DE102017126780A1

DE102017126780A1 - Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Saugpumpe

Info

Publication number: DE102017126780A1
Application number: DE102017126780.8A
Authority: DE
Inventors: Justin Trzeciak; Joseph Norman Ulrey; Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-05-17
Also published as: CN108071509B; US10859025B2; RU2699158C2; US10077733B2; US20180334981A1; RU2017136722A; CN108071509A; US20180135551A1; RU2017136722A3

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Betreiben einer Saugpumpe eines Motorkraftstoffsystems bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren ein Prognostizieren umfassen, wann ein Kraftstoffzuteilerdruck unter einen Schwellenwert sinken wird, unter der Annahme, dass eine Saugpumpe abgeschaltet bleibt. Das Verfahren kann ferner ein Anschalten der Saugpumpe umfassen, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Betreiben einer Kraftstoffsaugpumpe.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
Motorkraftstoff kann anhand einer Saugpumpe aus einem Kraftstofftank herausgepumpt werden. Die Saugpumpe treibt Kraftstoff zu einem Kraftstoffzuteiler, bevor er anhand von Kraftstoffeinspritzern eingespritzt wird. Ein Rückschlagventil kann zwischen der Saugpumpe und dem Kraftstoffzuteiler einbezogen werden, um den Kraftstoffzuteilerdruck aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass Kraftstoff in dem Kraftstoffzuteiler zurück zu der Saugpumpe fließt. Der Betrieb der Saugpumpe wird typischerweise durch einen Motorregler beruhend auf Ausgaben von einem Drucksensor, der in dem Kraftstoffzuteiler gekoppelt ist, per Rückkopplung geregelt. Der Regler strebt an, den Druck in dem Kraftstoffzuteiler auf einem gewünschten Druck zu halten, indem er ein Maß an elektrischer Leistung einstellt, das der Saugpumpe zugeführt wird, und zwar beruhend auf einer Differenz, oder einem Fehler, zwischen dem gewünschten Kraftstoffdruck und einem gemessenen Kraftstoffdruck, die bzw. den er von dem Drucksensor erhält.
Daher gleicht die Saugpumpe einen Kraftstoffverlust aufgrund der Einspritzung in dem Kraftstoffzuteiler aus. Wenn die Raten der Kraftstoffeinspritzung abnehmen, gehen daher die Erfordernisse nach einer erneuten Kraftstoffzufuhr seitens der Kraftstoffzuteilung zurück und der Regler reduziert die elektrische Leistung, die der Saugpumpe zugeführt wird. Demzufolge können sich die Energieerfordernisse der Saugpumpe im Wesentlichen proportional zu den Raten der Kraftstoffeinspritzung verhalten. In manchen Beispielen, wie etwa während des Motorleerlaufs und/oder der Kraftstoffabschaltung des Motors beim Abbremsen (Deceleration Fuel Shut-Off- DFSO), kann das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, erheblich tief abfallen, sodass es energieeffizienter sein kann, die Saugpumpe in einem Modus mit geringem Kraftstoffdurchfluss zu betreiben. In dem Modus mit geringem Kraftstoffdurchfluss wird die Saugpumpe weder kontinuierlich mit Leistung versorgt, noch wird sie über eine per Tastgrad variierte Spannung mit Leistung versorgt, wie es bei der Pulsweitenmodulation (PWM) der Fall wäre. Anstelle dessen kann die Saugpumpe abgeschaltet bleiben und anschließend nur dann angeschaltet werden, wenn es erforderlich ist. Beispielsweise wird in dem US-Patent Nr. 7 640 916 ein Ansatz beschrieben, bei welchem die Saugpumpe unter geringen Motorlasten abgeschaltet bleibt und nur angeschaltet wird, um einen Akkumulator nachzuladen.
Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Schrift mögliche Probleme im Zusammenhang mit solchen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann eine Verzögerung zwischen Einstellungen der Saugpumpenleistung und beobachteten Veränderungen des Kraftstoffzuteilerdrucks bestehen. Sprich, es kann eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen, ehe sich Veränderungen der Saugpumpenleistung auf den Kraftstoffzuteilerdruck niederschlagen (wobei von einer im Wesentlichen konstanten Rate der Kraftstoffeinspritzung ausgegangen wird). Wenn beispielsweise die Saugpumpe angeschaltet wird, wird die Saugpumpe nicht damit beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, ehe der Druck vor dem Rückschlagventil, das zwischen der Saugpumpe und dem Kraftstoffzuteiler positioniert ist, den Druck hinter dem Rückschlagventil überschreitet. Wenn die Saugpumpe angeschaltet wird, dann kann die Saugpumpe deswegen nicht sofort damit beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Falls die Saugpumpe in solchen Beispielen angeschaltet wird, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck auf einen minimalen Schwellenwert sinkt, dann kann der Kraftstoffzuteilerdruck weiter unter den minimalen akzeptablen Pegel sinken, während die Saugpumpe vor dem Rückschlagventil Druck aufbaut. Solche Saugpumpenverzögerungen können deshalb zu Unterschreitungen und/oder Überschreitungen des Kraftstoffzuteilerdrucks führen, die wiederum Kraftstoffzumessungsfehler hervorrufen können, welche zu Problemen hinsichtlich des Fahrverhaltens und der Robustheit führen können.
Als ein Beispiel können zumindest manche der oben beschriebenen Probleme wenigstens teilweise anhand eines Verfahrens behoben werden, das Folgendes umfasst: Abgeschaltethalten einer Saugpumpe, die einem Kraftstoffzuteiler Kraftstoff zuführt, unter der Annahme, dass die Saugpumpe abgeschaltet gehalten wird, Prognostizieren auf Grundlage von Raten der Kraftstoffeinspritzung, wann ein Kraftstoffzuteilerdruck unter einen Schwellenwert sinken wird, und Anschalten der Saugpumpe, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt, sodass aktuelle Kraftstoffzuteilerdrücke nicht unter den Schwellenwert sinken. Durch das Anschalten der Saugpumpe, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt, können Unterschreitungen des Kraftstoffzuteilerdrucks reduziert werden.
In einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: Prognostizieren, wann ein Kraftstoffzuteilerdruck unter einen Schwellenwert sinken wird, Berechnen eines gewünschten Moments zum Anschalten einer Saugpumpe beruhend auf einer Saugpumpenverzögerungsperiode, wobei der gewünschte Moment dem Zeitpunkt vorausgeht, zu welchem der Kraftstoffzuteilerdruck der Prognose gemäß unter den Schwellenwert sinkt, Hochtransformieren einer Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, von Null auf einen ersten Pegel in dem gewünschten Moment, und Steigern der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, von dem ersten Pegel nach dem gewünschten Moment.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein System eine Saugpumpe, eine Kraftstoffleitung, welche an die Saugpumpe gekoppelt ist und einen Kraftstoffzuteiler umfasst, wobei in dem Kraftstoffzuteiler ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzer inbegriffen sind, wobei die Kraftstoffleitung Kraftstoff von der Saugpumpe an die Kraftstoffeinspritzer abgibt, ein Rückschlagventil, das in der Kraftstoffleitung zwischen der Saugpumpe und dem Kraftstoffzuteiler positioniert ist, um den Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil, zwischen dem Rückschlagventil und den Kraftstoffeinspritzern, aufrechtzuerhalten, und einen Regler, der mit der Saugpumpe in elektrischer Kommunikation steht, wobei der Regler in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte computerlesbare Anweisungen für Folgendes beinhaltet: - während die Saugpumpe abgeschaltet ist - Prognostizieren eines Abnahmeprofils für den Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil, Bestimmen eines Moments zum Anschalten der Saugpumpe beruhend auf dem Abnahmeprofil und einer Verzögerungsperiode der Saugpumpe, sodass der Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil nicht unter einen Schwellenwert sinkt, und Anschalten der Saugpumpe in dem bestimmten Moment, bevor der Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil den Schwellenwert erreicht.
Auf diese Weise können Unterschreitungen des Kraftstoffzuteilerdrucks reduziert werden. Insbesondere durch Prognostizieren, wie viel Zeit eine Saugpumpe benötigt, um damit zu beginnen, Druck zu einem Kraftstoffzuteiler hinzuzufügen und Vorhersagen zukünftiger Kraftstoffeinspritzraten, kann die Saugpumpenanschaltung geplant werden, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck auf unterwünscht niedrige Pegel abnimmt. Somit kann die Saugpumpe abgeschaltet bleiben, was die Kraftstoffeinsparungen erhöht, und kann dann zum geeigneten Zeitpunkt eingeschaltet werden, um Verluste in der Motorleistung und in der Drehmomentzufuhr zu verhindern.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Ansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems, zu dem ein Kraftstoffsystem gehört, das eine oder mehrere von einer Direkteinspritzung und einer Einzeleinspritzung umfassen kann, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Kraftstoffsystems, das in dem Motorsystem aus 1 inbegriffen sein kann, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3A zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten beispielhaften Ablaufs zum Betreiben einer Kraftstoffsaugpumpe wie etwa der Saugpumpe aus 2 in einem kontinuierlichen ersten Modus und in einem intermittierenden zweiten Modus in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3B zeigt einen Graphen, der beispielhafte Effizienzänderungen einer Saugpumpe wie etwa der Saugpumpe aus 2 unter variierenden Kraftstoffdurchsätzen abbildet, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Ablaufs zum Betreiben einer Kraftstoffsaugpumpe wie etwa der Saugpumpe aus 2 in dem kontinuierlichen ersten Modus in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 zeigt einen dritten beispielhaften Ablauf zum Betreiben einer Kraftstoffsaugpumpe wie etwa der Saugpumpe aus 2 in dem intermittierenden zweiten Modus in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6A zeigt einen dritten beispielhaften Ablauf zum Bestimmen, wie viel Leistung einer Saugpumpe wie etwa der Saugpumpe aus 2 zuzuführen ist, wenn der Saugpumpe während des intermittierenden zweiten Modus Leistung zugeführt wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6B zeigt einen Graphen, welcher einen beispielhaften Regler der Saugpumpe während des intermittierenden zweiten Modus abbildet, wenn der Saugpumpe Leistung zugeführt wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 zeigt einen Graphen, der einen beispielhaften Kraftstoffsaugpumpenbetrieb unter variierenden Motorbetriebsbedingungen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Saugpumpe. Die Saugpumpe kann in einem Kraftstoffsystem eines Motorsystems inbegriffen sein, wie etwa des in 1 gezeigten Motorsystems. Wie in dem beispielhaften Kraftstoffsystem aus 2 gezeigt, pumpt die Saugpumpe Kraftstoff aus einem Kraftstofftank, in dem der Kraftstoff aufbewahrt wird, in einen oder mehrere Kraftstoffzuteiler, in denen der Kraftstoff durch Kraftstoffeinspritzer eingespritzt wird. In manchen Beispielen kann das Kraftstoffsystem ein System mit Direkteinspritzung (Direct Injection - DI) sein und der Kraftstoff kann aus einem Direkteinspritzungskraftstoffzuteiler direkt in einen oder mehrere Motorzylinder eingespritzt werden. In solchen Beispielen kann eine Direkteinspritzpumpe zwischen der Saugpumpe und dem Direkteinspritzungskraftstoffzuteiler positioniert werden, um vor der Einspritzung in den einen oder die mehreren Motorzylinder eine weitere Druckbeaufschlagung auf den Kraftstoff anzuwenden. In anderen Beispielen jedoch kann das Kraftstoffsystem ein System mit Einzeleinspritzung (PFI) sein, und der Kraftstoff kann durch einen Einzeleinspritzungskraftstoffzuteiler in einen Ansaugkanal vor den Motorzylindern eingespritzt werden. In solchen Beispielen kann der Kraftstoff dem Einzeleinspritzungskraftstoffzuteiler anhand der Saugpumpe direkt zugeführt werden. In weiteren Beispielen können sowohl eine Kraftstoffeinzeleinspritzung als auch Direkteinspritzung in dem Kraftstoffsystem inbegriffen sein, die daher als Kraftstoffeinzel- und Direkteinspritzung (Port Fuel Direct Injection - PFDI) bezeichnet werden kann.
Der Betrieb der Saugpumpe kann durch einen Motorregler beruhend auf einem Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzuteiler per Rückkopplung geregelt werden, der von einem Kraftstoffzuteilerdrucksensor bereitgestellt wird, wie in dem beispielhaften Kraftstoffsystem aus 2 gezeigt. Die Saugpumpe führt dem Kraftstoffzuteiler Kraftstoff zu, um Kraftstoff zu ersetzen, der über einen oder mehrere Kraftstoffeinspritzer aus dem Kraftstoffzuteiler austritt. Daher kann mehr Kraftstoff in den Kraftstoffzuteiler gepumpt werden, wenn die Raten der Kraftstoffeinspritzung steigen, um den erhöhten Kraftstoffverlust aus dem Kraftstoffzuteiler für die Einspritzung zu kompensieren. Um die Kraftstoffmenge, die dem Kraftstoffzuteiler zugeführt wird, zu erhöhen, kann die Leistung für die Saugpumpe erhöht werden. Somit kann sich die der Saugpumpe zugeführte Leistung ungefähr proportional zu den Raten der Kraftstoffeinspritzung verhalten.
Gleichwohl kann die Effizienz der Saugpumpe bei niedrigeren Leistungspegeln und/oder Kraftstoffdurchsätzen aus der Pumpe sinken. Ein beispielhaftes Diagramm bezüglich Pumpeneffizienz im Verhältnis zu Kraftstoffdurchsatz wird anhand des Graphen aus 3B gezeigt. Somit kann die Saugpumpe je nach Motorbetriebsbedingungen in verschiedenen Modi betrieben werden, wie in dem Beispielverfahren aus 3A beschrieben. Beispielsweise kann die Saugpumpe im kontinuierlichen ersten Modus betrieben werden, wie in dem Beispielverfahren aus 4 beschrieben, wenn die Effizienz der Pumpe über einen Schwellenwert ansteigt. Wenn die Effizienz der Pumpe unter den Schwellenwert sinkt, dann kann die Saugpumpe in einem intermittierenden zweiten Modus betrieben werden, wie in dem Beispielverfahren aus 5 beschrieben. In dem intermittierenden zweiten Modus kann die Pumpe abgeschaltet bleiben und danach nur dann angeschaltet werden, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck erwartungsgemäß unter einen Schwellenwert sinkt. 6A zeigt ein Beispielverfahren zum Bestimmen, wie viel Leistung der Saugpumpe zuzuführen ist, wenn die Saugpumpe während des intermittierenden zweiten Modus angeschaltet wird.
Es muss festgehalten werden, dass der gewünschte Betriebsmodus der Saugpumpe beruhend auf einer oder mehreren Motorbetriebsbedingungen ausgewählt werden kann, darunter etwa: Motordrehzahl, Kraftstoffzuteilerdruck, Raten der Kraftstoffeinspritzung, Drehmoment laut Fahrerbedarf, Druck im Ansaugkrümmer, Ladedruck usw. In dem kontinuierlichen ersten Modus kann das Maß an Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, beruhend auf dem Kraftstoffzuteilerdruck per Rückkopplung im geschlossenen Kreis geregelt werden, wobei der Kraftstoffzuteilerdruck von der Rate der Kraftstoffeinspritzung beeinflusst wird. Daher kann die der Saugpumpe zugeführte Leistung durch die Raten der Kraftstoffeinspritzung beeinflusst werden, wobei die Rate der Kraftstoffeinspritzung beruhend auf einem oder mehreren von Drehmoment laut Fahrerbedarf, Druck im Ansaugkrümmer, Motordrehzahl, Drosselstellung usw. bestimmt werden kann. Daher kann das der Saugpumpe zugeführte Maß an Leistung direkt und/oder indirekt von den oben genannten Motorbetriebsbedingungen beeinflusst werden, da die Raten der Kraftstoffeinspritzung von den oben genannten Motorbetriebsbedingungen abhängig sind. Da die Effizienz der Saugpumpe von dem Maß an Leistung abhängt, das der Pumpe zugeführt wird (und damit von dem Kraftstoffdurchsatz aus der Pumpe), kann die Bestimmung dessen, in welchem Modus die Saugpumpe zu betreiben ist, ebenfalls von einer ober mehreren der oben genannten Motorbetriebsbedingungen abhängig sein. Der Graph in 7 beispielsweise zeigt, wie die Saugpumpe in den verschiedenen Modi unter variierenden Motorbetriebsbedingungen betrieben werden kann.
In Bezug auf die Terminologie, die in dieser detaillierten Beschreibung verwendet wird, können eine Hochdruckpumpe oder Direkteinspritzungskraftstoffpumpe jeweils als HP-Pumpe (alternativ HPP) bzw. als DI-Kraftstoffpumpe abgekürzt werden. An sich kann die DI-Kraftstoffpumpe auch als DI-Pumpe bezeichnet werden. Dementsprechend können HPP und DI-Kraftstoffpumpe synonym verwendet werden, um auf die Hochdruck-Direkteinspritzungskraftstoffpumpe zu verweisen. Gleichermaßen kann die Saugpumpe auch als Niederdruckpumpe bezeichnet werden. Ferner kann die Niederdruckpumpe als LP-Pumpe oder LPP abgekürzt werden. Die Kraftstoffeinzeleinspritzung kann mit PFI abgekürzt werden, während die Direkteinspritzung mit DI abgekürzt werden kann. Zusätzlich dazu können Kraftstoffsysteme, in denen sowohl die Kraftstoffeinzeleinspritzung als auch die Direkteinspritzung inbegriffen sind, hier als Kraftstoffeinzel- und Direkteinspritzung bezeichnet und als PFDI abgekürzt werden. Ferner kann der Kraftstoffzuteilerdruck, oder der Wert für den Druck im Inneren eines Kraftstoffzuteilers, als FRP (Fuel Rail Pressure) abgekürzt werden. Ein Direkteinspritzungskraftstoffzuteiler kann auch als Hochdruckkraftstoffzuteiler, der als HP-Kraftstoffzuteiler abgekürzt werden kann, bezeichnet werden. Ferner kann ein Einzeleinspritzungskraftstoffzuteiler auch als Niederdruckkraftstoffzuteiler, der als LP-Kraftstoffzuteiler abgekürzt werden kann, bezeichnet werden.
Es versteht sich, dass die Direkteinspritzer oder die Einzeleinspritzer in den beispielhaften Systemen mit Kraftstoffeinzel- und Direkteinspritzung (PFDI), die in der vorliegenden Offenbarung gezeigt werden, weggelassen werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
1 zeigt ein Beispiel eines Brennraums oder Zylinders eines Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Regelsystem, in dem der Regler 12 inbegriffen ist, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 geregelt werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die gepunkteten Linien in 1 stellen elektrische Verbindungen zwischen dem Regler 12 und unterschiedlichen Motorsensoren und -aktoren dar. Demnach sind Komponenten, die in der Darstellung von 1 durch eine gepunktete Linie verbunden sind, elektrisch aneinander gekoppelt.
Der Zylinder 14 (hier auch als Brennraum 14 bezeichnet) des Motors 10 kann Brennraumwände 136 aufweisen, in denen ein Kolben 138 angeordnet ist. Der Kolben 138 kann an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein (nicht dargestelltes) Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein (nicht dargestellter) Anlasser über ein (nicht dargestelltes) Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen. Ein Stellungssensor, wie etwa ein Hall-Sensor 120, kann an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um dem Regler 12 eine Stellung der Kurbelwelle anzuzeigen. Insbesondere kann der Regler 12 eine Stellung der Kurbelwelle (bspw. den Kurbelwinkel) auf Ausgaben beruhend schätzen, die er von dem Hall-Sensor 120 erhält.
Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Ein Luftmassensensor 122 kann ein Einlass sein, beispielsweise ein wie in 1 gezeigter Luftkanal 142, um einen Hinweis auf eine Luftmenge bereitzustellen, die zu dem Zylinder 14 strömt. Insbesondere kann der Regler 12 beruhend auf Ausgaben, die von dem Luftmassensensor 122 empfangen werden, einen Luftmassendurchsatz in den Zylinder 14 schätzen. Die Ansaugluftkanäle 142, 144 und 146 können zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 in Kommunikation stehen. In manchen Beispielen kann in einem oder mehreren der Ansaugluftkanäle eine Aufladevorrichtung, wie z. B. ein Turbolader oder ein Kompressor, inbegriffen sein. Zum Beispiel ist der Motor 10 in der Darstellung von 1 mit einem Turbolader ausgelegt, der einen Verdichter 174, welcher zwischen den Ansaugluftkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang eines Abgaskanals 158 angeordnet ist, aufweist. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 mit Leistung versorgt werden, wenn die Aufladevorrichtung als Turbolader ausgelegt ist. In anderen Beispielen, wie etwa, wenn der Motor 10 mit einem Kompressor versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch optional weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 über eine mechanische Eingabe von einer Kraftmaschine oder dem Motor mit Leistung versorgt werden kann. In weiteren Beispielen kann der Verdichter 174 weggelassen werden. Demnach kann der Verdichter 174 den Druck der Ansaugluft erhöhen, die aus dem Ansaugkanal 142 aufgenommen und in den Ansaugkanal 144 befördert wird. Daher kann die Luft in dem Ansaugkanal 144 einem höheren Druck ausgesetzt sein als die Luft in dem Ansaugkanal 142. Die Drossel 162 kann dann eine Menge aufgeladener Luft regulieren, welche aus dem Ansaugkanal 144 in den Ansaugkanal 146 befördert wird. Der Ansaugkanal 146 kann hier auch als Ansaugkrümmer 146 bezeichnet werden.
Die Drossel 162, die eine Drosselplatte 164 aufweist, kann zwischen den Ansaugluftkanälen 144 und 146 des Motors angeordnet sein, um den Durchsatz und/oder Druck der Ansaugluft zu variieren, die den Motorzylindern bereitgestellt wird. Wie in 1 gezeigt, kann die Drossel 162 hinter dem Verdichter 174 positioniert sein, oder alternativ kann sie vor dem Verdichter 174 bereitgestellt sein. Der Ansaugkrümmer 146 kann einen Drucksensor 124 zum Anzeigen eines Ansaugkrümmer-Absolutdrucks (Absolute Manifold Pressure - MAP) aufweisen. Daher kann der Regler 12 einen Ansaugkrümmerdruck auf Ausgaben beruhend schätzen, die von dem Drucksensor 124 erhalten werden. Der Drucksensor 124 kann hinter dem Verdichter 174 positioniert sein und daher auch einen durch den Verdichter 174 bereitgestellten Ladedruck anzeigen, was für Beispiele gilt, in denen der Verdichter 174 in dem Motor 10 inbegriffen ist.
Der Abgaskrümmer 148 kann Abgase aus anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 aufnehmen. Der Darstellung nach ist der Abgassensor 128 vor der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 an den Abgaskanal 158 gekoppelt. Der Sensor 128 kann aus unterschiedlichen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgewählt sein, wie z. B. einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer Zweizustands-Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionsbegrenzungsvorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (Three Way Catalyst - TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile aufweisen. Beispielsweise weist der Zylinder 14 in der Darstellung mindestens ein Einlassventil 150 und mindestens ein Auslassventil 156 auf, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. In manchen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlassventile und mindestens zwei Auslassventile aufweisen, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
Das Einlassventil 150 kann über einen Aktor 152 von dem Regler 12 geregelt werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 über einen Aktor 154 von dem Regler 12 geregelt werden. Unter manchen Bedingungen kann der Regler 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der entsprechenden Einlass- und Auslassventile zu regeln. Die Position des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 kann durch entsprechende Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktoren können vom Typus mit elektrischer Ventilbetätigung oder vom Typus mit Nockenbetätigung oder eine Kombination daraus sein. Die Einlass- und Auslassventilansteuerung können gleichzeitig geregelt werden oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenansteuerung, zur variablen Auslassnockenansteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Nockenansteuerung oder zur festgelegten Nockenansteuerung verwendet werden. In jedem Nockenbetätigungssystem können ein oder mehrere Nocken inbegriffen sein, und es kann eines oder mehrere von Systemen für Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variable Nockenansteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variable Ventilansteuerung (Variabel Valve Timing - WT) und/oder variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL) nutzen, die durch den Regler 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Beispielsweise kann der Zylinder 14 alternativ ein über elektronische Ventilbetätigung geregeltes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, geregeltes Auslassventil aufweisen. In anderen Beispielen können das Einlass- und Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilansteuerung geregelt werden.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Verhältnis von Volumen handelt, wenn sich der Kolben 138 auf der Position des unteren Totpunkts oder der Position des oberen Totpunkts befindet. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In manchen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es beispielsweise kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann bei der Verwendung einer Direkteinspritzung aufgrund ihrer Auswirkung auf das Motorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In manchen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 aufweisen, um eine Verbrennung auszulösen. Das Zündsystem 190 kann dem Brennraum 14 über die Zündkerze 192 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von dem Regler 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. In manchen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch entfallen, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch das Einspritzen von Kraftstoff auslösen kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
In manchen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Einspritzern zum Bereitstellen von Kraftstoff an diesen ausgelegt sein. Als nicht einschränkendes Beispiel weist der Zylinder 14 in der Darstellung einen ersten Kraftstoffeinspritzer 166 auf. Der Kraftstoffeinspritzer 166 ist in der Darstellung direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von dem Regler 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt dort einzuspritzen. Auf diese Weise stellt der Einspritzer 166 eine direkte Einspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 14 bereit. Daher kann der erste Kraftstoffeinspritzer 166 hier auch als DI-Kraftstoffeinspritzer 166 bezeichnet werden. Während der Einspritzer 166 in der Darstellung von 1 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert ist, kann er sich alternativ dazu über dem Kolben befinden, wie z. B. in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff betrieben wird, da einige alkoholhaltige Kraftstoffe eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ dazu kann sich der Einspritzer oberhalb und in der Nähe des Einlassventils befinden, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann von einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruckkraftstoffpumpe 73 und einen Kraftstoffzuteiler an den Kraftstoffeinspritzer 166 abgegeben werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher dem Regler 12 ein Signal bereitstellt.
Zusätzlich oder alternativ kann in dem Motor 10 ein zweiter Kraftstoffeinspritzer 170 inbegriffen sein. Die Kraftstoffeinspritzer 166 und 170 können dazu ausgelegt sein, Kraftstoff, der von einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommen wird, abzugeben. Konkret kann Kraftstoff von einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Niederdruckkraftstoffpumpe 75 und einen Kraftstoffzuteiler an den Kraftstoffeinspritzer 170 abgegeben werden. Wie später in der detaillierten Beschreibung ausgeführt, können in dem Kraftstoffsystem 8 ein oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffzuteiler inbegriffen sein.
In dem Kraftstoffsystem 8 können ein Kraftstofftank oder mehrere Kraftstofftanks inbegriffen sein. In Ausführungsformen, in denen mehrere Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 inbegriffen sind, können die Kraftstofftanks Kraftstoff mit den gleichen Kraftstoffqualitäten fassen, oder sie können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten, wie zum Beispiel unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen, fassen. Zu den Unterschieden können ein unterschiedlicher Alkoholgehalt, eine unterschiedliche Oktanzahl, eine unterschiedliche Verdampfungswärme, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus usw. gehören. In einem Beispiel könnten zu Kraftstoffen mit unterschiedlichen Alkoholgehalten Benzin, Ethanol, Methanol oder Alkoholmischungen wie zum Beispiel E85 (bestehend aus etwa 85 % Ethanol und 15 % Benzin) oder M85 (bestehend aus etwa 85 % Methanol und 15 % Benzin) gehören. Andere alkoholhaltige Kraftstoffe könnten ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Alkohol, Wasser und Benzin usw. sein. In manchen Beispielen kann in dem Kraftstoffsystem 8 ein Kraftstofftank, der einen Flüssigkraftstoff wie etwa Benzin fasst, und auch ein Kraftstofftank inbegriffen sein, der einen gasförmigen Kraftstoff wie etwa CNG fasst.
Die Kraftstoffeinspritzer 166 und 170 können dazu ausgelegt sein, Kraftstoff aus dem gleichen Kraftstofftank, aus verschiedenen Kraftstofftanks, aus einer Vielzahl der gleichen Kraftstofftanks oder aus einem überlappenden Satz an Kraftstofftanks einzuspritzen. In dem Kraftstoffsystem 8 kann eine Niederdruckkraftstoffpumpe 75 (wie etwa eine Saugpumpe) und eine Hochdruckkraftstoffpumpe 73 inbegriffen sein. Die Niederdruckkraftstoffpumpe 75 kann eine Saugpumpe sein, die Kraftstoff aus dem einen oder den mehreren Kraftstofftanks zu dem einen oder den mehreren Einspritzern 166 und 170 pumpt. Wie nachfolgend unter Bezug auf das Kraftstoffsystem aus 2 ausgeführt, kann dem ersten Kraftstoffeinspritzer 166 bereitgestellter Kraftstoff anhand einer Hochdruckkraftstoffpumpe 73 weiter druckbeaufschlagt werden. Daher kann die Niederdruckkraftstoffpumpe 75 einem oder mehreren von einem Einzeleinspritzungskraftstoffzuteiler und der Hochdruckkraftstoffpumpe 73 Kraftstoff direkt bereitstellen, während die Hochdruckkraftstoffpumpe 73 Kraftstoff an einen Direkteinspritzungskraftstoffzuteiler abgeben kann.
In der Darstellung ist der Kraftstoffeinspritzer 170 in dem Ansaugkanal 146 statt im Zylinder 14 in einer Auslegung angeordnet, welche die sogenannte Einzeleinspritzung von Kraftstoff in den Ansaugkanal vor dem Zylinder 14 bereitstellt. Der zweite Kraftstoffeinspritzer 170 kann Kraftstoff, der von dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommen wird, proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-2, das von dem Regler 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu beachten, dass der Abbildung entsprechend ein einzelner elektronischer Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder mehrere Treiber, zum Beispiel ein elektronischer Treiber 168 für den Kraftstoffeinspritzer 166 und ein elektronischer Treiber 171 für den optionalen Kraftstoffeinspritzer 170, verwendet werden können.
In einem alternativen Beispiel kann jeder der Kraftstoffeinspritzer 166 und 170 als Kraftstoffdirekteinspritzer zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 ausgelegt sein. In einem anderen Beispiel kann jeder der Kraftstoffeinspritzer 166 und 170 als Kraftstoffeinzeleinspritzer zum Einspritzen von Kraftstoff vor dem Einlassventil 150 ausgelegt sein. In weiteren Beispielen kann der Zylinder 14 nur einen einzelnen Kraftstoffeinspritzer aufweisen, der dazu ausgelegt ist, verschiedene Kraftstoffe von den Kraftstoffsystemen in variierenden relativen Mengen als ein Kraftstoffgemisch aufzunehmen, und der ferner dazu ausgelegt ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder direkt in den Zylinder als Kraftstoffdirekteinspritzer oder vor den Einlassventilen als Kraftstoffeinzeleinspritzer einzuspritzen. In einem weiteren Beispiel kann dem Zylinder 14 lediglich durch den optionalen Kraftstoffeinspritzer 170 oder lediglich durch Einzeleinspritzung (auch als Ansaugkrümmereinspritzung bezeichnet) Kraftstoff zugeführt werden. Somit versteht es sich, dass die hier beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die hier beispielhaft beschriebenen konkreten Auslegungen von Kraftstoffeinspritzern beschränkt sein sollen.
Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzigen Takts des Zylinders durch beide Einspritzer zugeführt werden. Beispielsweise kann jeder Einspritzer einen Teil einer Kraftstoffgesamteinspritzung bereitstellen, der im Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner können die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der von jedem Einspritzer zugeführt wird, mit Betriebsbedingungen wie etwa Motorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie hier nachfolgend beschrieben, variieren. Der einzeln eingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit geöffnetem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Ansaughub) sowie während eines Betriebs bei sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff beispielsweise während eines Ansaughubs sowie teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßhubs, während des Ansaughubs und teilweise während des Verdichtungshubs zugeführt werden. Somit kann selbst bei einem einzigen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus dem Einzel- und Direkteinspritzer eingespritzt werden. Darüber hinaus können bei einem einzigen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungshubs, Ansaughubs oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus erfolgen.
Wie weiter oben beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Somit kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass- /Auslassventile, Kraftstoffeinspritzer, Zündkerze usw. aufweisen. Es versteht sich, dass der Motor 10 jede geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder manche oder alle der unterschiedlichen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezug auf den Zylinder 14 beschrieben und abgebildet wurden.
Die Kraftstoffeinspritzer 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören Unterschiede in Bezug auf die Größe; zum Beispiel kann ein Einspritzer eine größere Einspritzöffnung als der andere aufweisen. Zu anderen Unterschieden gehören u. a. unterschiedliche Spritzwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliche Zielsetzungen, unterschiedliche Einspritzzeitpunkte, unterschiedliche Spritzeigenschaften, unterschiedliche Positionen usw. Darüber hinaus können je nach dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Kraftstoffeinspritzern 170 und 166 unterschiedliche Wirkungen erzielt werden.
Der Regler 12 ist in 1 als Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel zum Speichern von ausführbaren Anweisungen als nichtflüchtiger Festwertspeicher 110 dargestellt ist, einen Direktzugriffsspeicher 112, einen Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Der Regler 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (Mass Air Flow - MAF) von einem Luftmassensensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von einem Hall-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; der Drosselposition (Throttle Postion - TP) von einem Drosselpositionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (Manifold Absolute Pressure - MAP) von einem Sensor 124. Das Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch den Regler 12 aus dem PIP-Signal generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor 124 kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Der Regler 12 empfängt Signale von den unterschiedlichen Sensoren aus 1 und nutzt die unterschiedlichen Aktoren aus 1 (bspw. die Drossel 162, den Kraftstoffeinspritzer 166, den Kraftstoffeinspritzer 170, die Hochdruckkraftstoffpumpe 73, die Niederdruckkraftstoffpumpe 75 usw.), um den Motorbetrieb auf den empfangenen Signalen und Anweisungen beruhend einzustellen, die in einem Speicher des Reglers gespeichert sind. Konkret kann der Regler 12 den Betrieb der Niederdruckkraftstoffpumpe 75 auf einer gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge und/oder einem gewünschten Druck in einem Kraftstoffzuteiler beruhend einstellen, wie nachfolgend unter Bezug auf 2 ausführlicher beschrieben.
2 bildet schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems 200 ab, welches das Gleiche oder ähnlich wie das Kraftstoffsystem 8 aus 1 sein kann. Somit kann das Kraftstoffsystem 200 dazu betrieben werden, dass es einem Motor wie etwa dem Motor 10 aus 1 Kraftstoff zuführt. Das Kraftstoffsystem 200 kann durch einen Regler 222 betrieben werden, welcher der Gleiche oder ähnlich wie der Regler 12 sein kann, der oben unter Bezug auf 1 beschrieben wurde, um manche oder alle der Operationen durchzuführen, die nachfolgend unter Bezug auf die Ablaufdiagramme aus 3A und 4-7 beschrieben werden.
In dem Kraftstoffsystem 200 sind inbegriffen: ein Kraftstofftank 210, eine Saugpumpe 212, ein Rückschlagventil 213, ein oder mehrere Kraftstoffzuteiler, ein Niederdruckkanal 218, der eine Fluidkommunikation zwischen der Pumpe 212 und dem einen oder den mehreren Kraftstoffzuteilern bereitstellt, Kraftstoffeinspritzer, ein oder mehrere Kraftstoffzuteiler-Drucksensoren und ein Motorblock 202. Die Saugpumpe 212 kann hier auch als Niederdruckpumpe (LPP) 212 bezeichnet werden.
Wie in dem Beispiel aus 2 abgebildet, kann das Kraftstoffsystem 200 als System mit Kraftstoffeinzel- und Direkteinspritzung (PFDI) ausgelegt sein, in welchem sowohl ein Direkteinspritzungs(DI)-Kraftstoffzuteiler 250 als auch ein Kraftstoffeinzeleinspritzungs(PFI)-Kraftstoffzuteiler 260 inbegriffen sein können. Gleichwohl kann das Kraftstoffsystem 200 in anderen Beispielen als PFI-System ausgelegt sein und es kann sein, dass der DI-Kraftstoffzuteiler 250 nicht darin inbegriffen ist. Die Saugpumpe 212 kann durch den Regler 222 betrieben werden, um Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 210 über den Niederdruckkanal 218 zu einem oder mehreren von dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 und dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 zu pumpen. Insbesondere steht der Regler 222 über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung in elektrischer Kommunikation mit der Saugpumpe 212 und sendet Signale an die Saugpumpe 212, um den Betrieb der Saugpumpe 212 einzustellen. Insbesondere stellt der Regler 222 ein Maß an elektrischer Leistung (bspw. Spannung) ein, das der Saugpumpe 212 zugeführt wird. Durch das Einstellen des Maßes an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe 212 zugeführt wird, kann der Regler 222 dadurch eine Kraftstoffmenge regulieren, die aus der Saugpumpe 212 zu einem oder mehreren von den Kraftstoffzuteilern 250 und 260 gepumpt wird.
Das Rückschlagventil 213 kann in dem Niederdruckkanal 218 positioniert sein, und zwar näher bei der Kraftstoffpumpe 212 als die Kraftstoffzuteiler 250 und 260, um die Kraftstoffzufuhr zu begünstigen und den Kraftstoffleitungsdruck in dem Kanal 218 aufrechtzuerhalten. Konkret kann das Rückschlagventil 213 in manchen Beispielen in dem Kraftstofftank 210 inbegriffen sein. In anderen Beispielen jedoch kann das Rückschlagventil 213 außerhalb des Kraftstofftanks 210 positioniert sein, und zwar zwischen dem Kraftstofftank und den Kraftstoffzuteilern 250 und 260. Das Rückschlagventil 213 kann in der Nähe eines Auslasses 251 der Saugpumpe 212 einbezogen sein. Somit kann die Strömung in dem Niederdruckkanal 218 in eine Richtung von der Saugpumpe 212 zu den Kraftstoffzuteilern 250 und 260 verlaufen. Anders formuliert, kann das Rückschlagventil 213 einen doppelgerichteten Kraftstofffluss in dem Kanal 218 verhüten, da der Kraftstoff nicht rückwärts durch das Rückschlagventil 213 zu der Saugpumpe 212 und von den Kraftstoffzuteilern 250 und 260 weg fließt. Daher kann der Kraftstoff nur von der Saugpumpe 212 weg zu einem oder mehreren von den Kraftstoffzuteilern 250 und 260 in dem Kraftstoffsystem 200 fließen. In der vorliegenden Beschreibung des Kraftstoffsystems 200 bezeichnet Anströmung einen Kraftstofffluss von den Kraftstoffzuteilern 250, 260 zu der LPP 212, während Abströmung die nominale Kraftstoffflussrichtung von der LPP zu der HPP 214 und von dort zu den Kraftstoffzuteilern bezeichnet.
Ein erster Drucksensor 231 kann zwischen der Saugpumpe 212 und dem Rückschlagventil 213 einbezogen sein, um einen Druck in dem Niederdruckkanal 218 vor dem Rückschlagventil 213 anzugeben. Der erste Drucksensor 231 kann über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung in elektrischer Kommunikation mit dem Regler 222 stehen, um dem Regler 222 den Druck vor dem Rückschlagventil 231 mitzuteilen. Somit kann der Regler 222 den Druck in dem Kanal 218 vor dem Rückschlagventil 213 auf Ausgaben beruhend schätzen, die er von dem ersten Drucksensor 231 empfängt.
In manchen Beispielen kann der Regler 222 den Betrieb der Saugpumpe allein auf Ausgaben von dem ersten Drucksensor 231 beruhend per Rückkopplung mit geschlossenem Kreis regeln. Beispielsweise kann Regler 222 den Betrieb der Saugpumpe allein auf Ausgaben von dem ersten Drucksensor 231 beruhend per Rückkopplung mit geschlossenem Kreis regeln, wenn der Regler während des intermittierenden zweiten Betriebsmodus der Saugpumpe derart Leistung zuführt, dass der Druck in dem Kanal 218 vor dem Rückschlagventil 213 auf annähernd den gleichen Druck wie hinter dem Rückschlagventil 213 gebracht wird. Insbesondere kann der Regler 222 der Saugpumpe eine Spannung zuführen, die ausreichend ist, um den Druck vor dem Rückschlagventil 213 auf jenen hinter dem Rückschlagventil 213 zu erhöhen, wenn die Saugpumpe während des intermittierenden zweiten Modus anfänglich angeschaltet wird.
In anderen Beispielen jedoch kann der Regler 222 den Betrieb der Saugpumpe allein auf Ausgaben von einem oder mehreren Kraftstoffzuteiler-Drucksensoren 248 und 258 beruhend per Rückkopplung mit geschlossenem Kreis regeln. Beispielsweise kann der Regler 222 den Betrieb der Saugpumpe allein auf Ausgaben von einem oder mehreren Kraftstoffzuteiler-Drucksensoren 248 und 258 beruhend während des ersten Modus mit kontinuierlicher Leistungszufuhr per Rückkopplung mit geschlossenem Kreis regeln. In weiteren Beispielen jedoch kann der Regler 222 den Betrieb der Saugpumpe auf Ausgaben sowohl von dem ersten Drucksensor 231 als auch von einem oder mehreren von den Kraftstoffzuteiler-Drucksensoren 248 und 258 beruhend per Rückkopplung mit geschlossenem Kreis regeln.
In weiteren Beispielen kann der Regler die Saugpumpe mit offenem Kreis (nicht auf Rückkopplungen von den Drucksensoren beruhend) betreiben. Beispielsweise kann der Regler die der Saugpumpe zugeführte Spannung auf einen vorgegebenen Pegel und/oder für eine vorgegebene Dauer einstellen, wenn der Saugpumpe während des intermittierenden zweiten Modus Leistung zugeführt wird (wenn der Saugpumpe bspw. eine Spannung anders als Null bereitgestellt wird).
Nachdem der Kraftstoff durch die Saugpumpe 212 aus dem Kraftstofftank 210 gepumpt wurde, kann er den Kanal 218 entlang entweder zu dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 oder dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 fließen. Daher kann sich der Kanal 218 in die DI-Zuleitung 278 und Einzeleinspritzungszuleitung 288 verzweigen, wobei die DI-Zuleitung 278 eine Fluidkommunikation mit dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 bereitstellt und die Einzeleinspritzungszuleitung 288 eine Fluidkommunikation mit dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 bereitstellt. Bevor der Kraftstoff den DI-Kraftstoffzuteiler 250 über den Niederdruckkanal 218 erreicht, kann er anhand einer DI-Pumpe 214 weiter druckbeaufschlagt werden. Die DI-Pumpe 214 kann in der vorliegenden Beschreibung auch als Hochdruckpumpe (HPP) 214 bezeichnet werden. Die Pumpe 214 kann den Druck des Kraftstoffs vor der Direkteinspritzung in einen oder mehrere Motorzylinder 264 durch Direkteinspritzer 252 erhöhen. Daher kann durch die DI-Pumpe 214 druckbeaufschlagter Kraftstoff durch die DI-Zuleitung 278 zu dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 fließen, wo er bis zur Direkteinspritzung in die Motorzylinder 264 über die Direkteinspritzer 252 verbleiben kann. Die Direkteinspritzer 252 können die Gleichen oder ähnlich wie der Kraftstoffeinspritzer 166 sein, der weiter oben unter Bezug auf 1 beschrieben wurde. Ferner können die Direkteinspritzer 252 in der vorliegenden Beschreibung auch als Direkteinspritzer 252 bezeichnet werden. Der DI-Kraftstoffzuteiler 250 kann einen ersten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 248 zum Bereitstellen einer Angabe des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzuteiler 250 aufweisen. Somit kann der Regler 222 den Kraftstoffzuteilerdruck (FRP) des DI-Kraftstoffzuteilers 250 auf Ausgaben beruhend schätzen und/oder bestimmen, die er von dem ersten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 248 empfängt.
In manchen Beispielen kann Kraftstoff, der zu dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 fließt, nicht weiter druckbeaufschlagt werden, nachdem er anhand der Saugpumpe 212 aus dem Kraftstofftank 210 gepumpt wurde. In anderen Beispielen jedoch kann Kraftstoff, der zu dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 fließt, anhand der DI-Pumpe 214 weiter druckbeaufschlagt werden, bevor der den PFI-Kraftstoffzuteiler 260 erreicht. Somit kann der Kraftstoff von der Saugpumpe 212 zu dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 fließen, bevor er über die Einzeleinspritzer 262 in einen Ansaugkanal vor den Motorzylindern 264 eingespritzt wird. Konkret kann der Kraftstoff durch den Niederdruckkanal 218 und danach weiter zu der Einzeleinspritzungszuleitung 288 fließen, bevor der den PFI-Kraftstoffzuteiler 260 erreicht. Die Einzeleinspritzer 262 können die Gleichen oder ähnlich wie der Einspritzer 170 sein, der weiter oben unter Bezug auf 1 beschrieben wurde. Ferner können die Einzeleinspritzer 262 in der vorliegenden Beschreibung auch als Einzeleinspritzer 262 bezeichnet werden. Der PFI-Kraftstoffzuteiler 260 kann einen zweiten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 258 zum Bereitstellen einer Angabe des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzuteiler 260 aufweisen. Somit kann der Regler 222 den FRP des PFI-Kraftstoffzuteilers 260 auf Ausgaben beruhend schätzen und/oder bestimmen, die er von dem zweiten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 258 empfängt.
In 2 wird es zwar als PFDI-System abgebildet, doch versteht es sich, dass das Kraftstoffsystem 200 auch als DI-System oder als PFI-System ausgelegt sein kann. Wenn es als DI-System ausgelegt ist, können kein(e) PFI-Kraftstoffzuteiler 260, Einzeleinspritzer 262, Drucksensor 258 und Einzeleinspritzerzuleitung 288 in dem Kraftstoffsystem 200 inbegriffen sein. Daher kann in Beispielen, in denen das Kraftstoffsystem 200 als DI-Kraftstoffsystem ausgelegt ist, im Wesentlichen der gesamte Kraftstoff, der anhand der Saugpumpe 212 aus dem Kraftstofftank 210 gepumpt wird, auf dem Weg zu dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 zu der DI-Pumpe 214 fließen. Somit kann der DI-Kraftstoffzuteiler 250 annähernd den gesamten Kraftstoff aufnehmen, der anhand der Saugpumpe 212 aus dem Kraftstofftank 210 gepumpt wird.
Ferner versteht es sich darüber hinaus, dass in Beispielen, in denen das Kraftstoffsystem 200 als PFI-System ausgelegt ist, die DI-Pumpe 214, die DI-Zuleitung 278, der DI-Kraftstoffzuteiler 250, der Drucksensor 248 und die Direkteinspritzer 252 nicht in dem Kraftstoffsystem 200 inbegriffen sein können. Daher kann in Beispielen, in denen das Kraftstoffsystem 200 als PFI-System ausgelegt ist, im Wesentlichen der gesamte Kraftstoff, der anhand der Saugpumpe 212 aus dem Kraftstofftank 210 gepumpt wird, zu dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 fließen. Somit kann der PFI-Kraftstoffzuteiler 260 annähernd den gesamten Kraftstoff aufnehmen, der anhand der Saugpumpe 212 aus dem Kraftstofftank 210 gepumpt wird.
Die Beschreibung des Kraftstoffsystems 200 wird fortgesetzt; dabei speichert der Kraftstofftank 210 den Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs. Der Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 210 über einen Kraftstofffüllkanal 204 bereitgestellt werden. Die LPP 212 kann zumindest teilweise im Inneren des Kraftstofftanks 210 angeordnet und eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe sein. Die LPP 212 kann von dem Regler 222 (z. B. dem Regler 12 aus 1) betrieben werden, um der HPP 214 über den Niederdruckkanal 218 Kraftstoff bereitzustellen. Als ein Beispiel kann die LPP 212 eine Turbinenpumpe (z. B. Kreiselpumpe) sein, die einen elektrischen (z. B. DC-)Pumpenmotor aufweist, wobei der Druckanstieg in der Pumpe und/oder der Volumenstrom durch die Pumpe geregelt werden können, indem die elektrische Leistung, die dem Pumpenmotor bereitgestellt wird, variiert wird, wodurch sich die Motordrehzahl erhöht oder verringert. Beispielsweise kann der Regler 222 Signale zu der Saugpumpe 212 und/oder zu einer Leistungszufuhr der Saugpumpe 212 senden, um die elektrische Leistung zu reduzieren, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird. Durch das Reduzieren der elektrischen Leistung, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird, kann der Anstieg des Volumenstroms und/oder Drucks in der Saugpumpe verringert werden. Umgekehrt kann der Anstieg des Volumenstroms und/oder Drucks in der Saugpumpe erhöht werden, indem die der Saugpumpe 212 bereitgestellte elektrische Leistung erhöht wird.
Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die anhand des Reglers 222 an den Motor der Niederdruckpumpe abgegeben wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung wie etwa einer Fahrzeugbatterie an Bord des Fahrzeugs (nicht dargestellt) erhalten werden, wobei das Regelsystem die elektrische Last regeln kann, die verwendet wird, um der Niederdruckpumpe Leistung zuzuführen. Somit werden durch das Variieren der Spannung und/oder des Stroms, die an die Niederdruckkraftstoffpumpe bereitgestellt werden, der Durchsatz und Druck des Kraftstoffs, der am Einlass der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 bereitgestellt wird, eingestellt.
Ein Filter 217 kann hinter der Saugpumpe 212 angeordnet sein und geringfügige Verunreinigungen entfernen, die im Kraftstoff enthalten sind und die Kraftstoffhandhabungskomponenten potentiell beschädigen könnten. In manchen Beispielen kann der Filter 217 hinter dem Rückschlagventil 213 positioniert sein. In anderen Beispielen jedoch kann der Filter 217 vor dem Rückschlagventil 213, zwischen der Kraftstoffpumpe 212 und dem Rückschlagventil 213, positioniert sein. Außerdem kann ein Druckentlastungsventil 219 eingesetzt werden, um den Kraftstoffdruck im Niederdruckkanal 218 (z. B. die Ausgabe aus der Saugpumpe 212) zu begrenzen. Das Entlastungsventil 219 kann einen Kugel-FederMechanismus aufweisen, der z. B. bei einer vorgegebenen Druckdifferenz anliegt und abdichtet.
Durch die LPP 212 angesaugter Kraftstoff kann bei einem niedrigeren Druck in den Niederdruckkanal 218 abgegeben werden. Aus dem Niederdruckkanal 218 kann der Kraftstoff zu einem Einlass 203 der HPP 214 fließen. Konkret kann die Zuleitung 288 in dem in 2 abgebildeten Beispiel an einem ersten Ende an eine Stelle hinter dem Rückschlagventil 234 gekoppelt sein, in der Nähe oder an einem Auslass 203 der DI-Pumpe 214, und an einem zweiten Ende an den PFI-Kraftstoffzuteiler 260 gekoppelt sein, um eine Fluidkommunikation zwischen diesen bereitzustellen. Somit kann im Wesentlichen der gesamte Kraftstoff, der anhand der Saugpumpe 212 aus dem Tank 210 gepumpt wird, durch die HPP 214 weiter druckbeaufschlagt werden, bevor er einen der Kraftstoffzuteiler 250 und 260 erreicht. In solchen Beispielen kann die HPP 214 derart betrieben werden, dass sie den Druck des Kraftstoffs, der jedem der Kraftstoffzuteiler 250 und 260 zugeführt wird, über den Saugpumpendruck anhebt, wobei der DI-Kraftstoffzuteiler 250, der an die Direkteinspritzer 252 gekoppelt ist, mit einem variablen Hochdruck arbeiten kann, während der PFI-Kraftstoffzuteiler 260, welcher an die Einzeleinspritzer 262 gekoppelt ist, mit einem festen Hochdruck arbeiten kann. Somit kann die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 mit jedem von dem Kraftstoffzuteiler 260 und dem Kraftstoffzuteiler 250 in Kommunikation stehen. Infolgedessen können die Hochdruckeinzel- und -direkteinspritzung aktiviert werden.
In solchen Beispielen kann die Zuleitung 288 die Ventile 244 und 242 aufweisen. Die Ventile 244 und 242 können zusammenarbeiten, um den PFI-Kraftstoffzuteiler 260 während des Verdichtungshubs des Kolbens 228 der DI-Pumpe 214 auf einem Schwellendruck (bspw. 15 Bar) druckbeaufschlagt zu halten. Das Druckentlastungsventil 242 kann dazu beitragen, den Druck, der sich aufgrund der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs im Kraftstoffzuteiler 260 entwickeln kann, zu begrenzen. In manchen Beispielen kann sich das Druckentlastungsventil 242 öffnen und es ermöglichen, dass Kraftstoff stromaufwärts von dem Kraftstoffzuteiler 260 zu dem Kanal 218 fließt, wenn der Druck zwischen dem Ventil 242 und dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 über einen Schwellenwert (bspw. 15 Bar) ansteigt.
Alternativ dazu kann der Kraftstoff direkt von dem Niederdruckkanal 218 zu dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 fließen, ohne die DI-Pumpe 214 zu passieren und/oder durch diese druckbeaufschlagt zu werden. In solchen Beispielen kann die Zuleitung 288 direkt an den Niederdruckkanal 218 vor dem Rückschlagventil 234 gekoppelt sein. Sprich, die Zuleitung 288 kann an einem Ende an eine Stelle vor dem Rückschlagventil 234 und hinter dem Rückschlagventil 213 und an dem entgegengesetzten Ende an den PFI-Kraftstoffzuteiler 260 gekoppelt sein, um eine Fluidkommunikation zwischen diesen bereitzustellen. Daher kann zwischen der Saugpumpe 212 und dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 kein zusätzliches Pumpen und/oder keine zusätzliche Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs erfolgen. Demnach kann die DI-Pumpe 214 in manchen Beispielen nur mit dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 in Kommunikation stehen und nur Kraftstoff druckbeaufschlagen, welcher der DI-Pumpe 214 zugeführt wird. Daher kann die Zuleitung 288 alternativ an eine Stelle vor dem Rückschlagventil 234 gekoppelt sein, selbst wenn der PFI-Kraftstoffzuteiler 260 in der Abbildung von 2 über die Zuleitung 288 an eine Stelle hinter dem Rückschlagventil 234 gekoppelt ist.
Somit kann dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck zugeführt werden als dem DI-Kraftstoffzuteiler 250. Konkret kann dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 Kraftstoff bei einem Druck zugeführt werden, welcher annähernd der gleiche wie der Kraftstoffdruck an einem Auslass der Saugpumpe 212 ist.
Der Druck in jedem der Kraftstoffzuteiler 250 und 260 kann von dem Kraftstoffmassendurchsatz in die Zuteiler 250 und 260 über die Zuleitungen 218 bzw. 288 und den Kraftstoffmassendurchsätzen aus den Zuteilern 250 und 260 über die Einspritzer 248 bzw. 258 abhängen. Beispielsweise können die Drücke in dem Kraftstoffzuteiler steigen, wenn der Massendurchsatz in den Kraftstoffzuteiler über dem Massendurchsatz aus dem Kraftstoffzuteiler liegt. Gleichermaßen kann der Druck sinken, wenn der Massendurchsatz aus dem Kraftstoffzuteiler über dem Massendurchsatz in den Kraftstoffzuteiler liegt. Wenn daher die Einspritzer abgeschaltet sind und in dem Kraftstoffzuteiler kein Kraftstoff vorhanden ist, kann der Kraftstoffzuteilerdruck demnach steigen, während die Saugpumpe 212 angeschaltet ist und dreht, was solange der Fall ist, wie der Druck am Auslass der Kraftstoffpumpe über dem Druck in dem Kraftstoffzuteiler liegt und die Kraftstoffpumpe 212 deswegen Kraftstoff in den Kraftstoffzuteiler presst.
Während jeder von dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 und dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 in der Darstellung Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzer der jeweiligen Einspritzer 252, 262 abgibt, versteht es sich, dass jeder Kraftstoffzuteiler 250 und 260 Kraftstoff an eine beliebige geeignete Anzahl an Kraftstoffeinspritzern abgeben kann. Als ein Beispiel kann der DI-Kraftstoffzuteiler 250 Kraftstoff an einen Kraftstoffeinspritzer der ersten Einspritzer 252 für jeden Zylinder des Motors abgeben, während der PFI-Kraftstoffzuteiler 260 Kraftstoff an einen Kraftstoffeinspritzer der zweiten Einspritzer 262 für jeden Zylinder des Motors abgeben kann. Der Regler 222 kann jeden von den Einzeleinspritzern 262 über einen Einzeleinspritztreiber 237 und jeden von den Direkteinspritzern 252 über einen Direkteinspritztreiber 238 einzeln betätigen. Der Regler 222, die Treiber 237 und 238 und andere geeignete Motorsystemregler können ein Regelsystem umfassen. Während die Treiber 237, 238 außerhalb des Reglers 222 dargestellt sind, versteht es sich, dass der Regler 222 in anderen Beispielen die Treiber 237, 238 enthalten oder dazu ausgelegt sein kann, die Funktionalität der Treiber 237, 238 bereitzustellen. Der Regler 222 kann zusätzliche Komponenten enthalten, die nicht dargestellt sind, wie z. B. diejenigen, die in dem Regler 12 aus 1 enthalten sind.
Der Regler 222 kann ein proportional-integraler (PI) oder proportional-integraldifferentialer (PID-) Regler sein. Wie weiter oben beschrieben, kann der Regler 222 eine Angabe des Drucks in dem Kraftstoffzuteiler über einen oder mehrere von dem ersten und dem zweiten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 248 und 258 empfangen. Der Regler 222 kann zusätzlich dazu eine Angabe des Drucks in der Kraftstoffleitung vor dem Rückschlagventil 213 von dem Drucksensor 231 empfangen. Konkret kann der Regler 222 den Kraftstoffzuteilerdruck in einem oder mehreren von dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 auf Ausgaben von dem ersten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 248 beruhend und in dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 auf Ausgaben von dem zweiten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 258 beruhend schätzen. Auf Grundlage einer Differenz zwischen einem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck und dem tatsächlichen gemessenen Kraftstoffzuteilerdruck, die von dem einen oder den mehreren der Kraftstoffzuteilerdrucksensoren 248 und 258 bereitgestellt werden, kann der Regler 222 einen Fehler berechnen. Daher kann der Fehler die aktuelle Differenz zwischen dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck und dem Kraftstoffzuteilerdruck, der auf Ausgaben von dem einen oder den mehreren Kraftstoffzuteilerdrucksensoren 248 und 258 beruhend geschätzt wurde, repräsentieren. Der Fehler kann mit einem proportionalen Verstärkungsfaktor (K_p) multipliziert werden, um ein proportionales Glied zu erhalten. Ferner kann die Summe des Fehlers über eine gewisse Dauer hinweg mit einem integralen Verstärkungsfaktor (Ki) multipliziert werden, um ein integrales Glied zu erhalten. In Beispielen, in denen der Regler 222 als PID-Regler ausgelegt ist, kann der Regler ferner ein differentiales Glied auf der Änderungsrate des Fehlers und einem differentialen Verstärkungsfaktor (K_d) beruhend berechnen.
Einer oder mehrere von dem proportionalen Glied, dem integralen Glied und dem differentialen Glied können dann in ein Ausgabesignal (bspw. die Spannung) einbezogen werden, das von dem Regler 222 zu der Pumpe 212 und/oder einer Leistungsquelle, die der Pumpe 212 Leistung bereitstellt, gesendet wird, um ein Maß an Leistung einzustellen, das der Pumpe 212 zugeführt wird. Konkret können eine Spannung und/oder ein Strom, die der Pumpe 212 zugeführt werden, durch den Regler 222 eingestellt werden, um den Kraftstoffzuteilerdruck an den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck beruhend auf einem oder mehreren von dem proportionalen, integralen und differentialen Glied anzupassen. Ein (nicht dargestellter) Treiber, der elektronisch an den Regler 222 gekoppelt ist, kann dazu verwendet werden, bei Bedarf ein Regelsignal an die Saugpumpe 212 zu senden, um die Ausgabe (z. B. die Drehzahl) der Saugpumpe 212 einzustellen. Daher kann der Regler 222 ein Maß an elektrischer Leistung, das der Pumpe 212 zugeführt wird, beruhend auf einer Differenz zwischen dem geschätzten Kraftstoffzuteilerdruck, der von einem oder mehreren der Drucksensoren 248 und 258 erhalten wird, und dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck einstellen, um den tatsächlichen Kraftstoffzuteilerdruck mehr an den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck anpassen. Im Allgemeinen kann der Regler 222 demnach die Leistungszufuhr zu der Pumpe 212 erhöhen, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck niedriger als gewünscht ist, und er kann die Leistungszufuhr zu der Pumpe 212 senken, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck höher als gewünscht ist. Dieses Regelungsschema, bei dem der Regler 222 seine Ausgabe auf Eingaben beruhend einstellt, die er von einem oder mehreren der Drucksensoren 248 und 258 empfängt, kann hier als Regelung im geschlossenen Kreis oder rückgekoppelte Regelung bezeichnet werden. Gleichwohl kann der Regler 222 in manchen Beispielen, wie nachfolgend unter Bezug auf 4 beschrieben, unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen im offenen Kreis arbeiten.
Während der Regelung im offenen Kreis kann der Regler 222 seine Ausgabe und/oder die der Pumpe 212 zugeführte elektrische Leistung nicht auf Signalen beruhend einstellen, die von einem oder mehreren von den Drucksensoren 231, 248 und 258 empfangen werden. Daher kann der Regler 222 während der Regelung im offenen Kreis den Betrieb der Pumpe 212 allein auf dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck beruhend einstellen. Konkret kann der Regler 222 während der Regelung im offenen Kreis die Aktualisierung des integralen Glieds anhalten oder pausieren lassen. Daher kann der Regler 222 während der Regelung im offenen Kreis ein integrales Glied nicht berechnen.
In einem anderen Beispiel kann der Regler 222 die Saugpumpe 212 in einem intermittierenden Modus betreiben, in welchem die Saugpumpe 212 abgeschaltet ist, sodass der Regler 222 der Saugpumpe 212 im Wesentlichen keine (z. B. 0) elektrische Leistung zuführt, während der Kraftstoffzuteilerdruck über einem Schwellenwert bleibt, und die Saugpumpe 212 nur dann anschaltet, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck erwartungsgemäß über einen zukünftigen Zeitraum oder als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt, unter den Schwellenwert sinkt. Die Saugpumpe kann für eine kurze Dauer angeschaltet werden, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt, woraufhin sie wieder abgeschaltet werden und abgeschaltet bleiben kann, bis ein Anstieg des Kraftstoffzuteilerdrucks erforderlich ist. Die nachfolgend in den 3A und 4-7 beschriebenen Beispielverfahren stellen mehr Details über einen beispielhaften Betrieb der Saugpumpe 212 im intermittierenden Modus bereit.
Die HPP 214 kann eine motorbetriebene Verdrängerpumpe sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die HPP 214 eine HDP5-HOCHDRUCKPUMPE von Bosch sein. Die HPP 214 kann ein magnetaktiviertes Regelventil (bspw. einen Kraftstoffvolumenregulator, ein magnetisches Solenoidventil usw.) 236 nutzen, um das effektive Pumpenvolumen für jeden Pumpenhub zu variieren. Das Auslassrückschlagventil der HPP wird mechanisch geregelt und nicht von einem externen Regler elektronisch geregelt. Die HPP 214 kann im Gegensatz zur per Kraftmaschine betriebenen LPP 212 von dem Motor mechanisch angetrieben werden. Die HPP 214 weist einen Pumpenkolben 228, einen Pumpenverdichtungsraum 205 (hier auch als Verdichtungsraum bezeichnet) und einen Stufenraum 227 auf. Der Pumpenkolben 228 erhält eine mechanische Eingabe von der Motorkurbelwelle oder -nockenwelle über den Nocken 230, wodurch die HPP gemäß dem Grundsatz einer nockenbetriebenen Einzylinderpumpe betrieben wird. Ein (in 2 nicht dargestellter) Sensor kann in der Nähe des Nockens 230 positioniert sein, um die Bestimmung der Winkelposition des Nockens (z. B. zwischen 0 und 360 Grad) zu ermöglichen, die an den Regler 222 weitergegeben werden kann.
Die Beschreibung des Kraftstoffsystems 200 wird fortgesetzt; in diesem kann optional ferner ein Speicher 215 inbegriffen sein. Wenn er inbegriffen ist, kann der Speicher 215 hinter der Niederdruckkraftstoffpumpe 212 und vor der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 positioniert und dazu ausgelegt sein, ein Kraftstoffvolumen zu fassen, welches die Geschwindigkeit des Kraftstoffdruckanstiegs oder -abfalls zwischen den Kraftstoffpumpen 212 und 214 reduziert. Beispielsweise kann der Speicher 215 in dem Niederdruckkanal 218, wie gezeigt, oder in einem Umgehungskanal 211, der den Niederdruckkanal 218 an den Stufenraum 227 der HPP 214 koppelt, gekoppelt sein. Das Volumen des Speichers 215 kann derart bemessen sein, dass der Motor unter Leerlaufbedingungen über eine vorgegebene Zeitspanne hinweg zwischen Betriebsintervallen der Niederdruckkraftstoffpumpe 212 arbeiten kann. In anderen Ausführungsformen kann der Speicher 215 inhärent in der Konformität des Kraftstofffilters 217 und des Niederdruckkanals 218 und somit nicht als eigenständiges Element vorhanden sein.
Ein Motordrehzahlsensor 233 kann verwendet werden, um dem Regler 222 eine Anzeige der Motordrehzahl bereitzustellen. Die Angabe der Motordrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 festzustellen, da die Pumpe 214 mechanisch von dem Motor 202 angetrieben werden kann, z. B. über die Kurbelwelle oder Nockenwelle.
Der DI-Kraftstoffzuteiler 250 ist an einen Auslass 208 der HPP 214 entlang der DI-Zuleitung 278 gekoppelt. Im Vergleich dazu kann der PFI-Kraftstoffzuteiler 260 in Beispielen, in denen die HPP 214 dazu ausgelegt ist, eine Druckbeaufschlagung auf Kraftstoff anzuwenden, der dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 zugeführt wird, über die Einzeleinspritzungszuleitung 288 an den Einlass 203 der HPP 214 gekoppelt sein. In anderen Beispielen kann der PFI-Kraftstoffzuteiler 260 nicht an den Einlass 203 der HPP 214 gekoppelt sein und stattdessen direkt an den Kanal 218 vor dem Rückschlagventil 234 gekoppelt sein. Ein Rückschlagventil 274 und/oder ein Druckentlastungsventil 272 können zwischen dem Auslass 208 der HPP 214 und dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 positioniert sein. Das Druckentlastungsventil 272 kann in dem Umgehungskanal 279 parallel zu dem Rückschlagventil 274 angeordnet sein und den Druck in der DI-Zuleitung 278 verringern, die sich hinter der HPP 214 und vor dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 befindet. Beispielsweise kann das Druckentlastungsventil 272 den Druck in der DI-Zuleitung 278 auf einen oberen Schwellendruck (z. B. 200 Bar) begrenzen. Somit kann das Druckentlastungsventil 272 den Druck begrenzen, der ansonsten in der DI-Zuleitung 278 erzeugt werden würde, falls das Regelventil 236 (absichtlich oder unabsichtlich) offen wäre und während die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 pumpen würde.
Ein oder mehrere Rückschlagventile und Druckentlastungsventile können auch an den Niederdruckkanal 218 gekoppelt sein, welcher sich hinter der LPP 212 und vor der HPP 214 befindet. Zum Beispiel kann das Rückschlagventil 234 im Niederdruckkanal 218 bereitgestellt werden, um den Rückfluss von Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 214 zur Niederdruckpumpe 212 und in den Kraftstofftank 210 zu reduzieren oder zu verhindern. Außerdem kann das Druckentlastungsventil 232 in einem Umgehungskanal bereitgestellt werden, der parallel zum Rückschlagventil 234 positioniert ist. Das Druckentlastungsventil 232 kann den Druck hinter dem Rückschlagventil 234 auf einen Schwellenwert (bspw. 10 Bar) begrenzen, der höher als der Druck vor dem Rückschlagventil 234 ist. Anders formuliert, kann es das Druckentlastungsventil 232 ermöglichen, dass Kraftstoff stromaufwärts, um das Rückschlagventil 234 und zu der LPP 212 fließt, wenn der Druckanstieg in dem Entlastungsventil 232 über dem Schwellenwert (bspw. 10 Bar) liegt.
Der Regler 222 kann dazu ausgelegt sein, den Kraftstofffluss in die HPP 214 durch das Regelventil 236 zu regulieren, indem das Regelventil 236(auf der Magnetventilauslegung beruhend) synchron zum Antriebsnocken erregt oder entregt wird. Dementsprechend kann das magnetaktivierte Regelventil 236 in einem ersten Modus betrieben werden, in dem das Ventil 236 in dem HPP-Einlass 203 positioniert ist, um die Menge an Kraftstoff, die durch das magnetbetriebene Regelventil 236 läuft, zu begrenzen (z. B. zu hindern). Je nach zeitlicher Planung der Magnetventilbetätigung wird das an den Kraftstoffzuteiler 250 übertragene Volumen variiert. Das Regelventil 236 kann auch in einem zweiten Modus betrieben werden, in dem das magnetaktivierte Regelventil 236 effektiv deaktiviert wird und sich Kraftstoff vor und hinter dem Ventil und in die und aus der HPP 214 laufen kann.
Somit kann das magnetaktivierte Regelventil 236 dazu ausgelegt sein, die Masse (oder das Volumen) an Kraftstoff, die bzw. das in die DI-Pumpe 214 verdichtet wird, zu regulieren. In einem Beispiel kann der Regler 222 einen Schließzeitpunkt des Magnetdruckregelungsrückschlagventils anpassen, um die Masse an verdichtetem Kraftstoff zu regulieren. Zum Beispiel kann ein spätes Schließen des Druckregulierungsventils die Menge der Kraftstoffmasse reduzieren, welche in den Verdichtungsraum 205 aufgenommen wird. Die Öffnungs- und Schließzeiten des magnetaktivierten Rückschlagventils können in Bezug auf Hubzeitpunkte der Direkteinspritzkraftstoffpumpe koordiniert werden.
Der Kolben 228 kann sich abwechselnd nach oben und unten bewegen. Die HPP 214 befindet sich in einem Verdichtungstakt, wenn sich der Kolben 228 in eine Richtung bewegt, die das Volumen des Verdichtungsraums 205 reduziert. Die HPP 214 befindet sich in einem Ansaugtakt, wenn sich der Kolben 228 in eine Richtung bewegt, die das Volumen des Verdichtungsraums 205 vergrößert.
Der Regler 222 kann zudem den Betrieb der DI-Pumpe 214 regeln, um eine Menge, einen Druck, einen Durchsatz usw. eines Kraftstoffs, der dem DI-Kraftstoffzuteiler 250 zugeführt wird, einzustellen. Als ein Beispiel kann der Regler 222 eine Druckeinstellung, eine Pumpenhubmenge, einen Pumpentastgradbefehl und/oder einen Kraftstoffdurchsatz der Kraftstoffpumpen zum Abgeben von Kraftstoff an verschiedene Stellen des Kraftstoffsystems variieren. Ein (nicht dargestellter) Treiber, der elektronisch an den Regler 222 gekoppelt ist, kann dazu verwendet werden, um, so erforderlich, ein Regelsignal an die Niederdruckpumpe zu senden, um die Ausgabe (z. B. die Drehzahl) der Niederdruckpumpe einzustellen. In manchen Beispielen kann das Magnetventil derart ausgelegt sein, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe 214 Kraftstoff nur an den DI-Kraftstoffzuteiler 250 abgibt, und in einer solchen Auslegung kann dem PFI-Kraftstoffzuteiler 260 Kraftstoff bei dem niedrigeren Auslassdruck der Saugpumpe 212 zugeführt werden.
Der Regler 222 kann den Betrieb von jedem der Einspritzer 252 und 262 regeln. Zum Beispiel kann der Regler 222 die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs regeln, der von jedem Einspritzer abgegeben wird, die mit den Betriebsbedingungen wie etwa der Motorlast, dem Ansaugkrümmerdruck, Ansaugluftmassendurchsätzen, Klopfen und Abgastemperatur variieren können. Insbesondere kann der Regler 222 ein Verhältnis der Kraftstoffdirekteinspritzung einstellen, indem er entsprechende Signale an den Einzeleinspritztreiber 237 und die Direkteinspritzung 238 sendet, die wiederum die jeweiligen Kraftstoffeinzeleinspritzer 262 und Direkteinspritzer 252 mit gewünschten Impulsbreiten zum Erreichen der gewünschten Einspritzverhältnisse betätigen können. Zusätzlich kann der Regler 222 selektiv einen oder mehrere der Einspritzer 252 und 262 beruhend auf dem Kraftstoffdruck in jedem Zuteiler anschalten und abschalten (d. h. aktivieren oder deaktivieren). Ein beispielhaftes Regelungsschema des Reglers 222 wird weiter unten unter Bezug auf 3A und 4-7 gezeigt.
Die 3A und 4-7 zeigen Ablaufdiagramme von Beispielverfahren zum Betreiben einer Kraftstoffsaugpumpe (bspw. der weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Saugpumpe 212). Ein Regler, wie etwa der weiter oben bzgl. 1 beschriebene Regler 12 und/oder der weiter oben bzgl. 2 beschriebene Regler 222, kann in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Anweisungen zum Ausführen der Verfahren enthalten, die in den 3A und 4-7 beschrieben werden. Insbesondere kann der Regler den Betrieb der Saugpumpe (bspw. ein Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird) einstellen. Die Saugpumpe kann in einem ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung mit Leistung versorgt werden, der eine per Tastgrad variierte Spannung umfassen kann, und in einem zweiten Modus mit intermittierender Leistung, in welchem die Pumpe abgeschaltet und danach regelmäßig angeschaltet werden kann, um den Kraftstoffzuteilerdruck über einem Schwellenwert zu halten. Die Saugpumpe kann in den ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung geschaltet werden, wenn dieser energetisch günstiger ist als der zweite Modus mit intermittierender Leistung. Beispielsweise kann das Betreiben der Saugpumpe in dem zweiten Modus mit intermittierender Leistung bei geringen Kraftstoffdurchsätzen weniger elektrische Energie verbrauchen als das Betreiben der Saugpumpe in dem ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge steigt, kann allerdings die Frequenz, mit welcher die Pumpe angeschaltet wird, steigen, während sie in dem zweiten Modus mit intermittierender Leistung arbeitet. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge ausreichend hoch ist, kann das abwechselnde An- und Abschalten der Pumpe sogar mehr elektrische Energie verbrauchen, als wenn die Pumpe einfach angeschaltet gelassen wird wie in dem ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung. Daher kann der Regler die Saugpumpe auf einen Betrieb in dem ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung schalten, wenn die Kraftstoffflusserfordernisse seitens der Saugpumpe über einen Schwellenwert ansteigen.
Weiter bei 3A wird ein Beispielverfahren 300 zum Bestimmen gezeigt, wann die Saugpumpe in dem ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung zu betreiben ist und wann die Saugpumpe in dem zweiten Modus mit intermittierender Leistung zu betreiben ist. Das Verfahren 300 beginnt bei 302, was ein Schätzen und/oder Messen der Motorbetriebsbedingungen umfasst. Zu den Motorbetriebsbedingungen können eines oder mehrere der Folgenden zählen: Motordrehzahl, Ansaugkrümmerdruck, Kraftstoffeinspritzmenge, Kraftstoffzuteilerdruck, Drehmoment laut Fahrerbedarf, Drosselstellung, Kurbelwinkel usw. Der Regler kann eine Vielzahl von Ausgaben von diversen Motorsensoren erhalten, und der Regler kann Motorbetriebsbedingungen beruhend auf den Signalen schätzen, die er von den Sensoren erhält. Beispielsweise kann der Ansaugkrümmerdruck auf Ausgaben von einem Krümmerabsolutdrucksensor (bspw. dem weiter oben bzgl. 1 beschriebenen Drucksensor 124) beruhend geschätzt werden, der Kurbelwinkel und/oder die Motordrehzahl können auf Ausgaben von einem Kurbelwellenpositionssensor (bspw. dem weiter oben bzgl. 1 beschriebenen Hall-Sensor 120) beruhend geschätzt werden, der Kraftstoffzuteilerdruck kann auf Ausgaben von einem Kraftstoffzuteilerdrucksensor (bspw. dem weiter oben bzgl. 2 beschriebenen zweiten Kraftstoffzuteilerdrucksensor 258) beruhend geschätzt werden, das Drehmoment laut Fahrerbedarf kann auf der Stellung eines Fahrpedals beruhend geschätzt werden (bspw. der Stellung der Eingabevorrichtung 132, die weiter oben bzgl. 1 beschrieben wurde, wie beruhend auf Ausgaben von dem Pedalpositionssensor 134 geschätzt, der weiter oben bzgl. 1 beschrieben wurde), und die Kraftstoffeinspritzung kann auf einer befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge beruhend geschätzt werden.
Die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge kann ein pulsweitenmoduliertes (PWM- )Signal sein, das an einen oder mehrere Kraftstoffeinspritzer (bspw. die Kraftstoffeinzeleinspritzer 262, die weiter oben bzgl. 2 beschrieben wurden) von dem Regler gesendet wird, welcher eine gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge kodiert, die von den Kraftstoffeinspritzern eingespritzt werden soll. Das PWM-Signal, das an den einen oder die mehreren Kraftstoffeinspritzer gesendet wird, kann durch den Regler erzeugt werden, und zwar beruhend auf einem oder mehreren von dem Ansaugkrümmerdruck, dem Drehmoment laut Fahrerbedarf, einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, dem Ansaugluftmassendurchsatz, der Drosselstellung, dem Ladedruck, dem Kraftstoffzuteilerdruck usw. Daher kann der Regler beruhend auf einer Druckdifferenz an der Einspritzeröffnung und einer gewünschten Kraftstoffmenge, die eingespritzt werden muss, um ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen, eine Maß und/oder eine Dauer der Öffnung des Einspritzers bestimmen, um das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen.
Das Verfahren 300 geht anschließend von 302 zu 306 über, welches ein Bestimmen umfasst, ob es energieeffizienter ist, die Saugpumpe in dem ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung oder in dem zweiten Modus mit intermittierender Leistung zu betreiben. Die Effizienz der Saugpumpe ist hier als das Verhältnis von hydraulischer Leistung, welche von der Pumpe bereitgestellt wird, zu elektrischer Leistung, die der Pumpe bereitgestellt wird, definiert. Es kann energieeffizienter sein, die Saugpumpe bei niedrigeren Raten der Kraftstoffeinspritzung, Motorlasten, Motordrehzahlen usw. in dem zweiten Modus zu betreiben, wobei das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt werden würde, wenn sie im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung (bspw. rückgekoppelte Regelung im geschlossenem Kreis) betrieben werden würde, unter einem Schwellenwert liegt. Wenn daher die Kraftstoffflusserfordernisse geringer sind, sodass die rückgekoppelte Regelung im geschlossenen Kreis verlangen würde, dass eine Kraftstoffmenge von der Saugpumpe gepumpt wird, die unter einem Schwellenwert liegt, dann kann es energieeffizienter sein, die Saugpumpe im zweiten Modus zu betreiben.
Beispielsweise zeigt 3B einen Graphen 350, der ein beispielhaftes Verhältnis zwischen Kraftstoffdurchsätzen aus der Saugpumpe und der Effizienz der Saugpumpe abbildet. Konkret zeigt der Graph 350 einen Verlauf 352, welcher Kraftstoffdurchsätze aus der Saugpumpe mit der Energieeffizienz der Saugpumpe ins Verhältnis setzt. Die Kraftstoffdurchsätze aus der Saugpumpe werden auf der x-Achse gezeigt, und die Pumpeneffizienz auf der y-Achse. Die beispielhaften Kraftstoffdurchsätze werden in Einheiten von cc/s gezeigt. Die beispielhaften Pumpeneffizienzen werden als prozentualer Anteil gezeigt. Wenn die Kraftstoffdurchsätze aus der Saugpumpe unter den Schwellenwert 354 sinken (in 3B gezeigt), dann kann die Effizienz der Saugpumpe im zweiten Modus effizienter als im ersten Modus sein. Zwar liegt der Schwellenwert 354 in der Darstellung des Beispiels von 3B bei annähernd 10 cc/s, doch versteht es sich, dass der Schwellenwert 354 in anderen Beispielen über oder unter 10 cc/s liegen kann. Der Schwellenwert 354 kann während der Kalibrierung und/oder Herstellerprüfung bestimmt und/oder während des Motorbetriebs auf Motorbetriebsbedingungen beruhend eingestellt werden. Daher kann der Regler die Saugpumpe im ersten Modus betreiben, wenn der Kraftstoffdurchsatz über dem Schwellenwert 354 liegt, und er kann auf ein Betreiben der Saugpumpe im zweiten Modus schalten, wenn der Kraftstoffdurchsatz unter dem Schwellenwert 354 liegt.
Da sich die Kraftstoffdurchsätze aus der Saugpumpe, zurück zu Verfahren 300 aus 3A bei 306, direkt proportional zu dem Maß an elektrischer Leistung verhalten, das der Saugpumpe zugeführt wird, wie weiter oben in der Beschreibung von 2 erläutert, kann die Effizienz der Saugpumpe im Allgemeinen proportional zu dem der Saugpumpe zugeführten Maß an elektrischer Leistung sein. Sprich, die Effizienz der Saugpumpe kann mit einem steigenden Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, steigen, und umgekehrt.
Das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung zugeführt wird, wird beruhend auf einer Differenz zwischen dem gemessenen Kraftstoffzuteilerdruck und einem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck per Rückkopplung geregelt. Diese Differenz kann mit steigenden Raten der Kraftstoffeinspritzung steigen, da die Kraftstoffmenge, die aus dem Kraftstoffzuteiler austritt, steigt. Daher kann das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung zugeführt wird, ungefähr proportional zu den Raten der Kraftstoffeinspritzung sein. Da die gewünschten Raten der Kraftstoffeinspritzung beruhend auf einer oder mehreren Motorbetriebsbedingungen wie etwa dem Ansaugluftmassenstrom, der Drosselstellung, dem Ladedruck und der Motordrehzahl bestimmt werden, um ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten, kann das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, ebenfalls von der einen oder den mehreren Motorbetriebsbedingungen abhängen, die zum Berechnen der gewünschten Raten der Kraftstoffeinspritzung verwendet werden. Wenn beispielsweise die Motordrehzahl über einen Schwellenwert ansteigt, kann die gewünschte Rate der Kraftstoffeinspritzung ausreichend ansteigen, sodass der Kraftstoffdurchsatz aus der Saugpumpe über den Schwellenwert 354 ansteigen kann, wodurch es energieeffizienter werden kann, die Saugpumpe im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung zu betreiben.
Daher kann die Effizienz der Saugpumpe von der einen oder den mehreren Motorbetriebsbedingungen abhängig sein. Somit kann der Regler beruhend auf einer oder mehreren der Motorbetriebsbedingungen bestimmen, ob es energieeffizienter ist, die Saugpumpe im ersten Modus oder zweiten Modus zu betreiben. Zum Beispiel kann der Regler bestimmen, dass es effizienter ist, im zweiten Modus als im ersten Modus zu arbeiten, wenn die Motordrehzahl unter einem Drehzahlschwellenwert liegt. In einem anderen Beispiel kann der Regler bestimmen, dass es effizienter ist, im zweiten Modus als im ersten Modus zu arbeiten, wenn die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge unter einem Einspritzschwellenwert liegt. In einem weiteren Beispiel kann der Regler bestimmen, dass es effizienter ist, im zweiten Modus als im ersten Modus zu arbeiten, wenn das Drehmoment laut Fahrerbedarf unter einem Drehmomentschwellenwert liegt. In einem weiteren Beispiel kann der Regler bestimmen, dass es effizienter ist, im zweiten Modus als im ersten Modus zu arbeiten, wenn der Ansaugluftmassenstrom unter einem Luftstromschwellenwert liegt. In weiteren Beispielen kann der Regler beruhend auf einer oder mehreren beliebigen oder Kombinationen aus befohlener Kraftstoffeinspritzmenge, Ansaugluftmassenstrom, Motordrehzahl, Drehmoment laut Fahrerbedarf, Kraftstofffluss aus der Pumpe, Pumpenspannung usw. in Bezug auf deren jeweilige Schwellenwerte bestimmen, dass es effizienter ist, im zweiten Modus als im ersten Modus zu arbeiten. Daher kann der Regler bestimmen, dass es effizienter ist, die Saugpumpe im zweiten Modus als im ersten Modus zu betreiben, wenn eine Schwellenanzahl der Motorbetriebsbedingungen unter deren jeweilige Schwellenwerte gesunken ist.
Zusätzlich zum Schätzen der aktuellen Saugpumpeneffizienz beruhend auf aktuellen Motorbetriebsbedingungen kann das Verfahren 300 bei 306 ein Prognostizieren zukünftiger Saugpumpeneffizienzen beruhend auf zukünftigen Motorbetriebsbedingungen umfassen. Zukünftige Motorbetriebsbedingungen, wie etwa die zukünftigen Kraftstoffeinspritzmengen, Motorlasten, die Saugpumpenleistung, Motordrehzahlen, Ansaugluftmassenströme usw. können beruhend auf einem oder mehreren von kommenden Straßeninformationen, die von einem GPS oder einer anderen Kartensoftware bereitgestellt werden, Fahrergewohnheiten, der Motorchronik, dem Wetter, Verkehrsinformationen usw. geschätzt werden. Der Regler kann nur dann vom Betreiben der Pumpe im ersten Modus aus dem zweiten Modus schalten, wenn prognostiziert wird, dass der erste Modus über mindestens eine kommende Schwellendauer hinweg der energieeffizientere Betriebsmodus bleiben wird. Zukünftige Effizienzen der Saugpumpe können auf die gleiche oder eine ähnliche Weise bezüglich jener der aktuellen Pumpeneffizienz geschätzt werden, und zwar durch ein Schätzen beruhend auf zukünftigen Raten der Kraftstoffeinspritzung und damit auf Kraftstoffflusserfordernissen. Indem das Schalten in den ersten Modus nur dann erfolgt, wenn prognostiziert wird, dass der erste Modus über mindestens die kommende Schwellendauer hinweg der energieeffizientere Betriebsmodus bleiben wird, lässt sich daher ein übermäßiges Hin- und Herschalten zwischen dem ersten und zweiten Modus reduzieren. Die Saugpumpe kann zwischen angeschaltet und abgeschaltet hin- und hergeschaltet werden, wenn zwischen dem ersten und zweiten Modus hin- und hergeschaltet wird, weshalb das Reduzieren des Hin- und Herschaltens zwischen dem ersten und zweiten Modus die Frequenz reduziert, mit welcher die Pumpe an- und abgeschaltet werden kann, was den Leistungsverbrauch senkt. Wenn bei 306 bestimmt wird, dass das Betreiben der Saugpumpe im ersten Modus effizienter als im zweiten Modus wäre, dann kann das Verfahren 300 zu 308 übergehen, das ein Betreiben der Saugpumpe im ersten Modus und ein rückgekoppeltes Regeln der Saugpumpe beruhend auf Ausgaben von dem bzw. den Kraftstoffzuteilerdrucksensor(en) umfasst, wie nachfolgend unter Bezug auf 4 ausführlicher beschrieben. Daher kann das Verfahren 300 bei 308 ein Einstellen eines Maßes an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, beruhend auf einer Differenz zwischen einem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck und einem gemessenen Kraftstoffzuteilerdruck umfassen, die auf Ausgaben von dem bzw. den Drucksensor(en) beruhend geschätzt werden. Die Saugpumpe kann derart mit Leistung versorgt werden, dass der Druck vor dem Rückschlagventil auf einem Schwellenwert gehalten wird, während der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck niedriger als der tatsächliche gemessene Kraftstoffzuteilerdruck ist, wie nachfolgend unter Bezug auf das in 4 inbegriffene Verfahren ausführlicher beschrieben. Anschließend springt das Verfahren 300 zurück.
Wenn allerdings bei 306 bestimmt wird, dass das Betreiben der Saugpumpe im zweiten Modus effizienter als im ersten Modus wäre, dann kann das Verfahren 300 zu 310 übergehen, das ein Betreiben der Saugpumpe im zweiten Modus und ein intermittierendes Versorgen der Saugpumpe mit Leistung umfasst, wie nachfolgend unter Bezug auf 5 ausführlicher beschrieben. Daher kann das Verfahren 300 bei 310 ein Halten der Saugpumpe auf Abgeschaltet und ein Anschalten der Saugpumpe nur für im Wesentlichen kurze Dauern umfassen, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter einen Schwellenwert sinkt. Anschließend springt das Verfahren 300 zurück.
Weiter bei 4 wird ein Beispielverfahren 400 zum Betreiben der Saugpumpe im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung gezeigt. Daher kann das Verfahren 400 als Teilverfahren von 300 einbezogen und bei 308 von Verfahren 300 ausgeführt werden, wie oben unter Bezug auf 3A beschrieben. Das Verfahren 400 kann bei 404 beginnen, welches das Bestimmen eines gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks beruhend auf Motorbetriebsbedingungen umfasst. Beispielsweise kann der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck auf einem Ansaugkrümmerdruck beruhend bestimmt werden. Insbesondere kann der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck mit zunehmendem Ansaugkrümmerdruck steigen. Der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck kann zusätzlich auf anderen Motorbetriebsbedingungen beruhend bestimmt werden, wie etwa: der Kraftstofftemperatur, dem Kraftstoffdampfdruck, der minimalen Kraftstoffimpulsbreite, der Kraftstoffzusammensetzung, der Kraftstoffflüchtigkeit, dem Ansaugluftmassenstrom, dem Ladedruck und zukünftigen Motorbetriebsbedingungen. In anderen Beispielen kann der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck ein im Vorfeld eingestellter, festgesetzter Druck sein.
Nach der Bestimmung des gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks bei 404 kann das Verfahren 400 zu 406 übergehen, das ein Messen des Kraftstoffzuteilerdrucks über den Kraftstoffzuteilerdrucksensor umfasst. Daher kann der Regler Ausgaben von dem Drucksensor erhalten und den aktuellen Kraftstoffzuteilerdruck auf den erhaltenen Ausgaben beruhend schätzen. Dieser Druck kann hier auch als der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck bezeichnet werden.
Das Verfahren 400 kann von 406 zu 408 übergehen, das ein Bestimmen eines gewünschten Maßes an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, beruhend auf einer Differenz zwischen dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck und dem geschätzten Kraftstoffzuteilerdruck umfasst. Wie weiter oben unter Bezug auf 2 beschrieben, kann das gewünschte Maß an elektrischer Energie, das der Saugpumpe zugeführt werden muss, eine Ausgabe von einem PI- oder PID-Regler sein. Daher kann das Verfahren 408 ein Berechnen eines oder mehrerer von einem proportionalen, integralen und differentialen Glied und ein Erzeugen eines Ausgangssignals, das einem Maß an elektrischer Leistung entspricht, das der Saugpumpe zugeführt werden muss, umfassen. Daher kann das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, proportional zu der Differenz zwischen dem gewünschten und geschätzten Kraftstoffzuteilerdruck sein, sodass, wenn der geschätzte Kraftstoffzuteilerdruck niedriger als der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck ist, das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, mit zunehmender Differenz zwischen den Drücken steigen kann und umgekehrt.
Wenn der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck niedriger als der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck ist, kann die Saugpumpenspannung daher auf Null reduziert werden, damit die Saugpumpe keinen zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler ausübt. In manchen Beispielen jedoch kann die Saugpumpenspannung auf über Null reduziert werden, wenn der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck niedriger als der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck ist. Insbesondere kann die Saugpumpenspannung auf einen Pegel reduziert werden, der den Druck vor dem Rückschlagventil knapp unter dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck hält. Der Regler kann eine Umsetzungstabelle enthalten, in welcher die Saugpumpenspannung mit dem Druck vor dem Rückschlagventil ins Verhältnis gesetzt wird. Somit kann der Regler eine Umsetzungstabelle aufweisen, die vorgibt, wie viel Leistung der Saugpumpe zugeführt werden muss, um einen gewünschten Druck vor dem Rückschlagventil zu erreichen, unter der Annahme, dass kein Kraftstoff durch das Rückschlagventil fließt (bspw. ist der Druck hinter dem Rückschlagventil höher als der gewünschte Druck vor dem Rückschlagventil). In anderen Beispielen kann die Saugpumpenspannung auf einen Pegel (bspw. 5 V) reduziert werden, der den Druck vor dem Rückschlagventil knapp unter einem minimalen Schwellenkraftstoffzuteilerdruck hält. Auf diese Weise kann die Saugpumpe, wenn der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck aufgrund einer Einspritzung unter den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck sinkt, schneller damit beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, was die Reaktionsschnelligkeit des Kraftstoffsystems erhöht.
Die elektrische Leistung (bspw. Leistung, Spannung, Strom), die der Saugpumpe zuzuführen ist, kann in manchen Beispielen ein per Tastgrad variiertes Signal umfassen, wobei der Tastgrad den prozentualen Anteil der Zeit repräsentiert, während dessen die der Saugpumpe zugeführte Spannung ungleich Null ist. Daher kann der Tastgrad den prozentualen Anteil eines vollständigen AN- und AUS-Zyklus repräsentieren, während dessen das Signal AN ist. Somit kann der Regler das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, durch ein Einstellen des Tastgrads einstellen. Konkret kann der Regler das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, durch ein Verstärken des Tastgrads des Signals erhöhen. In manchen Beispielen kann der Umfang der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, eingestellt werden. Beispielsweise kann der Regler der Saugpumpe einen kontinuierlichen (bspw. mit einem Tastgrad von 100 %) Strom an elektrischer Leistung zuführen und das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, durch Einstellen des Spannungspegels einstellen. In weiteren Beispielen kann der Regler sowohl den Spannungspegel als auch den Tastgrad des Signals einstellen, um das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, einzustellen.
Das Verfahren 400 geht anschließend von 408 zu 410 über, das ein Halten der Saugpumpe auf angeschaltet und ein Bereitstellen kontinuierlicher Leistung an die Saugpumpe umfasst. In der vorliegenden Beschreibung kann kontinuierliche Leistung auch verwendet werden, um per Tastgrad variierte Signale zu bezeichnen und diese einzubeziehen, da die per Tastgrad variierten Signale angesichts der hohen Frequenz ihrer Schaltzyklen effektiv kontinuierliche Ströme elektrischer Leistung sind. Bei 410 kann das Verfahren 400 ein Fortsetzen des Einstellens des Maßes an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, in Übereinstimmung mit Veränderungen der gewünschten elektrischen Leistung umfassen, wie sie auf der Differenz zwischen dem gewünschten und dem gemessenen Kraftstoffzuteilerdruck beruhend bestimmt werden. Anschließend springt das Verfahren 400 zurück.
Weiter bei 5 wird ein Verfahren 500 zum Betreiben der Saugpumpe in dem zweiten Modus mit intermittierender Leistung gezeigt. Daher kann das Verfahren 500 als Teilverfahren von 300 einbezogen und bei 310 von Verfahren 300 ausgeführt werden, wie oben unter Bezug auf 3A beschrieben. Das Verfahren 500 beginnt bei 502, das ein Überwachen von Veränderungen des Kraftstoffzuteilerdrucks und ein Speichern der Chronik des Kraftstoffzuteilerdrucks über eine kürzlich vergangene Dauer umfasst. Demnach kann das Verfahren 500 bei 502 ein Speichern von Kraftstoffzuteilermessungen aus dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor über eine neuere Dauer hinweg in einem nichtflüchtigen Speicher umfassen. Die gespeicherten Kraftstoffzuteilermessungen können hier als Chronik des Kraftstoffzuteilerdrucks bezeichnet werden.
Das Verfahren 500 geht von 502 zu 504 über, das ein Prognostizieren eines Kraftstoffzuteilerdruckprofils über einen zukünftigen Zeitraum hinweg auf der Chronik des Kraftstoffzuteilerdrucks und Motorbetriebsbedingungen beruhend umfasst. Demnach kann der Regler - beruhend auf dem neueren Trend der Kraftstoffzuteilerdruckmessungen über die kürzlich vergangene Dauer hinweg und beruhend auf einer oder mehreren von aktuellen und/oder prognostizierten zukünftigen Motorbetriebsbedingungen - prognostizieren, wie hoch der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum hinweg sein wird. Der zukünftige Zeitraum kann eine Dauer umfassen, die vom aktuellen Zeitpunkt bis in die Zukunft reicht. Wenn zum Beispiel die Saugpumpe ausgeschaltet bleibt und keinen Kraftstoff zu dem Kraftstoffzuteiler pumpt, so kann prognostiziert werden, dass der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum sinkt, solange die Kraftstoffeinspritzung nicht abgeschaltet bleibt, und eine gewisse Kraftstoffmenge aus dem Kraftstoffzuteiler austritt. Demnach kann der Regler den Kraftstoffzuteilerdruck über einen zukünftigen Zeitraum hinweg beruhend auf prognostizierten Raten der Kraftstoffeinspritzung prognostizieren, welche wiederum auf zukünftigen Drehmomenterfordernissen, der zukünftigen Motordrehzahl, zukünftigen Ansaugluftmassendurchsätzen usw. prognostiziert werden können. Wie weiter oben unter Bezug auf 3A beschrieben, können die zukünftigen Motorbetriebsbedingungen beruhend auf GPS oder einer anderen Navigationssoftware, Fahrergewohnheiten, kommenden Straßen- und Verkehrsinformationen, der Motorchronik usw. geschätzt werden. Insbesondere kann der Kraftstoffzuteilerdruck bei höheren zukünftigen prognostizierten Raten der Kraftstoffeinspritzung schneller sinken, wobei die prognostizierten Raten der Kraftstoffeinspritzung mit Anstiegen bei einem oder mehreren der prognostizierten Drehmomenterfordernisse, Motordrehzahlen, Ansaugluftmassendurchsätze usw. steigen können.
In manchen Beispielen, bei 504, kann die Saugpumpe abgeschaltet sein, und es kann angenommen werden, dass die Pumpe über den zukünftigen Zeitraum hinweg abgeschaltet bleiben wird. Daher kann die Berechnung des Kraftstoffzuteilerdrucks über den zukünftigen Zeitraum hinweg unter der Annahme erfolgen, dass die Pumpe abgeschaltet bleiben wird und dass kein zusätzlicher Kraftstoff zu dem Kraftstoffzuteiler gepumpt werden wird. Demnach kann die Berechnung des Kraftstoffzuteilerdrucks auf der Rate der Kraftstoffeinspritzung und der Fluidnachgiebigkeit oder -steifigkeit beruhend geschätzt werden. In anderen Beispielen jedoch kann die Pumpe nicht abgeschaltet sein, und der Regler kann prognostizieren, wie hoch der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum hinweg sein wird, und zwar beruhend auf der Pumpenleistung, der Kraftstoffeinspritzung und der Fluidnachgiebigkeit oder -steifigkeit.
Nach dem Prognostizieren des zukünftigen Kraftstoffzuteilerdruckprofils bei 504 kann das Verfahren 500 zu 508 übergehen, das ein Bestimmen umfasst, ob der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum hinweg unter einen Minimaldruckschwellenwert sinkt. Der Minimaldruckschwellenwert kann ein im Vorfeld eingestellter Schwellenwert sein. Beispielsweise kann der Minimaldruckschwellenwert einen minimalen akzeptablen Kraftstoffzuteilerdruck repräsentieren, unter dem es zu Kraftstoffzumessungsfehlern während der Kraftstoffeinspritzung kommen kann. Der Schwellenwert kann auf einer Vermeidung von Kraftstoffdampf in der Leitung, einer Einspritzeratomisierung, einer minimalen Impulsbreite und dem volumetrischen Liefergrad der DI-Pumpe beruhend eingestellt werden. Das Verfahren 500 umfasst ein Halten des Kraftstoffzuteilerdrucks über dem Schwellenwert während des Motorbetriebs.
Wenn nicht prognostiziert wird, dass der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum hinweg unter den Minimaldruckschwellenwert sinkt, dann kann das Verfahren 500 von 508 zu 510 übergehen, das ein Halten der Saugpumpe im abgeschalteten Zustand und ein fortgesetztes Überwachen und Prognostizieren von Kraftstoffzuteilerdruckveränderungen umfasst. Somit kann die Saugpumpe im zweiten Modus mit intermittierender Leistung abgeschaltet bleiben, während prognostiziert wird, dass der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum hinweg über dem Minimaldruckschwellenwert bleibt. Das Halten der Saugpumpe im abgeschaltet Zustand umfasst ein Nichtzuführen elektrischer Leistung zu der Saugpumpe. Demnach kann das Halten der Saugpumpe im abgeschaltet Zustand ein Zuführen einer elektrischen Leistung von Null zu der Saugpumpe umfassen. Anschließend springt das Verfahren 500 zurück.
Wenn jedoch bei 508 bestimmt wird, dass der Kraftstoffzuteilerdruck über den zukünftigen Zeitraum hinweg sinken wird, dann kann das Verfahren 500 von 508 zu 512 übergehen, das ein Schätzen umfasst, wie hoch der minimale Kraftstoffzuteilerdruck sein würde, wenn die Saugpumpe zum aktuellen Zeitpunkt angeschaltet wäre. Wenn der Regler die Saugpumpe daher anschalten würde, dann kann der Regler bei 512 schätzen, um wie viel der Kraftstoffzuteilerdruck noch sinken wird, bis die Saugpumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Wenn die Saugpumpe angeschaltet wird, kann die Pumpe nicht sofort beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Sprich, es kann eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Saugpumpe angeschaltet wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Pumpe tatsächlich beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, bestehen. Während dieser Verzögerung kann der Kraftstoffzuteilerdruck weiter sinken, wobei davon ausgegangen wird, dass eine gewisse Kraftstoffmenge von den Einspritzern eingespritzt wird. Der Kraftstoffzuteilerdruck, bei welchem die Pumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, umfasst den minimalen Kraftstoffzuteilerdruck. Der minimale Kraftstoffzuteilerdruck kann beruhend auf dem Kraftstoffvolumen, das aus dem Kraftstoffzuteiler austritt (bspw. der Rate der Kraftstoffeinspritzung), der Kraftstoffkompressibilität und einer Pumpenanlaufdauer berechnet werden.
Insbesondere kann das Kraftstoffvolumen, das aus der Kraftstoffleitung (bspw. dem weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Kanal 218) austritt, einem Kraftstofffördervolumen (bspw. cc/sec) des Kraftstoffs entsprechen, der zur Einspritzung aus der Kraftstoffleitung austritt. In einem DI-Kraftstoffsystem zum Beispiel kann das Kraftstoffvolumen, das aus der Leitung austritt, dem Kraftstofffluss durch die DI-Pumpe (die weiter oben bzgl. 2 beschriebene Pumpe 214) entsprechen, der von der Motordrehzahl, einem DI-Pumpenbefehl und dem DI-Pumpenvolumen abhängig ist. In dem Beispiel, in welchem das Kraftstoffsystem als PFI-System ausgelegt ist, kann das aus der Leitung austretende Kraftstoffvolumen dem Fördervolumen der Kraftstoffeinspritzung entsprechen. In dem Beispiel, in dem das Kraftstoffsystem als PFDI-System ausgelegt ist, kann das aus der Leitung austretende Kraftstoffvolumen die Summe aus dem oben genannten Kraftstoffsystemfluss durch die DI-Pumpe und dem Fördervolumen der Kraftstoffeinspritzung des Einzeleinspritzungskraftstoffzuteilers (bspw. des weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Kraftstoffzuteilers 260) sein.
Die Kraftstoffkompressibilität (bspw. Steifigkeit der Kraftstoffleitung) kann durch ein Überwachen von Kraftstoffzuteilerdruckveränderungen (bspw. über Ausgaben von dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor), während die Saugpumpe abgeschaltet bleibt, und ein Bestimmen einer Menge (bspw. einer Masse oder eines Volumens) des Kraftstoffs, der durch die Kraftstoffeinspritzer (bspw. die weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Kraftstoffeinspritzer 262) des Kraftstoffzuteilers (bspw. des weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Kraftstoffzuteilers 260) eingespritzt wird, berechnet werden. Insbesondere kann die Kraftstoffkompressibilität berechnet werden, indem die Veränderung des Kraftstoffzuteilerdrucks über eine gewisse Dauer hinweg durch die Kraftstoffmenge dividiert wird, welche während der Dauer von den Kraftstoffeinspritzern eingespritzt wird (ΔP/ΔV, wobei ΔP die Veränderung des Kraftstoffzuteilerdrucks repräsentiert und ΔV das Kraftstoffgesamtvolumen repräsentiert, das während der Dauer eingespritzt wird). Daher lässt sich die Kraftstoffkompressibilität beispielsweise in Einheiten von kPa/cc ausdrücken. Somit wird die Steifigkeit durch ΔP/ΔV beschrieben, wobei die Kraftstoffsteifigkeit mit Anstiege der ΔP/ΔV steigt. Die Kraftstoffmenge, die während der Dauer eingespritzt wird, kann beruhend auf einer Zeitspanne geschätzt werden, während derer die Kraftstoffeinspritzer zum Einspritzen von Kraftstoff offen bleiben, und einer Transferfunktion, mit welcher die Öffnungsdauern von Einspritzern mit den Kraftstoffeinspritzmengen ins Verhältnis gesetzt wird. In weiteren Beispielen kann die Kraftstoffmenge, die von den Einspritzern eingespritzt wird, zusätzlich beruhend auf einem Druckabfall an der Einspritzeröffnung bestimmt werden, der beruhend auf dem Kraftstoffzuteilerdruck, welcher auf Ausgaben von dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor beruhend geschätzt wird, und einem Ansaugkrümmerdruck, der auf Ausgaben von einem MAP-Sensor (bspw. dem weiter oben bzgl. 1 beschriebenen Drucksensor 124) beruhend geschätzt wird, bestimmt werden kann.
In manchen Beispielen kann das Verfahren 500 zusätzlich ein Detektieren eines fehlerhaften (z. B. in der offenen Stellung feststeckenden) oder leckenden Rückschlagventils beinhalten, wenn die Steifigkeit der Kraftstoffleitung über eine Schwellensteifigkeit steigt und/oder die Steifigkeit der Kraftstoffleitung um mehr als eine Schwellenanstiegsrate zunimmt. Wenn das Rückschlagventil zum Beispiel in einer offenen Stellung feststeckt und es dadurch möglich ist, dass Kraftstoff zurück zu der Saugpumpe fließt, kann der Kraftstoffzuteilerdruck im Wesentlichen abnehmen, weil Kraftstoff durch das Rückschlagventil rückwärts fließt. Somit kann die Druckveränderung (ΔP) zunehmen, was eine Zunahme der berechneten Kraftstoffleitungssteifigkeit zur Folge hat. Daher kann ein leckendes Rückschlagventil detektiert werden, wenn die berechnete Kraftstoffleitungssteifigkeit größer als eine Schwellensteifigkeit ist und/oder wenn die Kraftstoffleitungssteifigkeit um mehr als eine Schwellenanstiegsrate zunimmt.
Die Pumpenanlaufdauer kann eine Dauer sein, die sich von dem Moment, in dem die Pumpe angeschaltet wird, bis zu dem Moment erstreckt, in welchem die Pumpe den aktuellen Kraftstoffleitungsdruck erfüllt. Damit kann die Pumpenanlaufdauer eine Zeitspanne umfassen, die beispielsweise in Sekunden gemessen wird. Der aktuelle Kraftstoffleitungsdruck kann ein Druck hinter einem Rückschlagventil (bspw. dem weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Rückschlagventil 213) sein, das zwischen der Saugpumpe und dem einen oder den mehreren Kraftstoffzuteilern positioniert ist. Damit kann die Pumpenanlaufdauer durch vorheriges Prüfen der Saugpumpe bestimmt werden, wenn der Kraftstoffleitungsdruck in der Nähe eines Schwellenwerts liegt. Daher kann der Kraftstoffleitungsdruck während der Prüfung der Saugpumpe in der Nähe des Druckschwellenwerts gehalten werden, der weiter oben bzgl. 508 beschrieben wurde, und die Pumpe kann angeschaltet werden, und eine Zeitspanne, die notwendig ist, damit die Pumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf die Kraftstoffleitung auszuüben, kann gemessen werden.
In anderen Beispielen allerdings kann die Pumpenanlaufdauer beruhend auf einem Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zuzuführen ist, wenn die Saugpumpe anfänglich angeschaltet wird, um den aktuellen Kraftstoffleitungsdruck zu erfüllen, und einem oder mehreren von dem aktuellen Kraftstoffleitungsdruck, den prognostizierten Einspritzungsdurchsätzen und der prognostizierten Kraftstoffleitungssteifigkeit geschätzt werden. Beispielsweise kann die Pumpenanlaufdauer mit abnehmendem Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zuzuführen ist, wenn die Saugpumpe anfänglich angeschaltet wird, zunehmen, da es länger dauern kann, bis die Pumpe den Kraftstoffleitungsdruck erreicht, wenn sie bei niedrigeren Spannungen mit Leistung versorgt wird. Als ein anderes Beispiel kann die Pumpenanlaufdauer mit größeren Differenzen zwischen dem Druck vor dem Rückschlagventil und dem Druck hinter dem Rückschlagventil zunehmen, da es länger dauern kann, bis die Pumpe den Kraftstoffleitungsdruck hinter dem Rückschlagventil erreicht, wenn der Druck vor dem Rückschlagventil in größerem Umfang niedriger als der Druck hinter dem Rückschlagventil ist. Als ein anderes Beispiel kann die Pumpenanlaufdauer zunehmen, wenn prognostiziert wird, dass die Durchsätze der Kraftstoffeinspritzung zurückgehen. Wenn prognostiziert wird, dass die Durchsätze der Kraftstoffeinspritzung zurückgehen, dann wird die Kraftstoffmenge, die aus der Kraftstoffleitung austritt, geringer sein, womit der Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil mit einer geringeren Rate sinken wird, was dazu führt, dass der Druck hinter dem Rückschlagventil höher ist, als er normalerweise wäre, wenn die Raten der Kraftstoffeinspritzung im Wesentlichen konstant bleiben würden. Daher wäre die Pumpenanlaufzeit länger, wenn prognostiziert wird, dass die Rate der Kraftstoffeinspritzung sinkt, als wenn prognostiziert wird, dass die Rate der Kraftstoffeinspritzung im Wesentlichen konstant bleibt.
Der minimale Kraftstoffzuteilerdruck kann durch Multiplizieren der Pumpenanlaufdauer, der Kraftstoffleitungssteifigkeit und des Kraftstofffördervolumens, das aus der Kraftstoffleitung austritt, und Subtrahieren dieses resultierenden Drucks von dem aktuellen Kraftstoffzuteilerdruck berechnet werden. Somit kann das Multiplizieren der Pumpenanlaufdauer, der Kraftstoffleitungssteifigkeit und des Kraftstofffördervolumens, das aus der Kraftstoffleitung austritt, einen Druck bereitstellen, der eine Veränderung des Kraftstoffzuteilerdrucks (bspw. Druckabnahme oder -abfall) repräsentiert, welcher einer Prognose gemäß während der Pumpenanlaufdauer auftritt. Das Subtrahieren der erwarteten Druckabnahme von dem aktuellen Kraftstoffzuteilerdruck kann den minimalen zukünftigen Kraftstoffzuteilerdruck bereitstellen, wobei der minimale zukünftige Kraftstoffzuteilerdruck der Erwartung dessen entspricht, wie hoch der Kraftstoffzuteilerdruck sein wird, wenn die Saugpumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Somit kann der erwartete Druckabfall mit Anstiegen bei einem oder mehreren von den Raten der Kraftstoffeinspritzung (des Kraftstofffördervolumens, das aus der Kraftstoffleitung austritt), der Kraftstoffleitungssteifigkeit und der Pumpenanlaufdauer zunehmen. Somit kann der minimale zukünftige Kraftstoffzuteilerdruck mit Anstiegen bei einem oder mehreren von den Raten der Kraftstoffeinspritzung (des Kraftstofffördervolumens, das aus der Kraftstoffleitung austritt), der Kraftstoffleitungssteifigkeit und der Pumpenanlaufdauer zunehmen.
Das Verfahren 500 geht dann von 512 zu 514 über, das ein Bestimmen dessen umfasst, wann die Saugpumpe angeschaltet werden muss, sodass der bei 512 berechnete zukünftige minimale Kraftstoffzuteilerdruck nicht unter den Schwellenwert sinkt. Der zukünftige minimale Kraftstoffzuteilerdruck ist der minimale Kraftstoffzuteilerdruck, der erreicht werden würde, wenn die Saugpumpe im aktuellen Moment angeschaltet werden sollte. Sprich, der zukünftige minimale Kraftstoffzuteilerdruck ist der Kraftstoffzuteilerdruck, bei welchem der Druck hinter dem Rückschlagventil den Druck vor dem Rückschlagventil erreichen würde, wenn die Saugpumpe im aktuellen Moment angeschaltet werden sollte. Daher ist der zukünftige minimale Kraftstoffzuteilerdruck der Druck, bei welchem die Saugpumpe beginnen würde, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, wenn die Saugpumpe im aktuellen Moment angeschaltet werden wollte. In manchen Beispielen kann der zukünftige minimale Kraftstoffzuteilerdruck ungefähr dem Schwellendruck entsprechen. Wenn die Saugpumpe beispielsweise während des Modus mit intermittierender Leistung angeschaltet wird, so kann die Saugpumpenspannung auf einen Pegel gesetzt werden, der den Druck vor dem Rückschlagventil auf den Schwellendruck bringt. Somit kann der Kraftstoffzuteilerdruck nicht unter den Schwellenwert sinken, da der Druck vor dem Rückschlagventil bei oder über dem Schwellendruck gehalten werden kann.
Bei 514 kann die Saugpumpe abgeschaltet sein und der Kraftstoffzuteilerdruck kann aufgrund dessen sinken, dass Kraftstoff für die Einspritzung aus dem Kraftstoffzuteiler austritt. Während im zweiten Modus mit intermittierender Leistung der Kraftstoffzuteilerdruck sinkt und die Saugpumpe abgeschaltet wird, kann die Saugpumpe wieder angeschaltet werden, ehe der Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellendruck erreicht, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt. Daher kann der Regler kontinuierlich oder periodisch berechnen, wie hoch der minimale Kraftstoffzuteilerdruck wäre, wenn die Saugpumpe im aktuellen Moment angeschaltet werden sollte. Wenn der minimale Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellendruck erreicht oder in einem Schwellenbereich davon liegt, dann kann der Regler die Saugpumpe anschalten, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt. Daher kann es gewünscht sein, die Saugpumpe anzuschalten, wenn das Anschalten der Saugpumpe zu dem aktuellen Zeitpunkt dazu führen würde, dass der minimale Druck dem Schwellendruck entspricht oder innerhalb eines Schwellenwerts darüber liegt. Daher kann der Regler als Reaktion darauf, dass der minimale Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellendruck erreicht oder auf eine Differenz über diesem sinkt, die innerhalb eines Schwellenwerts liegt, die Saugpumpe in dem zweiten Modus mit intermittierender Leistung anschalten. Auf diese Weise lassen sich Unterschreitungen im Kraftstoffzuteilerdruck reduzieren und dadurch Kraftstoffzumessungsfehler minimieren, die zu einer verminderten Motorleistung führen können.
In einem anderen Beispiel kann die Saugpumpe für eine vorgegebene Dauer angeschaltet werden, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellenwert erreicht. Daher kann der Regler einen ersten Moment prognostizieren, in welchem der Kraftstoffzuteilerdruck erwartungsgemäß den Schwellenwert erreicht, und er kann die Saugpumpe in einem zweiten Moment anschalten, wobei der zweite Moment vor dem ersten Moment liegt, bei einer vorgegebenen Dauer vor dem ersten Moment. Die vorgegebene Dauer kann ausreichend lang vor dem ersten Moment sein, sodass die Pumpe den Druck vor dem Rückschlagventil erhöhen kann, um ihn an den Druck hinter dem Rückschlagventil anzupassen, ehe der Druck hinter dem Rückschlagventil unter den Schwellenwert sinkt.
Das Verfahren 500 kann dann von 514 zu dem optionalen Schritt 516 übergehen, der ein Bestimmen eines gewünschten Druckprofils und/oder elektrischen Leistungsprofils für die Saugpumpe während der kommenden Saugpumpenaktivierungsperiode umfasst, wie nachfolgend in dem Beispielverfahren aus 7 ausführlicher beschrieben. Insbesondere kann vor oder beim Anschalten der Saugpumpe als Reaktion darauf, dass bei 514 bestimmt wird, dass es gewünscht ist, die Saugpumpe anzuschalten, der Regler bestimmen, wie viel Leistung der Saugpumpe zuzuführen ist und/oder wie lange der Saugpumpe Leistung zugeführt werden muss. Sprich, ein gewünschtes elektrisches Leistungsprofil und/oder Kraftstoffzuteilerdruckprofil können bestimmt werden, sodass, wenn die Saugpumpe im zweiten Modus mit intermittierender Leistung angeschaltet wird, die Saugpumpenspannung entweder gemäß einem vorgegebenen Spannungsprofil im offenen Kreis geregelt werden kann oder gemäß einem vorgegebenen gewünschten Kraftstoffzuteilerdruckprofil im geschlossenen Kreis geregelt werden kann oder mit einer Kombination sowohl aus offenem Kreis als auch geschlossenem Kreis geregelt werden kann. Das gewünschte elektrische Leistungsprofil und/oder das gewünschte Kraftstoffzuteilerdruckprofil können voreingestellte Profile sein, die in dem nichtflüchtigen Speicher des Reglers gespeichert sind. In anderen Beispielen jedoch können das gewünschte elektrische Leistungsprofil und/oder das gewünschte Kraftstoffzuteilerdruckprofil auf einer oder mehreren aktuellen und/oder zukünftigen Motorbetriebsbedingungen beruhend bestimmt werden, wie etwa den Raten der Kraftstoffeinspritzung, der Kraftstoffleitungssteifigkeit, dem Ansaugkrümmerdruck, der Motordrehzahl usw.
In manchen Beispielen können das gewünschte Druckprofil und/oder elektrische Leistungsprofil bei oder vor dem Anschalten der Saugpumpe in dem zweiten Modus gemäß aktuellen Motorbetriebs- und/oder prognostizierten Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden. In anderen Beispielen jedoch können das gewünschte Druckprofil und/oder elektrische Leistungsprofil auf Motorbetriebsbedingungen beruhend eingestellt werden, während die Saugpumpe angeschaltet ist. Sprich, der Regler kann eines oder mehrere von dem gewünschten Druckprofil und/oder elektrischen Leistungsprofil in Echtzeit einstellen, um Abweichungen in den Motorbetriebsbedingungen in Bezug darauf auszugleichen, was während der Erzeugung des anfänglichen Druck- und/oder elektrischen Leistungsprofils prognostiziert worden war.
Das Verfahren 500 kann dann von 516 zu 518 übergehen, das ein Bestimmen umfasst, ob es gewünscht ist, die Saugpumpe anzuschalten. Wie weiter oben bei 514 beschrieben, kann es gewünscht sein, die Saugpumpe anzuschalten, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellendruck erreicht oder auf diesen sinkt. Wenn der aktuelle Kraftstoffzuteilerdruck noch immer über dem Schwellendruck oder über dem Schwellendruck liegt, dann kann die Pumpe abgeschaltet gelassen werden, ohne dass ein Abfall des Kraftstoffzuteilerdrucks unter den Schwellenwert auftritt, wodurch es nicht gewünscht sein kann, die Saugpumpe anzuschalten. Wenn es noch nicht soweit ist, die Saugpumpe anzuschalten, dann geht das Verfahren 500 von 518 zu 520 über, das ein Abwarten bis zu einem gewünschten Aktivierungsmoment umfasst, um die Saugpumpe anzuschalten. Der gewünschte Aktivierungsmoment kann ein zukünftiger Zeitpunkt sein, zu dem der Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellendruck erreicht.
Daher ist zu unterstreichen, dass der zukünftige Zeitraum, über den hinweg der Kraftstoffzuteilerdruck prognostiziert wird, eine längere Dauer als die Pumpenanlaufdauer umfasst. Wenn in einem Moment im Laufe des zukünftigen Zeitraums prognostiziert wird, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinken wird, dann beginnt der Regler mit der Berechnung des minimalen Kraftstoffzuteilerdrucks. Wenn die Zeit im zukünftigen Zeitraum fortschreitet und zu dem Moment vorrückt, in welchem der Kraftstoffzuteilerdruck erwartungsgemäß den Schwellenwert erreicht, dann wird der minimale Kraftstoffzuteilerdruck, der dem Kraftstoffzuteilerdruck am Ende der Pumpenanlaufdauer entspricht, weiterhin berechnet. Gleichwohl kann der Regler mit der Berechnung des minimalen Kraftstoffzuteilerdrucks beginnen, ehe die Pumpe angeschaltet werden muss, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt. Daher umfasst das Verfahren 500 bei 518 und 520, dass die Berechnung des minimalen Kraftstoffzuteilerdrucks fortgesetzt wird und dass mit dem Anschalten der Saugpumpe abgewartet wird, bis die Berechnung des minimalen Kraftstoffzuteilerdrucks den Druckschwellenwert erreicht oder auf einen Druck im Bereich eines Schwellenwerts des Schwellendrucks sinkt.
Wenn der gewünschte Aktivierungsmoment erreicht wird und es gewünscht ist, die Saugpumpe anzuschalten, dann kann das Verfahren 500 von 518 zu 522 übergehen, das ein Anschalten der Saugpumpe während einer Aktivierungsperiode umfasst. Die Aktivierungsperiode kann die Dauer umfassen, während derer die Saugpumpe angeschaltet ist. Sprich, die Aktivierungsperiode umfasst eine Dauer während des zweiten Modus mit intermittierender Leistung, während derer die Saugpumpe angeschaltet und wieder abgeschaltet wird. Damit kann die Aktivierungsperiode einen Einzelzyklus umfassen, während dessen die Saugpumpe im zweiten Modus angeschaltet ist. Wie oben unter Bezug auf 516 beschrieben, kann das elektrische Leistungsprofil, welches das Maß und die Dauer umfasst, mit der die elektrische Leistung der Saugpumpe über die Aktivierungsperiode hinweg zuzuführen ist, voreingestellt sein. Es muss festgehalten werden, dass die Saugpumpe unter einer Regelung im offenen Kreis betrieben werden kann, wenn die Saugpumpe bei 522 mit Leistung versorgt wird. Bei der Regelung im offenen Kreis kann das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, durch Einstellen des gewünschten Drucks eingestellt werden. Wie weiter oben bzgl. 2 erläutert, wird das Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt wird, bei einer Regelung im offenen Kreis beruhend auf dem gewünschten Druck und nicht auf der Differenz zwischen dem gewünschten Druck und gemessenen Drücken eingestellt. Daher kann der Regler eine Umsetzungstabelle enthalten, die beispielsweise gewünschte Drücke mit befohlenen Saugpumpenspannungen ins Verhältnis setzt, wenn sie bei einer Regelung im offenen Kreis arbeitet.
In manchen Beispielen kann das elektrische Leistungsprofil auf aktuellen und/oder zukünftigen Motorbetriebsbedingungen beruhend bestimmt werden. In weiteren Beispielen, wie bzgl. 7 beschrieben, können das elektrische Leistungsprofil und/oder gewünschte Druckprofil während der Aktivierungsperiode auf Veränderungen in Motorbetriebsbedingungen beruhend eingestellt werden.
Konkret kann das Verfahren 500 bei 522 ein Hochtransformieren der elektrischen Leistung von einem niedrigeren ersten Pegel (bspw. 0 V) auf einen niedrigeren zweiten Zwischenpegel bei 524 umfassen. Wie weiter oben erläutert, kann das Hochtransformieren der elektrischen Leistung bei einer Regelung im offenen Kreis erreicht werden, indem der gewünschte Druck erhöht wird. Da die befohlene Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, während der Regelung im offenen Kreis allein von dem gewünschten Druck (bspw. einem Sollwert) abhängen kann und nicht von einer Rückkopplung von einem oder mehreren Drucksensoren, ist die der Saugpumpe zugeführte elektrische Leistung direkt von dem gewünschten Druck abhängig. Konkret kann der gewünschte Druck auf einen zweiten Zwischendruckpegel heraufgestuft werden. Der zweite Zwischendruckpegel kann im Wesentlichen dem Druck hinter dem Rückschlagventil entsprechen. In manchen Beispielen jedoch kann der zweite Zwischendruckpegel über oder unter dem Druck hinter dem Rückschlagventil liegen. In weiteren Beispielen kann der zweite Zwischendruckpegel ungefähr dem minimalen Schwellendruck entsprechen. Auf diese Weise kann der Kraftstoffdruck vor dem Rückschlagventil zumindest auf dem minimalen Schwellendruck gehalten werden, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den minimalen Schwellendruck sinkt. Sobald der Kraftstoffzuteilerdruck den minimalen Schwellendruck erreicht, kann somit Kraftstoff durch das Rückschlagventil zu fließen beginnen und die Leistung der Saugpumpe kann erhöht werden, um mit dem Anheben des Kraftstoffzuteilerdrucks zu beginnen.
Das Hochtransformieren der elektrischen Leistung von dem niedrigeren ersten Pegel kann ein Anschalten der Saugpumpe aus dem abgeschalteten Zustand auf den niedrigeren zweiten Zwischenpegel umfassen. Der niedrigere zweite Zwischenpegel stellt einen Spannungspegel dar, der unter einem maximalen Spannungspegel der Saugpumpe liegt. In einem Beispiel kann der niedrigere zweite Zwischenpegel ungefähr der Hälfte des maximalen Spannungspegels der Saugpumpe entsprechen. In anderen Beispielen jedoch kann der niedrigere zweite Zwischenpegel mehr oder weniger als die Hälfte des maximalen Spannungspegels der Saugpumpe betragen.
In einem anderen Beispiel jedoch kann das Hochtransformieren der elektrischen Leistung für die Saugpumpe durch eine Regelung der Saugpumpe im geschlossenen Kreis beruhend auf Ausgaben von dem Drucksensor erreicht werden, der zwischen der Saugpumpe und dem Rückschlagventil positioniert ist. Daher kann der Regler den gewünschten Druck auf den zweiten Zwischendruckpegel einstellen und die Saugpumpe beruhend auf den Druckausgaben von dem Drucksensor vor dem Rückschlagventil im offenen Kreis regeln. Auf diese Weise kann der Regler den Druck vor dem Rückschlagventil auf oder knapp unter den Druck hinter dem Rückschlagventil erhöhen. Auf diese Weise kann die Saugpumpe bei Bedarf zügiger damit beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben.
In manchen Beispielen kann der Regler damit beginnen, die Saugpumpenspannung bei 530 über einen höheren dritten Zwischenpegel hinaus zu steigern, sobald die Saugpumpenspannung und/oder der gewünschte Druck auf den niedrigeren zweiten Zwischenpegel heraufgestuft worden sind. Das Steigern kann erreicht werden, indem die Saugpumpe im offenen Kreis geregelt und der gewünschte Druck einfach mit einer gewünschten Rate erhöht wird, oder das Steigern kann erreicht werden, indem die Saugpumpe auf Ausgaben von dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor beruhend im geschlossenen Kreis geregelt und der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck um ein gewünschtes Maß oder eine spezifische Rate erhöht wird, wenn der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck erreicht. Daher kann das Steigern erreicht werden, indem der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck schrittweise erhöht wird, wobei der Regler bei jeder Zunahme des gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks mit dem erneuten Anheben des gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks wartet, bis die Saugpumpe den Kraftstoffzuteilerdruck auf den aktuellen gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck angehoben hat.
In anderen Beispielen jedoch kann die Saugpumpenspannung für eine erste Dauer bei 526 auf dem niedrigeren zweiten Zwischenpegel gehalten werden. In manchen Beispielen kann die erste Dauer bei 526 eine voreingestellte Dauer sein. In anderen Beispielen jedoch kann die Dauer beruhend auf der Differenz zwischen dem Druck vor dem Rückschlagventil und hinter dem Rückschlagventil berechnet werden. In weiteren Beispielen kann die Dauer von der Zeit abhängig sein, welche die Saugpumpe benötigt, um den Druck vor dem Rückschlagventil auf den Druck hinter dem Rückschlagventil zu bringen. Demnach kann der Regler die Saugpumpenspannung auf dem niedrigeren zweiten Zwischenpegel halten, bis der Druck vor dem Rückschlagventil auf einen Bereich innerhalb einer Schwellendifferenz zwischen dem Druck hinter dem Rückschlagventil steigt oder bis der Druck vor dem Rückschlagventil den Druck hinter dem Rückschlagventil erreicht und/oder diesen übersteigt.
Anschließend, nach der ersten Dauer, kann die Saugpumpenspannung entweder von dem zweiten Zwischenpegel auf den höheren dritten Zwischenpegel bei 528 hochtransformiert werden, oder sie kann von dem zweiten Zwischenpegel auf über den höheren dritten Zwischenpegel bei 530 gesteigert werden. Als Reaktion darauf, dass der Druck vor dem Rückschlagventil den Druck hinter dem Rückschlagventil erreicht oder auf einen Bereich innerhalb einer Schwellendifferenz davon ansteigt, kann der Regler daher die Saugpumpenspannung über den zweiten Zwischenpegel anheben, um zu beginnen, zusätzlichen Druck auf die Kraftstoffleitung hinter dem Rückschlagventil auszuüben. Die Saugpumpenspannung kann von dem zweiten Zwischenpegel auf den höheren dritten Zwischenpegel bei 528 hochtransformiert werden, und zwar genauso oder ähnlich, wie es im Falle des Hochtransformierens der Saugpumpenspannung auf den niedrigeren zweiten Zwischenpegel bei 524 beschrieben wurde. Somit kann die Saugpumpenspannung durch den Regler über eine Regelung im offenen Kreis hochtransformiert werden, oder sie kann erhöht werden, indem der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck von dem zweiten Zwischendruckpegel auf einen höheren dritten Zwischendruckpegel heraufgestuft und die Saugpumpe beruhend auf Ausgaben von dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor im geschlossenen Kreis betrieben wird.
In Beispielen, in denen die Saugpumpenspannung von dem niedrigeren zweiten Zwischenpegel auf den höheren dritten Zwischenpegel hochtransformiert wird, kann der Regler anschließend die Saugpumpenspannung steigern, nachdem die Saugpumpenspannung auf den höheren dritten Zwischenpegel hochtransformiert wurde. Somit kann der Regler in manchen Beispielen 530 ausführen, nachdem er 528 ausgeführt hat. 6A und 6B stellen ausführlichere Beschreibungen eines beispielhaften Saugpumpenbetriebs bereit, wenn die Saugpumpe während des zweiten Modus mit intermittierender Leistung angeschaltet wird.
Wenn die Aktivierungsperiode abgelaufen ist, kann das Verfahren 500 von 522 zu 532 übergehen, das ein Abschalten der Saugpumpe am Ende der Aktivierungsperiode und/oder, wenn ein Schwellenwert für den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck erreicht wurde, umfasst. Damit kann der Regler die Saugpumpe als Reaktion darauf abschalten, dass die Dauer der Saugpumpenaktivierung abläuft und/oder, wenn ein Schwellenwert für den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck erreicht wurde. Bei dem Schwellenwert für den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck handelt es sich um einen Kraftstoffzuteilerdruck, der höher als der bei 508 beschriebene Schwellendruck ist. In manchen Beispielen kann der Schwellenwert für den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck voreingestellt sein. In anderen Beispielen jedoch kann der gewünschte Kraftstoffzuteilerdruck beruhend auf Motorbetriebsbedingungen wie etwa dem Ansaugkrümmerdruck bestimmt werden. Anschließend springt das Verfahren 500 zurück.
Weiter bei 6A wird ein Verfahren 600 zum Bestimmen eines gewünschten Druckprofils (und damit eines gewünschten elektrischen Leistungsprofils) für die Saugpumpe, wenn die Saugpumpe während des zweiten Modus mit intermittierender Leistung angeschaltet wird, gezeigt. Daher kann das Verfahren 600 als Teilverfahren von 500 einbezogen und bei 516 von Verfahren 500 ausgeführt werden, wie oben unter Bezug auf 5 beschrieben. Es muss festgehalten werden, dass das Verfahren 600 im Falle einer Regelung der Saugpumpe im offenen Kreis ausgeführt wird. Daher beschreibt das Verfahren 600 ein Verfahren zum Bestimmen, wie das gewünschte Druckprofil sein sollte, wenn die Saugpumpe während des zweiten intermittierenden Modus im offenen Kreis betrieben wird. Somit wird das Einstellen der elektrischen Leistung, die der Saugpumpe zugeführt wird, durch ein Einstellen des gewünschten Drucks erreicht, da die Leistung, die der Saugpumpe zugeführt wird, während der Regelung mit offenem Kreis auf dem gewünschten Druck beruhend und nicht auf Ausgaben von den Drucksensoren beruhend durch den Regler eingestellt wird. In der vorliegenden Beschreibung von 6A können das elektrische Leistungsprofil und das gewünschte Druckprofil demzufolge austauschbar verwendet werden, da das gewünschte Druckprofil vorgibt, wie das elektrische Leistungsprofil sein wird.
Das Verfahren 600 beginnt mit 602, das ein Bestimmen umfasst, wie viel elektrische Leistung der Saugpumpe anfänglich zugeführt werden muss, wenn die Saugpumpe angeschaltet wird. Konkret kann das Verfahren 600 bei 602 ein Bestimmen umfassen, um wie viel der gewünschte Druck heraufzustufen ist. Daher kann das Verfahren 600 bei 602 ein Bestimmen des Drucks und/oder des elektrischen Leistungspegels des zweiten Zwischenpegels umfassen, das weiter oben bei 524 des Verfahrens 500 bzgl. 5 beschrieben wurde. In manchen Beispielen kann der Umfang der Heraufstufung des gewünschten Drucks voreingestellt sein. Der voreingestellte elektrische Leistungspegel (bspw. Leistung, Spannung, Strom usw.) kann einer Leistung entsprechen, bei welcher der Druck vor dem Rückschlagventil auf und knapp unter dem Schwellendruck gehalten wird, der oben bei 508 in 5 beschrieben wurde. Somit kann die elektrische Leistung der Saugpumpe auf einem Pegel gehalten werden, der ausreicht, um den Kraftstoffdruck vor dem Rückschlagventil auf oder knapp unter dem minimalen akzeptablen Kraftstoffzuteilerdruck zu halten. Auf diese Weise kann der Kraftstoffzuteilerdruck über dem Schwellenwert gehalten werden. In anderen Beispielen jedoch kann der stufenweise Anstieg des gewünschten Drucks auf aktuellen Betriebsbedingungen beruhend bestimmt werden. Beispielsweise kann der stufenweise Anstieg des gewünschten Drucks mit einem oder mehreren von Anstiegen einer prognostizierten Rate des Rückgangs des Kraftstoffzuteilerdrucks, Anstiegen einer prognostizierten Rate der Kraftstoffeinspritzung usw. zunehmen.
Das Verfahren 600 kann dann von 602 zu 604 übergehen, das ein Bestimmen, wie lange die elektrische Leistung aufrechterhalten werden muss, welche der Saugpumpe auf dem zweiten Zwischenpegel bereitgestellt wird, und ein Bestimmen umfasst, wann eine stufenweise Steigerung der Saugpumpenleistung zu initiieren ist. Wie weiter oben bzgl. 5 beschrieben, kann der gewünschte Druck für eine voreingestellte Zeit auf dem zweiten Zwischenpegel gehalten werden. Die voreingestellte Dauer kann beruhend auf der Saugpumpenspannung, welche der Saugpumpe zugeführt wird, dem Druck hinter dem Rückschlagventil und prognostizierten Veränderungen des Drucks hinter dem Rückschlagventil berechnet werden. In anderen Beispielen jedoch kann der gewünschte Druck auf dem zweiten Zwischenpegel gehalten werden, bis der Druck vor dem Rückschlagventil den Druck hinter dem Rückschlagventil erreicht oder auf einen Bereich innerhalb einer Schwellendifferenz davon steigt.
Das Verfahren 600 kann dann von 604 zu 606 übergehen, das ein Bestimmen umfasst, ob eine Heraufstufung des gewünschten Drucks gewünscht ist, bevor die stufenweise Steigerung des gewünschten Drucks initiiert wird. Eine Heraufstufung des gewünschten Drucks kann gewünscht sein, ehe die stufenweise Steigerung initiiert wird, wenn ein gewünschter Anstieg des Kraftstoffzuteilerdrucks näher bevorsteht. Demnach kann der gewünschte Druck von dem zweiten Zwischenpegel auf einen höheren dritten Pegel heraufgestuft werden, bevor die Steigerung initiiert wird, um die Reaktionsschnelligkeit der Saugpumpe zu erhöhen. Ist eine Heraufstufung von dem zweiten Zwischenpegel auf den dritten Pegel vor der Steigerung gewünscht, so geht das Verfahren 600 von 606 zu 608 über, das ein Bestimmen umfasst, um wie viel die elektrische Leistung, die der Saugpumpe zugeführt wird, hochzutransformieren ist, bevor die stufenweise Steigerung initiiert wird. Daher kann das Verfahren 600 bei 608 ein Bestimmen umfassen, bei welchem Druck der dritte Pegel (bspw. der dritte Pegel, der weiter oben bei 528 des Verfahrens 500 bzgl. 5 beschrieben wurde) einzustellen ist. In manchen Beispielen kann der Umfang der Heraufstufung des gewünschten Drucks bei 608 voreingestellt sein. In anderen Beispielen jedoch kann der Umfang der Heraufstufung des gewünschten Drucks bei 608 beruhend auf einer aktuellen und/oder prognostizierten Rate des Rückgangs des Kraftstoffzuteilerdrucks bestimmt werden. Wenn beispielsweise, während der gewünschte Druck auf dem zweiten Pegel gehalten wird, die Kraftstoffeinspritzung stärker als vorhergesagt ansteigt und demzufolge der Kraftstoffzuteilerdruck schneller abnimmt als vorhergesagt, wenn der zweite Pegel bei 602 eingestellt wird, dann kann der dritte Pegel angehoben werden, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt. Daher kann der Umfang der Heraufstufung des gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks von dem zweiten Pegel auf den dritten Pegel zunehmen, wenn der tatsächliche Kraftstoffzuteilerdruck schneller abnimmt, als beispielsweise bei Schritt 512 des Verfahrens 500 bzgl. 5 vorhergesagt oder prognostiziert.
Das Verfahren 600 kann dann entweder von 606, wenn die Heraufstufung vor der Steigerung nicht gewünscht ist, oder von 608 zu 610 übergehen, wobei das Verfahren 600 bei 610 ein Bestimmen der Dauer und Rate der Zunahme der Steigerung umfasst. In manchen Beispielen kann die Dauer und/oder Rate des Anstiegs des gewünschten Drucks voreingestellt sein. Die Dauer, über welche hinweg die Steigerung durchgeführt wird, kann eine voreingestellte Dauer sein (bspw. eine Zeitspanne, Anzahl von Motorzyklen usw.). In anderen Beispielen jedoch kann die Dauer von einer oder mehreren Motorbetriebsbedingungen wie etwa dem Kraftstoffzuteilerdruck abhängig sein. Beispielsweise kann der Regler die stufenweise Steigerung als Reaktion darauf beenden und die Saugpumpe abschalten, dass der Kraftstoffzuteilerdruck über einen höheren Schwellenwert steigt, wobei der höhere Schwellenwert einem Druck entspricht, der höher als der Druck ist, welcher von dem unteren Schwellenwert repräsentiert wird, der ein Anschalten der Saugpumpe auslöst, wie oben bei 508 des Verfahrens 500 bzgl. 5 beschrieben. In manchen Beispielen kann der höhere Schwellenwert ein voreingestellter Schwellenwert sein. In anderen Beispielen jedoch kann der höhere Schwellenwert auf Motorbetriebsbedingungen wie etwa dem Ansaugkrümmerdruck beruhend durch den Regler eingestellt werden.
In manchen Beispielen kann die Zunahmerate der Steigerung voreingestellt sein. In anderen Beispielen jedoch kann die Zunahmerate der Steigerung auf Motorbetriebsbedingungen beruhend eingestellt werden. Die Zunahmerate der Steigerung kann ungefähr die Gleiche wie oder geringer als die Anstiegsrate des Krümmerdrucks sein, wobei die Änderungsrate des Krümmerdrucks als eine Änderungsrate des Drucks in Bezug auf den Kurbelwinkel ausgedrückt werden kann. In anderen Beispielen jedoch kann die Rate, mit welcher der gewünschte Druck gesteigert wird, auf Veränderungen des Krümmerdrucks beruhend eingestellt werden. Beispielsweise kann die Rate, mit welcher der gewünschte Druck gesteigert wird, mit Zunahmen des Krümmerdrucks steigen. Wenn daher der Krümmerdruck zunimmt, während der Regler den gewünschten Druck steigert, kann der Regler die Steigerungsrate erhöhen, um den Kraftstoffzuteilerdruck über dem Krümmerdruck zu halten. Anschließend springt das Verfahren 600 zurück.
Daher kann das Verfahren ein Versorgen einer Saugpumpe mit Leistung auf eine vordefinierte Art und Weise umfassen, wenn die Saugpumpe während eines Modus mit intermittierender Leistung mit Leistung versorgt wird, wobei die Saugpumpe während des Modus mit intermittierender Leistung abgeschaltet bleibt, es sei denn, der Kraftstoffzuteilerdruck wird unter einen niedrigeren Schwellenwert sinken, sollte die Saugpumpe nicht angeschaltet werden. Die vordefinierte Art und Weise, in welcher der Saugpumpe im Laufe der Aktivierungsperiode (der Periode, während derer die Saugpumpe während des zweiten intermittierenden Modus angeschaltet ist) Leistung zuzuführen ist, kann vor dem Anschalten der Saugpumpe bestimmt werden. Die vordefinierte Art und Weise kann zum Beispiel ein geplantes elektrisches Leistungsprofil umfassen. Der Regler gibt dann elektrische Leistung während der Aktivierungsperiode gemäß dem geplanten elektrischen Leistungsprofil ab. In manchen Beispielen kann das elektrische Leistungsprofil voreingestellt sein. In anderen Beispielen jedoch kann der Regler das elektrische Leistungsprofil auf Motorbetriebsbedingungen beruhend bestimmen, die vorliegen, wenn das elektrische Leistungsprofil erzeugt wird. Ferner kann der Regler in manchen Beispielen das elektrische Leistungsprofil einstellen, während der Saugpumpe im Laufe der Aktivierungsperiode im zweiten intermittierenden Modus Leistung zugeführt wird, und zwar beruhend auf Veränderungen in Motorbetriebsbedingungen.
Weiter bei 6B wird ein beispielhaftes gewünschtes Druckprofil gezeigt, das durch Ausführen des Verfahrens 600 erzeugt werden kann, welches oben bzgl. 6A beschrieben wurde. Konkret zeigt 6B einen Graphen 650, der beispielhafte Einstellungen auf den gewünschten Druck (bspw. einen Sollwert) für die Saugpumpe abbildet, wenn die Saugpumpe während des zweiten Modus mit intermittierender Leistung im offenen Kreis geregelt wird. Konkret zeigt der Graph 650 einen ersten Verlauf 652, welcher Veränderungen des Kraftstoffzuteilerdrucks abbildet, und einen zweiten Verlauf 654, der Veränderungen des gewünschten Drucks abbildet. Die Zeit wird auf der x-Achse und der Druck auf der y-Achse gezeigt. Die beispielhaften Drücke werden in Einheiten von kPa gezeigt, wobei auch andere Druckpegel möglich sind.
Vor t₁ kann die Saugpumpe abgeschaltet sein, weshalb der gewünschte Druck auf 0 gestellt ist (Verlauf 654). Bei t₁ kann bestimmt werden, dass es gewünscht ist, die Saugpumpe anzuschalten. Insbesondere kann bei t₁ bestimmt werden, dass, wenn die Saugpumpe zu diesem aktuellen Zeitpunkt angeschaltet werden würde, der minimale Druck des Kraftstoffzuteilers einem niedrigeren ersten Schwellendruck 656 entsprechen oder im Bereich einer Schwellendifferenz darüber liegen würde. Daher kann der Regler die Saugpumpe bei t₁ anschalten, um zu verhindern, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den ersten Schwellendruck 656 sinkt. Der erste Schwellendruck 656 kann der gleiche wie der minimale Schwellendruck sein, der weiter oben unter Bezug auf 508 des Verfahrens 500 in 5 erläutert wurde.
Wie weiter oben bei 602 und 604 in 6A beschrieben, kann der Regler bestimmen, um wie viel und/oder für wie lange der gewünschte Druck t₁ heraufzustufen ist. In dem Beispiel von 6B kann der gewünschte Druck bei t₁ um knapp unter den minimalen Druck heraufgestuft werden, den der Kraftstoffzuteiler erwartungsgemäß erreicht, bevor die Saugpumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. In anderen Beispielen jedoch kann der Druck auf knapp unter den aktuellen Kraftstoffzuteilerdruck bei t₁ heraufgestuft werden. Somit kann die Saugpumpe ausreichend mit Leistung versorgt werden, um den Kraftstoffdruck vor dem Rückschlagventil auf ungefähr den minimalen Schwellendruck zu bringen, sodass, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck den minimalen Schwellendruck erreicht, die Saugpumpe sofort beginnen kann, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben.
Der gewünschte Druck kann auf dem zweiten Pegel zwischen t₁ und t₂ gehalten werden, und dann, bei t₂, kann der Regler als Reaktion darauf, dass der Druck vor dem Rückschlagventil im Wesentlichen den Druck hinter dem Rückschlagventil erreicht, den gewünschten Druck von dem zweiten Pegel auf den dritten Pegel heraufstufen. Der Umfang, mit dem der Regler den gewünschten Druck bei t₂ heraufstuft, kann auf die Art und Weise bestimmt werden, die bei 608 in 6 beschrieben wurde. Durch das Heraufstufen des gewünschten Drucks bei t₂ vor dem Initiieren der stufenweisen Steigerung kann die Reaktionsschnelligkeit der Saugpumpe erhöht werden.
Zwischen t₂ und t₃ kann der Kraftstoffzuteilerdruck weiter abnehmen. Der Kraftstoffzuteilerdruck kann aus einem oder mehreren der folgenden Gründe weiterhin abnehmen: der Druck vor dem Rückschlagventil ist nach wie vor geringer als der Druck hinter dem Rückschlagventil, oder, falls der Druck vor dem Rückschlagventil den Druck hinter dem Rückschlagventil erreicht hat, kann eine Verzögerung der Kraftstoffabgabe von der Saugpumpe an den Kraftstoffzuteiler vorliegen und/oder die Rate der Kraftstoffeinspritzung kann nach wie vor die Rate überschreiten, bei welcher der Kraftstoff an den Kraftstoffzuteiler abgegeben wird. Die Anstiegsrate des gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks zwischen t₂ und t₄ kann auf die Art und Weise bestimmt werden, die weiter oben bei 610 in 6 beschrieben wurde. Bei t₃ kann der Kraftstoffzuteilerdruck den minimalen Kraftstoffzuteilerdruck erreichen und zu steigen beginnen. Daher kann die Saugpumpe bei t₃ damit beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben.
Die stufenweise Steigerung des gewünschten Kraftstoffzuteilerdrucks zwischen t₂ und t₄ kann einer voreingestellten Dauer entsprechen. Wenn die Dauer bei t₄ abgelaufen ist, kann die Saugpumpe daher abgeschaltet und der gewünschte Druck auf 0 zurückgestellt werden. In anderen Beispielen jedoch kann die Saugpumpe bei t₄ als Reaktion darauf abgeschaltet werden, dass der Kraftstoffzuteilerdruck auf einen höheren zweiten Schwellenwert ansteigt.
Weiter bei 7 wird ein Graph 700 gezeigt, der einen beispielhaften Betrieb der Saugpumpe (bspw. der in 2 gezeigten Saugpumpe 212) unter variierenden Motorbetriebsbedingungen abbildet. Die der Saugpumpe zugeführte Leistung, und damit die Kraftstoffmenge, die aus der Pumpe herausfließt, kann durch einen Motorregler (bspw. den in 2 gezeigten Regler 222) eingestellt werden. Wenn die Kraftstoffeinspritzung aus einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzern (bspw. den in 2 gezeigten Einspritzern 252 und 262) über einem Schwellenwert liegt, kann die Saugpumpe durch den Regler beruhend auf Ausgaben von einem Drucksensor (bspw. den in 2 gezeigten Drucksensoren 248 und 258), die in einem Kraftstoffzuteiler (bspw. dem weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Kraftstoffzuteiler 260) per Rückkopplung geregelt werden. Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzung unter einem Schwellenwert liegt, kann der Regler die Saugpumpe abschalten und die Saugpumpe lediglich für kurze Dauern anschalten, um den Kraftstoffzuteilerdruck über einem Schwellenwert zu halten.
Der Graph 700 zeigt bei 702 Veränderungen des Massendurchsatzes der Kraftstoffeinspritzung. Veränderungen des Durchsatzes durch ein Rückschlagventil (bspw. das weiter oben bzgl. 2 beschriebene Rückschlagventil 213), das zwischen der Saugpumpe und dem Kraftstoffzuteiler positioniert ist, werden bei Verlauf 704 gezeigt. Der Durchsatz durch das Rückschlagventil kann beruhend auf einem oder mehreren von dem Einspritzdurchsatz, der Änderungsrate des Drucks in der Kraftstoffleitung und einer Temperatur des Kraftstoffs abgeleitet werden. In weiteren Beispielen kann der Durchsatz durch das Rückschlagventil beruhend auf einem Druck vor dem Rückschlagventil, wie anhand eines ersten Drucksensors geschätzt, der vor dem Rückschlagventil positioniert ist (bspw. des weiter oben bzgl. 2 beschriebenen Drucksensors 231) und einem Druck hinter dem Rückschlagventil, wie anhand eines zweiten Drucksensors geschätzt, der hinter dem Rückschlagventil positioniert ist (bspw. dem Drucksensor 258, der weiter oben bzgl. 2 beschrieben wurde) bestimmt werden. Damit kann der Fluss durch das Rückschlagventil Null sein, wenn der Druck hinter dem Rückschlagventil größer als der Druck vor dem Rückschlagventil ist. Wenn allerdings der Druck vor dem Rückschlagventil den Druck hinter dem Rückschlagventil übersteigt, kann Kraftstoff beginnen, durch das Rückschlagventil zu dem Kraftstoffzuteiler zu fließen. Daher kann der Fluss durch das Rückschlagventil auf einer Druckdifferenz in dem Rückschlagventil beruhend geschätzt werden, wobei der Durchsatz durch das Rückschlagventil mit Anstiegsdifferenzen des Drucks in dem Rückschlagventil steigen kann.
Das Rückschlagventil kann in der Nähe eines Auslasses der Saugpumpe positioniert sein und den Fluss zurück zu der Saugpumpe eingrenzen und/oder verhindern. Ein Maß an elektrischer Leistung (bspw. Spannung und/oder Strom), das durch den Regler der Saugpumpe zugeführt wird, wird bei Verlauf 706 gezeigt. Der Betrieb der Saugpumpe entweder mit einer Regelung im offenen oder im geschlossenen Kreis wird bei Verlauf 708 gezeigt. Während der Regelung der Saugpumpe im geschlossenen Kreis wird die der Saugpumpe zugeführte Leistung beruhend auf einer Differenz zwischen einem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck und dem tatsächlichen gemessenen Kraftstoffzuteilerdruck eingestellt. Daher kann die der Saugpumpe zugeführte Leistung signifikant reduziert und/oder auf Null gebracht werden, wenn der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck über dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck liegt. Wenn daher die Saugpumpe abgeschaltet oder ihre Spannung ausreichend niedrig ist, sodass sie keinen zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler ausübt (die Saugpumpe könnte angeschaltet werden, aber nur auf einem Pegel, bei dem der Druck vor dem Rückschlagventil unter dem Kraftstoffzuteilerdruck gehalten wird), kann der Kraftstoff nicht durch das Rückschlagventil fließen. Wenn im Gegensatz dazu der gemessene Kraftstoffzuteilerdruck unter dem gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck liegt, kann die Saugpumpe angeschaltet werden, um den tatsächlichen Kraftstoffzuteilerdruck auf den gewünschten Kraftstoffzuteilerdruck anzuheben, wodurch Kraftstoff durch das Rückschlagventil fließen kann (unter der Annahme, dass beim Pumpenanlauf keine Verzögerungen bestehen). Demnach kann die Reaktionsschnelligkeit der Pumpe verbessert werden, indem die Saugpumpe derart mit Leistung versorgt wird, dass der Druck vor dem Rückschlagventil bei oder knapp unter dem minimalen Kraftstoffzuteilerdruck gehalten wird. Sprich, die Pumpe kann zügiger beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, indem der Druck vor dem Rückschlagventil auf oder knapp unter dem minimalen Kraftstoffzuteilerdruck gehalten wird. Durch ein „Vorbereiten“ der Kraftstoffleitung vor dem Rückschlagventil kann die Pumpe daher beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben, sobald der Kraftstoffzuteiler den Druck vor dem Rückschlagventil erreicht.
Beginnend bei t₁ kann die Kraftstoffeinspritzung unter einem Schwellenwert liegen (Verlauf 702), und die Saugpumpe kann abgeschaltet werden. Demzufolge kann der Kraftstoff nicht durch das Rückschlagventil fließen. Bei t₁ kann die Kraftstoffeinspritzung über den Schwellenwert steigen und die Saugpumpe kann mit einer rückgekoppelten Regelung im geschlossenen Kreis angeschaltet werden. Daher kann der Regler beruhend auf Ausgaben von dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor zwischen t₁ und t₂ ein Maß an Leistung einstellen, das der Saugpumpe zugeführt wird.
Dann, bei t₂, kann die Rate der Kraftstoffeinspritzung unter einen unteren Schwellenwert (bspw. den weiter oben bzgl. 6B beschriebenen Schwellenwert 656) sinken und die Saugpumpe kann abgeschaltet werden. Somit kann der Regler bei t₂ auf einen Betrieb der Saugpumpe im intermittierenden zweiten Modus schalten. Bei t₃ kann prognostiziert werden, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinken wird, es sei denn, die Saugpumpe wird zum aktuellen Zeitpunkt angeschaltet, weshalb die Saugpumpe bei t₃ angeschaltet wird. Konkret kann die Saugpumpenleistung von einem niedrigeren ersten Pegel (bspw. 0 V) auf einen zweiten Zwischenpegel hochtransformiert werden. Die Saugpumpenleistung kann dann zwischen t₃ und t₄ gesteigert werden. Bei t₄ kann die Saugpumpe abgeschaltet werden und bis t₅ abgeschaltet bleiben. Die Kraftstoffeinspritzung bleibt zwischen t₂ und t₅ unter dem Schwellenwert. Bei t₅ jedoch übersteigt die Kraftstoffeinspritzung den Schwellenwert, weshalb die Saugpumpe bei t₅ angeschaltet wird. Daher schaltet der Regler bei t₅ auf einen Betrieb der Saugpumpe im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung. Der Regler stellt zwischen t₅ und t₆ beruhend auf Ausgaben von dem Kraftstoffzuteilerdrucksensor das Maß an Leistung ein, das der Saugpumpe zugeführt wird.
Bei t₆ sinkt die Rate der Kraftstoffeinspritzung unter den Schwellenwert und die Saugpumpe wird in den intermittierenden zweiten Betriebsmodus geschaltet und abgeschaltet. Bei t₇ wird bestimmt, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinken wird, es sei denn, die Saugpumpe wird zum aktuellen Zeitpunkt angeschaltet, weshalb die Saugpumpe bei t₇ angeschaltet wird. Konkret kann die Saugpumpenleistung von dem niedrigeren ersten Pegel (bspw. 0 V) auf den zweiten Zwischenpegel hochtransformiert werden. Die Saugpumpenleistung kann zwischen t₇ und t₈ auf dem zweiten Zwischenpegel gehalten werden, während der Druck vor dem Rückschlagventil unter dem Druck hinter dem Rückschlagventil bleibt. Bei t₈ kann der Druck vor dem Rückschlagventil den Druck hinter dem Rückschlagventil erreichen, und Kraftstoff kann beginnen, durch das Rückschlagventil zu dem Kraftstoffzuteiler zu fließen. Der Regler kann die der Saugpumpe zugeführte Leistung zwischen t₈ und t₉ steigern (bspw. monoton anheben) und zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler ausüben. Bei t₉ kann die Saugpumpe abgeschaltet werden. Die Raten der Kraftstoffeinspritzung bleiben zwischen t₉ und t₁₀ unter dem Schwellenwert und die Saugpumpe bleibt abgeschaltet. Gleichwohl kann der Kraftstoffzuteilerdruck weiterhin sinken, und bei t₁₀ wird bestimmt, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinken wird, es sei denn, die Saugpumpe wird zum aktuellen Zeitpunkt angeschaltet, weshalb die Saugpumpe bei t₁₀ angeschaltet wird. Konkret kann die Saugpumpenleistung von dem niedrigeren ersten Pegel (bspw. 0 V) auf den zweiten Zwischenpegel hochtransformiert werden. Die Saugpumpe wird zwischen t₁₀ und t₁₁ auf dem zweiten Zwischenpegel gehalten, woraufhin der Regler als Reaktion darauf, dass Kraftstoff beginnt, durch das Rückschlagventil zu fließen, die elektrische Leistung steigern kann, die der Saugpumpe zwischen t₁₁ und t₁₂ zugeführt wird. Allerdings kann der Regler die elektrische Leistung, die der Saugpumpe zugeführt wird, auf einen maximalen Saugpumpenleistungspegel steigern und die Saugpumpenleistung danach für eine gewisse Dauer auf dem maximalen Pegel halten. Dann, bei t₁₂, wird die Saugpumpe abgeschaltet.
Die Raten der Kraftstoffeinspritzung bleiben zwischen t₁₂ und t₁₃ unter dem Schwellenwert und die Saugpumpe bleibt abgeschaltet. Gleichwohl kann der Kraftstoffzuteilerdruck weiterhin sinken, und bei t₁₃ wird bestimmt, dass der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinken wird, es sei denn, die Saugpumpe wird zum aktuellen Zeitpunkt angeschaltet, weshalb die Saugpumpe bei t₁₃ angeschaltet wird. Konkret kann die Saugpumpenleistung von dem niedrigeren ersten Pegel (bspw. 0 V) auf den zweiten Zwischenpegel hochtransformiert werden. Die Saugpumpe wird zwischen t₁₃ und t₁₄ auf dem zweiten Zwischenpegel gehalten, woraufhin der Regler als Reaktion darauf, dass Kraftstoff beginnt, durch das Rückschlagventil zu fließen, die elektrische Leistung steigern kann, die der Saugpumpe zwischen t₁₄ und t₁₅ zugeführt wird. Bevor der Regler allerdings die maximale Spannung erreichen kann, die der Saugpumpe während der Steigerung zugeführt werden muss, kann die Rate der Kraftstoffeinspritzung bei t₁₅ den Schwellenwert übersteigen. Daher kann der Regler den intermittierenden zweiten Modus verlassen und bei t₁₅ auf einen Betrieb der Saugpumpe im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung schalten, und zwar als Reaktion darauf, dass die Raten der Kraftstoffeinspritzung den Schwellenwert übersteigen. Nach t₁₅ können die Raten der Kraftstoffeinspritzung über dem Schwellenwert bleiben und der Regler kann mit dem Regeln der Saugpumpenleistung mit geschlossenem Kreis im ersten Modus mit kontinuierlicher Leistung fortfahren.
In einer Darstellung umfasst ein Verfahren: Abgeschaltethalten einer Saugpumpe, die einem Kraftstoffzuteiler Kraftstoff zuführt, unter der Annahme, dass die Saugpumpe abgeschaltet gehalten wird, Prognostizieren auf Grundlage von Raten der Kraftstoffeinspritzung, wann ein Kraftstoffzuteilerdruck unter einen Schwellenwert sinken wird, und Anschalten der Saugpumpe, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinkt, sodass aktuelle Kraftstoffzuteilerdrücke nicht unter den Schwellenwert sinken. In einem ersten Beispiel des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner ein Schätzen, wie hoch ein minimaler zukünftiger Kraftstoffzuteilerdruck wäre, wenn die Saugpumpe in einem aktuellen Moment angeschaltet werden würde, beruhend auf einem oder mehreren von der Kraftstoffleitungssteifigkeit, Raten der Kraftstoffeinspritzung und einer Anlaufperiode der Saugpumpe, wobei es sich bei dem minimalen zukünftigen Kraftstoffzuteilerdruck um einen Kraftstoffzuteilerdruck handelt, bei welchem die Saugpumpe beginnen würde, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Anschalten der Saugpumpe als Reaktion darauf initiiert wird, dass der minimale zukünftige Kraftstoffzuteilerdruck auf einen Bereich innerhalb einer Schwellendifferenz des Schwellenwerts sinkt, sodass zukünftige Kraftstoffzuteilerdrücke nicht unter den Schwellenwert sinken. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Anlaufperiode der Saugpumpe beruhend auf einem oder mehreren von einem prognostizierten Kraftstoffzuteilerdruckprofil und einem Maß an elektrischer Leistung, das der Saugpumpe zugeführt werden muss, wenn die Saugpumpe angeschaltet wird, geschätzt wird. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten und dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der minimale zukünftige Kraftstoffzuteilerdruck mit Anstiegen bei einem oder mehreren von der Kraftstoffleitungssteifigkeit, Raten der Kraftstoffeinspritzung und der Anlaufperiode der Saugpumpe sinkt. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Beispiel und beinhaltet ferner ein Halten einer Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, auf einem niedrigeren ersten Pegel, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck den minimalen Kraftstoffzuteilerdruck erreicht, und, als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffzuteilerdruck den minimalen Kraftstoffzuteilerdruck erreicht, ein Erhöhen der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Erhöhen der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, umfasst: zuerst Hochtransformieren der Spannung von dem niedrigeren ersten Pegel auf einen zweiten Zwischenpegel und anschließend Steigern der Spannung von dem zweiten Zwischenpegel auf einen höheren dritten Pegel über eine gewisse Dauer hinweg. Ein siebtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Erhöhen der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, ein Steigern der Spannung von dem niedrigeren ersten Pegel auf einen höheren zweiten Pegel über eine gewisse Dauer hinweg umfasst. Ein achtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Anschalten der Saugpumpe ein Zuführen elektrischer Leistung zu der Saugpumpe für eine gewisse Dauer umfasst, und dass das Verfahren ferner ein Abschalten der Saugpumpe nach der Dauer umfasst. Ein neuntes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Anschalten der Saugpumpe ein Zuführen elektrischer Leistung zu der Saugpumpe umfasst, bis der Kraftstoffzuteilerdruck auf einen höheren zweiten Pegel steigt, und dass das Verfahren ferner ein Abschalten der Saugpumpe als Reaktion darauf umfasst, dass der Kraftstoffzuteilerdruck den höheren zweiten Schwellenwert übersteigt.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren: Prognostizieren, wann ein Kraftstoffzuteilerdruck unter einen Schwellenwert sinken wird, Berechnen eines gewünschten Moments zum Anschalten einer Saugpumpe beruhend auf einer Saugpumpenverzögerungsperiode, wobei der gewünschte Moment dem Zeitpunkt vorausgeht, zu welchem der Kraftstoffzuteilerdruck der Prognose gemäß unter den Schwellenwert sinkt, Hochtransformieren einer Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, von Null auf einen ersten Pegel in dem gewünschten Moment, und Steigern der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, von dem ersten Pegel nach dem gewünschten Moment. In einem ersten Beispiel des Verfahrens wird das Prognostizieren, wann der Kraftstoffzuteilerdruck unter den Schwellenwert sinken wird, beruhend auf einer oder mehreren von der Kraftstoffleitungssteifigkeit und Raten der Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner ein Halten der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, auf dem ersten Pegel für eine gewisse Zeit, bevor die Spannung gesteigert wird. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Saugpumpenverzögerungsperiode eine Dauer umfasst, die von dem Moment, in dem die Saugpumpe angeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, zu dem die Saugpumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten und dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Saugpumpenverzögerungsperiode bestimmt wird, indem der Kraftstoffzuteilerdruck auf dem Schwellenwert gehalten wird, während die Saugpumpe angeschaltet wird, und indem aufgezeichnet wird, wie lange die Saugpumpe braucht, um zu beginnen, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Berechnen des gewünschten Moments zum Anschalten der Saugpumpe zusätzlich auf einem oder mehreren von der Kraftstoffkompressibilität und Raten der Kraftstoffeinspritzung beruht. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Beispiel und beinhaltet ferner ein Detektieren eines fehlerhaften Rückschlagventils, wenn die Kompressibilität um mehr als eine Schwellenrate zunimmt.
In einer anderen Darstellung umfasst ein System eine Saugpumpe, eine Kraftstoffleitung, welche an die Saugpumpe gekoppelt ist und einen Kraftstoffzuteiler umfasst, wobei in dem Kraftstoffzuteiler ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzer inbegriffen sind, wobei die Kraftstoffleitung Kraftstoff von der Saugpumpe an die Kraftstoffeinspritzer abgibt, ein Rückschlagventil, das in der Kraftstoffleitung zwischen der Saugpumpe und dem Kraftstoffzuteiler positioniert ist, um den Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil, zwischen dem Rückschlagventil und den Kraftstoffeinspritzern, aufrechtzuerhalten, und einen Regler, der mit der Saugpumpe in elektrischer Kommunikation steht, wobei der Regler in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte computerlesbare Anweisungen für Folgendes beinhaltet: - während die Saugpumpe abgeschaltet ist - Prognostizieren eines Abnahmeprofils für den Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil, Bestimmen eines Moments zum Anschalten der Saugpumpe beruhend auf dem Abnahmeprofil und einer Verzögerungsperiode der Saugpumpe, sodass der Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil nicht unter einen Schwellenwert sinkt, und Anschalten der Saugpumpe in dem bestimmten Moment, bevor der Kraftstoffdruck hinter dem Rückschlagventil den Schwellenwert erreicht. In einem ersten Beispiel des Systems umfasst der Kraftstoffzuteiler einen Kraftstoffeinzeleinspritzungszuteiler, und dass die Kraftstoffeinspritzer Kraftstoff in einen Ansaugkrümmer, vor einem oder mehreren Motorzylindern, einspritzen. Ein zweites Beispiel des Systems beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Regler ferner eine in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Anweisung für Folgendes beinhaltet: Zuführen von Leistung zu der Saugpumpe bei einer Spannung, die ausreicht, um den Kraftstoffzuteilerdruck vor dem Rückschlagventil auf den Schwellenwert anzuheben, und anschließend wie gewünschtes Erhöhen der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, als Reaktion darauf, dass der Kraftstoffzuteilerdruck auf einen Bereich innerhalb einer Schwellendifferenz über dem Schwellenwert sinkt.
In einer weiteren Darstellung umfasst ein Verfahren: Prognostizieren eines Druckprofils eines Kraftstoffzuteilers über einen zukünftigen Zeitraum hinweg beruhend auf einer oder mehreren von der Kraftstoffleitungssteifigkeit und Raten der Kraftstoffeinspritzung, Berechnen einer Kraftstoffpumpenverzögerung auf einer anfänglichen Saugpumpenspannung beruhend, die einer Saugpumpe zugeführt werden muss, wenn die Saugpumpe angeschaltet wird, Bestimmen eines gewünschten Zeitpunkts zum Anschalten der Saugpumpe beruhend auf der Kraftstoffpumpenverzögerung und dem Druckprofil, sodass der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzuteiler über den zukünftigen Zeitraum hinweg nicht unter einen Schwellenwert sinkt, und Zuführen der anfänglichen Saugpumpenspannung zu der Saugpumpe zu dem gewünschten Zeitpunkt, wobei es sich bei der anfänglichen Saugpumpenspannung um eine Spannung handelt, die niedriger als eine Maximalspannung der Saugpumpe ist.
In einer weiteren Darstellung umfasst ein Verfahren: Berechnen eines gewünschten Zeitpunkts zum Anschalten einer Saugpumpe beruhend auf einem oder mehreren von der Kraftstoffleitungssteifigkeit, einem Kraftstofffördervolumen, das aus einem Kraftstoffzuteiler austritt, und einer Saugpumpenverzögerungsperiode, Hochtransformieren einer Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, auf einen ersten Pegel zu dem gewünschten Zeitpunkt, und Steigern der Spannung, die der Saugpumpe zugeführt wird, von dem ersten Pegel nach dem gewünschten Zeitpunkt.
Auf diese Weise wird ein technischer Effekt des Reduzierens von Unterschreitungen des Kraftstoffdrucks erzielt, indem eine Saugpumpe angeschaltet wird, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck auf ausreichend niedrige Pegel sinkt, die zu einer unzureichenden Kraftstoffabgabe führen würden. Somit kann durch ein Prognostizieren der Abnahme des Kraftstoffzuteilerdrucks über einen zukünftigen Zeitraum hinweg und ein anschließendes Anschalten der Saugpumpe, bevor der Kraftstoffzuteilerdruck ungewünscht niedrige Pegel erreicht, der Kraftstoffzuteilerdruck auf wünschenswerten Pegeln gehalten werden, während die Energieeffizienz gesteigert wird. Indem die Saugpumpe nur dann angeschaltet wird, wenn der Kraftstoffzuteilerdruck erwartungsgemäß unter einen Schwellenwert sinkt, kann daher die elektrische Leistung für die Saugpumpe reduziert werden, was Kraftstoffkosten spart. Gleichzeitig können die Kraftstoffeinsparungen erzielt werden, ohne an Motorleistungsfähigkeit einzubüßen, indem gewährleistet wird, dass Kraftstoffzuteilerdrücke ausreichend hoch gehalten werden, indem die Saugpumpe angeschaltet wird, bevor die Kraftstoffzuteilerdrücke unerwünschte Pegel erreichen.
Es ist zu beachten, dass die hier inbegriffenen beispielhaften Regel- und Schätzroutinen mit unterschiedlichen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Regelverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Regelsystem einschließlich des Reglers in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Abläufe können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können unterschiedliche dargestellte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen; vielmehr wird sie zur einfacheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der dargestellten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorregelsystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die unterschiedlichen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit dem elektronischen Regler beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Auslegungen und Abläufe beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Auslegungen und weitere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
Die folgenden Ansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente beinhalten und zwei oder mehr solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung inbegriffen betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7640916 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: Begrenzen einer Saugpumpenspannung auf einen niedrigeren ersten Pegel, wenn eine Saugpumpe aus dem abgeschalteten Zustand angeschaltet wird, und Halten der Saugpumpenspannung auf dem ersten Pegel während einer gewissen Dauer; und Erhöhen der Saugpumpenspannung über den ersten Pegel.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Pegel unter einem maximalen Spannungspegel der Saugpumpe liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Dauer, während derer die Saugpumpenspannung auf dem ersten Pegel gehalten wird, endet, wenn ein Druck vor einem Rückschlagventil, das zwischen der Saugpumpe und einem Kraftstoffzuteiler positioniert ist, auf einen Bereich innerhalb einer Schwellendifferenz eines Drucks hinter dem Rückschlagventil ansteigt, sodass das Halten der Saugpumpenspannung auf dem ersten Pegel für die Dauer ein Halten der Saugpumpenspannung auf dem ersten Pegel umfasst, bis der Druck vor dem Rückschlagventil auf einen Bereich innerhalb der Schwellendifferenz des Drucks hinter dem Rückschlagventil steigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen der Saugpumpenspannung nach dem Halten der Saugpumpenspannung auf dem ersten Pegel für die gewisse Dauer initiiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen der Saugpumpenspannung über den ersten Pegel erst dann anfängt, nachdem die Saugpumpe beginnt, zusätzlichen Druck auf den Kraftstoffzuteiler auszuüben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen der Saugpumpenspannung ein Steigern der Saugpumpenspannung bei einer gewünschten Steigerungsrate umfasst, wobei die Steigerungsrate auf dem Ansaugkrümmerdruck beruhend bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die gewünschte Steigerungsrate geringer oder gleich einer maximalen Rate des Anstiegs des Ansaugkrümmerdrucks ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Saugpumpenspannung für eine zweite Dauer über den ersten Pegel erhöht wird, und wobei das Verfahren nach Anspruch 1 ferner ein Abschalten der Saugpumpe nach der zweiten Dauer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Saugpumpenspannung über den ersten Pegel erhöht wird, bis ein Kraftstoffzuteilerdruck einen Schwellenwert übersteigt, und wobei das Verfahren nach Anspruch 1 ferner ein Abschalten der Saugpumpe als Reaktion darauf umfasst, dass der Kraftstoffzuteilerdruck den Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Hochtransformieren der Saugpumpenspannung von dem niedrigeren ersten Pegel auf einen zweiten Zwischenpegel nach der Dauer und vor dem Erhöhen der Saugpumpenspannung über den ersten Pegel, wobei das Erhöhen der Saugpumpenspannung über den ersten Pegel ein Erhöhen der Saugpumpenspannung von dem zweiten Zwischenpegel auf einen höheren dritten Pegel umfasst.
Kraftstoffsystem, umfassend: einen Kraftstoffzuteiler; eine Saugpumpe, die vor dem Kraftstoffzuteiler positioniert ist und in Fluidkommunikation mit dem Kraftstoffzuteiler steht, um diesem Kraftstoff bereitzustellen; und einen Regler, der in elektrischer Kommunikation mit der Saugpumpe steht, wobei der Regler computerlesbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, für Folgendes enthält: Bereitstellen kontinuierlicher Leistung an die Saugpumpe, wenn eine Motordrehzahl über einem Schwellenwert liegt; und intermittierendes Zuführen von Leistung zu der Saugpumpe als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter den Schwellenwert sinkt, wobei das intermittierende Zuführen von Leistung zu der Saugpumpe ein Hochtransformieren der Spannung, welche der Saugpumpe zugeführt wird, von Null auf einen ersten Pegel, wenn die Saugpumpe aus dem abgeschalteten Zustand angeschaltet wird, und ein anschließendes Steigern der Spannung über den ersten Pegel umfasst.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Rückschlagventil, das zwischen der Saugpumpe und dem Kraftstoffzuteiler positioniert ist, um zu verhindern, dass Kraftstoff durch das Rückschlagventil zurück zu der Saugpumpe fließt.
System nach Anspruch 12, wobei die computerlesbare Anweisung, die in dem nichtflüchtigen Speicher des Reglers gespeichert ist, ferner ein Halten der Saugpumpenspannung auf dem ersten Pegel, während kein Kraftstoff durch das Rückschlagventil fließt, und, als Reaktion darauf, dass Kraftstoff beginnt, durch das Rückschlagventil zu dem Kraftstoffzuteiler zu fließen, ein Steigern der Spannung über den ersten Pegel umfasst.