DE102018102636B4

DE102018102636B4 - VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SELBSTZÜNDUNGSMOTORS MIT ElNER BRENNKAMMER

Info

Publication number: DE102018102636B4
Application number: DE102018102636.6A
Authority: DE
Inventors: Umberto Ferrara; Luca CHIAPUSSO; Raffaele ESPOSITO; Marco Tiberio
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2038-02-07
Also published as: CN108412626B; CN108412626A; US10018142B1; DE102018102636A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Selbstzündungsmotors (12) mit einer Brennkammer (24), das Verfahren umfassend:das Aufbauen einer elektronischen Verbindung mit einem primären Taktgeber (58), der so konfiguriert ist, dass er ein primäres Zeitsignal (60) erzeugt;das Anweisen eines Einspritzventils (44) über einen Einspritztreiber (61), das Einbringen von Kraftstoff mit entsprechenden Impulsbreiten, die mit Hilfe des primären Zeitsignals (60) zeitlich gesteuert werden, in die Brennkammer (24), um dadurch eine Verbrennung innerhalb der Brennkammer (24) zu erzeugen;das Erfassen eines Verlusts des primären Zeitsignals (60) über den Einspritztreiber (61);das Aufbauen einer elektronischen Verbindung über den Einspritztreiber (61) mit einem Hilfstaktgeber (62), der dazu konfiguriert ist, ein Hilfszeitsignal (64) zu erzeugen, nachdem der Verlust des primären Zeitsignals (60) erfasst wurde; unddas Anweisen des Einspritzventils (44) über den Einspritztreiber (61), eine Reihe von Kraftstoffeinspritzungen mit entsprechenden Impulsbreiten, die über das Hilfszeitsignal (64) zeitlich gesteuert werden, in die Brennkammer (24) einzubringen und so die Verbrennung innerhalb der Brennkammer (24) fortzusetzen.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Hilfszeittreiber für Kraftstoffeinspritzventile in einem Selbstzündungsmotor und insbesondere auf ein Verfahren zum Betreiben eines Selbstzündungsmotors mit einer Brennkammer.
Moderne Verbrennungsmotoren setzen typischerweise eine elektronische Kraftstoffsteuerung ein zur Regulierung des Abtriebsdrehmoments des Motors. In einem Benzinmotor wird eine dem Motor zugeführte Menge an Luft mittels einer elektronischen Drosselklappensteuerung (ETC) gesteuert, um die Menge des eingespritzten Kraftstoffs zu bestimmen und dadurch das Abtriebsdrehmoment des Motors zu regulieren. Andererseits wird die Steuerung des Abtriebsdrehmoments des Motors in Selbstzündungsmotoren oder Dieselverbrennungsmotoren typischerweise direkt mittels der Regulierung des eingespritzten Kraftstoffs erreicht. Darüber hinaus muss die Kraftstoffeinspritzung typischerweise präzise getaktet werden, um das Drehmoment, den Wirkungsgrad und die Abgasemissionen des Motors angemessen zu regeln.
In der JP 2016 - 196 866 A wird beschrieben, wie das Timing für eine korrekte Kraftstoffeinspritzung mittels eines Kurbelwellensensors gewonnen werden kann. Wenn dieser eine Abnormalität aufweist, wird auf das Timing eines Nockenwellensensors zurückgegriffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für eine stets ordnungsgemäße Kraftstoffeinspritzung zu sorgen.
KURZDARSTELLUNG
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zum Betreiben eines Selbstzündungsmotors mit einer Brennkammer vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet die Verwendung eines Einspritztreibers, um eine elektronische Verbindung mit einem primären Taktgeber herzustellen, der zum Erzeugen eines primären Zeitsignals konfiguriert ist. Das Verfahren beinhaltet auch die Anweisung an ein Einspritzventil, über den Einspritztreiber Kraftstoffeinspritzungen in die Brennkammer einzubringen, bei denen die jeweiligen Pulsbreiten unter Verwendung des primären Zeitsignals zeitlich gesteuert werden, um so eine Verbrennung innerhalb der Brennkammer zu erzeugen. Das Verfahren beinhaltet zusätzlich die Verwendung des Einspritztreibers, um einen Verlust des primären Zeitsignals zu erkennen und eine elektronische Verbindung mit einem zusätzlichen Taktgeber aufzubauen, der zum Erzeugen eines zusätzlichen Zeitsignals konfiguriert ist, nachdem der Verlust des primären Zeitsignals erkannt wurde. Darüber hinaus beinhaltet das Verfahren die Anweisung an das Einspritzventil über den Einspritztreiber, eine Reihe von Kraftstoffeinspritzungen mit entsprechenden Impulsbreiten, die über das Hilfszeitsignal zeitlich gesteuert werden, in die Brennkammer einzubringen und so die Verbrennung innerhalb der Brennkammer fortzusetzen.
Der primäre Taktgeber kann außerhalb des Einspritztreibers angeordnet sein.
Der Hilfstaktgeber kann im Inneren des Einspritztreibers angeordnet sein.
Das primäre Zeitsignal kann durch eine primäre Signalfrequenz charakterisiert werden, und das Hilfszeitsignal kann durch eine Hilfssignalfrequenz charakterisiert werden. Die primäre Signalfrequenz kann größer als die Frequenz des Hilfssignals sein, sodass das Timing der Impulsbreite der mindestens einen Kraftstoffeinspritzung über das Hilfssignal weniger genau ist als das Timing der Impulsbreiten der Kraftstoffeinspritzung über das primäre Signal.
Der Motor kann über ein Kühlmittel gekühlt werden. In einem derartigen Fall kann das Verfahren auch das Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels über einen Sensor in Verbindung mit einer Steuerung zur Regelung des Motorbetriebs und in funktionsfähiger Verbindung mit dem Einspritztreiber beinhalten. Darüber hinaus kann das Verfahren auch das Auswählen einer maximalen Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen mit der Impulsbreite, die durch das Hilfszeitsignal als Reaktion auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels getaktet wird, über die Steuerung beinhalten.
Darüber hinaus kann das Verfahren auch das Auswählen einer maximalen Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen mit der Impulsbreite, die durch das Hilfszeitsignal als Reaktion auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels getaktet wird, über die Steuerung beinhalten. In einem derartigen Fall kann das Auswählen der maximalen Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen mit der durch das Hilfszeitsignal zeitgesteuerten Impulsbreite aus einer in der Steuerung programmierten Nachschlagetabelle erfolgen.
Das Auswählen der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, bei denen die Impulsbreite mit Hilfe des Hilfszeitsignals getaktet wird, kann das Auswählen einer maximalen Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen beinhalten.
Die gewählte maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, bei denen die Impulsbreite unter Verwendung des Hilfszeitsignals zeitgesteuert ist, kann höher sein, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels unter einem vorbestimmten Wert liegt, als die gewählte maximale Anzahl der jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels über dem vorbestimmten Wert liegt.
Das Verfahren kann auch das Einstellen eines Fehlercodes oder eines sensorischen Signals über die Steuerung nach dem Erfassen des Verlustes des primären Zeitsignals beinhalten.
Das Verfahren kann zusätzlich beinhalten, dass eine Wiederaufnahme des primären Zeitsignals vom primären Taktgeber über den Einspritztreiber erfasst wird. Darüber hinaus kann das Verfahren auch das Schalten über den Einspritztreiber vom Hilfszeitsignal auf das primäre Zeitsignal auf die Zeitimpulsbreiten nachfolgender Kraftstoffeinspritzungen einschließen, die vom Einspritzventil in die Brennkammer eingeleitet werden.
Das Umschalten vom Hilfszeitsignal auf das primäre Zeitsignal kann nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne im Anschluss an die erfasste Wiederaufnahme des Zeitsignals vom primären Taktgeber erfolgen.
Ein Fahrzeug das einen mit dem vorstehend genannten Verfahren programmierten und bedienbaren Einspritztreiber verwendet, wird ebenfalls offenbart.
Die vorstehend genannten Funktionen und Vorteile sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Selbstzündungsmotor, der über eine elektronische Steuerung betriebsfähig ist.
2 ist eine schematische perspektivische Nahansicht des in 1 dargestellten Motors.
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Selbstzündungsmotors über die in 1 dargestellte elektronische Steuerung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 integriert einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 12. Der Motor 12 ist als Selbstzündungs- oder Dieselmotor ausgeführt. Der Motor 12 wendet sein Drehmoment auf die angetriebenen Räder 14 und/oder 16 über ein Getriebe 18 und über einen Antrieb oder eine Gelenkwelle 20 an, wie eine exemplarische Ausführungsform in 1 verdeutlicht.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der Motor 12 eine Kurbelwelle 22 und Zylinder, welche die Brennkammern 24 definieren, die zum Verbrennen eines Gemischs aus Kraftstoff und Luft konfiguriert sind. Obwohl eine einzelne Brennkammer 24 dargestellt ist, kann der Motor 12 so viele dieser Brennkammern enthalten, wie es die spezifische Konstruktion des Motors erfordert. Der Motor 12 beinhaltet auch einen Einlasskanal 26, der in fließender Verbindung mit den Brennkammern 24 steht. Der Ansaugkanal 26 ist konfiguriert, um einen Einlassluftstrom 28 aus der Atmosphäre oder Umgebung in die Brennkammern 24 zu leiten. Wie in 1 dargestellt, ist eine Drosselklappe 30, wie beispielsweise eine bewegliche Drosselklappe 30A (in 2 dargestellt), am Einlasskanal 26 positioniert und konfiguriert, um die Zufuhr des Einlassluftstroms 28, der durch den Einlasskanal zu den Brennkammern 24 geleitet wird, zu steuern.
Wie zusätzlich in 2 dargestellt, beinhaltet jede Brennkammer 24 auch einen Kolben 31 und eine Pleuelstange, die nicht dargestellt ist, deren Vorliegen jedoch von Fachleuten anerkannt wird. Jeder Kolben 31 ist so konfiguriert, dass er sich unter der Verbrennungskraft innerhalb der jeweiligen Brennkammer 24 hin- und herbewegt und dabei die Kurbelwelle 22 über die Pleuelstange dreht und das Volumen der Brennkammer reguliert. Wie zusätzlich in 2 dargestellt, kann jede Brennkammer 24 mit einem ersten Einlassventil 32, einem zweiten Einlassventil 34, einem ersten Auslassventil 36 und einem zweiten Auslassventil 38 versehen sein. Jedes Einlassventil 32, 34 ist so konfiguriert, dass es die Zufuhr von Luft oder von Luft und Kraftstoff in die jeweilige Brennkammer 24 steuert, wenn der Motor 12 das Fahrzeug 10 antreibt. Jedes Auslassventil 36, 38 ist so konfiguriert, dass es die Entfernung eines Abgases 40 nach der Verbrennung aus der jeweiligen Brennkammer 24 über einen Auslasskanal 42 steuert. Obwohl hierin zwei Einlassventile 32, 34 und zwei Auslassventile 36, 38 beschrieben und in den Figuren dargestellt sind, schließt nichts aus, dass der Motor 12 mit weniger oder mehr Einlass- und Auslassventilen ausgestattet ist.
Der Motor 12 beinhaltet zusätzlich die Einspritzventile 44. Die Einspritzventile 44 sind für jede Brennkammer 24 vorgesehen und so konfiguriert, dass sie eine dosierte Menge Kraftstoff 46 zur Vermischung mit der Menge der Einlassluft 28 und der Verbrennung in der jeweiligen Brennkammer 24 zuführen. Obwohl der Dieselmotor 12 mit der zuvor erwähnten Drosselklappe 30A dargestellt wird, kann der Motor so konfiguriert werden, dass er ohne eine derartige Drosselklappe betrieben werden kann. Bei einer derartigen Konfiguration eines Dieselmotors wird die Verbrennung in den Brennkammern 24 über die von den jeweiligen Einspritzventilen 44 in die jeweiligen Brennkammern eingeleitete Kraftstoffmenge gesteuert, wobei der eingespritzte Kraftstoff mit der von den jeweiligen Kolben 31 in die jeweiligen Brennkammern angesaugten Luft kombiniert wird.
Nach dem Start des Motors 12 erhöht die Verbrennung des Gemischs aus Einlassluftstrom 28 und Kraftstoff 46 in den Brennkammern 24 die Temperatur des Abgases 40 und die Temperatur des gesamten Motors während einer vorübergehenden Warmlaufphase des Motorbetriebs stetig. Wie von den Fachleuten verstanden wird, wird ein Kühlmittel 48, d. h. eine speziell formulierte Kühlflüssigkeit, durch den Motor und durch einen Wärmetauscher 50 zirkuliert, um überschüssige Wärme zu entfernen, nachdem der Motor seine volle Betriebstemperatur erreicht hat. Wie von den Fachleuten anerkannt wird, können die Abgasemissionen, die Kraftstoffeffizienz und die Leistungsabgabe des Motors 12 durch die Betriebstemperatur des Motors 12 beeinflusst werden.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, kann der Motor 12 zusätzlich einen Turbolader 52 beinhalten, der am Einlasskanal 26 positioniert und dazu konfiguriert ist, den Einlassluftstrom 28 vor der Abgabe des Einlassluftstroms an die Brennkammern 24 unter Druck zu setzen. Weiterhin, obwohl der Turbolader 52 dargestellt ist, schließt dies nicht aus, dass der Motor 12 ohne eine solche Leistungserhöhungsvorrichtung konfiguriert und betrieben wird. Der Turbolader 52 kann als ein Turbolader mit variabler Geometrie (VGT) konfiguriert werden, der einen Mechanismus mit verstellbaren Leitschaufeln mit mehreren beweglichen Leitschaufeln beinhaltet, die konfiguriert sind, um den Betrieb des VGT an die Betriebsdrehzahl des Motors 12 anzupassen und somit eine erhöhte Effizienz des Motors zu ermöglichen, wie sie von Fachleuten verstanden wird. Der Auslasskanal 42 ist konfiguriert, um das Abgas 40 von den Brennkammern 24 zum Turbolader 52 zu leiten, um den Einlassluftstrom 28 und das nachfolgende Kanalisieren des Abgases zu einem Abgassystem 54 unter Druck zu setzen. Dementsprechend ist die Kraftstoffeinspritzung 46 über die Einspritzventile 44 auf den Betrieb des Turboladers 52 abgestimmt. Wie von den Fachleuten verstanden wird, beinhaltet das Abgassystem 54 typischerweise Nachbehandlungsvorrichtungen, die konfiguriert sind, um weitgehend kohlenstoffhaltige partikuläre Nebenprodukte der Motorverbrennung methodisch aus dem Abgas 40 zu entfernen und die Emissionen derartiger Partikel in die Atmosphäre zu reduzieren.
Mit weiterem Bezug auf die 1 und 2 beinhaltet das Fahrzeug 10 auch eine Steuerung 56, wie beispielsweise ein Motorsteuergerät (ECU), das konfiguriert oder programmiert ist, um den Betrieb des Motors 12 zusammen mit dem Betrieb des Turboladers 52 zu regeln. Die Steuerung 56 beinhaltet einen Speicher, der physisch und nichtflüchtig ist. Der Speicher kann ein beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessinstruktionen beteiligt ist. Dieses Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht einschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien. Nicht-flüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden einschließlich der Leiter, aus denen ein mit dem Prozessor gekoppelter Systembus besteht. Der Speicher der Steuerung 56 kann auch aus einer Floppy Disk, einer Diskette, einer Festplatte, einem Magnetband, einem beliebigen anderen magnetischen Medium, einer CD-ROM, einer DVD oder einem beliebigen anderen optischen Medium usw. bestehen. Die Steuerung 56 kann mit einem Hochgeschwindigkeitstaktgeber 58 ausgestattet sein, der dazu konfiguriert ist, ein primäres Zeitsignal 60 zu erzeugen, notwendige Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltungen, Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräte (I/O) sowie geeignete Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltungen. Algorithmen, die für die Steuerung 56 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität bereitzustellen.
Die Steuerung 56 kann eine elektronische Verbindung mit einem Einspritztreiber 61 aufnehmen oder anderweitig herstellen. Gemäß der Offenbarung kann der Einspritztreiber 61 eine elektronische oder elektromechanische Vorrichtung sein, die speziell für die Regelung der Einspritzventile 44 und damit für die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung 46 konfiguriert ist. Der Einspritztreiber 61 ist in elektronischer Verbindung mit dem primären Taktgeber 58, sodass der primäre Taktgeber als Zeitgeber für den Betrieb der Einspritzventile 44 fungiert. Insbesondere weist der Einspritztreiber 61 die Einspritzventile 44 an, unter allgemeiner Verwendung des Motors 12 24 Kraftstoffeinspritzungen 46 mit entsprechenden Impulsbreiten, die unter Verwendung des primären Zeitsignals 60 zeitgesteuert sind, in die Brennkammern einzuführen. Wie im Folgenden beschrieben, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen während dem Betrieb des Motors 12 die Verbindung zwischen dem primären Taktgeber 58 und dem Einspritztreiber 61 unterbrochen werden.
Gemäß der Offenbarung beinhaltet der Einspritztreiber 61 einen langsamen Taktgeber 62, der zum Erzeugen eines zusätzlichen Zeitsignals 64 konfiguriert ist. Mit anderen Worten ist der langsame Taktgeber 62 im Inneren des Einspritztreibers 61 angeordnet und kann vom Einspritztreiber als Hilfstaktgeber verwendet werden. Der langsame Taktgeber 62 kann konfiguriert werden, um eine Impulsbreite jeder Kraftstoffeinspritzung 46 zu messen, und kann als Reservevorrichtung verwendet werden, auf die der Einspritztreiber 61 für die Zeitsteuerung der Einspritzventile 44 zugreift, falls das Signal 60 des primären Taktgebers 58 unterbrochen wird. Um dem entgegenzuwirken, kann die Steuerung 56 konfiguriert werden, um einen Verlust des primären Zeitsignals 60 zu erfassen. Zusätzlich ist der Einspritztreiber 61 konfiguriert, um eine elektronische Verbindung mit dem Hilfstaktgeber 62 herzustellen, d. h. von der Verwendung des primären Taktgebers 58 auf die Verwendung des Hilfstaktgebers 62 umzuschalten, und zwar nach und als Reaktion auf das Erfassen einer Unterbrechung des primären Zeitsignals 60. Darüber hinaus ist der Einspritztreiber 61 konfiguriert, um das Einspritzventil 46 zu veranlassen, eine Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen 46 in die Brennkammer 24 einzubringen, d. h. mindestens eine dieser Einspritzungen mit einer entsprechenden Impulsbreite, die unter Verwendung des Hilfszeitsignals 64 zeitgesteuert ist. Diese Kraftstoffeinspritzung 46 ist dazu bestimmt, die Verbrennung innerhalb der Brennkammern 24 und damit den Betrieb des Motors 12 fortzusetzen, d. h. aufrechtzuerhalten oder wieder aufzunehmen.
Obwohl die Umschaltung vom primären Taktgeber 58 auf den Hilfstaktgeber 62 dem Einspritztreiber 61 ermöglichen kann, den Motor 12 weiterhin mit dem Kraftstoff 46 zu versorgen, sind die jeweiligen Zeitsignale 60 und 64 möglicherweise nicht vollständig austauschbar. Insbesondere kann das primäre Zeitsignal 60 durch eine primäre Signalfrequenz charakterisiert werden, während das Hilfszeitsignal 64 durch eine Hilfssignalfrequenz charakterisiert werden kann und die primäre Signalfrequenz größer als die Hilfssignalfrequenz sein kann. In einer derartigen Ausführungsform kann das Timing der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzungen 46 über das Hilfssignal 64 ungenauer sein als das Timing der Impulsbreiten der Kraftstoffeinspritzungen über das primäre Signal 60. Die zuvor erwähnte Diskrepanz kann darauf zurückzuführen sein, dass der primäre Taktgeber 58 speziell konfiguriert wurde, um sein primäres Zeitsignal 60 für die präzise Steuerung von sensiblen Motorvorgängen, wie beispielsweise die dosierte Kraftstoffeinspritzung 46, während der zusätzliche Hilfstaktgeber 62 ein allgemeiner Zeitgeber sein kann. Infolgedessen kann der Betrieb des Motors 12 in Bezug auf Leistung, Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen beeinträchtigt werden. Um eine angemessene Korrektur des zugrundeliegenden Zustands zu ermöglichen, kann die Steuerung 56 nach dem Erfassen des Verlusts des primären Zeitsignals 60 zusätzlich konfiguriert werden, um einen Fehlercode 66 und/oder ein sensorisches Signal auf einem Armaturenbrett des Fahrzeugs einzustellen (nicht dargestellt).
Wie in 1 dargestellt, kann der Motor 12 auch einen Sensor 68 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, eine Temperatur des Kühlmittels 48 in Verbindung mit der Steuerung 56 zu erfassen. Die Steuerung 56 kann so programmiert werden, dass sie eine maximale Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen 46 mit einer Impulsbreite wählt, die durch das Hilfszeitsignal 64 als Reaktion auf die vom Sensor 68 erfasste Temperatur des Kühlmittels getaktet wird. Die Steuerung 56 kann auch mit einer Nachschlagetabelle 70 programmiert werden, welche die maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 46 mit der Impulsbreite, die durch das Hilfszeitsignal 64 auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels 48 getaktet wird, korreliert. In einer derartigen Ausführungsform kann die Steuerung 56 zusätzlich konfiguriert werden, um die maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 46 zu wählen, deren Impulsbreite durch das Hilfszeitsignal 64 unter Verwendung der Nachschlagetabelle 70 getaktet wird. Die Nachschlagetabelle 70 kann empirisch während der Prüfung des Motors 12 auf einem Prüfstand oder als Teil des Fahrzeugs 10 erstellt werden.
Die gewählte maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 46, bei denen die Impulsbreite unter Verwendung des Hilfszeitsignals 64 zeitgesteuert ist, kann höher sein, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels unter einem vorbestimmten Wert 71 liegt, als die gewählte maximale Anzahl der jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels über dem vorbestimmten Wert 71 liegt. Der vorbestimmte Wert 71 kann eine Temperatur des Kühlmittels 48 bezeichnen, unterhalb derer der Motor während des Startvorgangs vor dem Zünden ein längeres Anlassen erfahren kann und der Motor als kalt gestartet betrachtet wird. Insbesondere kann die gewählte maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 46 bei niedrigeren Temperaturen des Kühlmittels 48, wie beispielsweise unter dem vorgegebenen Temperaturwert 71, höher sein, um einen schnellen Kaltstart des Motors 12 zu ermöglichen. Darüber hinaus kann die gewählte maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 46 schrittweise verringert werden, wenn sich der Motor 12 weiter erwärmt, was durch einen Anstieg der Temperatur des Kühlmittels 48 zu erkennen ist.
Der Einspritztreiber 61 kann auch konfiguriert werden, um eine Wiederaufnahme des primären Zeitsignals 60 zu erfassen, wenn ein solches Ereignis eintritt. Darüber hinaus kann der Einspritztreiber 61 konfiguriert werden, um vom Hilfszeitsignal 64 auf das primäre Zeitsignal 60 auf die Zeitimpulsbreiten nachfolgender Kraftstoffeinspritzungen 46 umzuschalten, die vom Einspritzventil 44 in die Brennkammer 24 eingeleitet werden. Diese Umschaltung auf das primäre Zeitsignal 60 soll die Wiederaufnahme der präzisen Kraftstoffeinspritzung 46 und die Rückkehr zum vollen Betrieb des Motors 12 in Bezug auf Leistung, Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen erleichtern. Der Einspritztreiber 61 kann so programmiert werden, dass er vom Hilfszeitsignal 64 auf das primäre Zeitsignal 60 umschaltet, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne 72 nach der erfassten Wiederaufnahme des Zeitsignals vom primären Taktgeber 58 verstrichen ist. Die abgelaufene vorgegebene Zeitspanne 72 kann entweder vom primären Taktgeber 58 oder vom Hilfstaktgeber 62 erfasst werden.
3 zeigt ein Verfahren 80 zum Betreiben des Selbstzündungsmotors 12 über den Einspritztreiber 61 in funktionsfähiger Verbindung mit der elektronischen Steuerung 56, insbesondere in der Abhilfefunktion, wenn das primäre Zeitsignal 60 des primären Taktgebers 58 ausfällt, wie zuvor in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Das Verfahren 80 beginnt im Rahmen 82 mit dem Einspritztreiber 61, der eine elektronische Verbindung mit dem primären Taktgeber 58 herstellt. Das Verfahren 80 geht dann von Rahmen 82 zu Rahmen 84 über, wobei das Verfahren den Einspritztreiber 61 beinhaltet, der das Einspritzventil 44 anweist, Kraftstoffeinspritzungen 46 in die Brennkammer 24 einzubringen, wobei die jeweiligen Impulsbreiten unter Verwendung des primären Zeitsignals 60 zeitgesteuert werden, um dadurch eine Verbrennung innerhalb der Brennkammern 24 zu erzeugen. Dementsprechend verwendet der Einspritztreiber 61 im Rahmen 84 das primäre Zeitsignal 60, um den Kraftstoff an den Motor 12 zu leiten und damit dem Motor zu ermöglichen, das Fahrzeug 10 anzutreiben.
Im Anschluss an den Rahmen 84, beinhaltet das Verfahren im Rahmen 86 das Erfassen eines Verlustes des primären Zeitsignals 60 über den Einspritztreiber 61. Nach dem Rahmen 86 fährt das Verfahren mit dem Rahmen 88 fort. Im Rahmen 88, nach dem Erfassen des Verlustes des primären Zeitsignals 60, beinhaltet das Verfahren den Aufbau einer elektronischen Verbindung über den Einspritztreiber 61 mit dem Hilfstaktgeber 62 und das Umschalten vom primären Taktgeber zum Hilfstaktgeber zum Empfangen des Hilfszeitsignals 64. Das Verfahren geht dann vom Rahmen 88 zum Rahmen 90 über, wobei das Verfahren den Einspritztreiber 61 beinhaltet, der das Einspritzventil 44 anweist, Kraftstoffeinspritzungen 46 mit entsprechenden Impulsbreiten einzubringen, die unter Verwendung des Hilfszeitsignals 64 zeitgesteuert sind. Wie vorstehend in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben, ermöglicht das Einspritzen von Kraftstoff 46 mit über das Hilfszeitsignal 64 zeitgesteuerten Impulsbreiten die Fortsetzung der Verbrennung in der Brennkammer und den daraus resultierenden Betrieb des Motors 12 bei Verlust des primären Zeitsignals 60.
Gemäß dem Verfahren kann das Verfahren im Rahmen 90 das Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels 48 über den Sensor 68 beinhalten. Im Rahmen 90 kann das Verfahren auch das Auswählen einer maximalen Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen 46 mit der Impulsbreite, die durch das Hilfszeitsignal 64 als Reaktion auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels 48 zeitgesteuert wird, über die Steuerung 56 beinhalten. Wie bereits mit Bezug auf die 1 und 2 erläutert, kann das Auswählen der maximalen Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 46 mit der Impulsbreite, die durch das Hilfszeitsignal 64 zeitgesteuert ist, aus der Nachschlagetabelle 70 durchgeführt werden, welche die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen mit ihren Impulsbreiten, die durch das Hilfszeitsignal 64 zeitgesteuert sind, mit der erfassten Temperatur des Kühlmittels 48 korreliert.
Wie zusätzlich in Bezug auf die 1 und 2 erläutert, kann die für die Kraftstoffeinspritzungen 46 gewählte maximale Anzahl, die unter Verwendung des Hilfszeitsignals 64 zeitgesteuert wird, höher sein, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels unter dem vorbestimmten Wert 71 liegt, als die maximale Anzahl der jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen, die ausgewählt wird, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels über dem vorbestimmten Wert 71 liegt. Gemäß dem Verfahren kann das Verfahren im Anschluss an den Rahmen 90 bis zum Rahmen 92 vorrücken, um über die Steuerung 56 den Fehlercode 66 nach dem Erfassen des Verlustes des primären Zeitsignals 60 einzustellen.
Nach einem der beiden Rahmen 88-92 kann das Verfahren zum Rahmen 94 übergehen, um die Wiederaufnahme des primären Zeitsignals 60 über den Einspritztreiber 61 zu erfassen und vom Hilfszeitsignal 64 auf das primäre Zeitsignal umzuschalten. Dementsprechend kann das Verfahren die Wiederaufnahme der Zeitimpulsbreiten der Kraftstoffeinspritzungen 46 beinhalten, die von den Einspritzventilen 44 in die jeweiligen Brennkammern 24 beim und nach dem Erfassen der Wiederaufnahme des primären Zeitsignals 60 eingeführt werden. Weiterhin kann ein derartiges Umschalten vom Hilfszeitsignal 64 auf das primäre Zeitsignal 60 nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne 72, die nach der Wiederaufnahme des primären Zeitsignals 60 vom primären Taktgeber 58 verstrichen ist, durchgeführt werden. Im Anschluss an einen der beiden Rahmen 88-94 kann das Verfahren für den weiteren Betrieb des Motors 12 und zum Überwachen des primären Zeitsignals 60 vom primären Taktgeber 58 über den Einspritztreiber 61 auf den Rahmen 82 zurückgeschleift werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Selbstzündungsmotors (12) mit einer Brennkammer (24), das Verfahren umfassend: das Aufbauen einer elektronischen Verbindung mit einem primären Taktgeber (58), der so konfiguriert ist, dass er ein primäres Zeitsignal (60) erzeugt; das Anweisen eines Einspritzventils (44) über einen Einspritztreiber (61), das Einbringen von Kraftstoff mit entsprechenden Impulsbreiten, die mit Hilfe des primären Zeitsignals (60) zeitlich gesteuert werden, in die Brennkammer (24), um dadurch eine Verbrennung innerhalb der Brennkammer (24) zu erzeugen; das Erfassen eines Verlusts des primären Zeitsignals (60) über den Einspritztreiber (61); das Aufbauen einer elektronischen Verbindung über den Einspritztreiber (61) mit einem Hilfstaktgeber (62), der dazu konfiguriert ist, ein Hilfszeitsignal (64) zu erzeugen, nachdem der Verlust des primären Zeitsignals (60) erfasst wurde; und das Anweisen des Einspritzventils (44) über den Einspritztreiber (61), eine Reihe von Kraftstoffeinspritzungen mit entsprechenden Impulsbreiten, die über das Hilfszeitsignal (64) zeitlich gesteuert werden, in die Brennkammer (24) einzubringen und so die Verbrennung innerhalb der Brennkammer (24) fortzusetzen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der primäre Taktgeber (58) außerhalb des Einspritztreibers (61) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Hilfstaktgeber (62) innerhalb des Einspritztreibers (61) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das primäre Zeitsignal (60) durch eine primäre Signalfrequenz gekennzeichnet ist und das Hilfszeitsignal (64) durch eine Hilfssignalfrequenz gekennzeichnet ist, worin die primäre Signalfrequenz größer als die Hilfssignalfrequenz ist, so dass das Timing der Impulsbreite der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen unter Verwendung des Hilfssignals weniger genau ist als das Timing der Impulsbreiten der Kraftstoffeinspritzungen unter Verwendung des primären Zeitsignals (60).
Verfahren nach Anspruch 4, worin der Motor (12) über ein Kühlmittel (48) gekühlt wird, das Verfahren weiterhin umfassend: das Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels (48) über einen Sensor (68) in Verbindung mit einer Steuerung (56), die dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Motors (12) zu regeln, und in funktionsfähiger Verständigung mit dem Einspritztreiber (61) ist; und das Auswählen einer maximalen Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen mit der Impulsbreite, die unter Verwendung des Hilfszeitsignals (64) als Reaktion auf die erfasste Temperatur des Kühlmittels (48) zeitgesteuert wird, über die Steuerung (56).
Verfahren nach Anspruch 5, worin das Auswählen der maximalen Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen mit der Impulsbreite, die unter Verwendung des Hilfszeitsignals (64) zeitgesteuert ist, aus einer in die Steuerung (56) programmierten Nachschlagetabelle (70) durchgeführt wird, worin die Nachschlagetabelle (70) die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen mit der Impulsbreite korreliert, die unter Verwendung des Hilfszeitsignals (64) mit der erfassten Temperatur des Kühlmittels (48) zeitgesteuert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, worin die gewählte maximale Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, bei denen die Impulsbreite unter Verwendung des Hilfszeitsignals (64) zeitgesteuert ist, höher ist, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels (48) unter einem vorbestimmten Wert liegt, als die gewählte maximale Anzahl der jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen, wenn die erfasste Temperatur des Kühlmittels (48) über dem vorbestimmten Wert liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend das Einstellen eines Fehlercodes über die Steuerung (56) nach dem Erfassen des Verlustes des primären Zeitsignals (60).
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erfassen einer Wiederaufnahme des primären Zeitsignals (60) vom primären Taktgeber (58) über den Einspritztreiber (61) und das Umschalten über den Einspritztreiber (61) vom Hilfszeitsignal (64) auf das primäre Zeitsignal (60) zu den zeitlichen Impulsbreiten nachfolgender Kraftstoffeinspritzungen, die über das Einspritzventil (44) in die Brennkammer (24) eingeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 9, worin das Umschalten vom Hilfszeitsignal (64) auf das primäre Zeitsignal (60) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Erfassen der Wiederaufnahme des primären Zeitsignals (60) vom primären Taktgeber (58) durchgeführt wird.