DE102018116364A1

DE102018116364A1 - Optimierung des stromverlaufs der einspritzung für elektromagnetisch betriebene einspritzdüsen

Info

Publication number: DE102018116364A1
Application number: DE102018116364.9A
Authority: DE
Inventors: Umberto Ferrara; Luca CHIAPUSSO; Marco Borri
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2019-01-10
Also published as: CN109209711A; US20190010889A1

Abstract

Technische Lösungen zum Optimieren der Stromverläufe der Einspritzdüsen, wie etwa während der Kraftstoffeinspritzung werden beschrieben. Ein exemplarisches Kraftstoffeinspritzdüsensystem beinhaltet eine elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse und eine Steuerung, die eine Anforderung zum Bestromen des Elektromagneten für eine bestimmte Strombeaufschlagungsdauer empfängt. Als Reaktion darauf, dass die angefragte Bestromungszeit einen im Voraus bestimmten Schwellenwert überschreitet, hält die Steuerung einen elektrischen Strom, der auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse beaufschlagt wird, bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für eine bestimmte Haltephase aufrecht. Ferner beaufschlagt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angefragte Bestromungszeit sich unterhalb des vorgegebenen Schwellenwerts befindet, einen vorgegebenen Spitzenstromwert auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Einspritzen von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Verfahren zum Antreiben einer elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse.
Herkömmliche elektromagnetisch betriebene Kraftstoffeinspritzdüsen sind mit elektromagnetisch betriebenen Stellgliedern versehen und umfassen ein Ventilgehäuse mit Stromspule und elektrischen Verbindungen, einen Ventilsitz mit einer Düse und ein bewegliches Ventil. Wenn eine derartige Einspritzdüse bestromt wird (z. B. Strom wird dem elektromagnetisch betriebenen Stellglied zugeführt), erzeugt die Spule ein magnetisches Feld, welches das Ventil von seinem Sitz anhebt, um dem Kraftstoff zu erlauben, durch die Einspritzdüse zu strömen und aus der Düse in Richtung der Brennkammer des zugeordneten Zylinders auszutreten. Wenn die Einspritzdüse in den stromlosen Zustand gesetzt wird (z. B. der Strom wird dem elektromagnetisch betriebenen Stellglied nicht mehr zugeführt), wird das Ventil mit dem Ventilsitz in Eingriff gesetzt.
In Verbrennungsmotoren werden die physikalischen Eigenschaften der Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse unter Verwendung der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüsen für ein direktes Einspritzen in die Brennkammern häufig im Allgemeinen durch Variieren des Einspritzdüsenstroms während der Dauer eines Kraftstoffimpulses gemäß einem im Voraus bestimmten Stromeinspeisungsverlauf kompensiert. Eine derartige physikalische Eigenschaft ist die induktive Natur der Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse; und ein typischer derartiger Verlauf kann ein anfängliches Ansteigen auf eine Spitzenstromstärke vorsehen, um das Einspritzdüsenventil so schnell wie möglich zu öffnen, gefolgt von einer oder mehreren Perioden von Aufrechterhaltungsstrom bei niedriger Stromstärke.
Dementsprechend ist es wünschenswert, das Verwenden unterschiedlicher Stromverläufe der Einspritzdüsen zu verwenden, um die Kraftstoffimpulse zu optimieren, um unterschiedliche Verbrennungscharakteristiken zu erzeugen.
KURZDARSTELLUNG
Technische Lösungen zum Optimieren der Stromverläufe der Einspritzdüsen, wie etwa während der Kraftstoffeinspritzung werden beschrieben. Eine oder mehrere Ausführungsformen beschreiben ein Kraftstoffeinspritzdüsensystem, das eine elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse beinhaltet und eine Steuerung, die eine Anforderung zum Bestromen des Elektromagneten für eine bestimmte Strombeaufschlagungsdauer empfängt. Als Reaktion darauf, dass die angefragte Bestromungszeit einen im Voraus bestimmten Schwellenwert überschreitet, hält die Steuerung einen elektrischen Strom, der auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse beaufschlagt wird, bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für eine bestimmte Haltephase aufrecht. Ferner beaufschlagt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angefragte Bestromungszeit sich unterhalb des vorgegebenen Schwellenwerts befindet, einen vorgegebenen Spitzenstromwert auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse.
Ferner beaufschlagt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, den elektrischen Strom bei dem vorgegebenen Spitzenstromwert vor der Haltephase auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse. Die Haltephase weist eine vorgegebene Dauer auf. In einem oder mehreren Beispielen überspringt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, die Haltephase.
Ferner spritzt die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse eine dem elektrischen Strom entsprechende Kraftstoffmenge durch Öffnen eines Kraftstoffeinspritzungswerts basierend auf dem elektrischen Strom ein.
In einem oder mehreren Beispielen stellt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, einen Stromverlaufmerker auf einen ersten Wert ein, der das Verwenden eines ersten Stromimpulses gemäß einem ersten Stromverlauf angibt. Ferner stellt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet einen Stromverlaufmerker auf einen zweiten Wert ein, der das Verwenden eines zweiten Stromimpulses gemäß einem zweiten Stromverlauf angibt.
In anderen exemplarischen Ausführungsformen beinhaltet ein computergestütztes Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung das Erhalten einer angeforderten Bestromungszeit für eine elektromagnetisch betriebene Kraftstoffeinspritzdüse und in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, das Halten eines elektrischen Stroms für eine Haltephase, der auf die elektromagnetisch betriebene Kraftstoffeinspritzdüse bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert beaufschlagt wird. Ferner beinhaltet das Verfahren in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, das Beaufschlagen eines vorgegebenen Spitzenstromwerts auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse.
In einem oder mehreren Beispielen weist die Haltephase eine vorgegebene Dauer auf. Das Verfahren beinhaltet ferner in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, dass Beaufschlagen des elektrischen Stroms vor der Haltephase bei einem vorgegebenen Spitzenstromwert auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse.
In einem oder mehreren Beispielen überspringt die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, die Haltephase. Eine elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse spritzt eine dem elektrischen Strom entsprechende Kraftstoffmenge durch Öffnen eines Kraftstoffeinspritzungswerts basierend auf dem elektrischen Strom ein.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Verfahren in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, ferner das Einstellen eines Stromverlaufmerkers, das auf einen ersten Wert, der das Verwenden eines ersten Stromimpulses gemäß einem ersten Stromverlauf angibt. Ferner ist der Stromverlaufmerker in Reaktion darauf, dass die angeforderte der Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, auf einen zweiten Wert eingestellt, der das Verwenden eines zweiten Stromimpulses gemäß einem zweiten Stromverlauf angibt.
In noch weiteren exemplarischen Ausführungsformen gibt es ein Computerprogrammprodukt einschließlich eines nicht transitorischen computerlesbaren Speichermediums das darauf gespeicherte computerausführbare Anweisungen aufweist, wobei die computerausführbaren Anweisungen, wenn sie durch eine Verarbeitungsschaltung verarbeitet werden, bewirken, dass die Verarbeitungsschaltung eine angeforderte Bestromungszeit für eine Spule der elektromagnetisch betätigten Kraftstoffeinspritzdüse erhält, und in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, einen elektrischen Strom, der auf die Spule der elektromagnetisch betätigten Kraftstoffeinspritzdüse beaufschlagt wird, bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für eine Haltephase hält. Ferner wird in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, ein vorgegebener Spitzenstromwert auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse beaufschlagt.
In einem oder mehreren Beispielen bewirken die computerausführbaren Anweisungen ferner, dass die Verarbeitungsschaltung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, den elektrischen Strom vor der Haltephase bei dem vorgegebenen Spitzenstromwert auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse beaufschlagt. Die Haltephase weist eine vorgegebene Dauer auf.
Die computerausführbaren Anweisungen bewirken ferner, dass die Verarbeitungsschaltung die Haltephase, in Reaktion darauf, dass die Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, überspringt. Die computerausführbaren Anweisungen bewirken ferner außerdem, dass die Verarbeitungsschaltung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, einen Stromlaufmerker auf einen ersten Wert einstellen, der das Verwenden eines ersten Stromimpulses gemäß einem ersten Stromverlauf angibt, und in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, einen Stromlaufmerker auf einen zweiten Wert einstellen, der das Verwenden eines zweiten Stromimpulses gemäß einem zweiten Stromverlauf angibt.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 veranschaulicht auf schematische Art und Weise ein Fahrzeug einschließlich eines Verbrennungsmotors gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
2A veranschaulicht einen exemplarischen Stromverlauf einer direkten Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
2B bildet eine andere Ansicht des Stromverlaufs ab, die diskrete Phasen des Stroms angibt, der durch den Elektromagneten während jedes einzelnen Zyklus des Elektromagnetventils gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen fließt;
3 bildet Kraftstoffströmungseigenschaften bei unterschiedlichen Stromverläufen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
4 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Optimieren des Stromverlaufs der Einspritzung für elektromagnetisch betriebene Einspritzdüsen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
5 veranschaulicht einen Vergleich zwischen Stromimpulsverläufen, die unterhalb und oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts der Bestromungszeit, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beaufschlagt werden; und
6 bildet ein exemplarisches Diagramm ab, welches Stromverläufe für eine Reihe von Druckwerten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen abbildet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
1 veranschaulicht auf schematische Art und Weise ein Fahrzeug 10 einschließlich eines Verbrennungsmotors 20 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Der Betrieb des Motors 20 beruht auf dem periodischen Einspritzen von Kraftstoff von einer Spule der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse 30 in einem Verfahren, das als Direkteinspritzung bezeichnet wird. Eine Steuerung 40, wie eine Motorsteuerung, steuert den Einspritzzeitpunkt, die Phaseneinstellung und die Teilung und hängt von präzisen Daten zur Reaktion auf die Öffnungszeit der Einspritzdüse ab, um einen physikalischen Kraftstoffverteilerdruck in Echtzeit vorherzusagen. Die Vorhersage wird gemäß verschiedenen Faktoren und Methoden berechnet, zum Beispiel eine linearen Übertragungsfunktion, die eine gute Wechselwirkung mit der Abhängigkeit von der Temperatur aufweist. Typischerweise verwenden in Einspritzdüsen eine Kombination von empirischen Datensätzen und prädiktiver Modellierung, um die Reaktionszeit der Spule 30 der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse abzuschätzen.
In einem oder mehreren Beispielen verwaltet die Steuerung 40 die Steuerung des Motorkraftstoffs und beinhaltet mindestens einen digitalen Mikroprozessor, der programmiert ist, um den Kraftstoffbedarf des Motors 20 durch entsprechende Sensoren zum Ermitteln von Motorbetriebsparametern, wie der Kurbelwellenstellung, der Motordrehzahl, der Motorlast, (Ansaugluftstrom oder Unterdruck der Drosselklappe), usw. zu ermitteln, und um ferner den Zeitpunkt und die Dauer der Einspritzdüsenaktivierung in spezifizierten Brennräumen im normalen Verlauf des Motorbetriebs zu ermitteln und zu signalisieren.
Die veranschaulichte Motorsteuerung 40 überwacht und empfängt Signale, die ein oder mehrere Ereignisse der Spule 30 der elektromagnetischen Einspritzdüse angeben. Zum Beispiel überwacht die Steuerung 40 die Öffnungszeiten und die Einspritzzeiten für den Elektromagnet 30. Alternativ oder zusätzlich erfasst die Motorsteuerung 40 unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren eine Stromeingabe zur direkten Spule 30 der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse und erstellt einen Stromverlauf der direkten Spule 30 der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse. Ein Stromverlauf ist eine Darstellung eines Eingabestroms der direkten Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse mit Bezug auf die Zeit.
2A veranschaulicht einen exemplarischen Stromverlauf 100 einer direkten Spule 30 der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Steuerung 40 beginnt zuerst mit dem Öffnen der direkten Spule 30 der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse zu Beginn der Einspritzung 110. Kurz darauf nach dem Start der Einspritzung 110 steigt der Stromverlauf 100 schnell an, bis er eine Spitze 120 erreicht. Nach der Spitze 120 beginnt der Stromverlauf 100 einen exponentiell Rückgang 122, bis er eine Stromhaltephase 124 erreicht. In der Haltephase 124 wird der Strom bei mindestens einem vorgegebenen Schwellenwert für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten. Die Haltephase ermöglicht das Aufrechterhalten des bereits geöffneten Einspritzventils bei einer niedrigen Stromstärke (unterer ECU-Energieverbrauch).
Typischerweise ist die elektromagnetisch betriebene Kraftstoffeinspritzdüse 30 mit elektromagnetisch betriebenen Stellgliedern versehen und umfasst ein Ventilgehäuse mit einer Stromspule und elektrischen Verbindungen, einen Ventilsitz mit einer Düse und ein bewegliches Ventil. Wenn eine derartige Einspritzdüse bestromt wird (z. B. Strom wird dem elektromagnetisch betriebenen Stellglied zugeführt), erzeugt die Spule ein magnetisches Feld, welches das Ventil von seinem Sitz anhebt, um dem Kraftstoff zu erlauben, durch die Einspritzdüse zu strömen und aus der Düse in Richtung der Brennkammer des zugeordneten Zylinders auszutreten. Wenn die Einspritzdüse in den stromlosen Zustand gesetzt wird (z. B., der Strom wird nicht länger zum elektromagnetisch betriebenen Stellglied gesendet), wird das Ventil gegen den Ventilsitz gedrückt.
Um zu bewirken, dass eine Kraftstoffeinspritzung stattfindet, wird eine nominale Startzeit für die Einspritzung und eine nominale Bestromungszeit (ET) für die Einspritzdüse durch eine elektronische Kraftstoffeinspritzungssteuereinheit vorgegeben, wobei verschiedene Parameter berücksichtigt werden, wie zum Beispiel die einzuspritzende Kraftstoffmenge, die Motordrehzahl, die Motorleistung, und die Abgasemissionen. Unter Bezugnahme auf das Diagramm aus 2A wird eine Spannung V, die einen vorgegebenen nominalen Startwert Vpull-in („Anzugsspannung“) aufweist, auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse zu Beginn der Einspritzung beaufschlagt, wodurch die Zeit (te) bestromt wird, um im Elektromagneten den Fluss eines Bestromungsstroms „I“ zu bewirken, der innerhalb einer bestimmten Zeitdauer, die als die „Anzugsdauer“ oder die Anzugsphase 126 definiert wird, sehr schnell von null auf einen vorgegebenen Spitzenwert („Anzugsstrom“) ansteigt. Der schnelle Anstieg des Bestromungsstroms ermöglicht der Spule eine ausreichend große Kraft zu erzeugen, um einen Anker innerhalb der Einspritzdüse zu bewegen, um die Startbewegungen der Einspritzdüsennadel zuzulassen.
In einem oder mehreren Beispielen muss „I“ so schnell wie möglich einen Spitzenwert erreichen, um eine sehr schnelle Bewegung des Ankers des Spulenstroms zu erreichen. Aus diesem Grund weist die anfängliche an der Einspritzdüse beaufschlagte Spannung einen Anzugsspannungswert auf, der höher (zum Beispiel zwischen 50 V und 70 V) ist, als der typische Spannungswert (zum Beispiel 12 V), der von der Batterie des Fahrzeugs 10 zur Verfügung gestellt wird. Der höhere anfängliche Spannungswert kann mit bekannten Verstärkerschaltungen erhalten werden.
Es ist auf dem Stand der Technik bekannt, dass eine direkte Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse 30 mindestens für einen Mindestzeitraum nach Beginn der Einspritzung vollständig geöffnet ist. Der Mindestzeitraum wird als ein Verzögerungsfenster 130 veranschaulicht. Sobald das Verzögerungsfenster 130 verstrichen ist, beginnt die Steuerung 40 Daten von dem Stromverlauf 100 einzusammeln, um die Öffnungszeit der Einspritzdüse auf präzise Art und Weise zu ermitteln. Die Stromdaten werden vom Ende des Verzögerungsfensters 130 bis zum Beginn der Haltephase 124 des Stroms eingesammelt. Dieses Zeitfenster wird als das Fenster 140 zum Einsammeln von Daten bezeichnet.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Diagramme aus 2A am Ende der Anzugsperiode, wenn der Anker geöffnet ist, besteht normalerweise kein weiterer Bedarf danach den Strom „I“ bei einem Spitzenwert aufrechtzuerhalten, da der Kraftstoffdruck nun selbst in der Lage ist, einen Teil der Kraft, die erforderlich ist, um den Anker geöffnet aufrecht zu erhalten, bereitzustellen. Aus diesem Grund wird der Einspritzdüsenstrom wie im Diagramm aus 2A dargestellt, verringert, wobei der Strom „I“ in der Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse schrittweise auf nachfolgende geringere Stärken reduziert wird. Bis der Strom einen vorgegebenen Mindesthaltestromwert erreicht, wird der Elektromagnet 30 in der Spitzenphase 122 für eine Spitzenzeitdauer betrieben.
Der vorstehende Betrieb folgt einem Spitzen- und Haltebetrieb für den Elektromagneten 30, wobei die Antriebsschaltung einen höheren Strom auf den Elektromagneten 30 beaufschlagt, wenn der Elektromagnet 30 sich in einem offenen oder höchsten Luftspaltzustand befindet. Sobald Elektromagnet 30 seinen Weg vollständig zur geschlossenen oder kleinsten Luftspaltposition zurückgelegt hat, wird der Strom auf eine Haltestromstärke verringert, die den Elektromagneten 30 in dieser Position aufrechterhält, bis der Strom entfernt wird.
In einem oder mehreren Beispielen kann die Haltephase 124 einer spezifizierten Mindestdauer zugeordnet werden, die als eine Mindesthaltephase bezeichnet wird, zum Beispiel 0,1 Mikrosekunden oder jede vorgegebene Dauer. Demnach weist die Haltephase 124 typischerweise mindestens die Mindesthaltephasendauer auf. Zum Beispiel beaufschlagt die Steuerung 20 den Mindesthaltestrom für die Haltephase 124, die länger als die Mindesthaltephasendauer ist, wenn die angeforderte Bestromungszeit für den Elektromagneten 30 ein langer Impuls ist. Ferner beaufschlagt die Steuerung 20 für den Fall, dass die angeforderte Bestromungszeit für den Elektromagneten 30 ein kurzer Impuls ist, den Mindeststromwert für die Mindesthaltephasendauer, die eine kürzere Dauer als die Haltephase aufweist, die für den langen Impuls verwendet wird. Mit anderen Worten beinhaltet die Haltephase 124 die Mindesthaltephase, wenn der lange Impuls angefordert wird.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet die Steuerung 40 einen nicht volatilen Speicher, der zum Speichern einer Vielzahl von Sätzen der Parameter der Einspritzstromverläufe dediziert ist. Jeder dieser Sätze umfasst numerische Werte, die derartige Parameter als Höchst- und/oder Mindestschaltstrompegel definieren und Zeitdauern für den Einspritzstrom, um einen vorgegebenen Einspritzstromverlauf während eines einzelnen Einspritzimpulses zu erzeugen. Diese Sätze der Profile der Einspritzungsstromverläufe können jederzeit in den Speicher der Steuerung 40 hineinprogrammiert werden, wenn der Motor nicht betrieben wird. Sobald einer dieser gespeicherten Sätze der Parameter der Einspritzstromverläufe in den Speicher hineinprogrammiert worden sind, stehen jegliche dieser zur Verfügung, um verwendet zu werden, um den Einspritzstromverlauf, wie durch die Steuerung 40 zugeführt und geleitet, zu steuern.
Die Bewegung des Ventilsteuerelements des Elektromagneten 30 muss auf präzise Art und Weise während der Bewegungsphase des Ventilsteuerelements gesteuert werden. Infolge der Schwankungen im zugeführten Strom kommt es zu einer Anziehungszeit und/oder einer Aufprallzeit der Armatur oder der Ventilsteuerelementänderung, infolgedessen es unvorteilhaft schwierig ist, einen Schließvorgang auf präzise Art und Weise oder den Flug oder die Bewegungsphase des Elektromagneten 30 zu reproduzieren. Dies ist insbesondere problematisch, wenn es präzise Anforderungen gibt, zum Beispiel, wenn das Steuern der Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsmotor 20 gesteuert wird, da der physikalische Start der Einspritzung in jedem Fall zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt als dem geplanten Zeitpunkt stattfindet. Dies führt zu Änderungen in der Menge des in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffs, die wiederum zu einer unerwünschten Änderungen des Motordrehmoments und Geräuschpegels führen.
In einem kleinen Mengenbereich (SQA) des Motorbetriebs, in dem der in den Motor eingespritzte Kraftstoff kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, ermöglicht das Aufrechterhalten der Linearität in den Änderungen des Stroms und folglich das Einspritzen des Kraftstoffs, das Verhindern unerwünschter Änderungen des Mutterdrehmoments, der Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs. Der kleine Mengenbereich des Motorbetriebs unterscheidet sich von einem Motor zum anderen und basiert auf einem konfigurierbaren vorgegebenen Schwellenwert, zum Beispiel 3 cu. mm/Hub, oder jeden anderen Wert. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen widmen sich derartiger technischer Herausforderungen. In einem oder mehreren Beispielen ermöglichen die technischen Lösungen das Auswählen angemessener Einspritzstromverläufe während der Laufzeit. Die technischen Lösungen sehen somit eine verbesserte Linearität der Mengenkurven vor, zum Beispiel im kleinen Mengenbereich, und sehen infolgedessen eine Toleranzverringerung für die Korrekturfunktion der geschlossenen Schleife vor. Die technischen Lösungen verbessern dadurch unter anderem auch die Drehmomenterzeugung und den Kraftstoffverbrauch des Motors 20, und somit auch die des Fahrzeugs 10. Wie ferner hierin beschrieben werden wird, ermöglichen die technischen Lösungen ferner einen reduzierten elektrischen Mindestbestromungszeitwert, der zu einer nicht elektrischen Begrenzung beim Antrieb der hydraulischen Mindestbestromungszeit führt.
In einem oder mehreren Beispielen ermöglichen die technischen Lösungen, die hierin beschrieben werden, je nach der Bestromungszeitlänge (ET) eine unterschiedliche Verwaltung des Einspritzdüsenstromverlaufs, um die Linearität und Gleichmäßigkeit der Strömungscharakteristiken des Einspritzdüsenkraftstoffs in einem kleinen Kraftstoffmengenbereich zu vergrößern. Die technischen Lösungen befassen sich somit mit den technischen Herausforderungen, die durch die kritische Abgabe einer kleinen Kraftstoffeinspritzmenge bei hohem Verteilerrohrdruck, aufgrund eines unzureichenden Einspritzdüsenantriebsstroms entstehen. Die technischen Lösungen ermöglichen ferner eine Laufzeitänderung des Stromverlaufs der Einspritzung durch einen Anstieg der Genauigkeit der kleinen Kraftstoffeinspritzungsmenge in komplexen Einspritzungsmustern, die wiederum das Erreichen von Lärm- und Kraftstoffverbrauchszielen ermöglichen. Weiterhin ermöglichen die technischen Lösungen eine verbesserte Genauigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge für die Korrekturfunktion einer geschlossenen Schleife (d. h. Strategie der Einstellung kleiner Mengen) in einem kleinen Mengenbereich, der erforderlich ist, um die Anforderungen von Regierungs-/Umweltbehörden zu erfüllen.
2B bildet eine andere Ansicht des Stromverlaufs 100 ab, die diskrete Phasen des Stroms angibt, der durch den Elektromagneten 30 während jedes einzelnen Zyklus des Elektromagnetventils gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen fließt. Typischerweise ist es wichtig, das Elektromagnetventil so schnell wie möglich zu öffnen und zu schließen, weswegen der Strom vor dem tatsächlichen Öffnen des Elektromagnetventils an den Elektromagneten 30 geliefert wird, um den Elektromagneten 30 im Voraus zu laden. Während dieser Vorladephase 126 wird der Strom, der an den Ventilelektromagneten 30 geliefert wird, bis zu einem Stromstärke erhöht, die kleiner als der Spitzenwert ist, der erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen. Die Amplitude der Vorladephase 126 wird basierend auf Ventilcharakteristiken ermittelt und kann ein vorgegebener Wert sein. Die Dauer, T1 der Vorladephase 126 basiert auf der Bestromungsgeschwindigkeit des Ventilelektromagneten 30. Die Länge der Zeit, T1, der Vorladephase 126 ermöglicht das Bestromen des Ventilelektromagneten 30 auf eine Stärke, die sich leicht unterhalb der erforderlichen Stärke befindet, um das Ventil zu öffnen. Falls es keinen anfänglichen Strom gibt, der an den Ventilelektromagneten 30 geliefert wird, dann erfährt das Ventil eine Verzögerungszeit, während der Ventilelektromagnet 30 solange mit Strom beaufschlagt wird, wie erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen. Durch das Vorladen des Ventilelektromagneten 30 wird diese Verzögerungszeit reduziert oder beseitigt.
Um das Ventil zu öffnen, wird der Strom durch den Ventilelektromagneten 30 so schnell wie möglich erhöht, bis das Ventil vollständig geöffnet ist. Das Maximieren des Stroms in den Ventilelektromagneten 30 während der Ventilöffnungsdauer verringert die Ventilöffnungszeit, wodurch das Vorhersagen des gelieferten Kraftstoffvolumens präziser ist. Dieser rasche Anstieg im Strom, oder die Spitzenphase 122 weist eine Amplitude auf, die erheblich höher ist als notwendig, um zu bewirken, dass das Ventil sich öffnet. Die Amplitude der Spitzenphase 122 wird durch die Stromstärke festgelegt, die notwendig ist, um das Ventil zu öffnen, und durch Erhöhen des Stroms der Spitzenphase 122 auf ein Niveau, welches die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils maximieren wird. Der Spitzenstrom mit hoher Amplitude bewirkt dass das Ventil sich schnell öffnet, wodurch die Zeitmenge reduziert wird, in der das Ventil von geschlossen zu geöffnet übergeht. Die Zeitdauer T2-T1 der Spitzenphase 122 ist gerade lang genug, um es dem Ventil zu erlauben, sich vollständig zu öffnen und sich in seiner offenen Position einzupendeln. Diese Zeit hängt von den physikalischen Charakteristiken des Ventils, des Ventilelektromagneten 30, der Spannung und der Spitzenstromamplitude der Spitzenphase 122 ab.
Sobald das Ventil geöffnet ist, ist der hohe Stromstärke der Spitzenphase 122 nicht länger erforderlich. Während einer Haltephase 124 des Stromverlaufs wird der Strom, der durch den Ventilelektromagneten 30 strömt, auf eine Amplitude 140 herabgesenkt, die ausreichend ist, um das Ventil offen zu halten. Aufgrund von Reibung, Hysterese und sonstigen physikalischen Eigenschaften des Ventils unterscheidet sich die Stromstärke, die erforderlich ist, um das Ventil offen zu halten, von der Stromstärke, die notwendig ist, um das Ventil aus einer geschlossenen Position zu öffnen. Die Amplitude 140 der Haltephase 124, die das Ventil offen hält, ist kleiner als die Amplitude 150 des Strom, der das Ventil öffnet, obwohl je nach Ventil, das Gegenteil ebenfalls der Fall sein könnte. Die Amplitude 140 der Haltephase 124 wird basierend auf den physikalischen Eigenschaften der Stromanwendung festgelegt. Die Zeitdauer, T3-T2, der Haltephase 124 wird basierend darauf eingerichtet, wie lange Kraftstoff durch das Ventil einzuspritzen ist. Der Kraftstoff strömt durch das Ventil bis der Haltestrom getrennt wird und das Ventil sich wieder schließt.
3 bildet Kraftstoffströmungseigenschaften bei unterschiedlichen Stromverläufen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab. Das Diagramm 300 bildet ein Diagramm der Menge des eingespritzten Kraftstoffs (Y-Achse) in den Motor 20 versus einer Bestromungszeit des Elektromagneten 30 (X-Achse) unter Verwendung zweier unterschiedlicher Stromverläufe, eines ersten Stromverlaufs 310 und eines zweiten Stromverlaufs 320. Wie ersichtlich, ist bei beiden Stromverläufen die Folge, dass eine im Wesentlichen ähnliche Kraftstoffmenge zu Bestromungszeiten oberhalb eines spezifischen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350, der dem kleinen Mengenbereich entspricht, eingespritzt wird, in diesem Fall 130 Mikrosekunden (µs). Der Bestromungszeit-Schwellenwert 350 kann in unterschiedlichen Beispielen unterschiedlich sein und ist konfigurierbar. 3 bildet ferner Stromverläufe ab, die bei unterschiedlichen Bestromungszeiten, wie bei den zwei Stromverläufen 310 und 320, beaufschlagt werden. Zum Beispiel beinhaltet die Form 305A ein Diagramm 305A-1 der Stromwerteingaben durch den ersten Stromverlauf 310 bei der Bestromungszeit 110 µs. Die Form 305A beinhaltet ferner ein Diagramm 305A-2 der Stromwerteingabe durch den zweiten Stromverlauf 320 bei der Bestromungszeit von 110 µs.
Auf ähnliche Art und Weise beinhaltet der Verlauf 305B ein Diagramm 305B-1 der Stromwerteingabe durch den ersten Stromverlauf 310 bei der Bestromungszeit 120 µs und ein Diagramm 305B-2 der Stromwerteingabe durch den zweiten Stromverlauf 320 bei der Bestromungszeit 120 µs. Ferner beinhaltet der Verlauf 305C ein Diagramm 305C-1 der Stromwerteeingabe durch den ersten Stromverlauf 310 bei der Bestromungszeit 130 µs und ein Diagramm 305C-2 der Stromwerteingabe durch den zweiten Stromverlauf 320 bei der Bestromungszeit 130 µs. Ferner beinhaltet auch der Verlauf 305D ein Diagramm 305D-1 der Stromwerteingabe durch den ersten Stromverlauf 310 bei der Bestromungszeit 140 µs und ein Diagramm 305D-2 der Stromwerteingabe durch den zweiten Stromverlauf 320 bei der Bestromungszeit 140 µs. Die Diagramme 305A-D bilden ferner einen Mindeststromwert 302 ab, der bewirkt, dass der Elektromagnet 30 sich öffnet.
Unter Bezugnahme auf das Diagramm 300, werden die Diagramme für sowohl den ersten Stromverlauf 310 als auch den zweiten Stromverlauf 320 mit Beispielen markiert, um die Menge von Kraftstoff anzugeben, die gemäß dem Strom, der für die entsprechenden Bestromungszeiten beaufschlagt wird, eingespritzt wird. Zum Beispiel bildet die Marke 315A die Kraftstoffeinspritzung bei Bestromungszeit 110 µs gemäß dem ersten Stromverlauf 310, basierend auf dem Strom, der gemäß dem Diagramm 305A-1 beaufschlagt wird. Ferner bildet die Marke 325A die Kraftstoffeinspritzung bei der Bestromungszeit 110 µs gemäß dem zweiten Stromverlauf 320, basierend auf dem Strom ab, der gemäß dem Diagramm 305 A-2 beaufschlagt wird.
Auf ähnliche Art und Weise bilden die Marke 315B und die Marke 325B die Kraftstoffeinspritzung bei der Bestromungszeit 120 µs gemäß dem ersten Stromverlauf 310 und dem zweiten Stromverlauf 320 jeweils gemäß dem Diagramm 305B ab. Ferner bilden die Marke 315C und die Marke 325C die Kraftstoffeinspritzung bei der Bestromungszeit 130 µs gemäß dem ersten Stromverlauf 310 und dem zweiten Stromverlauf 320 jeweils gemäß dem Diagramm 305C ab. Noch ferner bilden die Marke 315D und die Marke 325D die Kraftstoffeinspritzung bei der Bestromungszeit 120 µs gemäß dem ersten Stromverlauf 310 und dem zweiten Stromverlauf 320 jeweils gemäß dem Diagramm 305D ab. Wie vorstehend bereits angedeutet, und wie in 3 ersichtlich, sind die Kraftstoffeinspritzungen für beide Stromverläufe bei Bestromungszeiten oberhalb des Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 beinahe identisch.
Wie in 3 ersichtlich, ist die Kraftstoffeinspritzung, die durch den zweiten Stromverlauf 320 bewirkt wird, in dem kleinen Mengenbereich, der unterhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 305 liegt, im Vergleich zu den Kraftstoffeinspritzungen, die durch den ersten Stromverlauf 310 bewirkt werden, linearer.
4 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Optimieren des Stromeinspritzverlaufs für elektromagnetisch betriebene Kraftstoffeinspritzdüsen gemäß einem oder mehreren Ausführungsformen. In einem oder mehreren Beispielen wird das Verfahren durch die Steuerung 40 implementiert. Zum Beispiel werden ein oder mehrere computerausführbare Anweisungen in einer nicht-transitorischen Speichervorrichtung gespeichert, die durch die Steuerung 40 zugänglich ist, die Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens ausführt. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren durch eine oder mehrere Hardwarekomponenten, wie elektronische Schaltungen, wie etwa anwendungsspezifische integrierte Schaltungen(ASIC), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) usw., ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf 4 empfängt die Steuerung 40 eine Aufforderung/einen Befehl zum Bestromen des Elektromagneten für eine spezifische Bestromungszeit, die bei 410 dargestellt wird. Die Steuerung 40 ermittelt, ob die angeforderte Bestromungszeit sich oberhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befindet, wie bei 420 dargestellt.
Falls die Bestromungszeit sich oberhalb (oder auf gleicher Ebene) des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befindet, stellt die Steuerung 40 einen Stromverlaufmerker auf einen ersten Wert ein, der das Verwenden der Konfiguration von dem ersten Stromverlauf 310 angibt, wie bei 424 dargestellt. Zum Beispiel wird der Stromverlaufmerker auf NICHT ÄNDERN eingestellt, wobei es sich lediglich um ein Beispiel handelt, und in anderen Implementierungen kann der Stromverlaufmerker auf einen anderen Wert eingestellt werden, der den ersten Stromverlauf 310 angibt. Das Verwenden der Konfiguration vom ersten Stromverlauf 310 beinhaltet, wie durch den ersten Stromverlauf 310 spezifiziert und wie bei 430 dargestellt, das Beaufschlagen von Strom auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse 30.
In einem oder mehreren Beispielen ist der vorgegebene Bestromungszeit-Schwellenwert 350, wie bei 450 dargestellt, konfigurierbar. Zum Beispiel kann der vorgegebene Bestromungszeit-Schwellenwert 350 auf einer Zusatzspannung basieren, die auf den Elektromagneten beaufschlagt wird, um eine Anzugsspannung zu bewirken. Zum Beispiel kann der vorgegebene Bestromungszeit-Schwellenwert 350 auf 130 µs, 140 µs oder jeden anderen Wert eingestellt werden. Je nach dem vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwert 350 ändert die Steuerung 40 den Stromverlauf, der auf den Elektromagneten 30 während der Laufzeit auf dynamische Art und Weise beaufschlagt wird. Mit anderen Worten verwendet die Steuerung 40 ein spezifisches Einspritzdüsen-Stromverlauf-Management, welches, je nach der Länge des angeforderten Einspritzimpulses, von einer Wellenform des Einspritzdüsen-Stromverlaufs zu einer anderen umschaltet.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Kalibrieren des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 das Spezifizieren des Werts für den Schwellenwert 350 selbst und ferner das Bereitstellen von Stromverläufen, die zu beaufschlagen sind, wenn die Bestromungszeit sich unterhalb oder oberhalb des Schwellenwerts befindet. In einem oder mehreren Beispielen wird die Kalibrierung durchgeführt, wenn der Motor 20 und/oder das Fahrzeug 10 hergestellt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Kalibrierung durchgeführt werden, wenn der Motor 20 und/oder das Fahrzeug 10 im Rahmen des Kundendienstes untersucht wird.
Wenn die Bestromungszeit sich unterhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befindet, stellt die Steuerung 40 einen Stromverlaufmerker auf einen zweiten Wert ein, der, wie bei 422 angegeben, das Verwenden der Konfiguration von dem zweiten Stromverlauf 320 angibt. Zum Beispiel ist der Stromverlaufmerker ENTFERNEN DER MIN.-HALTEPHASE eingestellt, wobei es sich lediglich um ein Beispiel handelt, und in anderen Implementierungen kann der Stromverlaufmerker auf einen anderen Wert eingestellt werden, der den zweiten Stromverlauf 320 angibt. Das Verwenden der Konfiguration vom zweiten Stromverlauf 320 beinhaltet, wie durch den zweiten Stromverlauf 320 spezifiziert und wie bei 430 dargestellt, das Beaufschlagen von Strom auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse 30.
Zum Beispiel spezifiziert der erste Stromverlauf 310 das Beaufschlagen verschiedener Stromimpulse auf die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse 30 im Vergleich zum zweiten Stromverlauf 320 bei Bestromungszeitwerten, die sich unterhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befinden. Zum Beispiel unterscheiden sich die Verläufe der beaufschlagten Stromimpulse, wie durch die Diagramme 305A-D in 3 veranschaulicht.
In einem oder mehreren Beispielen überspringt die Steuerung 40 beim Beaufschlagen von Strom auf den Elektromagneten 30 eine Mindesthaltephase, wenn der Stromverlaufmerker auf ENTFERNEN DER MIN.-HALTEPHASE eingestellt ist. Falls der Merker auf KEINE ÄNDERUNG eingestellt ist, beinhaltet der beaufschlagte Strom die Mindesthaltephase.
5 veranschaulicht einen Vergleich zwischen Stromimpulsverläufen, die gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, unterhalb und oberhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 beaufschlagt werden. Ein Diagramm 510 veranschaulicht einen Stromverlauf, der beaufschlagt wird, wenn die Bestromungszeit sich unterhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befindet, und ein Diagramm 520 veranschaulicht einen Stromverlauf, der beaufschlagt wird, wenn die Bestromungszeit sich oberhalb (oder auf gleicher Ebene) des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befindet. Wie in Diagramm 510 ersichtlich, beinhaltet der Impuls, der beaufschlagt wird, wenn der Merker auf ENTFERNEN DER MIN.-HALTEPHASE eingestellt ist, nicht die Mindesthaltephase, die im Diagramm 520 des Impulses vorliegt, der beaufschlagt wird, wenn der Merker auf KEINE ÄNDERUNG einstellt ist.
Durch Überspringen (oder Umgehen) der Mindesthaltephase wird der Strom, der auf den Elektromagneten 30 beaufschlagt wird, nicht bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für eine vorgegebene Haltedauer der Mindesthaltephasendauer aufrechterhalten. Demnach ist der beaufschlagte Spitzenstromwert in diesen zwei Fällen im Wesentlichen identisch, wobei jedoch unterhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 im Vergleich zum Impuls, der oberhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 beaufschlagt wird, ein kürzerer Impuls beaufschlagt wird. Der Impuls im ersten Fall ist um mindestens die Mindesthaltephasendauer kürzer.
Wie demnach in 5 abgebildet, wird der kurze Impuls 510, für den Fall, dass die Bestromungszeit sich unterhalb des vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwerts 350 befindet, ohne die Mindesthaltephasendauer beaufschlagt, sodass < SPITZENZEITDAUER + MIN.-HALTEDAUER. Ferner, wird der lange Impuls 520 für den Fall, dass die Bestromungszeit sich oberhalb des Schwellenwerts 350 befindet, mit der Haltephase beaufschlagt, sodass > SPITZENZEITDAUER + MIN.-HALTEDAUER.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen das Umschalten der Stromverläufe während der Laufzeit für eine Reihe von unterschiedlichen Druckwerten, wie 35-250 MPa, bei demselben vorgegebenen Bestromungszeit-Schwellenwert. In einem oder mehreren Beispielen unterscheidet sich der verwendete Stromverlauf für unterschiedliche vorgegebene Druckwerte. 6 bildet ein exemplarisches Diagramm 600 ab, welches die Stromverläufe 610A-B, 620A-B, 630A-B, 640A-B, 650A-B, und 660A-B jeweils für die Kraftstoffdruckwerte 35, 80, 120, 160, 200, und 250 MPa abbildet. Es sollte erwähnt werden, dass das dargestellte Diagramm 600 eine exemplarische Implementierung ist, und dass das resultierende Diagramm 600 sich in anderen Beispielen davon unterscheiden kann. Zum Beispiel kann die Anzahl der Stromverläufe in anderen Beispielen hiervon abweichen, bzw. geringer oder größer als die im vorstehenden Beispiel sein. Demnach kann der kalibrierbare Bestromungszeit-Schwellenwert 350 für verschiedene Druckwerte verwendet werden, wobei der Einspritz-Impulsstrom, der auf den Elektromagneten 30 beaufschlagt wird, gemäß dem Druckwert und dem Stromverlaufmerker ausgewählt wird.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen eine verbesserte Linearität des charakteristischen Verlaufs des Einspritzdüsenstroms im kleinen Mengenbereich, wobei die Genauigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge für Korrekturfunktionen mit geschlossener Schleife folglich höher ausfällt. Ferner ermöglichen die technischen Lösungen das Verwenden der bereits bestehenden Einspritzstromverlaufsdefinition bei höheren Bestromungszeiten, und das Umschalten zu einer anderen Kraftstoffströmungscharakterisierung im kleinen Mengenbereich (zum Beispiel unterhalb von 3 mm^3/Hub), basierend auf der angeforderten Bestromungszeit. Die technischen Lösungen widmen sich den technischen Herausforderungen durch Umschalten der Wellenformen des Stromverlaufs der Einspritzdüse, die während der Laufzeit zu verwenden ist, wobei die Wellenform des Stromverlaufs basierend auf einem Vergleich mit einem kalibrierbaren Bestromungszeit-Schwellenwert auf dynamische Art und Weise geändert wird. Die technischen Lösungen ermöglichen ferner das Einspritzen kürzerer Einspritzungsimpulse innerhalb des Einspritzungs-Verwendungsmusters, um die Geräuschbildung und den Kraftstoffverbrauch zu optimieren.
Die die hierin beschriebenen technischen Lösungen werden das Erzeugen eines Sollwert-Signals ermöglichen, welches einen erwünschten elektrischen Stromverlauf, der durch die Spule der elektromagnetisch betriebenen Einspritzdüse fließt, modelliert, wobei der erwünschte elektrische Stromverlauf basierend auf dem Bestromungszeit-Schwellenwert kalibriert ist. Die technischen Lösungen beinhalten ferner das Regulieren des Stromflusses durch den Elektromagneten, sodass der Strom, der durch den Ventilelektromagneten fließt, so weit wie möglich mit dem Sollwert-Signal übereinstimmt. Die Sprungantwort des Elektromagnetstroms wird durch das Beaufschlagen einer Spannung und der Induktivität des Elektromagneten ermittelt.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die ermittelten offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen beinhaltet, die in ihren Schutzumfang fallen.

Claims

Kraftstoffeinspritzsystem umfassend: eine elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse; und eine Steuerung, die konfiguriert ist zum: Empfangen einer Anforderung zum Bestromen des Elektromagneten während einer Bestromungszeit; in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, Halten eines elektrischen Stroms, welcher bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für die Dauer einer Haltephase auf die elektromagnetisch betrieben Einspritzdüse beaufschlagt wird; und in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, Halten eines elektrischen Stroms, welcher bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für die Dauer einer Haltephase auf die elektromagnetisch betriebe Einspritzdüse beaufschlagt wird.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, ferner konfiguriert ist, um die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse vor der Haltephase am vorgegebenen Spitzenstromwert anzuwenden.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, worin die Haltephase eine vorgegebene Dauer aufweist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung in Reaktion darauf, dass angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, die Haltephase überspringt.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, worin die elektromagnetisch betriebene Einspritzdüse konfiguriert ist, um eine dem elektrischen Strom entsprechende Kraftstoffmenge durch Öffnen eines Kraftstoffeinspritzungsventils basierend auf dem elektrischen Strom einzuspritzen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Einstellen eines Stromverlaufmerkers auf einen ersten Wert, der das Verwenden eines ersten Stromimpulses gemäß einem ersten Stromverlauf, in Reaktion darauf angibt, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, worin die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Einstellen des Stromverlaufmerkers auf einen zweiten Wert, der das Verwenden eines zweiten Stromimpulses gemäß einem zweiten Stromverlauf, in Reaktion darauf angibt, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Computerimplementiertes Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung, das Verfahren umfassend: das Erhalten einer angeforderten Bestromungszeit für eine elektromagnetisch betriebene Kraftstoffeinspritzdüse; in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, das Halten eines elektrischen Stroms, der auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse bei einem vorgegebenen Mindesthaltewert für eine Haltephase beaufschlagt wird; und in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, das Beaufschlagen eines vorgegebenen Spitzenstromwerts auf die Spule der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Beaufschlagen der Spule der elektromagnetisch betriebenen Kraftstoffeinspritzdüse vor der Haltephase mit elektrischem Strom bei dem vorgegebenen Spitzenstromwert, in Reaktion darauf, dass die angeforderte Bestromungszeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 8, worin die Haltephase eine vorgegebene Dauer aufweist.