DE102020107049A1

DE102020107049A1 - Verfahren und system für den ausgleich von kraftstoffeinspritzvorrichtungen

Info

Publication number: DE102020107049A1
Application number: DE102020107049.7A
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull; Joseph Thomas; David Oshinsky; Michael Uhrich; Paul Hollar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2020-09-17
Also published as: US10844804B2; CN111691992A; US20200291886A1; US11143135B2; US20210017930A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Verringern von Fehlern im geschätzten Kraftstoffleitungsdruck bereitgestellt, die zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses aufgrund von motorgetriebenen zyklischen Kraftstoffleitungsdruckänderungen auftreten. In einem Beispiel wird ein während eines geplanten Einspritzereignisses befohlene Impulsbreite in Abhängigkeit von Kraftstoffleitungsdruckproben bestimmt, die über ein sich bewegendes Fenster gesammelt wurden, das für die entsprechende Kraftstoffeinspritzvorrichtung angepasst wurde. In einem weiteren Beispiel wird die befohlene Impulsbreite in Abhängigkeit von einem durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck, der während einer Ruhezone des Einspritzvorrichtungsbetriebs beprobt wird, und vorhergesagten kraftstoffleitungsdruckverändernden Ereignissen bestimmt, die zwischen der Ruhezone und dem geplanten Einspritzereignis auftreten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Kalibrieren einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Motors derart, dass die Kraftstoffzufuhr zwischen allen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors abgeglichen wird.
Allgemeiner Stand der Technik
Motoren können mit direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (direct Einspritzvorrichtung - DI) zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in einen Motorzylinder und/oder Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen (PFI) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Einlassöffnung eines Motorzylinders konfiguriert sein. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen weisen häufig eine Variabilität von Bauteil zu Bauteil im Zeitverlauf auf, beispielsweise aufgrund mangelhafter Herstellungsprozesse und/oder Alterung der Einspritzvorrichtung. Im Laufe der Zeit kann sich die Leistung der Einspritzvorrichtung verschlechtern (z. B. verstopft die Einspritzvorrichtung), wodurch die Einspritzvorrichtungsvariabilität von Bauteil zu Bauteil weiter zunimmt. Infolgedessen kann es sich bei der tatsächlich in einen jeweiligen Zylinder eines Motors eingespritzten Kraftstoffmenge nicht um die gewünschte Menge handeln und kann die Differenz zwischen der tatsächlichen und der gewünschten Menge je nach Einspritzvorrichtung variieren. Eine Variabilität der Kraftstoffeinspritzmenge zwischen den Zylindern kann zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch, erhöhten Auspuffemissionen, Drehmomentschwankungen führen, die zu einem Mangel an wahrgenommener Motorlaufruhe und einer allgemeinen Verminderung des Motorwirkungsgrads führen. Motoren, die mit einem Doppeleinspritzvorrichtungssystem betrieben werden, wie etwa Doppelkraftstoff- oder PFDI-Systeme, können noch mehr Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. doppelt so viele) aufweisen, was zu einer größeren Wahrscheinlichkeit einer Variabilität für die Einspritzvorrichtung führt. Es kann wünschenswert sein, die Einspritzvorrichtungen so auszugleichen, dass alle Einspritzvorrichtungen einen ähnlichen Fehler aufweisen (z. B. alle Einspritzvorrichtungen bei 1 % Unterbetankung).
Unterschiedliche Ansätze schätzen die Leistung der Einspritzvorrichtung durch das Korrelieren eines Druckabfalls an einer an eine Einspritzvorrichtung gekoppelte Kraftstoffleitung mit einer von der entsprechenden Einspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffmasse. Ein beispielhafter Ansatz wird von Sumilla et al. in U.S. 9,593,637 gezeigt. Darin wird eine Kraftstoffeinspritzmenge für eine Einspritzvorrichtung auf Grundlage eines Unterschieds des gemessenen Kraftstoffleitungsdrucks (fuel rail pressure - FRP) vor dem Zünden die Einspritzvorrichtung und des FRP nach dem Zünden die Einspritzvorrichtung bestimmt. Ein weiterer beispielhafter Ansatz wird von Geveci et al. in U.S. 7,523,743 gezeigt. Dabei werden Kraftstoffleitungsdrucksensoreingänge und Motordrehzahlsensoreingänge verwendet, um mehrere Druckwerte an jeder Zahnstellung über einen einzelnen Motorzyklus zu bestimmen. Ein Durchschnitt oder Mittelwert der mehreren Druckwerte wird dann verwendet, um einzelne Einspritzvorrichtungsfehler zu berechnen. Sobald einzelne Einspritzvorrichtungsfehler berechnet sind, kann der Motorbetrieb eingestellt werden, um Einspritzvorrichtungsfehler auszugleichen.
Die Erfinder haben in dieser Schrift jedoch erkannt, dass eine Fehlverteilung des Restzylinderkraftstoffs auch nach Ausgleich der Einspritzvorrichtungsabweichung bestehen bleiben kann, da es andere Ursachen als die Variabilität die Einspritzvorrichtung gibt, die zu einer Zylinder-zu-Zylinder-Fehlverteilung führen. Das heißt, dass es selbst nach dem Erlernen und Berücksichtigen einzelner Einspritzvorrichtungsfehler zu einer größeren als gewünschten Änderung des Einspritzvorrichtungsfehlers zwischen den Einspritzvorrichtungen kommen kann. Diese Fehlverteilung des Restzylinderkraftstoffs kann aus einer Änderung des zyklischen Kraftstoffleitungsdrucks des Motors ergeben, die durch die Arbeit von Nockenerhebungen einer Hochdruck-Kraftstoffdirekteinspritzpumpe (in dieser Schrift als DI-Pumpe bezeichnet) ausgelöst wird, die Direkteinspritzvorrichtungen antreibt. Insbesondere kann die Kraftstoffleitungsdruckänderung über einen Motorzyklus ein sich wiederholendes Muster aufweisen. Zum Beispiel erzeugen die Einspritzvorrichtungen bei einem V8-Motor mit einer 3-Kolbenpumpe über einen Kurbelwinkelzeitraum von 720 ° 8 gleichmäßig verteilte Druckabfälle auf einen Kraftstoffleitungsdruck. Die DI-Pumpe erzeugt 3 gleichmäßig verteilte Druckanstiege auf den Kraftstoffleitungsdruck über den Kurbelwinkelzeitraum von 720 °. Dies erzeugt ein Muster auf dem Kraftstoffleitungsdruck mit einer Wiederholung von 720 °. Typischerweise wird der Kraftstoffleitungsdruck (FRP) einmal pro Zylinderereigniszeitraum geschätzt (90 ° im Fall eines gleichmäßig zündenden 8-Zylinder-Motor) und dann verwendet, um eine Kraftstoffeinspritzung in der Zukunft zu planen. Infolgedessen ist der gemessene FRP zum Zeitpunkt der geplanten Einspritzung zum dem tatsächlichen Druck phasenverschoben. Die Phasenverschiebung variiert außerdem mit der Motorkonfiguration, was die Anzahl der Motorzylinder sowie die Anzahl der Nockenerhebungen der DI-Pumpe beinhaltet. Das zyklische Muster des Motors auf dem Kraftstoffleitungsdruck erzeugt demzufolge eine unbeabsichtigte Fehlverteilung des Kraftstoffs im Motorzyklus. Wenn zum Beispiel die Einspritzung auf der Grundlage eines Kraftstoffleitungsdrucks geplant wird, der während einer Pumpenhubspitze geschätzt wird, oder während der Druck zyklisch anstieg, die Einspritzung jedoch während eines Drucktals erfolgt, liefert der Kraftstoff beim geplanten Einspritzereignis möglicherweise zu wenig Leistung. Wenn andererseits die Einspritzung auf der Grundlage eines Kraftstoffleitungsdrucks geplant wird, der während eines Pumpenhubtals geschätzt wird, oder während der Druck zyklisch abfiel, der Druck jedoch während der tatsächlichen Einspritzung seinen Spitzenwert erreichte, liefert der Kraftstoff beim geplanten Einspritzereignis möglicherweise zu viel Leistung.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Motor behoben werden, das Folgendes umfasst: das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks bei einem geplanten Einspritzereignis auf Grundlage eines anfänglichen über einem Ruhezeitraum einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobten und gemittelten Kraftstoffleitungsdrucks und einer vorhergesagten Änderung des Anfangsdrucks durch druckverändernde Motorereignisse, die zwischen dem Ruhezeitraum und dem geplanten Einspritzereignis auftreten; und das Einstellen von einer beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlenen Impulsbreite. Auf diese Weise können Änderungen des Kraftstoffleitungsdrucks, die einem Kraftstoffeinspritzereignis entsprechen, zuverlässiger bestimmt werden, was einen besseren Ausgleich der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ermöglicht.
Als ein Beispiel kann Kraftstoffleitungsdruck (FRP) bei einer definierten Beprobungsrate abgetastet werden, die mit Motorereignissen synchron oder asynchron sein können. Jede Probe kann eine Schätzung des Kraftstoffleitungsdrucks und eine(n) zugehörigen Motorwinkel/- stellung beinhalten. Für jedes (anstehende) Einspritzereignis bei einer bestimmten Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung, kann ein Ruhezeitraum der Einspritzvorrichtung definiert sein, und es können nur die im Ruhezeitraum der Einspritzvorrichtung erfassten Kraftstoffleitungsdruckproben für die weitere Verarbeitung verwendet werden. Konkret können während eines Einspritzerreignisses erfasste Proben für eine bestimmte Einspritzvorrichtung verworfen werden. Zusätzlich können Proben verworfen werden, die für eine kalibrierte Schwellenwertdauer (z. B. 5 ms) erfasst wurden, nachdem die Einspritzung endet. Um die Verarbeitung umzusetzen, werden dann auf beiden PIP-Kanten erfasste Proben gepuffert. Die Proben, die dem Ruhezeitraum einer Einspritzvorrichtung entsprechen, können Proben beinhalten, die nach der Schwellenwertdauer und vor dem Beginn eines nachfolgenden Einspritzerreignisses erfasst wurden. Ferner kann die DI-Pumpe während dieses Ruhezeitraums abgeschaltet werden. Die Proben, die während des Ruhezeitraums der Einspritzvorrichtung erfasst wurden, werden gemittelt, um einen anfänglichen Durchnittsdruck zu erzeugen. Ein aktualisierter durchschnittlicher Kraftstoffleitungsdruck zum Zeitpunkt des nächsten geplanten Einspritzereignisses an der bestimmten Einspritzvorrichtung wird dann auf Grundlage vorhergesagter Änderungen des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund Zwischeneinspritzvorrichtungs- und Kraftstoffpumpenereignissen vorhergesagt, die zwischen dem Ende des Ruhezeitraum und dem Ende des geplanten Einspritzereignisses auftreten. Zum Beispiel kann das Vorhersagen Abnahmen des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund von Zwischeneinspritzereignissen von anderen Einspritzvorrichtungen sowie Zunahmen des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund Zwischenpumpenhubereignissen erklären. Der aktualisierte durchschnittliche zukünftige Druck während einer Einspritzung wird dann verwendet, um einen Impulsbreitenbefehl für die bestimmte Einspritzvorrichtung zum Zeitpunkt des geplanten (zukünftigen) Einspritzereignisses zu berechnen. Das Schätzen des Einspritzdrucks in der Zukunft aus einem hohen Konfidenzmaß in der Gegenwart ermöglicht die Verwendung eines zuverlässigeren Druckwertes zum Planen der Kraftstoffeinspritzung, insbesondere für Kraftstoffimpulsbreitenberechnung.
Die technische Auswirkung des Vorhersagens eines Kraftstoffleitungsdrucks für zukünftige Kraftstoffeinspritzungen eines Motors auf Grundlage eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während eines Ruhezeitraums einer Einspritzvorrichtung gemessen wurde, und ferner auf Grundlage von Zwischeneinspritzvorrichtungs- und Pumpereignissen, ist, dass durch Kraftstoffleitungsdruck verursachte Fehlverteilung zwischen Zylindern besser abgemildert werden kann, wodurch die Einspritzvorrichtungen weiter ausgeglichen werden. Zusätzlich können durch das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der während eines Ruhezeitraums einer Einspritzvorrichtung beprobt wurde, jegliche Aliasing-Fehler und die Auflösung durch Druckklingeln verursachter Fehler nach einem Einspritzereignis verringert werden. Durch das Aktualisieren des geschätzten zukünftigen Kraftstoffleitungsdrucks während zukünftig geplanten Einspritzereignissen, um sich aus Pumpenhub- und Einspritzereignissen ergebende Druckschwankungen zu berücksichtigen, kann ein tatsächlicher Druck zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses zuverlässiger und genauer geschätzt werden. Zum Beispiel können zyklisch steigender Druck von einem Kraftstoffpumpenhub und zyklisch fallender Druck von einer Einspritzung besser berücksichtigt werden. Infolgedessen werden Über- und Unterfüllungsfehler verringert, die sich aus einer Zeitplanung der Kraftstoffdruckerfassung in Bezug auf einen Pumpenhub ergeben. Durch das Verlassen auf einen vorhergesagten Druckwert, der auf einem durchschnittlichen Druckwert basiert, der während des Ruhezeitraums einer Einspritzvorrichtung geschätzt wurde, können Kraftstoffleitungsdrücke und entsprechende Kraftstoffeinspritzvolumina für Kraftstoffeinspritzvorrichtungen genauer und zuverlässiger geschätzt werden. Dies ermöglicht einen verbesserten Einspritzvorrichtungsausgleich und eine Verringerung der unbeabsichtigten Zylinder-zu-Zylinder-Einspritzvorrichtungsfehlverteilung.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben werden. 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. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Antriebssystems, das einen Motor beinhaltet.
2 zeigt ein beispielhafte Kraftstoffsystem, das an den Motor aus 1 gekoppelt ist.
3 zeigt ein hochrangiges Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erlernen eines Einspritzvolumens eines Einspritzereignisses auf Grundlage des beprobten Kraftstoffleitungsdrucks.
4 zeigt ein hochrangiges Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erlernen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für ein geplantes Einspritzereignis auf Grundlage des über ein gleitendes Fenster beprobten Kraftstoffleitungsdrucks.
5 zeigt ein hochrangiges Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erlernen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für ein geplantes Einspritzereignis auf Grundlage eines Drucks, der über einen Ruhezeitraum der Kraftstoffleitung beprobt wurde, und ferner auf Grundlage von vorhergesagten zyklischen Kraftstoffleitungsdruckänderungen.
6 stellt eine beispielhafte Karte zum Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks dar, der über ein gleitendes Fenster gemäß dem Verfahren aus 4 beprobt wurde.
7 stellt eine beispielhafte Karte zum Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks dar, der in einem Kraftstoffleitungsruhezeitraum gemäß dem Verfahren aus 5 beprobt wurde.
8 zeigt eine beispielhafte Karte, die einen Ruhezeitraum einer Kraftstoffleitung darstellt.
9 zeigt eine grafische Beziehung zwischen einem Kraftstoffleitungsdruckabfall und der eingespritzten Kraftstoffmenge bei einem Kraftstoffeinspritzsystem.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Kalibrieren von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Motor, wie etwa dem Kraftstoffsystem aus 2, das an das Fahrzeugsystem aus 1 gekoppelt ist. Die Einspritzvorrichtungen können Direkt- und/oder Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen sein. Eine Steuerung kann dazu konfiguriert sein, den Kraftstoffleitungsdruck mit einer vorbestimmten Beprobungsrate während des Betriebs des betankten Motors zu beproben. Die Steuerung kann dann ein Steuerprogramm ausführen, wie etwa das Beispielprogramm aus 3, um einen durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck zum Planen des Betankens bei einem Einspritzereignis auf Grundlage eines Mittelwerts eines gleitenden Fensters (4, 6) oder auf Grundlage eines Ruhezeitraummittelwerts (5, 7, 8) zu erlernen. Nach dem Befehlen von Kraftstoff zu einer Einspritzvorrichtung kann die Steuerung ferner Änderungen des Kraftstoffleitungsdrucks bei jedem Einspritzereignis mit einem Einspritzvolumen (9) korrelieren, um einzelne Einspritzvorrichtungsfehler zu erlernen. Die Einspritzvorrichtungsbefehle werden anschließend eingestellt, um Einspritzvorrichtungsfehler auszugleichen.
Es versteht sich, dass sich der Einspritzvorrichtungsausgleich, wie in dieser Schrift verwendet, nicht auf das Korrigieren von Einspritzvorrichtungen auf einen absoluten Standard bezieht. Stattdessen bezieht sich der Einspritzvorrichtungsausgleich, wie in dieser Schrift verwendet, auf das Veranlassen der Einspritzvorrichtungen, gleich einzuspritzen, auf Grundlage dessen, was aus ihren sich während der Einspritzung ergebenden Druckabfällen und während der Einspritzung gemessenen/vorhergesagten Drücken erlernt wurde.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fremdzündungsbrennkraftmaschine 10 mit einem Doppeleinspritzvorrichtungssystem, wobei der Motor 10 sowohl mit Direkt- als auch mit Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung konfiguriert ist. Der Motor 10 kann in einem Fahrzeug 5 enthalten sein. Der Motor 10 umfasst eine Vielzahl von Zylindern, von denen ein Zylinder 30 (auch als Brennkammer 30 bekannt) in 1 gezeigt ist. Der Zylinder 30 des Motors 10 beinhaltet der Darstellung nach Brennkammerwände 32, in denen ein Kolben 36 positioniert ist, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Anlassermotor (nicht gezeigt) kann über ein Schwungrad (nicht gezeigt) mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein oder alternativ kann ein direkter Motorstart verwendet werden.
Die Brennkammer 30 kommuniziert der Darstellung nach über ein Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 43 und einem Abgaskrümmer 48. Zusätzlich ist der Ansaugkrümmer 43 mit der Drossel 64 gezeigt, die eine Stellung der Drosselklappe 61 einstellt, um den Luftstrom aus dem Ansaugkanal 42 zu steuern.
Das Einlassventil 52 kann durch die Steuerung 12 über einen Aktor 152 betrieben werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 54 durch die Steuerung 12 über einen Aktor 154 betätigt 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 52 und des Auslassventils 54 kann durch einen jeweiligen Ventilpositionssensor (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktoren können vom elektrischen Ventilbetätigungstyp oder vom Nockenbetätigungstyp oder einer Kombination davon sein. Die Einlass- und Auslassventilansteuerung kann gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige von einer möglichen variablen Einlassnockenansteuerung, variablen Auslassnockenansteuerung, dualen unabhängigen variablen Nockenansteuerung oder festen Nockenansteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere von einem System mit Nockenprofilwechsel (cam profile switching - CPS), einem System mit variabler Nockenansteuerung (variable cam timing - VCT), einem System mit variabler Ventilansteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder einem System mit variablem Ventilhub (variable valve lift- VVL) nutzen, die von der Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, gesteuertes Auslassventil beinhalten. In anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen Ventilaktor oder ein Ventilbetätigungssystem mit variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
In einer anderen Ausführungsform können vier Ventile pro Zylinder verwendet werden. In noch einem anderen Beispiel können zwei Einlassventile und ein Auslassventil pro Zylinder verwendet werden.
Die Brennkammer 30 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 36 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. In einem Beispiel kann das Verdichtungsverhältnis ungefähr 9:1 betragen. In einigen Beispielen, bei denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Zum Beispiel kann es zwischen 10:1 und 11:1 oder 11:1 und 12:1 oder mehr liegen.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, die diesem Kraftstoff bereitstellen. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet der Zylinder 30 zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, 66 und 67. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 67 ist der Darstellung nach direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt, um eingespritzten Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals DFPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangen wird, direkt in diese abzugeben. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung 67 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Obwohl 1 die Einspritzvorrichtung 67 als seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann sie sich auch über dem Kolben befinden, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 91. Eine derartige Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann sich die Einspritzvorrichtung über und nahe dem Einlassventil befinden, um das Mischen zu verbessern.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist in einer Konfiguration, die eine sogenannte Einspritzung von Kraftstoff mit einer Düse pro Einlasskanal (im Folgenden als „PFI“ bezeichnet) in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 30 anstatt direkt in den Zylinder 30 bereitstellt, im Ansaugkrümmer 43 angeordnet gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 mit einer Düse pro Einlasskanal gibt Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals PFPW ab, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 69 empfangen wird.
Kraftstoff kann über ein Hochdruck-Kraftstoffsystem 190 an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 abgegeben werden, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffleitungen beinhaltet. Ferner können der Kraftstofftank und die Leitungen jeweils einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt. Ein beispielhaftes Kraftstoffsystem mit Kraftstoffpumpen und Einspritzvorrichtungen sowie Kraftstoffleitungen wird unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 strömen Abgase durch den Abgaskrümmer 48 in die Emissionssteuervorrichtung 70, die in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine beinhalten kann. In einem weiteren Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Wabenkörpern verwendet werden. Bei der Emissionssteuervorrichtung 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Ein Abgassensor 76 ist der Darstellung nach stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt (wobei der Sensor 76 einer Vielfalt unterschiedlicher Sensoren entsprechen kann). Zum Beispiel kann es sich bei dem Sensor 76 um einen beliebigen von vielen bekannten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas handeln, wie etwa eine lineare Lambdasonde, eine UEGO-Sonde, eine Zweizustands-Lambdasonde, eine EGO-Sonde, eine HEGO-Sonde oder einen HC- oder CO-Sensor. In diesem konkreten Beispiel handelt es sich bei dem Sensor 76 um eine Zweizustands-Lambdasonde, die ein EGO-Signal an die Steuerung 12 bereitstellt, welche das EGO-Signal in ein Zweizustands-EGOS-Signal umwandelt. Ein Hochspannungszustand des EGOS-Signals gibt an, dass die Abgase eine fette Stöchiometrie aufweisen, und ein Niederspannungszustand des EGOS-Signals gibt an, dass die Abgase eine magere Stöchiometrie aufweisen. Das EGOS-Signal kann während einer Rückkopplungs-Luft-/Kraftstoffsteuerung vorteilhaft verwendet werden, um das durchschnittliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines stöchiometrischen homogenen Betriebsmodus stöchiometrisch zu halten. Ein einzelner Abgassensor kann 1, 2, 3, 4, 5 oder eine andere Anzahl an Zylindern bedienen.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 über die Zündkerze 91 einen Zündfunken bereit.
Die Steuerung 12 kann die Brennkammer 30 dazu veranlassen, in einer Reihe von Verbrennungsmodi betrieben zu werden, die einen homogenen Luft-Kraftstoff-Modus und einen geschichteten Luft-Kraftstoff-Modus beinhalten, indem der Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmengen, die Sprühmuster usw. gesteuert werden. Ferner können kombinierte geschichtete und homogene Gemische in der Kammer gebildet werden. In einem Beispiel können geschichtete Schichten durch das Betreiben die Einspritzvorrichtung 66 während eines Verdichtungstakts gebildet werden. In einem weiteren Beispiel kann ein homogenes Gemisch durch das Betreiben einer oder beider der Einspritzvorrichtungen 66 und 67 während eines Ansaugtakts (bei dem es sich um eine Einspritzung mit offenem Ventil handeln kann) gebildet werden. In einem weiteren Beispiel kann ein homogenes Gemisch durch das Betreiben einer oder beider der Einspritzvorrichtungen 66 und 67 vor einem Ansaugtakt (bei dem es sich um eine Einspritzung mit geschlossenem Ventil handeln kann) gebildet werden. In noch anderen Beispielen können mehrere Einspritzungen von einer oder beiden der Einspritzvorrichtungen 66 und 67 während eines oder mehrerer Takte (z. B. Ansaugen, Verdichten, Ausstoßen usw.) verwendet werden. Bei noch weiteren Beispielen können verschiedene Einspritzzeitpunkte und Gemischbildungen unter verschiedenen Bedingungen verwendet werden, wie nachfolgend beschrieben.
Die Steuerung 12 kann die Kraftstoffmenge steuern, die durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 abgegeben wird, sodass das homogene, geschichtete oder kombinierte homogene/geschichtete Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Kammer 30 derartig ausgewählt werden kann, dass es Stöchiometrie, einen fetten Stöchiometriewert oder einen mageren Stöchiometriewert aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors und dass jeder Zylinder seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Zündkerzen usw. aufweist. Außerdem kann der Motor in den in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen an einen Anlassermotor (nicht dargestellt) zum Starten des Motors gekoppelt sein. Der Anlassermotor kann zum Beispiel mit Leistung versorgt werden, wenn der Fahrer einen Schlüssel in der Zündung an der Lenksäule dreht. Der Anlasser wird nach dem Motorstart zum Beispiel dadurch außer Eingriff gebracht, dass der Motor 10 eine vorbestimmte Drehzahl nach einem vorbestimmten Zeitraum erreicht. Ferner kann in den offenbarten Ausführungsformen ein System zur Abgasrückführung (AGR) verwendet werden, um einen gewünschten Teil des Abgases aus dem Abgaskrümmer 48 über ein AGR-Ventil (nicht gezeigt) zum Ansaugkrümmer 43 zu leiten. Alternativ kann ein Teil der Verbrennungsgase durch das Steuern der Zeitsteuerung des Auslassventils in den Brennkammern zurückgehalten werden.
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 mit lediglich einem Motor oder ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n). Im gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 53. Die elektrische Maschine 53 kann ein Elektromotor oder ein Motorgenerator sein. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 53 sind über ein Getriebe 57 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. Im dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 53 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 ist zwischen der elektrischen Maschine 53 und dem Getriebe 57 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen, um die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 53 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 53 mit bzw. vom Getriebe 57 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 unterschiedliche Weisen konfiguriert sein, die als paralleles, serielles oder seriell-paralleles Hybridfahrzeug beinhalten.
Die elektrische Maschine 53 empfängt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 53 kann auch als ein Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse (I/O) 104, Nur-Lese-Speicher (ROM) 106, Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, Keep-Alive-Speicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist zusätzlich zu den zuvor erläuterten Signalen unterschiedliche Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangend gezeigt, was die Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (Mass Air Flow - MAF) vom Luftmassenstromsensor 118; der Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) vom Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) vom Hall-Effekt-Sensor 38, der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselstellung (Throttle Position - TP) von einem Drosselstellungssensor 58 und eines Absolutkrümmerdrucksignals (Absolute Manifold Pressure - MAP) vom Sensor 122 beinhaltet. Ein Motordrehzahlsignal RPM wird durch die Steuerung 12 anhand des PIP-Signals auf herkömmliche Weise erzeugt, und das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor stellt eine Anzeige des Vakuums oder des Drucks im Ansaugkrümmer bereit. Während des stöchiometrischen Betriebs kann dieser Sensor eine Anzeige der Motorlast bereitstellen. Außerdem kann dieser Sensor gemeinsam mit der Motordrehzahl eine Schätzung der Ladung (die Luft beinhaltet) bereitstellen, die in den Zylinder eingeleitet wird. In einem Beispiel erzeugt der Sensor 38, der ebenfalls als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Impulsen pro Umdrehung der Kurbelwelle. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den unterschiedlichen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, wie etwa die Drossel 61, die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67, die Zündkerze 91 usw., um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen einzustellen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind. Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Impulsbreitensignal an die Ansaugrohreinspritzvorrichtung und/oder die Direkteinspritzvorrichtung senden, um eine Kraftstoffmenge einzustellen, die einem Zylinder zugeführt wird.
2 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform 200 eines Kraftstoffsystems dar, wie etwa das Kraftstoffsystem 190 aus 1. Das Kraftstoffsystem 200 kann betrieben werden, um Kraftstoff an einen Motor, wie etwa den Motor 10 aus 1, abzugeben. Das Kraftstoffsystem 200 kann durch eine Steuerung betrieben werden, um einige oder alle der Vorgänge durchzuführen, die unter Bezugnahme auf die Verfahren aus den 3-5 beschrieben sind.
Das Kraftstoffsystem 200 beinhaltet einen Kraftstoffspeichertank 210 zum Speichern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Niederdruckkraftstoffpumpe (lower pressure fuel pump - LPP) 212 (in dieser Schrift ebenfalls als Kraftstoffsaugpumpe 212 bezeichnet) und eine Hochdruckkraftstoffpumpe (higher pressure fuel pump - HPP) 214 (in dieser Schrift ebenfalls als Kraftstoffeinspritzpumpe 214 bezeichnet). Der Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 210 über einen Kraftstofffüllkanal 204 bereitgestellt werden. In einem Beispiel kann die LPP 212 eine elektrisch angetriebene Niederdruckkraftstoffpumpe sein, die mindestens teilweise im Kraftstofftank 210 angeordnet ist. Die LPP 212 kann durch eine Steuerung 222 (z. B. die Steuerung 12 aus 1) betrieben werden, um der HPP 214 über den Kraftstoffkanal 218 Kraftstoff bereitzustellen. Die LPP 212 kann als eine sogenannte Kraftstoffsaugpumpe konfiguriert sein. Als ein Beispiel kann die LPP 212 eine Turbinenpumpe (z. B. Kreiselpumpe) sein, die einen elektrischen (z. B. DC-)Pumpenmotor aufweist, wobei der Druckanstieg in der Pumpe und/oder der Volumendurchflussrate durch die Pumpe durch das Variieren der elektrischen Leistung, die dem Pumpenmotor bereitgestellt wird, gesteuert werden können, wodurch die Motordrehzahl erhöht oder verringert wird. Zum Beispiel können die Volumendurchflussrate und/oder der Druckanstieg in der Saugpumpe verringert sein, wenn die Steuerung die elektrische Leistung verringert, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird. Die Volumendurchflussrate und/oder der Druckanstieg in der Pumpe kann durch das Erhöhen der elektrischen Leistung erhöht werden, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die dem Niederdruckpumpenmotor zugeführt wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht gezeigt) erlangt werden, wobei das Steuersystem die elektrischen Last steuern kann, die verwendet wird, um die Niederdruckpumpe mit Leistung zu versorgen. Somit werden durch das Variieren der Spannung und/oder des Stroms, die der Niederdruckkraftstoffpumpe bereitgestellt werden, die Durchflussrate und der Druck des Kraftstoffs eingestellt, der am Einlass der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 bereitgestellt wird.
Die LPP 212 kann fluidisch an einen Filter 217 gekoppelt sein, der kleine Verunreinigungen entfernt, die im Kraftstoff enthalten sind und möglicherweise Kraftstoffbehandlungskomponenten schädigen könnten. Ein Rückschlagventil 213, das die Kraftstoffzufuhr unterstützen und den Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten kann, kann fluidisch stromaufwärts des Filters 217 positioniert sein. Mit dem Rückschlagventil 213 stromaufwärts des Filters 217 kann die Nachgiebigkeit des Niederdruckkanals 218 vergrößert werden, da der Filter ein physisch großes Volumen aufweisen kann. Außerdem kann ein Druckentlastungsventil 219 eingesetzt werden, um den Kraftstoffdruck im Niederdruckkanal 218 (z. B. die Ausgabe aus der Saugpumpe 212) zu begrenzen. Das Entlastungsventil 219 kann einen Kugel-Feder-Mechanismus aufweisen, der zum Beispiel bei einem festgelegten Druckunterschied anliegt und abdichtet. Der Druckunterschiedsollwert, bei dem das Entlastungsventil 219 dazu konfiguriert sein kann, sich zu öffnen, kann unterschiedliche geeignete Werte annehmen; als ein nichteinschränkendes Beispiel kann der Sollwert 6,4 bar oder 5 bar (g) betragen. Eine Öffnung 223 kann genutzt werden, um zuzulassen, dass Luft und/oder Kraftstoffdampf aus der Saugpumpe 212 entweichen kann. Dieses Entweichen an der Öffnung 223 kann auch verwendet werden, um eine Strahlpumpe mit Leistung zu versorgen, die verwendet wird, um Kraftstoff von einer Stelle zu einer anderen innerhalb des Tanks 210 zu befördern. In einem Beispiel kann ein Öffnungsrückschlagventil (nicht gezeigt) in Reihe mit der Öffnung 223 platziert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 8 ein oder mehrere (z. B. eine Reihe) Rückschlagventile beinhalten, die fluidisch an die Niederdruckkraftstoffpumpe 212 gekoppelt sind, um zu verhindern, dass Kraftstoff stromaufwärts der Ventile zurückläuft. In diesem Kontext bezeichnet Stromaufwärtsfluss einen Kraftstofffluss von den Kraftstoffleitungen 250, 260 in Richtung der LPP 212, während Stromabwärtsfluss die nominale Kraftstoffflussrichtung von der LPP in Richtung der HPP 214 und von dort zu den Kraftstoffleitungen bezeichnet.
Durch die LPP 212 angesaugter Kraftstoff kann mit einem niedrigeren Druck einem Kraftstoffkanal 218 zugeführt werden, der zu einem Einlass 203 der HPP 214 führt. Die HPP 214 kann dann Kraftstoff in eine erste Kraftstoffleitung 250 abgeben, die an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einer ersten Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 252 (in dieser Schrift auch als ein erste Einspritzvorrichtungsgruppe bezeichnet) gekoppelt ist. Von der LPP 212 angesaugter Kraftstoff kann außerdem einer zweiten Kraftstoffleitung 260 zugeführt werden, die an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einer zweiten Gruppe von Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 (in dieser Schrift auch als eine zweite Einspritzvorrichtungsgruppe bezeichnet) gekoppelt ist. Die HPP 214 kann betrieben werden, um den Druck des Kraftstoffs, der an die erste Kraftstoffleitung abgegeben wird, auf über einen Saugpumpendruck zu erhöhen, wobei die erste Kraftstoffleitung, die an die Direkteinspritzvorrichtungsgruppe gekoppelt ist, mit einem hohen Druck betrieben wird. Dadurch kann die Hochdruck-DI angeschaltet sein, während die PFI mit einem niedrigeren Druck betrieben werden kann.
Obwohl jede von der ersten Kraftstoffleitung 250 und der zweiten Kraftstoffleitung 260 an vier Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der jeweiligen Einspritzvorrichtungsgruppe 252, 262 abgebend gezeigt ist, versteht es sich, dass jede Kraftstoffleitung 250, 260 Kraftstoff an eine beliebige geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeben kann. Als ein Beispiel kann die erste Kraftstoffleitung 250 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der ersten Einspritzvorrichtungsgruppe 252 für jeden Zylinder des Motors abgeben, während das zweite Kraftstoffleitung 260 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der zweiten Einspritzvorrichtungsgruppe 262 für jeden Zylinder des Motors abgeben kann. Die Steuerung 222 kann einzeln jede der Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 über einen Saugrohreinspritzungstreiber 237 betätigen und jede der Direkteinspritzvorrichtungen 252 über einen Direkteinspritzungstreiber 238 betätigen. Die Steuerung 222, die Treiber 237, 238 und andere geeignete Motorsystemsteuerungen können ein Steuersystem umfassen. Obwohl die Treiber 237, 238 außerhalb der Steuerung 222 gezeigt sind, versteht es sich, dass die Steuerung 222 in anderen Beispielen die Treiber 237, 238 beinhalten kann oder dazu konfiguriert sein kann, die Funktionsfähigkeit der Treiber 237, 238 bereitzustellen. Die Steuerung 222 kann zusätzliche Komponenten beinhalten, die nicht gezeigt sind, wie etwa diejenigen, die in der Steuerung 12 aus 1 einhaltet sind.
Die HPP 214 kann eine motorbetriebene Verdrängerpumpe sein. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann die HPP 214 eine Bosch HDP5 Hochdruckpumpe sein, die ein solenoidangeschaltetes Steuerventil (z. B. einen Kraftstoffvolumenregler, ein magnetisches Solenoidventil usw.) nutzt, um das wirksame Pumpenvolumen für jeden Pumpenhub zu variieren. Das Auslassrückschlagventil der HPP wird mechanisch gesteuert und nicht von einer externen Steuerung elektronisch gesteuert. Die HPP 214 kann im Gegensatz zur motorbetriebenen LPP 212 vom Motor mechanisch angetrieben werden. Die HPP 214 beinhaltet einen Pumpenkolben 228, einen Pumpenverdichtungsraum 205 (in dieser Schrift auch als Verdichtungsraum bezeichnet) und einen Stufenraum 227. Der Pumpenkolben 228 empfängt eine mechanische Eingabe von der Motorkurbelwelle oder -nockenwelle über den Nocken 230, wodurch die HPP gemäß dem Grundsatz einer nockenbetriebenen Einzylinderpumpe betrieben wird. Ein Sensor (in 2 nicht gezeigt) kann nahe dem Nocken 230 positioniert sein, um die Bestimmung der Winkelstellung des Nockens (z. B. zwischen 0 und 360 Grad) zu ermöglichen, die an die Steuerung 222 weitergegeben werden kann. Bei einem Drei- oder Sechszylindermotor mit einer DI-Pumpe, der mit einem Nocken mit 3 Erhebungen angetrieben wird, wäre eine Mittelungsphase von 240°, 480° oder 720° angemessen. Bei einem 4 -oder 8-Zylinder-Motor mit einer DI-Pumpe, die von einem Nocken mit 4 Erhebungen angetrieben wird, wäre eine Mittelungsphase von 180°, 360°, 540° oder 720° angemessen, da jeder eine bestimmte Anzahl von Druckanstiegen aufgrund von Pumpenhüben und Druckabfällen aufgrund von Einspritzereignissen enthalten würde.
Auf Grundlage der Konfiguration des Motors sowie der Konfiguration der HPP (wie etwa die Anzahl und Stellung der Nockenerhebungen) kann die HPP ein sich wiederholendes Muster auf den Kraftstoffleitungsdruck anwenden. Zum Beispiel wiederholt ein 8-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 3 Erhebungen sein FRP-Muster alle 720°. Als ein weiteres Beispiel wiederholt ein 8-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 4 Erhebungen sein FRP-Muster alle 180°. Ein 6-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 3 Erhebungen wiederholt sein Muster alle 240°. Ein 6-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 4 Erhebungen wiederholt sein FRP-Muster alle 720°. Ein 4-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 3 Erhebungen wiederholt sein FRP-Muster alle 720°. Ein 4-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 4 Erhebungen wiederholt sein FRP-Muster alle 180°. Ein 3-Zylinder-Motor mit einer Pumpe mit 3 Erhebungen wiederholt sein FRP-Muster alle 240°. Wie nachfolgend ausgeführt, kann durch Verwendung eines ganzzahligen Vielfachen (z. B. 1, 2, 3, 4. n) dieser Wiederholungsphasen, über die der FRP gemittelt werden soll, eine genauere FRP-Schätzung erreicht werden. Die Mittelung der FRPs über einen Winkelbereich ermöglicht einen im Wesentlichen konstanten Kraftstoffleitungsdruck. Die Mittelung über einen Winkelbereich kann weniger wirksam sein, wenn der Druck zwischen den Sollwerten ansteigt oder ihm ermöglicht wird abzufallen, wenn die Pumpe abgeschaltet wird, oder wenn der Druck schnell ansteigt und die Pumpe erneut angeschaltet wird.
Ein Saugpumpenkraftstoffdrucksensor 231 kann entlang des Kraftstoffkanals 218 zwischen der Saugpumpe 212 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 positioniert sein. In dieser Konfiguration können Messwerte vom Sensor 231 als Anzeigen des Kraftstoffdrucks der Saugpumpe 212 (z. B. des Auslasskraftstoffdrucks der Saugpumpe) und/oder des Einlassdrucks der Kraftstoffpumpe mit höherem Druck interpretiert werden. Die Messwerte vom Sensor 231 können verwendet werden, um den Betrieb unterschiedlicher Komponenten im Kraftstoffsystem 200 zu bewerten, um zu bestimmen, ob der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck ein ausreichender Kraftstoffdruck bereitgestellt wird, sodass die Kraftstoffpumpe mit höherem Druck flüssigen Kraftstoff und nicht Kraftstoffdampf aufnimmt, und/oder um die durchschnittliche elektrische Leistung zu minimieren, die der Saugpumpe 212 zugeführt wird.
Die erste Kraftstoffleitung 250 beinhaltet einen ersten Kraftstoffleitungsdrucksensor 248, um der Steuerung 222 eine Anzeige des Kraftstoffdirekteinspritzleitungsdrucks bereitzustellen. Gleichermaßen beinhaltet die zweite Kraftstoffleitung 260 einen zweiten Kraftstoffleitungsdrucksensor 258, um der Steuerung 222 eine Anzeige des Saugrohreinspritzkraftstoffleitungsdrucks bereitzustellen. Ein Motordrehzahlsensor 233 (oder ein Motorwinkelstellungssensor, von dem die Drehzahl abgeleitet wird) kann verwendet werden, um der Steuerung 222 eine Anzeige der Motordrehzahl bereitzustellen. Die Anzeige der Motordrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der Hochdruckkraftstoffpumpe 214 zu identifizieren, da die Pumpe 214 mechanisch durch den Motor 202 angetrieben wird, z. B. über die Kurbelwelle oder die Nockenwelle. Ein solenoidgesteuertes Ventil (nicht gezeigt) kann an der Einlassseite der Pumpe 214 beinhaltet sein. Dieses solenoidgesteuerte Ventil kann zwei Stellungen aufweisen, eine erste Durchgangsstellung und eine zweite Sperrstellung. In der Durchgangsstellung tritt kein Nettopumpen in die Kraftstoffleitung 250 auf. In der Sperrstellung erfolgt das Pumpen beim Verdichtungshub des Druckkolbens/Kolbens 228. Dieses Solenoidventil wird synchron mit seiner Antriebsnocke gesteuert, um die in der Kraftstoffleitung 260 gepumpte Kraftstoffmenge zu modulieren.
Die erste Kraftstoffleitung 250 ist an einen Auslass 208 der HPP 214 entlang des Kraftstoffkanals 278 gekoppelt. Ein Rückschlagventil 274 und ein Druckentlastungsventil (auch als Pumpenentlastungsventil bekannt) 272 können zwischen dem Auslass 208 der HPP 214 und der ersten (DI-)Kraftstoffleitung 250 positioniert sein. Das Pumpenentlastungsventil 272 kann an einen Umgehungskanal 279 des Kraftstoffkanals 278 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 274 öffnet sich, um nur dann, wenn ein Druck am Auslass der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe 214 (z. B. ein Auslassdruck des Verdichtungsraums) höher als der Kraftstoffleitungsdruck ist, zu ermöglichen, dass Kraftstoff vom Hochdruckpumpenauslass 208 in eine Kraftstoffleitung strömt. Das Pumpenentlastungsventil 272 kann den Druck im Kraftstoffkanal 278 stromabwärts der HPP 214 und stromaufwärts der ersten Kraftstoffleitung 250 begrenzen. Zum Beispiel kann das Pumpenentlastungsventil 272 den Druck im Kraftstoffkanal 278 auf 200 bar begrenzen. Das Pumpenentlastungsventil 272 ermöglicht, dass Kraftstoff aus der DI-Kraftstoffleitung 250 zum Pumpenauslass 208 strömt, wenn der Kraftstoffleitungsdruck größer als ein vorbestimmter Druck ist. Die Ventile 244 und 242 arbeiten zusammen, um die Niederdruckkraftstoffleitung 260 auf einem vorbestimmten niedriger Druck zu halten. Das Druckentlastungsventil 242 trägt dazu bei, den Druck zu begrenzen, der sich aufgrund der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 260 aufbauen kann.
Auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen kann Kraftstoff durch eine oder mehrere der Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 und Direkteinspritzvorrichtungen 252 abgegeben werden. Zum Beispiel kann unter Hochlastbedingungen Kraftstoff an einen Zylinder in einem bestimmten Motorzyklus über lediglich eine Direkteinspritzung abgegeben werden, wobei die Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 abgeschaltet sind. In einem weiteren Beispiel kann Kraftstoff unter Mittellastbedingungen an einen Zylinder in einem bestimmten Motorzyklus über jede von Direkt- und Saugrohreinspritzung abgegeben werden. Als noch weiteres Beispiel kann Kraftstoff unter Niederlastbedingungen, Motorstarts sowie Warmleerlaufbedingungen an einen Zylinder bei einem bestimmten Motorzyklus nur über Saugrohreinspritzung abgegeben werden, während die Direkteinspritzvorrichtungen 252 abgeschaltet sind.
Es sei angemerkt, dass die Hochdruckpumpe 214 aus 2 als ein veranschaulichendes Beispiel einer möglichen Konfiguration für eine Hochdruckpumpe dargestellt ist. In 2 gezeigte Komponenten können entfernt und/oder verändert werden, während zusätzliche Komponenten, die derzeit nicht gezeigt sind, zur Pumpe 214 hinzugefügt werden können, während immer noch die Fähigkeit aufrechterhalten wird, Hochdruckkraftstoff an ein Direkteinspritzungskraftstoffleitung und ein Saugrohreinspritzungskraftstoffleitung abzugeben.
Die Steuerung 12 kann außerdem den Betrieb jeder der Kraftstoffpumpen 212 und 214 steuern, um eine Menge, einen Druck, eine Durchflussrate usw. eines an den Motor abgegebenen Kraftstoffs einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 eine Druckeinstellung, eine Pumpenhubmenge, einen Pumpenarbeitszyklusbefehl und/oder eine Kraftstoffdurchflussrate der Kraftstoffpumpen variieren, um Kraftstoff an unterschiedliche Stellen des Kraftstoffsystems abzugeben. Ein Treiber (nicht gezeigt), der elektronisch an die Steuerung 222 gekoppelt ist, kann verwendet werden, um bei Bedarf ein Steuersignal an die Niederdruckpumpe zu senden, um die Ausgabe (z. B. Drehzahl, Durchflussausgang und/oder Druck) der Niederdruckpumpe einzustellen.
Die Einspritzvorrichtungen können eine Einspritzvorrichtung-zu-Einspritzvorrichtung-Variabilität aufgrund der Herstellung sowie aufgrund des Alters aufweisen. Idealerweise ist zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs ein Ausgleichen die Einspritzvorrichtung erwünscht, wobei jeder Zylinder übereinstimmende Kraftstoffeinspritzmengen für übereinstimmende Kraftstoffzufuhrbefehle aufweist. Durch das Ausgleichen der Luft- und Kraftstoffeinspritzung in alle Zylinder wird die Motorleistung verbessert. Insbesondere verbessert der Ausgleich der Kraftstoffeinspritzung die Abgasemissionssteuerung über Auswirkungen auf den Betrieb des Abgaskatalysators. Zusätzlich verbessert der Ausgleich der Kraftstoffeinspritzung den Kraftstoffverbrauch, da ein Kraftstoffverbrauch, der fetter oder magerer als gewünscht ist, den Kraftstoffverbrauch erhöht und zu einem ungeeigneten Zündzeitpunkt für das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis (in Bezug auf das gewünschte Verhältnis) führt. Somit hat das Erreichen des angestrebten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowohl eine primäre als auch eine sekundäre Auswirkung auf das Maximieren der Zylinderenergie für den Kraftstoffeinsatz.
Betankungsfehler können zusätzlich unterschiedliche Ursachen durch Einspritzvorrichtung-zu-Einspritzvorrichtung-Variabilität aufweisen. Diese beinhalten Zylinder-zu-Zylinder-Fehlverteilung, Granulat-zu-Granulat-Abweichung und vorübergehende Auswirkungen. Im Falle des Einspritzvorrichtung-zu-Einspritzvorrichtung-Variabilität, weist jede Einspritzvorrichtung einen anderen Fehler zwischen dem, was befohlen wird abzugeben, und dem, was tatsächlich abgegeben wird, auf. Daher kann das Ausgleichen des Kraftstoffeinspritzvorrichtung (nicht der Luft) zu einer Gleichmäßigkeit des Drehmoments eines Motors führen. Die Gleichmäßigkeit von Luft und Kraftstoff verbessert die Emissionssteuerung.
Selbst nachdem das Ausgleichen die Einspritzvorrichtung durchgeführt wurde, kann jedoch eine verbleibende Zylinder-zu-Zylinder-Kraftstofffehlverteilung fortbestehen, insbesondere im Fall von Direkteinspritzvorrichtungen. Die Erfinder in dieser Schrift haben erkannt, dass ein zyklisches Motormuster, das beim Kraftstoffleitungsdruck auftritt, zu einer motorzyklischen, unbeabsichtigten Kraftstofffehlverteilung führt. Obwohl ein Druckabfall an einer Einspritzvorrichtung verwendet werden kann, um ein Kraftstoffeinspritzvolumen zu erlernen und die Einspritzvorrichtungsvorgänge auszugleichen, können selbst kleine Fehler bei der Druckschätzung, wie etwa durch das motorzyklische Muster des Kraftstoffleitungsdrucks, zu großen Fehlern bei der Schätzung der Kraftstoffmasse führen, was die Fehlverteilung der Kraftstoffeinspritzung verschlimmert.
Zum Beispiel setzen in einem V8-Motor mit einer Pumpe mit 3 Erhebungen (wobei z. B. die HPP 214 3 verschiedene Erhebungen 230 aufweist) die Direkteinspritzvorrichtungen 252 acht gleichmäßig verteilte Druckabfälle auf den Kraftstoffleitungsdruck (über 720 ° CAD) für die DI-Kraftstoffleitung 250. Die Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe setzt 3 gleichmäßig verteilte Druckanstiege auf den Krafstoffleitungsdruck (über 720 °). Dies erzeugt ein Muster beim Kraftstoffleitungsdruck mit einer Wiederholung von 720 °. Wenn der Kraftstoffleitungsdruck (FRP) einmal alle 90 ° CAD gemessen und dann zum Planen einer Kraftstoffeinspritzung in der Zukunft verwendet wird, kann der gemessene FRP während des geplanten Einspritzereignisses aufgrund einer Phasenverschiebung erheblich vom tatsächlichen FRP abweichen. Der phaseninduzierte Unterschied des FRP kann dazu führen, dass zu viel oder zu wenig Kraftstoffmasse während des geplanten Einspritzereignisses befohlen wird.
Wie in dieser Schrift unter Bezugnahme auf die 3-5 ausgeführt, kann die Zylinder-zu-Zylinder-Fehlverteilung des Kraftstoffs zwischen Direkteinspritzvorrichtungen aufgrund zyklischer Muster des Kraftstoffleitungsdrucks ausgeglichen werden. Zum Beispiel kann, wie unter Bezugnahme auf 4 angezeigt, ein gleitendes Winkelfenster für jede Einspritzvorrichtung bestimmt werden, und Kraftstoffleitungsdrücke, die zeitweise über ein bestimmtes gleitendes Winkelfenster beprobt werden, können verwendet werden, um einen durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses an einer entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schätzen. Als ein weiteres Beispiel können, wie unter Bezugnahme auf 5 angezeigt, Kraftstoffleitungsdrücke, die zeitweise über einen ruhigen Bereich eines Einspritzereignisses beprobt werden, als Anfangswert verwendet werden, aus dem ein durchschnittlicher Kraftstoffleitungsdruck zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses an einer entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung durch das Berücksichtigen von Zwischendruckänderungen aufgrund von Einspritz- und Pumpennockenhubereignissen vorhergesagt werden kann. Wenn eine Einspritzvorrichtung am Ende eines Einspritzereignisses geschlossen wird, kann das Schließen des Einspritzvorrichtungsstiftes zu einer Schwingung führen, die Druckschwingungen oder Klingeln verursacht. Kraftstoffleitungsdruckproben, die einem ruhigen Bereich eines Einspritzereignisses an einer Einspritzvorrichtung entsprechen (in dieser Schrift auch als ruhiger Bereich die Einspritzvorrichtung bezeichnet), können identifiziert werden, indem eine größere Anzahl von Kraftstoffleitungsdruckproben während einer Einspritzvorrichtungsbetankungsereignisses gesammelt wird und dann eine Teilmenge der Proben verworfen wird, die einem verrauschten Bereich die Einspritzvorrichtung mit großen Druckschwingungen entspricht. Dies ermöglicht, dass Rauschfehler verringert werden, wodurch das Erlernen von Einspritzvorrichtungsfehlern und der Fehlerausgleich für ein verbessertes Ausgleichen von Einspritzvorrichtungen verbessert werden. Unter Verwendung des Druckabfalls als Wahrheitswert kann der Fehler für jede Einspritzvorrichtung erlernt werden und ein Kraftstoffimpuls, der jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung befohlen wird, kann eingestellt werden, um einen gemeinsamen Fehler an jeder Einspritzvorrichtung bereitzustellen, wodurch die Einspritzvorrichtungen ausgeglichen werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist nun ein beispielhaftes Verfahren zum genauen Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffeinspritzdrucks für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei einem geplanten Kraftstoffeinspritzereignis bei 300 gezeigt. Das Verfahren ermöglicht es, das Einspritzvolumen, das durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei dem bestimmten Kraftstoffeinspritzereignis ausgegeben wird, genau zu bestimmen und zum Ausgleichen von Einspritzvorrichtungsfehlern zu verwenden. Das Verfahren ermöglicht es, das ein durchschnittlicher Kraftstoffleitungsdruck, der zu einem Zeitpunkt erwartet wird, an dem ein Impulsbreitenbefehl für ein bevorstehendes Einspritzereignis befohlen wird, genauer bestimmt wird, während Aliasing-Fehler aufgrund von zyklischen Druckmustern auf der Kraftstoffleitung verringert werden. Die Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 300 können durch eine Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems erhalten werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-2 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren Motoraktoren des Motorsystems verwenden, um den Motorbetrieb anzupassen.
Bei 302 beinhaltet das Verfahren das Schätzen und/oder das Messen von Motorbetriebsbedingungen. Diese beinhalten zum Beispiel die Motordrehzahl, den Drehmomentbedarf, den Krümmerdruck, den Krümmerluftstrom, die Umgebungsbedingungen (die Umgebungstemperatur, den Druck und die Luftfeuchtigkeit), die Motorverdünnung usw.
Bei 304 kann bestimmt werden, ob die Kalibrierungsbedingungen die Einspritzvorrichtung erfüllt sind. Die Kalibrierungsbedingungen die Einspritzvorrichtung können beinhalten, dass die Bedingungen für die Druckbeprobung der Kraftstoffleitung erfüllt werden. In einem Beispiel sind die Kalibrierungsbedingungen die Einspritzvorrichtung erfüllt, wenn eine Schwellenwertdauer und/oder -entfernung des Fahrzeugbetriebs seit einer letzten Kalibrierung verstrichen ist. Als weiteres Beispiel sind die Kalibrierungsbedingungen die Einspritzvorrichtung erfüllt, wenn der Motor mit Kraftstoff betrieben wird, der über einen Anschluss oder eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung an die Motorzylinder abgegeben wird. Zum Beispiel können jedes Mal, wenn die Direkteinspritzvorrichtungen verwendet werden, die Kraftstoffleitungen beprobt werden, und die Einspritzvorrichtungen können für diese Bedingung kalibriert und ausgeglichen werden. Obwohl die Bedingungen für die Kalibrierung die Einspritzvorrichtung und die Beprobung des Kraftstoffleitungsdrucks in Abhängigkeit von der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung und des FRP definiert sind, versteht es sich, dass andere Variablen gewählt werden könnten. Wenn die Kalibrierungsbedingungen die Einspritzvorrichtung (und die Bedingungen für die Beprobung des Kraftstoffleitungsdrucks) nicht erfüllt sind, dann beinhaltet das Verfahren bei 306 das Nichterfassen der Ausgabe eines Kraftstoffleitungsdrucksensors, der an eine Direkt- und/oder Saugrohreinspritzvorrichtungskraftstoffleitung gekoppelt ist. Das Verfahren endet dann.
Wenn die Kalibrierungsbedingungen bei 304 erfüllt sind, dann wird bei 308 bestimmt, ob ein erster Satz von Bedingungen zum Schätzen des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses erfüllt ist. Der erste Satz von Bedingungen kann Bedingungen entsprechen, bei denen eine Schätzung des durchschnittlichen Kraftstoffdrucks über die Verwendung eines gleitenden Fensters erwünscht ist (über Vorhersage des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks auf Grundlage des während einem Ruhezeitraum die Einspritzvorrichtung gemessenen Drucks). Der erste Satz von Bedingungen beinhaltet zum Beispiel eine unter dem Schwellenwert liegende Anstiegsrate des Kraftstoffleitungsdrucks. Eine über dem Schwellenwert liegende Anstiegsrate des Kraftstoffleitungsdrucks kann auftreten, wenn eine Hochdruck-DI-Kraftstoffpumpe abgeschaltet wird, um die Datenerfassungsphase von eines druckbasierten Einspritzvorrichtungsausgleichsprogramms zu berücksichtigen.
Daher kann die Steuerung eine FRP-Rauschverringerungstechnik auf Grundlage unterschiedlicher Überlegungen auswählen. Zunächst kann die Steuerung die neueste FRP-Probe verwenden, um die erforderliche Impulsbreite angesichts der/des gewünschten eingespritzten Kraftstoffmasse oder -volumens zu berechnen. Dieser Ansatz funktioniert gut, wenn der FRP weitgehend konstant ist. Er kann jedoch aufgrund der zyklischen Änderung des FRP-Signals fehleranfällig sein. Ein weiterer beispielhafter Ansatz, der in dieser Schrift als das gleitende Fenster oder „240 °-Rückblick-“Ansatz bekannt ist, mittelt die letzten 240 ° von Beprobungen von einer Millisekunde. Der 240 °-Rückblick-Ansatz ist für 3- und 6-Zylinder-Motoren mit einem Nocken mit 3 Erhebungen geeignet, der die DI-Pumpe antreibt. Andere Winkelfenster (wie etwa 720 ° oder ein anderer Fensterwert) sind für andere Konfigurationen mit einer alternativen Kombination aus Anzahl von Nocken und Zylindern geeignet. Das Winkelfenster wird ausgewählt, um das kürzeste sich wiederholende FRP-Muster bei gleichbleibenden Einspritzungen und Pumpenhüben zu erfassen. Ein weiterer verbesserter Ansatz zur Messung des FRP wird durch das Messen und das Mitteln des FRP während des Ruhezeitraums der Einspritzvorrichtung gebildet. Dies ist nützlich für die Berechnung der erforderlichen Einspritzvorrichtungsimpulsbreite für eine gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse und es ist für das Messen des FRP zwischen Einspritzungen notwendig, die verwendet werden, um den FRP-Abfall aufgrund einer Einspritzung zu bestimmen. Somit kann es zur Berechnung einer DI-Impulsbreite zwei Verfahren geben, die verwendet werden. Die Steuerung kann die verwenden Messungen zwischen Einspritzungen nach Möglichkeit verwenden und andernfalls kann die Steuerung den Rückblick-Ansatz verwenden (der für 240 ° oder ein alternatives Fenster gelten kann). Bei hohen Motordrehzahlen oder großem Kraftstoffimpulsbreiten können sich die DI-Einspritzphasen überlagern, wodurch jegliche Einspritzüberlagerungsphase im Wesentlichen beseitigt wird. Um druckbasierten Einspritzvorrichtungsausgleich (pressure-based Einspritzvorrichtung balancing - PBIB) durchzuführen, muss die Steuerung FRP während der Phase zwischen Einspritzungen beproben. Wenn diese FRP-Messung verfügbar ist, kann sie außerdem zum Berechnen der erforderlichen Impulsbreite für ein(e) bestimmte(s) vorgesehene(s) eingespritzte(s) Kraftstoffmasse (oder -volumen) verwendet werden. Sobald die Bedingung beinhaltet, dass mehrere Einspritzvorrichtungen gleichzeitig angeschaltet sind, hört eine Phase zwischen Einspritzungen auf zu existieren. Das PBIB-Erlernen hört ebenfalls auf. Die DI-Impulsbreitenplanung wird jedoch mit einer alternativen FRP-Messung (z. B. 240 ° Rückblick) fortgesetzt.
Wenn der erste Satz von Bedingungen erfüllt ist, beinhaltet das Verfahren bei 310 das Erlernen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks (FRP) für jede Einspritzvorrichtung über FRP-Proben, die über ein gleitendes Fenster gesammelt und gemittelt werden, wobei das Fenster für jede Einspritzvorrichtung eingestellt wird. Eine detaillierte Beschreibung des Ansatzes des „gleitenden Fensters“ wird bei 4 bereitgestellt. Wenn ansonsten der erste Satz von Bedingungen nicht erfüllt ist, dann beinhaltet das Verfahren bei 311 das Erlernen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks (FRP) für jede Einspritzvorrichtung über FRP-Proben, die nach einer Einspritzung über einen ruhigen Bereich einer Einspritzvorrichtung gesammelt und gemittelt wurden, nach einem Einspritzereignis an der Einspritzvorrichtung, wobei der durchschnittliche FRP dann auf Grundlage von vorhergesagten leitungsdruckbeeinflussenden Ereignissen (die Einspritz- und Pumpenereignisse beinhalten) aktualisiert wird, die zwischen einem Zeitpunkt der Mittelung und einem Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses von einer bestimmten Einspritzvorrichtung auftreten. In dieser Schrift kann das Erlernen während eines Einspritzereignisses bei einer ersten Einspritzvorrichtung durchgeführt werden, und das Erlernen kann angewendet werden, um den Kraftstoffleitungsdruck zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses an einer zweiten, verschiedenen Einspritzvorrichtung zu aktualisieren. Eine detaillierte Beschreibung des Ansatzes des „Ruhezeitraums“ wird bei 5 bereitgestellt. Es versteht sich, dass, wie in dieser Schrift verwendet, der bestimmte durchschnittliche FRP dem FRP entspricht, der zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses von einer bestimmten Einspritzvorrichtung an der Kraftstoffleitung erwartet wird.
Von jedem von 310 und 311 geht das Verfahren zu 312 über, um einen Arbeitszyklus für die entsprechende Einspritzvorrichtung bei einem geplanten Einspritzereignis (n) auf Grundlage des erlernten durchschnittlichen FRP zu befehlen, der über den Ansatz des gleitenden Fensters oder über den Ansatz des Ruhezeitraums mit dem Vorhersagemodell geschätzt wird. Zum Beispiel kann die Steuerung eine Kraftstoffmasse schätzen, die von der entsprechenden Einspritzvorrichtung bei dem bevorstehenden geplanten Einspritzereignis an einen bestimmten Zylinder abgegeben werden soll. Die Steuerung kann dann eine Impulsbreite einstellen, welche die Einspritzvorrichtung auf Grundlage des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks (welcher der geschätzte durchschnittliche FRP zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses ist) befohlen wird, um die Sollkraftstoffmasse abzugeben.
Von 312 geht das Verfahren zu 313 über, um zu bestimmen, ob druckbasierte Einspritzvorrichtungsausgleichs-(PBIB-)bedingungen erfüllt sind. Das PBIB-Erlernen kann durchgeführt werden, um eine Abweichung von Einspritzvorrichtungsfehlern zu erlernen. Daher kann jede Einspritzvorrichtung einen Fehler zwischen der befohlenen abzugebenden Kraftstoffmasse und der tatsächlich abgegebenen Kraftstoffmasse aufweisen. Durch das Erlernen einzelner Einspritzvorrichtungsfehler können die Fehler ausgeglichen werden, so dass sich alle Einspritzvorrichtungen in Richtung eines gemeinsamen Fehlerwerts bewegen. Das PBIB-Erlernen kann unter ausgewählten Bedingungen durchgeführt werden, wie etwa, wenn die Motordrehzahl während die Einspritzvorrichtungsimpulsbreite geringer als eine Schwellendrehzahl ist, geringer als eine Schwellenwertdrehzahl ist, und wenn nicht geplant ist, dass mehrere Einspritzvorrichtungen gleichzeitig abgeben. Bei hohen Motordrehzahlen oder großem Kraftstoffimpulsbreiten können sich die DI-Einspritzphasen überlagern, wodurch jegliche Einspritzüberlagerungsphase im Wesentlichen beseitigt wird. Wenn mehrere Einspritzvorrichtungen gleichzeitig angeschaltet sind, hört eine Phase zwischen Einspritzungen auf zu existieren, was verhindert, dass auch jegliches PBIB-Erlernen durchgeführt wird.
Wenn die PBIB-Bedingungen nicht bestätigt werden, beinhaltet das Verfahren bei 314 das Fortsetzen, einen Impulsbreitenbefehl an jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine vorgesehene Kraftstoffmasse auf Grundlage des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der über ein gleitendes Fenster geschätzt wird, oder auf Grundlage des Ansatzes des ruhigen Bereichs mit dem Vorhersagemodell zu planen. Ansonsten kann der Impulsbreitenbefehl an die Einspritzvorrichtung auf dem zuletzt beprobten FRP basieren.
Bei 315 beinhaltet das Verfahren als Reaktion darauf, dass die PBIB-Bedingungen erfüllt werden, das Beproben des Kraftstoffleitungsdrucks während einer Phase zwischen Einspritzungen. Die Phase zwischen Einspritzungen beinhaltet die Phase, die nach dem Auslösen eines Einspritzereignisses an einer ersten Einspritzvorrichtung und bevor die Einspritzung an einer zweiten Einspritzvorrichtung verstrichen ist ausgelöst ist, und das Zünden unmittelbar nach der ersten Einspritzvorrichtung.
Bei 316 beinhaltet das Verfahren das Erlernen eines Druckabfalls für das geplante Einspritzereignis (n), nachdem es abgeschlossen ist. Dies kann das Vergleichen des für das geplante Einspritzereignis geschätzten durchschnittlichen FRP mit dem nach Abschluss des Einspritzereignisses erfassten FRP beinhalten. Alternativ kann die Steuerung den für die Einspritzung n geschätzten durchschnittlichen FRP in Bezug auf den für ein unmittelbar vorhergehendes Einspritzereignis (n-1) geschätzten durchschnittlichen Druck ohne Zwischeneinspritzereignisse vergleichen. Zum Beispiel kann der Druckabfall (in dieser Schrift auch als DeltaP bezeichnet) als (AvgPn-1)-(AvgP_n) erlernt werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung einen FRP, der während einer Phase zwischen Einspritzungen unmittelbar vor dem Zünden der ersten Einspritzvorrichtung geschätzt wird, mit einem FRP vergleichen, der während einer Phase zwischen Einspritzungen unmittelbar nach dem Zünden an der ersten Einspritzvorrichtung geschätzt wird.
Bei 318 umfasst das Verfahren das Schätzen der tatsächlichen Kraftstoffmasse, die beim geplanten Einspritzereignis n abgegeben wird, auf Grundlage des erlernten Druckabfalls. In einem Beispiel kann eine Karte, die den Druckabfall mit der Einspritzmasse korreliert, wie etwa die Karte 900 aus 9, zum Schätzen der abgegebenen Kraftstoffmasse verwendet werden. Im dargestellten Beispiel besteht eine lineare Abhängigkeit zwischen dem Abfall des Kraftstoffleitungsdrucks über ein Einspritzereignis und der Kraftstoffmasse, die von einer Einspritzvorrichtung während dieses Einspritzereignisses abgegeben wird. In anderen Beispielen kann ein Modell, eine Übertragungsfunktion, eine Lookup-Tabelle oder ein Algorithmus verwendet werden, um die abgegebene Kraftstoffmasse auf Grundlage des Druckabfalls zu erlernen. Die tatsächlich eingespritzte Masse basiert ferner auf dem Volumenmodul des Kraftstoffs, der Kraftstoffdichte und dem Kraftstoffleitungsvolumen. In einem Beispiel wird die tatsächlich eingespritzte Masse gemäß Gleichung (1) bestimmt: $\begin{array}{l} Tatsächlich eingespritzte Masse = (DeltaP/Volumenmodul) * Kraftstoffleitungsvolumen* \\ Kratfstoffdichte \end{array}$
Bei 320 beinhaltet das Verfahren das Berechnen einer Einspritzvorrichtungsfehlers zwischen der beabsichtigten befohlenen (auf Grundlage der befohlenen Arbeitszyklusimpulsbreite und des durchschnittlichen FRP zum Zeitpunkt des Einspritzereignisses) Einspritzmasse und der tatsächlichen Einspritzmasse, die aus dem Druckunterschied berechnet wurde. Der berechnete Unterschied der Kraftstoffmasse ist der Einspritzvorrichtungsfehler, der bei zukünftigen Einspritzungen ausgeglichen werden muss, um die Einspritzvorrichtungen auszugleichen. Insbesondere wird ein Kraftstoffmassenfehler für die bestimmte Einspritzvorrichtung als Unterschied zwischen der befohlenen Kraftstoffmasse (bestimmt auf Grundlage der befohlenen Impulsbreite) und der tatsächlichen Kraftstoffmasse (bestimmt auf Grundlage des gemessenen Delta-Drucks) berechnet. Der Kraftstoffmassenfehler für die bestimmte Einspritzvorrichtung wird dann mit dem entsprechenden Kraftstoffmassenfehler für andere Zylinder oder einem durchschnittlichen Kraftstoffmassenfehler für alle Motorzylindereinspritzvorrichtungen verglichen. Zum Beispiel wird der Kraftstoffmassenfehler für eine erste Saugrohr- oder Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung, über den Kraftstoff in einen ersten Zylinder während Einspritzung _n abgegeben wird, mit einem Kraftstoffmassenfehler für entsprechende Saugrohr- oder Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen verglichen, über die Kraftstoff über einen einzelnen Motorzyklus (wobei jeder Zylinder einmal über den Zyklus betankt wird) in jeden der verbleibenden Motorzylinder abgegeben wird. Auf Grundlage der Unterschiede im Kraftstoffmassenfehler zwischen den Einspritzvorrichtungen wird ein Ausgleichsgrad bestimmt, der zwischen den Einspritzvorrichtungen erforderlich ist. Die Korrekturen über alle Einspritzvorrichtungen hinweg werden berechnet, gemittelt, und dann wird der Durchschnitt von den einzelnen Einspritzvorrichtungskorrekturen abgezogen, um die verbleibenden zu erlernen Einspritzvorrichtung-zu-Einspritzvorrichtung-Korrekturen zu erlernen, die erforderlich sind, um die Einspritzvorrichtungen auszugleichen, ohne die durchschnittliche Betankung über die Zylinder zu beeinflussen. Auf diese Weise werden die relativen Fehler zwischen den Einspritzvorrichtungen erlernt und korrigiert.
Bei 322 beinhaltet das Verfahren das Anwenden einer Kraftstoffkorrektur auf mindestens die Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die beim Einspritzereignis n Kraftstoff abgegeben hat, auf Grundlage des erlernten Fehlers, um Fehler zwischen den Einspritzvorrichtungen auszugleichen. Insbesondere wird eine Kraftstoffkorrektur auf alle Motorkraftstoffeinspritzvorrichtungen angewendet, so dass alle Einspritzvorrichtungen einen (1) gemeinsamen Durchschnittsfehler aufweisen. Zum Beispiel kann eine Übertragungsfunktion jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des erlernten Kraftstoffmassenfehlers für jede Einspritzvorrichtung und eines durchschnittlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtungsfehlers aktualisiert werden, um die Variabilität der von jeder Einspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffmasse für einen bestimmten Impulsbreitenbefehl zu verringern. Die Steuerung kann einen Kraftstoffmassenfehler einer bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage einer erfassten Änderung des Kraftstoffleitungsdrucks nach dem Befehlen der Impulsbreite erlernen, und eine Übertragungsfunktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung während eines nachfolgenden Kraftstoffereignisses einstellen, um den erlernten Kraftstoffmassenfehler in Richtung eines gemeinsamen Kraftstoffmassenfehlers über alle Motorkraftstoffeinspritzvorrichtungen zu bringen. Das Verfahren endet dann.
Es versteht sich, dass die Fehler nicht in einer einzigen Messung korrigiert werden, da es Rauschen in der Messung geben kann. Daher versucht die Steuerung, den Durchschnittsfehler zu korrigieren, anstatt zu versuchen, auf das Systemrauschen zu reagieren. In einem Beispiel erfolgt dies, indem bei jedem Durchgang ein Prozentsatz der erforderlichen Korrektur vorgenommen wird, z. B. 20% beim ersten Durchgang, und dann eine weitere Messung durchgeführt wird und beim zweiten Durchgang eine weitere Korrektur von 20% vorgenommen wird, und so weiter. Auf diese Weise führen die Korrekturen dazu, dass der Durchschnittsfehler gegen Null konvergiert.
Zum Beispiel kann, wenn die Steuerung eine Einspritzung von 8.000 mg an Einspritzvorrichtung_n auf Grundlage des durchschnittlichen FRP (geschätzt über den Ansatz des gleitenden Fensters oder des ruhigen Bereichs) befehlen würde und aus dem Druckabfall nach dem Einspritzereignis bei Einspritzvorrichtung _n eine tatsächliche Einspritzmasse von 8.200 mg bestimmt werden würde, dann die Steuerung lernen, dass die bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung um 0,200 mg übertankt wurde. Um die Fehler für alle Einspritzvorrichtungen auszugleichen, wird für jede Einspritzvorrichtung ein ähnlicher Fehler bestimmt und gemittelt. Der 0,200 mg-Fehler von Einspritzvorrichtung _n wird mit dem Durchschnittsfehler verglichen. Wenn zum Beispiel der Durchschnittsfehler mit 0,180 mg berechnet wird, wird die Kraftstoffzufuhr jeder Einspritzvorrichtung eingestellt, um den Einspritzvorrichtungsfehler (für jede Einspritzvorrichtung des Motors) auf den Durchschnittsfehler zu bringen. In diesem Fall wird der Befehl an Einspritzvorrichtung_n eingestellt, um einen Überschuss von 0,020 mg zu berücksichtigen. Daher unterscheidet sich das Einstellen des Einspritzvorrichtungsfehlers zum Ausgleich der Einspritzvorrichtungen vom Einstellen des Fehlers zur Korrektur desselben. Um den Fehler zu korrigieren, hätte der Einspritzvorrichtungsbefehl eingestellt werden müssen, um einen Überschuss von 0,200 mg zu berücksichtigen.
Es versteht sich, dass möglicherweise zwei unabhängige Aufgaben zu erfüllen sind. Eine besteht darin, den FRP genau zu finden, um die erforderliche Einspritzimpulsbreite für eine zukünftige Einspritzung zuverlässig zu berechnen. Eine weitere Funktion ist das Messen des Druckabfalls über eine Einspritzung. Wenn sich die Einspritzungen nicht überlagern und die Druckimpulse der DI-Pumpe nicht stören, kann die Steuerung möglicherweise in der Lage sein, die FRP-Mittelwerte zwischen Einspritzungen zum Berechnen des Einspritzdruckabfalls zu verwenden. Zur Vorhersage des FRP kann die Steuerung mit FRP-Messungen in den Ruhezonen beginnen und die Messung aktualisieren, um einen Druck in der Zukunft abzuschätzen, nachdem einige weitere Einspritzungen oder Pumpenhübe stattgefunden haben. Alternativ kann die Steuerung eine FRP-Schätzung verwenden, die über ein definiertes Winkelfenster getroffen wurde.
Es versteht sich, dass möglicherweise zwei unabhängige Aufgaben zu erfüllen sind. Eine besteht darin, den FRP genau zu finden, um die erforderliche Einspritzimpulsbreite für eine zukünftige Einspritzung zuverlässig zu berechnen. Eine weitere Funktion ist das Messen des Druckabfalls über eine Einspritzung. Wenn sich die Einspritzungen nicht überlagern und die Druckimpulse der DI-Pumpe nicht stören, kann die Steuerung möglicherweise in der Lage sein, die FRP-Mittelwerte zwischen Einspritzungen zum Berechnen des Einspritzdruckabfalls zu verwenden. Zur Vorhersage des FRP kann die Steuerung mit FRP-Messungen in den Ruhezonen beginnen und die Messung aktualisieren, um einen Druck in der Zukunft abzuschätzen, nachdem einige weitere Einspritzungen oder Pumpenhübe stattgefunden haben. Alternativ kann die Steuerung eine FRP-Schätzung verwenden, die über ein definiertes Winkelfenster getroffen wurde.
In einem Beispiel, ist das Stützen auf die FRP-Schätzverfahren aus den 4 und 5, anstatt nur eine aktuelle FRP-Schätzung zu beproben, für den Zweck der Planung einer Einspritzimpulsbreite vorteilhaft, da die Steuerung den FRP während der Einspritzung kennen muss, die in der Zukunft auftritt. Die Steuerung kann wählen, den zu Beginn des beabsichtigten Einspritzereignisses geschätzten FRP zur Berechnung der erforderlichen Impulsbreite zu verwenden, oder den geschätzten FRP auf halbem Weg zwischen dem Beginn und dem Ende der fraglichen Einspritzung zu verwenden, um die erforderliche Impulsbreite zu berechnen.
Wenn möglich, kann sich die Steuerung auf einen FRP verlassen, der in einer Ruhezone gemessen wird, um die FRP-Schätzung/Vorhersage einzuleiten oder erneut einzuleiten. Mit zunehmender Motordrehzahl nehmen jedoch die Pumpenhubwinkel zu, die Einspritzimpulsbreiten zu oder die Anzahl der angeschalteten Einspritzvorrichtungen zu, was dazu führt, dass die Ruhezonen weniger häufig werden (oder aufhören zu existieren). In diesem Zustand beinhaltet der alternative Ansatz zum Schätzen des FRP die Mittelung des FRP über ein Winkelfenster.
Ein Problem während der Schätzung kann sein, wie bei einem konstanten Wert gefiltert wird und wie bei einem Wert gefiltert wird, der sich schnell ändert (schnelle Anstiegsrate). Wenn der Wert konstant ist, reicht ein beliebiger Filter aus, um das Rauschen zu verringern und eine genaue Schätzung des Mittelwerts zu erhalten. Wenn sich das Signal jedoch schnell ändert, bleibt ein stark gefilterter Wert derartig hinter dem realen Signal zurück, dass die Betankungsgenauigkeit beeinträchtigt werden kann. Eine Möglichkeit, dies zu beheben, besteht darin, eine starke Filterung zu verwenden, wenn das Signal weitgehend konstant ist, und eine leichte Filterung zu verwenden, wenn das Signal ansteigt. Zum Beispiel kann die Steuerung auf einem System mit 8 Zylindern und 3 Erhebungen einen Durchschnitt des FRP über die letzten 720 ° verwenden. Beim Ansteigen kann die Steuerung jedoch wählen, den Mittelungswinkel auf 180 ° oder 90 ° zu verkleinern, um weniger Fehler zu verursachen, die durch eine nacheilende Schätzung verursacht werden, und den erhöhten Fehler aufgrund des als stochastisch angesehenen Rauschens zu akzeptieren.
Unter Bezugnahme auf 4 stellt das Verfahren 400 nun einen Ansatz des gleitenden Fensters zum Schätzen des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks zum Zeitpunkt eines bevorstehenden geplanten Einspritzereignisses für eine bestimmten Einspritzvorrichtung dar. Der durchschnittliche Kraftstoffleitungsdruck wird für das Ereignis geschätzt, das in der Zukunft in Bezug auf den Zeitpunkt der Beprobung des FRP und die Schätzung des durchschnittlichen FRP auftreten wird. Mit anderen Worten wird der durchschnittliche FRP für einen Zeitpunkt geschätzt, der nicht gleichzeitig, sondern später auftritt. Bei einem Beispiel kann das Verfahren aus 4 als Teil des Verfahrens aus 3, wie etwa bei 310, als Reaktion darauf durchgeführt werden, dass ein erster Satz von Bedingungen erfüllt wird.
Bei 401 beinhaltet das Verfahren das Beproben des Kraftstoffleitungsdrucks mit einer definierten Beprobungsrate. In einem Beispiel wird der FRP durchgehend beprobt, solange die Einspritzvorrichtungskalibrierung (und die FRP-Beprobungsbedingungen) bei einer definierten Beprobungsrate erfüllt werden, wie etwa 1 Probe pro 1 Millisekunde). Proben können in Bezug auf die Nummer des Einspritzereignisses referenziert werden, wie etwa ab kurz vor einem Zeitpunkt des Beginns der Einspritzung eines bestimmten Einspritzereignisses (z. B. von vor SOI_n, wobei n die Nummer des Einspritzereignisses ist) bis kurz vor dem Beginn der Einspritzung eines unmittelbar nachfolgenden Einspritzereignisses (SOI_n+1). Der beprobte Kraftstoffleitungsdruck kann einen Kraftstoffleitungsdruck mit Saugrohreinspritzung umfassen, wenn das Einspritzereignis ein Saugrohreinspritzereignis ist, oder einen Kraftstoffleitungsdruck mit Direkteinspritzung, wenn das Einspritzereignis ein Direkteinspritzereignis ist. In einem Beispiel wird der Kraftstoffleitungsdruck mit einer Frequenz von 1 kHz beprobt. Zum Beispiel kann der Kraftstoffleitungsdruck mit einer niedrigen Datenrate von einmal pro 1 Millisekundenzeitraum (d. h. eine Druckprobe über einen Zeitraum von 1 Millisekunde mit 12 Bit) beprobt werden. In noch anderen Beispielen kann der Kraftstoffleitungsdruck mit einer hohen Geschwindigkeit beprobt werden, wie etwa 10 kHz (d. h. eine Druckprobe über einen Zeitraum von 0,1 Millisekunden mit 14 Bit), die höhere Beprobungsrate ist jedoch möglicherweise nicht wirtschaftlich. Als Ergebnis der Beprobung wird eine Vielzahl von Druckproben für jedes Einspritzereignis von jeder Einspritzvorrichtung in der Reihenfolge der Zylinderzündung gesammelt. Hierbei ist jedes Einspritzereignis als ein Zeitraum definiert, der unmittelbar vor dem Öffnen die Einspritzvorrichtung beginnt und unmittelbar vor dem Öffnen eine weiteren Einspritzvorrichtung bei einem nachfolgenden Einspritzereignis endet. Das Drucksignal kann sich verbessern, wenn die Anzahl der Zündzylinder abnimmt.
Bei 402 beinhaltet das Verfahren das Identifizieren die Einspritzvorrichtung für das nächste geplante Einspritzereignis. Dies kann das unmittelbar nächste Einspritzereignis oder ein geplantes Einspritzereignis in der Zukunft beinhalten, für das ein Impulsbreitenbefehl bestimmt und ein Einspritzvorrichtungsausgleich erlernt werden muss.
Bei 404 beinhaltet das Verfahren das Identifizieren eines gleitenden Fensters für die bestimmte Einspritzvorrichtung, bei dem das geplante Einspritzereignis auftreten wird. Wie zuvor erläutert, können Kraftstoffleitungsdrücke ein zyklisches Muster des Motors aufweisen, wobei das zyklische Muster durch die Konfiguration des Motors und des zugeordneten Kraftstoffsystems definiert ist (wie etwa auf Grundlage der Anzahl der Zylinder, der Positionierung der Zylinder entlang einer Bank und der Anzahl von Nockenerhebungen einer Hochdruckkraftstoffpumpe). Das gleitende Fenster kann einem Druckzyklus des zyklischen Kraftstoffleitungsdruckmusters entsprechen. Als ein Beispiel erzeugen die Einspritzvorrichtungen bei einem V8-Motor mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe mit 3 Erhebungen über 720 ° CAD 8 gleichmäßig verteilte Druckabfälle auf den Kraftstoffleitungsdruck. In einem solchen Fall kann der Druckzyklus 720 ° CAD betragen.
Bei 406 beinhaltet das Verfahren das Abrufen der im gleitenden Fenster gesammelten FRP-Proben. Die FRP-Proben wurden möglicherweise im Speicher der Steuerung gespeichert und mit einem Zeitstempel oder einem Kurbelwinkel/Motorstellungsstempel indiziert. Das Abrufen der erforderlichen FRP-Proben, die dem gleitenden Fenster entsprechen, kann das Verwerfen anderer Proben und das Behalten nur einer Teilmenge aller gesammelten Proben beinhalten, die dem identifizierten gleitenden Fenster entsprechen. Zum Beispiel kann für einen bestimmten Einspritzvorrichtung, für die ein Einspritzereignis n in der vorstehend beschriebenen Motorkonfiguration geplant ist, die Steuerung die FRP-Proben abrufen, die in den letzten 720 ° CAD vor dem Beginn des geplanten Einspritzereignisses n gesammelt wurden. In einem alternativen Beispiel kann die Steuerung das gleitende Fenster für eine bestimmte Einspritzvorrichtung identifizieren und dann nur FRP mit der definierten Beprobungsrate im identifizierten Fenster beproben.
Bei 408 werden die im ausgewählten gleitenden Fenster gesammelten FRP-Proben gemittelt, um einen durchschnittlichen FRP zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses zu bestimmen. Der Durchschnitt kann ein statistischer Durchschnitt oder ein gewichteter Durchschnitt der FRP-Proben sein, die im dieser Einspritzvorrichtung entsprechenden gleitenden Fenster gesammelt wurden. Das Verfahren endet dann. Somit wird der durchschnittliche Druck, der über den Ansatz des gleitenden Fensters geschätzt wird, dann verwendet, um einen Impulsbreitenbefehl für die bestimmte Einspritzvorrichtung zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses zu planen.
Durch die Mittelung der über einen Druckzyklus gesammelten Proben, wie etwa das letzte 720 °-Bewegungsintervall, kann das motorzyklische Muster aus dem FRP entfernt werden, wodurch die Zylinder-zu-Zylinder-Fehlverteilung des Kraftstoffs unbeabsichtigt gemindert wird. Durch die Verwendung einer „letzten 720 °“-Version vom FRP wird das 720 °-Wiederholungsmuster entfernt, das ansonsten ein 720 °-Kraftstoffabweichungsmuster erzeugen würde.
Während der FRP ansteigt, kann die Steuerung das gleitende Fenster zeitweise auf 90 ° oder 180 ° verringern. Alternativ kann die Steuerung den aus dem gleitenden Fenster ermittelten Durchschnittswert verwenden und diesen dann verwenden, um den FRP auf Grundlage der beabsichtigten FRP-Anstiegsrate in die Zukunft zu planen. Durch das Einspeisen eines Werts des Kraftstoffleitungsdrucks, der frei von einem zyklischen Muster ist, in die Impulsbreitenberechnung des Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann, verglichen mit dem Zuführen einer Impulsbreite auf Grundlage einer zuletzt beprobten FRP-Schätzung (d. h. die „neuesten Informationen“), eine genauere Kraftstoffmasseneinspritzung bereitgestellt werden.
Das gleitende Fenster kann je nach Motorkonfiguration variieren. Als weiteres Beispiel für eine Nockenkraftstoffpumpe mit drei Erhebungen in einem 3- und/oder 6-Zylinder-Motor kann der FRP-Druckzyklus 240 ° betragen und der durchschnittliche FRP wird über ein gleitendes 240 °-Fenster geschätzt. Als noch weiteres Beispiel für eine Nockenkraftstoffpumpe mit 4 Erhebungen in einem 4- und/oder 8-Zylinder-Motor kann der FRP-Druckzyklus 180° betragen und der durchschnittliche FRP wird über ein gleitendes 180 °-Fenster geschätzt. Als noch weiteres Beispiel für eine Nockenkraftstoffpumpe mit drei Erhebungen in einem 4- und/oder 8-Zylinder-Motor kann der FRP-Druckzyklus 720 ° betragen und der durchschnittliche FRP wird über ein gleitendes 720 °-Fenster geschätzt. Als noch weiteres Beispiel für eine Nockenkraftstoffpumpe mit vier Erhebungen in einem 3- und/oder 6-Zylinder-Motor kann der FRP-Druckzyklus 360 ° betragen und der durchschnittliche FRP wird über ein gleitendes 360 °-Fenster geschätzt.
Eine beispielhafte Umsetzung des Verfahrens aus 4 wird nun unter Bezugnahme auf das Beispiel aus 6 beschrieben. Konkret zeigt die Karte 600 die Auswahl von FRP-Proben für den durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck und die Kraftstoffmassenschätzung auf Grundlage eines Ansatzes des „gleitenden Fensters“. Die Karte 600 zeigt Verarbeitungskanten eines PIP-Sensors im Verlauf 404 und die entsprechende Motorstellung in Bezug auf den Kurbelwinkelgrad im Verlauf 602. Eine PIP-Verarbeitungskante ist als eine auf einem Motorwinkel basierende Computerverarbeitungsunterbrechung definiert, die verwendet wird, um eine Gruppe von Berechnungen auszulösen. Der erfasste FRP ist in Verlauf 612 gezeigt, wobei der FRP von einem Kraftstoffleitungsdrucksensor erfasst wird. Die Proben werden jeweils in Intervallen von 1 ms entnommen, wobei jedes Rechteck/Kästchen einer einzelnen Probe entspricht. Der Betrieb von jeder der 8 Einspritzvorrichtungen, die an 8 verschiedene Zylinder (beschriftet als 1-8) eines Motors gekoppelt sind, wird in den Verläufen 608a-h gezeigt. Die Pumpenhübe vonjeder der 3 Nockenerhebungen einer Hochdruckkraftstoffpumpe sind in Verlauf 610 gezeigt. Im vorliegenden Beispiel sind die Einspritzvorrichtungen in der Reihenfolge ihrer Zündung nummeriert.
Das Beispiel veranschaulicht die Identifizierung eines gleitenden Fensters, innerhalb dessen Grenzen FRP-Proben gemittelt werden, um einen durchschnittlichen Druck zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses zu schätzen. Der auf diese Weise auf Grundlage eines Ansatz eines gleitenden Fensters geschätzte durchschnittliche FRP wird dann verwendet, um einen Impulsbreitenbefehl eines Arbeitszyklus an die bestimmte Einspritzvorrichtung zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses zu berechnen. Ein erlernter Einspritzvorrichtungsfehler wird dann durch andere Einspritzvorrichtungen ausgeglichen.
Eine erste Einspritzvorrichtung in Zylinder#l (hier als Einspritzvorrichtung #1 bezeichnet) zündet bei Ereignis 620a, bevor Zylinder #5 im dargestellten Beispiel bei Ereignis 622a zündet. Einspritzvorrichtung#1 zündet bei Ereignis 620b, während der Zylinders #5 als nächstes bei Ereignis 622b zündet. Vor dem Befehl einer Kraftstoffimpulsbreite für das Ereignis 620b kann die Steuerung einen durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck schätzen, der zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses 620b in die Einspritzvorrichtung #1 vorhanden ist. Zu diesem Zweck kann die Steuerung auf Grundlage der Motorkonfiguration ein letztes 720 °-Fenster für die Einspritzvorrichtung #1 auswählen, in dieser Schrift als Fenster 614 dargestellt (kleine gestrichelte Linie). Das Fenster 614 beinhaltet mindestens einen Hub jeder Nockenerhebung der HPP, wie durch das Vergleichen des Fensters 614 mit dem Verlauf 610 ersichtlich ist. Das Fenster 614 kann daher FRP-Proben umfassen, die von einem Beginn des Einspritzereignisses 620a (oder sogar kurz vor dem Beginn des Einspritzereignisses 620a, wie etwa 5 Millisekunden vor dem Beginn von 620a) bis zu über die nächsten 720 ° gesammelten Proben bis vor dem Beginn des Einspritzereignisses 620b gesammelt wurden. Eine Kraftstoffimpulsbreite wird dann Einspritzvorrichtung#1 zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses 620b befohlen, um eine gewünschte Kraftstoffmasse bereitzustellen, wobei die Impulsbreite in Abhängigkeit vom über das Fenster 614 gemittelten FRP eingestellt wird.
Auf ähnliche Weise kann die Steuerung vor dem Befehlen einer Kraftstoffimpulsbreite für das Ereignis 622b einen durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck schätzen, der zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses 622b in die Einspritzvorrichtung #5 vorhanden ist. Zu diesem Zweck kann die Steuerung auf Grundlage der Motorkonfiguration ein letztes 720 °-Fenster für die Einspritzvorrichtung #5 auswählen, in dieser Schrift als Fenster 616 dargestellt (große gestrichelte Linie). Das Fenster 616 beinhaltet mindestens einen Hub jeder Nockenerhebung der HPP, wie durch das Vergleichen des Fensters 616 mit dem Verlauf 610 ersichtlich ist. Das Fenster 616 kann daher FRP-Proben umfassen, die von einem Beginn des Einspritzereignisses 622a (oder sogar kurz vor dem Beginn des Einspritzereignisses 622a, wie etwa 5 Millisekunden vor dem Beginn von 622a) bis zu über die nächsten 720 ° gesammelten Proben bis vor dem Beginn des Einspritzereignisses 622b gesammelt wurden. Eine Kraftstoffimpulsbreite wird dann Einspritzvorrichtung#5 zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses 622b befohlen, um eine gewünschte Kraftstoffmasse bereitzustellen, wobei die Impulsbreite in Abhängigkeit vom über das Fenster 616 gemittelten FRP eingestellt wird.
Auf die gleiche Weise kann die Steuerung vor einem geplanten Einspritzereignis in jedem Zylinder den zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses in der Kraftstoffleitung vorhandenen Durchschnittsdruck schätzen, indem sie über einen letzten Druckzyklus des Motors geschätzte Proben mittelt (in dieser Schrift die letzten 720 ° CAD). Indem der FRP herangezogen wird, der über das Fenster 614 oder 616 gemittelt wird, anstatt einen augenblicklichen FRP heranzuziehen, der unmittelbar vor dem geplanten Einspritzereignis (620b oder 622b) geschätzt wird, werden unbeabsichtigte Betankungsfehler verringert.
Durch das Vergleichen des Durchschnittsdrucks für das geplante Einspritzereignis 620b, 622b mit einem nach dem Einspritzereignis erfassten FRP kann die Steuerung eine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmasse schätzen. Durch das Vergleichen dieser Kraftstoffmasse mit der befohlenen Kraftstoffmasse für diese Einspritzereignisse kann ein Kraftstofffehler für jede entsprechende Einspritzvorrichtung erlernt werden. Durch ähnliches Erlernen des Kraftstofffehlers für jede Einspritzvorrichtung und das Einstellen der Impulsbreitenbefehle für den Arbeitszyklus für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung können die Einspritzvorrichtungsfehler ausgeglichen werden, um einen gemeinsamen Fehler bereitzustellen, welcher der Durchschnitt der erlernten Einspritzvorrichtungsfehler über alle Motorzylinder ist.
Unter Bezugnahme auf 5 stellt das Verfahren 500 nun einen auf einem ruhigen Bereich einer Einspritzvorrichtung basierten Ansatz zum Schätzen des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks zum Zeitpunkt eines bevorstehenden geplanten Einspritzereignisses für eine bestimmten Einspritzvorrichtung dar. Der durchschnittliche Kraftstoffleitungsdruck wird für das Ereignis geschätzt, das in der Zukunft in Bezug auf den Zeitpunkt der Beprobung des FRP und die Schätzung des durchschnittlichen FRP auftreten wird. Mit anderen Worten wird der durchschnittliche FRP für einen Zeitpunkt geschätzt, der nicht gleichzeitig, sondern später auftritt. In einem Beispiel kann das Verfahren aus 5 als Teil des Verfahrens aus 3, wie etwa bei 312, als Reaktion darauf durchgeführt werden, dass ein erster Satz von Bedingungen für einen auf einem gleitenden Fenster basierten Ansatz nicht erfüllt wird.
Bei 502 beinhaltet das Verfahren, wie bei 401, das Beproben des Kraftstoffleitungsdrucks mit einer definierten Beprobungsrate. In einem Beispiel wird der FRP durchgehend mit einer definierten Beprobungsrate von 1 Beprobung alle 1 Millisekunde beprobt. Proben können in Bezug auf die Nummer des Einspritzereignisses referenziert werden, wie etwa ab kurz vor einem Zeitpunkt des Beginns der Einspritzung eines bestimmten Einspritzereignisses (z. B. von vor SOI_n, wobei n die Nummer des Einspritzereignisses ist) bis kurz vor dem Beginn der Einspritzung eines unmittelbar nachfolgenden Einspritzereignisses (SOI_n+1). Der beprobte Kraftstoffleitungsdruck kann einen Kraftstoffleitungsdruck mit Saugrohreinspritzung umfassen, wenn das Einspritzereignis ein Saugrohreinspritzereignis ist, oder einen Kraftstoffleitungsdruck mit Direkteinspritzung, wenn das Einspritzereignis ein Direkteinspritzereignis ist. In einem Beispiel wird der Kraftstoffleitungsdruck mit einer Frequenz von 1 kHz beprobt. Zum Beispiel kann der Kraftstoffleitungsdruck mit einer niedrigen Datenrate von einmal pro 1 Millisekundenzeitraum (d. h. eine Druckprobe über einen Zeitraum von 1 Millisekunde mit 12 Bit) beprobt werden. In noch anderen Beispielen kann der Kraftstoffleitungsdruck mit einer hohen Geschwindigkeit beprobt werden, wie etwa 10 kHz (d. h. eine Druckprobe über einen Zeitraum von 0,1 Millisekunden mit 14 Bit), die höhere Beprobungsrate ist jedoch möglicherweise nicht wirtschaftlich. Als Ergebnis der Beprobung wird eine Vielzahl von Druckproben für jedes Einspritzereignis von jeder Einspritzvorrichtung in der Reihenfolge der Zylinderzündung gesammelt. Hierbei ist jedes Einspritzereignis als ein Zeitraum definiert, der unmittelbar vor dem Öffnen die Einspritzvorrichtung beginnt und unmittelbar vor dem Öffnen eine weiteren Einspritzvorrichtung bei einem nachfolgenden Einspritzereignis endet. Das Drucksignal kann sich verbessern, wenn die Anzahl der Zündzylinder abnimmt.
Bei 504 beinhaltet das Verfahren das Abrufen von Proben, die während einem Ruhezeitraum der Kraftstoffleitung gesammelt wurden, während Proben verworfen werden, die während Einspritzereignissen und Pumpenhüben gesammelt wurden, bei denen tendenziell Rauschen auftritt. Zum Beispiel beinhaltet das Verwerfen von Proben, die während Einspritzereignissen gesammelt wurden, das Verwerfen von Proben, die über eine Dauer der Einspritzvorrichtungsöffnung gesammelt wurden. Dies beinhaltet Proben, die unmittelbar vor Beginn der Einspritzung (start of Einspritzung - SOI) eines Einspritzereignisses n von einer bestimmten Einspritzvorrichtung (d. h. einem Zeitpunkt, zu dem sich die Einspritzvorrichtung zu öffnen beginnt, um Kraftstoff abzugeben) bis zum Ende der Einspritzung (end of Einspritzung - EOI) des Einspritzereignisses n (d. h. einem Zeitpunkt, zu dem sich die Einspritzvorrichtung nach Abgabe der befohlenen Kraftstoffmenge vollständig geschlossen hat) entnommen wurden. Proben, die für eine Schwellenwertdauer nach EOI_n entnommen wurden, werden ebenfalls verworfen. Die Schwellenwertdauer kann eine kalibrierte Dauer sein, die auf Grundlage der Beprobungsfrequenz und dem Kraftstoffleitungsdruck ausgewählt wurde. Die Beprobungsfrequenz beeinflusst die Entscheidung, dass, außer für ein bestimmtes System, die Dämpfung der Druckänderungen der Kraftstoffleitung unabhängig vom FRP konstant ist. Eine beispielhafte Schwellenwertdauer beträgt 5 Millisekunden (ms). Wenn mehr Dämpfungsgeometrien vorhanden sind, kann die Schwellenwertdauer kleiner sein. Ein einzelner Sensor, der einem 8-Zylinder Motor bei 1200 U / min zugeordnet ist, endet mit Einspritzungen im Abstand von 12,5 ms. In einem Beispiel, bei dem die Beprobungsfrequenz einmal alle 1 ms beträgt, beträgt die Schwellenwertdauer 5 ms. In dieser Schrift wird die Schwellenwertdauer kalibriert, um einer Dauer zu entsprechen, über die das Klingeln des Kraftstoffleitungsdrucks abfällt. Das Schließen eines Zapfens einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum EOI-Zeitpunkt führt zu einer Schwingung, die veranlasst, dass der Kraftstoffleitungsdruck schwankt oder „klingelt“. Die Schwingung wird allmählich gedämpft. Wenn jedoch der oszillierende Kraftstoffleitungsdruck beim Schätzen des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks über ein Einspritzereignis berücksichtigt wird, kann der tatsächliche Kraftstoffleitungsdruck überschätzt werden, was zu Aliasing-Fehlern führt. Dies kann sich wiederum auf die Kraftstoffmasse auswirken, die als von der Einspritzvorrichtung abgegeben geschätzt wurde. Um diese Aliasing-Fehler zu verringern, werden die in der verrauschten Zone (d. h. in der Zone, in welcher der Druck noch klingelt) gesammelten FRP-Proben verworfen und nur die in der ruhigen Zone (d. h. in der Zone, in welcher der Druck nicht klingelt) gesammelten Proben bei der Schätzung der Kraftstoffmasse verwendet.
Bei 506 beinhaltet das Verfahren das Mitteln aller im Ruhezeitraum gesammelten Proben, um eine anfängliche Schätzung des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks (AvgP_initial) zu bestimmen. Hierbei können die gesammelten und gemittelten Proben des Ruhezeitraums einem Einspritzereignis an einer Einspritzvorrichtung entsprechen, die sich von der Einspritzvorrichtung unterscheiden kann, für welche die Schätzung für ein geplantes Einspritzereignis aktualisiert wird. Die Mittelung über den Ruhezeitraum beinhaltet die Mittelung aller Proben, die nach der kalibrierten Dauer (d. h. seitdem der EOI_n verstrichen ist bis kurz vor dem Beginn des unmittelbar darauf folgenden Einspritzereignisses (SOC_n+l)) gesammelt wurden. Die Mittelung kann das Schätzen eines Mittelwerts der ausgewählten Proben beinhalten. Alternativ kann ein weiterer statistischer Wert, wie etwa der Median, der Modus oder der gewichtete Durchschnitt, der ausgewählten Proben bestimmt werden. Darüber hinaus können die Proben über einen Filter verarbeitet werden. Durch die Mittelung der im ruhigen Bereich des Kraftstoffleitung gesammelten Proben wird das Messrauschen weiter verringert, wodurch die Zuverlässigkeit der Druckschätzung verbessert wird. Indem der gemittelte Wert des Ruhezeitraum des FRP als anfängliche durchschnittliche Druckschätzung zum Schätzen einer Kraftstoffmasse herangezogen wird, ermöglicht das geringere Rauschen eine höhere Genauigkeit und eine verbesserte Auflösung als eine einzelne Probe, die unabhängig von der Einspritzung oder dem Pumpenzeitpunkt entnommen wird.
Unter kurzer Bezugnahme auf 8 zeigt die Karte 800 eine beispielhafte Darstellung der Auswahl von FRP-Proben zur anfänglichen durchschnittlichen Einspritzdruckschätzung in einem Ruhezeitraum einer Einspritzvorrichtung. Die Karte 800 zeigt ein (Roh-)Signal, das von einem Kraftstoffleitungsdrucksensor entlang der y-Achse bei Verlauf 802 im Zeitverlauf der x-Achse erzeugt wird. Die Proben werden in Intervallen von 1 ms gesammelt.
Es ist ein Teil von 3 aufeinanderfolgenden Einspritzereignissen dargestellt. Die Einspritzereignisse treten in verschiedenen Zylindern und über verschiedene Einspritzvorrichtungen auf. Für jedes Einspritzereignis werden eine Rauschzone und eine Ruhezone definiert. Die Rauschzone umfasst einen Bereich der Druckbeprobung, bei dem sich die Einspritzvorrichtung öffnet und schließt, sowie eine Dauer nach dem Schließen der Einspritzvorrichtung, in welcher der Druck schwankt oder klingelt. Die Ruhezone beinhaltet Druckproben für ein bestimmtes Einspritzereignis außerhalb der Rauschzone und vor der Druckbeprobung eines nachfolgenden Einspritzereignisses.
Für Einspritzung#1 werden Proben, die außerhalb der entsprechenden Ruhezone (Ruhezone_1) gesammelt wurden, verworfen und ein durchschnittlicher Druck P1 wird für die in der Ruhezone gesammelten Proben bestimmt. Für unmittelbar nachfolgende Einspritzung#2 werden Proben, die in der Rauschzone (Rauschzone_2) gesammelt wurden, verworfen und ein durchschnittlicher Druck P2 wird für die in der Rauschzone_2 gesammelten Proben bestimmt.
Wenn die in den Rauschzonen gesammelten Proben ebenfalls beinhaltet wären, wären Aliasing-Fehler aufgetreten. Zum Beispiel wäre der durchschnittliche Druck von Einspritzung#1 P1', höher als P1, gewesen. Zusätzlich wäre der durchschnittliche Druck für Einspritzung#2 P2' gewesen. Wenn der Druck während der Druckschwankung beprobt worden wäre, würde man im Allgemeinen, wie durch Untersuchung ersichtlich, keine Probe erhalten, die den durchschnittlichen Druck zwischen den Einspritzungen darstellt. Stattdessen würde der beprobte Druck den Durchschnitt falsch hoch oder niedrig beeinflussen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5 beinhaltet das Verfahren bei 508 das Identifizieren einer Einspritzvorrichtung n, bei der ein zukünftiges geplantes Einspritzereignis erwartet wird, wobei das zukünftig geplante Einspritzereignis dem Einspritzereignis entspricht, für das ein Impulsbreitenbefehl bestimmt werden soll. Bei 510 beinhaltet das Verfahren das Schätzen einer Dauer bis zum geplanten Einspritzereignis. Insbesondere kann die Steuerung eine Zeitdauer oder Kurbelwinkelgrade schätzen, die zwischen einem Zeitpunkt, in welchem der über den Ruhezeitraum beprobte FRP gemittelt wird, und einem Zeitpunkt des Endes des geplanten Einspritzereignisses vergehen.
Bei 512 kann die Steuerung eine Anzahl und Art von Ereignissen zur Änderung des Kraftstoffleitungsdrucks in der geschätzten Dauer identifizieren (d. h. die Dauer zwischen dem Schätzen des durchschnittlichen FRP auf Grundlage des während dem Ruhezeitraum beprobten FRP und des geplanten Einspritzereignisses). Die Steuerung kann eine Anzahl von Zwischenpumpenhüben einer Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe mit Nockenerhebungen vorhersagen, die in dieser Dauer bei 514 auftreten können. Die Steuerung kann eine Anzahl von Zwischeneinspritzereignissen vorhersagen, die in dieser Dauer bei 516 auftreten können. Die Anzahl der Zwischenpumpenhübe und Einspritzereignisse kann über ein Modell, einen Algorithmus oder Lookup-Tabelle vorhergesagt werden, welche die Motorkonfiguration und die indizierte Stellung des Motors zum Zeitpunkt der durchschnittlichen FRP-Schätzung als Eingaben verwendet.
Bei 518 beinhaltet das Verfahren das Vorhersagen der Druckänderung über die identifizierten druckverändernden Einspritz- oder Pumpenhubereignisse. Zum Beispiel können die Einspritzereignisse dem Druckabfall zugeordnet sein, während die Pumpenhubereignisse einem Druckanstieg zugeordnet sein können. Bei 520 wird der anfängliche durchschnittliche Druck, der auf Grundlage der im Ruhezeitraum der Einspritzvorrichtung gesammelten FRP-Proben geschätzt wird, auf Grundlage der vorhergesagten Druckänderungen der druckverändernden Ereignisse aktualisiert, deren Auftreten über die Dauer bis zum geplanten Einspritzereignis an der Einspritzvorrichtung erwartet werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass Zylinder-zu-Zylinder-Kraftstofffehlverteilungsfehler aufgrund einer Verzögerung zwischen der „letzten“ FRP-Messung und dem tatsächlichen zukünftigen Kraftstoffeinspritzereignis auftreten können. Dementsprechend kann die Steuerung den Kraftstoffdruck beim zukünftig geplanten Ereignis vorhersagen. Wenn der FRP weitgehend konstant wäre, würde die Verwendung des Solldrucks oder des tatsächlichen Drucks zur Schätzung der Kraftstoffmasse funktionieren. Während des druckbasierten Einspritzvorrichtungsausgleichs, der während des fallenden Drucks auftritt, wird die Kraftstoffmassenschätzung jedoch durch die Fehlverteilungsauswirkung des Kraftstoffs verwechselt. Durch das Betrachten einer bestimmten Kombination eines Einspritz- und Pumpenmusters bei einem bestimmten Motor kann die Steuerung mit einer letzten durchschnittlichen FRP-Messung beginnen und einen zukünftigen FRP während eines zukünftig geplanten Einspritzereignisses vorhersagen. Daher kann dieser Ansatz gegenüber anderen Verfahren unterschiedliche Vorteile bereitstellen. Zum Beispiel sind abgasbasierte Verfahren nicht so zuverlässig, da nicht bekannt ist, ob die Zylinderluft gleichmäßig verteilt ist. Es gibt Einspritzvorrichtungsausgleichsverfahren, die das elektrische Stromsignal von der Einspritzvorrichtung verwenden, aber nur an der Korrektur der Öffnungszeitabweichung arbeiten. Im Vergleich dazu funktioniert der auf dem ruhigen Bereich basierende Ansatz sowohl über der ballistischen Zone als auch über der vollständig geöffneten Zone einer Einspritzvorrichtung.
Insbesondere sind der FRP-Druckabfall und die/das tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmasse/- volumen direkt proportional. Selbst wenn der Verdichtungsmodul oder die Dichte auf Grundlage der Kraftstoffzusammensetzung oder -temperatur variieren, können die Einspritzungen noch immer ausgeglichen werden. Ausgeglichen bedeutet, dass alle den gleichen Fehler aufweisen. Dies ergibt Zylinder-zu-Zylinder-Einheitlichkeit der Kraftstoffmenge. Die absolute Kraftstoffgenauigkeit wird durch die Abgassauerstoffsensoren beschnitten. Obwohl elektrische Verfahren nützlich sind, können sie aufgrund von Düsenströmungsunterschieden von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung keine Einspritzvorrichtungsunterschiede feststellen.
Im Fall eines Einspritzereignisses kann die Steuerung eine Verringerung des FRP vorhersagen und kann dementsprechend den durchschnittlichen geschätzten FRP um einen Druckbetrag (Druckdelta) verringern, der sich aus dem Einspritzen der beabsichtigten Einspritzmasse gemäß Gleichung (2) folgendermaßen ergibt: $\begin{array}{l} Druckabfall aufgrund von Einspritzung = wirksamer Verdichtungsmodul / \\ Kraftstoffleitungsvolumen *zur Einspritzung vorgesehene Kraftstoffmasse/Kraftstoffdichte \end{array}$
Im Fall, bei dem zwischen der gemittelten Probenmessung und der zukünftig geplanten Einspritzung eine Einspritzung liegt, wird der FRP, der zum Planen dieser Einspritzung verwendet werden soll, folgendermaßen bestimmt: $FRP nach Einspritzung [0] = Probenmittelwert in Ruhezone$
$\begin{array}{l} FRP nach Einspritzung [1] = FRP nach Einspritzung [0] - Druckbfall aufgrund von \\ Einspritzung [1] \end{array}$
$\begin{array}{l} FRP nach Einspritzung [2] = FRP nach Einspritzung [1] - Druckbfall aufgrund von \\ Einspritzung [2] \end{array}$
$FRP während Einspritzung [2] = (FRP nach Einspritzung [1] - FRP nach Einspritzung [2]) / 2$
Der vorstehende Algorithmus bildet den FRP vor und nach dem zukünftig geplanten Einspritzereignis ab und berechnet den Durchschnitt dieser beiden Werte. Diese Druckschätzung wird dann zur Berechnung der Impulsbreite der Einspritzvorrichtung verwendet, die erforderlich ist, um die gewünschte Kraftstoffmasse oder das gewünschte Kraftstoffvolumen zuzuführen.
Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung, wenn ein Pumpenhub vor der zukünftig geplanten Einspritzung auftritt, einen Anstieg des FRP vorhersagen und dementsprechend den durchschnittlichen geschätzten FRP um einen Druckbetrag (Druckdelta) erhöhen, der sich aus dem Pumpenhub gemäß Gleichung (3) folgendermaßen ergibt: $\begin{array}{l} Druckanstieg aufgrund eines Pumpenhubs = wirksamer Verdichtungsmodul / \\ Kraftstoffleitungsvolumen * zum Pumpen vorgesehene Kraftstoffmasse / Kraftstoffdichte \end{array}$
Wenn die über ein 720 °-Fenster der Motordrehung eingespritzte Masse gleich der über 720 ° Motorbetrieb gepumpten Kraftstoffmasse ist, bleibt der Kraftstoffleitungsdruck konstant (auf netto über einen Zeitraum von 720 °, variiert aber innerhalb dieses Zeitraums). In bestimmten Fällen, wie etwa bei 8 Einspritzungen pro 3 Pumpenhübe, führt jedoch ein Druckmuster von 720 ° zu einem unbeabsichtigten Kraftstofffehlverteilungsmuster. Und im Fall eines sinkenden Drucks, wie er über einen druckbasierten Einspritzvorrichtungsausgleich (PBIB) auftritt, verwenden die Einspritzberechnungen einen höheren als den tatsächlichen Druck für die Berechnung, wodurch die Einspritzungen unter diesen Bedingungen fetter als erwartet sind, was dem PBIB-Ziel einen Fehler hinzufügt. Durch die Verwendung eines FRP-Werts, der für zukünftig geplante Einspritzungen angemessen in die Zukunft vorhergesagt werden kann, und durch das Heranziehen des durchschnittlichen FRP durch eine Einspritzung anstelle des Drucks zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Einspritzung können diese Fehler verringert werden. Insbesondere wird eine Zylinder-zu-Zylinder-Kraftstofffehlverteilung aufgrund eines zyklischen (z. B. zyklisches Durchlaufen über 720 °) FRP-Musters verringert. Zusätzlich wird die fetter-als-beabsichtigte Einspritzung verringert, während der Druck während der PBIB sinkt. In ähnlicher Weise werden durch das Anwenden des FRP-Schätzalgorithmus, der vorhergesagte Druckänderungen ausgleicht, fetter-als-beabsichtigte Einspritzungen, während der FRP auf einen niedrigeren Sollwert verändert wird, und/oder magerer-als-beabsichtigte Einspritzungen, während der FRP auf einen höheren Sollwert verändert wird, abgewendet.
Eine beispielhafte Umsetzung des Verfahrens aus 5 wird nun unter Bezugnahme auf das Beispiel aus 7 beschrieben. Konkret zeigt die Karte 700 die Auswahl von FRP-Proben für den durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck und die Kraftstoffmassenschätzung auf Grundlage eines Ansatzes des ruhigen Bereichs der Einspritzvorrichtung. Die Karte 700 zeigt Verarbeitungskanten eines PIP-Sensors im Verlauf 704 und die entsprechende Motorstellung in Bezug auf den Kurbelwinkelgrad im Verlauf 702. Der erfasste FRP ist bei Verlauf 712 gezeigt, wobei der FRP von einem Kraftstoffleitungsdrucksensor erfasst wird. Die Proben werden jeweils in Intervallen von 1 ms entnommen, wobei jedes Rechteck/Kästchen einer einzelnen Probe entspricht. Der Betrieb von jeder der 8 Einspritzvorrichtungen, die an 8 verschiedene Zylinder (beschriftet als 1-8) eines Motors gekoppelt sind, wird in den Verläufen 708a-h gezeigt. Die Pumpenhübe von jeder der 3 Nockenerhebungen einer Hochdruckkraftstoffpumpe sind in Verlauf 710 gezeigt. Im vorliegenden Beispiel sind die Einspritzvorrichtungen in der Reihenfolge der Zündung der Zylinder nummeriert.
Das Beispiel veranschaulicht die Schätzung eines Anfangswertes des durchschnittlichen FRP während eines Ruhezeitraums einer Einspritzvorrichtung und dann das Aktualisieren des Anfangswertes über eine Vorhersage von leitungsdruckverändernden Ereignissen zwischen der anfänglichen Durchschnittsschätzung und dem Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses (das in der Zukunft auftritt). Der auf diese Weise auf Grundlage eines ruhigen Bereichs einer Einspritzvorrichtung vorhergesagte durchschnittliche FRP wird dann verwendet, um einen Impulsbreitenbefehl eines Arbeitszyklus an die bestimmte Einspritzvorrichtung zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses zu berechnen. Ein erlernter Einspritzvorrichtungsfehler wird dann durch andere Einspritzvorrichtungen ausgeglichen.
Unter Berücksichtigung eines geplanten Einspritzereignisses 721, das für die Einspritzvorrichtung #6 geplant ist, kann eine Steuerung eine anfängliche Schätzung des durchschnittlichen FRP während eines Ruhezeitraums 722 nach dem Einspritzereignis 719 berechnen, das an der Einspritzvorrichtung #4 auftritt. Dieser Ruhezeitraum 722 beinhaltet keinen FRP, der während des Einspritzereignisses 719 beprobt wurde. Das heißt, alle mit Punkt gefüllten Proben, die sich mit dem Einspritzereignis 719 überlagern, werden ausgeschlossen. Es ist ebenfalls der FRP, der über eine Verzögerung seit dem Ende des Einspritzereignisses 719 beprobt wurde, beinhaltet, der durch die durchgehend schwarz gefüllten Proben nach dem Einspritzereignis 719 dargestellt ist. Der FRP, der ab der Verzögerung seit dem Ende des Einspritzereignisses 719 und bis zum Beginn des Einspritzereignisses 712 beprobt wurde, ist in die Schätzung des Ruhezeitraums beinhaltet. Während des Einspritzereignisses 719 wird die Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Zylinders #4 (in dieser Schrift als Einspritzvorrichtung #4 bezeichnet) für eine Dauer geöffnet, die nach (ungefähr) -120° beginnt. Die Öffnungsdauer kann 20 ° betragen. FRP-Proben, die während des Öffnens der Einspritzvorrichtung #4 gesammelt wurden, werden verworfen, wie durch die gepunkteten Rechtecke 714 gezeigt. Proben, die für eine Schwellenwertdauer nach dem Ende der Einspritzung gesammelt wurden, werden ebenfalls verworfen, wie durch die durchgehend schwarz gefüllten Rechtecke 718 gezeigt. Dies sind Proben, die während der Rauschzone der Einspritzvorrichtung gesammelt wurden. FRP-Proben, die nach der Schwellenwertdauer und vor dem Beginn der nächsten Einspritzung in den Zylinder #2 gesammelt wurden, werden behalten und gemittelt. Somit kann diese Beprobung, die zwischen -90 und -30°, im ruhigen Bereich 722 nach dem Einspritzereignis 720 erfolgt, die letzte FRP-Schätzung des Ruhezeitzeitraums der Einspritzvorrichtung vor dem Einspritzereignis 721 darstellen.
Der durchschnittliche FRP, der auf Grundlage der im ruhigen Bereich 722 gesammelten Proben geschätzt wird, kann eine anfängliche FRP-Schätzung darstellen, die dann aktualisiert wird. Das Aktualisieren beinhaltet das Identifizieren aller druckverändernden Ereignisse, die zwischen dem ruhigen Bereich 722 und dem geplanten Einspritzereignis 721 auftreten. Insbesondere werden druckverändernde Ereignisse in Fenster 724 identifiziert und ihre individuellen Druckauswirkungen auf die anfängliche FRP-Schätzung werden vorhergesagt und verwendet, um eine endgültige FRP-Schätzung zu berechnen. In diesem Fall beinhaltet das Fenster 724 ein Zwischeneinspritzereignis 720 und ein Zwischenpumpenereignis 726. Es wird ein erwarteter Druckabfall aufgrund des Einspritzereignisses 720 vorhergesagt. Es wird ebenfalls ein erwarteter Druckanstieg aufgrund des Pumpenereignisses 726 vorhergesagt. Der vorhergesagte Druckanstieg und der erwartete Druckabfall werden dann zur anfänglichen FRP-Schätzung (aus Fenster 722) addiert und verwendet, um eine endgültige FRP-Schätzung zu bestimmen, die zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses 721 erwartet wird. Zum Zeitpunkt des Einspritzereignisses 721 wird dann eine Impulsbreite befohlen, die auf einer gewünschten zuzuführenden Kraftstoffmasse und der endgültigen FRP-Schätzung basiert.
Unter Berücksichtigung eines weiteren geplanten Einspritzereignisses 732, das für die Einspritzvorrichtung #1 geplant ist, kann eine Steuerung eine anfängliche Schätzung des durchschnittlichen FRP während eines Ruhezeitraums 732 nach dem Einspritzereignis 730 berechnen, das an der Einspritzvorrichtung #7 auftritt. Während des Einspritzereignisses 730 wird die Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Zylinders #7 (in dieser Schrift als Einspritzvorrichtung #7 bezeichnet) für eine Dauer nach (ungefähr) 310 CAD geöffnet. FRP-Proben, die während des Öffnens der Einspritzvorrichtung #7 gesammelt wurden, werden verworfen, wie durch die gepunkteten Rechtecke 714 gezeigt. Proben, die für eine Schwellenwertdauer nach dem Ende der Einspritzung gesammelt wurden, werden ebenfalls verworfen, wie durch die durchgehend schwarz gefüllten Rechtecke 718 gezeigt. Wenn ein Pumpenhub im Ruhezeitraum 732 aufgetreten wäre, wären während dieses Zeitraums gesammelte Proben ebenfalls verworfen worden, wie durch die schraffierten Rechtecke 716 angezeigt. Dies sind Proben, die während der Rauschzone der Einspritzvorrichtung gesammelt wurden. FRP-Proben, die nach der Schwellenwertdauer und vor dem Beginn der nächsten Einspritzung in den Zylinder #7 gesammelt wurden, werden behalten und gemittelt. Somit kann diese Beprobung, die zwischen ~320 und ~390 CAD, im ruhigen Bereich 732 nach dem Einspritzereignis 730 erfolgt, die letzte FRP-Schätzung des Ruhezeitzeitraums der Einspritzvorrichtung vor dem Einspritzereignis 732 darstellen.
Die Steuerung ist möglicherweise nicht in der Lage, den FRP während des Pumpendruckanstiegs zu ignorieren, da der Pumpenhub selbst den Druckanstieg verursacht. Die Steuerung kann die angewendete Arithmetik für den erwarteten Druckanstieg einstellen, oder alternativ kann die Steuerung die Pumpe insgesamt abschalten (oder die Pumpe abschalten).
Der durchschnittliche auf Grundlage der im ruhigen Bereich 732 gesammelten Proben geschätzte FRP, kann eine anfängliche FRP-Schätzung darstellen, die dann aktualisiert wird.
Das Aktualisieren beinhaltet das Identifizieren aller druckverändernden Ereignisse, die zwischen dem ruhigen Bereich 732 und dem geplanten Einspritzereignis 732 auftreten. Insbesondere werden druckverändernde Ereignisse in Fenster 734 identifiziert und ihre individuellen Druckauswirkungen auf die anfängliche FRP-Schätzung werden vorhergesagt und verwendet, um eine endgültige FRP-Schätzung zu berechnen. In diesem Fall beinhaltet das Fenster 734 ein Zwischeneinspritzereignis 731 und keine Zwischenpumpenereignisse. Ein erwarteter Druckabfall aufgrund Einspritzereignis 731 wird vorhergesagt und die anfängliche FRP-Schätzung (aus Fenster 732) wird eingestellt, um den Druckabfall zu berücksichtigen, wodurch eine endgültige FRP-Schätzung erzeugt wird, die zum Zeitpunkt des geplanten Einspritzereignisses 732 erwartet wird. Zum Zeitpunkt des Einspritzereignisses 732 wird dann eine Impulsbreite befohlen, die auf einer gewünschten zuzuführenden Kraftstoffmasse und der endgültigen FRP-Schätzung basiert.
Zwei andere druckverändernde Ereignisse beinhalten einen Druckanstieg aufgrund eines Anstiegs der Kraftstoffleitungstemperatur, der auftritt, wenn die Einspritzraten verringert werden; und der Kraftstoffleitungsdruckbegrenzer öffnet sich. Diese beiden nicht dargestellten Ereignisse treten seltener auf.
Durch das Vergleichen des Durchschnittsdrucks für das geplante Einspritzereignis 721, 732 mit einem nach dem Einspritzereignis erfassten FRP (wie etwa im Zwischeneinspritzungszeitraum nach den Einspritzereignissen 721 und 732 und ihren entsprechenden unmittelbar aufeinanderfolgenden Einspritzereignissen) kann die Steuerung eine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmasse für diese Ereignisse schätzen. Durch das Vergleichen dieser Kraftstoffmasse mit der befohlenen Kraftstoffmasse für diese Einspritzereignisse kann ein Kraftstofffehler für jede entsprechende Einspritzvorrichtung erlernt werden. Durch ähnliches Erlernen des Kraftstofffehlers für jede Einspritzvorrichtung und das Einstellen der Impulsbreitenbefehle für den Arbeitszyklus für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung können die Einspritzvorrichtungsfehler ausgeglichen werden, um einen gemeinsamen Fehler bereitzustellen, welcher der Durchschnitt der erlernten Einspritzvorrichtungsfehler über alle Motorzylinder ist.
Auf diese Weise können Einspritzvorrichtungsfehler durch ein genaueres Vorhersagen eines zum Zeitpunkt eines geplanten Einspritzereignisses vorhandenen Kraftstoffleitungsdrucks unter Berücksichtigung zyklischer Änderungen des FRP zuverlässiger erlernt und ausgeglichen werden. Die technische Auswirkung der Verwendung einer auf dem Druckzyklus (z. B. über 720 ° CAD) basierenden Form des Kraftstoffleitungsdrucks in der Berechnung der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung besteht darin, dass die Auswirkung eines zyklischen Druckänderungsmusters der Kraftstoffleitung auf die Kraftstoffverteilung verringert wird, wodurch die zugeordnete unbeabsichtigte Zylinder-zu-Zylinder-Kraftstoff-Luft-Fehlverteilung abgeschwächt wird. Durch das Anwenden eines Fensters mit einem gleitenden Durchschnitt mit größerem Winkel während niedriger Anstiegsraten des Kraftstoffleitungsdrucks, wie etwa während eine DI-Pumpe angeschaltet ist, kann eine Über- oder Unterschätzung des FRP aufgrund der Auswirkung von zyklischen Kraftstoffpumpenhüben abgewendet werden. Durch das Berechnen einer Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage eines FRP, der während einem „ruhigen Zeitraum“ einer Einspritzvorrichtung gemessen wurde (wenn keine Einspritzungen oder Pumpen auftreten), und durch weiteres Einstellen des berechneten durchschnittlichen Probendrucks, um vorhergesagte Druckänderungen zu berücksichtigen, die sich aus zukünftigen Einspritzungen und zukünftigen Pumpenhüben ergeben, die auftreten werden, bevor die zukünftige Einspritzimpulsbreite geplant wird, kann eine genauere Schätzung des zukünftigen FRP für das in der Zukunft geplante Einspritzereignis bereitgestellt werden. Indem der durchschnittliche Druck über einen Ruhezeitraum der Einspritzvorrichtung anstelle eines vor der Einspritzung gemessenen Kraftstoffleitungsdrucks herangezogen wird, wird ein genauerer prognostizierter Wert erzeugt. Durch das Verwenden einer zuverlässigeren Schätzung des durchschnittlichen FRP zum Zweck der Druckrückkopplungssteuerung und der Einspritzvorrichtungsimpulsbreitenmessung, wird die Einspritzvorrichtungsgenauigkeit verbessert. Zusätzlich kann eine Steuerung in der Lage sein, ein besseres Ausgleichen zwischen den Einspritzvorrichtungen aller Motorzylinder bereitzustellen, wodurch die Genauigkeit der Motorbetankung und die Gesamtleistung des Motors verbessert werden.
Ein beispielhaftes Verfahren für einen Motor umfasst Folgendes: für ein geplantes Einspritzereignis an einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks als gleitenden Durchschnitt über einen Motorzyklus seit einem letzten Einspritzereignis an die Einspritzvorrichtung und während jede Nockenerhebung einer nockenbetätigten Kraftstoffpumpe einen Hub aufweist; und das Einstellen von einer Impulsbreite, die beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlen wird. Im vorhergehenden Beispiel reagiert das Schätzen als gleitender Durchschnitt zusätzlich oder optional auf die Erfüllung der Ausgleichsbedingungen des Kraftstoffeinspritzvorrichtung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks und eines nach dem geplanten Einspritzereignis erfassten Kraftstoffleitungsdrucks; und das Einstellen der nachfolgenden Motorbetankung auf Grundlage des erlernten Einspritzvorrichtungsfehlers. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zusätzlich oder optional eine erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung, und der erlernte Kraftstoffmassenfehler der Einspritzvorrichtung gilt für die erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: das Erlernen des Kraftstoffmassenfehlers der Einspritzvorrichtung für jede verbleibende Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors und das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffmassenfehlers der Einspritzvorrichtung auf Grundlage des Kraftstoffmassenfehlers der Einspritzvorrichtung für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung, und das Einstellen der nachfolgenden Motorbetankung beinhaltet das Einstellen der Betankung von jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors auf Grundlage des erlernten Kraftstoffmassenfehlers der Einspritzvorrichtung für eine bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Bezug auf den durchschnittlichen Einspritzvorrichtungsfehler. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert der erlernte Kraftstoffmassenfehler zusätzlich oder optional ferner auf jedem von einem Kraftstoffverdichtungsmodul, einer Kraftstoffdichte und einem Kraftstoffleitungsvolumen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der nachfolgenden Motorbetankung zusätzlich oder optional das Aktualisieren einer Einspritzvorrichtungsübertragungsfunktion für die Einspritzvorrichtung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der Motorbetankung zusätzlich oder optional das Aktualisieren einer Übertragungsfunktion für jede Einspritzvorrichtung des Motors auf Grundlage des erlernten Kraftstoffmassenfehlers, um einen gemeinsamen Fehler für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitzustellen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist das Einspritzereignis zusätzlich oder optional ein Direkteinspritzereignis, und die Einspritzvorrichtung ist eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele reagiert das Schätzen zusätzlich oder optional darauf, dass die Kraftstoffpumpe angeschaltet ist, und das Schätzen ist als Reaktion darauf abgeschaltet, dass die Kraftstoffpumpe abgeschaltet ist.
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst Folgendes: während eine Hochdruckdirekteinspritzkrafstoffpumpe angeschaltet ist, das Schätzen eines durchschnittlichen Krafstoffleitungsdrucks für ein geplantes Einspritzereignis an einer Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung als ein gleitender Durchschnitt über einen Druckzyklus seit einem letzten Einspritzereignis an der Einspritzvorrichtung; und das Einstellen einer beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlenen Impulsbreite. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional ein Fenster des Druckzyklus auf Grundlage des Zeitpunkts eines Nockenerhebungshubs der Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe in Bezug auf das geplante Einspritzereignis ausgewählt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Druckzyklus zusätzlich oder optional einen Motorzyklus seit einem letzten Einspritzereignis an der Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung und mindestens einen Hub jeder Nockenerhebung der Hochdruckkraftstoffpumpe. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Druckzyklus zusätzlich oder optional einen halben Motorzyklus seit einem letzten Einspritzereignis an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage einer erfassten Änderung des Kraftstoffleitungsdrucks nach dem Befehlen der Impulsbreite, und das Einstellen einer Übertragungsfunktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung während eines nachfolgenden Kraftstoffereignisses, um den erlernten Kraftstoffmassenfehler in Richtung eines gemeinsamen Kraftstoffmassenfehlers über alle Motorkraftstoffeinspritzvorrichtungen zu bringen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional als Reaktion darauf, dass die Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe abgeschaltet ist, das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für ein geplantes Einspritzereignis unmittelbar vor dem geplanten Einspritzereignis und nachdem ein unmittelbar vorhergehenden Einspritzereignis abgeschlossen ist.
Ein weiteres beispielhaftes Motorsystem umfasst Folgendes: eine Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff von einer Kraftstoffleitung zu einem Motorzylinder; ein Kraftstoffsystem, das eine Saugpumpe und eine nockenbetätigte Hochdruckkraftstoffpumpe zur Druckbeaufschlagung der Kraftstoffleitung beinhaltet; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: vor einem geplanten Einspritzereignis an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, das Beproben des Kraftstoffleitungsdrucks über ein gleitendes Fenster, das einen Motorzyklus zwischen dem geplanten Einspritzereignis und einem unmittelbar vorhergehenden Einspritzereignis an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhaltet, wobei der Motorzyklus mindestens einen Hub jedes Nockens der Hochdruckkraftstoffpumpe beinhaltet; und das Befehlen einer Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks des gleitenden Fensters. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der Einspritzvorrichtung in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck vor dem geplanten Einspritzereignis und einem Kraftstoffleitungsdruck, der nach dem geplanten Einspritzereignis erfasst wird; und das Einstellen der Impulsbreite, die der Einspritzvorrichtung bei einem nachfolgenden Einspritzereignis der Einspritzvorrichtung auf Grundlage des erlernten Kraftstoffmassenfehlers befohlen wurde. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist zusätzlich oder optional die Einspritzvorrichtung eine erste Einspritzvorrichtung, der Motorzylinder ist ein erster Zylinder und das gleitende Fenster ist ein erstes gleitendes Fenster, wobei das System ferner eine zweite Einspritzvorrichtung umfasst, die an einen zweiten Zylinder gekoppelt ist, und die Steuerung Anweisungen beinhaltet, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das Beproben des Kraftstoffleitungsdrucks über ein zweites gleitendes Fenster, das vom ersten gleitenden Fenster versetzt ist, wobei das zweite gleitende Fenster einen weiteren Motorzyklus zwischen einem geplanten Einspritzereignis im zweiten Zylinder beinhaltet und einem unmittelbar vorhergehenden Einspritzereignis am zweiten Zylinder beinhaltet; und das Befehlen einer Impulsbreite für die zweite Einspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis im zweiten Zylinder auf Grundlage eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck des zweiten gleitenden Fensters. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen für Folgendes: als Reaktion darauf, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe abgeschaltet ist, das Befehlen einer anderen Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der über einen ruhigen Bereich der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobt wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Befehlen zusätzlich oder optional: das Beproben des Kraftstoffleitungsdrucks von unmittelbar vor dem Öffnen der Einspritzvorrichtung bei einem ersten Einspritzereignis bis unmittelbar vor dem Öffnen einer weiteren Einspritzvorrichtung bei einem zweiten, unmittelbar nachfolgenden Einspritzereignis; das Ignorieren des während des ersten Einspritzereignisses und über eine Verzögerung seit dem Schließen des Einspritzventils des ersten Einspritzereignisses gemessenen Kraftstoffleitungsdrucks; das Mitteln der verbleibenden Kraftstoffleitungsdruckproben; und das Befehlen der weiteren Impulsbreite für die Einspritzvorrichtung in Abhängigkeit vom durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck.
Ein weiteres beispielhaftes Motorverfahren umfasst Folgendes: das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks bei einem geplanten Einspritzereignis auf Grundlage eines anfänglichen über einem Ruhezeitraum einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobten und gemittelten Kraftstoffleitungsdrucks und einer vorhergesagten Änderung des Anfangsdrucks durch druckverändernde Motorereignisse, die zwischen dem Ruhezeitraum und dem geplanten Einspritzereignis auftreten; und das Einstellen von einer beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlenen Impulsbreite. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zusätzlich oder optional eine erste Einspritzvorrichtung, und das geplante Einspritzereignis ist an einer zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors geplant. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten die druckverändernden Motorereignisse zusätzlich oder optional eines oder mehrere von einem Einspritzereignis von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, die von der ersten Einspritzvorrichtung verschieden ist, und Nockenerhebungshübe einer Hochdruckkraftstoffpumpe, die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors betankt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Schätzenzusätzlich oder optional eines oder mehrere vom Schätzen einer Senkung des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund des Einspritzereignisses von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, die von der ersten Einspritzvorrichtung verschieden ist, und vom Schätzen einer Erhöhung des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund der Nockenerhebungshübe. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele reagiert das Schätzen zusätzlich oder optional darauf, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschaltet ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der anfängliche Kraftstoffleitungsdruck, der über den Ruhezeitraum der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobt und gemittelt wurde, zusätzlich oder optional Folgendes: das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der ab einer Verzögerung seit einem Ende des Schließens der ersten Einspritzvorrichtung bei einem ersten Einspritzereignis beprobt wird und bis zu einem Beginn des Öffnens einer dritten Einspritzvorrichtung bei einem zweiten Einspritzereignis unmittelbar nach dem ersten Einspritzereignis beprobt wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional das Nichtbeinhalten des Kraftstoffleitungsdrucks, der während des ersten Einspritzereignisses und innerhalb der Verzögerung seit dem Ende des Schließens der ersten Einspritzvorrichtung beim ersten Einspritzereignis in der Mittelung beprobt wurde. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks und eines nach dem geplanten Einspritzereignis erfassten Kraftstoffleitungsdrucks; und das Einstellen der nachfolgenden Motorbetankung auf Grundlage des erlernten Einspritzvorrichtungsfehlers. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die vorhergesagte Änderung zusätzlich oder optional das Identifizieren der druckverändernden Motorereignisse auf Grundlage der Motor- und Kraftstoffpumpenkonfiguration. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele sind zusätzlich oder optional die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen und die Hochdruckpumpe ist eine Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe.
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren für einen Motor umfasst Folgendes: das Arbeiten in einem ersten Modus, was das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für ein geplantes Einspritzereignis an einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung als gleitenden Durchschnitt über einen Druckzyklus seit einem letzten Einspritzereignis an der bestimmten Einspritzvorrichtung beinhaltet; und das Arbeiten in einem zweiten Modus, was das Schätzen des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für das geplante Einspritzereignis auf Grundlage eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während einem Ruhezeitraum einer früheren Einspritzung an einer weiteren Einspritzvorrichtung beprobt wurde, und vorhergesagten Einspritzereignissen und Kraftstoffpumpenhubereignissen beinhaltet, die zwischen dem früheres Einspritzereignis und dem geplanten Einspritzereignis auftreten. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional in jedem vom ersten und zweiten Modus das Einstellen von einer Impulsbreite, die der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlen wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional in jedem vom ersten und zweiten Modus das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks und eines nach dem geplanten Einspritzereignis erfassten Kraftstoffleitungsdrucks; und das Einstellen einer Übertragungsfunktion der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung, um die Kraftstoffmassenfehler der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Richtung eines gemeinsamen Kraftstoffmassenfehlers über alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors zusammenzuführen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional das Arbeiten im ersten Modus als Reaktion darauf, dass druckbasierte Einspritzvorrichtungsausgleichsbedingungen nicht erfüllt sind, und das Arbeiten im zweiten Modus als Reaktion darauf, dass Einspritzvorrichtungsausgleichsbedingungen erfüllt sind.
In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren ferner zusätzlich oder optional das Übergehen vom ersten Modus zum zweiten Modus als Reaktion auf eine Senkung der Motordrehzahl. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele sind zusätzlich oder optional die bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung und die weitere Kraftstoffeinspritzvorrichtung jeweils Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen, und während des Betriebs in jedem vom ersten und zweiten Modus ist eine nockenerhebungsbetätigte Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe angeschaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Druckzyklus zusätzlich oder optional während dem ersten Modus mindestens einen Hub jeder Nockenerhebung der Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Schätzen zusätzlich oder optional während des zweiten Modus Folgendes: das Vorhersagen einer Senkung des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während dem Ruhezeitraum aufgrund der Einspritzereignisse beprobt wurde, die zwischen dem früheren Einspritzereignis und dem geplanten Einspritzereignis auftreten; und das Vorhersagen einer Erhöhung des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während dem Ruhezeitraum aufgrund der Kraftstoffpumpenhubereignisse beprobt wurden, die zwischen dem früheren Einspritzereignis und dem geplanten Einspritzereignis auftreten.
Ein weiteres beispielhaftes Motorsystem umfasst Folgendes: einen Motor, der mehrere Motorzylinder mit jeweils einer entsprechenden Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung aufweist; ein Kraftstoffsystem, das eine Saugpumpe und eine nockenbetätigte Hochdruckkraftstoffpumpe zur Druckbeaufschlagung einer Kraftstoffdirekteinspritzleitung beinhaltet; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschaltet ist, das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der beginnend bei einer Verzögerung nach dem Beginn des Öffnens einer ersten Einspritzvorrichtung bei einem Einspritzereignis bis zu einem Beginn des Öffnens einer zweiten Einspritzvorrichtung bei einem unmittelbar nachfolgenden Einspritzereignis beprobt wird; das Vorhersagen eines oder mehrerer Einspritzereignisse und Pumpenhubereignisse zwischen dem Mitteln und einem zukünftig geplanten Einspritzereignis an einer dritten Einspritzvorrichtung; das Aktualisieren des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks auf Grundlage von Druckänderungen, die jedem von dem/den vorhergesagten einen oder mehreren Einspritzereignissen und Pumpenhubereignissen zugeordnet sind; und das Befehlen einer Impulsbreite für die dritte Einspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis in Abhängigkeit vom aktualisierten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zum Aktualisieren des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks durch das Senken des Kraftstoffleitungsdrucks um einen Faktor für jedes vorhergesagte Einspritzereignis, das zwischen der Mittelung und dem zukünftig geplanten Einspritzereignis auftritt, und das Erhöhen des Kraftstoffleitungsdrucks um einen weiteren Faktor für jedes vorhergesagte Pumpenhubereignis, das zwischen der Mittelung und dem zukünftig geplanten Einspritzereignis auftritt.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzprogramme mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuerte oder unterbrechungsgesteuerte Strategien, Multi-Tasking-, Multi-Threading-Strategien und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in der vorliegenden Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen; vielmehr ist sie zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können in Abhängigkeit von der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch für Code stehen, der in einen nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in der vorliegenden Schrift offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V-6, I-4, I-6, V-12, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im vorliegenden Zusammenhang ist der Ausdruck „ungefähr“ so gemeint, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die folgenden Ansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen 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 Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorverfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks bei einem geplanten Einspritzereignis auf Grundlage eines anfänglichen über einem Ruhezeitraum einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobten und gemittelten Kraftstoffleitungsdrucks und einer vorhergesagten Änderung des Anfangsdrucks durch druckverändernde Motorereignisse, die zwischen dem Ruhezeitraum und dem geplanten Einspritzereignis auftreten; und das Einstellen von einer beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlenen Impulsbreite.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine erste Einspritzvorrichtung, und das geplante Einspritzereignis ist an einer zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors geplant.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die druckverändernden Motorereignisse eines oder mehrere von einem Einspritzereignis von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, die von der ersten Einspritzvorrichtung verschieden ist, und Nockenerhebungshübe einer Hochdruckkraftstoffpumpe, die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors betankt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Schätzen eines oder mehrere vom Schätzen einer Senkung des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund des Einspritzereignisses von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, die von der ersten Einspritzvorrichtung verschieden ist, und vom Schätzen einer Erhöhung des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund der Nockenerhebungshübe.
Gemäß einer Ausführungsform reagiert das Abschätzen darauf, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschaltet ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der anfängliche Kraftstoffleitungsdruck, der über den Ruhezeitraum der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobt und gemittelt wurde, Folgendes: das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der ab einer Verzögerung seit einem Ende des Schließens der ersten Einspritzvorrichtung bei einem ersten Einspritzereignis beprobt wird und bis zu einem Beginn des Öffnens einer dritten Einspritzvorrichtung bei einem zweiten Einspritzereignis unmittelbar nach dem ersten Einspritzereignis beprobt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung durch das Nichtbeinhalten des Kraftstoffleitungsdrucks gekennzeichnet, der während des ersten Einspritzereignisses und innerhalb der Verzögerung seit dem Ende des Schließens der ersten Einspritzvorrichtung beim ersten Einspritzereignis in der Mittelung beprobt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks und eines nach dem geplanten Einspritzereignis erfassten Kraftstoffleitungsdrucks; und das Einstellen der nachfolgenden Motorbetankung auf Grundlage des erlernten Einspritzvorrichtungsfehlers.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die vorhergesagte Änderung das Identifizieren der druckverändernden Motorereignisse auf Grundlage der Motor- und Kraftstoffpumpenkonfiguration.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen und die Hochdruckpumpe ist eine Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für einen Motor bereitgestellt, das Folgendes aufweist: das Arbeiten in einem ersten Modus, was das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für ein geplantes Einspritzereignis an einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung als gleitenden Durchschnitt über einen Druckzyklus seit einem letzten Einspritzereignis an der bestimmten Einspritzvorrichtung beinhaltet; und das Arbeiten in einem zweiten Modus, was das Schätzen des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks für das geplante Einspritzereignis auf Grundlage eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während einem Ruhezeitraum einer früheren Einspritzung an einer weiteren Einspritzvorrichtung beprobt wurde, und vorhergesagten Einspritzereignissen und Kraftstoffpumpenhubereignissen beinhaltet, die zwischen dem früheres Einspritzereignis und dem geplanten Einspritzereignis auftreten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch in jedem vom ersten und zweiten Modus das Einstellen von einer Impulsbreite gekennzeichnet, die der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch in jedem vom ersten und zweiten Modus das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks und eines nach dem geplanten Einspritzereignis erfassten Kraftstoffleitungsdrucks; und das Einstellen einer Übertragungsfunktion der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung gekennzeichnet, um die Kraftstoffmassenfehler der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Richtung eines gemeinsamen Kraftstoffmassenfehlers über alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors zusammenzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch das Arbeiten im ersten Modus als Reaktion darauf, dass druckbasierte Einspritzvorrichtungsausgleichsbedingungen nicht erfüllt sind, und das Arbeiten im zweiten Modus als Reaktion darauf gekennzeichnet, dass Einspritzvorrichtungsausgleichsbedingungen erfüllt sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch das Übergehen vom ersten Modus in den zweiten Modus als Reaktion auf eine Abnahme der Motordrehzahl gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform sind die bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung und die weitere Kraftstoffeinspritzvorrichtung jeweils Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen, und während des Betriebs in jedem vom ersten und zweiten Modus ist eine nockenerhebungsbetätigte Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe angeschaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Druckzyklus während dem ersten Modus mindestens einen Hub jeder Nockenerhebung der Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Schätzen während des zweiten Modus Folgendes: das Vorhersagen einer Senkung des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während dem Ruhezeitraum aufgrund der Einspritzereignisse beprobt wurde, die zwischen dem früheren Einspritzereignis und dem geplanten Einspritzereignis auftreten; und das Vorhersagen einer Erhöhung des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks, der während dem Ruhezeitraum aufgrund der Kraftstoffpumpenhubereignisse beprobt wurden, die zwischen dem früheren Einspritzereignis und dem geplanten Einspritzereignis auftreten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor, der mehrere Motorzylinder mit jeweils einer entsprechenden Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung aufweist; ein Kraftstoffsystem, das eine Saugpumpe und eine nockenbetätigte Hochdruckkraftstoffpumpe zur Druckbeaufschlagung einer Kraftstoffdirekteinspritzleitung beinhaltet; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschaltet ist, das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der beginnend bei einer Verzögerung nach dem Beginn des Öffnens einer ersten Einspritzvorrichtung bei einem Einspritzereignis bis zu einem Beginn des Öffnens einer zweiten Einspritzvorrichtung bei einem unmittelbar nachfolgenden Einspritzereignis beprobt wird; das Vorhersagen eines oder mehrerer Einspritzereignisse und Pumpenhubereignisse zwischen dem Mitteln und einem zukünftig geplanten Einspritzereignis an einer dritten Einspritzvorrichtung; das Aktualisieren des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks auf Grundlage von Druckänderungen, die jedem von dem/den vorhergesagten einen oder mehreren Einspritzereignissen und Pumpenhubereignissen zugeordnet sind; und das Befehlen einer Impulsbreite für die dritte Einspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis in Abhängigkeit vom aktualisierten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen zum Aktualisieren des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks durch das Senken des Kraftstoffleitungsdrucks um einen Faktor für jedes vorhergesagte Einspritzereignis, das zwischen der Mittelung und dem zukünftig geplanten Einspritzereignis auftritt; und das Erhöhen des Kraftstoffleitungsdrucks um einen weiteren Faktor für jedes vorhergesagte Pumpenhubereignis, das zwischen der Mittelung und dem zukünftig geplanten Einspritzereignis auftritt.
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 9593637 [0003]
US 7523743 [0003]

Claims

Motorverfahren, umfassend: das Schätzen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks bei einem geplanten Einspritzereignis auf Grundlage eines anfänglichen über einem Ruhezeitraum einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobten und gemittelten Kraftstoffleitungsdrucks und einer vorhergesagten Änderung des Anfangsdrucks durch druckverändernde Motorereignisse, die zwischen dem Ruhezeitraum und dem geplanten Einspritzereignis auftreten; und das Einstellen von einer Impulsbreite, die beim geplanten Einspritzereignis auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks befohlen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine erste Einspritzvorrichtung ist, und das geplante Einspritzereignis an einer zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors geplant ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die druckverändernden Motorereignisse eines oder mehrere von einem Einspritzereignis von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, die von der ersten Einspritzvorrichtung verschieden ist, und Nockenerhebungshübe einer Hochdruckkraftstoffpumpe beinhalten, die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors betankt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Schätzen eines oder mehrere vom Schätzen einer Senkung des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund des Einspritzereignisses von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors, die von der ersten Einspritzvorrichtung verschieden ist, und vom Schätzen einer Erhöhung des Kraftstoffleitungsdrucks aufgrund der Nockenerhebungshübe beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Abschätzen darauf reagiert, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der anfängliche Kraftstoffleitungsdruck, der über den Ruhezeitraum der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beprobt und gemittelt wurde, Folgendes beinhaltet: das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der ab einer Verzögerung seit einem Ende des Schließens der ersten Einspritzvorrichtung bei einem ersten Einspritzereignis beprobt wird und bis zu einem Beginn des Öffnens einer dritten Einspritzvorrichtung bei einem zweiten Einspritzereignis unmittelbar nach dem ersten Einspritzereignis beprobt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend das Nichtbeinhalten des Kraftstoffleitungsdrucks, der während des ersten Einspritzereignisses und innerhalb der Verzögerung seit dem Ende des Schließens der ersten Einspritzvorrichtung beim ersten Einspritzereignis in der Mittelung beprobt wurde.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: das Erlernen eines Kraftstoffmassenfehlers der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des geschätzten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks und einem Kraftstoffleitungsdruck, der nach dem geplanten Einspritzereignis erfasst wird; und das Einstellen der nachfolgenden Motorbetankung auf Grundlage des erlernten Einspritzvorrichtungsfehlers.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die vorhergesagte Änderung das Identifizieren der druckverändernden Motorereignisse auf Grundlage der Motor- und Kraftstoffpumpenkonfiguration beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen sind und die Hochdruckpumpe eine Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzpumpe ist.
Motorsystem, umfassend: ein Motor mit mehreren Motorzylindern, jeder mit einer entsprechenden Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtung; ein Kraftstoffsystem, das eine Saugpumpe und eine nockenbetätigte Hochdruckkraftstoffpumpe zur Druckbeaufschlagung einer Direkteinspritzkraftstoffleitung beinhaltet; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschaltet ist, das Mitteln des Kraftstoffleitungsdrucks, der ab einer Verzögerung nach dem Beginn des Öffnens einer ersten Einspritzvorrichtung bei einem Einspritzereignis bis zu einem Beginn des Öffnens einer zweiten Einspritzvorrichtung bei einem unmittelbar nachfolgenden Einspritzereignis beprobt wird; das Vorhersagen eines oder mehrerer Einspritzereignisse und Pumpenhubereignisse zwischen dem Mitteln und einem zukünftig geplanten Einspritzereignis bei einer dritten Einspritzvorrichtung; das Aktualisieren des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck auf Grundlage von Druckänderungen, die jedem des/der vorhergesagten einem oder mehreren Einspritzereignisse und Pumpenhubereignisse zugeordnet sind; und das Befehlen einer Impulsbreite für die dritte Einspritzvorrichtung beim geplanten Einspritzereignis in Abhängigkeit vom aktualisierten durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zum Aktualisieren des durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks durch Folgendes beinhaltet: das Verringern des Kraftstoffleitungsdrucks um einen Faktor für jedes vorhergesagte Einspritzereignis, das zwischen dem Mitteln und dem zukünftig geplanten Einspritzereignis auftritt, und das Erhöhen des Kraftstoffleitungsdrucks um einen weiteren Faktor für jedes vorhergesagte Pumpenhubereignis, das zwischen dem Mitteln und dem zukünftig geplanten Einspritzereignis auftritt.