DE102020107523A1

DE102020107523A1 - Verfahren und system zum abgleichen von kraftstoffeinspritzvorrichtungen

Info

Publication number: DE102020107523A1
Application number: DE102020107523.5A
Authority: DE
Inventors: Ross Pursifull; David Oshinsky; Paul Hollar; Joseph Thomas; Michael Uhrich
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-09-24
Also published as: US20200300189A1; US10934955B2; CN111720230A

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein Verfahren und ein System zum Abgleichen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum Abgleichen von Einspritzvorrichtungen ohne Deaktivieren einer nockenbetätigten Hochdruck-Kraftstoffpumpe bereitgestellt. In einem Beispiel wird eine von einer Vielzahl von Nockenerhebungen der Pumpe selektiv und sequentiell deaktiviert, während gleichzeitig eine Gruppe von Einspritzvorrichtungen betrieben wird, um einen Druckabfall über der jeweiligen Einspritzvorrichtung zu lernen. Die Auswahl der Einspritzvorrichtungen beruht auf der Identität und dem Hubzeitpunkt der deaktivierten Nockenerhebung.

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 Direktraftstoffeinspritzvorrichtungen (direct injection - DI) zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in einen Motorzylinder und/oder mit Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen (port fuel injection- PFI) zum Einspritzen von Kraftstoff in ein Saugrohr 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), was die die Einspritzvorrichtungsvariabilität von Bauteil zu Bauteil weiter erhöhen kann. 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 einer reduzierten Kraftstoffeffizienz, höheren Auspuffemissionen, Drehmomentschwankungen, die einen Mangel an wahrgenommener Laufruhe des Motors hervorrufen, und insgesamt einer Abnahme der Motoreffizienz führen. Motoren, die mit einem Doppeleinspritzvorrichtungssystem betrieben werden, wie etwa Zweikraftstoffsysteme oder Systeme mit Saugrohrkraftstoffdirekteinspritzung (port fuel direct injection - PFDI), können sogar noch mehr Einspritzvorrichtungen (z. B. zweimal so viele) aufweisen, was die Möglichkeit von Kraftstoffeinspritzvorrichtungsvariabilität erhöht.
Verschiedene Ansätze schätzen die Leistung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, indem ein Druckabfall über eine mit einer Einspritzvorrichtung gekoppelte Kraftstoffleitung mit einer durch die entsprechende Einspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffmasse korreliert wird, was auch als Einspritzvorrichtungsabgleich auf Druckbasis (pressure base injector balancing - PBIB) bezeichnet wird. Ein beispielhafter Ansatz wird von Surnilla et al. in U.S. 9,593,637 gezeigt. Darin wird eine Kraftstoffeinspritzmenge für eine Direkteinspritzvorrichtung auf Grundlage einer Differenz des vor der Zündung der Einspritzvorrichtung gemessenen Kraftstoffleitungsdrucks (fuel rail pressure - FRP) und des FRP nach der Zündung der Einspritzvorrichtung bestimmt. Nachdem die individuellen Einspritzvorrichtungsfehler gelernt wurden, wird die Kraftstoffzufuhr des Motors so angepasst, dass die Fehler aller Einspritzvorrichtungen auf einen gemeinsamen Fehler gebracht werden, wodurch die Fehler der Einspritzvorrichtungen abgeglichen werden. Um eine Verwechslung der FRP-Schätzergebnisse mit anderen Ursachen für Druckänderungen, wie etwa zeitgleicher Zündung anderer Direkteinspritzvorrichtungen sowie Pumpstößen einer (nockenbetätigten) Hochdruck-Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe, zu reduzieren, wird die Pumpe abgeschaltet, bevor die Zündung der Einspritzvorrichtungen eingeleitet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Beispielsweise kann das Abschalten der Hochdruck-Kraftstoffpumpe vor Zündung der Einspritzvorrichtungen zu einem erheblichen Druckabfall führen, bevor alle Motoreinspritzvorrichtungen mindestens einmal zünden können. Beispielsweise kann der Druck unter einen Schwellenwert abfallen (bei dem die Pumpe wieder aktiviert werden muss), bevor eine Motorsteuerung einen vollständigen Zyklus des Einspritzvorrichtungsabgleichs durchführen kann, bei dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung jedes Zylinders einmal gezündet wird. Infolgedessen kann der durchschnittliche Kraftstoffleitungsdruck während der PBIB-Lernereignisse über unterschiedlichen Einspritzvorrichtungen unterschiedlich ausfallen.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren behoben werden, das Folgendes umfasst: selektives Deaktivieren einer Nockenerhebung einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe, während die übrigen Nockenerhebungen aktiviert bleiben; Betreiben eines ersten Satzes von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der einen Nockenerhebung deaktiviert; und Korrelieren des Druckabfalls bei jedem Einspritzereignis des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen mit dem entsprechenden Einspritzvorrichtungsbetrieb. Auf diese Weise können Änderungen des Kraftstoffleitungsdrucks, die einem Kraftstoffeinspritzereignis entsprechen, zuverlässiger bestimmt werden, was einen besseren Abgleich der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ermöglicht.
Als ein Beispiel kann ein Motorkraftstoffsystem eine Niederdruck-Kraftstoffsaugpumpe und eine nockenbetätigte Hochdruck-Kraftstoffpumpe (high pressure pump - HPP) beinhalten. Die HPP kann durch eine Vielzahl von Nockenerhebungen angetrieben werden, die auf der Konfiguration des Motors beruht, wie etwa 2, 3 oder mehr Nockenerhebungen. Während der Kraftstoffzufuhr zum Motor mit aktivierter HPP kann eine Steuerung selektiv und sequentiell eine erste Nockenerhebung deaktivieren, während die übrigen Nockenerhebungen weiter betrieben werden und Pumpenhübe erzeugen. Dann kann die Steuerung einen ersten Satz von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (der eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhalten kann) mit der ersten Nockenerhebung deaktiviert betreiben und den FRP im Laufe der Einspritzereignisse am ersten Satz von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einer definierten Abtastrate abtasten. Auf Grundlage eines Druckabfalls bei dem jeweiligen Einspritzereignis kann die Steuerung einen Einspritzvorrichtungsfehler für die jeweilige entsprechende Einspritzvorrichtung lernen. Die Steuerung kann dann die erste Nockenerhebung wieder aktivieren und eine zweite Nockenerhebung deaktivieren. Die Steuerung kann einen zweiten Satz von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (der einen oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhalten kann, die eine Identität aufweisen, die sich von der Identität des ersten Satzes von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen unterscheidet oder sich teilweise mit dieser überschneidet) mit der zweiten Nockenerhebung deaktiviert betreiben und den FRP im Laufe der Einspritzereignisse am zweiten Satz von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abtasten und dadurch einen Einspritzvorrichtungsfehler für eine jeweilige Einspritzvorrichtung auf Grundlage eines Druckabfalls bei den entsprechenden Einspritzereignissen lernen. Der erste Satz von Einspritzvorrichtungen, der betrieben wird, wenn die erste Nockenerhebung deaktiviert ist, und der zweite Satz von Einspritzvorrichtungen, der betrieben wird, wenn die zweite Nocken deaktiviert ist, können auf Grundlage eines aus dem Speicher der Steuerung abgerufenen Diagramms ausgewählt werden, wie etwa eines Diagramms, das zuvor kalibriert wurde und die Einspritzereigniszeitpunkte der einzelnen Zylinder den Zeitpunkten von Pumpenhubereignissen zuordnet. Insbesondere kann der erste Satz von Einspritzvorrichtungen Einspritzvorrichtungen beinhalten, die Einspritzereignisse aufweisen, die mit dem Pumpenhubereignis der ersten Nockenerhebung, nicht aber dem der zweiten Nockenerhebung zusammenfallen, sodass das Deaktivieren der ersten Nockenerhebung die Druckimpulswirkung der ersten Nockenerhebung während des PBIB-Lernens für den ersten Satz von Einspritzvorrichtungen entfernt. Gleichermaßen kann der zweite Satz von Einspritzvorrichtungen Einspritzvorrichtungen beinhalten, die Einspritzereignisse aufweisen, die mit dem Pumpenhubereignis der zweiten Nockenerhebung, nicht aber dem der ersten Nockenerhebung zusammenfallen, sodass das Deaktivieren der zweiten Nockenerhebung die Druckimpulswirkung der zweiten Nockenerhebung während des PBIB-Lernens für den zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen entfernt.
Auf diese Weise kann durch Anpassen einer Kombination von deaktivierten Nockenerhebungen und betriebenen Einspritzvorrichtungen, während eine bestimmte Nockenerhebung deaktiviert ist, ein Einspritzvorrichtungsfehler für alle Motoreinspritzvorrichtungen gelernt werden und können die Einspritzvorrichtungen entsprechend abgeglichen werden. Die technische Wirkung des Lernens eines Druckabfalls für ein Einspritzereignis an einer Einspritzvorrichtung bei selektiver Deaktivierung einer Nockenerhebung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe besteht darin, dass ein durchschnittlicher Zwischeneinspritzungs-FRP-Messwert für die Einspritzvorrichtung erhalten werden kann, ohne dass die Ergebnisse mit Druckimpulsen von zusammenfallenden Pumpenhubereignissen verwechselt werden. Außerdem können mehrere PBIB-Lernereignisse in kürzerer Zeit eingeplant werden, was die Aufrechterhaltung des FRP verbessert. Auf diese Weise können Fehler für alle Einspritzvorrichtungen gelernt werden, ohne dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe für einen gesamten Motorzyklus, bei dem jede Einspritzvorrichtung mindestens einmal zündet, deaktiviert werden muss. Durch selektives Deaktivieren jeweils nur einer Nockenerhebung nach der anderen wird der FRP besser aufrechterhalten, was Schwankungen beim Lernen der Einspritzvorrichtungsfehler aufgrund von FRP-Schwankungen reduziert. Durch das Lernen von Einspritzvorrichtungsfehlern für alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors mit höherer Zuverlässigkeit wird der Abgleich der Einspritzvorrichtungen verbessert.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben ist. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang 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 dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Abbildung eines beispielhaften Antriebssystems, das einen Motor beinhaltet.
2 zeigt ein beispielhaftes Kraftstoffsystem, das an den Motor aus 1 gekoppelt ist.
3 zeigt ein allgemeines Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Lernen individueller Einspritzvorrichtungsfehler auf Grundlage eines Kraftstoffleitungsdrucks, der abgetastet wird, während eine einer Vielzahl von Nockenerhebungen einer Kraftstoffpumpe selektiv deaktiviert ist.
4 bildet ein beispielhaftes Verfahren zum Auswählen einer Kombination von zu betreibenden Einspritzvorrichtungen und einer zu deaktivierenden Nockenerhebung ab.
5 bildet eine grafische Beziehung zwischen einem Kraftstoffleitungsdruckabfall und der eingespritzten Kraftstoffmenge an einem Kraftstoffeinspritzsystem ab.
6 bildet ein beispielhaftes Diagramm zum Auswählen einer Kombination von Einspritzvorrichtungen, die betrieben werden sollen, während eine bestimmte Nockenerhebung deaktiviert ist, gemäß dem Verfahren aus den 3-4 ab.
7 zeigt ein prophetisches Beispiel für PBIB-Lernen gemäß der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Kalibrieren von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Motor, wie etwa des in dem Antriebssystem aus 1 gekoppelten Kraftstoffsystems aus 2. Bei den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen kann es sich um Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen und/oder Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen handeln. Eine Steuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine, wie etwa die beispielhafte Routine aus 3, durchzuführen, um selektiv eine von einer Vielzahl von Nockenerhebungen einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu deaktivieren, während die übrigen Nockenerhebungen aktiviert bleiben, und eine Gruppe von Einspritzvorrichtungen zu betreiben. Eine Auswahl einer Nockenerhebung, die deaktiviert werden soll, und von Einspritzvorrichtungen, die betrieben werden sollen, wird gemäß der Routine aus 4 durchgeführt. Die Steuerung kann dann einen Kraftstoffleitungsdruckabfall für die Einspritzvorrichtungen bei entsprechenden Einspritzereignissen lernen. Die Steuerung kann ein Diagramm, wie etwa das beispielhafte Diagramm aus 6, nutzen, um die Gruppe von Einspritzvorrichtungen auszuwählen, die betrieben wird, während die vorgegebene Nockenerhebung deaktiviert ist. Die Steuerung kann sequentiell alle Nockenerhebungen deaktivieren und auf Grundlage der deaktivierten Nockenerhebung einen anderen Satz von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen auswerten, bis für alle Einspritzvorrichtungen mindestens ein Einspritzereignis zum Lernen des Einspritzvorrichtungsabgleichs erfolgt ist. Die Steuerung kann einen Kraftstoffdruckabfall bei einem jeweiligen Einspritzereignis mit einem Einspritzvolumen korrelieren (5), um individuelle Einspritzvorrichtungsfehler zu lernen. Anschließend werden die Befehle für die Einspritzvorrichtungen so angepasst, dass die Einspritzvorrichtungsfehler abgeglichen werden. Ein prophetisches Beispiel für das PBIB-Lernen für den Einspritzvorrichtungsabgleich ist bei 7 gezeigt.
1 zeigt eine schematische Abbildung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine 10 mit einem Doppeleinspritzvorrichtungssystem, wobei der Motor 10 sowohl mit Direktkraftstoffeinspritzung als auch mit Saugrohrkraftstoffeinspritzung 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 Position der Drosselklappe 61 einstellt, um den Luftstrom aus einem 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 - WT) und/oder einem System mit variablem Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, die von der Steuerung 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 Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung 67 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Wenngleich 1 die Einspritzvorrichtung 67 als seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann diese 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 Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als „PFI“ bezeichnet“) in das Saugrohr stromaufwärts des Zylinders 30 anstatt direkt in den Zylinder 30 bereitstellt, im Ansaugkrümmer 43 angeordnet gezeigt. Die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 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, das Kraftstoffpumpen und Einspritzvorrichtungen und Kraftstoffleitungen beinhaltet, wird unter Bezugnahme auf 2 genauer ausgeführt.
Abgase strömen durch den Abgaskrümmer 48 in eine Emissionssteuervorrichtung 70, die in einem Beispiel mehrere Katalysatorwabenkörper beinhalten kann. In einem anderen 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 veranlassen, dass die Brennkammer 30 in einer Vielfalt von Verbrennungsmodi betrieben wird, einschließlich eines homogenen Luft-Kraftstoff-Modus und eines geschichteten Luft-Kraftstoff-Modus, indem sie den Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmengen, die Sprühmuster usw. steuert. Außerdem können kombinierte geschichtete und homogene Gemische in der Kammer gebildet werden. In einem Beispiel können geschichtete Schichten durch Betreiben der Einspritzvorrichtung 66 während eines Verdichtungstakts gebildet werden. In einem anderen Beispiel kann ein homogenes Gemisch durch Betreiben einer oder beider der Einspritzvorrichtungen 66 und 67 während eines Ansaugtakts (wobei es sich um eine Einspritzung mit offenem Ventil handeln kann) gebildet werden. In noch einem anderen Beispiel kann ein homogenes Gemisch durch Betreiben einer oder beider der Einspritzvorrichtungen 66 und 67 vor einem Ansaugtakt (wobei 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. Noch weitere Beispiele können darin bestehen, dass bei unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Einspritzzeitpunkte und Gemischformulierungen verwendet werden, wie nachstehend beschrieben.
Die Steuerung 12 kann die Menge an Kraftstoff, die durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 abgegeben wird, steuern, sodass das homogene, geschichtete oder kombinierte homogene/geschichtete Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Kammer 30 derart 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. Zudem kann in den in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der Motor an einen Anlassermotor (nicht gezeigt) zum Starten des Motors gekoppelt sein. Der Anlassermotor kann beispielsweise angetrieben werden, wenn der Fahrer einen Schlüssel im Zündschalter an der Lenksäule dreht. Der Anlasser wird nach dem Motorstart deaktiviert, beispielsweise wenn der Motor 10 nach einer vorher festgelegten Zeitspanne eine vorher festgelegte Drehzahl 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 Steuern der Zeitsteuerung des Auslassventils in den Brennkammern zurückgehalten werden.
In einigen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen handeln, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor oder um ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n). In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 53. Bei der elektrischen Maschine 53 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. 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. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 53 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 56 zwischen der elektrischen Maschine 53 und dem Getriebe 57 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor einer jeweiligen Kupplung 56 senden, um die Kupplung ein- oder auszukuppeln, um die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 53 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 53 mit dem Getriebe 57 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig konfiguriert sein, darunter als paralleles, serielles oder seriell-paralleles Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 53 erhält elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 53 kann zudem als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse (I/O)104, Festwertspeicher (read-only memory - ROM) 106, Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM) 108, Keep-Alive-Speicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 empfängt der Darstellung zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, einschließlich: eines Messwerts des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 118; einer Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 38, der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; und einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor und eines Absolutkrümmerdrucksignals (absolute Manifold Pressure - MAP) von einem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal RPM wird durch die Steuerung 12 anhand des PIP-Signals auf herkömmliche Weise erzeugt und ein Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor stellt eine Angabe des Unterdrucks oder Drucks im Ansaugkrümmer bereit. Während eines stöchiometrischen Betriebs kann dieser Sensor eine Angabe der Motorlast liefern. Außerdem kann dieser Sensor gemeinsam mit der Motordrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingebrachten Ladung (einschließlich Luft) bereitstellen. In einem Beispiel erzeugt der Sensor 38, der auch als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorher festgelegte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1, wie etwa die Drossel 61, die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67, die Zündkerze 91 usw., ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Impulsbreitensignal an die Saugrohreinspritzvorrichtung und/oder die Direkteinspritzvorrichtung senden, um eine an einen Zylinder abgegebene Kraftstoffmenge einzustellen.
2 bildet schematisch eine beispielhafte Ausführungsform 200 eines Kraftstoffsystems, wie etwa des Kraftstoffsystems 190 aus 1, ab. Das Kraftstoffsystem 200 kann betrieben werden, damit Kraftstoff an einen Motor, wie etwa den Motor 10 aus 1 abgegeben wird. Das Kraftstoffsystem 200 kann durch eine Steuerung so betrieben werden, dass es einige oder alle der unter Bezugnahme auf die Verfahren aus 3 beschriebenen Vorgänge durchführt.
Das Kraftstoffsystem 200 beinhaltet einen Kraftstoffspeichertank 210 zum Speichern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe (lower pressure pump - LPP) 212 (in dieser Schrift auch als Kraftstoffsaugpumpe 212 bezeichnet) und eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (HPP) 214 (in dieser Schrift auch als Kraftstoffeinspritzpumpe 214 bezeichnet). Der Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 210 über einen Kraftstofffüllkanal 204 bereitgestellt werden. In einem Beispiel kann es sich bei der LLP 212 um eine elektrisch angetriebene Niederdruck-Kraftstoffpumpe handeln, die zumindest teilweise im Kraftstofftank 210 angeordnet ist. Die LLP 212 kann durch eine Steuerung 222 (z. B. Steuerung 12 aus 1) betrieben werden, um der HPP 214 Kraftstoff über einen Kraftstoffkanal 218 bereitzustellen. Die LPP 212 kann als eine sogenannte Kraftstoffsaugpumpe konfiguriert sein. Als ein Beispiel kann es sich bei der LPP 212 um eine Turbinenpumpe (z. B. Kreiselpumpe) handeln, die einen elektrischen (z. B. DC-) Pumpenmotor beinhaltet, wobei der Druckanstieg über die Pumpe und/oder die Volumenströmungsrate durch die Pumpe gesteuert werden können, indem die elektrische Leistung, die dem Pumpenmotor bereitgestellt wird, variiert wird, wodurch die Motordrehzahl erhöht oder verringert wird. Zum Beispiel können die Volumenströmungsrate und/oder der Druckanstieg über die Saugpumpe reduziert werden, wenn die Steuerung die der Saugpumpe 212 bereitgestellte elektrische Leistung reduziert. Die Volumenströmungsrate und/oder der Druckanstieg über die Pumpe können durch Erhöhen der elektrischen Leistung, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird, erhöht werden. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die dem Niederdruck-Pumpenmotor zugeführt wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht gezeigt) erlangt werden, wobei das Steuersystem den elektrischen Verbraucher steuern kann, der verwendet wird, um die Niederdruckpumpe mit Leistung zu versorgen. Somit werden durch das Variieren der Spannung und/oder des Stroms, die der Niederdruck-Kraftstoffpumpe bereitgestellt werden, die Strömungsrate und der Druck des Kraftstoffs, die am Einlass der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 214 bereitgestellt werden, angepasst.
Die LLP 212 kann fluidisch an ein Filter 217 gekoppelt sein, das geringfügige Verunreinigungen, die in dem Kraftstoff enthalten sind und möglicherweise Kraftstoffbehandlungskomponenten schädigen könnten, entfernt. Ein Rückschlagventil 213, das die Kraftstoffabgabe erleichtern und den Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten kann, kann fluidisch stromaufwärts des Filters 217 positioniert sein. Aufgrund des Rückschlagventils 213 stromaufwärts des Filters 217 kann die Nachgiebigkeit des Niederdruckkanals 218 vergrößert werden, da das Filter ein physisch großes Volumen aufweisen kann. Außerdem kann ein Druckentlastungsventil 219 eingesetzt werden, um den Kraftstoffdruck im Niederdruckkanal 218 (z.B. die Ausgabe der Saugpumpe 212) zu begrenzen. Das Entlastungsventil 219 kann einen Kugel-Feder-Mechanismus aufweisen, der beispielsweise bei einer vorgegebenen Druckdifferenz anliegt und abdichtet. Der Druckdifferenzsollpunkt, bei dem das Entlastungsventil 219 zum Öffnen konfiguriert sein kann, kann verschiedene geeignete Werte annehmen; als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Sollpunkt bei 6,4 bar oder 5 bar (g) liegen. Eine Öffnung 223 kann genutzt werden, um zu ermöglichen, dass Luft und/oder Kraftstoffdampf aus der Saugpumpe 212 entweichen kann. Dieses Entweichen an der Öffnung 223 kann zudem verwendet werden, um eine Strahlpumpe anzutreiben, die dazu dient, 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 Niederdruck-Kraftstoffpumpe 212 gekoppelt sind, um ein Rückströmen von Kraftstoff zu Stellen stromaufwärts der Ventile zu verhindern. In diesem Kontext bezeichnet ein stromaufwärtiger Strom einen Kraftstoffstrom, der von den Kraftstoffleitungen 250, 260 in Richtung der LPP 212 strömt, während ein stromabwärtiger Strom die Nennrichtung des Kraftstoffstroms von der LPP in Richtung der HPP 214 und weiter zu den Kraftstoffleitungen bezeichnet.
Durch die LLP 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 den Kraftstoff in eine erste Kraftstoffleitung 250 abgeben, die an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einer ersten Gruppe von Direkteinspritzvorrichtungen 252 (hierin auch als erste Einspritzvorrichtungsgruppe bezeichnet) gekoppelt ist. Der durch die LPP 212 angesaugte Kraftstoff kann zudem einer zweiten Kraftstoffleitung 260 zugeführt werden, die an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einer zweiten Gruppe von Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 (hierin auch als zweite Einspritzvorrichtungsgruppe bezeichnet) gekoppelt ist. Die HPP 214 kann betrieben werden, um den Druck des Kraftstoffs, der an die erste Kraftstoffleitung abgegeben wird, über den Saugpumpendruck hinaus zu erhöhen, wobei die erste Kraftstoffleitung an die Direkteinspritzvorrichtungsgruppe gekoppelt ist, die mit einem hohen Druck betrieben wird. Dadurch kann Hochdruck-DI ermöglicht werden, während die PFI mit einem niedrigeren Druck betrieben werden kann.
Wenngleich der Darstellung nach sowohl die erste Kraftstoffleitung 250 als auch die zweite Kraftstoffleitung 260 Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der jeweiligen Einspritzvorrichtungsgruppe 252, 262 ausgibt, versteht es sich, dass jede Kraftstoffleitung 250, 260 Kraftstoff an eine beliebige geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgeben kann. Als ein Beispiel kann die erste Kraftstoffleitung 250 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der ersten Einspritzvorrichtungsgruppe 252 für jeden Zylinder des Motors ausgeben, während die zweite Kraftstoffleitung 260 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der zweiten Einspritzvorrichtungsgruppe 262 für jeden Zylinder des Motors ausgeben 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 bilden. Wenngleich die Treiber 237, 238 außerhalb der Steuerung 222 gezeigt sind, versteht es sich, dass in anderen Beispielen die Steuerung 222 die Treiber 237, 238 beinhalten kann oder dazu konfiguriert sein kann, die Funktionalität der Treiber 237, 238 bereitzustellen. Die Steuerung 222 kann zusätzliche Komponenten enthalten, die nicht gezeigt sind, wie etwa die in der Steuerung 12 aus 1 enthaltenen.
Bei der HPP 214 kann es sich um eine motorbetriebene Verdrängerpumpe handeln. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann es sich bei der HPP 214 um eine Bosch-HDP5-Hochdruckpumpe handeln, die ein solenoidaktiviertes Steuerventil 236 (z. B. einen Kraftstoffvolumenregler, ein magnetisches Solenoidventil usw.) nutzt, um das effektive Pumpvolumen der jeweiligen Pumpstöße zu variieren. Das Auslassrückschlagventil 236 der HPP wird mechanisch gesteuert und nicht durch eine externe Steuerung elektronisch gesteuert. Die HPP 214 kann im Gegensatz zur elektromotorbetriebenen LPP 212 mechanisch durch den Motor angetrieben werden. Die HPP 214 beinhaltet einen Pumpenkolben 228, eine Pumpenverdichtungskammer 205 (hierin auch als Verdichtungskammer bezeichnet) und einen Stufenraum 227. Der Pumpenkolben 228 erhält eine mechanische Eingabe von der Motorkurbelwelle oder der Nockenwelle über einen Nocken 230, wodurch die HPP gemäß dem Prinzip einer nockenbetriebenen Einzylinderpumpe betrieben wird. Ein Sensor (in 2 nicht gezeigt) kann nahe dem Nocken 230 positioniert sein, um eine Bestimmung der Winkelposition des Nockens (z. B. zwischen 0 und 360 Grad) zu ermöglichen, die an die Steuerung 222 weitergeleitet werden kann.
In einem Beispiel kann der DI-Pumpennocken am Auslassnocken des Motors platziert sein (d.h dem Nocken, der zum Steuern der Auslassventilansteuerung verwendet wird). Daher kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung beim Deaktivieren eines DI-Pumpennockens die Winkelzeitsteuerung des Ausstoßtakts berücksichtigen. Es kann jedoch sein, dass diese Überlegung kaum eine Rolle spielt, da die Winkeleinstellung des Auslassnockens einen kleinen Bereich (z. B. 40°) aufweist.
Ein Kraftstoffdrucksensor 231 für die Saugpumpe kann entlang des Kraftstoffkanals 218 zwischen der Saugpumpe 212 und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 214 positioniert sein. In dieser Konfiguration können die Messwerte des Sensors 231 als Angaben des Kraftstoffdrucks der Saugpumpe 212 (z. B. des Auslasskraftstoffdrucks der Saugpumpe) und/oder des Einlassdrucks der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ausgelegt werden. Die Messwerte des Sensors 231 können dazu verwendet werden, den Betrieb verschiedener Komponenten in dem Kraftstoffsystem 200 auszuwerten, um zu bestimmen, ob der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 214 ausreichend Kraftstoffdruck bereitgestellt wird, damit die Hochdruck-Kraftstoffpumpe flüssigen Kraftstoff und nicht Kraftstoffdampf aufnimmt, und/oder um die durchschnittliche elektrische Leistung, die der Saugpumpe 212 zugeführt wird, zu minimieren.
Die erste Kraftstoffleitung 250 beinhaltet einen Drucksensor 248 für die erste Kraftstoffleitung, welcher der Steuerung 222 eine Angabe des Direkteinspritzungs-Kraftstoffleitungs-Drucks bereitstellt. Gleichermaßen beinhaltet die zweite Kraftstoffleitung 260 einen Drucksensor 258 für die zweite Kraftstoffleitung, welcher der Steuerung 222 eine Angabe des Saugrohreinspritzungs-Kraftstoffleitungs-Drucks bereitstellt. Ein Motordrehzahlsensor 233 kann verwendet werden, um der Steuerung 222 eine Angabe der Motordrehzahl bereitzustellen. Die Angabe der Motordrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 214 zu ermitteln, da die Pumpe 214 mechanisch durch den Motor 202 angetrieben wird, beispielsweise über die Kurbelwelle oder die Nockenwelle.
Die erste Kraftstoffleitung 250 ist an einen Auslass 208 der HPP 214 entlang eines 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 nur dann, um Kraftstoff aus dem Auslass 208 der Hochdruckpumpe in eine Kraftstoffleitung strömen zu lassen, wenn ein Druck am Auslass der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe 214 (z. B. ein Verdichtungskammer-Auslassdruck) höher ist als der Druck der Kraftstoffleitung. Das Pumpenentlastungsventil 272 kann den Druck im Kraftstoffkanal 278 stromabwärts der HPP 214 und stromaufwärts der ersten Kraftstoffleitung 250 begrenzen. Beispielsweise kann das Pumpenentlastungsventil 272 den Druck im Kraftstoffkanal 278 auf 200 bar begrenzen. Das Pumpenentlastungsventil 272 lässt Kraftstoff aus der DI-Kraftstoffleitung 250 in Richtung des Pumpenauslasses 208 strömen, wenn der Druck der Kraftstoffleitung über einem vorher festgelegten Druck liegt. Die Ventile 244 und 242 arbeiten zusammen, um die Niederdruck-Kraftstoffleitung 260 bei einem vorher festgelegten niedrigen Druck zu halten. Das Druckentlastungsventil 242 trägt dazu bei, den Druck, der sich aufgrund der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 260 aufbauen kann, zu begrenzen.
Die Steuerung 222 kann dazu konfiguriert sein, den Kraftstoffstrom in die HPP 244 durch das Steuerventil 236 zu regulieren, indem sie das Solenoidventil (auf Grundlage der Solenoidventilkonfiguration) synchron zum Antriebsnocken mit Leistung versorgt oder von der Leistung trennt. Dementsprechend kann das solenoidaktivierte Steuerventil 236 in einem ersten Modus betrieben werden, in dem das Ventil im HPP-Einlass 203 positioniert ist, um die Kraftstoffmenge zu begrenzen (z. B. zu hemmen), die durch das solenoidaktivierte Steuerventil 236 strömt. Das zur Kraftstoffleitung 250 beförderte Volumen variiert je nach dem Zeitpunkt der Solenoidventilaktivierung. Das Solenoidventil kann zudem in einem zweiten Modus betrieben werden, in dem das solenoidaktivierte Steuerventil 236 praktisch deaktiviert ist und Kraftstoff zu Stellen stromaufwärts und stromabwärts des Ventils und in die und aus der HPP 214 strömen kann.
Demnach kann das solenoidaktivierte Steuerventil 236 dazu konfiguriert sein, die Masse (oder das Volumen) des Kraftstoffs zu regulieren, der in die Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe verdichtet wird. In einem Beispiel kann die Steuerung 222 einen Schließzeitpunkt des Solenoid-Drucksteuer-Rückschlagventils anpassen, um die Masse des verdichteten Kraftstoffs zu regulieren. Zum Beispiel kann ein spätes Schließen des Drucksteuerventils die Menge der Kraftstoffmasse reduzieren, die in die Verdichtungskammer 205 aufgenommen wird. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des solenoidaktivierten Rückschlagventils können mit Hubzeitpunkten der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe koordiniert werden. Das Einlassrückschlagventil 236 ist vorhanden, wenn das Solenoid mit Leistung versorgt wird. Wenn das Einlassrückschlagventil 236 ausgewählt ist (indem das Solenoid mit Leistung versorgt wird), pumpt die Pumpe bei ihrem Verdichtungstakt. Das Druckentlastungsventil 232 lässt Kraftstoff aus dem solenoidaktivierten Steuerventil 236 in Richtung der LPP 212 strömen, wenn der Druck zwischen dem Druckentlastungsventil 232 und dem solenoidbetriebenen Steuerventil 236 über einem vorher festgelegten Druck (z. B. 10 bar) liegt. Wenn das solenoidbetriebene Steuerventil 236 deaktiviert ist (z. B. nicht elektrisch gespeist wird), arbeitet das solenoidbetriebene Steuerventil in einem Durchlassmodus und regelt das Druckentlastungsventil 232 den Druck in der Verdichtungskammer 205 auf den einzigen Druckentlastungssollpunkt des Druckentlastungsventils 232 (z.B. 10 bar über dem Druck am Sensor 231). Das Regeln des Drucks in der Verdichtungskammer 205 ermöglicht, dass sich eine Druckdifferenz von der Kolbenoberseite zum Kolbenboden bildet. Der Druck im Stufenraum 227 liegt bei dem Druck das Auslasses der Niederdruckpumpe (z. B. 5 bar), während der Druck an der Kolbenoberseite bei dem Regeldruck des Druckentlastungsventils (z. B. 15 bar) liegt. Die Druckdifferenz ermöglicht, dass Kraftstoff durch die Lücke zwischen dem Kolben und der Pumpenzylinderwand von der Kolbenoberseite zum Kolbenboden sickert, wodurch die HPP 214 geschmiert wird. Wenn sich das solenoidgesteuerte Ventil 236 in der mit Leistung versorgten Position befindet, wird der Strom geregelt.
Die Anzahl der Hübe der Nockenerhebung 230 und dementsprechend die Anzahl der zyklischen Motordruckmuster, die durch die Nockenerhebung auf den Druck der DI-Kraftstoffleitung angewendet wird und der aus dem Muster resultierende Druckanstieg können eine Funktion der Konfiguration der Nockenerhebung sein. Beispielsweise können Nocken mit drei Erhebungen drei gleichmäßig beabstandete Stöße oder Hübe erzeugen, während Nocken mit Erhebungen vier gleichmäßig beabstandete Stöße oder Hübe erzeugen können und ein Nocken mit fünf Erhebungen fünf gleichmäßig beabstandete Stöße oder Hübe bei einem 720°Bewegungszyklus erzeugen kann. Ferner kann der Kraftstoffstrom bei einem Nocken mit vier Erhebungen stärker sein als bei einem Nocken mit drei oder fünf Erhebungen.
Auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen kann Kraftstoff durch eine oder mehrere Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 und Direkteinspritzvorrichtungen 252 abgegeben werden. Beispielsweise kann unter hohen Lastbedingungen Kraftstoff in einem vorgegebenen Motorzyklus nur über Direkteinspritzung an einen Zylinder abgegeben werden, wobei die Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 deaktiviert sind. In einem anderen Beispiel kann unter mittleren Lastbedingungen Kraftstoff in einem vorgegebenen Motorzyklus sowohl über Direktals auch über Saugrohreinspritzung an einen Zylinder abgegeben werden. Als noch ein anderes Beispiel kann unter niedrigen Lastbedingungen, bei Motorstarts und bei warmen Leerlaufbedingungen Kraftstoff in einem vorgegebenen Motorzyklus nur über Saugrohreinspritzung an einen Zylinder abgegeben werden, wobei die Direkteinspritzvorrichtungen 252 deaktiviert sind.
Es ist anzumerken, dass die Hochdruckpumpe 214 in 2 als ein veranschaulichendes Beispiel für eine mögliche 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, und dabei kann die Fähigkeit, Kraftstoff mit hohem Druck an eine Direkteinspritzungs-Kraftstoffleitung und eine Saugrohreinspritzungs-Kraftstoffleitung abzugeben, aufrechterhalten werden.
Die Steuerung 12 kann zudem den Betrieb jeder der Kraftstoffpumpen 212 und 214 steuern, um eine Menge, einen Druck, eine Strömungsrate usw. eines an den Motor abgegebenen Kraftstoffs einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 eine Druckeinstellung, eine Pumpenhubmenge, einen Pumpenarbeitszyklusbefehl und/oder eine Kraftstoffströmungsrate der Kraftstoffpumpen variieren, um Kraftstoff an unterschiedliche Stellen des Kraftstoffsystems abzugeben. Ein elektronisch mit der Steuerung 222 gekoppelter Treiber (nicht gezeigt) kann dazu verwendet werden, gegebenenfalls ein Steuersignal an die Niederdruckpumpe zu senden, um die Ausgabe (z. B. Drehzahl, Strömungsausgabe und/oder Druck) der Niederdruckpumpe einzustellen.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können aufgrund der Herstellung sowie aufgrund des Alters eine Variabilität von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung aufweisen. Idealerweise ist es für eine verbesserte Kraftstoffeffizienz wünschenswert, dass alle Zylinder übereinstimmende Kraftstoffeinspritzmengen für übereinstimmende Kraftstoffabgabebefehle aufweisen Durch Abgleichen der Luft- und Kraftstoffeinspritzung in alle Zylinder wird die Motorleistung verbessert. Insbesondere verbessert der Kraftstoffabgleich über Auswirkungen auf den Abgaskatalysatorbetrieb die Steuerung von Abgasemissionen. Darüber hinaus verbessert der Kraftstoffabgleich die Kraftstoffeffizienz, da eine Kraftstoffzufuhr, die fetter oder magerer ist als gewünscht, die Kraftstoffeffizienz reduziert und zu einem unpassenden Zündzeitpunkt für das tatsächliche relative Kraftstoff-Luft-Verhältnis führt. Somit hat das Erreichen des vorgesehenen relativen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses sowohl eine primäre als auch eine sekundäre Wirkung auf das Maximieren der Zylinderenergie für die Einbringung von Kraftstoff.
Einspritzvorrichtungsfehler können durch ein als Einspritzvorrichtungsabgleich auf Druckbasis (PBIB) bekanntes Verfahren gelernt und behoben werden, bei dem ein einem Einspritzereignis zugeordneter Druckabfall gelernt wird, indem ein Kraftstoffleitungsdruck vor und nach dem Einspritzereignis verglichen werden, während eine Kraftstoffpumpe deaktiviert ist. Eine tatsächlich während des Einspritzereignisses abgegebene Kraftstoffmasse, die auf Grundlage des Druckabfalls geschätzt wird, wird mit der Kraftstoffmasse verglichen, die abgegeben werden sollte, welche auf Grundlage einer für die Einspritzvorrichtung angewiesenen Impulsbreite abgeleitet wird. Durch Lernen von individuellen Kraftstoffeinspritzvorrichtungsfehlern und anschließendes Anpassen der gesamten Kraftstoffzufuhr an den Motor kann jede Einspritzvorrichtung auf einen gemeinsamen (z. B. durchschnittlichen) Fehler gebracht werden, wodurch eine Gleichmäßigkeit des Motordrehmoments verbessert wird.
Während des PBIB-Lernens ist es wünschenswert, dass der Kraftstoffleitungsdruck stabil bleibt. Um die Auswirkung anderer den Kraftstoffleitungsdruck verändernder Ereignisse während eines bestimmten PBIB-Lernereignisses an einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung herauszutrennen (wie etwa Interferenz von anderen Einspritzvorrichtungen, die zeitgleich zünden, und/oder Pumpenhubereignissen), wird die Hochdruck-Kraftstoffpumpe deaktiviert. Wenn die Pumpe nicht deaktiviert würde, würde die Wirkung jedes Nockenerhebungshubs der Pumpe ein zyklisches Druckmuster zum Kraftstoffleitungsdruck hinzufügen. Die Steuerung müsste idealerweise einen vollständigen „Zyklus“ des PBIB-Lernens durchführen, bei dem jede Einspritzvorrichtung einmal gezündet wird (z. B. über 720° Grad Kurbelwinkel, °KW) und ein zugehöriger Druckabfall gelernt wird, bevor die Pumpe wieder aktiviert wird. Der dem Deaktivieren der Pumpe zugeordnete Druckabfall kann jedoch so groß ausfallen, dass die Pumpe wieder aktiviert werden muss, bevor der „Zyklus“ des PBIB-Lernens abgeschlossen ist. Die Pumpe wird dann betrieben, um den Kraftstoffleitungsdruck zu erhöhen, und anschließend wieder deaktiviert, um das PBIB-Lernen abzuschließen. Infolgedessen kann der durchschnittliche Kraftstoffleitungsdruck zum Zeitpunkt des PBIB-Lernens an einer ersten Einspritzvorrichtung in einem ersten Zyklus (bei dem die Pumpe deaktiviert ist) von dem durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdruck zum Zeitpunkt des PBIB-Lernens an einer zweiten Einspritzvorrichtung (oder sogar der gleichen ersten Einspritzvorrichtung) in einem zweiten Zyklus abweichen, wobei die Pumpe zwischen den beiden Zyklen betrieben wurde, um den Druck zu erhöhen. Dies kann zu unbeabsichtigten Fehlern beim PBIB-Lernen und zu einem nicht optimalen Einspritzvorrichtungsabgleich führen.
Alle bekannten DI-Pumpennocken weisen einen „gleichmäßigen Hub“ auf. Die Nockenhübe sind gleichmäßig über deren 720°-Bewegung beabstandet. Einige Motorkonfigurationen können den Nocken mit Kurbelwellendrehzahl anstelle der Nockenwellendrehzahl antreiben, was jedoch keinen Einfluss auf das Muster der in der Direkteinspritzungs-Kraftstoffleitung auftretenden Kraftstoffanstiege hat. Daher können, wenn das Solenoidventil der DI-Pumpe während eines Pumpenhubs deaktiviert ist, Messungen des Kraftstoffleitungsdruck zwischen Einspritzungen während einer PBIB-Routine ohne Interferenz vorgenommen werden.
Wie hierin unter Bezugnahme auf 3 erläutert, kann der Kraftstoffleitungsdruck während einer PBIB-Lernroutine besser aufrechterhalten werden, indem selektiv nur eine Nockenerhebung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit mehreren Erhebungen deaktiviert wird und eine Gruppe von Einspritzvorrichtungen betrieben wird, um einen zugehörigen Druckabfall zu lernen. Die Gruppe von Einspritzvorrichtungen wird auf Grundlage der Nockenerhebung ausgewählt, die deaktiviert ist. Durch Deaktivieren der Nockenerhebung, deren Pumpenhub mit dem Einspritzereignis an der ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen zusammenfällt, wird verhindert, dass der dem Betrieb dieser Nockenerhebung zugeordnete Kratstoffleitungsdruckanstieg das PBIB-Lernen an der ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen stört. Die Steuerung kann ein Diagramm nutzen, das auf die Konfiguration des jeweiligen Motors und des zugehörigen Kraftstoffsystems zugeschnitten ist, wie etwa das beispielhafte Diagramm aus 4, um zusammenfallende Einspritz- und Pumpenhubereignisse zu ermitteln. Durch Variieren der Identität der Nockenerhebung, die selektiv deaktiviert ist, und der Gruppe von Einspritzvorrichtungen, die selektiv betrieben wird, während eine bestimmte Nockenerhebung deaktiviert ist, kann der Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten werden, ohne dass eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe vollständig deaktiviert werden muss und während Abgleichsfehler für jede einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung gelernt werden.
Durch Deaktivieren einer oder mehrerer Erhebungen nacheinander macht der DI-Pumpenimpuls „den Weg frei“, sodass PBIB an unterschiedlichen Einspritzvorrichtungen durchgeführt werden kann, während der Kraftstoffleitungsdruck sehr viel näher am Soll-Kraftstoffleitungsdruck gehalten wird. Während die Erhebung auf mehreren Wegen deaktiviert werden kann, beinhaltet ein Beispiel, dass das Solenoidventil der DI-Pumpe während deren Pumpenhub nicht mit Leistung versorgt wird, was dazu führt, dass kein Kraftstoff in die DI-Kraftstoffleitung gepumpt wird. Dies ermöglicht, dass ein voller Zwischeneinspritzungszeitraum vor und nach einer Einspritzung erfasst wird, um so den durch diese Einspritzung verursachten Druckabfall über eine PBIB-Routine hinweg zu bestimmen. Ein zuverlässiger und genauer Zwischeneinspritzungs-FRP-Messwert wird erhalten, indem die DI-Pumpenerhebung (Pumpereignis) deaktiviert wird, die ansonsten diese Zwischeneinspritzungszeiträume stören oder darin auftreten würde.
Nun unter Bezugnahme auf 3 ist bei 300 ein beispielhaftes Verfahren zum genauen Lernen individueller Einspritzvorrichtungsfehler über ein Einspritzvorrichtungsabgleichsverfahren auf Grundlage eines Druckabfalls gezeigt. Das Verfahren ermöglicht ein Aufrechterhalten des Kraftstoffleitungsdrucks während des Lernens durch selektives Deaktivieren nur einer Nockenerhebung einer durch mehrere Nocken betätigten Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Das Verfahren wählt eine Gruppe von Einspritzvorrichtungen, die betrieben werden soll, um ein durch die jeweiligen Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei einem bestimmten Kraftstoffeinspritzereignis ausgegebenes Einspritzvolumen zu lernen, auf Grundlage der Identität und des Hubzeitpunkts (relativ zum Einspritzzeitpunkt) der deaktivierten Nockenerhebung aus. Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 300 können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen.
Bei 302 beinhaltet das Verfahren ein Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Dazu gehören beispielsweise Motordrehzahl, Drehmomentbedarf, Krümmerdruck, Krümmerluftstrom, Umgebungsbedingungen (beispielsweise Umgebungstemperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit), Motorverdünnung usw.
Bei 304 kann bestimmt werden, ob die Bedingungen für einen Einspritzvorrichtungsabgleich auf Druckbasis (PBIB) erfüllt sind. Alternativ kann bestimmt werden, ob die Bedingungen für ein Kalibrieren der Einspritzvorrichtungen erfüllt sind. Wenn die PBIB-Bedingungen erfüllt sind, kann das PBIB-Lernen gestartet werden. PBIB-Bedingungen können als erfüllt betrachtet werden, wenn seit einer zuletzt erfolgten Kalibrierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors ein Schwellenwertdauer und/oder -entfernung des Fahrzeugbetriebs verstrichen ist. Als ein anderes Beispiel werden die PBIB-Bedingungen als erfüllt betrachtet, wenn der Motor unter Zuführung von Kraftstoff betrieben wird, der über eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung an die Motorzylinder abgegeben wird. Beispielsweise können jedes Mal, wenn die Direkteinspritzvorrichtungen in Gebrauch sind, die Kraftstoffleitungen abgetastet werden und die Einspritzvorrichtungen für diese Bedingungen kalibriert und abgeglichen werden. Wenngleich die Bedingungen für die Einspritzvorrichtungskalibrierung und das Abtasten des Kraftstoffleitungsdrucks als Funktion der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung und des FRP definiert sind, versteht es sich, dass andere Variablen gewählt werden könnten. Wenn die PBIB-Bedingungen nicht erfüllt sind, beinhaltet das Verfahren bei 306 kein Erfassen der Ausgabe eines an eine Direkt- und/oder eine Saugrohreinspritzungs-Kraftstoffleitung gekoppelten Kraftstoffleitungsdrucksensors. Anschließend endet das Verfahren.
Bei 308 wird als Reaktion darauf, dass die PBIB-Bedingungen erfüllt sind, eine der Vielzahl von Nockenerhebungen einer nockenbetätigten Hochdruck-Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe (HPP) des Kraftstoffsystems des Motors deaktiviert. Die zur Deaktivierung ausgewählte Nockenerhebung kann auf einem Hubzeitpunkt der Nockenerhebung relativ zu einem Zeitpunkt der Einleitung des PBIB-Lernens beruhen. Beispielsweise kann die Nockenerhebung, die planmäßig zuerst betrieben werden soll, nachdem die PBIB-Bedingungen erfüllt sind, zur Deaktivierung ausgewählt werden. Jede Erhebung wird kurzzeitig ausgesetzt und ermöglicht, dass bestimmte Einspritzvorrichtungen getestet werden können, wenn sie „den Weg freimacht“. Demnach muss der Pumpenimpuls außerhalb sowohl des Vor- als auch des Nach-Zwischeneinspritzungs-Zeitraums liegen, damit eine gültige Messung des all durch die Einspritzung verursachten Druckabfalls vorgenommen werden kann. Während die ausgewählte Nockenerhebung deaktiviert ist, arbeiten die übrigen Nockenerhebungen der HPP weiter und erzeugen zum geplanten Zeitpunkt Pumpenhübe. Das Deaktivieren einer ausgewählten Nockenerhebung kann ein mechanisches Deaktivieren der Nockenerhebung, wie etwa durch Betätigen eines an die Nockenerhebung gekoppelten Kipphebels, beinhalten. Alternativ kann die Nockenerhebung elektrisch deaktiviert werden, indem die Speisung eines zugehörigen Solenoidventils der Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe deaktiviert wird.
Bei 310 beinhaltet das Verfahren ein Auswählen einer ersten Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die für das PBIB-Lernen betrieben werden sollen. Die erste Gruppe von Einspritzvorrichtungen kann durch die Zylindernummer indiziert sein und wird auf Grundlage des Hubzeitpunkts der deaktivierten Nockenerhebung ausgewählt. Wie bei 4 erläutert, kann die Steuerung Einspritzvorrichtungen ermitteln, die Zylindern entsprechen, bei deren Einspritzereignissen der Kraftstoffleitungsdruck eine durch einen Pumpenhub der deaktivierten Nockenerhebung verursachte Druckinterferenz aufweisen kann. Insbesondere wäre, wenn der Pumpenhub der deaktivierten Nockenerhebung im Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen zwei (oder mehr) aufeinanderfolgenden Einspritzereignissen aufgetreten wäre, das PBIB-Lernen dieser Einspritzvorrichtungen beeinträchtigt. Daher werden diese Einspritzvorrichtungen und die entsprechenden Zylinder zum Betreiben ausgewählt. Im hier verwendeten Sinne beinhaltet ein Auftreten des Pumpenhubs in einem Zwischeneinspritzungszeitraum zweier direkt aufeinanderfolgender Einspritzereignisse, dass der Pumpenhub in einem definierten Vor- und Nach-Einspritzungszeitraum eines beliebigen dieser Einspritzereignisse auftritt, wobei der Vor- und Nach-Einspritzungszeitraum einen Bereich beinhaltet, bei dem der Kraftstoffleitungsdruck zum Lernen der Einspritzvorrichtungsfehler über eine PBIB-Routine abgetastet wird. Die Steuerung kann ein Diagramm nutzen, wie etwa das Diagramm 600 aus 6, in dem der Einspritzzeitpunkt jeder Zylindereinspritzvorrichtung, die Zwischeneinspritzungszeiträume und der Pumpenhubzeitpunkt jeder Nockenerhebung der HPP abgebildet und mit Bezug auf die Motorposition indiziert sind.
Bei 312 beinhaltet das Verfahren ein sequentielles Betreiben jeder Einspritzvorrichtung der ausgewählten ersten Gruppe von Einspritzvorrichtungen, wobei die ausgewählte eine Nockenerhebung deaktiviert bleibt. Die ausgewählten Einspritzvorrichtungen werden gemäß ihrer Zündfolge betrieben. Das Betreiben der ausgewählten Einspritzvorrichtungen kann ein Anweisen einer Arbeitszyklus-Impulsbreite, die einer gewünschten an den Zylinder abzugebenden Kraftstoffmasse entspricht, beinhalten. Die gewünschte Kraftstoffmasse kann eine Funktion des Motordrehmoments sein, das von einem Bediener zum Zeitpunkt des PBIB-Lernens angefordert wird.
In einem anderen Beispiel kann die Steuerung alle Einspritzvorrichtungen betreiben, während eine Pumpenerhebung nach der anderen abgeschaltet wird. Das heißt, da die Einspritzung in Winkeln mehr des Winkelraums von 720° einnimmt, muss die Steuerung entweder den PBIB aussetzen, die Impulsbreite der Einspritzung reduzieren, den FRP erhöhen (wodurch die Impulsbreite der Einspritzung reduziert wird) oder weniger DI-Einspritzvorrichtungen verwenden (wie etwa durch Betreiben jeder zweiten). Dies kann ein Verlagern eines größeren Teils der Kraftstoffzufuhraufgabe auf das PFI-Einspritzsystem beinhalten.
Während sequentiell die ausgewählte Gruppe von Einspritzvorrichtungen betrieben wird, beinhaltet das Verfahren ferner ein Abtasten des Kraftstoffleitungsdrucks (FRP) mit einer definierten Abtastrate. In einem Beispiel wird der FRP während des Einspritzvorrichtungskalibrierungsvorgangs kontinuierlich mit einer definierten Abtastrate abgetastet, wie etwa einem Abtasten pro 1 Millisekunde. Das Abtasten kann hinsichtlich der Nummer des Einspritzereignisses sowie der Motorposition indiziert werden. Der abgetastete Kraftstoffleitungsdruck kann einen Saugrohreinspritzungs-Kraftstoffleitungsdruck beinhalten, wenn es sich bei dem Einspritzereignis um ein Saugrohreinspritereignis handelt, oder einen Direkteinspritzungs-Kraftstoffleitungsdruck, wenn es sich bei dem Einspritzereignis um ein Direkteinspritzereignis handelt. In einem Beispiel wird der Kraftstoffleitungsdruck mit einer Frequenz von 1 kHz abgetastet. Zum Beispiel kann der Kraftstoffleitungsdruck mit einer niedrigen Datenrate von einmal pro 1 Millisekundenperiode (d. h. 12-Bit-Druckabtasten pro 1 Millisekundenperiode). In noch anderen Beispielen kann der Kraftstoffleitungsdruck mit einer hohen Geschwindigkeit abgetastet werden, wie etwa mit 10 kHz (d. h. Periode von 0,1 Millisekunden); die höhere Abtastrate ist jedoch unter Umständen nicht wirtschaftlich. Als Ergebnis des Abtastens wird in der Reihenfolge der Zylinderzündung eine Vielzahl von Druckabtastwerten für jedes Einspritzereignis von einer jeweiligen Einspritzvorrichtung der ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen erfasst. In dieser Schrift ist ein Einspritzereignis jeweils als ein Zeitraum definiert, der direkt vor Öffnung einer Einspritzvorrichtung beginnt und direkt vor der Öffnung einer anderen Einspritzvorrichtung bei einem darauffolgenden Einspritzereignis endet. Das Drucksignal kann sich mit Abnahme der Anzahl zündender Zylinder verbessern. Wie nachstehend erläutert, kann die Steuerung für jedes Einspritzereignis, das in der ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen durchgeführt wird, einen zugehörigen Druckabfall lernen.
Bei 314 beinhaltet das Verfahren ein Überprüfen, ob alle Einspritzvorrichtungen der ausgewählten Gruppe betrieben wurden. Beispielsweise kann überprüft werden, dass jede Einspritzvorrichtung der ausgewählten Gruppe mindestens einmal gezündet wurde. Ist dies der Fall, wird bei 316 die deaktivierte Nockenerhebung wieder aktiviert. Andernfalls kehrt das Verfahren zu 312 zurück, um die übrigen Einspritzvorrichtungen der ausgewählten Gruppe zu betreiben.
Nachdem bei 316 die deaktivierte Nockenerhebung aktiviert wurde, geht das Verfahren zu 318 über, um zu bestimmen, ob alle Motoreinspritzvorrichtungen ausgewertet wurden. Beispielsweise kann überprüft werden, ob jede Motoreinspritzvorrichtung mindestens einmal betrieben wurde, während eine Nockenerhebung deaktiviert gehalten wurde. Ist dies nicht der Fall, was passieren kann, wenn nur ein Teilsatz der in der ersten Gruppe enthaltenen Einspritzvorrichtungen betrieben wurde, geht das Verfahren zu 320 über, um eine andere Nockenerhebung zur Deaktivierung auszuwählen. Die Steuerung kann eine zweite Nockenerhebung auswählen, bei der es sich um die Nockenerhebung der HPP handelt, die direkt nach Abschluss des Betriebs der ersten Nockenerhebung betrieben wird. Dementsprechend kann die Steuerung die zweite Nockenerhebung deaktivieren, während die erste Nockenerhebung aktiviert bleibt und alle anderen übrigen Nockenerhebungen der HPP aktiviert bleiben.
Anschließend kann die Steuerung bei 322 eine andere Gruppe von Einspritzvorrichtungen, wie etwa eine zweite Gruppe, zum PBIB-Lernen auswählen. Die zweite Gruppe von Einspritzvorrichtungen kann auf Grundlage der Identität und des Pumpenhubzeitpunkts der zweiten Nockenerhebung, die deaktiviert wurde, ausgewählt werden. Beispielsweise kann die zweite Gruppe von Einspritzvorrichtungen Einspritzzeitpunkte aufweisen, bei denen es zu Interferenz von einem Pumpenhub kommen könnte, wenn die zweite Nockenerhebung nicht deaktiviert wäre. Die zweite Gruppe von Einspritzvorrichtungen kann keine Überschneidung mit der ersten Gruppe von Einspritzvorrichtungen aufweisen.
Demnach ist, wenn sich die Einspritzimpulse der zweiten Gruppe von Einspritzvorrichtungen mit denen der ersten Gruppe von Einspritzvorrichtungen überschneiden, unter Umständen kein Einspritzvorrichtungsfehlerlernen auf PBIB-Basis (das auf einem während eines Zwischeneinspritzungszeitraums erfassten Druck beruht) möglich. Daher kann die Steuerung entweder den PBIB aussetzen oder eine Handlung zum Entfernen der Überschneidung durchführen. Die Überschneidung kann reduziert/beseitigt werden, indem entweder der FRP erhöht wird oder die Motordrehzahl gesenkt wird oder die Kraftstoffzufuhr vorübergehend auf PFI verlagert wird.
Bei 324 beinhaltet das Verfahren wie bei 312 ein sequentielles Betreiben jeder Einspritzvorrichtung der ausgewählten zweiten Gruppe von Einspritzvorrichtungen, während die ausgewählte zweite Nockenerhebung deaktiviert bleibt. Die ausgewählten Einspritzvorrichtungen werden gemäß ihrer Zündfolge betrieben. Das Betreiben der ausgewählten Einspritzvorrichtungen kann ein Anweisen einer Arbeitszyklus-Impulsbreite, die einer gewünschten an den Zylinder abzugebenden Kraftstoffmasse entspricht, beinhalten. Die gewünschte Kraftstoffmasse kann eine Funktion des Motordrehmoments sein, das von einem Bediener zum Zeitpunkt des PBIB-Lernens angefordert wird. Während des Betriebs der Einspritzvorrichtungen kann der Kraftstoffleitungsdruck über einen Kraftstoffleitungsdrucksensor mit einer definierten Abtastrate abgetastet werden, wie zuvor ausgeführt. Anschließend kann die Steuerung für jedes Einspritzereignis, das in der ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen durchgeführt wird, einen zugehörigen Druckabfall lernen. Die Steuerung kann für jedes Einspritzereignis, das in der ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen durchgeführt wird, einen zugehörigen Druckabfall lernen. Das Verfahren kehrt dann zu 314 zurück, um zu überprüfen, ob alle Einspritzvorrichtungen der ausgewählten Gruppe betrieben wurden. Beispielsweise kann überprüft werden, dass jede Einspritzvorrichtung der ausgewählten Gruppe mindestens einmal gezündet wurde, die deaktivierte Nockenerhebung wieder aktiviert ist. Das Verfahren geht dann zu 318 über, um zu überprüfen, dass alle Einspritzvorrichtungen ausgewertet wurden, indem eine Nockenerhebung nach der anderen deaktiviert wurde. Ist dies nicht der Fall, wiederholt sich das Verfahren, bis jede Nockenerhebung einmal über einen Motorzyklus (wie etwa über eine Drehung um 720°KW) deaktiviert war und eine Gruppe von Einspritzvorrichtungen mit einer bestimmten Nockenerhebung deaktiviert betrieben wurde.
Nach dem sequentiellen Deaktivieren jeder Nockenerhebung und dem Betreiben bestimmter Gruppen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einer bestimmten Nockenerhebung deaktiviert geht das Verfahren zu 326 über, um einen Druckabfall für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung abzurufen. Nach Abschluss eines jeweiligen Einspritzereignisses (mit einer von einer Vielzahl von Nockenerhebungen deaktiviert) kann die Steuerung einen Abfall des Kraftstoffleitungsdrucks im Vergleich zu vor dem entsprechenden Einspritzereignis überwachen. Ein Druckabfall kann als Funktion der Identität der Einspritzvorrichtung und des entsprechenden Zylinders indiziert gelernt werden. Dies kann ein Vergleichen eines durchschnittlichen Kraftstoffleitungsdrucks (FRP), der vor einem bestimmten Einspritzereignis erfasst oder abgeleitet wurde, mit dem bei Abschluss des Einspritzereignisses erfassten FRP beinhalten. Alternativ kann die Steuerung den für Einspritzung n geschätzten durchschnittlichen FRP mit dem für ein direkt vorhergehendes Einspritzereignis (n-1) ohne zwischenliegende Einspritzereignisse geschätzten durchschnittlichen Druck vergleichen.
Bei 328 beinhaltet das Verfahren ein Schätzen der tatsächlichen Kraftstoffmasse, die bei einem bestimmten Einspritzereignis n ausgegeben wird, auf Grundlage des gelernten Druckabfalls. In einem Beispiel kann ein Diagramm, das den Druckabfall mit der Einspritzmasse korreliert, wie etwa das Diagramm 500 aus 5, verwendet werden, um die ausgegebene Kraftstoffmasse zu schätzen. In dem abgebildeten Beispiel (Diagramm 500) besteht eine lineare Beziehung 502 zwischen dem Abfall des Kraftstoffleitungsdrucks über ein Einspritzereignis hinweg und der während des Einspritzereignisses durch eine Einspritzvorrichtung ausgegebenen Kraftstoffmasse. In anderen Beispielen kann ein Modell, eine Übertragungsfunktion, eine Lookup-Tabelle oder ein Algorithmus verwendet werden, um die ausgegebene Kraftstoffmasse auf Grundlage des Druckabfalls zu lernen. Die tatsächlich eingespritzte Masse beruht außerdem auf dem Kompressionsmodul des Kraftstoffs, der Kraftstoffdichte und dem Kraftstoffleitungsvolumen. In einem Beispiel wird die tatsächliche eingespritzte Masse gemäß Gleichung (1) bestimmt:

Tatsächliche eingespritzte Masse = (DeltaP / Kompressionsmodul) * Kraftstoffleitungsvolumen * Kraftstoffdichte (1)

Bei 330 beinhaltet das Verfahren ein Berechnen eines Einspritzvorrichtungsfehlers zwischen der vorgesehenen Einspritzmasse, die angewiesen wurde (auf Grundlage der angewiesenen Arbeitszyklus-Impulsbreite und des durchschnittlichen FRP zum Zeitpunkt des Einspritzereignisses), und der tatsächlichen Einspritzmasse, die anhand der Druckdifferenz berechnet wurde. Die berechnete Differenz der Kraftstoffmasse stellt den Einspritzvorrichtungsfehler dar, der bei zukünftigen Einspritzungen ausgeglichen werden muss, um die Einspritzvorrichtungen abzugleichen. Insbesondere wird ein Kraftstoffmassenfehler für die vorgegebene Einspritzvorrichtung als Differenz zwischen der angewiesenen Kraftstoffmasse (auf Grundlage der angewiesenen Impulsbreite bestimmt) und der tatsächliche Kraftstoffmasse (auf Grundlage des gemessenen Deltadrucks bestimmt) berechnet. Der Kraftstoffmassenfehler für die vorgegebene Einspritzvorrichtung wird dann mit dem entsprechenden Kraftstoffmassenfehler für andere Zylinder oder einem durchschnittlichen Kraftstoffmassenfehler für alle Motorzylindereinspritzvorrichtungen verglichen. Beispielsweise wird der Kraftstoffmassenfehler für eine erste Saugrohr- oder Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung, über die während Einspritzung n Kraftstoff in einen ersten Zylinder ausgegeben wird, mit einem Kraftstoffmassenfehler für entsprechende Saughrohr- oder Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen verglichen, über die in einem einzelnen Motorzyklus Kraftstoff in alle übrigen Motorzylinder ausgegeben wird (wobei jedem Zylinder während des Zyklus einmal Kraftstoff zugeführt wird). Auf Grundlage der Differenzen des Kraftstoffmassenfehlers zwischen den Einspritzvorrichtungen wird ein erforderlicher Grad an Abgleichung zwischen den Einspritzvorrichtungen bestimmt. Die Korrekturen über alle Einspritzvorrichtungen hinweg werden berechnet, gemittelt und dann wird der Durchschnitt von den individuellen Einspritzvorrichtungskorrekturen subtrahiert, um die übrigen Korrekturen von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung zu lernen, die zum Abgleichen der Einspritzvorrichtungen ohne Beeinträchtigung der durchschnittlichen Kraftstoffzufuhr der gesamten Zylinder benötigt werden. Auf diese Weise werden über einen Ansatz mit Einspritzvorrichtungsabgleich auf Druckbasis (PBIB) die relativen Fehler zwischen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen gelernt und berichtigt.
Bei 332 beinhaltet das Verfahren ein Anwenden einer Kraftstoffkorrektur auf jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des entsprechenden gelernten Fehlers, um Fehler zwischen den Einspritzvorrichtungen abzugleichen. Insbesondere wird eine Kraftstoffkorrektur auf alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors angewendet, sodass alle Einspritzvorrichtungen einen gemeinsamen Durchschnittsfehler aufweisen. Beispielsweise kann eine Übertragungsfunktion jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des gelernten Kraftstoffmassenfehlers für die jeweilige Einspritzvorrichtung und eines durchschnittlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtungsfehlers aktualisiert werden, um die Variabilität der jeweils für einen bestimmten Impulsbreitenbefehl durch die Einspritzvorrichtungen eingespritzten Kraftstoffmasse zu reduzieren. Die Steuerung kann einen Kraftstoffmassenfehler einer bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage einer erfassten Änderung des Kraftstoffleitungdrucks nach Anweisung der Impulsbreite lernen und eine Übertragungsfunktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung während eines darauffolgenden Kraftstoffzufuhrereignisses an der gleichen Einspritzvorrichtung anpassen, um den gelernten Kraftstoffmassenfehler auf einem Kraftstoffmassenfehler für alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors zu bringen. Anschließend endet das Verfahren.
Es versteht sich, dass die Fehler nicht bei einer einzelnen Messung korrigiert werden, da bei der Messung möglicherweise Rauschen auftritt. Daher versucht die Steuerung, den durchschnittlichen Fehler zu korrigieren, anstatt zu versuchen, auf das Systemrauschen zu reagieren. In einem Beispiel erfolgt dies, indem bei jedem Durchgang ein Prozentanteil der erforderlichen Korrektur vorgenommen wird, z. B. 20 % beim ersten Durchgang und dann eine weitere Korrektur von 20 % beim zweiten Durchgang, nachdem eine weitere Messung vorgenommen wurde, und so weiter. Auf diese Weise bewirken die Korrekturen, dass der durchschnittliche Fehler gegen null konvergiert.
Zum Beispiel kann die Steuerung, wenn die Steuerung auf Grundlage des durchschnittlichen FRP (über das eine Einspritzung von 8,000 mg für die Einspritzvorrichtung n angewiesen hat und anhand des Druckabfalls im Anschluss an das Einspritzereignis bei Einspritzvorrichtung n eine tatsächliche Einspritzmasse von 8,200 mg bestimmt wurde, lernen, dass die vorgegebene Kraftstoffeinspritzvorrichtung 0,200 mg zu viel Kraftstoff zugeführt hat. Um die Fehler für alle Einspritzvorrichtungen abzugleichen, wird für alle Einspritzvorrichtungen ein ähnlicher Fehler bestimmt und ein Durchschnittswert ermittelt. Der Fehler um 0,200 mg der Einspritzvorrichtung n wird mit dem durchschnittlichen Fehler verglichen. Beispielsweise wird, wenn der durchschnittliche Fehler laut Berechnung 0,180 mg beträgt, die Kraftstoffzufuhr jeder Einspritzvorrichtung so angepasst, dass der Einspritzvorrichtungsfehler (für jede Einspritzvorrichtung des Motors) auf den Durchschnittsfehler gebracht wird. In diesem Fall wird der Befehl für die Einspritzvorrichtung n so angepasst, dass ein Überschuss von 0,020 mg ausgeglichen wird. Demnach unterscheidet sich ein Anpassen des Einspritzvorrichtungsfehlers, um die Einspritzvorrichtungen abzugleichen, von einem Anpassen des Fehlers, um diesen zu berichtigen. Um den Fehler zu berichtigen, wäre der Einspritzvorrichtungsbefehl so angepasst worden, dass ein Überschuss von 0,200 mg ausgeglichen worden wäre.
Nun unter Bezugnahme auf 4 bildet das Verfahren 400 ein beispielhaftes Verfahren zum Auswahlen einer Nockenerhebung zur Deaktivierung während eines PBIB-Lernens und einer Gruppe von Einspritzvorrichtungen zum Betreiben, während die ausgewählte Nockenerhebung deaktiviert ist, ab. Das Verfahren ermöglicht ein Durchführen eines Einspritzungsabgleichs auf Druckbasis an einer ausgewählten Gruppe von Einspritzvorrichtungen mit geringer oder keiner Beeinträchtigung des Lernens durch den Betrieb eines Pumpenhubs. In einem Beispiel kann das Verfahren aus 4 als Teil des Verfahrens aus 3 durchgeführt werden, wie etwa bei 310 (und/oder 322).
Bei 402 beinhaltet das Verfahren ein Abrufen eines Diagramms mit Einspritzereignissen und Pumpenhubereignissen, das im Speicher der Steuerung gespeichert und durch die Motorposition indiziert ist. Das Diagramm kann während einer Kalibrierung des Motors oder während eines regulären Motorbetriebs erstellt worden sein. Daher kann das Diagramm speziell für die konkrete Motorkonfiguration gelten. Beispielsweise kann das Diagramm für einen 3- oder 6-Zylinder-Motor anders aussehen als für einen 4- oder 8-Zylinder-Motor. Zudem kann sich das Diagramm für einen Reihenmotor von dem für einen V-Motor unterscheiden. Darüber hinaus kann das Diagramm je nach Anzahl der Nockenerhebungen, die an der HPP des Motors vorhanden sind, unterscheiden, beispielsweise auf Grundlage davon, ob 2, 3 oder mehr Nockenerhebungen vorhanden sein.
Ein beispielhaftes Diagramm ist unter Bezugnahme auf 6 gezeigt. Insbesondere bildet Diagramm 600 bei Verlauf 604 Verarbeitungsgrenzen eines PIP-Sensors und bei Verlauf 602 die entsprechende Motorposition in Grad Kurbelwinkel ab. Der erfasste FRP ist bei Verlauf 612 gezeigt, wobei der FRP durch einen Kraftstoffleitungsdrucksensor erfasst wird. Abtastwerte werden in Abständen von 1 msec erfasst, wobei jedes Rechteck/Feld einem einzelnen Abtastwert entspricht. Der Betrieb jeweils einer von 8 Einspritzvorrichtungen, die an 8 unterschiedliche Zylinder (mit 1-8 beschriftet) eines Motors gekoppelt sind, ist bei den Verläufen 608a-h gezeigt. Die Pumpenhübe jeweils einer von 3 Nockenerhebungen einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe sind bei Verlauf 610 gezeigt. Im vorliegenden Beispiel ist die Zündfolge 1-5-4-2-6-3-7-8. Sowohl die Einspritzzeitpunkte als auch die Pumpenhubzeitpunkte sind relativ zueinander sowie in Bezug auf die bei Verlauf 602 abgebildete Motorposition gezeigt.
Bei 404 beinhaltet das Verfahren ein Auswählen eines Pumpenhubs und ein Ermitteln einer entsprechenden Nockenerhebung in dem abgerufenen Diagramm. Beispielsweise kann die Steuerung auf Grundlage einer aktuellen Motorposition (zum Zeitpunkt der PBIB-Routine) einen bevorstehenden Pumpenhub (ohne anderen Pumpenhub dazwischen) auswählen und kann die Steuerung auf Grundlage der Position des Pumpenhubs relativ zur Motorposition die entsprechende Erhebung ermitteln. Unter Bezugnahme auf das Diagramm aus 6 kann die Steuerung, wenn es sich bei dem bevorstehenden Pumpenhub um Hub 614 handelt, eine erste Nockenerhebung ermitteln, die für den Pumpenhub 614 verantwortlich ist. Somit kann diese erste Nockenerhebung dann zur selektiven Deaktivierung ausgewählt werden. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung, wenn es sich bei dem bevorstehenden Pumpenhub um Hub 616 handelt, eine zweite Nockenerhebung ermitteln, die für den Pumpenhub 616 verantwortlich ist. Diese zweite Nockenerhebung kann dann zur selektiven Deaktivierung ausgewählt werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung, wenn es sich bei dem bevorstehenden Pumpenhub um Hub 618 handelt, eine dritte Nockenerhebung ermitteln, die für den Pumpenhub 618 verantwortlich ist. Diese dritte Nockenerhebung kann dann zur selektiven Deaktivierung ausgewählt werden.
Bei 406 beinhaltet das Verfahren ein Ermitteln von Einspritzereignissen, die mit einem Betriebsfenster der ausgewählten Nockenerhebung und deren zugehörigem Pumpenhub zusammenfallen. Insbesondere kann die Steuerung Zylindereinspritzvorrichtungen ermitteln, deren Einspritzereignisse durch den Pumpenhub der ausgewählten Nockenerhebung beeinträchtigt sein können (das heißt, der Leitungsdruck kann Interferenz unterliegen).
Bei 408 beinhaltet das Verfahren ein Lernen der Identität der Einspritzvorrichtungen, die als mit der ausgewählten Nockenerhebung zusammenfallende Einspritzereignisse aufweisend ermittelt wurden. Beispielsweise kann die Identität der Einspritzvorrichtungen in Bezug auf ihre Zylindernummer und Zündfolge gelernt werden. Die ermittelten Einspritzvorrichtungen werden dann als Funktion der zugehörigen Nockenerhebung abgebildet. Wie bei 3 erläutert, werden die ermittelten Einspritzvorrichtungen dann in ihrer Zündfolge betrieben, wenn die zugehörige Nockenerhebung selektiv deaktiviert ist. Die Steuerung kann ein Diagramm nutzen, das aus dem Speicher der Steuerung abgerufen wird, wie etwa das Diagramm aus 6. In einem Beispiel kann das Diagramm 600 während einer Motorkalibrierung erstellt werden. Das Diagramm bildet den Zwischeneinspritzungszeitraums und den Pumpenimpulszeitraum in Bezug zueinander ab.
In einem Beispiel kann die Steuerung den Einspritzungsstart (Start of Injection - SOI) und das Einspritzungsende (End of Injection -EOI) jeder Einspritzvorrichtung verzeichnen. Dabei handelt es sich um dynamische Messgrößen. Der Zwischeneinspritzungszeitraum wird dann anhand einer von dem EOI bis zum SOI einer darauffolgenden Einspritzung (das heißt, eines direkt darauffolgenden Einspritzereignisses ohne zwischenliegende Einspritzereignisse) verstrichenen Verzögerung bestimmt (die Verzögerung entspricht einer Zeitdauer seit dem EOI, während der Einspritzvorrichtungsvibration auftritt und welche die Druckmessungen stören/damit verwechselt werden kann, hier auch als der Vibrationsvermeidungszeitraum bezeichnet). Der DI-Pumpzeitraum ist ebenfalls bekannt. Jede Erhebung startet und endet bei einem definierten (aber sich dynamisch ändernden) Winkel. Wenn der Zwischeneinspritzungszeitraum keinen Pumpimpuls enthält, stellt er eine verwendbare Messgröße dar. Unter Verwendung eines durchschnittlichen FRP des vorhergehenden und des darauffolgenden gültigen Zwischeneinspritzungszeitraum kann die Steuerung den Druckabfall für dieses Einspritzereignis an dieser Einspritzvorrichtung berechnen. Indem sie dann diesen Abfall mit dem Abfall der jeweiligen Einspritzvorrichtung bei entsprechenden Einspritzereignissen vergleicht, kann die Steuerung die Einspritzvorrichtungen abgleichen, um einen gemeinsamen Fehler bereitzustellen.
In 6 weist die HPP 3 Nockenerhebungen auf, die jeweils einmal in einem 720°-Zyklus betrieben werden; das heißt, jeder durch eine Nockenerhebung induzierte Druckimpuls ist um 240° von einem darauffolgenden Impuls getrennt. In dem abgebildeten Beispiel treten die Impulse 614, 616 und 618 bei 145°, 385° bzw. 625° auf.
Unter Bezugnahme auf 6 kann bestimmt werden, dass der Pumpenhub 614 der nächste bevorstehende Pumpenhub bei oder nahe 145°KW ist, wobei der Pumpenhub 614 durch eine erste Nockenerhebung der HPP des Motors abgegeben wird. Auf Grundlage des Diagramms wird bestimmt, dass der Pumpenhub 614 den Zwischeneinspritzungszeitraum der Einspritzereignisse an den Einspritzvorrichtungen 3 und 6 stört. Daher handelt es sich bei der ersten Gruppe von Einspritzvorrichtungen, die betrieben wird, während die erste Nockenerhebung deaktiviert ist, um die Einspritzvorrichtungen Inj_6 und 3. Dies ermöglicht, dass in dem Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen den Einspritzereignissen an den Einspritzvorrichtungen 6 und 3 ein genaues Abtasten des Kraftstoffleitungsdrucks durchgeführt werden kann, sodass der Einspritzvorrichtungsfehler der Einspritzvorrichtung 6 gelernt und für ein Lernen von Einspritzvorrichtungsfehlern auf PBIB-Basis verwendet werden kann.
Die Steuerung kann zudem die Einspritzvorrichtungen Inj_5 und 7 in die erste Gruppe von Einspritzvorrichtungen aufnehmen, da der Impuls 614 diese Einspritzvorrichtungen nicht stört. Somit kann die Steuerung opportunistisch auch den FRP im Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen den Einspritzereignissen an Inj_3 und Inj_7 abtasten, um den Einspritzvorrichtungsfehler von Einspritzvorrichtung 3 zu lernen.
Dann wird die erste Nockenerhebung wieder aktiviert und eine zweite Nockenerhebung deaktiviert, wodurch der Pumpenhub 616 bei oder nahe 385°KW entfernt wird. Auf Grundlage des Diagramms wird bestimmt, dass der Pumpenhub 616 den Zwischeneinspritzungszeitraum der Einspritzereignisse an den Einspritzvorrichtungen 8 und 1 stört. Daher handelt es sich bei der zweiten Gruppe von Einspritzvorrichtungen, die betrieben wird, während die zweite Nockenerhebung deaktiviert ist, um die Einspritzvorrichtungen Inj_1 und 8. Dies ermöglicht, dass in dem Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen den Einspritzereignissen an den Einspritzvorrichtungen 8 und 1 ein genaues Abtasten des Kraftstoffleitungsdrucks durchgeführt werden kann, sodass der Einspritzvorrichtungsfehler der Einspritzvorrichtung 1 gelernt und für ein Lernen von Einspritzvorrichtungsfehlern auf PBIB-Basis verwendet werden kann.
Die Steuerung kann zudem die Einspritzvorrichtungen Inj_5 und 7 in die zweite Gruppe von Einspritzvorrichtungen aufnehmen, da der Impuls 616 diese Einspritzvorrichtungen nicht stört. Somit kann die Steuerung opportunistisch auch den FRP im Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen den Einspritzereignissen an Inj_7 und Inj_8 abtasten, um den Einspritzvorrichtungsfehler von Einspritzvorrichtung 8 zu lernen.
Dann wird die zweite Nockenerhebung wieder aktiviert und eine dritte Nockenerhebung deaktiviert, wodurch der Pumpenhub 618 bei oder nahe 625°KW entfernt wird. Auf Grundlage des Diagramms wird bestimmt, dass der Pumpenhub 618 den Zwischeneinspritzungszeitraum der Einspritzereignisse an den Einspritzvorrichtungen 4 und 2 stört. Daher handelt es sich bei der dritten Gruppe von Einspritzvorrichtungen, die betrieben wird, während die dritte Nockenerhebung deaktiviert ist, um die Einspritzvorrichtungen Inj 4 und 2. Dies ermöglicht, dass in dem Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen den Einspritzereignissen an den Einspritzvorrichtungen 4 und 2 ein genaues Abtasten des Kraftstoffleitungsdrucks durchgeführt werden kann, sodass der Einspritzvorrichtungsfehler der Einspritzvorrichtung 2 gelernt und für ein Lernen von Einspritzvorrichtungsfehlern auf PBIB-Basis verwendet werden kann.
Die Steuerung kann zudem die Einspritzvorrichtungen Inj_5 und 7 in die dritte Gruppe von Einspritzvorrichtungen aufnehmen, da der Impuls 618 diese Einspritzvorrichtungen nicht stört. Somit kann die Steuerung opportunistisch auch den FRP im Zwischeneinspritzungszeitraum zwischen den Einspritzereignissen an Inj_5 und Inj_5 abtasten, um den Einspritzvorrichtungsfehler von Einspritzvorrichtung 4 zu lernen.
Zum Lernen einer Einspritzvorrichtung benötigt die Steuerung die vorgesehene Kraftstoffmasse, die eingespritz werden soll, (z. B. 5 mg) und den daraus resultierenden Druckabfall über der Einspritzvorrichtung (z. B. 60 kPa). Der Druckabfall wird in eine tatsächliche eingespritzte Masse (z. B. 5,4 mg) umgewandelt. Die erforderliche Massenkorrektur beträgt in diesem Beispiel dann - 0.4 mg. Mehrere Vorkommen werden gefiltert oder gemittelt, um eine Korrektur zu bestimmen, die in die Berechnungskette für den zukünftigen Betrieb in dieser Region (definiert durch den FRP und unter Umständen die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung) eingeführt werden soll. Ein Einspritzvorrichtungsfehler kann immer dann gelernt werden, wenn sein durchschnittlicher FRP vor und nach der Einspritzung nicht durch einen DI-Pumpenhub beeinträchtigt wird. Bei kleinen Einspritzungen bei niedrigeren Geschwindigkeiten sind die Einspritzvorrichtungen 5 und 7 stets frei von Einflüssen und können jederzeit abgetastet werden.
Nun wird unter Bezugnahme auf 7 eine beispielhafte Umsetzung des Verfahrens aus den 3-4 beschrieben. Insbesondere bildet das Diagramm 700 die Motordrehzahl bei einem Verlauf 702 und den Betriebszustand einer nockenbetätigten Hochdruck-Kraftstoffpumpe (HPP) bei Verlauf 704 ab. Der Betriebszustand jeweils eines der drei Nockenerhebungen der HPP ist bei den Verläufen 706-710 gezeigt. Die Einspritzereignisse von Zylinderdirekteinspritzungen sind bei Verlauf 712 gezeigt. Das Abtasten des FRP ist bei den Verläufen 712a-c gezeigt. Der FRP wird mit einer definierten Rate abgetastet, wie etwa 1 Abtastwert pro Millisekunde, und die Verläufe 712a-c bilden jeweils Zeitdauern ab, über die FRP-Abtastwerte gespeichert werden. Während der übrigen Zeiträume wird entweder der FRP nicht abgetastet oder werden erfasste Abtastwerte außerhalb des markierten Bereichs verworfen. In dem vorliegenden Beispiel ist die Zündfolge der Zylinder 1-5-4-2-6-3-7-8. Alle Verläufe sind im Zeitverlauf entlang der x-Achse gezeigt.
Vor t1 läuft der Motor mit aktivierter HPP und zündenden Einspritzvorrichtungen. Bei t1 sind die Bedingungen für das PBIB-Lernen erfüllt und wird eine PBIB-Routine eingeleitet. Bei dieser wird, während die HPP aktiviert bleibt, eine erste Nockenerhebung der HPP deaktiviert, wie bei Verlauf 706 (durchgezogene Linie) angegeben. Gleichzeitig bleiben die übrigen Nockenerhebunge aktiv, wie bei Verlauf 708 (gestrichelte Linie) und Verlauf 710 (Strich-Punkt-Linie) angegeben. Während zwischen t1 und t2 die erste Nockenerhebung deaktiviert ist, werden alle Einspritzvorrichtungen in der Zündfolge betrieben. Es werden jedoch nur die Daten eines Teilsatzes der Einspritzvorrichtungen erfasst. Insbesondere wird der FRP abgetastet und ein Druckabfall für die Einspritzereignisse für die Einspritzvorrichtungen 5, 6, 3 und 7 gelernt, wie durch die Sternchen angegeben. Dies sind die Einspritzvorrichtungen, für die ermittelt wurde (beispielsweise auf Grundlage des Diagramms 600 aus 6), dass sie andernfalls Interferenzen mit dem Pumpenhub der ersten Nockenerhebung aufweisen würden. Die Druckdaten für die übrigen Einspritzvorrichtungen verworfen. Als Ergebnis der bei 712a gezeigten FRP-Abtastung wird ein PBIB-basierter Einspritzvorrichtungsfehler für die Einspritzvorrichtungen 6 und 3 gelernt.
Bei t2 wird die erste Nockenerhebung wieder aktiviert und die zweite Nockenerhebung der HPP deaktiviert, wie bei Verlauf 708 angegeben. Während zwischen t2 und t3 die zweite Nockenerhebung deaktiviert ist, werden alle Einspritzvorrichtungen in der Zündfolge betrieben. Es werden jedoch nur die Daten eines Teilsatzes der Einspritzvorrichtungen erfasst. Insbesondere wird der FRP abgetastet und ein Druckabfall für die Einspritzereignisse für die Einspritzvorrichtungen 1, 5, 7 und 8 gelernt, wie durch die Sternchen angegeben. Dies sind die Einspritzvorrichtungen, für die ermittelt wurde (beispielsweise auf Grundlage des Diagramms 600 aus 6), dass sie andernfalls Interferenzen mit dem Pumpenhub der zweiten Nockenerhebung aufweisen würden. Die Druckdaten für die übrigen Einspritzvorrichtungen verworfen. Als Ergebnis der bei 712b gezeigten FRP-Abtastung wird ein PBIB-basierter Einspritzvorrichtungsfehler für die Einspritzvorrichtungen 1 und 8 gelernt.
Bei t3 wird die zweite Nockenerhebung wieder aktiviert und die dritte Nockenerhebung der HPP deaktiviert, wie bei Verlauf 710 angegeben. Während zwischen t3 und t4 die dritte Nockenerhebung deaktiviert ist, werden alle Einspritzvorrichtungen in der Zündfolge betrieben. Es werden jedoch nur die Daten eines Teilsatzes der Einspritzvorrichtungen erfasst. Insbesondere wird der FRP abgetastet und ein Druckabfall für die Einspritzereignisse für die Einspritzvorrichtungen 5, 4, 2 und 7 gelernt, wie durch die Sternchen angegeben. Dies sind die Einspritzvorrichtungen, für die ermittelt wurde (beispielsweise auf Grundlage des Diagramms 600 aus 6), dass sie andernfalls Interferenzen mit dem Pumpenhub der dritten Nockenerhebung aufweisen würden. Die Druckdaten für die übrigen Einspritzvorrichtungen verworfen. Als Ergebnis der bei 712c gezeigten FRP-Abtastung wird ein PBIB-basierter Einspritzvorrichtungsfehler für die Einspritzvorrichtungen 2 und 4 gelernt.
Bei t4 ist das PBIB-Lernen abgeschlossen. Zwischen t4 und t5 wird eine Übertragungsfunktion jeder Einspritzvorrichtung während eines entsprechenden Einspritzereignisses angepasst, um alle Einspritzvorrichtungen auf einen gemeinsamen (durchschnittlichen) Fehler zu bringen, wodurch die Einspritzvorrichtungen abgeglichen werden.
Bei t5 sind die Bedingungen für eine Kraftstoffzufuhr durch Direkteinspritzung nicht erfüllt, z. B. aufgrund von DFSO oder aufgrund eines Abfalls der Motorlast unter einen Schwellenwert, ab dem eine Kraftstoffzufuhr zum Motor nur über Saugrohreinspritzung erforderlich ist. Dementsprechend wird die HPP deaktiviert, werden alle Nockenerhebungen deaktiviert und wird der Betrieb der Direkteinspritzvorrichtungen gestoppt.
Auf diese Weise kann durch selektives Deaktivieren einer Nockenerhebung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, während die übrigen Nocken aktiv bleiben, ein Kraftstoffleitungsdruck während eines Einspritzvorrichtungsabgleichvorgangs besser aufrechterhalten werden, als wenn die Pumpe vollständig deaktiviert ist. Die technische Wirkung des Betreibens eines Teilsatzes aller Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wenn eine bestimmte Nockenerhebung deaktiviert ist, besteht darin, dass die Druckinterferenz des Pumpenhubs dieser Nockenerhebung während des PBIB-Lernens für die betriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen reduziert oder gar beseitigt wird. Infolgedessen wird ein Druckabfall über jeder betriebenen Einspritzvorrichtung genauer und zuverlässiger gelernt. Durch Abschwächen der Auswirkung eines störenden zyklischen Kraftstoffleitungsdrucks, der durch ein Pumpenhubereignis auf eine Kraftstoffleitung aufgebracht wird, kann ein individueller Einspritzvorrichtungsfehler genauer bestimmt werden, ohne dass eine Kraftstoffpumpe deaktiviert und wieder aktiviert werden muss. Infolgedessen kann eine Steuerung in der Lage sein, einen besseren Abgleich zwischen den Einspritzvorrichtungen aller Motorzylinder bereitzustellen, was die Genauigkeit der Kraftstoffzufuhr zum Motor und die gesamte Motorleistung verbessert.
Ein beispielhaftes Verfahren umfasst Folgendes: selektives Deaktivieren einer Nockenerhebung einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe, während die übrigen Nockenerhebungen aktiviert bleiben; Betreiben eines ersten Satzes von Direkteinspritzvorrichtungen mit der einen Nockenerhebung deaktiviert; und Korrelieren des Druckabfalls bei dem jeweiligen Einspritzereignis des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen mit dem entsprechenden Einspritzvorrichtungsbetrieb. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional Folgendes: Lernen eines Kraftstoffmassenfehlers einer entsprechenden Einspritzvorrichtung des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des Druckabfalls; und Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor auf Grundlage des gelernten Einspritzvorrichtungsfehlers. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner ein Abrufen eines Diagramms, das Motoreinspritzereignisse und Pumpenhubereignisse als Funktion der Motorposition korreliert, aus einem Speicher einer Steuerung und ein Auswählen der einen Nockenerhebung und des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des Diagramms. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner ein Lernen eines Pumpenhubzeitpunkts für jede einer Vielzahl von Nockenerhebungen der Kraftstoffpumpe und eines oder mehrerer Einspritzereignisse, die mit einem Zeitfenster um den Pumpehubzeitpunkt jeder der Vielzahl von Nockenerhebungen zusammenfallen, anhand des abgerufenen Diagramms. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgt zusätzlich oder optional die selektive Deaktivierung als Reaktion darauf, dass Bedingungen für einen Einspritzvorrichtungsabgleich erfüllt sind, wobei das Verfahren ferner ein Auswählen der einen Nockenerhebung, die selektiv deaktiviert wird, auf Grundlage des Pumpenhubzeitpunkts der einen Nockenerhebung relativ zur Motorposition an einem Zeitpunkt, an dem die Bedingungen für den Einspritzvorrichtungsabgleich erfüllt sind, umfasst. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner, dass nach dem Betreiben die eine Nockenerhebung wieder aktiviert wird, eine andere Nockenerhebung deaktiviert wird und ein zweiter Satz von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der anderen Nockenerhebung deaktiviert betrieben wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele überschneidet sich zusätzlich oder optional eine Identität der Einspritzvorrichtungen im ersten Satz von Einspritzvorrichtungen nicht mit der Identität der Einspritzvorrichtungen im zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele überschneidet sich zusätzlich oder optional eine Identität der Einspritzvorrichtungen im ersten Satz von Einspritzvorrichtungen teilweise mit der Identität der Einspritzvorrichtungen im zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen. In einem oder allen vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Einspritzvorrichtungsübertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Anpassen der Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Übertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors auf Grundlage des gelernten Kraftstoffmassenfehlers, um einen gemeinsamen Fehler für alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bereitzustellen.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren für einen Motor umfasst Folgendes: Deaktivieren einer von einer Vielzahl von Nockenerhebungen einer nockenbetätigten Kraftstoffpumpe nach dem anderen; Betreiben einer Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der einen Nockenerhebung deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert, wobei die Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen auf Grundlage der deaktivierten Nockenerhebung ausgewählt wird; und Anpassen der Kraftstoffzufuhr zum Motor auf Grundlage des individuellen Einspritzvorrichtungsfehlers, der als Reaktion auf das Betreiben gelernt wurde. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Auswhälen der Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen auf Grundlage der deaktivierten einen Nockenerhebung ein Auswählen der Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen aus allen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors als Reaktion darauf, dass ein Einspritzzeitpunkt der Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einem Pumpenhubzeitpunkt der deaktivierten einen Nockenerhebung zusammenfällt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhalten zusätzlich oder optional das sequentielle und das Betreiben ferner Folgendes:

Betreiben einer ersten Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, während eine erste der Vielzahl von Nockenerhebungen deaktiviert ist und eine zweite der Vielzahl von Nockenerhebungen aktiviert ist; und Betreiben einer zweiten Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, während die zweite der Vielzahl von Nockenerhebungen deaktiviert ist und die erste der Vielzahl von Nockenerhebungen aktiviert ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele überschneiden sich zusätzlich oder optional die erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und die zweite Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen nur teilweise. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Übertragungsfunktion jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors.

Ein anderes beispielhaftes System umfasst Folgendes: Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen, die an entsprechende Motorzylinder gekoppelt sind, wobei die Direkteinspritzvorrichtungen Kraftstoff von einer Kraftstoffleitung erhalten; eine nockenbetätigte Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff an die Kraftstoffleitung abgibt, wobei die Pumpe durch mehrere Nockenerhebungen angetrieben wird; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; eine Steuerung mit in nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betreiben aller Einspritzvorrichtungen mit einer ersten der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert; Lernen eines einem Einspritzereignis an einem Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen zugeordneten Druckabfalls; anschließendes Betreiben aller Einspritzvorrichtungen mit einer zweiten der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert; und Lernen eines dem Einspritzereignis an einem anderen Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen zugeordneten Druckabfalls. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung weitere Anweisungen zum Lernen eines Einspritzvorrichtungsfehlers für jede Einspritzvorrichtung des Teilsatzes und des anderen Teilsatzes aller Einspritzvorrichtungen auf Grundlage eines entsprechenden gelernten Druckabfalls; und, während eines darauffolgenden Einspritzereignisses, Anpassen einer Übertragungsfunktion jeder Einspritzvorrichtung derart, dass der gelernten Einspritzvorrichtungsfehler auf einen gemeinsamen Fehler gebracht wird, wobei der gemeinsame Fehler einen durchschnittlichen Fehler aller gelernten Einspritzvorrichtungsfehler beinhaltet. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: Abrufen eines Diagramms mit Einspritzereigniszeitpunkten aller Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Pumpenhubzeitpunkten aller der mehreren Nockenerhebungen aus einem Speicher der Steuerung; und Auswählen des Teilsatzes und des anderen Teilsatzes aller Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des abgerufenen Diagramms. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung weitere Anweisungen zum Gruppieren des Teilsatzes von Einspritzvorrichtungen als Reaktion darauf, dass ein Einspritzereigniszeitpunkt mit einem Pumpenhubzeitpunkt der ersten der mehreren Nockenerhebungen zusammenfällt; und Gruppieren des anderen Teilsatzes von Einspritzvorrichtungen als Reaktion darauf, dass ein Einspritzereigniszeitpunkt mit einem Pumpenhubzeitpunkt der zweiten der mehreren Nockenerhebungen zusammenfällt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: während alle Einspritzvorrichtungen mit einer ersten der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert betrieben werden, Verwerfen der Druckdaten, die einem Einspritzereignis an Einspritzvorrichtungen zugeordnet sind, die nicht zum TEilsatz aller Einspritzvorrichtungen gehören.
In einer weiteren Darstellung ist das Motorsystem in einem Hybridelektrofahrzeug oder einem autonomen Fahrzeug gekoppelt. In einer anderen Darstellung beinhaltet ein Verfahren für einen Motor Folgendes: Abtasten eines Kraftstoffleitungsdrucks über eine Reihe von Einspritzereignissen, während eine nockenbetätigte Hochdruck-Direkteinspritzungs-Kraftstoffpumpe mit einer Nockenerhebung deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert betrieben wird, und Lernen eines Einspritzvorrichtungsfehlers auf Grundlage des abgetasteten Kraftstoffleitungsdrucks für einen Teilsatz der Reihe von Einspritzereignissen, wobei der Teilsatz auf Grundlage des Einspritzereigniszeitpunkts relativ zu einem erwarteten Pumpenhubzeitpunkt der deaktivierten Nockenerhebung ausgewählt wird.
In noch einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren Folgendes: während einer Motorkalibrierung, Ermitteln einer Position eines Kraftstoffleitungsdruckimpulses für jede Nockenerhebung einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe relativ zu einem Einspritzereignis an jedem Zylinder des Motors und, nach der Kalibrierung, selektives Deaktivieren einer Nockenerhebung der durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe, während die übrigen Nockenerhebungen aktiviert bleiben; und Betreiben von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen für ausgewählte Zylinder, wobei der Kraftstoffleitungsdruckimpuls der deaktivierten einen Nockenerhebung mit einem Zwischeneinspritzungszeitraum von Einspritzereignissen der ausgewählten Zylinder zusammenfällt.
In noch einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren Folgendes: während einer Motorkalibrierung, Ermittel einer Position eines Druckimpulses für jede Nockenerhebung einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe an einer Direkteinspritzungs-Kraftstoffleitung relativ zu einem Einspritzereignis an jedem Zylinder des Motors und, nach der Kalibrierung, Abtasten eines Direktkraftstoffleitungsdrucks mit einer definierten Abtastrate, während alle Nockenerhebungen aktiviert bleiben; Wechseln von Direktkraftstoffeinspritzung zu Saugrohrkraftstoffeinspritzung für ausgewählte Zylinder, wobei der Kraftstoffleitungsdruckimpuls der deaktivierten Nockenerhebung mit einem Zwischeneinspritzungszeitraum der Einspritzereignisse in den ausgewählten Zylindern zusammenfällt. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Verfahren ferner ein Korrelieren eines abgetasteten Kraftstoffleitungsdruckabfalls bei jedem Einspritzereignis für alle Zylinder außer dem ausgewählten Zylinder mit dem entsprechenden Einspritzbetrieb.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hierin 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 Handlungen, 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 dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können in Abhängigkeit von der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch für Code stehen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen 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 dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Abläufe beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technologie auf V-6, 1-4, 1-6, 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 Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im hier verwendeten Sinne ist der Ausdruck „ungefähr“ so auszulegen, dass er plus oder minus fünf Prozent der Spanne bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche 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 Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Schutzumfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: selektives Deaktivieren einer Nockenerhebung einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe, während die übrigen Nockenerhebungen aktiviert bleiben; Betreiben eines ersten Satzes von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der einen Nockenerhebung deaktiviert; und Korrelieren des Druckabfalls bei jedem Einspritzereignis des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen mit dem entsprechenden Einspritzvorrichtungsbetrieb.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Lernen eines Kraftstoffmassenfehlers einer entsprechenden Einspritzvorrichtung des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des Druckabfalls; und Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor auf Grundlage des gelernten Einspritzvorrichtungsfehlers.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Abrufen eines Diagramms, dass Zeitpunkte von Einspritzereignissen in den Motor und Zeitpunkte von Pumpenhubereignissen mit der Motorposition korreliert, aus einem Speicher einer Steuerung und ein Auswählen der einen Nockenerhebung und des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des abgerufenen Diagramms.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: Lernen eines Pumpenhubzeitpunkts für jede einer Vielzahl von Nockenerhebungen der Kraftstoffpumpe und eines oder mehrerer Einspritzereignisse, die mit einem Zeitfenster um den Pumpenhubzeitpunkt jeder der Vielzahl von Nockenerhebungen zusammenfällt, anhand des abgerufenen Diagramms.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die selektive Deaktivierung als Reaktion darauf, dass Bedingungen für einen Einspritzvorrichtungsabgleich erfüllt sind, wobei das Verfahren ferner ein Auswählen der einen Nockenerhebung, die selektiv deaktiviert wird, auf Grundlage des Pumpenhubzeitpunkts der einen Nockenerhebung relativ zur Motorposition zu einem Zeitpunkt, an dem die Bedingungen für den Einspritzvorrichtungsabgleich erfüllt sind, umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Betreiben die eine Nockenerhebung wieder aktiviert wird, eine andere Nockenerhebung deaktiviert wird und ein zweiter Satz von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der anderen Nockenerhebung deaktiviert betrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform überschneidet sich eine Identität der Einspritzvorrichtungen im ersten Satz von Einspritzvorrichtungen nicht mit der Identität der Einspritzvorrichtungen im zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen.
Gemäß einer Ausführungsform überschneidet sich eine Identität der Einspritzvorrichtungen im ersten Satz von Einspritzvorrichtungen teilweise mit der Identität der Einspritzvorrichtungen im zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Einspritzvorrichtungsübertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anpassen der Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Übertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors auf Grundlage des gelernten Kraftstoffmassenfehlers, um einen gemeinsamen Fehler für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für einen Motor bereitgestellt, das Folgendes aufweist: sequentielles Deaktivieren einer von einer Vielzahl von Nockenerhebungen einer nockenbetätigten Kraftstoffpumpe, Betreiben einer Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der einen Nockenerhebung deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert, wobei die Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen auf Grundlage der deaktivieren einen Nockenerhebung ausgewählt wird; und Anpassen der Kraftstoffzufuhr zum Motor auf Grundlage des individuellen Einspritzvorrichtungsfehlers, der als Reaktion auf das Betreiben gelernt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Auswählen der Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen auf Grundlage der deaktivieren einen Nockenerhebung ein Auswählen der Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen aus alen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors als Reaktion darauf, dass ein Einspritzzeitpunkt der Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einem Pumpenhubzeitpunkt der deaktivierten einen Nockenerhebung zusammenfällt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten das sequentielle und das Betreiben ferner Folgendes: Betreiben einer ersten Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, während eine erste der Vielzahl von Nockenerhebungen deaktiviert ist und eine zweite der Vielzahl von Nockenerhebungen aktiviert ist; und Betreiben der zweiten Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, während die zweite der Vielzahl von Nockenerhebungen deaktiviert ist und die erste der Vielzahl von Nockenerhebungen aktiviert ist.
Gemäß einer Ausführungsform überschneiden sich die erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und die zweite Gruppe von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen nur teilweise.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Übertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen, die an entsprechende Motorzylinder gekoppelt sind, wobei die Direkteinspritzvorrichtungen Kraftstoff von einer Kraftstoffleitung erhalten; eine nockenbetätigte Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff an die Kraftstoffleitung abgibt, wobei die Pumpe durch mehrere Nockenerhebungen angetrieben wird; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; eine Steuerung mit in nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betreiben aller Einspritzvorrichtungen mit einer ersten der mehereren Nockenerhebungen deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert; Lernen eines einem Einspritzereignis an einem Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen zugeordneten Druckabfalls; anschließendes Betreiben aller Einspritzvorrichtungen mit einer zweiten der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert und den übrigen Nockenerhebungen aktiviert; und Lernen eines dem Einspritzereignis an einem anderen Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen zugeordneten Druckabfalls.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes: Lernen eines Einspritzvorrichtungsfehlers für jede Einspritzvorrichtung des Teilsatzes und des anderen Teilsatzes aller Einspritzvorrichtungen auf Grundlage eines entsprechenden gelernten Druckabfalls; und, während eines darauffolgenden Einspritzereignisses, Anpassen einer Übertragungsfunktion jeder Einspritzvorrichtung, um den gelernten Einspritzvorrichtungsfehler auf einen gemeinsamen Fehler zu bringen, wobei der gemeinsame Fehler einen durchschnittlichen Fehler aller gelernten Einspritzvorrichtungsfehler beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: Abrufen eines Diagramms mit Einspritzereigniszeitpunkten aller Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Pumpenhubzeitpunkten aller der mehreren Nockenerhebungen aus einem Speicher der Steuerung; und Auswählen des Teilsatzes und des anderen Teilsatzes aller Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des abgerufenen Diagramms.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: Einteilen des Teilsatzes von Einspritzvorrichtungen als Reaktion darauf, dass ein Einspritzereigniszeitpunkt mit einem Pumpenhubzeitpunkt der ersten der mehreren Nockenerhebungen zusammenfällt; und Einteilen des anderen Teilsatzes von Einspritzvorrichtungen als Reaktion darauf, dass ein Einspritzereigniszeitpunkt mit einem Pumpenhubzeitpunkt der zweiten der mehreren Nockenerhebungen zusammenfällt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: während alle Einspritzvorrichtungen mit einer ersten der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert betrieben werden, Verwerfen von Druckdaten, die einem Einspritzereignis an Einspritzvorrichtungen zugeordnet sind, die nicht zu dem Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen gehören.
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 Nicht-Patentliteratur

Surnilla et al. in U.S. 9,593,637 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: selektives Deaktivieren einer Nockenerhebung einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe, während die übrigen Nockenerhebungen aktiviert bleiben; Betreiben eines ersten Satzes von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen, wobei die eine Nockenerhebung deaktiviert ist; und Korrelieren des Druckabfalls bei jedem Einspritzereignis des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen mit einem entsprechenden Einspritzvorrichtungsbetrieb.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Lernen eines Kraftstoffmassenfehlers einer entsprechenden Einspritzvorrichtung des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des Druckabfalls; und Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor auf Grundlage des gelernten Einspritzvorrichtungsfehlers.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Abrufen eines Diagramms aus einem Speicher einer Steuerung, das Zeitpunkte von Motoreinspritzereignissen und Zeitpunkte von Pumpenhubereignissen mit der Motorposition korreliert, und Auswählen der einen Nockenerhebung und des ersten Satzes von Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des abgerufenen Diagramms.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Lernen eines Pumpenhubzeitpunkts für jede einer Vielzahl von Nockenerhebungen der Kraftstoffpumpe und eines oder mehrerer Einspritzereignisse, die mit einem Zeitfenster um den Pumpenhubzeitpunkt jeder der Vielzahl von Nockenerhebungen zusammenfallen, anhand des abgerufenen Diagramms.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das selektive Deaktivieren als Reaktion darauf erfolgt, dass Bedingungen für einen Einspritzvorrichtungsabgleich erfüllt sind, wobei das Verfahren ferner ein Auswählen der einen Nockenerhebung, die selektiv deaktiviert wird, auf Grundlage des Pumpenhubzeitpunkts der einen Nockenerhebung relativ zur Motorposition an einem Zeitpunkt, an dem die Bedingungen für den Einspritzvorrichtungsabgleich erfüllt sind, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass nach dem Betreiben die eine Nockenerhebung wieder aktiviert wird, eine andere Nockenerhebung deaktiviert wird und ein zweiter Satz von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen mit der anderen Nockenerhebung deaktiviert betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei sich eine Identität der Einspritzvorrichtungen im ersten Satz von Einspritzvorrichtungen nicht mit der Identität der Einspritzvorrichtungen im zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen überschneidet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei sich eine Identität der Einspritzvorrichtungen im ersten Satz von Einspritzvorrichtungen teilweise mit der Identität der Einspritzvorrichtungen im zweiten Satz von Einspritzvorrichtungen überschneidet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen der darauffolgenden Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Einspritzvorrichtungsübertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen der Kraftstoffzufuhr zum Motor ein Aktualisieren einer Übertragungsfunktion für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors auf Grundlage des gelernten Kraftstoffmassenfehlers zum Bereitstellen eines gemeinsamen Fehlers für alle Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhaltet.
System, umfassend: Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen, die an entsprechende Motorzylinder gekoppelt sind, wobei die Direkteinspritzvorrichtungen Kraftstoff von einer Kraftstoffleitung erhalten; eine nockenbetätigte Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff an die Kraftstoffleitung abgibt, wobei die Pumpe durch mehrere Nockenerhebungen angetrieben wird; einen Drucksensor, der an die Kraftstoffleitung gekoppelt ist; eine Steuerung mit in nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Betreiben aller Einspritzvorrichtungen, wobei eine erste der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert ist und die übrigen Nockenerhebungen aktiviert sind; Lernen eines einem Einspritzereignis an einem Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen zugeordneten Druckabfalls; anschließendes Betreiben aller Einspritzvorrichtungen, wobei eine zweite der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert ist und die übrigen Nockenerhebungen aktiviert sind, und Lernen eines dem Einspritzereignis an einem anderen Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen zugeordneten Druckabfalls.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: Lernen eines Einspritzvorrichtungsfehlers für jede Einspritzvorrichtung des Teilsatzes und des anderen Teilsatzes aller Einspritzvorrichtungen auf Grundlage eines entsprechenden gelernten Druckabfalls; und, während eines darauffolgenden Einspritzereignisses, Anpassen einer Übertragungsfunktion für jede Einspritzvorrichtung derart, dass der gelernten Einspritzvorrichtungsfehler auf einen gemeinsamen Fehler gebracht wird, wobei der gemeinsame Fehler einen durchschnittlichen Fehler aller gelernten Einspritzvorrichtungsfehler beinhaltet.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: Abrufen eines Diagramms mit den Einspritzereigniszeitpunkten aller Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und den Pumppenhubzeitpunkten aller der mehreren Nockenerhebungen aus einem Speicher der Steuerung; und Auswählen des Teilsatzes und des anderen Teilsatzes aller Einspritzvorrichtungen auf Grundlage des abgerufenen Diagramms.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: Einteilen des Teilsatzes von Einspritzvorrichtungen als Reaktion darauf, dass ein Einspritzereigniszeitpunkt mit dem Pumpenhubzeitpunkt der ersten der mehreren Nockenerhebungen zusammenfällt; und Einteilen des anderen Teilsatzes von Einspritzvorrichtungen als Reaktion darauf, dass ein Einspritzereigniszeitpunkt mit dem Pumpenhubzeitpunkt der zweiten der mehreren Nockenerhebungen zusammenfällt.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: während des Betriebs aller Einspritzvorrichtungen, wobei eine erste der mehreren Nockenerhebungen deaktiviert ist, Verwerfen der Druckdaten, die einem Einspritzereignis an Einspritzvorrichtungen zugeordnet sind, die nicht zu dem Teilsatz aller Einspritzvorrichtungen gehören.