DE102018111475A1

DE102018111475A1 - Verfahren und systeme zum anpassen einer direktkraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102018111475A1
Application number: DE102018111475.3A
Authority: DE
Inventors: Joseph Lyle Thomas; Ethan D. Sanborn; Daniel Dusa; Paul Hollar; Mark Meinhart; Ian D. Campbell
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2018-11-22
Also published as: US20180334984A1; CN108869080A; US10450997B2

Abstract

Verfahren und Systeme zum Reduzieren von Fehlern der Kraftstoffzufuhr einer Direkteinspritzvorrichtung aufgrund der Einspritzvariabilität in einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte werden bereitgestellt. Kraftstoffeinspritzung, einschließlich der Verwendung von einem oder mehreren direkt oder saugrohreingespritzten Kraftstoffimpulsen kann auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, einschließlich der Verbrennungsmotortemperatur, und des Fahrerbedarfs geplant werden. Als Reaktion auf einen beliebigen der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse mit einer Impulsbreite, die in einer Übergangsregion mit hoher Variabilität der Direkteinspritzvorrichtung liegt, kann die Kraftstoffeinspritzung über Anpassungen an einer Anzahl und/oder einem Aufteilungsverhältnis der Einspritzungen angepasst werden, um nicht in der Übergangsregion zu arbeiten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Anpassen des Betriebs einer Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung
Verbrennungsmotoren können Direktkraftstoffeinspritzung nutzen, wobei Kraftstoff direkt in einen Verbrennungsmotorzylinder eingespritzt wird, um die Gemischherstellung zu verbessern und Zylinderladungstemperaturen zu reduzieren. Diese kann anstelle von oder zusätzlich zu Saugrohrkraftstoffeinspritzung vorhanden sein, wobei Kraftstoff in eine Ansaugöffnung stromaufwärts eines Einlassventils eines Verbrennungsmotorzylinders eingespritzt wird. Ein Zeitraum, für welchem eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung angeschaltet ist (die Direkteinspritzungsimpulsweite) kann vom Kraftstoffdruck, welcher der Einspritzvorrichtung zugeführt wird, der Verbrennungsmotordrehzahl und der Verbrennungsmotorlast abhängig sein. Um die Vorteile einer Direkteinspritzung zu nutzen, kann es vorteilhaft sein, über volle Kontrolle über den Impulsbreitenbereich der Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung zu verfügen. Dies beinhaltet ein großes Spektrum an Betriebsbedingungen, einschließlich unter anderem Kraftstoffverteilerdruck, Verbrennungsmotordrehzahlen und Massenkraftstoffströmung.
Die Leistung von magnetgesteuerten Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen kann jedoch eine Einschränkung in deren Strömungseigenschaften zwischen der ballistischen und Hubregion aufweisen. Diese Region wird normalerweise als die Übergangsregion der Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung bezeichnet. In dieser Region ist die Durchflussrate der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ungenau und unberechenbar, was Schuss-zu-Schuss- sowie Teil-zu-Teil-Variabilität bewirkt. Zum Beispiel kann die Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung mehr oder weniger Kraftstoff als in der Übergangsregion gewünscht abgegeben. Ferner kann die Variabilität in der Übergangsregion eine lineare Tendenz zeigen, wodurch das Lernen und Kompensieren der Variabilität erschwert wird. Die Einspritzvorrichtungsvariabilität kann Zylinderdrehmomentausgabeungleichgewicht aufgrund der unterschiedlichen Menge an Kraftstoff, die in jeden Zylinder eingespritzt wird, bewirken und kann ebenfalls höhere Endrohremissionen und reduzierte Kraftstoffeffizienz aufgrund eines Unvermögens, den Kraftstoff, der in jeden Zylinder einzuspritzen ist, korrekt zu dosieren, bewirken. Als ein Ergebnis können Verbrennungsmotorbetriebsregionen vorhanden sein, in welchen die Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung NVH-, Fahrverhaltens- und Emissionsanforderungen nicht adäquat erfüllen kann.
Verschiedene Ansätze zum Reduzieren der Direkteinspritzvorrichtungsvariabilität wurden entwickelt. Ein beispielhafter Ansatz wird von Ranga et al. in US20160153391 gezeigt. Darin wird eine Direktkraftstoffeinspritzung in mehrere Einspritzungen aufgeteilt, wobei eine davon eine Impulsbreite aufweist, die klein genug ist, um in der ballistischen Region der Direkteinspritzvorrichtung abgegeben zu werden. Eine Übertragungsfunktion der Einspritzvorrichtung wird auf der Grundlage eines Lambda-Wert und eines Aufteilungsverhältnisses erlernt. Eine nachfolgende Direkteinspritzung wird auf der Grundlage der erlernten Übertragungsfunktion angepasst.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme mit dem Ansatz der 391-Schrift und anderer zugehöriger Ansätze erkannt. Als ein Beispiel ist die Variabilität der Einspritzvorrichtung in der Übergangsregion weiterhin nicht zugeordnet. Die verschiedenen Ansätze aktualisieren die Übertragungsfunktion auf der Grundlage einer erlernten Einspritzvorrichtungsvariabilität in der ballistischen Region, wobei die Impulsbreite der Einspritzvorrichtung kleiner als in der Übergangsregion ist. Es können jedoch noch immer Kraftstoffzufuhrfehler für größere Einspritzungsimpulsbreiten vorhanden sein, die außerhalb der ballistischen Region liegen, aber kleiner als die Einspritzungsimpulsbreiten sind, die innerhalb der Hubregion liegen. Als ein Ergebnis können NVH-, Fahrverhaltens- und Emissionsprobleme andauern. Als ein Beispiel erhöht das Erhöhen der elektrischen Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in der ballistischen Region die Menge der abgegebenen Masse. Obwohl etwas Variabilität beim Erhöhen vorhanden sein kann, kann die Variabilität erlernt werden und die Form oder Verschiebung eines Anstiegs in der ballistischen Region kann angepasst werden, um die Variabilität zu berücksichtigen. In der Übergangsregion kann eine erhöhte Impulsbreite jedoch tatsächlich zu der Verringerung der eingespritzten Kraftstoffmasse führen. Folglich kann es unmöglich sein, den Anstieg der Übergangsregion einfach zu verschieben und umzuformen. Die Variabilität wird aufgrund dessen, dass sich der Anstieg in der Übergangsregion für jede Einspritzvorrichtung unterscheidet und von Schuss zu Schuss signifikant unterschiedlich ist, verschlimmert.
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor angegangen werden Abgeben, das Folgendes umfasst: von Kraftstoff an einen Zylinder in einem Verbrennungszyklus als mehrere Direkteinspritzungen; und als Reaktion darauf, dass eine Kraftstoffmasse von einer der mehreren Direkteinspritzungen in einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, Aktualisieren von einem oder mehreren eines Verhältnisses von Kraftstoff, der in jeder der mehreren Direkteinspritzungen abgegeben wurde, und einer Anzahl der mehreren Einspritzungen, um die Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen aus der Übergangsregion zu bewegen. Auf diese Weise kann die Variabilität der Direkteinspritzvorrichtung in der Übergangsregion angegangen werden.
Als ein Beispiel kann eine Verbrennungsmotorsteuerung ein anfängliches Kraftstoffeinspritzprofil auf der Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen bestimmen. Dies kann zum Beispiel eine Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung abzugeben ist, eine Anzahl an Direkteinspritzungen, über welche die Gesamtkraftstoffmasse abzugeben ist (z. B. über 2-4 Einspritzungen), und ein Aufteilungsverhältnis der mehreren Direkteinspritzungen beinhalten. Das Aufteilungsverhältnis kann ein Verhältnis des Teils der Gesamtkraftstoffmasse, der über eine erste der mehreren Direkteinspritzungen abzugeben ist, relativ zu dem Teil der Gesamtkraftstoffmasse beinhalten, der über eine zweite (dritte usw.) der mehreren Direkteinspritzungen abzugeben ist. Eine zu befehlende Kraftstoffeinspritzvorrichtungsimpulsbreite wird dann auf der Grundlage des Aufteilungsverhältnisses bestimmt, einschließlich auf der Grundlage der Kraftstoffmasse, die in jeder der mehreren Einspritzungen abzugeben ist, sowie auf der Grundlage des Kraftstoffverteilerdrucks. Wenn bestimmt wurde, dass die Impulsbreite für eine beliebige der Einspritzungen in der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt, kann die Steuerung das Einspritzprofil aktualisieren, um außerhalt der Übergangsregion zu arbeiten. Insbesondere kann die Steuerung die Kraftstoffmasse, die an jede der Einspritzungen abgegeben wird, auf der Grundlage ihrer Position innerhalb der Übergangsregion und ihrer Entfernung von der Grenze der ballistischen und Hubregion modifizieren, wodurch das Aufteilungsverhältnis aktualisiert wird. Zum Beispiel kann die Kraftstoffmasse einer Einspritzung in der Nähe der ballistischen Region verringert werden, um die Einspritzung von der Übergangsregion in die ballistische Region zu bewegen. Als ein weiteres Beispiel kann die Kraftstoffmasse einer Einspritzung in der Nähe der Hubregion erhöht werden, um die Einspritzung von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen. Daher kann die Kraftstoffmasse aller Einspritzungen angepasst werden, um die Gesamtkraftstoffmasse beizubehalten.
In noch anderen Beispielen kann zusätzlich oder optional die Anzahl der Einspritzungen einer aufgeteilten Einspritzung aktualisiert werden. Als Reaktion darauf, dass die Impulsbreite von mindestens einer der mehreren Direkteinspritzungen innerhalb der Übergangsregion liegt, kann zum Beispiel die Anzahl der Einspritzungen reduziert werden. Durch das Zusammenlegen der Kraftstoffmasse von 2 oder mehr Einspritzungen kann die Impulsbreite in die Vollhubregion (lineare Region) bewegt werden. Als Reaktion darauf, dass die Impulsbreite einer einzelnen Direkteinspritzung innerhalb der Übergangsregion liegt, kann als ein weiteres Beispiel die Anzahl der Einspritzungen erhöht werden. Durch das Aufteilen der Kraftstoffmasse in 2 oder mehr Einspritzungen kann die Impulsbreite einer Einspritzung in die Vollhubregion bewegt werden, während die Impulsbreite einer anderen Einspritzung in die ballistische Region bewegt werden kann. Darüber hinaus kann bei Verbrennungsmotoren, die mit Direkt- und Saugrohreinspritzvorrichtung konfiguriert sin, ein Aufteilungsverhältnis der Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung relativ zu Saugrohreinspritzung abzugeben ist, aktualisiert werden. In wieder anderen Beispielen kann eine Kombination der vorstehend erwähnten Ansätze ausgewählt werden. Die Auswahl kann auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Verbrennungsmotordrehzahl und NVH-Beschränkungen, basieren.
Auf diese Weise wird die Variabilität einer Direkteinspritzvorrichtung reduziert. Der technische Effekt des Anpassens einer Direkteinspritzungskraftstoffmasse auf der Grundlage einer Position der Impulsbreite der Einspritzung auf einer Karte der Betriebsregionen einer Direkteinspritzvorrichtung besteht darin, dass die Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung nicht bei Impulsbreiten betrieben werden kann, bei welchen nicht lineares Kraftstoffeinspritzvorrichtungsverhalten auftritt. Gleichzeitig kann eine Gesamtkraftstoffmasse beibehalten werden. Als ein Ergebnis des Betriebs außerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung können Verbrennungsmotor-Luft-KraftstoffVerhältnis- und Drehmomentfehler reduziert werden. Ferner kann der Ansatz Verbrennungsmotoremissionen und NVH-Probleme reduzieren. Das Fahrverhalten wird insgesamt verbessert.
Man wird verstehen, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotorsystems.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Anpassen eines Kraftstoffeinspritzprofils, um den Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb aus einer Übergangsregion hinaus zu bewegen.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Aktualisieren einer Direkteinspritzungskraftstoffmasse, um den Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb aus der Übergangsregion hinaus zu bewegen.
4 zeigt eine beispielhafte Direkteinspritzvorrichtungsleistungskarte.
Die 5-6 zeigen ein Beispiel für den Betrieb einer Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion durch das Anpassen einer Anzahl an Direkteinspritzvorrichtungen.
Die 7-8 zeigen ein Beispiel für den Betrieb einer Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion durch das Anpassen der Kraftstoffmasse jeder Einspritzung von mehreren Direkteinspritzungen.
Die 9-10 zeigen ein Beispiel für den Betrieb einer Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion durch das Anpassen des Aufteilungsverhältnisses von Kraftstoff, der über Direkteinspritzung relativ zu Saugrohreinspritzung abgegeben wird.
11 zeigt beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile, die angewendet werden können, um eine Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion zu betreiben.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Verbessern der Direkteinspritzvorrichtungsleistung in einem Verbrennungsmotorsystem, wie zum Beispiel dem Verbrennungsmotorsystem aus 1. Der Verbrennungsmotor kann über eine Steuerung gemäß einer Steuerroutine betrieben werden, wie zum Beispiel dem beispielhaften Verfahren aus den 2-3, um die Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung außerhalb einer Übergangsregion zu betreiben (4), in welcher die Variabilität der Einspritzvorrichtung hoch ist. Ein Kraftstoffeinspritzprofil kann durch das Anpassen von einem oder mehreren eines Aufteilungsverhältnisses von saugrohreingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff, einer Anzahl an Direkteinspritzungen sowie eines Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff aktualisiert werden (5-11).
1 stellt ein Beispiel für eine Brennkammer oder einen Zylinder eines Verbrennungsmotors 10 dar, der in einem Fahrzeug 5 gekoppelt ist. In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Verbrennungsmotor oder ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n). In dem dargestellten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Verbrennungsmotor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Verbrennungsmotors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über das Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 56 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit bzw. von dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Das Getriebe 54 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, einschließlich als ein Parallel-, Reihen- oder Reihen-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Der Verbrennungsmotor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von einem Fahrzeugbediener 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch „Brennkammer“) 14 des Verbrennungsmotors 10 kann Brennkammerwände 136 enthalten, in denen ein Kolben 138 angeordnet ist. Der Kolben 138 kann an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser (nicht dargestellt) über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Verbrennungsmotors 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Zum Beispiel ist der Verbrennungsmotor 10 dar Darstellung in 1 nach mit einem Turbolader konfiguriert, der einen Verdichter 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang eines Abgaskanals 148 angeordnet ist, beinhaltet. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 mit Strom versorgt werden, wenn die Aufladevorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie etwa wenn der Verbrennungsmotor 10 mit einem Kompressor versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch optional weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 beinhaltet, kann entlang eines Ansaugkanals des Verbrennungsmotors bereitgestellt sein, um die Durchflussrate und/oder den Druck der Ansaugluft zu variieren, die den Verbrennungsmotorzylindern bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts von dem Verdichter 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts von dem Verdichter 174 bereitgestellt sein.
Der Abgaskanal 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 aufnehmen. Der Abgassensor 128 wird so gezeigt, dass er vor der Emissionssteuervorrichtung 178 mit dem Abgaskanal 148 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (three way catalyst - TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
Jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Zum Beispiel weist der Zylinder 14 der Darstellung nach mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156 auf, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen können zu jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 10, der den Zylinder 14 enthält, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile gehören, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
Das Einlassventil 150 kann über den Aktor 152 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Auf ähnliche Weise kann das Auslassventil 156 über den Aktor 154 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 kann durch entsprechende Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktoren können dem Typ mit elektrischer Ventilbetätigung oder dem Typ mit Nockenbetätigung oder einer Kombination davon entsprechen. Die Einlass- und Auslassventilansteuerung können gleichzeitig gesteuert 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. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere aus Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein über eine elektronische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, gesteuertes Auslassventil einschließen. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 138 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen 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 Verbrennungsmotorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eine Zündkerze 192 beinhalten, um die Verbrennung zu initiieren. Das Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (spark advance) von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen werden, wie etwa, wenn der Verbrennungsmotor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch Kraftstoffeinspritzung initiieren kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgelegt sein, um diesem Kraftstoff bereitzustellen. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 14 derart gezeigt, dass er zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und 170 beinhaltet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können dazu ausgelegt sein, aus dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff abzugeben. Das Kraftstoffsystem 8 kann einen/eine oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler beinhalten. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. So stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 sogenannte Direkteinspritzung (direct injection; hier nachfolgend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während die Einspritzvorrichtung 166 in 1 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert gezeigt ist, kann sie alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
In einigen Beispielen kann die Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung 166 magnetgesteuert sein, wobei eine Menge an Kraftstoff, die durch die Einspritzvorrichtung abgegeben wird, durch das Variieren eines Impulsbreitensignals angepasst werden kann, welches dem an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gekoppelten Magneten befohlen wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass magnetgesteuerte Direkteinspritzvorrichtungen unberechenbare Strömungseigenschaften in der Übergangsregion der Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung, zwischen der ballistischen und der Vollhubregion des Einspritzvorrichtungsbetriebs, aufweisen können. Insbesondere kann in dieser Region die Durchflussrate der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ungenau und unberechenbar sein, was Schuss-zu-Schuss- sowie Teil-zu-Teil-Variabilität bewirkt. Um Zylinder drehmomentausgabeungleichgewichte sowie unerwünschte Endrohremissionen zu reduzieren, die aufgrund der Variabilität der Einspritzvorrichtung bewirkt werden, kann eine Verbrennungsmotorsteuerung die Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion betreiben. Wie unter Bezugnahme auf 2 ausgearbeitet, kann eine Verbrennungsmotorsteuerung ein Kraftstoffeinspritzprofil bestimmen, einschließlich einer Kraftstoffmasse, die über die Direkteinspritzvorrichtung abzugeben ist, sowie einer Anzahl an Direkteinspritzungen bei einem gegebenen Kraftstoffeinspritzereignis sowie eines Aufteilungsverhältnisses des Kraftstoffs in jeder der Anzahl der Direkteinspritzungen. Impulsbreitensignale können dann für jede der Einspritzungen bestimmt werden. Wenn das Impulsbreitensignal für eine beliebige der Direkteinspritzungen in die Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung fällt, kann das Kraftstoffeinspritzprofil aktualisiert werden. Insbesondere können die Impulsbreitensignale für alle der Direkteinspritzungen aktualisiert werden, um die Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion zu betreiben. Zum Beispiel kann eine Kraftstoffmasse einer gegebenen Direkteinspritzung erhöht oder verringert werden, kann die Anzahl der Direkteinspritzungen erhöht oder verringert werden und/oder kann ein Aufteilungsverhältnis in den Direkteinspritzungen erhöht oder verringert werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 der Darstellung nach im Ansaugkanal 146 und nicht im Zylinder 14 angeordnet, eine Auslegung, welche bereitstellt, was als Saugrohrkraftstoffeinspritzung (hier nachfolgend als „PFI“ bezeichnet) in den Ansaugkanal vor dem Zylinder 14 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 kann aus dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu beachten, dass ein einzelner Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder wie dargestellt mehrere Treiber, zum Beispiel der Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und der Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170, verwendet werden können.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In noch einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Einlasskanalkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts von dem Einlassventil 150 ausgelegt sein. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die dazu ausgelegt ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aus den Kraftstoffsystemen aufzunehmen, und die ferner dazu ausgelegt ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder oder als Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung stromaufwärts von den Einlassventilen einzuspritzen. Demnach versteht es sich, dass die hier beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die hier beispielhaft beschriebenen konkreten Auslegungen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beschränkt sein sollen.
Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzvorrichtungen zugeführt werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer Kraftstoffgesamteinspritzung bereitstellen, der in dem Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner können/kann die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der von jeder Einspritzvorrichtung zugeführt wird, mit Betriebsbedingungen, wie etwa Verbrennungsmotorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie hier nachstehend beschrieben, variieren. Der über das Saugrohr eingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit geöffnetem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Ansaugtakt) sowie während eines Betriebs bei sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil abgegeben werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Ansaugtakts sowie teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts, während des Ansaugtakts und teilweise während des Verdichtungstakts zugeführt werden. Demnach kann selbst bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Saugrohr- und Direkteinspritzvorrichtung eingespritzt werden. Außerdem können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsmotors. Somit kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. aufweisen. Es versteht sich, dass der Verbrennungsmotor 10 jede geeignete Anzahl an Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und abgebildet sind.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören Unterschiede in Bezug auf die Größe; zum Beispiel kann eine Einspritzvorrichtung eine größere Einspritzöffnung als die andere aufweisen. Zu anderen Unterschieden gehören u. a. unterschiedliche Spritzwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliche Ziele, unterschiedliche Einspritzzeitpunkte, unterschiedliche Spritzeigenschaften, unterschiedliche Positionen usw. Darüber hinaus können je nach dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzvorrichtungen 170 und 166 unterschiedliche Wirkungen erzielt werden.
Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Arten enthalten, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können Unterschiede in Bezug auf den Alkoholgehalt, den Wassergehalt, die Oktanzahl, Verdampfungswärme, Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlicher Verdampfungswärme könnte Benzin als erste Kraftstoffart mit niedrigerer Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit größerer Verdampfungswärme beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der Verbrennungsmotor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Zu weiteren möglichen Stoffen gehören Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw.
In noch einem anderen Beispiel kann es sich ferner bei beiden Kraftstoffen um Alkoholgemische mit variierender Alkoholzusammensetzung handeln, wobei die erste Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer niedrigeren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E10 (das ungefähr zu 10 % aus Ethanol besteht), während die zweite Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer höheren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol besteht). Darüber hinaus können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch in Bezug auf weitere Kraftstoffeigenschaften unterscheiden, wie beispielsweise einen Unterschied hinsichtlich der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl usw. Außerdem können sich die Kraftstoffeigenschaften eines oder beider Kraftstofftanks häufig ändern, zum Beispiel aufgrund täglicher Schwankungen beim Auffüllen des Tanks.
Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem konkreten Beispiel zum Speichern von ausführbaren Anweisungen als nichtflüchtiger Nurlesespeicher 110 dargestellt, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, beinhaltend die Messung von eingeleitetem Luftmassenstrom (mass air flow - MAF) vom Luftmassenstromsensor 122; Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) vom Temperatursensor 116, der mit der Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) vom Hall-Effekt-Sensor 120 (oder anderer Art), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; Drosselpositon (throttle postion - TP) von einem Drosselpositionssensor und Krümmerabsolutdrucksignal (absolute manifold pressure - MAP) vom, Sensor 124. Ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, einen Hinweis auf Unterdruck oder Druck im Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Verbrennungsmotorbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Kraftstoffimpulsbreitensignal anpassen, welches der Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung befohlen wird, um die Direkteinspritzvorrichtung außerhalb einer Übergangsregion der Einspritzvorrichtung zu betreiben.
Auf diese Weise ermöglichen die Komponenten aus 1 ein Verbrennungsmotorsystem, umfassend einen Verbrennungsmotorzylinder; eine Direkteinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; und eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zum: Schätzen eines anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils für einen Verbrennungszyklus des Zylinders auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl/-last und der Verbrennungsmotortemperatur, wobei das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil mehrere Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beinhaltet, wobei mindestens einer der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eine Impulsbreite in einer Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; während einer ersten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem ersten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil mit einer kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen, wobei jeder der kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen eine kleinere Impulsbreite in einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; und während einer zweiten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil, wobei die Impulsbreite eines ersten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in eine ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtung reduziert wird, während die Impulsbreite eines zweiten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die Vollhubregion der Direkteinspritzvorrichtung angehoben wird, während eine Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beibehalten wird, wobei eine Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff in jedem des ersten und zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils dieselbe ist wie die Kraftstoffmasse in dem anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofil. In einem Beispiel können während einer ersten Bedingung die Kraftstoffmassen zusammengelegt werden, wenn keine Lösung durch das Anpassen der Kraftstoffmasse gefunden werden kann, da die ballistische Einspritzung unter der minimalen Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung liegt. Es muss eine minimale Impulsbreite in der ballistischen Region vorhanden sein, da an einem gewissen Punkt die kleinen Kraftstoffimpulse von Schuss zu Schuss und von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung zu ungenau sind und sich das Risiko dafür, dass sich die Einspritzvorrichtung nicht öffnet, kann steigen. Die mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils können eine anfängliche Anzahl an Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen beinhalten und wobei das Modifizieren während jeder der ersten und zweiten Bedingung auf der anfänglichen Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse basiert und ferner auf der Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungsimpulse relativ zu einer oberen Impulsbreitengrenze der ballistischen Region und einer unteren Impulsbreitengrenze der Hubregion basiert. Das System kann ferner eine Saugrohreinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff umfassen, wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet zum: während einer dritten zweiten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem dritten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil, beinhaltend Anpassen der Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff, um die Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung zu bewegen, und Anpassen einer saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse auf der Grundlage der angepassten direkt eingespritzten Kraftstoffmasse.
Die Komponenten aus 1 ermöglichen ferner ein Verbrennungsmotorsystem, umfassend: einen Verbrennungsmotorzylinder; eine Direkteinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; eine Saugrohreinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; und eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zum: Schätzen eines anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils für einen Verbrennungszyklus des Zylinders auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl/-last und der Verbrennungsmotortemperatur, wobei das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil ein anfängliches Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff, abgegeben über mehrere Direkteinspritzungskraftstoffimpulse, wobei mindestens einer der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eine Impulsbreite in einer Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; und Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils, um das Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff so zu verändern, dass der mindestens eine der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion hinaus bewegt wird. Das Modifizieren kann Erhöhen oder Verringern einer saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse relativ zu einer direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffmasse auf der Grundlage der Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungsimpulse relativ zu einer oberen Impulsbreitengrenze einer ballistischen Region und einer unteren Impulsbreitengrenze einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung beinhalten. Das Verringern der direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffmasse kann Verringern einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beinhalten, um die Impulsbreite von jedem der verringerten Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die Hubregion zu bewegen, und wobei Erhöhen der direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffmasse Erhöhen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beinhaltet, um die Impulsbreite von jedem der erhöhten Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die ballistische Region zu bewegen.
Nun wird auf 2 Bezug genommen, welche ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Überarbeiten eines Kraftstoffeinspritzprofils zum Betreiben einer Direkteinspritzvorrichtung außerhalb ihrer Übergangsregion zeigt. Das Verfahren aus 2 kann als ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, in dem System aus 1 enthalten sein. Ferner kann das Verfahren aus 2 die Betriebssequenz aus den 5-11 bereitstellen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems einsetzen, um den Verbrennungsmotorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 202 beinhaltet das Verfahren das Schätzen und/oder Messen von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Diese können zum Beispiel Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast, Verbrennungsmotortemperatur (wie zum Beispiel von der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur abgeleitet), Abgastemperatur, Katalysatortemperatur (Tcat), gewünschtes Drehmoment, Aufladeniveau, Verdünnungsbedarf usw. beinhalten.
Bei 204 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen eines anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils auf der Grundlage der geschätzten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Das Bestimmen des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils beinhaltet bei 206 das bestimmen eines Gesamtaufteilungsverhältnisses des Kraftstoffs, der über Direkteinspritzung (DI) relativ zu Saugrohreinspritzung (PFI) abzugeben ist. Die Steuerung kann eine Gesamtkraftstoffmasse zum Abgeben in einem gegebenen Verbrennungszyklus auf der Grundlage des Fahrerdrehmomentbedarfs und der Verbrennungsmotordrehzahl/-last bestimmen und dann bestimme, welcher Anteil dieser Gesamtkraftstoffmasse über die Direkteinspritzvorrichtung relativ zu der Saugrohreinspritzvorrichtung abzugeben ist. Als ein Beispiel kann während eines Verbrennungsmotorkaltstarts, wo die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur, die vor der Einleitung der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor geschätzt wird, unter einem Schwellenwert liegt (wie zum Beispiel unter einer Anspringtemperatur eines Abgaskatalysators), ein größerer Anteil der Kraftstoffmasse als Saugrohreinspritzung relativ zu einer Direkteinspritzung abgegeben werden (für mindestens eine Anzahl an Verbrennungsereignissen seit dem Verbrennungsmotorstart aus der Ruhe), um durch Direkteinspritzung induzierte Feinstaubemissionen und Kaltstartverbrennungsmotorrauheit zu reduzieren. Im Vergleich dazu kann während eines Verbrennungsmotor, wo die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur, die vor der Einleitung der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor geschätzt wird, über dem Schwellenwert liegt, ein größerer Anteil der Kraftstoffmasse als Direkteinspritzung relativ zu einer Saugrohreinspritzung abgegeben werden (für mindestens eine Anzahl an Verbrennungsereignissen seit dem Verbrennungsmotorstart aus der Ruhe), um die höhere Leistung und den höheren Ladungskühlungseffekt der Direkteinspritzung zu nutzen. Man wird verstehen, dass in anderen Beispielen die gesamte befohlene Kraftstoffmasse nur über Saugrohreinspritzung oder nur über Direkteinspritzung abgegeben werden kann.
In einem anderen Beispiel kann das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil auf der Brennkammertemperatur basieren. Größe DI-Einspritzungen (wenn zum Beispiel die DI-Kraftstoffmasse über einer Schwellenmenge liegt) können die Wand/den Kolben einer Brennkammer treffen und Feinstaubemissionen erzeugen. Wenn die Brennkammertemperatur höher ist, kann das Aufteilungsverhältnis somit angepasst werden, um den Anteil der DI-Kraftstoffmasse zu reduzieren und den Anteil der PFI-Kraftstoffmasse zu erhöhen. Als noch ein weiteres Beispiel können die maximalen Strömungsgrenzen in dem anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofil berücksichtigt werden, insbesondere dann, wenn Kraftstoff von beiden Einspritzvorrichtungen benötigt wird, um die zum Starten des Verbrennungsmotors benötigte Gesamtkraftstoffmasse abzugeben, während die Einspritzvorrichtungen kalt sind. Das kann besonders dann gelten, wenn mit erhöhten Kraftstoffethanolanteilen umgegangen werden muss. In einem anderen Beispiel kann die Verbrennungsmotorstartzeit beim Bestimmen des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils berücksichtigt werden. Die DI-Einspritzvorrichtung kann während des Verdichtungstakts einspritzen, wodurch das Starten des Verbrennungsmotors bei einem früheren Zylinder ermöglicht wird, wodurch die Startzeit reduziert wird. Wenn kürzere Startzeiten benötigt werden, kann daher ein größerer Anteil der Gesamtkraftstoffmasse über Direkteinspritzung abgegeben werden. Als noch ein anderes Beispiel kann die Durchflussrate der Hochdruckkraftstoffpumpe (High Pressure Fuel Pump - HPP), die an die Direkteinspritzvorrichtungen gekoppelt ist, berücksichtigt werden, wenn das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil bestimmt wird. Wenn die DI-Einspritzvorrichtungen die HPP ausfließen lassen könnten, dann kann ein größerer Anteil der Gesamtkraftstoffmenge als PFI bei einem Verbrennungsmotorstart abgegeben werden.
In einem Beispiel wird die Menge an Kraftstoff, die über Saugrohr- und Direkteinspritzvorrichtungen abgegeben wird, empirisch bestimmt und in einer vorbestimmten Lookup-Tabelle oder in Funktionen gespeichert. Zum Beispiel kann eine Tabelle dem Bestimmen von Ansaugkanaleinspritzmengen entsprechen und eine Tabelle kann dem Bestimmen der Direkteinspritzmengen entsprechen. Die zwei Tabellen können auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen indiziert sein, wie etwa Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast, unter anderen Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Außerdem können die Tabellen eine Menge an Kraftstoff zum Einspritzen über Saugrohrkraftstoffeinspritzung und/oder Direkteinspritzung in die Verbrennungsmotorzylinder bei jedem Verbrennungszyklus ausgeben.
Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung eine logische Bestimmung treffen (z. B. in Bezug auf eine Impulsbreite, die an einen Magneten der Saugrohr- und Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen zu befehlen ist), und zwar auf der Grundlage logischer Regeln, die von Parameterverbrennungsmotordrehzahl und -last abhängig sind, und ferner auf der Grundlage der Verbrennungsmotortemperatur. Die Steuerung kann dann ein Impulsbreitensteuersignal generieren, das an die Einspritzvorrichtungsmagneten gesendet wird.
Das Bestimmen des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils beinhaltet bei 208 ferner das Bestimmen der Anzahl an Einspritzungen pro Verbrennungszyklus, über welchen die Kraftstoffmasse abzugeben ist. Zum Beispiel kann/können eine oder mehrere der saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse und der direkt eingespritzten Kraftstoffmasse als mehrere Einspritzungen über einen gegebenen Verbrennungszyklus abgegeben werden. In einem Beispiel kann die saugrohreingespritzte Kraftstoffmasse als eine einzelne Saugrohreinspritzung abgegeben werden, während die direkt eingespritzte Kraftstoffmasse als mehrere Direkteinspritzungen in einem gegebenen Verbrennungszyklus abgegeben werden kann. Eine Anzahl an Einspritzungen der mehreren Einspritzungen kann auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Anzahl an Direkteinspritzungen, über welche die direkt eingespritzte Kraftstoffmasse abgegeben wird, während eines Verbrennungsmotorkaltstarts (pro Verbrennungszyklus) höher sein als im Vergleich zu einem Verbrennungsmotorheißstart. Während Verbrennungsmotorkaltstarts kann die Steuerung sowohl über PFI als auch DI eingespritzten Kraftstoff verwenden. Der DIeingespritzte Kraftstoff kann zum Beschleunigen der Katalysatorerwärmung verwendet werden. Da jedoch der DI-Kraftstoff Emissionen aufgrund von Partikeln erhöhen kann, welche die Brennkammer berühren, kann der DI-Kraftstoffimpuls in mehrere Einspritzungen aufgeteilt werden.
Die Anzahl an Einspritzungen kann ebenfalls auf der abzugebenden Kraftstoffmasse basieren. Wenn zum Beispiel die Kraftstoffmasse, die über die Direkteinspritzvorrichtung abzugeben ist, steigt und die maximale Impulsbreite der Direkteinspritzvorrichtung überschreitet, kann die Kraftstoffmasse in mehrere Einspritzungen aufgeteilt werden, wobei jede einen Impulsbreite bei oder unter der maximalen Impulsbreite aufweist. Wenn die Kraftstoffmasse, die über die Saugrohreinspritzvorrichtung abzugeben ist, auf ähnliche Weise steigt und die maximale Impulsbreite der Saugrohreinspritzvorrichtung überschreitet, kann die Kraftstoffmasse in mehrere Einspritzungen aufgeteilt werden, wobei jede einen Impulsbreite bei oder unter der maximalen Impulsbreite aufweist. Die mehreren Saugrohreinspritzungen können mehrere Einspritzungen im Ausstoßtakt (mit einem geschlossenen Einlassventil), im Ansaugtakt (mit einem offenen Einlassventil) oder eine Kombination davon beinhalten. Die mehreren Direkteinspritzungen können mehrere Einspritzungen im Ansaugtakt, im Verdichtungstakt oder eine Kombination davon beinhalten.
Durch das Aufteilen der Einspritzung in mehrere Einspritzungen wird Kraftstoff, welcher auf Verbrennungsmotorkomponenten trifft, wie zum Beispiel den Kolben und die Zylinderwände, reduziert. Wenn der Kraftstoff auf diese Komponenten trifft, kann er entweder an den Wänden herunterlaufen, wodurch der Verbrennungsmotor beschädigt werden kann und überschüssiger Kraftstoff in das Öl gelangen kann, oder er verbrennt und erzeugt Feinstaubemissionen. Der Kraftstoff wird in kleinere Impulse aufgeteilt und verhindert dies. Verdichtungseinspritzungen können ebenfalls verwendet werden, derart, dass sich der zerstäubte Kraftstoff in der Nähe der Zündkerze befindet, wenn der Zündfunken abgegeben wird.
Das Bestimmen des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils beinhaltet bei 210 ferner das Bestimmen des Aufteilungsverhältnisses des Kraftstoffs über die mehreren Einspritzungen hinweg. Wenn die direkt eingespritzte Kraftstoffmasse zum Beispiel als eine aufgeteilte Direkteinspritzung abgegeben wird, die mindestens eine Ansaugtakteinspritzung (DI_int) und mindestens eine Verdichtungstakteinspritzung (DI_comp) in einem gegebenen Verbrennungszyklus beinhaltet, kann die Steuerung den Anteil der direkt eingespritzten Kraftstoffmasse, der über die Ansaugtakteinspritzung relativ zu der Verdichtungstakteinspritzung abgegeben wird, bestimmen. Wenn die direkte eingespritzte Kraftstoffmasse über mehrere Ansaugtakt- oder mehrere Verdichtungstakteinspritzungen in einem gegebenen Verbrennungsmotorzyklus abgegeben wird, kann das Aufteilungsverhältnis der direkt eingespritzten Kraftstoffmasse in jeder der Einspritzungen auf ähnliche Weise bestimmt werden. In einem Beispiel kann während eines Verbrennungsmotorkaltstarts die direkt eingespritzte Kraftstoffmasse als eine aufgeteilte Direkteinspritzung abgegeben werden, wobei ein größerer Anteil der direkt eingespritzten Kraftstoffmasse in dem Verdichtungstakt abgegeben wird und ein kleinerer Anteil der Kraftstoffmasse in dem Ansaugtakt abgegeben wird. In einem anderen Beispiel kann während des Verbrennungsmotorkaltstarts die direkt eingespritzte Kraftstoffmasse als eine aufgeteilte Verdichtungstakt-Direkteinspritzung abgegeben werden, wobei ein größerer Anteil des Kraftstoffs früher während eines Verdichtungstakts des Verbrennungszyklus abgegeben wird und eine verbleibende kleinere Fraktion des Kraftstoffs später während des Verdichtungstakts des Verbrennungszyklus eingespritzt wird.
Das Aufteilungsverhältnis der Einspritzung sowie die Anzahl der mehreren Einspritzungen der aufgeteilten Einspritzung können auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Verbrennungsmotortemperatur zum Zeitpunkt eines Verbrennungsmotorstarts, Umgebungstemperatur sowie ein Alkoholgehalt des eingespritzten Kraftstoffs, basieren. Außerdem können das Aufteilungsverhältnis und die Anzahl der Einspritzungen ferner auf der Grundlage einer Abgaskatalysatortemperatur, FS-Belastung eines Abgas-FS-Filters und Rußtendenzen des Verbrennungsmotors beim Verbrennungsmotorstart angepasst werden. Zum Beispiel kann die Anzahl der Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen erhöht werden, wenn der Alkoholgehalt des eingespritzten Kraftstoffs steigt. Als ein weiteres Beispiel kann die Anzahl der Verdichtungstakteinspritzungen, die während eines ersten Verbrennungsereignisses angewendet wird, erhöht werden, wenn die Verbrennungsmotortemperatur oder die Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt des Verbrennungsmotorkaltstarts sinkt. In einem Beispiel können mehrere Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen eines Alkoholkraftstoffs vorteilhafterweise zum Erwärmen des Verbrennungsmotors und des Katalysators verwendet werden, wodurch die Anschaltung des Katalysators beschleunigt wird und die Verbrennungsmotor- und Katalysatorleistung unter Verbrennungsmotorkaltstartbedingungen verbessert wird, während gleichzeitig die Rußbelastung der Direkteinspritzung reduziert wird.
Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Steuersignal zum Senden an die Aktoren der Direkt- und Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen bestimmen, wie zum Beispiel eine Impulsbreite des Signals, das auf der Grundlage einer Bestimmung der Verbrennungsmotordrehzahl und -last und ferner auf der Grundlage der Verbrennungsmotortemperatur, des Kraftstoffalkoholgehalts (oder der Kraftstoffoktanzahl) und der Verbrennungsmotor-FS-Last bestimmt wird. Die Verbrennungsmotordrehzahl kann auf der Ausgabe eines Kurbelwellensensors basieren und die Verbrennungsmotorlast kann auf den Bedienerdrehmomentbedarf basieren. Die Steuerung kann die an jede Einspritzvorrichtung zu befehlenden Impulsbreiten durch eine Bestimmung bestimmen, welche die Verbrennungsmotordrehzahl/-last und Verbrennungsmotortemperatur direkt berücksichtigt, wie zum Beispiel Erhöhen der Direkteinspritzungsimpulsbreite bei steigender Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast. Die Steuerung kann die Impulsbreite alternativ auf Grundlage einer Berechnung unter Verwendung einer Lookup-Tabelle bestimmen, wobei die Eingabe relative Luftfeuchtigkeit ist und die Ausgabe die Impulsbreite ist.
Man wird verstehen, dass die Steuerung beim Bestimmen des DI:PFI-Aufteilungsverhältnisses, der Anzahl an Einspritzungen und des Direkteinspritzungsaufteilungsverhältnisses ein Kraftstoffimpulsbreitensignal zum Befehlen an jede der Einspritzungen auf der Grundlage des Kraftstoffverteilerdrucks und einer Kraftstoffmasse, die in jeder Einspritzung abzugeben ist, bestimmen kann.
Bei 212 kann bestimmt werden, ob beliebige der DI-Kraftstoffimpulse des bestimmten Kraftstoffeinspritzprofils innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung (insbesondere einer Direkteinspritzvorrichtungsbetriebskarte) liegen. Wie unter Bezugnahme auf 4 ausgearbeitet, ist die Übergangsregion zwischen der ballistischen und der Hubregionen (oder linearen Region) der Direkteinspritzvorrichtung positioniert und die Variabilität der Direkteinspritzvorrichtung ist in der Übergangsregion größer als in jeder der ballistischen Region und der Hubregion. Das Bestimmen, ob beliebige der DI-Kraftstoffimpulse innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegen, kann zum Beispiel das Bestimmen beinhalten, ob das Impulsbreitensignal für beliebige der DI-Kraftstoffimpulse kleiner ist als ein oberer Schwellenwert, welcher der Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung entspricht, und größer ist als ein unterer Schwellenwert, welcher der ballistischen Region der Direkteinspritzvorrichtung entspricht, wobei der obere und der untere Schwellenwert auf dem Kraftstoffverteilerdruck basieren. Daher beinhaltet die Übergangsregion einen bestimmten Impulsbreitenbereich bei unterschiedlichen Kraftstoffverteilerdrücken. Wenn sich der Druck in der DI-Einspritzvorrichtung ändert, ändern sich die Merkmale der Einspritzvorrichtung. Somit verschiebt sich die Übergangsregion und verändert ihre Größe bei unterschiedlichen Kraftstoffverteilerdrücken. Folglich muss sie für jede Einspritzvorrichtungsgestaltung (z. B. Teilnummer) kalibriert werden, aber nicht für jede Einspritzvorrichtung individuell. Ein Satz von Grenzprobeneinspritzvorrichtungen kann zum Kalibrieren der Impulsbreitenbereiche bei jedem Druck verwendet werden und dann kann die Kalibrierung verwendet werden, um die gesamte Population von Einspritzvorrichtungen abzudecken. Wenn keine der DI-Kraftstoffimpulse in der Übergangsregion liegen, geht das Verfahren zu 214 über, um Kraftstoff gemäß dem bestimmten Kraftstoffeinspritzprofil abzugeben, und das Verfahren endet.
Unter kurzer Bezugnahme auf 4 stellt die Karte 400 eine beispielhafte Karte 400 der Betriebsregionen einer Direkteinspritzvorrichtung dar. Die Karte 400 stellt die Impulsbreite der Einspritzvorrichtung entlang der x-Achse und die Kraftstoffmasse entlang der y-Achse dar. Die Beziehung zwischen einer befohlenen Direkteinspritzvorrichtungsimpulsbreite und einer tatsächlich abgegebenen Kraftstoffmasse wird bei Verlauf 402 gezeigt.
Der Verlauf 402 zeigt die Direkteinspritzvorrichtung in ihren unterschiedlichen Regionen (ballistisch, Übergang, Vollhub), wenn sich die an die Einspritzvorrichtung angelegte elektrische Impulsbreite erhöht. Zunächst öffnet sich die Einspritzvorrichtung noch nicht einmal, ein minimaler elektrischer Impuls ist erforderlich, damit sich die Einspritzvorrichtung überhaupt öffnet und Kraftstoff zu fließen beginnen kann. Dann ist die ballistische Region der Zeitraum, wenn die Nadel nicht vollständig offen ist. In dieser Region werden kleine Änderungen der elektrischen Impulsbreite zu großen Änderungen der Kraftstoffmasse führen (aufgrund des sehr steilen Anstiegs in dieser Region). In der Übergangsregion kann die Nadel federn und die Kraftstoffzufuhr kann sehr unberechenbar sein (von Schuss zu Schuss sowie von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung). Die Vollhubregion weist immer denselben weniger steilen Anstieg auf und ist linear. Wenn zum Beispiel bei einer Impulsbreite von 1 ms 100 ml fließen, dann fließen bei einer Impulsbreite von 2 ms 200 ml in der linearen Region.
Bei einer höheren befohlenen Kraftstoffimpulsbreite wird die Einspritzvorrichtung in der Hubregion 406 betrieben, wobei eine lineare Veränderung der Kraftstoffmasse mit der befohlenen Impulsbreite vorhanden ist. Bei einer sehr kleinen befohlenen Kraftstoffimpulsbreite wird die Einspritzvorrichtung in der ballistischen Region 404 betrieben, wobei etwas Variabilität vorhanden sein kann. Insbesondere wird bei sehr niedrigen befohlenen Impulsbreiten, die unter der minimalen Impulsbreite der Einspritzvorrichtung liegen, kein Kraftstoff abgegeben. Danach ist jedoch eine lineare Veränderung der Kraftstoffmasse mit der befohlenen Impulsbreite vorhanden. In der Region zwischen der Hub- und der ballistischen Region, insbesondere in der mittleren Übergangsregion 408, arbeitet die Einspritzvorrichtung mit sehr hoher Variabilität. Auf der Grundlage der Position der Impulsbreite innerhalb der Übergangsregion kann die tatsächlich abgegebene Kraftstoffmasse zum Beispiel größer oder kleiner als geplant sein. Ferner ist die Variabilität nicht linear und schwer vorherzusagen oder zu modellieren, wodurch sie schwer zu kompensieren ist.
Insbesondere erhöht das Erhöhen der elektrischen Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in der ballistischen Region die Menge der Masse, die bei einer höheren Rate (steilerer Anstieg) abgegeben wird. Obwohl etwas Variabilität beim Erhöhen vorhanden sein kann, kann die Variabilität zugeordnet werden und die Form oder Verschiebung des Anstiegs in der ballistischen Region kann angepasst werden, um die zugeordnete Variabilität zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann der Anstieg auf der Grundlage der Variabilität steiler oder weniger steil gemacht werden. In der Übergangsregion kann eine erhöhte Impulsbreite jedoch tatsächlich zu der Verringerung der eingespritzten Kraftstoffmasse führen. Dadurch, dass die Form und der Anstieg in der Übergangsregion drastisch variieren, sowohl von Schuss zu Schuss als auch von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung über die Population von Einspritzvorrichtungen hinweg, kann es unmöglich sein, den Anstieg der Übergangsregion einfach zu verschieben und umzuformen. Die Variabilität wird aufgrund dessen, dass sich der Anstieg in der Übergangsregion für jede Einspritzvorrichtung unterscheidet und von Schuss zu Schuss signifikant unterschiedlich ist, verschlimmert.
Wie hier ausgearbeitet können durch das Aktualisieren eines Kraftstoffeinspritzprofils zum Bewegen eines DI-Kraftstoffimpulses aus der Übergangsregion Kraftstoffzufuhrfehler und resultierende Drehmomentfehler und Emissionsprobleme reduziert werden. Daher ist das Vermeiden der Übergangsregion der Einspritzvorrichtung nicht so leicht wie das Ändern der Impulsbreite einer Einspritzung, um vom Ende der ballistischen Region zum Anfang der Vollhubregion zu springen, da die in Region 404 abgegebene Kraftstoffmasse signifikant niedriger ist als die in Region 406 abgegebene Kraftstoffmasse. Dies würde einen scharfen Sprung in dem an den Verbrennungsmotor abzugebenden Kraftstoff bewirken. Daher kann das Aktualisieren der Impulsbreite der Einspritzvorrichtung allein nicht ausreichend sein, um die Übergangsregion zu meiden. Stattdessen kann die Kraftstoffmasse von jedem der Einspritzungsimpulse des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils modifiziert werden müssen, um die Gesamtkraftstoffmasse, die an den Verbrennungsmotor abgegeben wird, beizubehalten, wie in Bezug auf 3 und die Beispiele aus den 5-11 ausgearbeitet.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Verfahren dann, wenn ein beliebiger der DI-Kraftstoffimpulse des anfänglich bestimmten Kraftstoffeinspritzprofils innerhalb der Übergangsregion liegt, bei 216 das Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzprofils, um den/die betroffenen DI-Kraftstoffimpuls(e) aus der Übergangsregion zu bewegen. Das Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzprofils beinhaltet bei 218 das Aktualisieren des DI:PFI-Aufteilungsverhältnisses. Zum Beispiel kann der Anteil der Gesamtkraftstoffmasse, der über Direkteinspritzung abgegeben wird, erhöht werden, während der Anteil, der über Saugrohreinspritzvorrichtung abgegeben wird, entsprechend verringert wird. Als ein weiteres Beispiel kann der Anteil der Gesamtkraftstoffmasse, der über Direkteinspritzung abgegeben wird, verringert werden, während der Anteil, der über Saugrohreinspritzvorrichtung abgegeben wird, entsprechend erhöht wird. Die Steuerung kann ein anfänglichen Verhältnis von saugrohreingespritztem Kraftstoff relativ zu direkt eingespritztem Kraftstoff in einem Verbrennungszyklus auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel für einen Kaltstart des Verbrennungsmotors, schätzen und als Reaktion darauf, dass eine Direktkraftstoffeinspritzung bei dem anfänglichen Verhältnis in einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, kann die Steuerung dann das anfängliche Verhältnis aktualisieren, um die Direktkraftstoffeinspritzung aus der Übergangsregion zu bewegen. Das Aktualisieren kann auf einer Impulsbreite der Direktkraftstoffeinspritzung relativ zu jeder einer Ballistisch-zu-Übergang-Grenze und einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte basieren. Als ein Beispiel kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass eine Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte kleiner ist als die Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte, eine direkt eingespritzte Kraftstoffmasse verringern, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während eine saugrohreingespritzte Kraftstoffmasse erhöht wird. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass eine Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte größer ist als die Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte, die direkt eingespritzte Kraftstoffmasse erhöhen, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die saugrohreingespritzte Kraftstoffmasse verringert wird. Das anfängliche Verhältnis von saugrohreingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff kann mehrere Direkteinspritzungen im Verbrennungszyklus beinhalten und das Erhöhen und Verringern kann auf einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen basieren.
Wie nachstehend ausgearbeitet, kann die Steuerung die Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen durch Verringern der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen anpassen, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen. Hier kann das Verringern als Reaktion darauf erfolgen, dass die unangepasste Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen über einem Schwellenwert liegt. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung die Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen durch Erhöhen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen anpassen, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die ballistische Region zu bewegen. Hier kann das Erhöhen als Reaktion darauf erfolgen, dass die unangepasste Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen unter einem Schwellenwert liegt. In einem Beispiel können die mehreren Direkteinspritzungen mehrere Direkteinspritzungen in einem Ansaugtakt und/oder einem Verdichtungstakt des Verbrennungszyklus beinhalten und das Aktualisieren kann ferner Aktualisieren eines Aufteilungsverhältnisses des direkt eingespritzten Kraftstoffs, der in dem Ansaugtakt relativ zu dem Verdichtungstakt abgegeben wurde, beinhalten.
Das Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzprofils kann bei 220 zusätzlich oder optional Aktualisieren der Anzahl an Einspritzungen beinhalten, über welche die Kraftstoffmasse abgegeben wird. Zum Beispiel kann die Gesamtanzahl der Direkteinspritzungen durch das Aufteilen einiger Kraftstoffimpulse in mehrere, kleinere Kraftstoffimpulse erhöht werden. Als ein anderes Beispiel kann die Gesamtanzahl der Direkteinspritzungen durch das Zusammenlegen einiger Kraftstoffimpulse zu weniger, größeren Kraftstoffimpulsen verringert werden. Das Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzprofils kann bei 222 zusätzlich oder optional Aktualisieren des Direkteinspritzungsaufteilungsverhältnisses des Kraftstoffs beinhalten, der in den mehreren Direkteinspritzungsimpulsen abgegeben wird. Zum Beispiel kann eine Menge der gesamten direkt eingespritzten Kraftstoffmasse, die über eine Verdichtungstakt-Direkteinspritzung abgegeben wurde, erhöht werden, während die Kraftstoffmasse, die über eine Ansaugtakt-Direkteinspritzung abgegeben wurde, verringert wird. Als ein weiteres Beispiel kann eine Menge der gesamten direkt eingespritzten Kraftstoffmasse, die über eine Verdichtungstakt-Direkteinspritzung abgegeben wurde, verringert werden, während die Kraftstoffmasse, die über eine Ansaugtakt-Direkteinspritzung abgegeben wurde, erhöht wird. Noch weitere Optionen sind möglich, wie unter Bezugnahme auf das Verfahren aus 3 und die Beispiele aus den 5-11 beschrieben. Das Aktualisieren kann auf der Grundlage der Position der Kraftstoffmasse des DI-Kraftstoffimpulses in der Übergangsregion relativ zu jeder der Hubregion und der ballistischen Region durchgeführt werden. Auf diese Weise können DI-Kraftstoffimpulse modifiziert werden, um die Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion zu betreiben, wodurch Kraftstoffzufuhrfehler und zugehörige Probleme reduziert werden.
In einem Beispiel kann die Steuerung das Kraftstoffeinspritzprofil während einer ersten Bedingung durch das Anpassen der Kraftstoffmasse zwischen den DI-Einspritzungen aktualisieren, während die Anzahl der DI-Einspritzungen beibehalten wird, da sie so wenig wie möglich von der Basisverbrennungsmotorkalibrierung abweicht. In einem anderen Beispiel kann, da das Reduzieren der Anzahl der DI-Einspritzungen die Effektivität der mehreren Einspritzungen in Bezug auf die Reduzierung von Feinstaubemissionen reduzieren könnte, die Anzahl der DI-Einspritzungen während einer zweiten Bedingung reduziert werden, wenn die Abgas-FS-Belastung unter einem Schwellenwert liegt. In noch einem anderen Beispiel kann das DI/PFI-Aufteilungsverhältnis während eines dritten Zustands modifiziert werden, es können jedoch Grenzen für die Anpassung des Aufteilungsverhältnisses angewendet werden, bevor es beginnen kann, Grenzzündung und Ladeluftkühlung(sleistung) zu beeinflussen.
In wieder anderen Beispielen kann eine Kombination der vorstehend erwähnten Ansätze ausgewählt werden. Die Auswahl kann auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Verbrennungsmotordrehzahl und NVH-Beschränkungen, basieren. Zum Beispiel können Verbrennungsmotordrehzahlbeschränkungen die Anzahl der Gesamteinspritzungen begrenzen, zu welchen das Antriebsstrangsteuermodul in der Lage ist. Bei höheren Verbrennungsmotordrehzahlen kann die Verbrennungsmotorsteuerung nicht in der Lage sein, den Leistungsverlust der mehreren Kraftstoffeinspritzungen zu handhaben. Daher kann das Aktualisieren des Einspritzprofils bei höheren Verbrennungsmotordrehzahlen das Reduzieren der Anzahl der Einspritzungen oder beim Erhöhen der Anzahl der Einspritzungen Erhöhen davon um einen kleineren Betrag (das heißt Begrenzen der erhöhten Anzahl der Einspritzungen) beinhalten. Als ein anderes Beispiel können zusätzliche Kraftstoffeinspritzungen Tickgeräusche erhöhen, die sich negativ auf die Kundenwahrnehmung auswirken können. Wenn Tickgeräusche bereits vorhanden sind, kann das Aktualisieren des Einspritzprofils daher das Reduzieren der Anzahl der Einspritzungen oder beim Erhöhen der Anzahl der Einspritzungen Erhöhen davon um einen kleineren Betrag (das heißt Begrenzen der erhöhten Anzahl der Einspritzungen) beinhalten.
Bei 224 wird Kraftstoff gemäß dem aktualisierten Kraftstoffeinspritzprofil abgegeben. Zum Beispiel kann die Steuerung zu befehlende Kraftstoffimpulsbreiten auf der Grundlage der aktualisierten Kraftstoffmassen der verschiedenen Impulse bestimmen und diese Signale dann an die entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtungen senden. Dann endet das Verfahren.
Nun wird auf 3 Bezug genommen, welche ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Aktualisieren eines Kraftstoffeinspritzprofils zeigt, um einen DI-Kraftstoffimpuls aus einer Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung heraus zu bewegen. Das Verfahren aus 3 kann als Teil des Verfahrens aus 2, wie zum Beispiel bei 216, durchgeführt werden.
Bei 302 beinhaltet das Verfahren das bestimmen, ob ein beliebiger DI-Kraftstoffimpuls eines anfänglich bestimmten Kraftstoffeinspritzprofils innerhalb der Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt. Wenn nicht, geht das Verfahren zu 322 über, um Kraftstoff gemäß dem nicht modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil abzugeben. Dies beinhaltet das Senden von Impulsbreitensignalen an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gemäß dem anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofil.
Wenn einer oder mehrere der DI-Kraftstoffimpulse des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils der Bestimmung nach einen Kraftstoffimpuls innerhalb der Übergangsregion aufweisen, geht das Verfahren zu 304 über, wobei eine Position des/der betroffenen DI-Kraftstoffimpulse(s) innerhalb der Übergangsregion der Einspritzvorrichtung bestimmt wird. Zum Beispiel kann eine Entfernung des/der betroffenen DI-Kraftstoffimpulse(s) von jeder der ballistischen Region (insbesondere von einer Grenze der Übergangsregion und der ballistischen Region) und der Hubregion (insbesondere von einer Grenze der Übergangsregion und der Hubregion) geschätzt werden. Die Steuerung kann sich auf eine Direkteinspritzvorrichtungskarte, wie zum Beispiel die beispielhafte Karte aus 4, beziehen, um die Entfernung zu schätzen.
Bei 305 kann bestimmt werden, ob der Kraftstoffimpuls in der Übergangsregion näher bei der ballistischen Region relativ zu der Hubregion liegt. Zum Beispiel kann eine erste Entfernung des Kraftstoffimpulses von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze mit einer zweiten Entfernung von einer Hub-zu-Übergang-Grenze verglichen werden. Wenn die erste Entfernung kleiner als die zweite Entfernung ist, liegt der betroffene Kraftstoffimpuls der Bestimmung nach näher bei der ballistischen Region. Man wird verstehen, dass jeder der DI-Kraftstoffimpulse in der Übergangsregion auf ähnliche Weise beurteilt werden kann.
Wenn der betroffene DI-Kraftstoffimpuls näher bei der ballistischen Region der Einspritzvorrichtung liegt, dann beinhaltet das Verfahren bei 310 das Verringern der für den betroffenen DI-Kraftstoffimpuls befohlenen Impulsbreite, um sie von der Übergangsregion in die ballistische Region zu bewegen. Als ein Ergebnis der Änderung der Impulsbreite wird die in dem betroffenen Kraftstoff abgegebene Kraftstoffmasse verringert. Wenn im Vergleich dazu der betroffene DI-Kraftstoffimpuls näher bei der Hubregion der Einspritzvorrichtung liegt, wie zum Beispiel dann, wenn die zweite Entfernung kleiner als die erste Entfernung ist, dann beinhaltet das Verfahren bei 308 das Erhöhen der für den betroffenen DI-Kraftstoffimpuls befohlenen Impulsbreite, um sie von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen. Als ein Ergebnis der Änderung der Impulsbreite wird die in dem betroffenen Kraftstoff abgegebene Kraftstoffmasse erhöht.
Als Reaktion darauf, dass eine Entfernung des DI-Kraftstoffimpulses (z. B. Kraftstoffmasse oder Kraftstoffimpulsbreite des betroffenen DI-Kraftstoffimpulses) von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte kleiner als die Entfernung des betroffenen Kraftstoffimpulses von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte ist, kann die Steuerung auf diese Weise die Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen verringern, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die Kraftstoffmasse einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen erhöht wird. In einem alternativen Beispiel kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass die Entfernung der Kraftstoffmasse von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte größer als die Entfernung der Kraftstoffmasse von einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte ist, die Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen erhöhen, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die Kraftstoffmasse einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen verringert wird. Hier kann das Erhöhen und Verringern auf einer Gesamtanzahl der mehreren Direkteinspritzungen in dem anfänglichen (nicht modifizierten) DI-Kraftstoffeinspritzprofils sowie einem Anteil dieser Einspritzungen basieren, die in der Übergangsregion liegen.
Von jedem von 308 und 310 geht das Verfahren zu 320 über, wobei das Verfahren das Anpassen einer Impulsbreite beinhaltet, die jedem der verbleibenden DI-Kraftstoffimpulse (die außerhalb der Übergangsregion lagen) und PFI-Kraftstoffimpulse befohlen werden, um die Gesamtkraftstoffmasse beizubehalten. Anders ausgedrückt, bleibt die Gesamtkraftstoffmasse, die über das nicht modifizierte Kraftstoffeinspritzprofil und das modifizierte Kraftstoffeinspritzprofil abgegeben wurde, konstant. In wieder anderen Beispielen kann das Anpassen der Impulsbreite das Anpassen der direkt eingespritzten Kraftstoffmasse zum Bewegen des betroffenen Impulses aus der Übergangsregion heraus und dann das Anpassen der Menge an Kraftstoff beinhalten, die an den Zylinder im Verbrennungszyklus über Saugrohreinspritzung auf der Grundlage der aktualisierten DI-Kraftstoffmasse abgegeben wurde, um eine Gesamtkraftstoffmasse beizubehalten.
Zusätzlich oder optional kann das Verfahren während des Anpassens der betroffenen Kraftstoffimpulse auf der Grundlage ihrer Position innerhalb der Übergangsregion zu 314 (von 302) übergehen, um die Anzahl der Direkteinspritzungen anzupassen. Insbesondere kann bei 314 bestimmt werden, ob der DI-Kraftstoffimpuls in der Übergangsregion Teil einer aufgeteilten Direkteinspritzung ist. Eine aufgeteilte Direkteinspritzung kann bestätigt werden, wenn die DI-Kraftstoffmasse über mehrere Ansaug- und/oder Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen abgegeben wird. Als ein Beispiel kann eine aufgeteilte Direkteinspritzung 2-4 Direkteinspritzungen beinhalten, wobei es sich um eine beliebige Kombination von Ansaugtakt- und Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen handeln kann.
Wenn der betroffene DI-Kraftstoffimpuls kein Teil einer aufgeteilten Direkteinspritzung ist, wie zum Beispiel dann, wenn der DI-Kraftstoffimpuls eine einzelne Direkteinspritzung des nicht modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils ist, beinhaltet das Verfahren bei 318 das Anpassen der Kraftstoffimpulsbreite, um den betroffenen DI-Kraftstoffimpuls in mehrere kleinere DI-Impulse aufzuteilen, wobei jeder der mehreren kleineren DI-Kraftstoffimpulse in der ballistischen Region der Einspritzvorrichtung liegt. Durch das Erhöhen der Anzahl der Kraftstoffimpulse wird der betroffene Kraftstoffimpuls aus der Übergangsregion heraus bewegt und jeder der kleineren Kraftstoffimpulse ist innerhalb der weniger variablen ballistischen Region positioniert.
Wenn der betroffene DI-Kraftstoffimpuls Teil einer aufgeteilten Direkteinspritzung ist, wie zum Beispiel dann, wenn der DI-Kraftstoffimpuls eine der mehreren Direkteinspritzungen des nicht modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils ist, beinhaltet das Verfahren bei 316 das Anpassen des Kraftstoffimpulses, um den betroffenen DI-Kraftstoffimpuls mit mindestens einem anderen DI-Kraftstoffimpuls (wie zum Beispiel einem anderen DI-Kraftstoffimpuls in der Übergangsregion, einem DI-Kraftstoffimpuls in der ballistischen Region oder einem DI-Kraftstoffimpuls in der Hubregion) zu einem größeren DI-Impuls in der Hubregion der Einspritzvorrichtung zusammenzulegen. Durch das Erhöhen der Anzahl der DI-Kraftstoffimpulse wird der betroffene Kraftstoffimpuls aus der Übergangsregion heraus bewegt und der resultierende größere Kraftstoffimpuls ist innerhalb der lineareren Hubregion positioniert.
Ein Beispiel für das Anpassen der Anzahl der Einspritzungen für den Betrieb außerhalb der Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung ist unter Bezugnahme auf 5 gezeigt. Die Karte 500 stellt eine Direkteinspritzvorrichtungskarte dar, wie zum Beispiel die Karte 400 aus 4, die eine ballistische Region 404, Hubregion 406 und Übergangsregion 408 beinhaltet. In diesem Beispiel beinhaltet das anfängliche (nicht modifizierte) Kraftstoffeinspritzprofil mehrere Direkteinspritzungen pro Verbrennungszyklus. Die Karte 500 stellt zwei DI-Kraftstoffimpulse 502 a, b dar (die beide dieselbe Kraftstoffmasse und daher dieselbe Impulsbreite aufweisen), die in der Übergangsregion 408 der Einspritzvorrichtungskarte liegen. In alternativen Beispielen können die DI-Kraftstoffimpulse 502 a, b in der Übergangsregion liegen und unterschiedliche Kraftstoffmassen aufweisen. Um den Betrieb in der Übergangsregion 408 zu vermeiden, wird die Anzahl der Kraftstoffimpulse durch das Zusammenlegen der Kraftstoffimpulse 502 a, b zu einem einzelnen Kraftstoffimpuls 504 mit einer größeren Kraftstoffmasse und daher einer größeren Impulsbreite verringert. Insbesondere liegt die modifizierte Impulsbreite des Kraftstoffimpulses 504 in der Hubregion 406. Auf diese Weise wird der Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb durch das Verringern der Anzahl der Direktkraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus aus der Übergangsregion und in die Hubregion verschoben, während die Direkteinspritzungskraftstoffmasse beibehalten wird.
Ein weiteres Beispiel für das Anpassen der Anzahl der Einspritzungen für den Betrieb außerhalb der Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung ist unter Bezugnahme auf 5 gezeigt. Die Karte 600 stellt eine Direkteinspritzvorrichtungskarte dar, wie zum Beispiel die Karte 400 aus 4, die eine ballistische Region 404, Hubregion 406 und Übergangsregion 408 beinhaltet. In diesem Beispiel beinhaltet das anfängliche (nicht modifizierte) Kraftstoffeinspritzprofil eine einzelne Direkteinspritzung pro Verbrennungszyklus. Die Karte 600 stellt einen einzelnen DI-Kraftstoffimpuls 602 dar, der in der Übergangsregion 408 der Einspritzvorrichtungskarte liegt. Um den Betrieb in der Übergangsregion 408 zu vermeiden, wird die Anzahl der Kraftstoffimpulse durch das Aufteilen des Kraftstoffimpulses 602 in zwei Kraftstoffimpulse 604 a, b erhöht, die jeweils eine kleinere Kraftstoffmasse und daher eine kleinere Impulsbreite aufweisen. In dem dargestellten Beispiel weisen beide Kraftstoffimpulse 604 a, b dieselbe Kraftstoffmasse (und daher dieselbe Impulsbreite) auf und liegen in der ballistischen Region 404 der Einspritzvorrichtungskarte. In alternativen Beispielen können die DI-Kraftstoffimpulse 604 a, b in der ballistischen Region liegen und unterschiedliche Kraftstoffmassen aufweisen. Auf diese Weise wird der Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb durch das Erhöhen der Anzahl der Direktkraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus aus der Übergangsregion und in die ballistische Region verschoben, während die Direkteinspritzungskraftstoffmasse beibehalten wird.
Auf diese Weise kann die Steuerung während einer ersten Bedingung die Anzahl der mehreren Einspritzungen durch das Zusammenlegen der einen der mehreren Direkteinspritzungen mit mindestens einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen verringern, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen. Dann kann die Steuerung während einer zweiten Bedingung die Anzahl der mehreren Einspritzungen durch das Aufteilen der einen der mehreren Direkteinspritzungen in eine Vielzahl von Direkteinspritzungen in der ballistischen Region erhöhen. In einem Beispiel liegt während der ersten Bedingung eine unangepasste Anzahl der mehreren Einspritzungen über einer Schwellenanzahl, während in der zweiten Bedingung die unangepasste Anzahl der mehreren Einspritzungen unter der Schwellenanzahl liegt.
Ein Beispiel für das Anpassen der Kraftstoffmasse in einem Kraftstoffeinspritzprofil mit mehreren Direkteinspritzungen für den Betrieb außerhalb der Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung ist unter Bezugnahme auf 7 gezeigt. Die Karte 700 stellt eine Direkteinspritzvorrichtungskarte dar, wie zum Beispiel die Karte 400 aus 4, die eine ballistische Region 404, Hubregion 406 und Übergangsregion 408 beinhaltet. In diesem Beispiel beinhaltet das anfängliche (nicht modifizierte) Kraftstoffeinspritzprofil mehrere Direkteinspritzungen pro Verbrennungszyklus. Die Karte 700 stellt zwei DI-Kraftstoffimpulse 702 a, b dar (die beide dieselbe Kraftstoffmasse und daher dieselbe Impulsbreite aufweisen), die in der Übergangsregion 408 der Einspritzvorrichtungskarte liegen. In alternativen Beispielen können die DI-Kraftstoffimpulse 702 a, b in der Übergangsregion liegen und unterschiedliche Kraftstoffmassen aufweisen. Um den Betrieb in der Übergangsregion 408 zu vermeiden, wird die Kraftstoffmasse in jedem der Impulse 702a und 702b angepasst, während die direkt eingespritzte Gesamtkraftstoffmasse beibehalten wird und während die Gesamtanzahl der Direkteinspritzungen ebenfalls beibehalten wird. Insbesondere wird die Kraftstoffmasse des Impulses 702a erhöht, um den modifizierten Kraftstoffimpuls 704 in der Hubregion 406 der Einspritzvorrichtung bereitzustellen. Gleichzeitig wird die Kraftstoffmasse des Impulses 702b verringert, um den modifizierten Kraftstoffimpuls 706 in der ballistischen Region 404 der Einspritzvorrichtung bereitzustellen. Auf diese Weise wird durch das Modifizieren der Kraftstoffmasse und der Impulsbreite für jede der mehreren Direktkraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus der Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb aus der Übergangsregion hinaus verschoben.
In einem Beispiel kann eine Verbrennungsmotorsteuerung jeden der DI-Kraftstoffimpulse in der Übergangsregion auf der Grundlage der Nähe jedes Impulses zu der Grenze zwischen Vollhub- und Übergangsregion sowie der Grenze zwischen der ballistischen und der Übergangsregion modifizieren. Diese Modifikation kann ferner auf der über Direkteinspritzung abzugebenden Gesamtkraftstoffmasse, der Gesamtkraftstoffmasse des/der betroffenen Impulse(s) in der Übergangsregion, der Gesamtanzahl der Direkteinspritzungen und der Anzahl der betroffenen Einspritzungen in der Übergangsregion basieren. Als ein Beispiel kann die Steuerung einen Algorithmus verwenden, wie zum Beispiel den in 8 dargestellten und nachfolgend ausgearbeiteten Algorithmus 800, um die Kraftstoffmasse jedes Kraftstoffimpulses zu modifizieren.
Die Steuerung beginnt mit einer gewünschten einzuspritzenden (über Direkteinspritzung) Gesamtkraftstoffmasse, in 8 bestimmt als KMgew x Ngew, wobei KMgew die gewünschte Kraftstoffmasse ist, die pro Einspritzung einzuspritzen ist, und Ngew die gewünschte Anzahl an Einspritzungen ist. Die Steuerung transponiert die gewünschte Gesamtkraftstoffmasse (KMgew x Ngew) dann in dieselbe Anzahl von Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen, die zwischen Einspritzungen in der ballistischen und Hubregion aufgeteilt sind. Unter der Annahme, dass KMbe die Kraftstoffmasse des „ballistischen Endes“ darstellt, KMls die Kraftstoffmasse des „linearen Starts“ (Kraftstoffmasse in der Hubregion) darstellt und KMth eine kalibrierbare Hysterese für die Übergangsregion darstellt, sollten die folgenden Gleichungen wahr sein: $N g e w = N b + N l;$
$K M g e w \times N g e w = K M l i n e a r \times N l + K M b a l l i s t i s c h \times N b;$
wobei KMlinear und KMballistisch die modifizierten Kraftstoffmassen für die Einspritzungen sind, die in der Hubregion (hier ebenfalls als lineare Region bezeichnet) und der ballistischen Region geplant sind, und Nl bzw. Nb die Anzahl der Impulse in jeder Region sind.
Die folgenden Bedingungen müssen erfüllt sein: $K M l i n e a r \geq K M l;$
$K M b a l l i s t i s c h \leq K M b;$
Dies kann wie folgt ausgedrückt werden: $0 = D e l t a (K M l i n e a r) \times N l + D e l t a (K M b a l l i s t i s c h) \times N b .$
Bei weiterer Berechnung und unter der Annahme, dass entweder KMlinear = KMl und/oder KMballistisch = KMb, ergibt sich eine Gleichung für das Gleitkomma als: $N b - g l e i t = (F 32) N g e w \times (K M_{Δ l} / K M Ü b e r g a n g) .$
Die optimale Anzahl für ballistische und lineare Einspritzungen wäre wie folgt: $N b = (U8) uclip (1 UL, (U32) (Nb - gleit + 0,5 F), ((U32) Ngew - 1 UL));$
und: $N l = N g e w - N b;$
Die folgende Gleichung wird beim Berechnen von KMlinear und KMballistisch wie folgt helfen:

                      wenn (Nb != (U8)Nb-gleit)
                      {
                             KMballistisch = KMb;
                             KMlinear = ((Ngew × KMgew) - (Nb × KMb))/Nl;
                      }

                     sonst

                      {
                             KMlinear = KMl;
                             KMballistisch = ((Ngew × KMgew) - (Nl × KMl))/Nb;


                      }

Auf diese Weise kann eine Kraftstoffmasse, die in jedem DI-Kraftstoffimpuls abgegeben wird, modifiziert werden, um die Direkteinspritzvorrichtung außerhalb der Übergangsregion zu betreiben, während die Gesamtkraftstoffmasse und die Gesamtanzahl an Direkteinspritzungen beibehalten werden.

In einem Beispiel können die mehreren Direkteinspritzungen des nicht modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils mehrere Direkteinspritzungen in einem Ansaugtakt und/oder einem Verdichtungstakt des Verbrennungszyklus beinhalten. Hier kann das Aktualisieren der Kraftstoffmasse das Aktualisieren eines Aufteilungsverhältnisses des direkt eingespritzten Kraftstoffs beinhalten, der in dem Ansaugtakt relativ zu dem Verdichtungstakt abgegeben wird. Ferner kann eine Anzahl von Ansaugtakt- und Verdichtungstakteinspritzungen variiert werden.

Ein Beispiel für das Anpassen des Aufteilungsverhältnisses von Kraftstoff, der über Direkteinspritzung relativ zu Saugrohreinspritzung abgegeben wird, für den Betrieb außerhalb der Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung ist unter Bezugnahme auf 9 gezeigt. Eine nicht modifizierte Direkteinspritzvorrichtungskarte 900 und eine modifizierte Direkteinspritzvorrichtungskarte 910 sind gezeigt. Die Karten 900 und 910, ähnlich wie die Karte 400 aus 4, beinhalten eine ballistische Region 404, Hubregion 406 und Übergangsregion 408.

In diesem Beispiel beinhaltet das anfängliche (nicht modifizierte) Kraftstoffeinspritzprofil ein anfängliches Aufteilungsverhältnis von 50 % DI:50 % PFI mit mehreren Direkteinspritzungen pro Verbrennungszyklus. Die Karte 900 stellt zwei DI-Kraftstoffimpulse 902 dar (die beide dieselbe Kraftstoffmasse und daher dieselbe Impulsbreite aufweisen), die in der Übergangsregion 408 der Einspritzvorrichtungskarte liegen und die zusammen die 50 % DI des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils darstellen. In alternativen Beispielen können die DI-Kraftstoffimpulse 902 in der Übergangsregion liegen und unterschiedliche Kraftstoffmassen aufweisen. Die DI-Kraftstoffimpulse 902 liegen in der Übergangsregion 408 in der Nähe einer Grenze der Übergangsregion mit der Hubregion 406. Um den Betrieb in der Übergangsregion 408 zu vermeiden, wird das Aufteilungsverhältnis von DI:PFI-Kraftstoff durch das Ändern des DI-Prozentsatzes angepasst. Da die DI-Kraftstoffimpulse näher bei der Hubregion 406 liegen (im Vergleich zur ballistischen Region 404), wird insbesondere der Prozentsatz des über DI abgegebenen Gesamtkraftstoffs von 50 % auf 70 % erhöht, um die DI-Kraftstoffimpulse aus der Übergangsregion heraus zu bewegen, wie durch die modifizierten Impulse 904 in der Hubregion angegeben. Gleichzeitig wird die Gesamtkraftstoffmasse durch das Reduzieren des PFI-Prozentsatzes von 50 % auf 30 % beibehalten. Auf diese Weise wird der Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb durch das Erhöhen des Prozentsatzes des über Direkteinspritzung relativ zu Saugrohreinspritzung abgegebenen Kraftstoffs aus der Übergangsregion heraus verschoben.

Ein weiteres Beispiel für das Anpassen des Aufteilungsverhältnisses von Kraftstoff, der über Direkteinspritzung relativ zu Saugrohreinspritzung abgegeben wird, für den Betrieb außerhalb der Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung ist unter Bezugnahme auf 10 gezeigt. Eine nicht modifizierte Direkteinspritzvorrichtungskarte 1000 und eine modifizierte Direkteinspritzvorrichtungskarte 1010 sind gezeigt. Die Karten 1000 und 1010, ähnlich wie die Karte 400 aus 4, beinhalten eine ballistische Region 404, Hubregion 406 und Übergangsregion 408.

In diesem Beispiel beinhaltet das anfängliche (nicht modifizierte) Kraftstoffeinspritzprofil ein anfängliches Aufteilungsverhältnis von 50 % DI:50 % PFI mit mehreren Direkteinspritzungen pro Verbrennungszyklus. Die Karte 1000 stellt zwei DI-Kraftstoffimpulse 1002 dar (die beide dieselbe Kraftstoffmasse und daher dieselbe Impulsbreite aufweisen), die in der Übergangsregion 408 der Einspritzvorrichtungskarte liegen und die zusammen die 50 % DI des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils darstellen. In alternativen Beispielen können die DI-Kraftstoffimpulse 1002 in der Übergangsregion liegen und unterschiedliche Kraftstoffmassen aufweisen. Die DI-Kraftstoffimpulse 1002 liegen in der Übergangsregion 408 in der Nähe einer Grenze der Übergangsregion mit der ballistischen Region 404. Um den Betrieb in der Übergangsregion 408 zu vermeiden, wird das Aufteilungsverhältnis von DI:PFI-Kraftstoff durch das Ändern des DI-Prozentsatzes angepasst. Da die DI-Kraftstoffimpulse näher bei der ballistischen Region 404 liegen (im Vergleich zur Hubregion 406), wird insbesondere der Prozentsatz des über DI abgegebenen Gesamtkraftstoffs von 50 % auf 30 % verringert, um die DI-Kraftstoffimpulse aus der Übergangsregion heraus zu bewegen, wie durch die modifizierten Impulse 1004 in der ballistischen Region angegeben. Gleichzeitig wird die Gesamtkraftstoffmasse durch das Erhöhen des PFI-Prozentsatzes von 50 % auf 70 % beibehalten. Auf diese Weise wird der Direkteinspritzvorrichtungsbetrieb durch das Verringern des Prozentsatzes des über Direkteinspritzung relativ zu Saugrohreinspritzung abgegebenen Kraftstoffs aus der Übergangsregion heraus verschoben.

Man wird verstehen, dass, obwohl die Beispiele aus den 5-10 das Anpassen von einem einer Anzahl an Einspritzungen, eines DI:PFI-Aufteilungsverhältnisses und einer Kraftstoffmasse von mehreren Direkteinspritzungen darstellen, dies nicht einschränkend aufzufassen ist. In wieder anderen Beispielen können verschiedene Kombinationen der vorstehend beschriebenen Ansätze verwendet werden. Zum Beispiel können die Anzahl der Direkteinspritzungen und das DI:PFI-Aufteilungsverhältnis während ausgewählter Bedingungen modifiziert werden. Als ein anderes Beispiel kann jedes der Anzahl von Einspritzungen, des DI:PFI-Aufteilungsverhältnisses und der Kraftstoffmasse der mehreren Direkteinspritzungen modifiziert werden.

Zum Beispiel kann die Steuerung während einer ersten Bedingung als Reaktion darauf, dass ein Impulsbreitensignal eines einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpulses eines Verbrennungszyklus innerhalb einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung liegt, zum Betrieb mit mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen im Verbrennungszyklus wechseln, wobei das Impulsbreitensignal für jeden der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse außerhalb der Übergangsregion liegt. Im Vergleich dazu kann die Steuerung während einer zweiten Bedingung als Reaktion darauf, dass das Impulsbreitensignal eines der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des Verbrennungszyklus innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt, zum Betrieb mit einem einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpuls im Verbrennungszyklus wechseln, wobei das Impulsbreitensignal für den einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpulse außerhalb der Übergangsregion liegt. In einem Beispiel liegt während der ersten Bedingung das Impulsbreitensignal von jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in einer ballistischen Region der Direkteinspritzvorrichtung, während in der zweiten Bedingung das Impulsbreitensignal des einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpulses in einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt. In einem weiteren Beispiel wird während jeder der ersten und zweiten Bedingung eine Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung im Verbrennungszyklus abgegeben wird, beibehalten. Ferner kann die Steuerung während einer dritten Bedingung als Reaktion darauf, dass das Impulsbreitensignal des einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des Verbrennungszyklus innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt, das Impulsbreitensignal von jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse anpassen, um aus der Übergangsregion heraus zu wechseln, während eine Anzahl an Impulsen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beibehalten wird.

Als ein Beispiel beinhaltet die erste Bedingung, während welcher die Anzahl der Einspritzungen erhöht wird, den Verbrennungsmotorbetrieb bei einer niedrigeren Verbrennungsmotordrehzahl und/oder einer niedrigeren FS-Belastung, beinhaltet die zweite Bedingung, während welcher Anzahl der Einspritzungen reduziert wird, den Verbrennungsmotorbetrieb bei einer höheren Drehzahl, einer höheren FS-Belastung und/oder dass mindestens eine der mehreren Einspritzungen in der ballistischen Region zu klein ist (z. B. kleiner als eine oder bei einer minimale(n) Impulsbreite der Einspritzvorrichtung), und beinhaltet die dritte Bedingung, dass eine FS-Belastung über einem Schwellenwert liegt und/oder Verbrennungsmotor-NVH über einem Schwellenwert liegt. Das Wechseln und Anpassen während jeder der ersten, zweiten und dritten Bedingung kann zum Beispiel Anpassen einer Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung im Verbrennungszyklus abgegeben wird, beinhalten, wobei das Verfahren ferner Anpassen einer Kraftstoffmasse, die über Saugrohreinspritzung im Verbrennungszyklus abgegeben wird, auf der Grundlage der angepassten Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung abgegeben wird, umfasst.

In noch einem anderen Beispiel kann die Steuerung während einer ersten Bedingung ein anfängliches Kraftstoffeinspritzprofil zu einem ersten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil mit einer kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen modifizieren, wobei jeder der kleineren Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eine kleinere Impulsbreite in einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist, während die Steuerung während einer zweiten Bedingung das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil zu einem zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil modifizieren kann, wobei die Impulsbreite eines ersten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in eine ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtung reduziert wird, während die Impulsbreite eines zweiten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung angehoben wird, während eine Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beibehalten wird. Hier kann eine Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff in jedem des ersten und zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils dieselbe sein wie die Kraftstoffmasse in dem anfänglichen, nicht modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil. Als ein Beispiel kann die erste Bedingung eins oder mehrere einer höheren Verbrennungsmotordrehzahl und einer höheren FS-Belastung beinhalten, während die zweite Bedingung eins oder mehrere einer niedrigeren Verbrennungsmotordrehzahl, einer höheren Verbrennungsmotor-NVH und das beinhaltet, dass mindestens eine der Einspritzungen des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils bei der oder um die minimale(n) Impulsbreite der Einspritzvorrichtung arbeitet. Die mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils können eine anfängliche Anzahl an Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen beinhalten und das Modifizieren während jeder der ersten und zweiten Bedingung kann auf der anfänglichen Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse basieren und ferner auf der Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungsimpulse relativ zu einer oberen Impulsbreitengrenze der ballistischen Region und einer unteren Impulsbreitengrenze der Hubregion basieren. Darüber hinaus kann die Steuerung während einer dritten zweiten Bedingung das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofils zu einem dritten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil modifizieren, beinhaltend Anpassen der Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff, um die Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung zu bewegen, und Anpassen einer saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse auf der Grundlage der angepassten direkt eingespritzten Kraftstoffmasse.

In noch einem weiteren Beispiel kann die Steuerung während einer ersten Bedingung als Reaktion darauf, dass eine Impulsbreite von einem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eines Verbrennungszyklus innerhalb einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, eine Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse reduzieren, während ein Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem zu saugrohreingespritztem Kraftstoff beibehalten wird; während einer zweiten Bedingung kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass die Impulsbreite des einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des Verbrennungszyklus innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt, das Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem zu saugrohreingespritztem Kraftstoff anpassen. Als ein Beispiel kann das Anpassen des Aufteilungsverhältnisses das Erhöhen des Aufteilungsverhältnisses des direkt eingespritzten Kraftstoffs zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg beinhalten, wenn mehr Kraftstoffmasse in der ballistischen DI-Einspritzung benötigt wird, da sie kleiner als die zulässige minimale Impulsbreite dieser Einspritzvorrichtung ist. Statt des Aufteilens der DI-Impulse in die ballistische und lineare Region wird der Impuls in einer anderen Darstellung in zwei ballistische Einspritzungen aufgeteilt und die verbleibende Masse wird dann in das PFI-System gegeben, wodurch sowohl die Anzahl der DI-Einspritzungen verändert wird als auch das Aufteilungsverhältnis des direkt eingespritzten Kraftstoffs zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg verringert wird. Das Anpassen des Aufteilungsverhältnisses kann ebenfalls das Beibehalten der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in dem Verbrennungszyklus beinhalten. Alternativ kann das Anpassen des Aufteilungsverhältnisses das Anpassen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in dem Verbrennungszyklus sowie einer Kraftstoffmasse, die in jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse abgegeben wird, beinhalten. In einem Beispiel liegt während der ersten Bedingung die Impulsbreite von jedem der reduzierten Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in einer Vollhubregion der Direkteinspritzvorrichtung. Die Anzahl der Impulse bei DI kann durch das Hinzufügen von mehr Kraftstoff zum Vermeiden der minimalen Impulsbreite oder durch das Wegnehmen von Kraftstoff, sodass alle DI-Einspritzvorrichtungen in der ballistischen Region sein können, beibehalten werden. In einer weiteren Darstellung könnte die Anzahl der DI-Impulse verringert werden und die zusätzliche Masse könnte in das PFI-System gegeben werden. In noch einer weiteren Darstellung könnte die Anzahl der DI-Pulse durch das Nehmen von Kraftstoff aus dem PFI-System zum Geben in das DI-System erhöht werden, wodurch sowohl die Anzahl der DI-Einspritzungen erhöht wird als auch das Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg erhöht wird.

Beispielhafte modifizierte Kraftstoffeinspritzprofile, auf welche mehrere unterschiedliche Anpassungen angewendet werden können, um einen Direkteinspritzungskraftstoffimpuls aus der Übergangsregion heraus zu bewegen, sind unter Bezugnahme auf 11 gezeigt. Die Karte 1100 aus 11 zeigt die beispielhaften Kraftstoffeinspritzprofile 1102-1104, die während des Verbrennungsmotorbetriebs als Reaktion auf ein anfängliches Kraftstoffeinspritzprofil 1101 mit einem DI-Kraftstoffimpuls verwendet werden können, der innerhalb der Übergangsregion einer Betriebskarte einer Direkteinspritzvorrichtung liegt. Jedes Einspritzprofil stellt einen Zeitpunkt der Einspritzung relativ zu einer Zylinderkolbenposition einem Zylindertakt dar. Basierend auf der Position des Zylinderkolbens zu einem beliebigen Zeitpunkt in dem Verbrennungsmotorzyklus kann Kraftstoff während eines Ansaugtakts (I), eines Verdichtungstakts (C), eines Arbeitstakts (P) oder eines Ausstoßtakts (E) eingespritzt werden. Das Einspritzprofil stellt ferner dar, ob Kraftstoff über Saugroheinspritzung (schraffierte Blöcke), einzelne oder mehrere Direkteinspritzungen (gestreifte Blöcke) oder beides eingespritzt wurde.

Ein anfängliches Kraftstoffeinspritzprofil kann auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, einschließlich Verbrennungsmotordrehzahl, Fahrerdrehmomentbedarf Verbrennungsmotortemperatur und Kraftstoffalkoholgehalt, bestimmt werden. In einem Beispiel kann das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil ein Verbrennungsmotorkaltstart-Kraftstoffeinspritzprofil sein. Das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil beinhaltet in einem gegebenen Verbrennungszyklus das Einspritzen eines Teils des Kraftstoffs als eine Saugrohreinspritzung (schraffierter Block) während eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (das heißt während eines Ausstoßtakts eines vorhergehenden Zylinderverbrennungsereignisses), während ein verbleibender Teil des Kraftstoffs als eine Ansaugtakt-Direkteinspritzung und zwei Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen (diagonal gestreifte Blöcke) eingespritzt wird. Die Einspritzmengen können derart angepasst werden, dass 35 % der Kraftstoffeinspritzung als eine Saugrohreinspritzung während eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. während eines Ausstoßtakts) abgegeben werden können, weitere 35 % der Kraftstoffeinspritzung als eine Ansaugtakt-Direkteinspritzung abgegeben werden können, während die verbleibenden 30 % der Kraftstoffeinspritzung als die mehreren Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen abgegeben werden. Hier kann die Kraftstoffmasse in der zweiten (am spätesten im Verbrennungszyklus) Verdichtungstakteinspritzung einer Impulsbreite entsprechen, die in der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt.

Um die Übergangsregion zu vermeiden, kann das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil zu einem ersten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil (aktualisiertes Kraftstoffeinspritzprofil_A) aktualisiert werden, wobei die Anzahl der Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen durch das Aufteilen des ersten (früher im Verbrennungszyklus) Verdichtungstakt-DI-Impulses in zwei kleinere Verdichtungstakt-DI-Impulse erhöht wird. Außerdem wird die Menge an über DI abgegebenem Kraftstoff im Verdichtungstakt reduziert, während die Menge an über DI abgegebenem Kraftstoff im Ansaugtakt entsprechend erhöht wird. An dem Anteil des Kraftstoffs, der über Saugrohreinspritzung abgegeben wird, werden keine Änderungen vorgenommen, wodurch das Beibehalten des DI:PFI-Gesamtverhältnisses gestattet wird. Somit wird in diesem Beispiel der Verdichtungstakt-DI-Kraftstoffimpuls, für den vorhergesagt wurde, dass er in der Übergangsregion liegt, durch das Erhöhen der Anzahl der Direkteinspritzungen sowie durch das Ändern des Verhältnisses der Kraftstoffmasse, die in jeder der Direkteinspritzungen abgegeben wird, in die ballistische Region bewegt. In einem Beispiel kann das erste modifizierte Kraftstoffeinspritzprofil als Reaktion auf den Einspritzmodus ausgewählt werden. Wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Modus befindet, der Katalysatorerwärmung erfordert, dann sind die DI-Verdichtungseinspritzungsgröße und der Einspritzzeitpunkt von großer Bedeutung. Andere Kraftstoffzufuhrparameter, wie zum Beispiel DI-Ansaugkraftstoffmasse, können ohne Auswirkung auf die Emissionen angepasst werden, und zwar genau so, wie die DI-Verdichtungseinspritzung geändert wurde.

Um die Übergangsregion zu vermeiden, kann das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil zu einem zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil (aktualisiertes Kraftstoffeinspritzprofil_B) aktualisiert werden, wobei die Anzahl der Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen durch das Zusammenlegen des ersten und zweiten Verdichtungstakt-DI-Impulses zu einem einzelnen Verdichtungstakt-DI-Impuls verringert wird, während die Gesamtmenge an in dem Verdichtungstakt abgegebenem Kraftstoff ebenfalls reduziert wird. Die Menge an DI-Kraftstoff, die in dem Ansaugtakt abgegeben wird, wird um eine kleine Menge erhöht, bis die maximale Impulsbreite der Direkteinspritzvorrichtung erreicht ist. Die Anpassung der verbleibenden Kraftstoffmasse wird durch das Erhöhen des Anteils des Kraftstoffs, der über Saugrohreinspritzung abgegeben wird, vorgenommen, wodurch das Verringern des DI:PFI-Gesamtverhältnisses bewirkt wird. Somit wird in diesem Beispiel der Verdichtungstakt-DI-Kraftstoffimpuls, für den vorhergesagt wurde, dass er in der Übergangsregion liegt, durch das Verringern der Anzahl der Direkteinspritzungen sowie durch das Ändern des Verhältnisses der Kraftstoffmasse, die in jeder der Direkteinspritzungen abgegeben wird, und das Verringern des Verhältnisses von DI:PFI-Kraftstoff in die ballistische Region bewegt. In einem Beispiel kann das zweite modifizierte Kraftstoffeinspritzprofil als Reaktion auf das Beibehalten derselben Kraftstoff-zu-Luft-Steuerung ausgewählt werden. Wenn Kraftstoffmasse aus den DI-Einspritzungen heraus bewegt werden muss, um sicherzustellen, dass die DI-Impulse nicht in der Übergangsregion liegen, dann kann die PFI als Reaktion darauf erhöht werden.

Um die Übergangsregion zu vermeiden, kann das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil zu einem dritten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil (aktualisiertes Kraftstoffeinspritzprofil_C) aktualisiert werden, wobei die Anzahl der Verdichtungstakt-Direkteinspritzungen durch das Zusammenlegen des ersten und zweiten Verdichtungstakt-DI-Impulses mit einem Ansaugtakt-DI-Kraftstoffimpuls verringert wird, um einen einzelnen Ansaugtakt-DI-Impuls bereitzustellen, während die Gesamtmenge des Kraftstoffs, die über Direkteinspritzung abgegeben wird, ebenfalls erhöht wird. Der Anteil des Kraftstoffs, der über Saugrohreinspritzung abgegeben wird, wird entsprechend verringert, wodurch das Erhöhen des DI:PFI-Gesamtverhältnisses bewirkt wird. Somit wird in diesem Beispiel der Verdichtungstakt-DI-Kraftstoffimpuls, für den vorhergesagt wurde, dass er in der Übergangsregion liegt, durch das Verringern der Anzahl der Direkteinspritzungen sowie durch das Ändern des Verhältnisses der Kraftstoffmasse, die in jeder der Direkteinspritzungen abgegeben wird, und das Erhöhen des Verhältnisses von DI: PFI-Kraftstoff in die ballistische Region bewegt. In einem Beispiel kann das dritte modifizierte Kraftstoffeinspritzprofil als Reaktion auf das Beibehalten derselben Kraftstoff-zu-Luft-Steuerung und des Fahrerbedarfsdrehmoments bei höheren Lasten, bei welchen Ladeluftkühlung benötigt wird, ausgewählt werden.

In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung bei höheren Verbrennungsmotorlasten, wie zum Beispiel dann, wenn mehr Leistung, mehr Ladeluftkühlung oder Frühzündung benötigt wird, das Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg erhöhen. Im Vergleich dazu kann die Steuerung bei niedrigeren Verbrennungsmotorlasten, wie zum Beispiel dann, wenn die FS-Belastung oder Abgasemissionen über einer Schwellenbelastung liegen, das Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg verringern.

In wieder anderen Beispielen kann die Steuerung das Anpassen der Kraftstoffmasse fortsetzen, bis keine Lösung gefunden werden kann, welche die Impulse in die Vollhub- und ballistische Region bringt. Bei diesem Punkt kann die Anzahl der Einspritzvorrichtungen um eins reduziert werden und eine Lösung wird bestimmt. Die Steuerung kann die Anzahl der Impulse wiederholend anpassen und dann die Anzahl der Einspritzvorrichtungen, bis das Profil auf 1 Einspritzung verringert ist. Wenn diese Einspritzung noch immer in der Übergangsregion liegt, dann kann das DI/PFI-Aufteilungsverhältnis verändert werden (z. B. erhöht oder verringert), um die DI-Einspritzung aus der Übergangsregion heraus zu bewegen.

In noch einem weiteren Beispiel kann die Steuerung Kraftstoffimpulse zusammenlegen, wenn keine Option vorhanden ist, welche das Beibehalten der Anzahl der Einspritzungen gestattet, während sie zwischen der ballistischen und der Vollhubregion umverteilt werden. Daher kann die Steuerung das Beibehalten der Anzahl der Impulse und das Umverteilen der Kraftstoffmassen in die Vollhub- und Übergangsregion priorisieren. Wenn eine Lösung nicht möglich ist, da die Einspritzung in der ballistischen Region unter der minimalen Impulsbreite der Einspritzvorrichtung liegt, dann kann die Anzahl der Impulse reduziert werden, sodass Vollhubeinspritzungen möglich sind.

Wenn darüber hinaus mehr direkt eingespritzte Kraftstoffmasse benötigt wird, um der Steuerung das Aufteilen der Übergangsregionseinspritzungen in ballistische und Vollhubregionseinspritzungen zu gestatten, kann die Steuerung das Aufteilungsverhältnis des direkt eingespritzten Kraftstoffs zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg erhöhen. Wenn im Vergleich dazu weniger direkt eingespritzte Kraftstoffmasse benötigt wird, um eine Einspritzung aus der Übergangsregion heraus zu bewegen (da zum Beispiel die Anzahl der DI-Einspritzvorrichtungen verringert wurde), kann die Steuerung das Aufteilungsverhältnis des direkt eingespritzten Kraftstoffs zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus hinweg verringern.

Auf diese Weise wird die Variabilität einer Direkteinspritzvorrichtung reduziert, wodurch das Reduzieren von Gas- und Feinstaubemissionen ermöglicht wird. Zum Beispiel können Gas- und Feinstaubemissionen reduziert werden, ohne die Anzahl der mehreren Einspritzungen in einem Zweistoffmotor (dual fuel engine - PFDI) zu reduzieren. Der technische Effekt des Anpassens von einem oder mehreren einer Anzahl, Kraftstoffmasse und eines Aufteilungsverhältnisses eines Direkteinspritzungskraftstoffimpulses auf der Grundlage der Position des Kraftstoffimpulses relativ zu einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung besteht darin, dass Direkteinspritzung außerhalb der extrem variablen Übergangsregion bereitgestellt werden kann, während eine in einem gegebenen Verbrennungszyklus abzugebende Gesamtkraftstoffmasse beibehalten wird. Ferner kann das Ausmaß der Kalibrierungsbemühungen, die durch den Verbrennungsmotor erforderlich sind, relativ zu den Bemühungen reduziert werden, die erforderlich gewesen wären, um die Kraftstoffmassenaufteilung zwischen Kraftstoffimpulsen in einer vorwärtsgekoppelten Weise zuzuordnen. Als ein Ergebnis des Betriebs außerhalb der ungenauen Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung können Verbrennungsmotor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Drehmomentfehler reduziert werden, was das Fahrverhalten verbessert.

Ein beispielhaftes Verfahren für einen Verbrennungsmotor umfasst: Abgeben von Kraftstoff an einen Zylinder in einem Verbrennungszyklus als mehrere Direkteinspritzungen; und als Reaktion darauf, dass eine Kraftstoffmasse von einer der mehreren Direkteinspritzungen in einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, Aktualisieren von einem oder mehreren eines Verhältnisses von Kraftstoff, der in jeder der mehreren Direkteinspritzungen abgegeben wurde, und einer Anzahl der mehreren Einspritzungen, um die Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen aus der Übergangsregion zu bewegen. In dem vorhergehenden Beispiel ist die Übergangsregion zusätzlich oder optional zwischen einer ballistischen Region und einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte positioniert ist und wobei Direkteinspritzvorrichtungsvariabilität in der Übergangsregion höher ist als in jeder der ballistischen Region und der Hubregion. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert das Aktualisieren zusätzlich oder optional auf einer Position der Kraftstoffmasse relativ zu jeder einer Ballistisch-zu-Übergang-Grenze und einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren als Reaktion darauf, dass eine Entfernung der Kraftstoffmasse von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte kleiner als die Entfernung der Kraftstoffmasse von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte ist, zusätzlich oder optional Verringern der Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die Kraftstoffmasse einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen erhöht wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren als Reaktion darauf, dass die Entfernung der Kraftstoffmasse von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte größer als die Entfernung der Kraftstoffmasse von einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte ist, ferner zusätzlich oder optional Erhöhen der Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die Kraftstoffmasse einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen verringert wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert das Erhöhen und Verringern zusätzlich oder optional auf einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren der Anzahl der Einspritzungen der mehreren Direkteinspritzungen zusätzlich oder optional, während einer ersten Bedingung, Verringern der Anzahl der mehreren Einspritzungen durch Zusammenlegen der einen der mehreren Direkteinspritzungen mit mindestens einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen; und, während einer zweiten Bedingung, Erhöhen der Anzahl der mehreren Einspritzungen durch Aufteilen der einen der mehreren Direkteinspritzungen in eine Vielzahl von Direkteinspritzungen in der ballistischen Region. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, liegt während der ersten Bedingung eine unangepasste Anzahl der mehreren Einspritzungen über einer Schwellenanzahl und wobei während der zweiten Bedingung die unangepasste Anzahl der mehreren Einspritzungen über der Schwellenanzahl liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten die mehreren Direkteinspritzungen zusätzlich oder optional mehrere Direkteinspritzungen in einem Ansaugtakt und/oder einem Verdichtungstakt des Verbrennungszyklus und wobei das Aktualisieren ferner Aktualisieren eines Aufteilungsverhältnisses des direkt eingespritzten Kraftstoffs, der in dem Ansaugtakt relativ zu dem Verdichtungstakt abgegeben wurde, beinhaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Anpassen einer Menge des Kraftstoffs, die in den Zylinder in dem Verbrennungszyklus über Saugrohreinspritzung abgegeben wurde, auf der Grundlage des Aktualisierens. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional in einem Hybridfahrzeugsystem umgesetzt werden.

Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst: während einer ersten Bedingung, als Reaktion darauf, dass ein Impulsbreitensignal eines einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpulses eines Verbrennungszyklus innerhalb einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtung liegt, Wechseln zum Betrieb mit mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen im Verbrennungszyklus, wobei das Impulsbreitensignal von jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse außerhalb der Übergangsregion liegt; und während einer zweiten Bedingung, als Reaktion darauf, dass das Impulsbreitensignal von einem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des Verbrennungszyklus innerhalb der Übergangsregion liegt, Wechseln zum Betrieb mit einem einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpuls im Verbrennungszyklus, wobei das Impulsbreitensignal des einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpulses außerhalb der Übergangsregion liegt. In dem vorhergehenden Beispiel liegt während der ersten Bedingung zusätzlich oder optional das Impulsbreitensignal von jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in einer ballistischen Region der Direkteinspritzvorrichtung und wobei während der zweiten Bedingung das Impulsbreitensignal des einzelnen Direkteinspritzungskraftstoffimpulses in einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional während jeder der ersten und zweiten Bedingung eine Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung im Verbrennungszyklus abgegeben wird, beibehalten. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional während einer dritten Bedingung, als Reaktion darauf, dass das Impulsbreitensignal des einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des Verbrennungszyklus innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt, Anpassen des Impulsbreitensignals von jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse, um aus der Übergangsregion heraus zu wechseln, während eine Anzahl an Impulsen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beibehalten wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die zweite Bedingung zusätzlich oder optional eine über einem Schwellenwert liegende Verbrennungsmotordrehzahl und beinhaltet die dritte Bedingung eine unter einem Schwellenwert liegende Verbrennungsmotordrehzahl oder ein über einem Schwellenwert liegendes Verbrennungsmotor-NVH-Niveau. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Wechseln und Anpassen während jeder der ersten, zweiten und dritten Bedingung zusätzlich oder optional Anpassen einer Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung im Verbrennungszyklus abgegeben wird, wobei das Verfahren ferner Anpassen einer Kraftstoffmasse, die über Saugrohreinspritzung im Verbrennungszyklus abgegeben wird, auf der Grundlage der angepassten Gesamtkraftstoffmasse, die über Direkteinspritzung abgegeben wird, umfasst.

Ein weiteres beispielhaftes System umfasst: einen Verbrennungsmotorzylinder; eine Direkteinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; und eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zum: Schätzen eines anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils für einen Verbrennungszyklus des Zylinders auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl/-last und der Verbrennungsmotortemperatur, wobei das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil mehrere Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beinhaltet, wobei mindestens einer der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eine Impulsbreite in einer Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; während einer ersten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem ersten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil mit einer kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen, wobei jeder der kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen eine kleinere Impulsbreite in einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; und während einer zweiten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil, wobei die Impulsbreite eines ersten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in eine ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtung reduziert wird, während die Impulsbreite eines zweiten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung angehoben wird, während eine Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beibehalten wird, wobei eine Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff in jedem des ersten und zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils dieselbe ist wie die Kraftstoffmasse in dem anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofil. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet erste Bedingung zusätzlich oder optional eine über einem Schwellenwert liegende Verbrennungsmotordrehzahl und beinhaltet die zweite Bedingung eine unter einem Schwellenwert liegende Verbrennungsmotordrehzahl. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten die mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zusätzlich oder optional eine anfängliche Anzahl an Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen und wobei das Modifizieren während jeder der ersten und zweiten Bedingung auf der anfänglichen Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse basiert und ferner auf der Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungsimpulse relativ zu einer oberen Impulsbreitengrenze der ballistischen Region und einer unteren Impulsbreitengrenze der Hubregion basiert. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner eine Saugrohreinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff, wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet zum: während einer dritten zweiten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem dritten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil, beinhaltend Anpassen der Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff, um die Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung zu bewegen, und Anpassen einer saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse auf der Grundlage der angepassten direkt eingespritzten Kraftstoffmasse.

Ein weiteres Beispiel für einen Verbrennungsmotor umfasst: Schätzen eines anfänglichen Verhältnisses von saugrohreingespritztem Kraftstoff relativ zu direkt eingespritztem Kraftstoff in einem Verbrennungszyklus auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen; und als Reaktion darauf, dass eine Direktkraftstoffeinspritzung bei dem anfänglichen Verhältnis in einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, Aktualisieren des anfänglichen Verhältnisses, um die Direktkraftstoffeinspritzung aus der Übergangsregion zu bewegen. In dem vorhergehenden Beispiel ist die Übergangsregion zusätzlich oder optional zwischen einer ballistischen Region und einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte positioniert ist und wobei Direkteinspritzvorrichtungsvariabilität in der Übergangsregion höher ist als in jeder der ballistischen Region und der Hubregion. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert das Aktualisieren zusätzlich oder optional auf einer Impulsbreite der Direktkraftstoffeinspritzung relativ zu jeder einer Ballistisch-zu-Übergang-Grenze und einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren als Reaktion darauf, dass eine Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte kleiner ist als die Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte, zusätzlich oder optional Verringern einer direkt eingespritzten Kraftstoffmasse, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während eine saugrohreingespritzte Kraftstoffmasse erhöht wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren als Reaktion darauf, dass eine Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte größer ist als die Entfernung der Direktkraftstoffeinspritzungsimpulsbreite von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte, zusätzlich oder optional ferner Erhöhen der direkt eingespritzten Kraftstoffmasse, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die saugrohreingespritzte Kraftstoffmasse verringert wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das anfängliche Verhältnis von saugrohreingespritztem Kraftstoff zu direkt eingespritztem Kraftstoff zusätzlich oder optional mehrere Direkteinspritzungen im Verbrennungszyklus und wobei das Erhöhen und Verringern auf einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen basiert. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren zusätzlich oder optional ferner Anpassen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen durch Verringern der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgt das Verringern zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die unangepasste Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen über einem Schwellenwert liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Aktualisieren zusätzlich oder optional ferner Anpassen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen durch Erhöhen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen, um die Impulsbreite von der Übergangsregion in die ballistische Region zu bewegen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgt das Erhöhen zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die unangepasste Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen unter einem Schwellenwert liegt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten die mehreren Direkteinspritzungen zusätzlich oder optional mehrere Direkteinspritzungen in einem Ansaugtakt und/oder einem Verdichtungstakt des Verbrennungszyklus und wobei das Aktualisieren ferner Aktualisieren eines Aufteilungsverhältnisses des direkt eingespritzten Kraftstoffs, der in dem Ansaugtakt relativ zu dem Verdichtungstakt abgegeben wurde, beinhaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das Verfahren zusätzlich oder optional in einem Hybridfahrzeugsystem umgesetzt werden.

Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst: während einer ersten Bedingung, als Reaktion darauf, dass eine Impulsbreite von einem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eines Verbrennungszyklus innerhalb einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, Reduzieren einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse, während ein Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem zu saugrohreingespritztem Kraftstoff beibehalten wird; und während einer zweiten Bedingung, als Reaktion darauf, dass die Impulsbreite des einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des Verbrennungszyklus innerhalb der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung liegt, Anpassen des Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem zu saugrohreingespritztem Kraftstoff. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Anpassen, wenn mehr Leistung, Luftladungskühlung oder Frühzündung benötigt wird, wie zum Beispiel bei höheren Verbrennungsmotorlasten, zusätzlich oder optional Erhöhen des Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus und bei niedrigeren Lasten, wenn die FS-Last über einem Schwellenwert liegt, Verringern des Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, wenn mehr direkt eingespritzte Kraftstoffmasse benötigt wird, um den einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion zu bewegen, Erhöhen des Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus und, wenn weniger direkt eingespritzte Kraftstoffmasse benötigt wird, um den einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion zu bewegen, Verringern des Aufteilungsverhältnisses von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff über den Verbrennungszyklus. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Anpassen des Aufteilungsverhältnisses zusätzlich oder optional Beibehalten der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in dem Verbrennungszyklus. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Anpassen des Aufteilungsverhältnisses zusätzlich oder optional Anpassen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in dem Verbrennungszyklus sowie einer Kraftstoffmasse, die in jedem der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse abgegeben wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele liegt während der ersten Bedingung die Impulsbreite von jedem der reduzierten Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse zusätzlich oder optional in einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die erste Bedingung zusätzlich oder optional eine höhere Verbrennungsmotorlast und beinhaltet die zweite Bedingung eine niedrigere Verbrennungsmotorlast.

Ein weiteres beispielhaftes Verbrennungsmotorsystem umfasst: einen Verbrennungsmotorzylinder; eine Direkteinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; eine Saugrohreinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; und eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zum: Schätzen eines anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils für einen Verbrennungszyklus des Zylinders auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl/-last und der Verbrennungsmotortemperatur, wobei das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil ein anfängliches Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff, abgegeben über mehrere Direkteinspritzungskraftstoffimpulse, wobei mindestens einer der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eine Impulsbreite in einer Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; und Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils, um das Aufteilungsverhältnis von direkt eingespritztem Kraftstoff zu saugrohreingespritztem Kraftstoff so zu verändern, dass der mindestens eine der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion hinaus bewegt wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Modifizieren zusätzlich oder optional Erhöhen oder Verringern einer saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse relativ zu einer direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffmasse auf der Grundlage der Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungsimpulse relativ zu einer oberen Impulsbreitengrenze einer ballistischen Region und einer unteren Impulsbreitengrenze einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet Verringern der direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffmasse zusätzlich oder optional Verringern einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse, um die Impulsbreite von jedem der verringerten Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die Hubregion zu bewegen, und wobei Erhöhen der direkt eingespritzten Gesamtkraftstoffmasse Erhöhen der Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beinhaltet, um die Impulsbreite von jedem der erhöhten Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die ballistische Region zu bewegen.

In einer weiteren Darstellung ist der Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeugsystem gekoppelt.

Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Verbrennungsmotorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, wiedergeben. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.

Es versteht sich, dass die vorliegend offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass 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 Verbrennungsmotorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.

Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang aufweisen, ebenfalls als in den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen 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 20160153391 [0004]

Claims

Verfahren für einen Verbrennungsmotor, umfassend: Abgeben von Kraftstoff an einen Zylinder in einem Verbrennungszyklus als mehrere Direkteinspritzungen; und als Reaktion darauf, dass eine Kraftstoffmasse von einer der mehreren Direkteinspritzungen in einer Übergangsregion einer Direkteinspritzvorrichtungskarte liegt, Aktualisieren von einem oder mehreren eines Verhältnisses von Kraftstoff, der in jeder der mehreren Direkteinspritzungen abgegeben wurde, und einer Anzahl der mehreren Einspritzungen, um die Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen aus der Übergangsregion zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Übergangsregion zwischen einer ballistischen Region und einer Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte positioniert ist und wobei Direkteinspritzvorrichtungsvariabilität in der Übergangsregion höher ist als in jeder der ballistischen Region und der Hubregion.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Aktualisieren auf einer Position der Kraftstoffmasse relativ zu jeder einer Ballistisch-zu-Übergang-Grenze und einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Aktualisieren als Reaktion darauf, dass eine Entfernung der Kraftstoffmasse von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte kleiner als die Entfernung der Kraftstoffmasse von der Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte ist, Verringern der Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen beinhaltet, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die Kraftstoffmasse einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Aktualisieren als Reaktion darauf, dass die Entfernung der Kraftstoffmasse von der Ballistisch-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte größer als die Entfernung der Kraftstoffmasse von einer Hub-zu-Übergang-Grenze der Direkteinspritzvorrichtungskarte ist, ferner Erhöhen der Kraftstoffmasse der einen der mehreren Direkteinspritzungen beinhaltet, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtungskarte zu bewegen, während die Kraftstoffmasse einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Erhöhen und Verringern auf einer Anzahl der mehreren Direkteinspritzungen basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktualisieren der Anzahl an Einspritzungen der mehreren Direkteinspritzungen Folgendes beinhaltet: während einer ersten Bedingung, Verringern der Anzahl der mehreren Einspritzungen durch Zusammenlegen der einen der mehreren Direkteinspritzungen mit mindestens einer anderen der mehreren Direkteinspritzungen, um die Kraftstoffmasse von der Übergangsregion in die Hubregion zu bewegen; und während einer zweiten Bedingung, Erhöhen der Anzahl der mehreren Einspritzungen durch Aufteilen der einen der mehreren Direkteinspritzungen in eine Vielzahl von Direkteinspritzungen in der ballistischen Region.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei während der ersten Bedingung eine unangepasste Anzahl der mehreren Einspritzungen über einer Schwellenanzahl liegt und wobei während der zweiten Bedingung die unangepasste Anzahl der mehreren Einspritzungen über der Schwellenanzahl liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mehreren Direkteinspritzungen mehrere Direkteinspritzungen in einem Ansaugtakt und/oder einem Verdichtungstakt des Verbrennungszyklus beinhalten und wobei das Aktualisieren ferner Aktualisieren eines Aufteilungsverhältnisses des direkt eingespritzten Kraftstoffs, der in dem Ansaugtakt relativ zu dem Verdichtungstakt abgegeben wurde, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Anpassen einer Menge des Kraftstoffs, die in den Zylinder in dem Verbrennungszyklus über Saugrohreinspritzung abgegeben wurde, auf der Grundlage des Aktualisierens.
Verbrennungsmotorsystem, umfassend: einen Verbrennungsmotorzylinder; eine Direkteinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff; und eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zum: Schätzen eines anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils für einen Verbrennungszyklus des Zylinders auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl/-last und der Verbrennungsmotortemperatur, wobei das anfängliche Kraftstoffeinspritzprofil mehrere Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beinhaltet, wobei mindestens einer der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse eine Impulsbreite in einer Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; während einer ersten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem ersten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil mit einer kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen, wobei jeder der kleineren Anzahl an mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen eine kleinere Impulsbreite in einer Vollhubregion der Direkteinspritzvorrichtung aufweist; und während einer zweiten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil, wobei die Impulsbreite eines ersten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in eine ballistische Region der Direkteinspritzvorrichtung reduziert wird, während die Impulsbreite eines zweiten Satzes der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse in die Hubregion der Direkteinspritzvorrichtung angehoben werden, während eine Anzahl der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse beibehalten wird.
System nach Anspruch 11, wobei eine Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff in jedem des ersten und zweiten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofils dieselbe ist wie die Kraftstoffmasse in dem anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofil.
System nach Anspruch 11, wobei die erste Bedingung eine über einem Schwellenwert liegende Verbrennungsmotordrehzahl beinhaltet und die zweite Bedingung eine unter einem Schwellenwert liegende Verbrennungsmotordrehzahl beinhaltet.
System nach Anspruch 11, wobei die mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils eine anfängliche Anzahl an Direkteinspritzungskraftstoffimpulsen beinhalten und wobei das Modifizieren während jeder der ersten und zweiten Bedingung auf der anfänglichen Anzahl der Direkteinspritzungskraftstoffimpulse basiert und ferner auf der Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungsimpulse relativ zu einer oberen Impulsbreitengrenze der ballistischen Region und einer unteren Impulsbreitengrenze der Hubregion basiert.
System nach Anspruch 11, das ferner eine Saugrohreinspritzvorrichtung zum Versorgen des Zylinders mit Kraftstoff umfasst, wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet zum: während einer dritten zweiten Bedingung, Modifizieren des anfänglichen Kraftstoffeinspritzprofils zu einem dritten modifizierten Kraftstoffeinspritzprofil, beinhaltend Anpassen der Gesamtmasse an direkt eingespritztem Kraftstoff, um die Impulsbreite des mindestens einen der mehreren Direkteinspritzungskraftstoffimpulse aus der Übergangsregion der Direkteinspritzvorrichtung zu bewegen, und Anpassen einer saugrohreingespritzten Kraftstoffmasse auf der Grundlage der angepassten direkt eingespritzten Kraftstoffmasse.