscheiden. Darüber hinaus können Kraftstoffcharakteristika eines oder beider Kraftstofftanks häufig variieren, beispielsweise aufgrund von Schwankungen in der Tanknachfüllung von Tag zu Tag.
  • Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem Beispiel als nichtflüchtiger Nurlesespeicherchip 110 zum Speichern von ausführbaren Befehlen gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Memory 114 und einen Datenbus umfasst. Steuerung 12 kann zusätzlich zu den oben diskutierten Signalen verschiedene Signale von mit Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich Messung von induziertem Massenluftdurchsatz (MAF) von Massenluftdurchsatzsensor 122; Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von mit Kühlmanschette 118 gekoppeltem Temperatursensor 116; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von mit Kurbelwelle 140 gekoppeltem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ); eine Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; und absolutem Krümmerdrucksignal (MAP) von Sensor 124. Motordrehzahlsignal RPM kann durch Steuerung 12 aus Signal PIP erzeugt werden. Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige von Vakuum oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren von 1 und setzt die verschiedenen Aktuatoren von 1 ein, um den Motorbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Befehlen einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Signal senden, um eine Öffnung/Position von Strömungsauswahlventil 196 als Antwort auf Kraftstoffeinspritzzeitpunkt herbeizuführen. Basierend auf Motorlast und Drehmoment kann die Steuerung, wenn Direkteinspritzung angefordert ist, das Strömungsauswahlventil 196 in eine erste Position stellen, die Hochdruckkraftstoff an DI-Injektor 166 leitet. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung, wenn Saugrohreinspritzung angefordert ist, das Strömungsauswahlventil 196 in eine zweite, verschiedene Position stellen, um Niedrigdruckkraftstoff bei Druckregelung durch den Druckregler 198 an den Saugrohrinjektor 170 zu leiten.
  • 2 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform 200 eines Kraftstoffsystems dar, das für duale Einspritzung über ein Kraftstoffverteilungsinjektorsystem konfiguriert ist, das mit dem Motor von 1 verwendet werden kann. Kraftstoffsystem 200 kann betrieben werden, um einem Motor Kraftstoff zuzuführen, wie beispielsweise Motor 10 von 1. Zuvor in 1 eingeführte Komponenten sind in 2 entsprechend nummeriert und werden aus Gründen der Prägnanz nicht erneut eingeführt.
  • Kraftstoffsystem 200 umfasst einen Kraftstofflagertank 210 zum Lagern von Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 212 und ein gemeinsames Hochdruckkraftstoffverteilerrohr 214. Der Kraftstofflagertank stellt jedem der Direkt- und Saugrohrinjektoren des Kraftstoffsystems Kraftstoff bereit. Das Hochdruckraftstoffverteilerrohr 214 empfängt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank über die Hochdruckkraftstoffpumpe 212. Kraftstoffsystem 200 umfasst ferner das bereits in 1 eingeführte Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194. Kraftstoffverteilungsinjektorsystem 194 umfasst Direktinjektor 166, Strömungsauswahlventil 196 und Druckregler 198. Ein Drucksensor 197 kann mit Druckregler 198 zum Schätzen eines Drucks von an den Direkt- und/oder Saugrohrinjektor zugeführtem Kraftstoff gekoppelt sein. Das Strömungsauswahlventil 196 ist mit jedem des Direktinjektors 166, des Druckreglers 198 und des Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs 214 fluidisch gekoppelt. Darüber hinaus ist das Strömungsauswahlventil 196 stromabwärts des Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs 214 gekoppelt, um Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr 214 an einen oder mehrere des Direktinjektors 166 und des Saugrohrinjektors 170 zu leiten. Durch Kraftstoffpumpe 212 in das gemeinsame Hochdruckkraftstoffverteilerrohr 214 zugeführter Hochdruckkraftstoff wird dann an das Strömungsauswahlventil 196 geleitet, wenn der Motor in Betrieb ist.
  • In einem Beispiel wird das Strömungsauswahlventil 196 elektrisch betätigt, um Kraftstoff entweder an den Direktinjektor 166 oder an den äußeren Saugrohrkraftstoffinjektor 170 (über den Druckregler 198) zu leiten. Wenn sowohl Saugrohr- als auch Direkteinspritzung erfordert wird, kann ferner Kraftstoff basierend auf einem von der Steuerung 12 empfangenen Signal, das ein Indikator für den Kraftstoffeinspritzimpulszeitpunkt ist, an den Direkt- und den Saugrohrinjektor zugeführt werden. Wenn beispielsweise der Motor 10 bei hoher Drehzahl arbeitet, kann sich das Strömungsauswahlventil 196 öffnen, um Hochdruckkraftstoff an den DI-Injektor 166 zu leiten. In einem weiteren Beispiel, wenn der Motor 10 bei niedriger Drehzahl arbeitet, kann sich das Strömungsauswahlventil 196 öffnen, um Kraftstoffzufuhr an den Druckregler 198 zu leiten, der den Druck des Kraftstoffs vor der Zufuhr verringern kann. Ein Druck des an den Saugrohrinjektor zugeführten Kraftstoffs kann durch den mit dem Druckregler 198 gekoppelten Drucksensor 197 geschätzt werden. Steuerung 12 kann bestimmen, wann der zur Saugrohreinspritzung gewünschte Kraftstoffdruck erreicht ist, und kann eine Öffnung des Druckreglers herbeiführen, um Niedrigdruckkraftstoff an PFI-Injektor 170 bereitzustellen. Wenn Motorbetriebsbedingungen sowohl Direkt- als auch Saugrohreinspritzung erfordern (wie beispielweise bei mittlerer Last), kann das Strömungsauswahlventil 196 Kraftstoff an sowohl den DI-Injektor 166 als auch den PFI-Injektor 170 leiten. Injektionsprofile (DI, PFI oder beide) können basierend auf Motordrehzahl-Last-Bedingungen ausgewählt werden, wie beispielsweise unter Bezugnahme auf das Diagramm von 3 diskutiert.
  • In einem weiteren Beispiel wird das Strömungsauswahlventil 196 mechanisch betätigt, um aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr 214 empfangenen Kraftstoff kontinuierlich an den Direktinjektor 166 zu leiten, wobei das Auslaufventil arbeitet, um einen erhöhten Sollkraftstoffdruck an dem Direktinjektor zu halten. Zusätzlich dazu kann Kraftstoff über dem Solldruck kontinuierlich von stromabwärts des Kraftstoffverteilerrohrs und stromaufwärts des Direktinjektors in den (oder hin zu dem) Saugrohrinjektor 170 geleitet werden. Ein Zwischendruckregler kann den Druck des aus dem Direktinjektor bei dem Saugrohrinjektor empfangenen Kraftstoffs regeln. Allerdings ist durch das Vorliegen eines Hochdruckkraftstoffverteilerrohrsystems, das einen konstanten Druck in dem Kraftstoffverteilerrohr hält, der Bedarf an einem Auslaufventil und einer zugeordneten Rückleitung an den Kraftstofftank reduziert.
  • Aufgrund dieser Konfiguration kann eine Motorsteuerung Kraftstoff aus einem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen Direktinjektor entlang einer Kraftstoffleitung bereitstellen und dann aus der Kraftstoffleitung abgezogenen Kraftstoff stromaufwärts des Direktinjektors an einen Saugrohrinjektor bereitstellen, wobei jeder des Direktinjektors und Saugrohrinjektors mit einem gegebenen Motorzylinder gekoppelt ist.
  • Auf diese Weise wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank in einen Direktinjektor entlang einer mit einem einzelnen Kraftstoffverteilerrohr gekoppelten Kraftstoffleitung höheren Drucks zugeführt. Aus dem Direktinjektor abgezogener Kraftstoff höheren Drucks wird dann an den Saugrohrinjektor entlang einer Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks bereitgestellt, wobei die Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks eine Verlängerung der Kraftstoffleitung höheren Drucks mit einem Zwischendruckregler ist. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Kraftstoffleitung, Kraftstoffverteilerrohr und Kraftstoffpumpe zum Bereitstellen von Kraftstoff an jeden des Saugrohr- und Direktinjektors eines Zylinders können Komponentenkosten und Gehäuseerfordernisse reduziert werden, ohne die Genauigkeit der Kraftstoffzufuhrsteuerung zu beeinträchtigen.
  • 3 stellt ein beispielhaftes Diagramm dar, auf das durch eine Motorsteuerung Bezug genommen werden kann, um zu bestimmen, ob Kraftstoff an einen Motor über Direkteinspritzung, Saugrohreinspritzung oder beides bereitgestellt wird. In dem dargestellten Beispiel ist das Einspritzprofildiagramm als eine Funktion von Motorlast über Motordrehzahl gespeichert. Allerdings kann in alternativen Beispielen das Einspritzprofildiagramm als eine Funktion von einem oder mehreren Motorbetriebsparametern gespeichert sein. In Diagramm 300 ist Spitzenmotordrehmoment durch Kurve 302 dargestellt.
  • In einer ersten Region 308 des Diagramms, gekennzeichnet durch niedrige Drehzahl-Last-Bedingungen, oder wenn Motordrehmomentausgabe begrenzt ist, kann Kraftstoff in den Motor unter Verwendung von Saugrohrkraftstoffeinspritzung alleine (100 % PFI) eingespritzt werden. Durch Zuführen von Kraftstoff an einen Motorzylinder nur über Saugrohreinspritzung während solcher Bedingungen wird Kraftstoffverdampfung verbessert, was verbessertes Luft-Kraftstoff-Mischen ermöglicht. Zusätzlich dazu werden Abgasemissionen aufgrund der niedrigeren Schwebstoffteilchenemissionen von Saugrohrkraftstoffeinspritzungen insbesondere während Motorstarts verbessert. Ferner kann Saugrohrkraftstoffeinspritzung eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Direkteinspritzung bei niedrigeren Motorlasten bereitstellen.
  • In einer dritten Region 304 des Diagramms, das durch hohe Motordrehzahl-Last-Bedingungen gekennzeichnet ist, kann Kraftstoff in den Motor unter Verwendung von Direktkraftstoffeinspritzung alleine (100 % DI) eingespritzt werden. In dieser Region ist das erreichbare Spitzendrehmoment durch Kurve 302 dargestellt. Unter diesen Bedingungen kann Kraftstoff unter Verwendung von nur Direktkraftstoffeinspritzung für verbesserte Ladeluftkühlung und für reduziertes Klopfen in den Motor eingespritzt werden. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung des Motorleistungsverhaltens.
  • In einer zweiten Region 306 des Diagramms, das durch mittlere Drehzahl-Last-Bedingungen gekennzeichnet ist, kann eine Kombination von Saugrohr- und Direktkraftstoffeinspritzung verwendet werden. Die Kombination ermöglicht reduzierten Kraftstoffverlust durch Verdampfung sowie eine verbesserte Einhaltung der Emissionsbestimmungen. In dieser Region kann das Verhältnis von als Saugrohreinspritzung relativ zu Direkteinspritzung zugeführtem Kraftstoff basierend auf verschiedenen Motorbedingungen variiert werden. Beispielsweise kann das Einspritzverhältnis bei mittleren Drehzahl-Last-Bedingungen variiert werden, während weiterhin ein relativ größerer Anteil von Saugrohrkraftstoffeinspritzung relativ zu Direktkraftstoffeinspritzung bereitgestellt wird. Als ein Beispiel kann in Region 306 ein Verhältnis von 80 % Saugrohrkraftstoffeinspritzung zu 20 % Direktkraftstoffeinspritzung verwendet werden. Ferner kann das Verhältnis in Bereichen von Region 306, die an Region 308 angrenzen, zu noch mehr Saugrohreinspritzung tendieren.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 4 ist ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Einstellen des Betriebs eines Kraftstoffverteilungssystems wie beispielsweise System 194 von 1–2 gezeigt, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff höheren Drucks an einen Direktinjektor und Kraftstoff niedrigeren Drucks an einen Saugrohrinjektor entlang einer gemeinsamen Kraftstoffleitung bereitgestellt wird, die Kraftstoff aus einem gemeinsamen unter Druck gesetzten Kraftstoffverteilerrohr empfängt. Befehle zum Ausführen von Verfahren 400 und den restlichen hierin umfassten Verfahren können durch eine Steuerung basierend auf Befehlen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems, wie beispielsweise den oben unter Bezugnahme auf 1–2 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktuatoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den unten beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 402 umfasst das Verfahren das Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Die geschätzten Parameter können beispielsweise Motordrehzahl, Fahrerdrehmomentanforderung, Kraftstoffverteilerrohrdruck, Motortemperatur, Umgebungsbedingungen etc. umfassen. Bei 404 umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzprofils basierend auf den geschätzten Motorbetriebsbedingungen. In einem Beispiel kann das bei 404 bestimmte Kraftstoffeinspritzprofil ein initiales Kraftstoffeinspritzprofil basierend auf Motorbetriebsbedingungen sein, wobei das Profil wie unten diskutiert weiteren Einstellungen im späteren Verlauf der Routine unterliegt.
  • Das bestimmte Kraftstoffeinspritzprofil kann eine Menge an zuzuführendem Kraftstoff, eine Anzahl von Einspritzungen, über die der Kraftstoff für ein gegebenes Verbrennungsereignis zuzuführen ist, einen Zeitpunkt des Injektors/der Injektoren und ferner umfassen, ob Kraftstoff über Direkteinspritzung, Saugrohreinspritzung oder sowohl Direkt- und Saugrohreinspritzung zuzuführen ist. Beispielsweise kann eine an einen Zylinder zuzuführende gesamte Soll-Kraftstoffmasse basierend auf Fahreranforderung (oder Motor-Drehzahl-Last) bestimmt werden. Dann können basierend auf Betriebsparametern wie beispielsweise Motortemperatur, Abgasschwebstoffteilchenausmaßen, Abgaskatalysatortemperatur etc. Kraftstoffimpulse für Saugrohr- und/oder Direkteinspritzung berechnet werden. Das Kraftstoffeinspritzprofil kann Details in Bezug darauf, ob die Menge an Direkteinspritzkraftstoff als eine einzelne Einspritzung oder als mehrere geteilte Einspritzungen bereitgestellt wird, umfassen. Wenn geteilte Einspritzung gewünscht wird, kann ein Verhältnis von Gesamtkraftstoff in jeder der geteilten Einspritzungen sowie ein Zeitpunkt jeder geteilten Einspritzung bestimmt werden. Ebenso kann das Kraftstoffeinspritzprofil Details in Bezug darauf, ob die Gesamtkraftstoffeinspritzmenge zwischen einer Direkteinspritzkraftstoffmenge und einer Saugrohreinspritzkraftstoffmenge aufzuteilen ist, und ferner ein Verhältnis des Gesamtkraftstoffs in jedem Einspritztyp umfassen.
  • In einem Beispiel kann die Motorsteuerung auf ein Motordrehzahl-Last-Diagramm wie beispielsweise das beispielhafte Diagramm von 3 Bezug nehmen, um zu bestimmen, ob Kraftstoff über Direkt- oder Saugrohreinspritzung zuzuführen ist. Wie unter Bezugnahme auf 3 diskutiert, kann als ein Beispiel nur Saugrohreinspritzung während niedriger Motordrehzahl-Last-Bedingungen sowie während Motorstarts angefordert werden, während nur Direkteinspritzung während hoher Motordrehzahl-Last-Bedingungen angefordert werden kann. In den Zwischenbedingungen kann jede von Direkt- und Saugrohreinspritzung angefordert werden.
  • Bei 406 umfasst das Verfahren das Bestätigen, dass das bestimmte Kraftstoffeinspritzprofil nur Direkteinspritzung von Kraftstoff umfasst. Wenn nur Direkteinspritzung angefordert ist und das Kraftstoffeinspritzprofil nur einen Direkteinspritzkraftstoffimpuls umfasst, dann umfasst das Verfahren bei 408 das Unter-Druck-Setzen eines gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrrohrs über eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die mit dem Motor gekoppelt ist und über die Motornockenwelle angetrieben wird. Im Speziellen kann eine Ausgabe der Hochdruckkraftstoffpumpe so eingestellt werden, dass sie einen höheren Zielkraftstoffverteilerrohrdruck an dem gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr bereitstellt, das Kraftstoff an das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem zuführt.
  • Zusätzlich dazu kann in Ausführungsformen, bei denen das Kraftstoffauswahlventil (FSV) des Injektorsystems elektrisch betätigt wird, eine Position des FSV so eingestellt sein, dass ermöglicht, dass Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr nur an den Direktinjektor zugeführt wird. Beispielsweise kann das Strömungsauswahlventil in eine erste Position eingestellt sein, bei der das Hochdruckkraftstoffverteilerrohr mit dem Direktinjektor fluidisch gekoppelt ist, aber mit einem Saugrohrinjektor oder dem Druckregler des Kraftstoffverteilungsinjektorsystems nicht fluidisch gekoppelt ist. In Ausführungsformen, bei denen das FSV mechanisch betätigt wird, wie beispielsweise wenn das Ventil ein Auslaufventil ist, kann Unter-Druck-Setzen des Kraftstoffverteilerrohrs dazu führen, dass Kraftstoff höheren Drucks bei dem höheren Zieldruck automatisch an das Direktinjektorgehäuse und darin an den Direktinjektor zugeführt wird. Das mechanische Auslaufventil kann eine vorbestimmte Druckeinstellung aufweisen, die den Druck des in den Direktinjektor bereitgestellten Kraftstoffs automatisch auf dem höheren Zieldruck hält.
  • Als Nächstes wird bei 414 Kraftstoff gemäß dem bestimmten Kraftstoffeinspritzprofil zugeführt. Beispielsweise kann Kraftstoff bei dem höheren Druck aus dem Direktkraftstoffinjektor gemäß der Größe und dem Zeitpunkt des Direkteinspritzkraftstoffimpulses des bestimmten Kraftstoffeinspritzprofils zugeführt werden.
  • Wenn nur Direkteinspritzung bei 406 nicht angefordert wird, bewegt sich das Verfahren zu 410 weiter, worin das Verfahren das Bestätigen umfasst, dass das bestimmte Kraftstoffeinspritzprofil nur Saugrohreinspritzung von Kraftstoff umfasst. Wenn nur Saugrohreinspritzung angefordert wird und das Kraftstoffeinspritzprofil nur einen Saugrohreinspritzkraftstoffimpuls umfasst, dann umfasst das Verfahren bei 412 das Unter-Druck-Setzen des gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs über die Hochdruckkraftstoffpumpe, die mit dem Motor gekoppelt ist und über die Motornockenwelle angetrieben wird. Im Speziellen kann eine Ausgabe der Hochdruckkraftstoffpumpe so eingestellt sein, dass sie einen höheren Zielkraftstoffverteilerrohrdruck bei dem gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr bereitstellt, das Kraftstoff an das Kraftstoffverteilungsinjektorsystem zuführt. Von dort wird Kraftstoff bei einem niedrigeren Zieldruck an den Saugrohrinjektor bereitgestellt. In Ausführungsformen, bei denen das Kraftstoffauswahlventil (FSV) des Injektorsystems elektrisch betätigt wird, kann eine Position des FSV so eingestellt sein, dass ermöglicht wird, dass Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr nur an den Saugrohrinjektor zugeführt wird. Beispielsweise kann das Strömungsauswahlventil auf eine zweite Position eingestellt sein, bei der das Hochdruckkraftstoffverteilerrohr mit dem Saugrohrinjektor über den Druckregler des Kraftstoffverteilungssystems fluidisch gekoppelt ist, mit dem Direktinjektor aber nicht fluidisch gekoppelt ist. In Ausführungsformen, bei denen das FSV mechanisch betätigt wird, wie beispielsweise wenn das Ventil ein Auslaufventil ist, kann Unter-Druck-Setzen des Kraftstoffverteilerrohrs dazu führen, dass Kraftstoff höheren Drucks bei dem höheren Zieldruck automatisch an das Direktinjektorgehäuse und darin an den Direktinjektor zugeführt wird, und dann weiter aus dem Direktinjektor über den Druckregler in den Saugrohrinjektor. Der Druckregler kann eine vorbestimmte Druckeinstellung aufweisen, die den Druck des in dem Saugrohrinjektor aus dem Direktinjektor empfangenen Kraftstoffs automatisch auf einem niedrigeren Zieldruck hält.
  • Bei 413 umfasst das Verfahren ferner das Einstellen eines Zeitpunkts des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses in dem initial bestimmten Kraftstoffeinspritzprofil, um Kraftstoffzufuhrfehler aufgrund von Änderungen des Kraftstoffverteilerrohrdrucks zu reduzieren. Die Änderungen werden Kraftstoffpulsationen aus der Hochdruckkraftstoffpumpe, die in das gemeinsame Kraftstoffverteilerrohr eintreten können, zugeschrieben. Dies ist auf Sinuskraftstoffdruck zurückzuführen, der bei der Hochdruckkraftstoffpumpe aufgrund dessen, dass die Pumpe durch den Motor über eine Nockenwelle (und Nockenerhebungen) angetrieben wird, erzeugt wird. Die Pulsationen können zu größeren Diskrepanzen zwischen dem Wert des in dem Saugrohrinjektor oder in der Niedrigdruckleitung, die Kraftstoff aus dem Direktinjektor an den Saugrohrinjektor bereitstellt, ruhenden Kraftstoffs verglichen mit dem Wert von aus dem Saugrohrinjektorkraftstoffverteilerrohr eingespritztem Kraftstoff führen, was in großen Kraftstoffzufuhrfehlern resultiert. Wie in Bezug auf 5 ausgeführt, kann eine Motorsteuerung einen Zeitpunkt und eine Position von Nulldurchgang der Kraftstoffdruckwellenform schätzen und den Saugrohreinspritzimpuls zu einem nächsten Nulldurchgang in der Vorrückrichtung bewegen, um Kraftstoffzufuhrfehler aufgrund von durch die Kraftstoffpumpe induzierten Druckfluktuationen zu reduzieren.
  • Nach dem Aktualisieren des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulszeitpunkts in dem initialen Kraftstoffeinspritzprofil bewegt sich das Verfahren zu 414 weiter, worin Kraftstoff gemäß dem aktualisierten Kraftstoffeinspritzprofil zugeführt wird. Beispielsweise kann Kraftstoff bei dem niedrigeren Druck aus dem Saugrohrkraftstoffinjektor gemäß der Größe und dem Zeitpunkt des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses des aktualisierten Kraftstoffeinspritzprofils zugeführt werden.
  • Wenn nur Direkteinspritzung oder nur Saugrohreinspritzungkraftstoffzufuhr nicht bestätigt wird, umfasst das Verfahren bei 416 das Bestätigen, dass jede von Saugrohr- und Direkteinspritzung angefordert wurde. Um Kraftstoff an sowohl die Direkt- als auch Saugrohrinjektoren bereitzustellen, umfasst die Routine bei der Bestätigung das Unter-Druck-Setzen von Kraftstoff in dem gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr über die Nockenwelle-angetriebene Hochdruckkraftstoffpumpe. Im Speziellen wird eine Ausgabe der Hochdruckkraftstoffpumpe eingestellt, um den Soll-Kraftstoffverteilerrohrdruck bei dem gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr bei 418 bereitzustellen. In Ausführungsformen, bei denen das Kraftstoffauswahlventil (FSV) des Injektorsystems elektrisch betätigt wird, kann eine Position des FSV so eingestellt werden, dass ermöglicht wird, dass Kraftstoff aus dem gemeinsamen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an den Saugrohrinjektor zu einem Zeitpunkt entsprechend dem PFI-Kraftstoffimpuls zugeführt wird, und dann neu eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff an den Direktinjektor nur zu einem Zeitpunkt entsprechend dem DI-Kraftstoffimpulsinjektor zugeführt wird. Beispielsweise kann das Strömungsauswahlventil initial auf die zweite Position eingestellt sein, bei der das Hochdruckkraftstoffverteilerrohr mit dem Saugrohrinjektor fluidisch gekoppelt ist, um geschlossene Ansaugventilsaugrohreinspritzung (z.B. bei einem Ausstoßtakt) zu ermöglichen, wobei das Ventil anschließend auf die erste Position eingestellt werden kann, bei der das Hochdruckkraftstoffverteilerrohr mit dem Direktinjektor fluidisch gekoppelt ist, um Ansaugtakt- und/oder Kompressionstakt-Direkteinspritzung zu ermöglichen. In Ausführungsformen, bei denen das FSV mechanisch betätigt wird, wie beispielsweise, wenn das Ventil ein Auslaufventil ist, kann das Unter-Druck-Setzen des Kraftstoffverteilerrohrs zu Kraftstoff höheren Drucks führen, der automatisch bei dem höheren Zieldruck an das Direktinjektorgehäuse und darin an den Direktinjektor, und dann weiter aus dem Direktinjektor über den Druckregler bei dem niedrigeren Druck in den Saugrohrinjektor bereitgestellt wird. Kraftstoff wird dann aus der Hochdruckleitung stromabwärts des Kraftstoffverteilerrohrs über den Direktinjektor freigesetzt, wenn sich die Direktinjektordüse öffnet, während Kraftstoff aus der Niedrigdruckleitung stromabwärts des Kraftstoffverteilerrohrs über den Saugrohrinjektor freigesetzt wird, wenn sich die Saugrohrinjektordüse öffnet. Hierin ist jeder des Saugrohr- und Direktinjektors bereits mit Kraftstoff bei dem richtigen Druck vorgefüllt, wobei Kraftstoff freigesetzt wird, wenn sich die entsprechende Düse öffnet.
  • Bei 420 umfasst das Verfahren ferner das Einstellen eines Zeitpunkts des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses in dem initial bestimmten Kraftstoffeinspritzprofil, wobei das Einstellen so durchgeführt wird, dass Kraftstoffzufuhrfehler aufgrund von Änderungen des Kraftstoffverteilerrohrdrucks reduziert werden. Die Änderungen werden Kraftstoffpulsationen aus der Hochdruckkraftstoffpumpe, die in das gemeinsame Kraftstoffverteilerrohr eintreten können, zugeschrieben. Dies ist auf den Sinuskraftstoffdruck zurückzuführen, der bei der Hochdruckkraftstoffpumpe aufgrund dessen, dass die Pumpe durch den Motor über eine Nockenwelle (und Nockenerhebungen) angetrieben wird, erzeugt wird. Die Pulsationen können zu größeren Diskrepanzen zwischen dem Wert des in dem Saugrohrinjektor ruhenden Kraftstoffs verglichen mit dem Wert von aus dem Saugrohrinjektorkraftstoffverteilerrohr eingespritztem Kraftstoff führen, was in großen Kraftstoffzufuhrfehlern resultiert. Wie in Bezug auf 5 ausgeführt, kann eine Motorsteuerung einen Zeitpunkt und eine Position von Nulldurchgang der Kraftstoffdruckwellenform schätzen und den Saugrohreinspritzimpuls zu einem nächsten Nulldurchgang in der Vorrückrichtung bewegen, um Kraftstoffzufuhrfehler aufgrund von durch die Kraftstoffpumpe induzierten Druckfluktuationen zu reduzieren.
  • Von dort bewegt sich das Verfahren zu 422, worin ein Zeitpunkt des DI-Kraftstoffimpulses basierend auf der Änderung des Zeitpunktes des PFI-Kraftstoffimpulses eingestellt wird. Das initiale Kraftstoffeinspritzprofil wird entsprechend aktualisiert. Wie ebenfalls in Bezug auf 5 ausgeführt, kann der DI-Kraftstoffimpuls so eingestellt sein, dass jegliche Kraftstoffzufuhr- oder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehler resultierend aus der Änderung des PFI-Kraftstoffimpulszeitpunkts kompensiert werden.
  • Das Verfahren bewegt sich dann zu 424, worin Kraftstoff gemäß dem aktualisierten Kraftstoffeinspritzprofil zugeführt wird. Beispielsweise kann aus dem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr empfangener Kraftstoff bei dem niedrigeren Druck aus dem Saugrohrkraftstoffinjektor gemäß der Größe und dem Zeitpunkt des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses des aktualisierten Kraftstoffeinspritzprofils zugeführt werden. Ebenso kann aus dem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr empfangener Kraftstoff bei dem höheren Druck aus dem Direktkraftstoffinjektor gemäß der Größe und dem Zeitpunkt des Direkteinspritzkraftstoffimpulses des aktualisierten Kraftstoffeinspritzprofils zugeführt werden.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 wird bei 502 ein zuvor bestimmtes Kraftstoffeinspritzprofil aus dem Speicher der Steuerung abgerufen. Beispielsweise kann das zuvor bei 4 bestimmte Kraftstoffeinspritzprofil abgerufen werden.
  • Bei 504 kann bestätigt werden, dass Saugrohreinspritzung angefordert wurde. Wenn zumindest teilweise Saugrohreinspritzung angefordert wurde, fährt das Verfahren mit 506 fort. Wenn keine Saugrohreinspritzung angefordert wird und nur Direkteinspritzung (DI) angefordert wird, bewegt sich das Verfahren zu 505, worin Kraftstoff über den Direktinjektor gemäß dem bestimmten Kraftstoffeinspritzprofil (wie in 4 ausgeführt) zugeführt wird.
  • Wenn zumindest teilweise Saugrohrkraftstoffeinspritzung (PFI) bei 504 angefordert wurde, umfasst die Routine das Abrufen der initialen PFI-Kraftstoffimpulsbreite und des -zeitpunkts aus dem Kraftstoffeinspritzprofil. Als solche umfasst zumindest teilweise Saugrohreinspritzung Bedingungen, bei denen nur Saugrohrkraftstoffeinspritzung angefordert wird, sowie Bedingungen, bei denen sowohl Saugrohr- als auch Direktkraftstoffeinspritzung angefordert werden.
  • Bei 508 umfasst das Verfahren das Berechnen eines initialen Ende des Einspritzwinkels für den PFI-Kraftstoffimpuls basierend auf der Kraftstoffimpulsbreite und dem Soll-Zeitpunkt. In einem Beispiel kann der initiale Zeitpunkt einem Zeitpunkt entsprechen, der geschlossene Ansaugventileinspritzung der bestimmten Kraftstoffmasse ermöglicht. Der initiale Zeitpunkt kann einer Motorposition entsprechen und kann eine definierte Anzahl an Kurbelwinkelgraden umfassen. Bei 510 umfasst das Verfahren das Berechnen einer Mitte eines Einspritzwinkels für den PFI-Kraftstoffimpuls basierend auf dem initialen Ende des Einspritzwinkelzeitpunkts und der Kraftstoffimpulsbreite.
  • Als solcher kann der initiale Zeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung bei jeglicher Position der Druckwellenform des gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohrs auftreten, wie beispielsweise bei oder nahe einem lokalen Maximum oder einem lokalen Minimum. Allerdings können solche Stellen zu Druckfluktuationen und dadurch zu Kraftstoffzufuhrfehlern führen. Wie hierin ausgeführt, kann die Steuerung so konfiguriert sein, dass sie die Zufuhr des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses so einstellt, dass die Saugrohrkraftstoffeinspritzung mit einem aktualisierten Zeitpunkt bereitgestellt wird, der rund um einen mittleren Druckdurchgang des geschätzten Kraftstoffverteilerrohrdrucks ausgerichtet ist. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Kraftstoffzufuhrfehlern.
  • Im Speziellen umfasst das Verfahren bei 512 das Identifizieren eines nächsten mittleren Druckdurchgangs von Kraftstoffverteilerrohrdruck in der Vorrückrichtung. Der mittlere Druckdurchgang kann einen mittleren Druck zwischen einem lokalen Maximum und einem lokalen Minimum (für einen Zyklus der Druckwellenform) des Kraftstoffverteilerrohrdrucks umfassen. In anderen Worten, für eine Sinusdruckwellenform kann der mittlere Druckdurchgang einem Zeitpunkt entsprechen, bei dem Druck über dem Mittel und Druck unter dem Mittel sich gegenseitig aufheben. Der mittlere Druckdurchgangszeitpunkt kann unter Bezugnahme auf eine Motorposition vorliegen und kann eine definierte Anzahl von Motorkurbelwinkelgraden umfassen. In einem Beispiel umfasst der mittlere Druckdurchgang einen Nulldurchgang von Kraftstoffdruck. An sich bestehen für jeden Zyklus der Wellenform zwei mittlere Druckdurchgänge (oder Nulldurchgänge). Die Steuerung kann einen ersten mittleren Druckdurchgang in der Vorrückrichtung identifizieren und auswählen, auch wenn ein zweiter mittlerer Druckdurchgang in der Verzögerungsrichtung näher ist. Durch Auswählen des ersten mittleren Druckdurchgangs in der Vorrückrichtung kann geschlossene Ansaugventilsaugrohreinspritzung von Kraftstoff beibehalten werden.
  • Bei 514 umfasst das Verfahren das Bewegen der Bereitstellung des Saugrohrkraftstoffeinspritzimpulses von dem initialen Zeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung zu dem ersten mittleren Druckdurchgang in der Vorrückrichtung. In anderen Worten, Bereitstellung des Saugrohrkraftstoffeinspritzimpulses wird nicht zu einem zweiten mittleren Druckdurchgang in der Verzögerungsrichtung bewegt, auch wenn ein Abstand zwischen dem initialen Zeitpunkt und dem zweiten mittleren Druckdurchgang kleiner als der Abstand zwischen dem initialen Zeitpunkt und dem ersten mittleren Druckdurchgang ist. Das Bewegen umfasst im Speziellen das Abgleichen der Mitte des Einspritzwinkels des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses (wie für den initialen Zeitpunkt bestimmt) mit dem ersten mittleren Druckdurchgang in der Vorrückrichtung.
  • Bei 516 umfasst das Verfahren das Einstellen von Ansaugrohrkraftstoff-Puddle-Modelldynamik basierend auf dem Bewegen. In einem Beispiel kann das Einstellen aufgrund der Vorrückung des Zeitpunkts so durchgeführt werden, dass erhöhte Verdampfung von Kraftstoff in dem Ansaugrohr aufgrund einer längeren Dauer, während der das Ansaugrohrkraftstoff-Puddle auf dem Ansaugventil oder an Ventilwänden sitzt, berücksichtigt wird. Dementsprechend kann das Einstellen das Aktualisieren der Kraftstoffimpulsbreite und das Bewegen eines Endes des Einspritzwinkels des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses basierend auf dem Abgleichen der Mittel des Einspritzwinkels und der eingestellten Ansaugrohrkraftstoff-Puddle-Modelldynamik umfassen. Als ein Beispiel kann die Impulsbreite, um die erhöhte Verdampfung von Kraftstoff in dem Ansaugrohr zu berücksichtigen, gekürzt werden, indem die Mitte des Einspritzwinkels bei dem mittleren Druckdurchgang gehalten wird, während das Ende des Einspritzwinkels vorgerückt wird. Ein Trimmfaktor kann basierend auf der aktualisierten Kraftstoffimpulsbreite relativ zu der initialen Kraftstoffimpulsbreite (wie bei 506 abgerufen) bestimmt werden und der Trimmfaktor kann auf das Ende Einspritzwinkels angewendet werden.
  • Es versteht sich, dass die Bereitstellung der Saugrohrkraftstoffeinspritzung mit einem Zeitpunkt, der rund um einen mittleren Druckdurchgang von Kraftstoffverteilerrohrdruck ausgerichtet ist, das Einspritzen jedes Kraftstoffeinspritzimpulses in eine ausgewählte Motordrehzahl-Last-Region umfassen kann, wobei der Zeitpunkt rund um den mittleren Druckdurchgang ausgerichtet ist, während das Einspritzen jedes Kraftstoffeinspritzimpulses außerhalb der ausgewählten Motordrehzahl-Last-Region mit einem Zeitpunkt basierend auf der Ansaugventilöffnung erfolgt. Hierin kann der Zeitpunkt basierend auf Ansaugventilöffnung einen Zeitpunkt-Offset von dem mittleren Druckdurchgang (z.B. Offset von dem mittleren Druckdurchgang und hin zu dem lokalen Maximum oder einem lokalen Minimum eines Zyklus der Druckwellenform) umfassen.
  • Nach dem Einstellen des Saugrohreinspritzimpulszeitpunktes bewegt sich das Verfahren zu 517, worin bestimmt wird, ob Direkteinspritzung auch angefordert wurde. Wenn Direkteinspritzung auch angefordert ist, kann der DI-Kraftstoffimpuls angepasst werden müssen, um jegliche Kraftstoffzufuhrfehler oder Luft-Kraftstoff-Verhältnisfehler aufgrund der Änderung des PFI-Kraftstoffimpulses zu kompensieren. Wenn Direkteinspritzung nicht angefordert ist, umfasst das Verfahren bei 518 das Zuführen von Kraftstoff über den Saugrohrinjektor gemäß dem aktualisierten PFI-Impulsprofil.
  • Wenn Direkteinspritzung auch angefordert ist, umfasst das Verfahren bei 519 das Abrufen der Impulsbreite und des Zeitpunkts des DI-Kraftstoffimpulses, wie bei 502 bestimmt. Bei 520 umfasst das Verfahren das Einstellen oder Aktualisieren des DI-Kraftstoffimpulses basierend auf der Änderung der PFI-Kraftstoffimpulsbreite und/oder des -zeitpunkts. Im Speziellen wird, wenn Saugrohrinjektion angefordert ist, Kraftstoff aus der Hochdruckkraftstoffzuleitung in den Direktinjektor abgezogen und über den Druckregler der Niedrigdruckkraftstoffzuleitung in den Saugrohrinjektor bereitgestellt. Aufgrund des Abziehens von Kraftstoff aus dem Einlass des Direktinjektors in den Saugrohrinjektor können beim Direktinjektor lokale Druckänderungen auftreten, die wiederum zu Kraftstoffzufuhrfehlern führen können. Um daher jegliche Kraftstofffehler auszuschließen, die aus dem Abziehen von Kraftstoff aus dem Einlass des Direktinjektors zur Zufuhr an einen Saugrohrinjektor resultieren können, können ein Zeitpunkt und eine Impulsbreite des DI-Kraftstoffimpulses basierend auf der Bewegung des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses entsprechend eingestellt werden. In einem Beispiel können als Antwort auf eine Bewegung des PFI-Kraftstoffimpulses in der Vorrückrichtung kleine Druckabfälle am Einlass des Direktinjektors auftreten, was durch Erweitern der DI-Impulsbreite, beispielsweise durch Verzögern eines Endes des Einspritzzeitpunkts des DI-Kraftstoffimpulses, kompensiert wird. In einem weiteren Beispiel kann der DI-Impuls durch Teilen des DI-Kraftstoffimpulses in mehrere Einspritzungen, die zumindest eine Kompressionstakteinspritzung umfassen, kompensiert werden. In einem weiteren Beispiel umfasst das Einstellen des Direkteinspritzkraftstoffimpulses eines oder mehrere von Erweitern eines Endes des Einspritzzeitpunkts des Direkteinspritzkraftstoffimpulses und Erhöhen einer Menge von in einem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt zugeführtem direkteingespritztem Kraftstoff umfassen. Durch Zuführen von zumindest einem Teil des DI-Impulses später in dem Motorzyklus (z.B. von dem Ansaugtakt zum Kompressionstakt hin bewegt) kann die Auswirkung der Druckvariationen beim DI aufgrund der PFI-Impulseinstellung reduziert werden.
  • Nach dem Einstellen des DI-Impulses umfasst das Verfahren bei 522 das Zuführen von Kraftstoff an den Motorzylinder über den Saugrohrinjektor gemäß dem aktualisierten PFI-Kraftstoffimpulsprofil und an den Zylinder über den Direktinjektor gemäß dem aktualisierten DI-Kraftstoffimpulsprofil.
  • Auf diese Weise werden am Saugrohrinjektor durch Druckfluktuationen beim Kraftstoffverteilerrohr induzierte Kraftstoffzufuhrfehler reduziert. Zusätzlich dazu werden am Direktinjektor aufgrund des Abziehens von Kraftstoff aus demselben an einen Saugrohrinjektor induzierte Kraftstoffzufuhrfehler reduziert.
  • Eine beispielhafte Einstellung eines PFI-Kraftstoffimpulses basierend auf einem mittleren Druckdurchgang von Kraftstoffverteilerrohrdruck wird nun unter Bezugnahme auf 6 diskutiert.
  • Diagramm 600 von 6 stellt den Kraftstoffverteilerrohrdruck bei einem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr dar, das jedem eines Saugrohr- und eines Direktinjektors bei Kurve 602 Kraftstoff zuführt. Diagramm 600 stellt ferner einen Saugrohrkraftstoffinjektorarbeitszyklus (PFI_DutyCycle) bei Kurve 620 dar. Alle Kurven sind im Zeitverlauf gezeigt und sind hierin in Bezug auf Motorposition in Kurbelwinkelgraden (CAD) dargestellt.
  • Wie durch die Sinuswellenform von Kurve 602 gezeigt, kann der Kraftstoffverteilerrohrdruck zwischen einem lokalen Maximum 604 und einem lokalen Minimum 606 periodisch fluktuieren. Ein statistisches Mittel des lokalen Maximums und des lokalen Minimums wird als mittlerer Druck (P_average) bestimmt, der hier als eine Strichlinie gezeigt ist. Die (hier auch als Nulldurchgänge bezeichneten) mittleren Druckdurchgänge des gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohrs, die Positionen der Wellenform darstellen, die sich mit dem mittleren Druck überlappen, sind durch die Festpunkte 608 dargestellt. Als solche können für jeden Wellenformzyklus 605 (von einem lokalen Minimum zu einem darauffolgenden lokalen Minimum, wie dargestellt, oder von einem lokalen Maximum zu einem darauffolgenden lokalen Maximum) zwei mittlere Druckdurchgänge 608 vorliegen, einschließlich eines mittleren Druckdurchgangs am aufsteigenden Ast der Wellenform (hierin auch als ein mittlerer Aufwärtsdruckgang oder Nullaufwärtsdurchgang bezeichnet) und eines mittleren Druckdurchgangs am absteigenden Ast der Wellenform (hierin auch als ein mittlerer Abwärtsdruckdurchgang oder Nullabwärtsdurchgang bezeichnet). Es versteht sich, dass, obwohl die Wellenform von 6 symmetrische Wellen von gleicher Intensität und einer festen Frequenz zeigt, die Wellenform in alternativen Beispielen asymmetrisch sein kann, sodass das lokale Maximum, Minimum und mittlere Drucke für die Wellenform jedes Zyklus verschieden von jenen eines anderen Zyklus sind.
  • In dem dargestellten Beispiel wird ein erster Saugrohreinspritzkraftstoffimpuls PW0 initial für Saugrohreinspritzung in einen ersten Zylinder bestimmt und ein zweiter Saugrohreinspritzkraftstoffimpuls PW1 wird initial für Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in einen zweiten Zylinder bestimmt, wobei der zweite Zylinder unmittelbar nach dem ersten Zylinder zündet. Der erste Kraftstoffimpuls PW0 kann eine initiale Impulsbreite w1 und einen initialen Zündzeitpunkt 611 entsprechend einer Position bei oder um das lokale Maximum aufweisen. Der zweite Kraftstoffimpuls PW1 kann eine initiale Impulsbreite w2 und einen initialen Zeitpunkt 613 entsprechend einer Position bei oder um das lokale Minimum aufweisen.
  • Um durch die Sinuskraftstoffverteilerrohrdruckänderung induzierte Kraftstoffzufuhrfehler zu reduzieren, wird der Arbeitszyklus des ersten Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses PW0 eingestellt, um den Zeitpunkt so zu bewegen, dass er um einen ersten mittleren Druckdurchgang in der Vorrückrichtung relativ zum initialen Zeitpunkt 611 ausgeglichen wird. Im Speziellen wird eine Mitte eines Einspritzwinkels des ersten Kraftstoffimpulses PW0 vom initialen Zeitpunkt 611 bewegt und repositioniert, um mit einem ersten mittleren Druckdurchgang 608a in der Vorrückrichtung abgeglichen zu werden. Hierin ist der erste mittlere Druckdurchgang in der Vorrückrichtung ein Aufwärtsdruckdurchgang. Daher wird der erste Kraftstoffimpuls PW0 (punktierte Linie) zu dem aktualisierten ersten Kraftstoffimpuls PW0‘ (ausgezogene Linie) repositioniert, wie durch Pfeil 610 gezeigt. Aufgrund der Repositionierung können durch Überschätzung des mittleren Drucks verursachte Kraftstoffzufuhrfehler durch Kraftstoffzufuhrfehler aufgehoben werden, die durch Unterschätzung des mittleren Drucks verursacht sind (wie durch die geraden Linien in PW0‘ gezeigt, die rund um 608a zentriert sind). Das Repositionieren wird ohne den Bedarf an zusätzlichen Anpassungen an die Kraftstoffimpulsbreite durchgeführt. Daher weist der aktualisierte erste Kraftstoffimpuls PW0‘ nach dem Repositionieren dieselbe Impulsbreite w1 wie der erste Kraftstoffimpuls PW0 auf.
  • Um auch durch die Sinuskraftstoffdruckänderung induzierte Kraftstoffzufuhrfehler zu reduzieren, wird der Arbeitszyklus des zweiten Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses PW1 eingestellt, um den Zeitpunkt so zu bewegen, dass er um einen ersten mittleren Druckdurchgang in der Vorrückrichtung relativ zum initialen Zeitpunkt 613 ausgeglichen wird. Im Speziellen wird eine Mitte des Einspritzwinkels des zweiten Kraftstoffimpulses PW1 vom initialen Zeitpunkt 613 bewegt und so repositioniert, dass sie mit einem ersten mittleren Druckdurchgang 608b in der Vorrückrichtung abgeglichen ist. Hierin ist der erste mittlere Druckdurchgang 608b in der Vorrückrichtung ein Abwärtsdruckdurchgang. Obwohl der initiale Zeitpunkt 613 signifikant näher am zweiten mittleren (Aufwärts-)Druckgang 608c liegt, wird hierin dadurch, dass der zweite mittlere Druckdurchgang 608c in einer Verzögerungsrichtung relativ zum initialen Zeitpunkt 613 ist, dieser nicht ausgewählt. Dies ermöglicht, dass geschlossene Ansaugventilsaugrohreinspritzung von Kraftstoff beibehalten wird. Stattdessen wird der initiale zweite Kraftstoffimpuls PW1 (punktierte Linie) zu dem aktualisierten zweiten Kraftstoffimpuls PW1‘ (ausgezogene Linie) repositioniert, wie durch Pfeil 612 gezeigt. Aufgrund des Repositionierens können durch Überschätzung des mittleren Drucks verursachte Kraftstoffzufuhrfehler durch Kraftstoffzufuhrfehler aufgehoben werden, die durch Unterschätzung des mittleren Drucks verursacht sind (wie durch die geraden Linien in PW1‘ gezeigt, die um 608b zentriert sind). Das Repositionieren wird mit dem Bedarf an zusätzlichen Anpassungen an die Kraftstoffimpulsbreite durchgeführt. Um im Speziellen die zusätzliche Dauer, während der der Kraftstoff bei oder nahe am geschlossenen Ansaugventil bleibt, und den resultierenden Anstieg an Kraftstoffdampferzeugung zu kompensieren, weist der aktualisierte zweite Kraftstoffimpuls PW1‘ nach dem Repositionieren eine kleinere Impulsbreite w2‘ verglichen mit der Impulsbreite w2 des initialen zweiten Kraftstoffimpulses PW1 auf. Hierin wird dies durch Abgleichen der Mitte des Einspritzwinkels von PW1 mit dem mittleren Druckdurchgang 608b und anschließendem Vorrücken des Endes des Einspritzwinkels von PW1‘ hin zum mittleren Druckdurchgang 608b erreicht.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 7 sind beispielhafte Anpassungen an jeden eines Saugrohr- und eines Direkteinspritzimpulses zur Kompensation von Kraftstoffverteilerrohrdruckfluktuationen gezeigt. Hierin ist jeder des Saugrohr- und Direktinjektors konfiguriert, um Kraftstoff von einem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr zu empfangen, wobei Kraftstoff aus dem Kraftstoffverteilerrohr an den Direktinjektor und dann aus dem Direktinjektor an den Saugrohrinjektor über einen Druckregler zugeführt wird, um Komponentenanforderungen des Kraftstoffsystems zu reduzieren.
  • Diagramm 700 veranschaulicht eine Motorposition entlang der x-Achse in Kurbelwinkelgraden (CAD). Kurve 702 stellt Kolbenpositionen (entlang der y-Achse) unter Bezugnahme auf ihre Position vom oberen Totpunkt (TDC) und/oder unteren Totpunkt (BDC) und ferner unter Bezugnahme auf ihre Position innerhalb der vier Takte (Ansaug-, Kompressions-, Arbeits- und Ausstoßtakt) eines Motorzyklus dar. Wie durch Sinuskurve 702 angezeigt, bewegt sich ein Kolben allmählich von TDC aus abwärts und flacht bei BDC am Ende des Arbeitstakts ab. Der Kolben kehrt dann am Ende des Ausstoßtaktes bei TDC zum oberen Ende zurück. Der Kolben bewegt sich dann während des Ansaugtaktes wieder nach unten hin zu BDC und kehrt am Ende des Kompressionstaktes bei TDC zu seiner ursprünglichen oberen Position zurück.
  • Die zweite Kurve (von oben) von Diagramm 700 stellt ein beispielhaftes initiales Kraftstoffeinspritzprofil 720 dar, das basierend auf Motorbetriebsbedingungen bestimmt wird. Das Kraftstoffeinspritzprofil umfasst jeden eines PFI-Kraftstoffimpulses 704 (schraffierter Block) und von DI-Kraftstoffimpulsen 706, 708 (diagonal gestreifte Blöcke).
  • Im Speziellen ist in diesem Beispiel eine Motorsteuerung konfiguriert, um die Gesamtmenge an Kraftstoff an den Zylinder als eine bei 704 (schraffierter Block) dargestellte erste Saugrohreinspritzung P1, eine bei 706 (diagonal gestreifter Block) dargestellte erste Ansaugtaktdirekteinspritzung D1 und eine bei 708 (diagonal gestreifter Block) dargestellte zweite Kompressionstaktdirekteinspritzung D2 bereitzustellen. Saugrohreinspritzung 704 wird zu einem ersten Zeitpunkt CAD1 während eines geschlossenen Ansaugventilereignisses (das heißt, während des Ausstoßtaktes) bereitgestellt. Dann wird ein restlicher Teil des Kraftstoffs über mehrere Einspritzungen direkteingespritzt. Im Speziellen wird die erste Direkteinspritzung in dem Ansaugtakt bei CAD2 bereitgestellt, während die zweite Direkteinspritzung in dem Kompressionstakt bei CAD3 bereitgestellt wird.
  • Die zweite Kurve (von oben) von Diagramm 700 stellt ein beispielhaftes aktualisiertes Kraftstoffeinspritzprofil 730 dar. Das aktualisierte Profil wird vom initialen Profil 720 modifiziert, um Kraftstoffverteilerrohrdruckpulsationen, welche die Saugrohreinspritzung beeinflussen, und Saugrohreinspritzeinstellungen, welche die Direkteinspritzung beeinflussen, zu kompensieren. Das aktualisierte Kraftstoffeinspritzprofil 730 umfasst jeden eines PFI-Kraftstoffimpulses 710 (schraffierter Block) und von DI-Kraftstoffimpulsen 712, 714 (diagonal gestreifte Blöcke).
  • Im Speziellen ist in diesem Beispiel eine Motorsteuerung konfiguriert, um einen Zeitpunkt der ersten Saugrohreinspritzung P1 vorzurücken, während die Menge an in der Einspritzung bereitgestelltem Kraftstoff beibehalten wird. Der Saugrohreinspritzzeitpunkt wird von CAD1 zu CAD11 vorgerückt, worin CAD11 einem ersten Druck-Nulldurchgang in einer Vorrückrichtung entspricht. Durch Vorrücken des Saugrohreinspritzzeitpunkts von CAD1 zu CAD11 werden aufgrund von Kraftstoffverteilerrohrdruckpulsationen entstandene Kraftstoffzufuhrfehler in P1 reduziert.
  • Ebenso werden als Antwort auf die Einstellung von P1 der Zeitpunkt und die Mengen an D1 und D2 eingestellt. Im Speziellen wird die Saugrohreinspritzung durch Abziehen von Kraftstoff aus einer Direktinjektoreinheit bereitgestellt, wobei der Direktinjektor Kraftstoff aus dem Kraftstoffverteilerrrohr empfängt. Aufgrund des Abziehens von Kraftstoff aus der Direktinjektoreinheit können beim Direktinjektor Druckänderungen entstehen, die zu Kraftstoffzufuhrfehlern führen. Um daher Kraftstoffzufuhrfehler in D1 und D2 zu reduzieren, wird die Einspritzung von D1 durch Erweitern des Endes des Einspritzzeitpunkts erweitert. Dies führt dazu, dass ein mittlerer Einspritzzeitpunkt von D1 von CAD2 zu CAD12 verzögert wird. Zusätzlich dazu ist die Menge an in Einspritzung 712 eingespritztem Kraftstoff höher als die Menge an in Einspritzung 706 eingespritztem Kraftstoff. Um ferner die Gesamtmenge an durch Direkteinspritzung bereitgestelltem Kraftstoff beizubehalten, wird mit Erhöhung der Menge an in der Ansaugtaktdirekteinspritzung 712 eingespritztem Kraftstoff die Menge an in der Kompressionstaktdirekteinspritzung 714 eingespritztem Kraftstoff verringert. Zusätzlich dazu wird der Zeitpunkt von Einspritzung D2 von CAD3 zu CAD13 vorgerückt.
  • Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Bereitstellen von Kraftstoff aus einem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen Direktinjektor entlang einer Kraftstoffleitung; und Bereitstellen von aus der Kraftstoffleitung abgezogenem Kraftstoff stromaufwärts des Direktinjektors an einen Saugrohrinjektor, wobei jeder des Direktinjektors und Saugrohrinjektor mit einem Motorzylinder gekoppelt ist. Das vorangegangene beispielhafte Verfahren umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Verringern eines Drucks des von stromaufwärts des Direktinjektors bei einem Druckregler abgezogenen Kraftstoffs, bevor der Kraftstoff dem Saugrohrinjektor bereitgestellt wird. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele wird zusätzlich dazu oder gegebenenfalls Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an den Direktinjektor über ein Strömungsauswahlventil bereitgestellt. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele ist zusätzlich dazu oder gegebenenfalls jedes des Direktinjektors, des Druckreglers und des Strömungsauswahlventils in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das mit dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr gekoppelt ist, worin der Saugrohrinjektor außerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Zuführen von Kraftstoff an den Saugrohrinjektor das Leiten von Kraftstoff bei einem höheren Druck aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen Druckregler über das Strömungsauswahlventil und anschließendes Leiten von Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck aus dem Druckregler zu dem Saugrohrinjektor. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele ist zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Strömungsauswahlventil ein mechanisches Auslaufventil, worin ein Druck von aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an den Direktinjektor zugeführtem Kraftstoff auf einer Druckeinstellung des Strömungsauswahlventils basiert. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele ist zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Strömungsauswahlventil ein elektrisch betätigtes Ventil, worin das Bereitstellen von Kraftstoff an den Direktinjektor das Bewegen des Ventils in eine erste Position umfasst und worin das Zuführen von Kraftstoff an den Saugrohrinjektor das Bewegen des Ventils in eine zweite, verschiedene Position umfasst. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Bereitstellen von Kraftstoff an den Saugrohrinjektor das Bewegen der Bereitstellung eines Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses von einem initialen Zeitpunkt entsprechend einer geschlossenen Ansaugventileinspritzung zu einem ersten mittleren Druckdurchgang in einer Vorrückrichtung, wobei der erste mittlere Druckdurchgang einen Druck-Nulldurchgang umfasst. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Bereitstellen von Kraftstoff an den Direktinjektor das Einstellen eines Direkteinspritzkraftstoffimpulses basierend auf dem Bewegen des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Einstellen des Direkteinspritzkraftstoffimpulses eines oder mehrere von Erweitern eines Endes des Einspritzzeitpunkts des Direkteinspritzkraftstoffimpulses und Erhöhen einer Menge an direkteingespritztem Kraftstoff, der in einem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt bereitgestellt wird.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren für einen Motor umfasst: Abziehen von Kraftstoff aus einem Direktinjektorgehäuse stromabwärts eines Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs; und Zuführen des abgezogenen Kraftstoffs an einen Saugrohrinjektor, der außerhalb des Direktinjektorgehäuses angeordnet ist. Das vorangegangene Beispiel umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls ferner das Zuführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an das Direktinjektorgehäuse über eine Kraftstoffleitung höheren Drucks, wobei das Hochdruckverteilerrohr Kraftstoff von einer motorangetriebenen Hochdruckverdrängungspumpe empfängt. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst das Direktinjektorgehäuse zusätzlich dazu oder gegebenenfalls einen Druckregler und einen Direktkraftstoffinjektor, worin Kraftstoff aus dem Direktinjektorgehäuse an den Saugrohrinjektor über eine Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks zugeführt wird, wobei die Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks mit der Kraftstoffleitung höheren Drucks über den Druckregler gekoppelt ist. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Direktinjektorgehäuse ein mechanisches Auslaufventil und einen Direktkraftstoffinjektor, worin Kraftstoff aus dem Direktinjektorgehäuse an den Saugrohrinjektor über eine Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks zugeführt wird, wobei die Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks mit der Kraftstoffleitung höheren Drucks über das mechanische Ventil gekoppelt ist. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst zusätzlich dazu oder gegebenenfalls das Zuführen des abgezogenen Kraftstoffs das Bewegen der Bereitstellung eines Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses von einem initialen Zeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung zu einem ersten mittleren Druckdurchgang in einer Vorrückrichtung, wobei der erste mittlere Druckdurchgang einen Druck-Nulldurchgang umfasst. Eines oder alle der vorangegangenen Beispiele umfassen zusätzlich dazu oder gegebenenfalls ferner als Antwort auf den Saugrohreinspritzkraftstoffimpuls das Einstellen eines Direkteinspritzkraftstoffimpulses durch eines oder mehrere von Erweitern eines Endes des Einspritzzeitpunkts des Direkteinspritzkraftstoffimpulses, Erhöhen einer Menge von direkteingespritztem Kraftstoff, der in einem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt bereitgestellt wird, und Verzögern eines Zeitpunkts von Kraftstoff, der über den Direktinjektor in dem Kompressionstakt bereitgestellt wird.
  • Ein weiteres beispielhaftes System umfasst einen Motor mit einem Zylinder; ein Hochdruckkraftstoffverteilerrohr, das aus einer motorangetriebenen Hochdruckkraftstoffpumpe Kraftstoff empfängt; ein Kraftstoffverteilungseinspritzsystem (FDI), das jeden eines Direktinjektors, eines Strömungsauswahlventils und eines Druckreglers, die innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind, umfasst, wobei der Direktinjektor konfiguriert ist, um Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen; und einen Saugrohrinjektor, der konfiguriert ist, um Kraftstoff in ein Ansaugrohr des Zylinders einzuspritzen, wobei der Saugrohrinjektor Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr über das Kraftstoffverteilungseinspritzsystem empfängt, wobei der Saugrohrinjektor außerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist. In dem vorangegangenen Beispiel reduziert zusätzlich dazu oder gegebenenfalls der Druckregler einen Druck von aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr empfangenem Kraftstoff, bevor der Kraftstoff dem Saugrohrinjektor bereitgestellt wird. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst das System zusätzlich dazu oder gegebenenfalls ferner eine Steuerung, die mit computerlesbaren Befehlen konfiguriert ist, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind zum: Einstellen einer Position des Strömungssteuerventils, um Kraftstoff von stromabwärts des Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs und stromaufwärts des Direktinjektors über den Druckregler an den Saugrohrinjektor zu leiten, als Antwort auf einen Saugrohreinspritzkraftstoffimpulsbefehl. In einem oder allen der vorangegangenen Beispiele umfasst die Steuerung zusätzlich dazu oder gegebenenfalls ferner Befehle zum: Bewegen eines Saugrohreinspritzzeitpunkts von einem initialen Einspritzzeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung zu einem ersten Nulldurchgang von Druck in dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr als Antwort auf den Saugrohreinspritzkraftstoffimpulsbefehl; und Einstellen eines Zeitpunkts und Teilungsverhältnisses von über Direkteinspritzung in dem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt bereitgestelltem Kraftstoff als Antwort auf einen weiteren Direkteinspritzkraftstoffimpulsbefehl, wobei das Einstellen auf dem Bewegen des Saugrohreinspritzzeitpunkts beruht.
  • Auf diese Weise wird eine Kraftstoffverteilungsinjektoreinheit, die Kraftstoff aus einem einzelnen Hochdruckkraftstoffverteilerrohr empfängt, verwendet, um Kraftstoff an sowohl Direkt- als auch Saugrohrinjektor bereitzustellen, was den Bedarf an dedizierten Kraftstoffleitungen und Komponenten reduziert. Die technische Auswirkung des Abziehens von Hochdruckkraftstoff von stromaufwärts eines Direktinjektoreinlasses und des Bereitstellens des Kraftstoffs an einen Saugrohrinjektoreinlass (worin der Saugrohrinjektor außerhalb des Direktinjektorgehäuses angeordnet ist) besteht darin, dass Kraftstoff an beide Injektoren entlang derselben Kraftstoffleitung zugeführt werden kann. Dies ermöglicht eine Reduzierung von Kraftstoffsystemherstellkosten, während das Gehäuse der Kraftstoffsystemkomponenten in dem rund um den Motor verfügbaren engen Platz verbessert wird.
  • Es gilt zu beachten, dass die hierin umfassten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Befehle auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und weiterer Motorhardware umfasst, ausgeführt werden. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und dergleichen. Als solche können verschiedene veranschaulichte Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Verarbeitungsreihenfolge die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erreicht, sondern sie ist zur leichteren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können abhängig von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Befehle in einem System durchgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung umfasst.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Motoren mit vier gegenläufigen Kolben und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und weitere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Patentansprüche zeigen im Speziellen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden, auf. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Patentansprüche sind als die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente umfassend zu verstehen, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich noch ausgeschlossen sind. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Vorlegen neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Patentansprüche, seien sie in Bezug auf die ursprünglichen Patentansprüche weiter, enger, gleich oder unterschiedlich im Schutzumfang, werden auch als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.
  • 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 5193508 [0004]

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: Bereitstellen von Kraftstoff von einem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen Direktinjektor entlang einer Kraftstoffleitung; und Bereitstellen von aus der Kraftstoffleitung abgezogenem Kraftstoff stromaufwärts des Direktinjektors an einen Saugrohrinjektor, wobei jeder des Direktinjektors und Saugrohrinjektors mit einem Motorzylinder gekoppelt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Verringern eines Drucks des von stromaufwärts des Direktinjektors abgezogenen Kraftstoffs bei einem Druckregler vor dem Bereitstellen des Kraftstoffs an den Saugrohrinjektor.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, worin Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an den Direktinjektor über ein Strömungsauswahlventil bereitgestellt wird, worin kein separates Verteilerrohr außer dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr mit dem Saugrohrinjektor gekoppelt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, worin jeder des Direktinjektors, des Druckreglers und des Strömungsauswahlventils in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das mit dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr gekoppelt ist, und worin der Saugrohrinjektor außerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, worin das Zuführen von Kraftstoff an den Saugrohrinjektor ferner das Leiten von Kraftstoff bei höheren Drucken aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an einen Druckregler über das Strömungsauswahlventil und anschließendes Leiten von Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck von dem Druckregler an den Saugrohrinjektor umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Strömungsauswahlventil ein mechanisches Auslaufventil ist, worin ein Druck von aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an den Direktinjektor zugeführtem Kraftstoff auf einer Druckeinstellung des Strömungsauswahlventils basiert.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Strömungsauswahlventil ein elektrisch betätigtes Ventil ist und worin das Bereitstellen von Kraftstoff an den Direktinjektor das Bewegen des Ventils in eine erste Position umfasst und worin das Zuführen von Kraftstoff an den Saugrohrinjektor das Bewegen des Ventils in eine zweite, andere Position umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Bereitstellen von Kraftstoff an den Saugrohrinjektor das Bewegen der Zufuhr eines Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses von einem initialen Zeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung zu einem ersten mittleren Druckdurchgang in einer Vorwärtsrichtung umfasst, wobei der erste mittlere Druckdurchgang einen Druck-Nulldurchgang umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, worin das Bereitstellen von Kraftstoff an den Direktinjektor das Einstellen eines Direkteinspritzkraftstoffimpulses basierend auf dem Bewegen des Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, worin das Einstellen des Direkteinspritzkraftstoffimpulses eines oder mehrere von Erweitern eines Endes des Einspritzzeitpunkts des Direkteinspritzkraftstoffimpulses und Erhöhen einer Menge von direkt eingespritztem Kraftstoff, der in einem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt zugeführt wird, umfasst.
  11. Verfahren für einen Motor, umfassend: Abziehen von Kraftstoff aus einem Direktinjektorgehäuse stromabwärts eines Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs; und Zuführen des abgezogenen Kraftstoffs an einen Saugrohrinjektor, der außerhalb des Direktinjektorgehäuses angeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Zuführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr an das Direktinjektorgehäuse über eine Kraftstoffleitung höheren Drucks, wobei das Hochdruckverteilerrohr Kraftstoff von einer motorangetriebenen Hochdruckverdrängungspumpe empfängt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, worin das Direktinjektorgehäuse einen Druckregler und einen Direktkraftstoffinjektor umfasst und worin Kraftstoff aus dem Direktinjektorgehäuse an den Saugrohrinjektor über eine Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks zugeführt wird, wobei die Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks über den Druckregler mit der Kraftstoffleitung höheren Drucks gekoppelt ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, worin das Direktinjektorgehäuse ein mechanisches Auslaufventil und einen Direktkraftstoffinjektor umfasst und worin Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks aus dem Direktinjektorgehäuse an den Saugrohrinjektor zugeführt wird, wobei die Kraftstoffleitung niedrigeren Drucks über das mechanische Ventil mit der Kraftstoffleitung höheren Drucks gekoppelt ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, worin das Zuführen des abgezogenen Kraftstoffs das Bewegen der Zufuhr eines Saugrohreinspritzkraftstoffimpulses von einem initialen Zeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung zu einem ersten mittleren Druckdurchgang in einer Vorwärtsrichtung umfasst, wobei der erste mittlere Druckdurchgang einen Druck-Nulldurchgang umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend als Antwort auf den Saugrohreinspritzkraftstoffimpuls das Einstellen eines Direkteinspritzkraftstoffimpulses durch eines oder mehrere von Erweitern eines Endes des Einspritzzeitpunkts des Direkteinspritzkraftstoffimpulses, Erhöhen einer Menge von direkt eingespritztem Kraftstoff, der in einem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt zugeführt wird, und Verzögern eines Zeitpunkts von Kraftstoff, der über den Direktinjektor in dem Kompressionstakt zugeführt wird.
  17. System, umfassend: einen Motor mit einem Zylinder; ein Hochdruckkraftstoffverteilerrohr, das Kraftstoff aus einer motorangetriebenen Hochdruckkraftstoffpumpe empfängt; ein Kraftstoffverteilungseinspritzsystem (FID), umfassend jedes eines Direktinjektors, eines Strömungsauswahlventils und eines Druckreglers, die innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind, wobei der Direktinjektor konfiguriert ist, um Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen; einen Saugrohrinjektor, der konfiguriert ist, um Kraftstoff in ein Ansaugrohr des Zylinders einzuspritzen, wobei der Saugrohrinjektor Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr über das Kraftstoffverteilungseinspritzsystem empfängt, wobei der Saugrohrinjektor außerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist.
  18. System nach Anspruch 17, worin der Druckregler einen Druck von aus dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr empfangenem Kraftstoff reduziert, bevor der Kraftstoff dem Saugrohrinjektor bereitgestellt wird.
  19. System nach Anspruch 17, ferner umfassend eine Steuerung, die mit computerlesbaren Befehlen konfiguriert ist, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind zum: Einstellen einer Position des Strömungssteuerventils zum Leiten von Kraftstoff von stromabwärts des Hochdruckkraftstoffverteilerrohrs und stromaufwärts des Direktinjektors an den Saugrohrinjektor über den Druckregler als Antwort auf einen Saugrohreinspritzkraftstoffimpulsbefehl.
  20. System nach Anspruch 19, worin die Steuerung weitere Befehle umfasst zum: Bewegen eines Saugrohreinspritzzeitpunkts von einem initialen Einspritzzeitpunkt entsprechend geschlossener Ansaugventileinspritzung zu einem ersten Nulldurchgang von Druck in dem Hochdruckkraftstoffverteilerrohr als Antwort auf den Saugrohreinspritzkraftstoffimpulsbefehl; Einstellen eines Zeitpunkts und Teilungsverhältnisses von Kraftstoff, der über Direkteinspritzung in dem Ansaugtakt relativ zu einem Kompressionstakt zugeführt wird, als Antwort auf einen weiteren Direkteinspritzkraftstoffimpulsbefehl, wobei das Einstellen auf dem Bewegen des Saugrohreinspritzzeitpunkts basiert.
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