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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und System zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge eines Kraftstoffdampf-Doppelspülsystems.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung dar und stellen unter Umständen keinen Stand der Technik dar.
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Da sich die Umweltbelastung verschärft, wurden die Vorschriften für Abgase, die einen großen Einfluss auf die Luftverschmutzung haben, verschärft, und die Automobilindustrie hat sich aktiv um eine Verringerung der Schadstoffe in den Abgasen bemüht. Ein Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen in den Abgasen ist die Verwendung einer Kraftstoffverdampfungsgasrückführvorrichtung, bei der ein Behälter auf eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung aufgebracht wird.
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Der Behälter enthält ein Adsorptionsmaterial, das ein Kraftstoffverdampfungsgas aus einem Kraftstofftank aufnehmen kann, der den flüchtigen Kraftstoff speichert, und um zu verhindern, dass ein Kraftstoffverdampfungsgas, das im Kraftstofftank verdampft, an die Luft abgegeben wird, ist der Behälter mit dem Kraftstofftank verbunden, um das Kraftstoffverdampfungsgas zu sammeln.
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Das im Behälter gesammelte Kraftstoffverdampfungsgas wird über ein Spülsteuermagnetventil (PCSV), das von einem Motorsteuergerät (nachfolgend „ECU“ genannt) gesteuert wird, wieder in den Motor eingespritzt, um verbrannt zu werden, und wird somit an das Kraftstoffverdampfungsgas zurückgeführt.
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Das im Behälter gesammelte Kraftstoffverdampfungsgas wird einem Ansaugkrümmer zugeführt und im Brennraum des Motors gezündet, wenn im Ansaugkrümmer ein Unterdruck (negativer Druck) entsteht. Wenn jedoch ein Turbolader in Betrieb ist, kann der Kraftstoffdampf aufgrund eines im Ansaugkrümmer gebildeten Überdrucks nicht gespült d.h. entleert bzw. abgeleitet werden. Daher erhöht das Kraftstoffdampfspülsystem in einem Motor mit dem Turbolader die Spülströmungsrate (Entleerungsströmungsrate), indem eine zweite Spülleitung hinzugefügt wird, die von einer Hauptspülleitung abgezweigt und mit einer Ansaugleitung der Vorderseite eines Kompressors verbunden ist.
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Wenn der Turbolader in Betrieb ist, wird der im Behälter gesammelte Kraftstoffdampf über ein Spülsteuermagnetventil aufgrund des Unterdrucks am vorderen Ende des Verdichters (Kompressors) des Turboladers an die zweite Spülleitung abgegeben und fließt durch den Kompressor und den Ladeluftkühler wieder in den Motor hinein. In diesem Fall ist festgestellt worden, dass ein Spülweg des Kraftstoffdampfes sehr lang wird und eine Verzögerung der Kraftstoffdampferkennung bzw. -erfassung von mehr als einem Zyklus auftreten kann. Hier bedeutet die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung eine Zeit, die benötigt wird, bis der Kraftstoffdampf über das Magnetventil in die zweite Spülleitung geleitet wird, um den Ausgleichsbehälter zu erreichen.
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Wenn die Luft-/Kraftstoffverhältnisregelung bzw. -steuerung ohne Berücksichtigung der Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung durchgeführt wird, kann die gesamte Kraftstoffmenge in der Brennkammer daher unregelmäßig sein und ihr Fehler tritt kontinuierlich auf, was zu Inkonsistenzen des Motors führt.
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Die oben genannten Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart werden, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Offenbarung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik darstellen, der in diesem Land einem Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren und System zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge eines Kraftstoffdampf-Doppelspülsystems bereit, das den volumetrischen Wirkungsgrad berechnen, eine Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung basierend auf dem volumetrischen Wirkungsgrad bestimmen und eine Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung berechnen kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge eines Kraftstoffdampf-Doppelspülsystems für ein Fahrzeug mit einer Brennkammer und einem Turbolader die folgenden Schritte beinhalten: Berechnen des volumetrischen Wirkungsgrades einer Brennkammer durch eine Steuerung, Bestimmen durch die Steuerung, eine Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung, zu der der Kraftstoffdampf in einem Ausgleichsbehälter erfasst wird, basierend auf dem berechneten volumetrischen Wirkungsgrad der Brennkammer, Berechnen einer Zeit, durch die Steuerung, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, basierend auf der bestimmten Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung, und Berechnen, durch die Steuerung, einer Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge zum Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird.
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Das Verfahren zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffdampf-Doppelspülsystems kann in einem Turbolader-Betriebsabschnitt durchgeführt werden.
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Das Verfahren kann den Schritt zum Berechnen der Zeit, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, durch Summieren einer Zeit, zu der der Turbolader arbeitet, und der Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung, beinhalten.
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Das Verfahren kann ferner die Schritte zum Berechnen, durch die Steuerung, einer Gesamtmenge an Kraftstoff auf der Grundlage eines vom Fahrer geforderten Drehmomentbetrags und zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge, durch die Steuerung, auf der Grundlage der Gesamtmenge an Kraftstoff und der Gesamteinspritzmenge an Kraftstoffdampf beinhalten.
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Das Verfahren kann den Schritt zum Bestimmens der Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung beinhalten, zu der der Kraftstoffdampf in einem Ausgleichsbehälter erfasst wird, basierend auf einem von einem Ladedruck, einem Ausgleichsbehälterdruck, einem Ansaugkrümmerdruck und einem Drehmomentbetrag.
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Gemäß einer anderen beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein System zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge eines Kraftstoffdampf-Doppelspülsystems für einen Turbolader in einem Fahrzeug den Turbolader mit einem Kompressor, der an einer Ansaugleitung installiert ist, um Ansaugluft zu verdichten, einen Behälter, der den in einem Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf sammelt, ein Spülsteuermagnetventil, das auf einer Hauptspülleitung installiert ist, die mit dem Behälter verbunden und konfiguriert ist, um selektiv Kraftstoffdampf zu blockieren, der in dem Behälter gesammelt wurde, eine erste Spülleitung, die die Einlassleitung auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Kompressors und die Hauptspülleitung verbindet, eine zweite Spülleitung, die die Einlassleitung auf einer stromaufwärts gelegenen Seite des Kompressors und die Hauptspülleitung verbindet, eine Fahrinformationserfassungseinheit, die Fahrinformationen erfasst, die ein angefordertes Drehmoment, eine angeforderte Drehzahl, eine Motordrehzahl und eine Motorlast umfasst, eine Einlassinformationserfassungseinheit, die Einlassinformationen einschließlich eines Atmosphärendrucks, einer Einlasstemperatur, einer Menge an Einlassluft und eines Ansaugkrümmerdrucks erfasst, und eine Steuerung zum Berechnen des volumetrischen Wirkungsgrads einer Brennkammer basierend auf den Einlassinformationen, Bestimmen einer Kraftstoffdampf-Erfassungsverzögerungszeit, zu der der Kraftstoffdampf in einem Ausgleichsbehälter erfasst wird, basierend auf dem berechneten volumetrischen Wirkungsgrad der Brennkammer, Berechnen einer Zeit, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, basierend auf der bestimmten Kraftstoffdampf-Erfassungsverzögerungszeit, und Berechnen einer Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird.
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Die Steuerung kann bestimmen, ob es sich um einen Turbolader-Betriebsabschnitt handelt, basierend auf den Fahrinformationen, und kann die Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge zum Zeitpunkt der Einspritzung des Kraftstoffdampfes in die Brennkammer berechnen, wenn bestimmt wird, dass es sich um den Turbolader-Betriebsabschnitt handelt.
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Die Steuerung kann die Zeit berechnen, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, indem sie eine Zeit, zu der der Turbolader arbeitet, und die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung addiert.
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Die Steuerung kann eine Gesamtmenge an Kraftstoff basierend auf einem Drehmomentbetrag, den der Fahrer anfordert, basierend auf den Fahrinformationen berechnen, und eine Einspritzmenge basierend auf der Gesamtmenge an Kraftstoff und der Gesamteinspritzmenge an Kraftstoffdampf berechnen.
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Die Steuerung kann die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung, zu der der Kraftstoffdampf im Ausgleichsbehälter erfasst wird, basierend auf einem von einem Ladedruck, einem Ausgleichsbehälterdruck, einem Ansaugkrümmerdruck und einem Drehmomentbetrag bestimmen.
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Gemäß beispielhaften Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung wird die Kraftstoffdampferfassungsverzögerungszeit in einem konventionellen System ohne zusätzliche Komponenten erfasst, so dass eine Kostenreduzierung möglich ist.
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Da die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der Verzögerungszeit der Kraftstoffdampferfassung berechnet wird, kann der Fehler der in den Brennraum des Motors eingespritzten Kraftstoffmenge reduziert werden. Da die in den Brennraum des Motors eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert wird, ist es daher möglich, die Abgas- und Kraftstoffverbrauchsvorschriften zu erfüllen.
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Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich aus der hier enthaltenen Beschreibung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und die konkreten Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und nicht dazu dienen, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
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Figurenliste
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Damit die Offenbarung gut verstanden werden kann, werden nun verschiedene Ausbildungen davon beschrieben, beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen:
- 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffdampfspülsystem gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 2 ist ein Blockdiagramm, das die Beziehung von Ein- und Ausgängen einer Steuerung veranschaulicht, die in einem Verfahren zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge an Kraftstoffdampf basierend auf einer Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung verwendet wird;
- 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge von Kraftstoffdampf basierend auf einer Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist ein Diagramm, das eine Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung in Bezug auf den volumetrischen Wirkungsgrad gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 5 ist ein Diagramm, das eine Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung in Bezug auf den Ladedruck gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- 6 ist ein Diagramm, das eine Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung in Bezug auf den Druck des Ausgleichsbehälters gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 7 ist ein Diagramm, das eine Kraftstoffdampfdetektionsverzögerungszeit in Bezug auf den Ansaugkrümmerdruck gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
- 8 ist ein Diagramm, das eine Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung in Bezug auf einen Drehmomentbetrag gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleichartige oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
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In der Beschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung bedeutet eine Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung eine Zeit, die benötigt wird, bis der Kraftstoffdampf aus einem Behälter (auch als Kanister bezeichnet) in eine zweite Spülleitung durch einen Ejektor in einen Ausgleichsbehälter eines Motors geleitet wird.
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Darüber hinaus bedeutet der Betriebsabschnitt des Turboladers einen Fahrabschnitt, in dem der Turbolader arbeitet. Im Allgemeinen arbeitet ein Turbolader in einem Hochgeschwindigkeits- und Hochlastfahrbereich (d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit ist gleich oder höher als eine vorgegebene Drehzahl und das Motordrehmoment). Ein Kraftstoffdampf wird in eine zweite Spülleitung im Betriebsbereich des Turboladers gespült.
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Darüber hinaus ist der volumetrische Wirkungsgrad ein Verhältnis aus einer tatsächlichen in eine Brennkammer eingeleiteten Luftmenge und einer theoretischen Luftmenge, die in die Brennkammer eingeleitet werden kann.
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1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffdampfspülsystem gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird die in ein Fahrzeug nachfolgende Ansaugluft auf Fremdkörper gefiltert, während die Ansaugluft durch einen Luftfilter 20 strömt, und über eine erste Ansaugleitung 21 einem Kompressor 13 zugeführt. Ein Differenzdruckerzeugungsventil 12 ist an der ersten Ansaugleitung 21 angeordnet, und die Menge der dem Verdichter (einem Kompressor) 13 über die erste Ansaugleitung 21 zugeführten Ansaugluft wird entsprechend einer offenen und geschlossenen Menge des Differenzdruckerzeugungsventils 12 gesteuert.
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Die dem Kompressor 13 zugeführte Ansaugluft gelangt über eine zweite Ansaugleitung 15 in einen Ausgleichsbehälter 19. In der zweiten Ansaugleitung 15 ist eine elektronische Drosselklappe 17 (elektronische Drosselklappensteuerung: ETC) eingebaut. Die elektronische Drosselklappe 17 steuert die Ansaugluft, die einem Zylinder zugeführt wird. Die in den Ausgleichsbehälter 19 gelangende Ansaugluft wird über einen Ansaugkrümmer einer Brennkammer eines Zylinders zugeführt.
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Ein in einem Kraftstofftank 1 verdampfter Kraftstoffdampf wird in einem Behälter 2 gesammelt, der ein Adsorptionsmaterial enthält. Der Behälter 2 ist mit dem Kraftstofftank 1 verbunden, und im Behälter 2 ist ein Behältersteuerventil 3 (Behältersteuerventil: CCV) installiert, um den im Behälter 2 gesammelten Kraftstoffdampf zu steuern. Der im Behälter 2 gesammelte Kraftstoffdampf wird über eine Hauptspülleitung 4 in die Brennkammer geleitet und verbrannt. Ein Spülsteuermagnetventil 5 (Spülsteuermagnetventil; PCSV) ist in der Hauptspülleitung 4 installiert, um den im Behälter 2 gesammelten Kraftstoffdampf selektiv zu blockieren. Das Spülungssteuerungsmagnetventil 5 wird von einem Steuergerät (ECU) gesteuert. Wenn die Kühlmitteltemperatur und die Motordrehzahl ein bestimmtes Niveau erreichen, wird das Spülungssteuerungsmagnetventil 5 geöffnet, um den Kraftstoffdampf in die Brennkammer zu leiten.
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Die Hauptspülleitung 4 wird in eine erste Spülleitung 6 und eine zweite Spülleitung 8 verzweigt.
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Die erste Spülleitung 6 wird von der Hauptspülleitung 4 abgezweigt, um mit der zweiten Ansaugleitung 15 zwischen dem Ausgleichsbehälter 19 und der elektronischen Drosselklappe (Drosselklappenventil) 17 verbunden zu werden. Daher strömt der im Behälter 2 gesammelte Kraftstoffdampf durch die Hauptspülleitung 4 und die erste Spülleitung 6, wird über die zweite Ansaugleitung 15 dem Ausgleichsbehälter 19 zugeführt und anschließend in der Brennkammer verbrannt. Ein erstes Rückschlagventil 7 kann in der ersten Spülleitung 6 installiert sein, um den Kraftstoffdampf zu blockieren, der von der zweiten Ansaugleitung 15 zur ersten Spülleitung 6 zurückfließt.
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Die zweite Spülleitung 8 wird von der Hauptspülleitung 4 abgezweigt, um mit der ersten Ansaugleitung 21 zwischen dem Luftfilter 20 und dem Differenzdruckerzeugungsventil 12 verbunden zu sein. Ein zweites Rückschlagventil 9 kann in der zweiten Spülleitung 8 installiert sein, um den Kraftstoffdampf zu blockieren, der von der ersten Ansaugleitung 21 zur zweiten Spülleitung 8 zurückfließt. Ein Ejektor 10 ist an einer Stelle installiert, an der sich die zweite Spülleitung 8 und die erste Ansaugleitung 21 verbinden, und injiziert einen Kraftstoffdampf, der über die zweite Spülleitung 8 der ersten Ansaugleitung 21 zugeführt wird. Der in die erste Ansaugleitung 21 eingespritzte Kraftstoffdampf wird über das Differenzdruckerzeugungsventil 12 dem Kompressor 13 zugeführt. Der Kompressor 13 komprimiert die Ansaugluft und den Kraftstoffdampf und führt sie der zweiten Ansaugleitung 15 zu. Die Druckluft und der Kraftstoffdampf, die über die zweite Ansaugleitung 15 zugeführt werden, erreichen den Ausgleichsbehälter 19, werden der Brennkammer zugeführt und werden verbrannt.
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In der zweiten Ansaugleitung 15 ist ein Ladeluftkühler 14 zum Kühlen der Druckluft und des Kraftstoffdampfes installiert.
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Zwischen der zweiten Ansaugleitung 15 des hinteren Endes der elektronischen Drosselklappe 17 und dem Ejektor 10 kann eine Rückführungsleitung 11 installiert sein, um einen Teil des Abgases zurück zum Motor zu führen.
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Zwischen dem Ladeluftkühler 14 und der elektronischen Drosselklappe 17 kann ein Ladedrucksensor 16 installiert werden, um einen Ladedruck der vom Kompressor 13 erzeugten Ansaugluft zu erfassen.
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Zwischen der elektronischen Drosselklappe 17 und dem Ausgleichsbehälter 19 kann ein Ansaugkrümmerdrucksensor 18 installiert sein, um einen Druck im Krümmer zu erfassen.
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2 ist ein Blockdiagramm, das die Beziehungen von Ein- und Ausgängen einer Steuerung veranschaulicht, die in einem Verfahren zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge an Kraftstoffdampf basierend auf einer Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
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Eine Einlassinformationserfassungseinheit 30 erfasst Einlassinformationen, einschließlich Atmosphärendruck, Einlasstemperatur, eine Menge an Einlassluft und den Einlasskrümmerdruck, und überträgt die Einlassinformationen an eine Steuerung 60. Die Steuerung 60 berechnet aus den Einlassinformationen den volumetrischen Wirkungsgrad einer Brennkammer. Dabei kann der Atmosphärendruck von einem Atmosphärensensor und die Einlasstemperatur von einem Einlasstemperatursensor erfasst werden. Die Ansaugluftmenge kann von einem Einlassdurchflussmesser erfasst werden und der Ansaugkrümmerdruck kann vom Ansaugkrümmerdrucksensor 18 erfasst werden.
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Eine Fahrinformationserfassungseinheit 40 erfasst Fahrinformationen, einschließlich eines angeforderten Drehmoments, einer angeforderten Drehzahl, einer Motordrehzahl und einer Motorlast, und überträgt die Fahrinformationen an die Steuerung 60. Dabei können Drehmoment und Geschwindigkeit, die von einem Fahrer angefordert werden, von einem im Fahrzeug vorgesehenen Beschleunigungspedalsensor erfasst werden, das Motordrehmoment kann von einem Drehmomentsensor erfasst werden und die Motordrehzahl von einem Motordrehzahlsensor erfasst werden. Die Steuerung 60 bestimmt anhand der Fahrinformationen, ob es sich um einen Turbolader-Betriebsabschnitt handelt. Darüber hinaus berechnet die Steuerung 60 eine Gesamtmenge an Kraftstoff basierend auf einem vom Fahrer angeforderten Drehmomentbetrag basierend auf den Fahrinformationen.
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Eine Lambdasonde 50 erfasst einen Lambdakoeffizienten des aus der Brennkammer abgeführten Abgases und leitet ihn an die Steuerung 60 zurück, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern. Dabei ist der Lambda-Koeffizient ein Verhältnis des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu einem theoretischen Luft-KraftstoffVerhältnis. Wenn der Lambdakoeffizient größer als 1 ist, befindet es sich in einem mageren Zustand, in dem die Luftmenge in Bezug auf die Kraftstoffmenge zu hoch ist. Wenn der Lambdakoeffizient kleiner als 1 ist, befindet es sich in einem fetten Zustand, in dem die Kraftstoffmenge in Bezug auf die Luftmenge zu hoch ist. Daher kann die Steuerung 60 die Kraftstoffeinspritzmenge steuern, so dass der Lambda-Koeffizient einen Soll-Lambda-Koeffizienten erreicht.
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Die Steuerung 60 kann eine Motorsteuereinheit (ECU) sein, die im Fahrzeug vorgesehen ist. Die Steuerung 60 kann den volumetrischen Wirkungsgrad einer Brennkammer basierend auf den Einlassinformationen berechnen, wenn sie sich aufgrund der Fahrinformationen im Turbolader-Betriebsabschnitt befindet. Die Steuerung 60 kann basierend auf dem berechneten volumetrischen Wirkungsgrad einer Brennkammer eine Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung bestimmen, bei der der Kraftstoffdampf in einem Ausgleichsbehälter erfasst wird, basierend auf der bestimmten Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung eine Zeit berechnen, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, eine Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdampf durch ein Injektor 70 in die Brennkammer eingespritzt wird, berechnen und die Kraftstoffeinspritzmenge basierend darauf steuern.
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Die Steuerung 60 kann die von dem Einspritzer 70 eingespritzte Kraftstoffmenge basierend auf dem Koeffizienten der Lambdasonde 50 steuern.
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Dementsprechend kann die Steuerung 60 von einem oder mehreren Prozessoren implementiert werden, die nach einem vorbestimmten Programm arbeiten, und das vorbestimmte Programm kann so programmiert werden, dass es jeden Schritt des Verfahrens zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffdampf-Doppelspülsystems gemäß der beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung ausführt.
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3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge von Kraftstoffdampf basierend auf einer Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung gemäß einer beispielhaften Ausbildung der vorliegenden Offenbarung.
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Die Steuerung 60 bestimmt (S200), ob sie sich in einem Turbolader-Betriebsabschnitt befindet, basierend auf den von der Fahrinformationssensoreinheit 40 übertragenen Fahrinformationen. So kann der Turbolader-Betriebsabschnitt beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits- und Hochlast-Fahrabschnitt sein. Die Steuerung 60 ist darauf nicht beschränkt und kann gemäß einer vorbestimmten Karte basierend auf der aktuellen Motordrehzahl und dem aktuellen Motordrehmoment bestimmen, ob der aktuelle Fahrzeugfahrabschnitt der Turbolader-Betriebsabschnitt ist.
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Im Turbolader-Betriebsabschnitt wird die Aufladung durch den Kompressor 13 des Turboladers realisiert, und dann wird der Überdruck bzw. positive Druck am hinteren Ende des elektronischen Drosselventils 17 erzeugt. Daher wird der im Behälter 2 gesammelte Kraftstoffdampf über das Spülsteuermagnetventil 5 in die zweite Spülleitung 8 geleitet und über den Ejektor 10 an die Vorderseite des Kompressors 13 eingespritzt.
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Die Menge des Kraftstoffdampfes, der über den Ejektor 10 an die Vorderseite des Kompressors 13 eingespritzt wird, kann zuvor in der Steuerung 60 als Kartendaten gespeichert werden, abhängig von einer Differenz des Drucks an der Vorderseite und Hinterseite des Ejektors 10. Daher kann die Steuerung 60 aus den Kartendaten die Menge des an die Vorderseite des Kompressors 13 eingespritzten Kraftstoffdampfes bestimmen.
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Wenn in Schritt S200 bestimmt wird, dass sie sich im Turbolader-Betriebsabschnitt befindet, berechnet die Steuerung 60 den volumetrischen Wirkungsgrad der Brennkammer (S210). Wenn in Schritt S200 nicht bestimmt ist, dass sie sich im Turbolader-Betriebsabschnitt befindet, kehrt das Verfahren zu Schritt S200 zurück.
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Dabei bedeutet der volumetrische Wirkungsgrad ein Verhältnis aus einer tatsächlichen in eine Brennkammer eingeleiteten Luftmenge und einer theoretischen Luftmenge, die in die Brennkammer eingeleitet werden kann. Die Steuerung 60 kann den volumetrischen Wirkungsgrad basierend auf den Einlassinformationen einschließlich des Atmosphärendrucks, der Einlasstemperatur, einer Ansaugluftmenge und des Einlasskrümmerdrucks, die von der Einlassinformationssensoreinheit 30 erfasst werden, berechnen.
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Danach bestimmt die Steuerung 60 (S220) basierend auf dem berechneten volumetrischen Wirkungsgrad einer Brennkammer eine Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung, zu der der Kraftstoffdampf in einem Ausgleichsbehälter erfasst wird. Wie in 4 dargestellt, kann die Steuerung 60 die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung in Abhängigkeit vom volumetrischen Wirkungsgrad zuvor als Kartendaten speichern, und die Steuerung 60 kann die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung in Abhängigkeit vom volumetrischen Wirkungsgrad aus den Kartendaten bestimmen.
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Die Steuerung 60 kann die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung für den volumetrischen Wirkungsgrad zuvor in einer Kartendatenform für jeden Motor speichern, da die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung für den volumetrischen Wirkungsgrad je nach Strömungseigenschaften für jeden Motor unterschiedlich ist.
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Anschließend berechnet die Steuerung 60 (S230) basierend auf der in Schritt S220 bestimmten Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung einen Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird. Die Zeit, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, kann durch Summieren eines Kurbelwinkels zum Zeitpunkt des Betriebs des Turboladers und des Spülsteuerungsmagnetventils, und der in Schritt S220 bestimmten Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung berechnet werden.
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Anschließend berechnet die Steuerung 60 eine Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoffdampf in die Brennkammer (S240) eingespritzt wird.
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Der an die Vorderseite des Kompressors 13 eingespritzte Kraftstoffdampf wird nach der Verzögerungszeit diffundiert und gelangt in den Ausgleichsbehälter 19. Eine kleine Menge an Kraftstoffdampf gelangt in der Anfangsphase der Diffusion in den Ausgleichsbehälter 19, eine große Menge Kraftstoffdampf erreicht den Ausgleichsbehälter 19 in der mittleren Diffusionsphase, und eine kleine Menge Kraftstoffdampf erreicht den Ausgleichsbehälter 19 in der Endphase der Diffusion, so dass der Kurvenverlauf der im Laufe der Zeit in den Ausgleichsbehälter 19 gelangenden Kraftstoffdampfmenge insgesamt eine glockenförmige Form aufweist. Da der Kraftstoffdampf beim Betrieb des Turboladers in Schritt S200 kontinuierlich aus dem Ejektor 10 in die Vorderseite des Kompressors 13 eingespritzt wird und die Menge des Kraftstoffdampfes, die in den Ausgleichsbehälter 19 gelangt, insgesamt eine glockenförmige Form aufweist, sollte die Menge an Kraftstoffdampf, die in den Ausgleichsbehälter 19 gelangt, zeitlich akkumuliert werden. Da die Menge an Kraftstoffdampf, die über den Ejektor 10 in die Vorderseite des Kompressors 13 eingespritzt wird, zuvor in Abhängigkeit von einer Differenz des Drucks der Vorder- und Rückseite des Ejektors 10 in den Kartendaten der Steuerung 60 gespeichert ist, kann die Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge zum Zeitpunkt der Einspritzung des Kraftstoffdampfes in die Brennkammer gemäß der Differenz des Drucks der Vorder- und Rückseite des Ejektors 10 berechnet werden.
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Danach berechnet die Steuerung 60 (S250) eine Gesamtmenge an Kraftstoff basierend auf einem Drehmoment, das der Fahrer anfordert, zu einer Zeit, zu der der Kraftstoffdampf in die Brennkammer eingespritzt wird, und die in Schritt S230 berechnet wird. Der vom Fahrer angeforderte Drehmomentbetrag kann basierend auf den von der Fahrinformationssensoreinheit 40 erfassten Fahrinformationen bestimmt werden.
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Anschließend berechnet die Steuerung 60 (S260) eine Kraftstoffeinspritzmenge, indem sie die in Schritt S240 berechnete Kraftstoffdampf-Gesamteinspritzmenge von der Kraftstoffgesamtmenge subtrahiert, basierend auf einem vom Fahrer in Schritt S250 angeforderten Drehmoment.
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4 bis 8 sind Diagramme, die eine Verzögerungszeit zur Kraftstoffdampferfassung in Bezug auf volumetrischen Wirkungsgrad, Ladedruck, Druck des Ausgleichstankes, Ansaugkrümmerdruck und Drehmomentbetrag veranschaulichen, die durch Experimente ermittelt wurden.
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In Vergleich der Diagramme von 4 bis 8 ist ersichtlich, dass die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung den bedeutendsten Zusammenhang mit dem volumetrischen Wirkungsgrad aufweist. Die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung gemäß dem volumetrischen Wirkungsgrad wird als Kartendatentyp gespeichert, und die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung wird aus dem volumetrischen Wirkungsgrad bestimmt.
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Unter Bezugnahme auf die 4 bis 8 lässt sich ersehen, dass die Verzögerungszeit für die Kraftstoffdampferfassung für einen Fahrpunkt abnimmt, wenn der volumetrische Wirkungsgrad, der Ladedruck, der Druck des Ausgleichsbehälters, der Ansaugkrümmerdruck bzw. der Drehmomentbetrag zunehmen. Die Steuerung 60 speichert zuvor die Kraftstoffdampf-Erfassungsverzögerungszeit entsprechend dem volumetrischen Wirkungsgrad, dem Ladedruck, dem Druck des Ausgleichsbehälters, dem Druck des Ansaugkrümmers bzw. dem Drehmoment als den Kartendatentyp und die Kraftstoffdampf-Erfassungsverzögerungszeit, zu der der Kraftstoffdampf in einem Ausgleichsbehälter 19 erfasst wird, kann basierend auf diesen bestimmt werden.
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Obwohl diese Offenbarung im Zusammenhang mit den derzeit als praktisch angesehenen beispielhaften Ausbildungen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten Ausbildungen beschränkt ist, sondern im Gegenteil, sie soll verschiedene Änderungen und äquivalente Anordnungen abdecken, die in den Grundgedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Bezugszeichenliste
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- 1 :
- Kraftstofftank
- 2:
- Behälter
- 3:
- Behältersteuerventil
- 4:
- Hauptspülleitung
- 5:
- Spülungssteuerungsmagnetventil
- 6:
- erste Spülleitung
- 7:
- erstes Rückschlagventil
- 8:
- zweite Spülleitung
- 9:
- zweites Rückschlagventil
- 10:
- Ejektor
- 11:
- Rückführungsleitung
- 12:
- Differenzdruck-Erzeugungsventil
- 13:
- Kompressor
- 14:
- Ladeluftkühler
- 15:
- zweite Ansaugleitung
- 16:
- Ladedrucksensor
- 17:
- elektronisches Drosselsteuerventil
- 18:
- Ansaugkrümmer-Drucksensor
- 19:
- Ausgleichsbehälter
- 20:
- Luftfilter
- 21:
- erste Ansaugleitung
- 30:
- Einlassinformationssensoreinheit
- 40:
- Fahrinformationssensoreinheit
- 50:
- Lambdasonde
- 60:
- Steuerung
- 70:
- Einspritzer
