DE102020130105A1

DE102020130105A1 - Systeme und verfahren zum ableiten von kraftstoffeinspritzdruck und verwendungen davon

Info

Publication number: DE102020130105A1
Application number: DE102020130105.7A
Authority: DE
Inventors: Joseph Lyle Thomas; Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2021-05-20
Also published as: CN112814797A; US10954880B1

Abstract

Diese Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum Ableiten von Kraftstoffeinspritzdruck und Verwendungen davon bereit.Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in Zylinder eines Motors in einem Fahrzeug bereitgestellt. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Überwachen eines der Energieeinspritzvorrichtung zugeordneten elektrischen Energieprofils, das angewiesen wurde, eine vorbestimmte Menge eines Kraftstoffs in einen Zylinder eines Motors einzuspritzen, Ableiten eines Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des elektrischen Energieprofils, und Steuern einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks. Auf diese Weise kann die Kraftstoffeinspritzung gesteuert werden, ohne sich auf einen Drucksensor in einem Kraftstoffverteiler zu verlassen, der der Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff zuführt, unter Bedingungen, bei denen der Kraftstoffverteiler den Drucksensor nicht beinhaltet oder bei denen der Drucksensor beeinträchtigt ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Ableiten von Kraftstoffeinspritzdrücken auf Grundlage eines elektrischen Energieprofils, das einer Aktivierung und Deaktivierung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen entspricht, und Verwendungen für derartige abgeleitete Kraftstoffeinspritzdrücke.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Motoren können mit Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen (direct fuel injectors - DI) zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Motorzylinder und/oder Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen (port fuel injectors - PFI) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlasskanal eines Motorzylinders konfiguriert sein. Ein Grundkonzept der Kraftstoffeinspritzung besteht darin, dass ein Kraftstoffeinspritzdruck entweder durch Messung (z. B. über einen Drucksensor) oder auf Grundlage einer Druckreglereinstellung bekannt ist. Auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks kann die Steuerstrategie eine erforderliche Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung berechnen, um eine gewünschte Einspritzmenge pro Kraftstoffeinspritzereignis zu erreichen.
Es ist zum Beispiel bekannt, dass PFI-Systeme ohne einen Einspritzdrucksensor unter Bedingungen verwendet werden können, bei denen ein Druckregler eingesetzt wird, um überschüssigen Kraftstoffdruck abzubauen, wodurch mechanisch ein konstanter Kraftstoffleitungs-/Kraftstoffverteilerdruck erreicht wird. Eine derartige Umsetzung kann die Kosten des Drucksensors einsparen und gleichzeitig alle nachteiligen Bedingungen reduzieren, die sich aus Situationen ergeben, in denen der Drucksensor beeinträchtigt werden kann. Es kann jedoch unerwünscht sein, ein derartiges Kraftstoffsystem ohne einen Drucksensor unter Bedingungen zu betreiben, bei denen eine gepulste Kraftstoffsaugpumpe zum Zuführen von Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzvorrichtungen verwendet wird, da eine Möglichkeit eines Störungszustands besteht, der eine große Druckungenauigkeit im Verhalten im offenen Zustand eines derartigen Kraftstoffsystems einführen kann. Somit wird hierin erkannt, dass es wünschenswert sein kann, sich auf eine andere Methodik zum Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks für Kraftstoffsysteme zu stützen, die mindestens eine gepulste Saugpumpe und Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhalten, so dass die Abhängigkeit von einem dedizierten Drucksensor reduziert oder vermieden werden kann. In ähnlicher Weise kann in einem Fall, in dem ein Drucksensor in einem derartigen Kraftstoffsystem enthalten ist, das eine gepulste Saugpumpe und mindestens Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhaltet, eine andere Möglichkeit zum Ableiten des Kraftstoffverteilerdrucks eine robuste Diagnose ermöglichen, um zu bestimmen, wann der Drucksensor eine beeinträchtigte Funktionalität zeigt, und kann ermöglichen, dass das Kraftstoffsystem anstelle des beeinträchtigten Drucksensors effektiv betrieben wird.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um diese zumindest teilweise zu beheben. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Anweisen, dass eine vorbestimmte Menge eines Kraftstoffs über eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen Zylinder eines Motors eingespritzt werden soll, Überwachen eines der Energieeinspritzvorrichtung zugeordneten elektrischen Energieprofils, Ableiten eines Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des überwachten elektrischen Energieprofils und Steuern einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks. Auf diese Weise kann der Betrieb einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung selbst eine zuverlässige Schätzung des Kraftstoffeinspritzdrucks bereitstellen, die zur nachfolgenden Steuerung des Kraftstoffsystems und/oder für Diagnosemittel verwendet werden kann.
Als ein Beispiel kann der Kraftstoff, der in den Zylinder des Motors einzuspritzen ist, in einem Kraftstoffverteiler enthalten sein, wobei der Kraftstoffverteiler keinen Drucksensor zum Messen des Kraftstoffeinspritzdrucks beinhaltet. Der Kraftstoffverteiler kann in einem Beispiel ein Niederdruckkraftstoffverteiler sein, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung ist, oder der Kraftstoffverteiler kann ein Hochdruckkraftstoffverteiler sein, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einem anderen Beispiel eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung ist. In beiden Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine sich nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtung sein.
Als ein anderes Beispiel kann das Steuern der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung das Steuern einer Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite einer nächsten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Zündreihenfolge des Motors beinhalten.
Als ein weiteres Beispiel kann ein derartiges Verfahren Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten.
Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
Es sollte sich verstehen, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Zylinders eines Verbrennungsmotors schematisch dar;
2 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Kraftstoffsystems, das zur Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung konfiguriert ist und das mit dem Motor aus 1 verwendet werden kann;
3 stellt eine beispielhafte sich nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtung der vorliegenden Offenbarung dar;
4 stellt ein beispielhaftes Verfahren auf hoher Ebene zum Steuern einer oder beider von Saugrohrkraftstoffeinspritzung und Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Motorzylinder dar;
5A-5E stellen beispielhafte Veranschaulichungen dar, die detailliert darstellen, wie elektrische Energieprofile entsprechend einer Aktivierung und/oder Deaktivierung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der in 3 dargestellten Art verwendet werden können, um eine Öffnungszeit und eine Schließungszeit für die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abzuleiten;
6A-6B stellen beispielhafte Verläufe dar, die detailliert darstellen, wie die Kenntnis von Öffnungszeit- und Schließungszeitinterferenzen auf Grundlage von elektrischen Energieprofilen zur Aktivierung und Deaktivierung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Bestimmung des Kraftstoffdrucks ermöglichen kann;
7 stellt ein beispielhaftes Verfahren auf hoher Ebene zum Ableiten von Kraftstoffdruck auf Grundlage von Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit für einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtungen dar;
8 stellt ein beispielhaftes Verfahren auf hoher Ebene zum Bestimmen dar, ob ein Kraftstoffverteilerdrucksensor auf Grundlage von Kraftstoffdruckableitungen, die über die Methodik aus 7 vorgenommen werden, wie erwartet oder gewünscht arbeitet;
9 stellt ein beispielhaftes Verfahren auf hoher Ebene zum Ableiten eines Vorhandenseins oder eines Nichtvorhandenseins einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems für ein Kraftstoffsystem dar, das eine Saugpumpe und einen Kraftstoffverteiler ohne einen Drucksensor beinhaltet;
10A-10B stellen beispielhafte Diagramme dar, die die Methodik aus 9 darlegen;
11A-11B stellen beispielhafte Verläufe dar, die zeigen, wie Daten, die über die Methodik aus 9 erlangt werden, verwendet werden können, um ein Vorhandensein oder ein Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems abzuleiten;
12 stellt ein alternatives Verfahren zum Ableiten eines Vorhandenseins oder einer Abwesenheit einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems für ein Kraftstoffsystem dar, das eine Saugpumpe und einen Kraftstoffverteiler ohne einen Drucksensor beinhaltet;
13A-13B stellen beispielhafte Diagramme dar, die die Methodik aus 12 darlegen;
14A-14B stellen beispielhafte Verläufe dar, die zeigen, wie Daten, die über die Methodik aus 12 erlangt werden, verwendet werden können, um ein Vorhandensein oder ein Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems abzuleiten.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Ableiten von Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffverteiler eines Fahrzeugkraftstoffsystems auf Grundlage von elektrischen Energieprofilen, die während der Aktivierung und/oder Deaktivierung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die einem Motor des Fahrzeugsystems Kraftstoff zuführen, überwacht werden. Dementsprechend stellt 1 ein beispielhaftes Fahrzeugsystem dar, das ein Motorsystem und eine Kraftstoffsystem beinhaltet. 2 zeigt eine detaillierte Ansicht des Kraftstoffsystems aus 1, die ein duales Kraftstoffverteiler-Kraftstoffsystem veranschaulicht, das eine Saugpumpe, die in einem Kraftstofftank positioniert ist, und eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die einem der beiden Kraftstoffverteiler Kraftstoff zuführt, beinhaltet. In 2 liefert ein Kraftstoffverteiler mit niedrigerem Druck Kraftstoff an Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen, während ein Kraftstoffverteiler mit höherem Druck Kraftstoff an Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen liefert. Die hierin erörterte Methodik zum Ableiten des Kraftstoffdrucks betrifft sich nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der in 3 veranschaulichten Art. Ein Verfahren auf hoher Ebene zum Steuern der Saugrohreinspritzung und/oder Direkteinspritzung von Kraftstoff in Motorzylinder ist in 4 dargestellt.
Wie vorstehend erwähnt, beziehen sich die hierin erörterten Systeme und Verfahren auf das Ableiten des Kraftstoffdrucks auf Grundlage von elektrischen Energieprofilen, die während der Aktivierung und/oder Deaktivierung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der in 3 dargestellten Art überwacht werden. Dementsprechend stellen 5A-5E beispielhafte Veranschaulichungen dafür dar, wie Strom- und/oder Spannungsprofile verwendet werden können, um Bestimmungen für die Öffnungszeit und/oder die Schließungszeit für Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der vorliegenden Offenbarung abzuleiten. 6A-6B stellen Graphen dar, die zeigen, wie derartige Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit ermöglichen, dass der Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffverteiler abgeleitet werden kann.
Eine beispielhafte Methodik zum Ableiten des Kraftstoffdrucks auf Grundlage von elektrischen Energieprofilen, die der Aktivierung und/oder Deaktivierung von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der vorliegenden Offenbarung entsprechen, ist in 7 dargestellt. 8 stellt eine beispielhafte Methodik zum Durchführen einer Drucksensor-Rationalitätsprüfung für einen Kraftstoffverteilerdrucksensor auf Grundlage des Kraftstoffdrucks dar, der über die Methodik aus 7 abgeleitet wird. 9 zeigt ein beispielhaftes Verfahren auf hoher Ebene zum Ableiten eines Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems unter Bedingungen, bei denen das Kraftstoffsystem einen Kraftstoffverteiler ohne einen Drucksensor und eine Saugpumpe beinhaltet. 10A-10B stellen beispielhafte Diagramme dar, die die Methodik aus 9 detailliert darlegen, und 11A-11B stellen beispielhafte Graphen dar, die veranschaulichen, wie die Methodik aus 9 dazu verwendet werden kann, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems abzuleiten. 12 stellt eine alternative beispielhaftes Methodik auf hoher Ebene zu der aus 9 zum Ableiten eines Vorhandenseins oder eines Nichtvorhandenseins einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems unter Bedingungen, bei denen das Kraftstoffsystem einen Kraftstoffberteiler ohne einen Drucksensor und eine Saugpumpe beinhaltet, dar; 13A-13B stellen beispielhafte Diagramme dar, die die Methodik aus 12 detailliert darlegen, und 14A-14B stellen beispielhafte Graphen dar, die zeigen, wie die Methodik aus 12 dazu verwendet werden kann, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems abzuleiten.
Unter Bezugnahme auf 1 ist nun ein Beispiel einer Brennkammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10, die in einem Fahrzeugsystem 100 beinhaltet ist, dargestellt. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem einschließlich einer Steuerung 12 und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch „Brennkammer“ genannt) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 beinhalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor (nicht gezeigt) über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 in Verbindung stehen. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugdurchlässe eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Zum Beispiel ist der Motor 10 der Darstellung in 1 nach mit einem Turbolader ausgelegt, der einen Verdichter 174, der zwischen den Einlasskanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang eines Auslasskanals 148 angeordnet ist, beinhaltet. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 von der Abgasturbine 176 angetrieben werden, wenn die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. Jedoch kann in anderen Beispielen, wenn etwa die Kraftmaschine 10 mit einem Auflader ausgerüstet ist, die Auslassturbine 176 wahlweise weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 über mechanische Eingabe von einem Motor oder von der Kraftmaschine angetrieben werden kann. Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 aufweist, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors bereitgestellt sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der Ansaugluft zu variieren, die den Motorzylindern bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts des Verdichters 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ dazu stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein.
Der Abgaskanal 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Der Abgassensor 128 ist der Darstellung nach stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 178 an den Abgasdurchlass 148 gekoppelt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (Three Way Catalyst - TWC), eine NO x-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Zum Beispiel beinhaltet der Zylinder 14 der Darstellung nach mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinder 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile beinhalten, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
Das Einlassventil 150 kann über einen Aktor 152 durch eine Steuerung 12 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 über einen Aktor 154 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Während einiger Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen des jeweiligen Einlass- und Auslassventils zu steuern. Die Position des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch jeweilige Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktoren können dem Typ mit elektrischer Ventilbetätigung oder dem Typ mit Nockenbetätigung oder einer Kombination daraus entsprechen. Die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung können gleichzeitig gesteuert werden, oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenzeitsteuerung, zur variablen Auslassnockenzeitsteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder zur festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere von Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockenzeitsteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilzeitsteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs nutzen. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ dazu ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich CPS und/oder VCT gesteuertes Auslassventil beinhalten. In anderen Beispielen können das Einlass- und das Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilsteuerung gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 138 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. Jedoch kann in einigen Beispielen, in denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, das Verdichtungsverhältnis erhöht sein. Hierzu kann es zum Beispiel kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Wenn eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund von deren Auswirkung auf das Motorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 beinhalten, um die Verbrennung einzuleiten. Das Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen werden, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch Kraftstoffeinspritzung auslösen kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, um diesen Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel weist der Zylinder 14 der Darstellung nach zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können dazu konfiguriert sein, Kraftstoff, der von einem Kraftstoffsystem 8 erhalten wurde, bereitzustellen. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 sogenannte Direkteinspritzung (Direct Injection; nachfolgend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während in 1 gezeigt ist, dass die Einspritzvorrichtung 166 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert ist, kann sie alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ dazu kann sich die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils befinden, um das Mischen zu verbessern. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 ist der Darstellung nach in dem Ansaugdurchlass 146 statt im Zylinder 14 in einer Konfiguration angeordnet, die eine Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (Port Fuel Injection, im Folgenden als „PFI“ bezeichnet) in den Ansaugkanal stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 kann aus dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es versteht sich, dass der Treiber 168 und der Treiber 171 in einigen Beispielen die gleiche Art von Treiber sein können (z. B. kann die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung in einigen Beispielen durch einen Direkteinspritzungstreiber angetrieben sein, um eine Abhängigkeit der Batteriespannung von den Öffnungszeitparametern für die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zu reduzieren oder zu beseitigen). Somit kann in einigen Beispielen die Art des Treibers, die zum Antreiben von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen und Direkteinspritzvorrichtungen verwendet wird, die gleiche sein, wohingegen in anderen Beispielen die Art des Treibers, der zum Antreiben von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen und Direkteinspritzvorrichtungen verwendet wird, unterschiedlich sein kann. Es versteht sich jedoch, dass kein PFI-Treiber zum Antreiben von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen verwendet werden kann.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In noch einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 konfiguriert sein. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aus den Kraftstoffsystemen aufzunehmen, und die ferner dazu konfiguriert ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder oder als Saugrohreinspritzvorrichtung stromaufwärts der Einlassventile einzuspritzen. Demnach versteht es sich, dass die in dieser Schrift beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die in dieser Schrift beispielhaft beschriebenen konkreten Konfigurationen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beschränkt sind.
Während eines einzigen Zyklus des Zylinders kann Kraftstoff aus beiden Einspritzvorrichtungen zu dem Zylinder gefördert werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer gesamten Kraftstoffeinspritzung abgeben, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner kann die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der aus jeder Einspritzvorrichtung abgegeben wird, mit Betriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie in dieser Schrift nachstehend beschrieben, variieren. Der saugrohreingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit offenem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Ansaugventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Ansaugtakt) sowie während eines Betriebs bei sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil abgegeben werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Ansaugtakts sowie teilweise während eines vorherigen Ausstoßtakts, während des Ansaugtakts und teilweise während des Verdichtungstakts abgegeben werden. Demnach kann selbst bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Saugrohr- und Direkteinspritzvorrichtung eingespritzt werden. Des Weiteren können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden.
Die Kraftstoffeinspritzungen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Diese beinhalteten Unterschiede in der Größe, zum Beispiel kann eine Einspritzung ein größeres Einspritzloch aufweisen als die andere. Weitere Unterschiede beinhalten unter anderem unterschiedliche Sprühwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliche Ziele, unterschiedliche Einspritzzeitsteuerung, unterschiedliche Sprüheigenschaften, unterschiedliche Stellen usw. Außerdem können in Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs unter den Einspritzungen 170 und 166 verschiedene Auswirkungen erreicht werden.
In dem Kraftstoffsystem 8 können ein oder mehrere Kraftstofftanks inbegriffen sein. Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Kraftstoffarten enthalten, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können Unterschiede in Bezug auf den Alkoholgehalt, den Wassergehalt, die Oktanzahl, Verdampfungswärme, Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlicher Verdampfungswärme könnte Benzin als erste Kraftstoffart mit niedrigerer Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit größerer Verdampfungswärme beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der Motor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Zu weiteren möglichen Substanzen gehören Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw.
In noch einem anderen Beispiel kann es sich ferner bei den Kraftstoffen um Alkoholgemische mit variierender Alkoholzusammensetzung handeln, wobei die erste Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer niedrigeren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E10 (das ungefähr zu 10 % aus Ethanol besteht), während die zweite Kraftstoffart ein Benzin-AlkoholGemisch mit einer höheren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol besteht). Darüber hinaus können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch in Bezug auf andere Kraftstoffqualitäten unterscheiden, wie beispielsweise einen Unterschied hinsichtlich der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl usw. Außerdem können sich die Kraftstoffeigenschaften eines oder beider Kraftstofftanks häufig ändern, zum Beispiel aufgrund täglicher Schwankungen beim Auffüllen des Tanks.
Während sich die vorstehende Erörterung auf ein Kraftstoffsystem mit zwei Kraftstofftanks bezog, versteht es sich, dass das Kraftstoffsystem in anderen Beispielen einfach einen einzelnen Kraftstofftank beinhalten kann, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nichttransitorischer Festwertspeicherchip 110 zum Speichern ausführbarer Anweisungen gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erläuterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (Mass Air Flow - MAF) von dem Luftmassenstromsensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von dem Temperatursensor 116, der an die Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von dem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (Throttle Position - TP) von einem Drosselpositionssensor und eines Absolutkrümmerdrucksignals (Absolute Manifold Pressure signal- MAP-Signal) von dem Sensor 124. Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe des Vakuums oder Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen eine eigene Reihe von Einlass-/Auslassventilen, (einer) Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und abgebildet sind.
Das Fahrzeugsystem 100 kann mehreren Drehmomentquellen beinhalten, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 175 zur Verfügung stehen. In dem gezeigten Beispiel ist das Fahrzeugsystem 100 ein Hybridelektrofahrzeugsystem (hybrid electric vehicle system - HEV), das eine elektrische Maschine 153 beinhaltet, jedoch kann das Fahrzeugsystem in anderen Beispielen kein Hybridelektrofahrzeugsystem sein, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Die elektrische Maschine 153 kann ein Elektromotor oder ein Motorgenerator sein. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 153 sind über ein Getriebe 155 mit den Fahrzeugrädern 175 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 172 eingerückt sind. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 153 vorgesehen und ist eine zweite Kupplung zwischen der elektrischen Maschine 153 und dem Getriebe 155 vorgesehen. Die Steuerung 12 kann ein Signal an ein Betätigungselement jeder Kupplung 172 senden, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, um so die Kurbelwelle mit bzw. von der elektrischen Maschine 153 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 153 mit bzw. von dem Getriebe 155 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Das Getriebe 155 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, einschließlich als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 153 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 158 auf (in der vorliegenden Schrift auch als bordeigene Energiespeichervorrichtung, Energiespeichervorrichtung oder Batterie beschrieben), um den Fahrzeugrädern 175 ein Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 153 kann ebenfalls als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Traktionsbatterie 158 bereitzustellen.
Die bordeigene Energiespeichervorrichtung 158 kann periodisch elektrische Energie aus einer Leistungsquelle 191 aufnehmen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch den Pfeil 194 angegeben. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugsystem 100 als Plug-in-Hybridfahrzeug (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV) konfiguriert sein, bei dem der Energiespeichervorrichtung 158 elektrische Energie aus der Leistungsquelle 191 über ein Übertragungskabel 193 für elektrische Energie zugeführt werden kann. Während eines Wiederaufladevorgangs der Energiespeichervorrichtung 158 über die Stromquelle 191 kann das elektrische Übertragungskabel 193 die Energiespeichervorrichtung 158 und die Stromquelle 191 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 193 zwischen der Leistungsquelle 191 und der Energiespeichervorrichtung 158 getrennt werden. Die Steuerung 12 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, die als der Ladezustand (State Of Charge - SOC) bezeichnet werden kann, erfassen und/oder steuern.
In weiteren Beispielen kann das elektrische Übertragungskabel 193 weggelassen werden, wobei elektrische Energie an der Energiespeichervorrichtung 158 drahtlos aus der Leistungsquelle 191 aufgenommen werden kann. Beispielsweise kann die Energiespeichervorrichtung 158 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Leistungsquelle 191 aufnehmen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 158 aus einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann.
2 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems 8 wie vorstehend in 1 erörtert dar. Das Kraftstoffsystem 8 kann betrieben werden, um Kraftstoff an einen Motor wie etwa den Motor 10 aus 1 abzugeben. Das Kraftstoffsystem 8 kann durch eine Steuerung betrieben werden, um einige oder alle der unter Bezugnahme auf das Verfahren aus 3 beschriebenen Vorgänge durchzuführen.
Das Kraftstoffsystem 8 beinhaltet einen Kraftstoffspeichertank 210 zum Speichern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck (lower pressure fuel pump - LPP) 212 (in dieser Schrift auch als gepulste Kraftstoffsaugpumpe 212 bezeichnet) und eine Kraftstoffpumpe mit höherem Druck (higher pressure fuel pump - HPP) 214 (in dieser Schrift auch als Kraftstoffeinspritzpumpe 214 bezeichnet). Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 210 über einen Kraftstofffüllkanal 204 bereitgestellt werden. In einem Beispiel kann die LPP 212 eine elektrisch mit Leistung versorgte Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck sein, die mindestens teilweise innerhalb des Kraftstofftanks 210 angeordnet ist. Die LPP 212 kann von der Steuerung 12 betrieben werden, um der HPP 214 über einen Kraftstoffkanal 218 Kraftstoff bereitzustellen. Die LPP 212 kann als sogenannte Kraftstoffsaugpumpe konfiguriert sein. Als ein Beispiel kann die LPP 212 eine Turbinenpumpe (z. B. Kreiselpumpe) sein, die einen elektrischen (z. B. DC-)Pumpenmotor beinhaltet, wobei der Druckanstieg an der Pumpe und/oder der Volumendurchsatz 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 der Volumendurchsatz und/oder der Druckanstieg an der Saugpumpe reduziert werden, wenn die Steuerung die elektrische Leistung reduziert, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird. Der Volumendurchsatz und/oder der Druckanstieg an der Saugpumpe können erhöht werden, indem die elektrische Leistung erhöht wird, die der Saugpumpe 212 bereitgestellt wird. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung, die dem Motor der Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck zugeführt wird, von einer Lichtmaschine oder einer anderen Energiespeichervorrichtung an Bord des Fahrzeugs (nicht gezeigt) erlangt werden, wodurch das Steuersystem die elektrische Last steuern kann, die verwendet wird, um die Pumpe mit niedrigerem Druck mit Leistung zu versorgen. Somit werden durch Variieren der Spannung und/oder des Stroms, die der Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck bereitgestellt werden, der Durchsatz und der Druck des Kraftstoffs, der an dem Einlass der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck bereitgestellt wird, eingestellt.
Die LPP 212 kann fluidisch an ein Filter 217 gekoppelt sein, das kleine Verunreinigungen entfernen kann, die in dem Kraftstoff enthalten sein können und die Kraftstoffhandhabungskomponenten nachteilig beeinflussen könnten. Ein Rückschlagventil 213, das die Kraftstoffabgabe erleichtern und den Kraftstoffleitungsdruck beibehalten kann, kann stromaufwärts des Filters 217 positioniert sein. Mit dem Rückschlagventil 213 stromaufwärts das Filters 217 kann die Nachgiebigkeit des Niederdruckkanals 218 erhöht werden, da das Filter ein physisch großes Volumen aufweisen kann. Außerdem kann ein Druckentlastungsventil 219 eingesetzt werden, um den Kraftstoffdruck in dem Niederdruckkanal 218 (z. B. den Ausgang aus der Saugpumpe 212) zu begrenzen. Das Entlastungsventil 219 kann einen Kugel-Feder-Mechanismus aufweisen, der zum Beispiel bei einer vorgegebenen Druckdifferenz anliegt und abdichtet. Der Druckdifferenzsollwert, bei dem das Druckentlastungsventil 219 zum Öffnen konfiguriert sein kann, kann verschiedene geeignete Werte annehmen; als nicht einschränkendes Beispiel kann der Sollwert 6,4 bar oder 5 bar (g) betragen. Ein Austritt 223 kann verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Luft und/oder Kraftstoffdampf aus der Saugpumpe 212 entlüftet wird. Diese Entlüftung an dem Austritt 223 kann zudem dazu verwendet werden, eine Strahlpumpe mit Leistung zu versorgen, die zum Übertragen von Kraftstoff von einer Stelle zu einer anderen innerhalb des Tanks 210 verwendet wird. In einem Beispiel kann ein Austrittsrückschlagventil (nicht gezeigt) in Reihe mit dem Austritt 223 platziert sein. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 8 ein oder mehrere (z. B. eine Reihe von) Rückschlagventile beinhalten, die fluidisch an die Niederdruckkraftstoffpumpe 212 gekoppelt sind, um zu erschweren, dass Kraftstoff zurück stromaufwärts der Ventile leckt. In diesem Kontext bezieht sich stromaufwärtige Strömung auf eine Kraftstoffströmung, die sich von den Kraftstoffverteilern 250, 260 in Richtung der LPP 212 bewegt, während sich stromabwärtige Strömung auf die nominale Kraftstoffströmungsrichtung von der LPP in Richtung der HPP 214 und von dort zu den Kraftstoffverteilern bezieht.
Durch die LPP 212 angesaugter Kraftstoff kann mit einem niedrigeren Druck einem Kraftstoffkanal 218 zugeführt werden, der zu einem Einlass 203 der HPP 214 führt. Die HPP 214 kann dann Kraftstoff in einen ersten Kraftstoffverteiler 250 abgeben, der an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einer ersten Gruppe von Direkteinspritzvorrichtungen 252 (in dieser Schrift auch als erste Einspritzvorrichtungsgruppe bezeichnet, siehe Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 in 1) gekoppelt ist. Durch die LPP 212 angesaugter Kraftstoff kann zudem einem zweiten Kraftstoffverteiler 260 zugeführt werden, der an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einer zweiten Gruppe von Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 (in dieser Schrift auch als zweite Einspritzvorrichtungsgruppe bezeichnet, siehe Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 in 1) gekoppelt ist. Die HPP 214 kann so betrieben werden, dass der Druck des an den ersten Kraftstoffverteiler abgegebenen Kraftstoffs über den Saugpumpendruck gesteigert wird, wobei der erste Kraftstoffverteiler an die mit einem Hochdruck betriebene Direkteinspritzvorrichtungsgruppe gekoppelt ist. Infolgedessen kann Hochdruck-DI aktiviert werden, während PFI bei einem niedrigeren Druck betrieben werden kann.
Während gezeigt ist, dass jeder des ersten Kraftstoffverteilers 250 und des zweiten Kraftstoffverteilers 260 Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der jeweiligen Einspritzvorrichtungsgruppe 252, 262 abgibt, versteht es sich, dass jeder Kraftstoffverteiler 250, 260 Kraftstoff an eine beliebige geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeben kann. Als ein Beispiel kann der erste Kraftstoffverteiler 250 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der ersten Einspritzvorrichtungsgruppe 252 für jeden Zylinder des Motors abgeben, während der zweite Kraftstoffverteiler 260 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der zweiten Einspritzvorrichtungsgruppe 262 für jeden Zylinder des Motors abgeben kann. Die Steuerung 12 kann jede der Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 über einen Saugrohreinspritzungstreiber 171 einzeln betätigen und jede der Direkteinspritzvorrichtungen 252 über einen Direkteinspritzungstreiber 168 einzeln betätigen. Die Steuerung 12, die Treiber 171, 168 und andere geeignete Motorsystemsteuerungen können ein Steuersystem umfassen. Wenngleich die Treiber 171, 168 außerhalb der Steuerung 12 gezeigt sind, versteht es sich, dass die Steuerung 12 in anderen Beispielen die Treiber 171, 168 beinhalten kann oder dazu konfiguriert sein kann, die Funktionalität der Treiber 171, 168 bereitzustellen. Die Steuerung 12 kann zusätzliche Komponenten beinhalten, die nicht gezeigt sind, wie etwa die in der Steuerung 12 aus 1 beinhalteten. Wie vorstehend erörtert, kann der Treiber 171 in einigen Beispielen ein Direkteinspritzungstreiber sein und der Treiber 168 kann auch ein Direkteinspritzungstreiber sein. Wie vorstehend erwähnt, kann das Verlassen auf einen DI-Treiber eine Abhängigkeit der Batteriespannung von Öffnungszeitparametern für Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen reduzieren oder beseitigen.
Die HPP 214 kann eine motorbetriebene Verdrängerpumpe sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die HPP 214 eine Hochdruckpumpe vom Typ Bosch HDP5 sein, die ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil (z. B. einen Kraftstoffvolumenregler, ein Magnetventil usw.) nutzt, um das effektive Pumpenvolumen für jeden Pumpenhub zu variieren. Das Auslassrückschlagventil 274 der HPP wird mechanisch gesteuert und nicht durch eine externe Steuerung elektronisch gesteuert. Die HPP 214 kann im Gegensatz zu der motorgetriebenen LPP 212 mechanisch durch den Motor angetrieben werden, in anderen Beispielen kann die HPP 214 jedoch elektronisch gesteuert werden, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Die HPP 214 beinhaltet einen Pumpenkolben 228, eine Pumpenverdichtungskammer 205 (in dieser Schrift auch als Verdichtungskammer bezeichnet) und einen Stufenraum 227. Der Pumpenkolben 228 empfängt eine mechanische Eingabe von der Motorkurbelwelle oder -nockenwelle über den Nocken 230, wodurch die HPP gemäß dem Grundsatz einer nockenbetriebenen Einzylinderpumpe betrieben wird. Ein Sensor (in 2 nicht gezeigt) kann nahe dem Nocken 230 positioniert sein, um eine Bestimmung der Winkelposition des Nockens (z. B. zwischen 0 und 360 Grad) zu ermöglichen, die an die Steuerung 12 weitergegeben werden kann.
Ein Saugpumpenkraftstoffdrucksensor 231 kann entlang des Kraftstoffkanals 218 zwischen der Saugpumpe 212 und der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck positioniert sein. In dieser Konfiguration können Messwerte von dem Sensor 231 als Angaben des Kraftstoffdrucks der Saugpumpe 212 (z.B. des Kraftstoffauslassdrucks der Saugpumpe) und/oder des Einlassdrucks der Kraftstoffpumpe mit höherem Druck 214 interpretiert werden. Messwerte von dem Sensor 231 können dazu verwendet werden, den Betrieb verschiedener Komponenten in dem Kraftstoffsystem 8 zu bewerten, um zu bestimmen, ob der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck ein ausreichender Kraftstoffdruck bereitgestellt wird, sodass die Kraftstoffpumpe mit höherem Druck flüssigen Kraftstoff und nicht Kraftstoffdampf aufnimmt, und/oder um die mittlere elektrische Leistung zu minimieren, die der Saugpumpe 212 zugeführt wird.
Ein erster Kraftstoffverteiler 250 kann einen ersten Kraftstoffverteilerdrucksensor 248 zum Bereitstellen einer Angabe des Kraftstoffeinspritzdrucks mit Direkteinspritzung an die Steuerung 12 beinhalten, jedoch kann der erste Kraftstoffverteiler 250 in anderen Beispielen den ersten Kraftstoffverteilerdrucksensor nicht beinhalten, ohne vom Umfang abzuweichen dieser Offenbarung. Gleichermaßen kann der zweite Kraftstoffverteiler 260 einen zweiten Kraftstoffverteilerdrucksensor 258 zum Bereitstellen einer Angabe des Kraftstoffeinspritzdrucks mit Saugrohreinspritzung an die Steuerung 12 beinhalten, jedoch kann der zweite Kraftstoffverteiler 260 in anderen Beispielen den zweiten Kraftstoffverteilerdrucksensor nicht beinhalten, ohne vom Umfang abzuweichen dieser Offenbarung. Ein Motordrehzahlsensor 233 kann verwendet werden, um der Steuerung 12 eine Angabe der Motordrehzahl bereitzustellen. Die Angabe der Motordrehzahl kann dazu verwendet werden, die Drehzahl der HPP 214 untern Bedingungen zu identifizieren, in denen die HPP 214 mechanisch durch den Motor 10 angetrieben wird, zum Beispiel über die Kurbelwelle oder die Nockenwelle.
Der erste Kraftstoffverteiler 250 ist an einen Auslass 208 der HPP 214 entlang des Kraftstoffkanals 278 gekoppelt. Ein Auslassrückschlagventil 274 und ein Druckentlastungsventil (auch als Pumpenentlastungsventil bekannt) 272 können zwischen dem Auslass 208 der HPP 214 und dem ersten (DI-)Kraftstoffverteiler 250 positioniert sein. Das Pumpenentlastungsventil 272 kann an einen Umgehungskanal 279 des Kraftstoffkanals 278 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 274 öffnet sich nur dann, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff aus dem Hochdruckpumpenauslass 208 in einen Kraftstoffverteiler strömt, wenn ein Druck an dem Auslass der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe 214 (z. B. ein Verdichtungskammerauslassdruck) höher als der Kraftstoffverteilerdruck ist. Das Pumpenentlastungsventil 272 kann den Druck in dem Kraftstoffkanal 278 stromabwärts der HPP 214 und stromaufwärts des ersten Kraftstoffverteilers 250 begrenzen. Zum Beispiel kann das Pumpenentlastungsventil 272 den Druck in dem Kraftstoffkanal 278 auf 200 bar begrenzen. Das Pumpenentlastungsventil 272 ermöglicht eine Kraftstoffströmung aus dem DI-Kraftstoffverteiler 250 in Richtung des Pumpenauslasses 208, wenn der Kraftstoffverteilerdruck größer als ein vorbestimmter Druck ist. Die Ventile 244 und 242 arbeiten zusammen, um den Niederdruckkraftstoffverteiler 260 auf einen vorbestimmten Niederdruck unter Druck gesetzt zu halten. Das Druckentlastungsventil 242 ist dabei behilflich, den Druck, der sich aufgrund der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler 260 aufbauen kann, zu begrenzen. Während die vorstehende Erörterung das Pumpenentlastungsventil 272 und das Druckentlastungsventil 242 beinhaltete, können das Pumpenentlastungsventil 272 und das Druckentlastungsventil 242 in anderen Beispielen nicht enthalten sein, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen kann Kraftstoff durch eine oder mehrere Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 und Direkteinspritzvorrichtungen 252 abgegeben werden. Zum Beispiel kann während Bedingungen mit hoher Last Kraftstoff in einem gegebenen Motorzyklus nur über Direkteinspritzung an einen Zylinder abgegeben werden, wobei die Saugrohreinspritzvorrichtungen 262 deaktiviert sein können. In einem anderen Beispiel kann während Bedingungen mit mittlerer Last Kraftstoff in einem gegebenen Motorzyklus über jede von Direkt- und Saugrohreinspritzung an einen Zylinder abgegeben werden. Als noch ein anderes Beispiel kann während Bedingungen mit niedriger Last, Motorstarts sowie Warmleerlaufbedingungen Kraftstoff in einem gegebenen Motorzyklus nur über Saugrohreinspritzung an einen Zylinder abgegeben werden, wobei die Direkteinspritzvorrichtungen 252 deaktiviert sein können.
Es wird hier angemerkt, dass die Hochdruckpumpe 214 aus 2 als veranschaulichendes Beispiel für eine mögliche Konfiguration für eine Hochdruckpumpe dargestellt ist. in 2 gezeigte Komponenten können entfernt und/oder geändert werden, während zusätzliche Komponenten, die gegenwärtig nicht gezeigt sind, zu der Pumpe 214 hinzugefügt werden können, während weiterhin die Fähigkeit beibehalten wird, Hochdruckkraftstoff an einen Direkteinspritzungskraftstoffverteiler und einen Saugrohreinspritzungskraftstoffverteiler abzugeben.
Die Steuerung 12 kann zudem den Betrieb von jeder der Kraftstoffpumpen 212 und 214 steuern, um eine Menge, einen Druck, einen Durchsatz usw. eines an den Motor abgegebenen Kraftstoffs einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 eine Druckeinstellung, eine Pumpenhubmenge, einen Pumpenarbeitszyklusbefehl und/oder einen Kraftstoffdurchsatz der Kraftstoffpumpen zum Abgeben von Kraftstoff an unterschiedliche Stellen des Kraftstoffsystems variieren. Ein Treiber (nicht gezeigt), der elektronisch an die Steuerung 12 gekoppelt ist, kann dazu verwendet werden, nach Bedarf ein Steuersignal an die Niederdruckpumpe zu senden, um den Ausgang (z. B. die Drehzahl, den Strömungsausgang und/oder den Druck) der Niederdruckpumpe einzustellen.
3 zeigt ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300, die verwendet werden kann, um Kraftstoff aus einem Kraftstoffsystem, z. B. dem Kraftstoffsystem 8, einem Motor, z. B. dem Motor 10, zuzuführen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 kann eine beliebige Art von Einspritzvorrichtung sein. Zum Beispiel kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 eine Direkteinspritzvorrichtung (z. B. die Direkteinspritzvorrichtung 166 in 1) oder eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung (z. B. die Saugrohreinspritzvorrichtung 170 in 1) sein. Es versteht sich, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 auf Grundlage der Art und Weise, in der sich die Kraftstoffeinspritzvorrichtung öffnet, als eine sich nach innen öffnende Einspritzvorrichtung bezeichnet werden kann, wie nachstehend ausführlicher ausgeführt wird.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 beinhaltet einen Düsenkörper 302, der als Ventilsitzträger und Teil eines Ventilgehäuses verwendet werden kann. Ein Ventilmechanismus 303 innerhalb des Düsenkörpers 302 ist in einer axialen Richtung verschiebbar, z. B. entlang einer Mittelachse 355 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300. Der Ventilmechanismus 303 kann ein Zapfen oder eine Nadel sein, der/die beispielsweise in einer Richtung der Mittelachse 355 verschiebbar ist. In einigen Beispielen kann der Ventilmechanismus 303 zumindest teilweise aus einem Material bestehen, das permanent magnetisiert ist. Zum Beispiel kann der Ventilmechanismus 303 aus einem Material bestehen, wie etwa Eisen, das durch ein externes Magnetfeld magnetisiert werden kann und magnetisiert bleiben kann, nachdem das externe Feld entfernt wurde. In anderen Beispielen kann der Ventilmechanismus 303 im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material bestehen, wie etwa Eisen, Nickel, Kobalt und/oder Legierungen davon.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 kann eine sich nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtung sein, die mindestens eine Sprühabgabeöffnung 307 aufweist, die in dem Ventilsitzkörper 305 gebildet ist, so dass, wenn eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 311 aktiviert wird, um den Ventilmechanismus zu betätigen, der Ventilmechanismus 303 vom Ventilmechanismus-Sitz 305 abhebt, um einen Spalt zwischen dem Ventilschließelement 304 und der Ventilsitzfläche 306 zu erzeugen, sodass Kraftstoff aus den Öffnungen 307 strömen kann.
Der Ventilmechanismus 303 ist an ein Ventilschließelement 304 gekoppelt, das mit einer Ventilsitzfläche 306 zusammenwirkt, die an einem Ventilmechanismussitzkörper 305 ausgebildet ist, um einen Dichtsitz zu bilden. Der Ventilmechanismussitzkörper 305 kann fest an das stromabwärtige Ende 356 des Düsenkörpers 302 gekoppelt sein. Die Ventilsitzfläche 306 kann jedoch auch direkt an einem Basisteil des Düsenkörpers 302 ausgebildet sein. Zum Beispiel kann das Ventilschließelement 304 kugelförmig oder kegelstumpfförmig sein, so dass das Ventilschließelement 304 in einer geschlossenen Position mit der Ventilsitzfläche 306 in Eingriff tritt, um den Kraftstofffluss durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung über Öffnungen, z. B. die Öffnungen 307, in dem stromabwärtigen Ende 356 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung abzuschalten.
In einigen Beispielen kann der Ventilmechanismus 303 einen Anker 320 in einer inneren Öffnung in einem stromaufwärtigen Ventilgehäuse 337 durchdringen. Der Anker 320 kann an den Ventilmechanismus 303 gekoppelt sein, um axial entlang einer Richtung der Mittelachse 355 verschiebbar zu sein. Der Weg des Magnetankers 320 in Richtung der Mittelachse 355 kann durch einen ersten oberen Flansch 321, der einstückig mit einem stromaufwärtigen Abschnitt des Ventilmechanismus 303 ausgebildet sein kann, und einen zweiten unteren Flansch 322, der an den Ventilmechanismus 303 stromabwärts des Ankers 320 gekoppelt ist, begrenzt sein. An dem ersten Flansch 321 ist eine Rückstellfeder 323 abgestützt, die den Ventilmechanismus 303 in einer geschlossenen Position gegen den Ventilmechanismus-Sitz 305 vorspannt. Die Rückstellfeder 323 kann durch eine Einstellhülse 324 vorgespannt werden.
Das stromaufwärts gelegene Ventilgehäuse 337 beinhaltet eine Einspritzvorrichtungstreiberschaltung 311, die den Ventilmechanismus als Reaktion auf ein Einspritzbeginn- (SOI-) Ereignis betätigt. Die Einspritzvorrichterschaltung 311 kann einen elektromagnetischen Aktor zum Betätigen des Ventilmechanismus beinhalten und kann eine Magnetspule 310 beinhalten, die auf eine Spulenstrebe 312 gewickelt ist, die an einem Verbindungsstück 313 anliegt, das als Innenpol 333 fungiert. Strom kann der Magnetspule in zwei entgegengesetzten Richtungen und in variierenden Mengen in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen zugeführt werden. In einer nach außen gerichteten Richtung von der Mittelachse 355 kann der Magnetkreis durch eine äußere magnetische Komponente 314 abgedichtet sein. Die Magnetspule 310 wird über eine Leitung 319 durch einen elektrischen Strom erregt, der über einen elektrischen Steckkontakt 317 zugeführt werden kann.
Der Kraftstoff wird über eine zentrale Kraftstoffzufuhr 316 an einem stromaufwärtigen Ende 359 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 zugeführt und durch ein darin eingesetztes Filterelement 325 gefiltert. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 kann durch eine Dichtung 328 gegen eine Kraftstoffverteilerleitung, z. B. einen Kraftstoffverteiler, durch eine andere Dichtung 336 und gegen einen Zylinderkopf, z. B. den Zylinder 14, abgedichtet sein.
Insbesondere kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 ein Kraftstoffimpulsbreitensignal (fuel pulse width - FPW= von der Steuerung 12 empfangen, um die Kraftstoffeinspritzung zu steuern. Das Signal FPW regelt die Kraftstoffeinspritzung, indem die elektromagnetische Aktorspule 310 erregt wird, um den Einspritzbeginn (start of injection - SOI) von Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 einzuleiten. Zusätzlich kann das FPW das Einspritzende (end of injection - EOI) von Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 vorgeben. Insbesondere kann während der Kraftstoffeinspritzung druckbeaufschlagter Kraftstoff von einem Kraftstoffverteiler (z. B. dem ersten Kraftstoffverteiler 250 oder dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) über ein Einlassventil 316 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 zugeführt werden, dessen Strom durch einen elektromagnetischen Aktor mit einer Spule 310 gesteuert wird, der an den Ventilmechanismus 303 gekoppelt ist, der sich vom Ventilsitz 305 hebt, um Kraftstoff in den Zylinder 14 zu sprühen.
Im Betrieb wirkt die Rückstellfeder 323 auf den ersten Flansch 321 der Ventilnadel 303, um ihrer Hubrichtung entgegenzuwirken, so dass das Ventilschließelement 304 in dichtendem Kontakt mit der Ventilsitzfläche 306 gehalten wird. Die Erregung der Magnetspule 310 kann durch Zuführen einer ersten Strommenge in einer ersten Richtung durch die Magnetspule 310 durchgeführt werden. Die erste Strommenge in der ersten Richtung erzeugt ein Magnetfeld, das den Ventilmechanismus 303 nach oben anzieht, um den Ventilmechanismus 303 vom Ventilsitz 305 anzuheben. Zum Beispiel kann das Magnetfeld den Magnetanker 320 in der Hubrichtung bewegen, um der Federkraft der Rückstellfeder 323 entgegenzuwirken. Der Gesamthub des Ventilmechanismus kann durch einen Arbeitsspalt definiert sein, der in der Ruheposition zwischen dem Verbindungsstück 313 und dem Magnetanker 320 besteht. Der Magnetanker 320 nimmt den ersten Flansch 321 ebenfalls in der Hubrichtung mit. Das Ventilschließelement 304, das mit dem Ventilmechanismus 303 verbunden ist, hebt sich von der Ventilsitzfläche 306 an und der Kraftstoff wird durch Sprühabgabeöffnungen 307 sprühabgeführt.
In dem Fall, dass der Ventilmechanismus aus einem permanent magnetisierten Material besteht, ist ein Magnetfeld in dem Ventilmechanismus vorhanden, z. B. kann sich ein magnetisches Dipolmoment des Ventilmechanismus entlang einer Richtung einer Mittelachse des Ventilmechanismus erstrecken. In diesem Fall kann die Richtung des Stroms, der dem Einspritzvorrichtungsantrieb 311 zugeführt wird, so gewählt werden, dass das von der Magnetspule 310 erzeugte Magnetfeld ein magnetisches Dipolmoment aufweist, das entgegengesetzt zu dem magnetischen Dipolmoment des Ventilmechanismus ist, so dass das durch die Magnetspule 310 erzeugte Magnetfeld den permanent magnetisierten Ventilmechanismus anzieht, um den Ventilmechanismus von dem Ventilmechanismussitz anzuheben. In diesem Beispiel kann eine dem Einspritzvorrichtungstreiber zugeführte Strommenge reduziert werden, da das Magnetfeld in dem Ventilmechanismus zusätzliche Kraft zum Anheben des Ventilmechanismus bereitstellt.
Als Reaktion auf ein Einspritzendeereignis wird die erste Menge an Strom, die dem Einspritzvorrichtungstreiber 311 in der ersten Richtung zugeführt wird, unterbrochen, und nach einem ausreichenden Abklingen des Magnetfelds fällt der Magnetanker 320 von dem Verbindungsstück 313 aufgrund des Drucks der Rückstellfeder 323 weg, so dass sich der Ventilmechanismus 303 entgegen der Hubrichtung bewegt. Das Ventilschließelement 304 setzt sich auf der Ventilsitzfläche 306 ab und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 wird wieder geschlossen.
Die 1-3 zeigen beispielhafte Konfigurationen des Kraftstoffsystems mit einer relativen Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls sie als einander direkt in Kontakt stehend oder direkt aneinandergekoppelt gezeigt sind, können derartige Elemente in mindestens einem Beispiel als direkt miteinander in Kontakt stehend bzw. direkt aneinandergekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander anliegend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander anliegen bzw. zueinander benachbart sein. Als ein Beispiel können Komponenten, die in flächenteilendem Kontakt zueinander liegen, als in flächenteilendem Kontakt stehend bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich dazwischen nur ein Zwischenraum befindet und keine anderen Komponenten, in mindestens einem Beispiel derart bezeichnet werden.
Wie hierin erörtert, kann ein System für ein Fahrzeug ein Kraftstoffsystem umfassen, das eine Impuls-Saugpumpe, die einen Kraftstoff aus einem Kraftstofftank einem Niederdruck-Kraftstoffverteiler zuführt, und eine Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen, die Kraftstoff vom Niederdruck-Kraftstoffverteiler zu einer Reihe von Zylindern eines Motors zuführen, beinhaltet. Das System kann ferner eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, umfassen, die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, anzuweisen, dass eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs über eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung der Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen in einen Zylinder der Reihe von Zylindern eingespritzt werden soll. Die Steuerung kann weitere Anweisungen speichern, um einen Kraftstoffeinspritzdruck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler auf Grundlage einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu bestimmen und eine Kraftstoffeinspritzimpulsbreite für eine anschließende Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Motorzylinder auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks zu steuern.
Für ein derartiges System kann die Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sein, die einen Ventilmechanismus beinhalten, für den eine Öffnungsrate und eine Schließrate des Ventilmechanismus eine Funktion des Kraftstoffeinspritzdrucks sind.
Für ein derartiges System kann der Niederdruckkraftstoffverteiler keinen Drucksensor beinhalten.
Für ein derartiges System kann die Steuerung weitere Anweisungen zum kontinuierlichen Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder der Zeit zum vollständigen Schließen jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung speichern, wenn der Motor in einem Verbrennungsmodus arbeitet.
Für ein derartiges System kann die Steuerung weitere Anweisungen speichern, um die Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder die Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils, das jeweils einer Aktivierung und/oder einer Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entspricht, abzuleiten.
Für ein derartiges System kann der Kraftstoffverteiler einen Drucksensor beinhalten und die Steuerung kann weitere Anweisungen speichern, um anzugeben, dass der Drucksensor beeinträchtigt ist, als Reaktion auf eine Angabe, dass sich der Kraftstoffeinspritzdruck von einem überwachten Kraftstoffeinspritzdruck unterscheidet, wie angegeben durch den Drucksensor um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert, und Steuern der Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Zylinder auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion darauf, dass angegeben wird, dass der Drucksensor beeinträchtigt ist.
Für ein derartiges System kann die Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung unabhängig von einer Spannung sein, die der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt wird.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 400 auf hoher Ebene zum Steuern von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und/oder Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen 170 in 1). Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 400 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung (z. B. die in 1 gezeigte Steuerung 12) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Aktoren des Motor-(z. B. den Motor in 1) und/oder des Kraftstoffsystems (z. B. das Kraftstoffsystem in 2) einsetzen, um Zustände von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren zu ändern.
Bei 402 können Motorbetriebsbedingungen durch die Steuerung bestimmt werden. Die Motorbetriebsbedingungen können Motorlast, Motortemperatur, Motordrehzahl, Drehmomentbedarf des Bedieners usw. beinhalten. Abhängig von den geschätzten Betriebsbedingungen kann eine Vielzahl von Motorparametern bestimmt werden. Zum Beispiel kann bei 404 ein Kraftstoffeinspritzplan bestimmt werden. Dies kann das Bestimmen einer Menge an Kraftstoff, die einem Zylinder zugeführt werden soll (z. B. auf Grundlage des Drehmomentbedarfs), sowie eines Einspritzzeitpunkts beinhalten. Ferner kann ein Kraftstoffeinspritzmodus ausgewählt werden, der für die aktuellen Motorbetriebsbedingungen am besten geeignet ist. In einem Beispiel kann bei hohen Motorlasten Direkteinspritzung (direct injection - DI) von Kraftstoff in einen Motorzylinder über eine Direkteinspritzvorrichtung ausgewählt werden, um die Ladungskühlungseigenschaften der DI zu nutzen, so dass Motorzylinder bei höheren Verdichtungsverhältnissen arbeiten können, ohne zu dass unerwünschtes Motorklopfen entsteht. Wenn Direkteinspritzung ausgewählt ist, kann die Steuerung bestimmen, ob der Kraftstoff als eine einzelne Einspritzung abgegeben oder in mehrere Einspritzungen aufgeteilt werden soll, und ferner, ob die Einspritzung(en) in einem Ansaugtakt und/oder einem Verdichtungstakt abgegeben wird/werden. In einem anderen Beispiel kann bei niedrigeren Motorlasten und bei Motorstarts (insbesondere während Kaltstarts) Saugrohreinspritzung (port inj ection - PFI) von Kraftstoff in einen Einlasskanal des Motorzylinders über eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung ausgewählt werden, um Feinstaubemissionen zu reduzieren. Wenn die Saugrohreinspritzung ausgewählt ist, kann die Steuerung bestimmen, ob der Kraftstoff während eines Ereignisses eines geschlossenen Einlassventils oder eines Ereignisses eines offenen Einlassventils abgegeben werden soll. Es kann noch andere Bedingungen geben, bei denen ein Teil des Kraftstoffs über die Saugrohreinspritzvorrichtung an den Zylinder abgegeben werden kann, während ein Rest des Kraftstoffs über die Direkteinspritzvorrichtung an den Zylinder abgegeben wird. Das Bestimmen des Kraftstoffeinspritzungsplans kann zudem für jede Einspritzvorrichtung das Bestimmen einer Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung sowie einer Dauer zwischen Einspritzimpulsen auf Grundlage der geschätzten Motorbetriebsbedingungen beinhalten.
Bei 406 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob nur Saugrohrkraftstoffeinspritzung auf Grundlage der aktuellen Motorbetriebsparameter angefordert wurde. Nur PFI kann zum Beispiel während Bedingungen mit niedriger Motorlast und niedriger Motortemperatur sowie bei Motorstarts angefordert werden. Wenn bestimmt wird, dass aktuell nur PFI nicht angefordert wird, kann die Routine bei 408 Bestimmen beinhalten, ob nur Direkteinspritzung angefordert wurde. DI kann zum Beispiel während hoher Motorlast und/oder während Bedingungen mit hoher Motortemperatur wünschenswert sein. Wenn bestimmt wird, dass nur DI angefordert ist, kann bei 410 Kraftstoff über die Direkteinspritzvorrichtungen (wie etwa die Direkteinspritzvorrichtungen 252 in 1) in den Motor eingespritzt werden. Die Steuerung kann eine Einspritzimpulsbreite der Direkteinspritzvorrichtungen einstellen, um Kraftstoff über die Direkteinspritzvorrichtungen gemäß dem bestimmten Kraftstoffzufuhrplan bereitzustellen. Die Impulsbreite kann in einigen Beispielen als eine Funktion eines Kraftstoffeinspritzdrucks (z. B. Druck des Kraftstoffs in dem entsprechenden Kraftstoffverteiler) bestimmt werden. Wie nachstehend ausführlicher dargelegt wird, kann der Kraftstoffeinspritzdruck in einigen Beispielen auf Grundlage eines elektrischen Energieprofils abgeleitet werden, das der Aktivierung/Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entspricht (z. B. Betätigung und Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung). Es versteht sich, dass in einem Fall, in dem nur DI angefordert wird, PFI unterbrochen werden kann. Wenn PFI unterbrochen ist, kann ein Druckaufbau zum Beispiel aufgrund der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler, der den PFI Kraftstoff zuführt (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2), über das Druckentlastungsventil 242 abgebaut werden.
Wenn bestimmt wird, dass nur PFI oder nur DI zur Kraftstoffversorgung gewünscht ist, kann die Routine bei 412 bestimmen, ob sowohl DI als auch PFI zur Kraftstoffeinspritzung angefordert werden. Wenn bestimmt wird, dass sowohl die Direkteinspritzung als auch die Saugrohreinspritzung angefordert wurden, kann die Steuerung bei 414 ein Signal an Aktoren senden, die an jede der Direkteinspritzvorrichtung und der Saugrohreinspritzvorrichtung gekoppelt sind, um die Kraftstoffzufuhr auf Grundlage eines bestimmten Kraftstoffzufuhrplans einzuleiten. Jede Einspritzvorrichtung kann einen Teil einer gesamten Kraftstoffeinspritzung zur Verbrennung abgeben. Die Verteilung und/oder die relative Kraftstoffmenge, die von jeder Einspritzvorrichtung abgegeben wird, kann auf Grundlage von Betriebsbedingungen variieren, wie etwa Motorlast, Klopfen, Abgastemperatur usw. Wenn bei 412 nicht sowohl DI als auch PFI angefordert werden, versteht es sich, dass das Fahrzeug in einem rein elektrischen Betriebsmodus betrieben sein kann, und derartige Betriebsparameter können beibehalten werden. Die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung kann für jede Einspritzvorrichtungsart als eine Funktion des Kraftstoffeinspritzdrucks in dem entsprechenden Kraftstoffverteiler gesteuert werden, und wie vorstehend erörtert, kann der Kraftstoffeinspritzdruck in einigen Beispielen auf Grundlage von elektrischen Energieprofilen der einzelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtungsaktivierung/-deaktivierung abgeleitet werden, wobei die elektrischen Energieprofile Öffnungszeit- und/oder Schließungsparametern entsprechen, wie nachstehend ausgeführt wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 406, wenn bestimmt wird, dass nur PFI gewünscht ist, kann die Steuerung bei 416 die bestimmte Impulsbreite der Saugrohreinspritzvorrichtung (wie etwa den Saugrohreinspritzvorrichtungen 170 in 1) anweisen, um die Kraftstoffeinspritzung einzuleiten. Zusätzlich versteht es sich, dass die Steuerung die Direkteinspritzvorrichtungen deaktivieren kann. Wenn DI unterbrochen ist, kann ein Druckaufbau zum Beispiel aufgrund der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler, der den DI Kraftstoff zuführt (z. B. dem ersten Kraftstoffverteiler 250 in 2), über das Pumpenentlastungsventil 272 abgebaut werden.
Wie vorstehend erörtert, kann das Steuern von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, um gewünschte Motorbetriebsbedingungen zu erreichen, das Bestimmen einer Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten. Die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestimmt, wie viel Kraftstoff in den entsprechenden Motorzylinder eingespritzt wird, und ist eine Funktion des Kraftstoffverteilerdrucks. Mit anderen Worten besteht das grundlegende Konzept der Kraftstoffeinspritzung darin, dass der Einspritzdruck bekannt ist und dann die erforderliche Öffnungszeit der Einspritzvorrichtung auf Grundlage des Einspritzdrucks berechnet werden kann, um eine gewünschte Einspritzmenge pro Einspritzereignis zu erreichen. In einem Beispiel kann der Kraftstoffverteilerdruck über einen Drucksensor (z. B. den ersten Kraftstoffverteilerdrucksensor 248 oder den zweiten Kraftstoffverteilerdrucksensor 258 in 2) bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Kraftstoffverteilerdruck als eine Funktion einer bekannten Druckreglereinstellung bestimmt werden.
Wie vorstehend erwähnt, kann es wünschenswert sein, den Kraftstoffverteilerdruck durch andere Mittel abzuleiten. Zum Beispiel kann der Drucksensor unter bestimmten Umständen ausfallen. In anderen Beispielen kann das Ableiten des Kraftstoffverteilerdrucks durch ein anderes Mittel ermöglichen, dass eine Diagnose an einem vorhandenen Kraftstoffverteilerdrucksensor durchgeführt wird. In einigen Beispielen kann das Ableiten des Kraftstoffverteilerdrucks durch ein anderes Mittel eine Fähigkeit ermöglichen, die Kraftstoffeinspritzung zu steuern, ohne sich auf einen derartigen Sensor zu verlassen, was die Komplexität und die Kosten reduzieren kann. In ähnlicher Weise kann in einigen Beispielen die Fähigkeit, den Kraftstoffverteilerdruck durch ein anderes Mittel abzuleiten, eine Fähigkeit ermöglichen, einen Druckregleraspekt von Kraftstoffzufuhrsystemen zu vermeiden, was die Komplexität und die Kosten reduzieren kann.
Es wird hierin erkannt, dass es möglich sein kann, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung selbst als Druckmessvorrichtung zu verwenden. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können entweder nach innen öffnend (siehe Kraftstoffeinspritzvorrichtung 300 in 3) oder nach außen öffnend (nicht gezeigt) sein. In einem Fall einer sich nach innen öffnenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung muss die elektrisch abgeleitete Kraft zum Öffnen der Einspritzvorrichtung nicht nur die Vorspannkraft der Feder (z. B. der Rückstellfeder 323 in 3) überwinden, sondern zusätzlich den Kraftstoffdruck überwinden, der gegen den Zapfen (siehe Ventilmechanismus 303 in 3) der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wirkt. Somit können höhere Kraftstoffdrücke in Bezug auf das Öffnen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu einer längeren Öffnungszeit im Vergleich zu niedrigeren Kraftstoffdrücken führen. In ähnlicher Weise können höhere Kraftstoffdrücke im Vergleich zu niedrigeren Kraftstoffdrücken zu schnelleren Parametern für die Zeit bis zum Schließen führen. Dementsprechend kann es, wie nachstehend ausführlicher ausgeführt wird, möglich sein, den Kraftstoffdruck auf Grundlage von Messungen der Zeit bis zum Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder Messungen der Zeit bis zum Schließen abzuleiten.
Unter Bezugnahme auf 5A ist eine beispielhafte Schaltung 500 gezeigt, die in einigen Beispielen verwendet werden kann, um eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu betätigen. Insbesondere kann eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 505 (z. B. die gleiche wie die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 oder die gleiche wie die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170) über die Steuerung (z. B. die Steuerung 12 in 1) über die Schaltung 500, die einen Low-Side-Leistungsschalter 508 mit einer parallel geschalteten Zenerdiode 510 umfasst, betätigt werden. Es versteht sich, dass die Zenerdiode 510 die Schaltung 500 vor einer Überspannung aufgrund einer Selbstinduktion schützen kann, die auftreten kann, wenn zum Beispiel die Erregung der Einspritzspule gestoppt wird.
Im abgeschalteten Modus mit einer stromlosen Spule (z. B. Spule 310 in 3) kann der Ventilmechanismus (z. B. Ventilmechanismus 303 in 3) an dem Ventilsitz (z. B. Ventilmechanismussitz 305 in 3) durch die Feder (z. B. die Rückstellfeder 323 in 3) und eine Kraft des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffverteiler anliegen. Wenn die Leistungszufuhr 511 eingeschaltet wird, kann die Spule bestromt werden und ein elektromagnetisches Feld kann entstehen, wodurch der Ventilmechanismus von dem Ventilsitz gelöst wird und es ermöglicht wird, dass Kraftstoff in einen Motorzylinder eingespritzt wird. Das Abschalten des Erregungsstroms kann erneut zu einem Schließen der Einspritzvorrichtung führen. Wie nachstehend ausführlicher ausgeführt wird, können das Messen der Spannung an der ersten Schaltungsposition 512 und das Messen des Stroms an der zweiten Schaltungsposition 513 eine Bestimmung ermöglichen, wann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig offen und vollständig geschlossen ist.
Es wird nun auf 5B Bezug genommen, in der die beispielhafte Darstellung 545 eine Beziehung zwischen einem Betätigungsimpuls (Verlauf 550), Strom (Verlauf 552), Kraftstoffeinspritzventilhub (Verlauf 554) und Kraftstoffmenge, die in einen Motorzylinder eingespritzt wird (Verlauf 556), darstellt. Zum Zeitpunkt t0 wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung keine Betätigungsspannung zugeführt (Verlauf 550) und somit wird auch kein Strom zugeführt (Verlauf 552). Dementsprechend hat sich das Ventil noch nicht geöffnet (0 Hub, Verlauf 554) und es wurde kein Kraftstoff in einen entsprechenden Motorzylinder eingespritzt (Verlauf 556).
Zum Zeitpunkt t1 wird die Kraftstoffeinspritzvorrichtung betätigt (z. B. wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Spannung zugeführt). Es dauert jedoch einige Zeit, bis der Ventilmechanismus den vollen Hub erreicht. Die Verzögerungszeit (z. B. Zeitraum zwischen Zeitpunkt t1 und t2) kann von einer Reihe von Variablen abhängen, einschließlich unter anderem Betätigungsspannung, Kraftstoffdruck, Krümmerdruck, Temperatur, Einspritzfederkraft usw. Ein Wendepunkt im Strom zum Zeitpunkt t2 kann so verstanden werden, dass er angibt, wann der Ventilmechanismus den vollen Hub erreicht hat. Somit versteht es sich, dass durch Überwachen des Stroms (zum Beispiel an dem zweiten Schaltungsort 513 in 5A) eine Zeit bis zum Öffnen abgeleitet werden kann. Wie vorstehend erwähnt und nachstehend ausführlicher erörtert, kann die Zeit bis zum Öffnen eine Funktion des Kraftstoffdrucks sein, und somit kann es möglich sein, den Kraftstoffdruck auf Grundlage der Stromkurve abzuleiten (wobei vollständig offen dem Wendepunkt in der Stromkurve entspricht, wie bei Zeitpunkt t2 zu sehen).
Ein ähnlicher Effekt wie für das Öffnen der Einspritzvorrichtung kann für das Schließen der Einspritzvorrichtung beobachtet werden. Zum Beispiel wird zum Zeitpunkt t3 die Zufuhr von Spannung zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gestoppt. Der Strom nimmt zwischen Zeitpunkt t3 und t4 dementsprechend ab und das Ventil schließt sich. Während in dieser beispielhaften Veranschaulichung 545 der Strom schneller abfällt als das Ventil vollständig geschlossen wird, kann der Strom in anderen Beispielen auf eine Weise abfallen, die dem Schließen des Ventils besser entspricht. Konkreter, wenn das Ventil zum Zeitpunkt t3 nicht mehr betätigt wird, benötigt das induzierte Magnetfeld in der Spule einige Zeit, um sich zu zerstreuen, so dass sich das Ventil nicht sofort schließt, wenn die Spannungsversorgung unterbrochen wird.
In einem Fall, in dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung über die in 5A dargestellte Art von Schaltung mit Energie versorgt wird, kann es sich verstehen, dass ein überwachtes Spannungssignal (z.B. an der ersten Schaltungsposition 512 in 5A) dazu verwendet werden kann, abzuleiten, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist. Darüber hinaus kann, wie vorstehend erörtert, ein überwachtes Stromsignal (z. B. an der zweiten Schaltungsstelle 513 in 5A) dazu verwendet werden, abzuleiten, wenn das Ventil vollständig offen ist. Unter Bezugnahme auf 5C zeigt die beispielhafte Darstellung 570 grafisch, wie Strom verwendet dazu werden kann, abzuleiten, wenn das Ventil vollständig offen ist, und wie Spannung dazu verwendet werden kann, abzuleiten, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist. Dementsprechend zeigt die Darstellung 570 eine Beziehung zwischen Ventilhub (Verlauf 580), Strom (Verlauf 582) und Spannung (Verlauf 584).
Zum Zeitpunkt t0 versteht es sich, dass keine Spannung (Verlauf 584) an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung angelegt wird und dementsprechend kein Ventilhub (Verlauf 580) vorliegt, da kein Strom (Verlauf 582) an die Kraftstoffeinspritzvorrichtungsspule bereitgestellt wird. Zum Zeitpunkt t1 wird ein Spannungsimpuls angelegt, um die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand zu betätigen. Zwischen Zeitpunkt t1 und t2 nimmt der Strom zu und bei Zeitpunkt t2 gibt ein Wendepunkt (siehe Pfeil 586) in der Stromkurve an, dass das Ventil vollständig offen ist.
Zum Zeitpunkt t3 wird der Spannungsbefehl unterbrochen. Die Spannungskurve zwischen Zeitpunkt t3 und t4 kann als Ergebnis einer Löschspannung der Zenerdiode (z. B. der Zenerdiode 510 in 5A) verstanden werden. Insbesondere kollabiert Strom durch die Spule der Einspritzvorrichtung, wenn der Low-Side-Schalter (z. B. der Low-Side-Leistungsschalter 508 in 5A) geöffnet wird. Aufgrund der elektromagnetischen Induktion gibt es jedoch keine Stufe des Stroms und es tritt eine negative Spannung über der Einspritzvorrichtung auf. Diese negative Spannung wird durch die Zenerspannung begrenzt. Bei Spannungen, die größer als die Zenerspannung sind, tritt ein Durchbruch der Diode auf. Nach dem Ende des Zusammenbruchs fließt kein Strom mehr durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Die verbleibende Energie, die in der Spule gespeichert wird, wird durch Wirbelströme im Metallkern abgeführt. Die induzierte Spannung kann an den Anschlüssen der Spule beobachtet werden. Somit zeigt eine Änderung der Steigung der Spannung zum Zeitpunkt t4 (siehe Pfeil 587) an, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig geschlossen ist. Es versteht sich, dass für das Öffnen der Einspritzvorrichtung der Wendepunkt im Strom (siehe Pfeil 586) auftritt, wenn der Ventilmechanismus den oberen Totpunkt der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erreicht. Der Wendepunkt ist ein Ergebnis der schnellen Änderung der Nadelgeschwindigkeit und dadurch der schnellen Änderung der Induktivität der Magnetspule. Zum Schließen der Einspritzvorrichtung tritt die Neigungsänderung (siehe Pfeil 587) aufgrund der schnellen Änderung der Induktivität des Elektromagneten erneut auf.
Unter Bezugnahme auf 5D ist eine beispielhafte Veranschaulichung 590 dargestellt, die den Strom (Verlauf 591) im Zeitverlauf für einen Peak-und-Hold-Treiber (z. B. niederohmig oder stromgeregelt) zeigt. Insbesondere kann ein derartiger Peak-and-Hold-Treiber mit Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit Spulen mit niedrigem Widerstand verwendet werden, die mehr Strom zum Öffnen erfordern. Daher ist ein Schaltmechanismus in der Schaltung enthalten, der den Strom auf ein niedrigeres Niveau herunterdreht, nachdem die Einspritzvorrichtung geöffnet wurde. Sobald die Einspritzvorrichtung geöffnet ist, benötigt sie viel weniger Strom, um sie offen zu halten. Basierend auf 5D versteht es sich, dass der Zeitrahmen zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung darstellt (siehe Linie 592) und der Zeitrahmen zwischen Zeitpunkt t3 und t4 die Zeit zum vollständigen Schließen der Einspritzvorrichtung darstellt (siehe Linie 593). Wie dargestellt, tritt der Spitzenstrom zwischen Zeitpunkt t2 und t3 auf, bevor er zwischen Zeitpunkt t2 und t3 auf den niedrigeren Pegel geschaltet wird.
Unter Bezugnahme auf 5E ist eine beispielhafte Veranschaulichung 595 dargestellt, die den Strom (Verlauf 596) im Zeitverlauf für ein gesättigtes Treibersystem (z. B. hochohmig) zeigt. Insbesondere kann eine Einspritzvorrichtung, die in einem gesättigten Treibersystem verwendet wird, ein Ventil mit hohem Widerstand an ihrer Spule erfordern, um den Einspritzvorrichtungen zu ermöglichen, bei niedrigen Strompegeln zu arbeiten. Basierend auf 5E versteht es sich, dass der Zeitrahmen zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung darstellt (siehe Linie 597) und der Zeitrahmen zwischen Zeitpunkt t3 und t4 die Zeit zum vollständigen Schließen der Einspritzvorrichtung darstellt (siehe Linie 598). Wie abgebildet, sättigt sich der Strom zwischen Zeitpunkt t2 und t3.
Wie vorstehend erörtert, wird hierin erkannt, dass die Zeit zum vollständigen Öffnen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung und die Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung durch Kraftstoffdruck beeinflusst werden können, der auf den Ventilmechanismus (z. B. den Ventilmechanismus 303 in 3) einwirkt, und dass unter Verwendung der vorstehend dargelegten Strategien (z. B. Überwachen eines elektrischen Energieprofils einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Reaktion auf die Aktivierung/Deaktivierung der Einspritzvorrichtung) der Kraftstoffdruck auf Grundlage der abgeleiteten Bestimmungen der Öffnungszeit und der Schließungszeit abgeleitet werden kann. Dementsprechend stellt unter Bezugnahme auf 6A die beispielhafte Darstellung 600 graphisch die Zeit bis zum Öffnen auf der y-Achse und den Kraftstoffdruck auf der x-Achse (siehe Einschub 601) dar. Wie durch den Verlauf 605 gezeigt, nimmt die Öffnungszeit monoton zu, wenn der Kraftstoffdruck zunimmt, und die Öffnungsdauer nimmt monoton ab, wenn der Kraftstoffdruck abnimmt. Somit wird hierin erkannt, dass die Bestimmung der Öffnungszeit dazu verwendet werden kann, den Kraftstoffdruck abzuleiten.
Unter Bezugnahme auf 6B stellt die beispielhafte Darstellung 650 graphisch die Zeit bis zum Schließen auf der y-Achse und den Kraftstoffdruck auf der x-Achse (siehe Einschub 601) dar. Wie durch den Verlauf 655 gezeigt, nimmt die Zeit bis zum Schließen monoton ab, wenn der Kraftstoffdruck zunimmt (z. B. erhöhte Kraftstoffdruckkräfte schließen den Ventilmechanismus im Vergleich zu geringeren Kraftstoffdrücken schneller), und die Zeit bis zum Schließen steigt monoton an, wenn der Kraftstoffdruck abnimmt (z. B. wenn weniger Druck den Ventilmechanismus zum Schließen zwingt, schließt sich der Ventilmechanismus langsamer). Somit wird hierin erkannt, dass die Bestimmung der Schließungszeit dazu verwendet werden kann, den Kraftstoffdruck abzuleiten.
In einigen Beispielen können sowohl die Zeit bis zum Öffnen als auch die Zeit bis zum Schließen auf kombinierte Weise verwendet werden, um den Kraftstoffdruck abzuleiten. Zum Beispiel kann die Bestimmung der Zeit bis zum Öffnen dazu verwendet werden, einen ersten Kraftstoffdruck abzuleiten, und die Bestimmung der Zeit bis zum Schließen kann dazu verwendet werden, einen zweiten Kraftstoffdruck abzuleiten. Der erste Kraftstoffdruck und der zweite Kraftstoffdruck können zusammen gemittelt werden, um beispielsweise einen bestimmten Kraftstoffdruck zu erhalten.
In einigen Beispielen kann eine beliebige Anzahl von Öffnungszeit- und/oder Schließungsbestimmungen für eine bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet werden, um den Kraftstoffdruck abzuleiten. Um zum Beispiel Kraftstoffdruckbestimmungen mit höherer Konfidenz zu erhalten, kann eine Vielzahl von Messungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit erhalten werden und zusammen gemittelt werden, um den Kraftstoffdruck abzuleiten.
Es versteht sich, dass die Bestimmung des Kraftstoffdrucks nicht auf eine Öffnungs- und/oder Schließungszeit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung beschränkt sein kann. Zum Beispiel können die Öffnungszeit und/oder die Schließungszeit für eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungsöffnungen und/oder -schließungen in einigen Beispielen in Kombination verwendet werden, um den Kraftstoffdruck abzuleiten, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Es wird hierin erkannt, dass Variablen, wie etwa die Temperatur und die Einspritzfederkraft (zusätzlich zum Kraftstoffdruck) die Bestimmungen der Öffnungszeit und der Schließungszeit beeinflussen können. Somit versteht es sich, dass zum Ableiten des Kraftstoffdrucks von Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit Variablen, die zusätzlich zu der Öffnungszeit und/oder der Schließzeit beitragen, kompensiert werden müssen. Derartige Variablen können zum Beispiel durch Kalibrierung (z. B. Offline-Kalibrierung) einzelner Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bei einer Vielzahl von Kraftstoffdrücken berücksichtigt werden. Die Kalibrierung kann zum Beispiel tatsächliche Messungen und/oder experimentelle Modellierungsansätze beinhalten. Durch das Durchführen derartiger Kalibrierungsbemühungen können eine oder mehrere Lookup-Tabellen in der Steuerung gespeichert werden, die es der Steuerung ermöglichen können, den Kraftstoffdruck in Abhängigkeit von den Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit für jede einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung abzuleiten. Es versteht sich, dass in einigen Beispielen die Spannung selbst die Öffnungszeit/Schließungszeit einer bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung beeinflussen kann. Jedoch wird hierin erkannt, dass die Auswirkung der Spannung zum Beispiel durch Verwendung von DI-Einspritzvorrichtungstreibern sowohl für DI als auch für PFI vermieden werden kann, da die DI-Einspritzvorrichtungstreiber die Öffnungs-/Schließungsabhängigkeit von der Batteriespannung beseitigen können.
Es wird hierin zusätzlich erkannt, dass es in einigen Beispielen möglich sein kann, auf Grundlage von abgeleiteten Druckmessungen als eine Funktion der Öffnungszeit und/oder Schließungszeit abzuleiten, dass eine bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht wie gewünscht oder erwartet funktioniert (z. B. aufgrund von Verstopfung, mindestens teilweise offen festsitzend, geschlossen festsitzend usw.). Als ein Beispiel kann eine bestimmte Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Kraftstoffdruck widerspiegeln, der sich im Wesentlichen (z. B. um mehr als 5 % unterschiedlich oder um mehr als 10 % unterschiedlich) von dem Kraftstoffdruck unterscheidet, der durch eine Vielzahl (z. B. 3) von anderem Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bestimmt wird. In einem derartigen Beispiel kann abgeleitet werden, dass es sich bei dem „richtigen“ Kraftstoffdruck wahrscheinlich um den Kraftstoffdruck handelt, der über die Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bestimmt wird, und dass die bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die mit dem anderen gemeldeten Kraftstoffdruck assoziiert ist, wahrscheinlich zumindest zu einem gewissen Grad beeinträchtigt ist (z. B. verstopft, offen festsitzend, geschlossen festsitzend usw.). Wie nachstehend ausführlicher erörtert wird, kann eine derartige Bestimmung in einigen Beispielen über einen Druck bestätigt werden, wie er über einen Drucksensor in dem Kraftstoffverteiler überwacht wird, oder kann auf einem Druckentlastungspunkt basieren.
Nun unter Bezugnahme auf 7 ist ein beispielhaftes Verfahren 700 auf hoher Ebene zum Ableiten des Kraftstoffverteilerdrucks auf Grundlage von Bestimmungen der Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder der Schließungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wie von den elektrischen Energieprofilen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei Aktivierung/Deaktivierung abgeleitet, dargestellt. Das Verfahren 700 wird unter Bezugnahme auf die in dieser Schrift beschriebenen und in 1-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 700 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1, ausgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 700 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Fahrzeugsystemaktoren wie die Kraftstoffpumpe (z. B. die Kraftstoffpumpe 212 in 2), Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung 170 in 1), Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen 166 in 1) usw. einsetzen, um Zustände von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu ändern.
Das Verfahren 700 beginnt bei 705 und beinhaltet Angeben, ob Bedingungen zum Anweisen einer bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Öffnen erfüllt sind. In Bezug auf die Methodik aus 7 versteht es sich, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung (z. B. die DI 166 in 1) oder eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung (z. B. die PFI 170 in 1) sein kann. Bedingungen, die erfüllt sind, um die bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung anzuweisen, sich zu öffnen, können eine Angabe beinhalten, dass sich der Zylinder, der Kraftstoff von der bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung empfängt, in einem Ansaugtakt oder einem Verdichtungstakt befindet, in dem angefordert wird, dass Kraftstoff an den Zylinder abgegeben wird. Wenn die Bedingungen bei 705 nicht erfüllt sind, geht das Verfahren 700 zu 710 über, wo der aktuelle Einspritzvorrichtungsstatus beibehalten werden kann. Wenn zum Beispiel die Einspritzvorrichtung bereits offen ist, kann die Einspritzvorrichtung in ihrem aktuellen Status gehalten werden. Wenn die Einspritzvorrichtung geschlossen ist, kann die Einspritzvorrichtung geschlossen gehalten werden. Das Verfahren 700 kann dann enden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 705 geht das Verfahren 700 als Reaktion auf eine Angabe, dass Bedingungen zum Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erfüllt sind, zu 715 über. Bei 715 beinhaltet das Verfahren 700 ein Anweisen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand. Das Anweisen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand kann so verstanden werden, dass der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Spannung zugeführt wird, die zu einem Strom in der Spule (z.B. Spule 310 in 3) der Kraftstoffeinspritzvorrichtung führt. Wenn bei 715 die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand angewiesen wird, geht das Verfahren 700 zu 720 über. Bei 720 beinhaltet das Verfahren 700 das Bestimmen der Öffnungszeit (z. B. Zeit zum vollständigen Öffnen) der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils des Kraftstoffeinspritzvorrichtungskreislaufs. Insbesondere, wie vorstehend in Bezug auf 5A-5E erörtert, kann ein Wendepunkt (siehe zum Beispiel Zeitpunkt t2 in 5C) in der Stromkurve dazu verwendet werden, abzuleiten, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig offen ist, oder mit anderen Worten, wenn der Ventilhub bei 100 % seiner maximalen Hubfähigkeit liegt. Somit kann eine Zeit zwischen der ersten Betätigung des Ventils und der Angabe des Wendepunkts in der Stromkurve die Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung widerspiegeln. Nachdem die Öffnungszeit bei 720 bestimmt wurde, geht das Verfahren 700 zu 725 über. Bei 725 beinhaltet das Verfahren 700 das Speichern des Ergebnisses in der Steuerung.
Es wird zu 730 übergegangen, wo das Verfahren 700 Angeben beinhaltet, ob Bedingungen zum Anweisen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen geschlossenen Zustand erfüllt sind. Zum Beispiel kann eine Impulsbreite zum Steuern der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vor dem Initiieren des Anweisens des Öffnens der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestimmt werden, und somit kann die bestimmte Impulsbreite vorgeben, wann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der Aktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen geschlossenen Zustand angewiesen (z. B. abgeschaltet) werden soll. Wenn bei 730 die Bedingungen für das Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht erfüllt sind, kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung offen gehalten werden. Alternativ geht das Verfahren 700 als Reaktion darauf, dass Bedingungen zum Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erfüllt sind, zu 740 über. Bei 735 beinhaltet das Verfahren 700 das Anweisen des Schließens der Kraftstoffeinspritzvorrichtung durch Entfernen der Spannung, die der Schaltung zugeführt wird, die die Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert. Anders ausgedrückt beinhaltet das Verfahren 700 bei 735 das Abschalten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, so dass sich die Kraftstoffeinspritzvorrichtung schließt.
Als Reaktion auf die Abschaltung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung geht das Verfahren 700 zu 740 über. Bei 740 beinhaltet das Verfahren 700 das Bestimmen der Schließungszeit auf Grundlage des elektrischen Energieprofils der Einspritzvorrichtung, das auftritt, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung aus dem vollständig geöffneten Zustand in den vollständig geschlossenen Zustand übergeht. Als ein Beispiel kann sich das elektrische Energieprofil auf eine Spannung beziehen, wie vorstehend in Bezug auf 5C gezeigt. Als ein anderes Beispiel kann sich das elektrische Energieprofil auf einen Strom beziehen, wie vorstehend in Bezug auf 5D-5E gezeigt.
Nachdem die Schließungszeit bei 740 bestimmt wurde, geht das Verfahren 700 zu 745 über, wo das Ergebnis in der Steuerung gespeichert wird. Bei 750 bestimmt das Verfahren 700, ob eine Anforderung zusätzlicher Daten von anderen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen vorliegt. Zum Beispiel kann es, wie vorstehend erwähnt, Umstände geben, bei denen Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit für eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Kraftstoffeinspritzvorrichtungen durchgeführt werden, so dass die Steuerung die Bestimmungen der abgeleiteten Öffnungszeit und/oder Schließungszeit mitteln und/oder anderweitig vergleichen kann, um den Kraftstoffdruck genau vorherzusagen oder abzuleiten. Somit kann, wenn bei 750 eine zusätzliche Anforderung von Daten von einer oder mehreren anderen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen vorliegt, das Verfahren 700 zu Schritt 705 zurückkehren, wo bestimmt werden kann, ob Bedingungen erfüllt sind, damit die nächste Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand angewiesen wird, und wenn dies der Fall ist, kann das Verfahren 700 erneut wie vorstehend erörtert fortfahren.
Zurück bei 750 geht das Verfahren 700 als Reaktion auf eine Situation, in der nur eine Bestimmung der Öffnungszeit und/oder Schließungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung angefordert wird, oder als Reaktion auf eine Situation, in der Daten von einer vorbestimmten Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen erlangt wurden, zu 755 über. Bei 755 beinhaltet das Verfahren 700 Ableiten des Kraftstoffverteilerdrucks auf Grundlage der gemessenen Zeit bis zum Öffnen und/oder der gemessenen Zeit bis zum Schließen für jede Einspritzvorrichtung, für die Daten erlangt wurden. Insbesondere, wie vorstehend in Bezug auf 6A-6B erörtert, kann der Kraftstoffdruck auf Grundlage der Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit für eine bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeleitet werden. Das Ableiten des Kraftstoffdrucks kann beinhalten, dass die Steuerung auf eine oder mehrere Lookup-Tabellen verweist, die es der Steuerung ermöglichen, den Kraftstoffdruck auf Grundlage der Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit genau abzuleiten.
Wenn der Kraftstoffdruck bestimmt ist, geht das Verfahren 700 zu 760 über, wo das Verfahren 700 das Verwenden des abgeleiteten Kraftstoffverteilerdrucks für Impulsbreitenbestimmungen, um die geeignete(n) Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en) zu steuern, wie vorstehend in Bezug auf 4 erörtert, und/oder zur korrelativen Diagnose, wie nachstehend in Bezug auf 8 erörtert, beinhaltet. Das Verfahren 700 kann dann enden.
Somit kann ein in dieser Schrift erörtertes Verfahren das Anweisen, dass eine vorbestimmte Menge eines Kraftstoffs über eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen Zylinder eines Motors eingespritzt werden soll, umfassen. Als Reaktion auf das Anweisen kann das Verfahren Überwachen eines elektrischen Energieprofils beinhalten, das der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeordnet ist. Das Verfahren kann Ableiten eines Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des elektrischen Energieprofils und Steuern einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks beinhalten.
Für ein derartiges Verfahren kann der Kraftstoff, der in den Zylinder des Motors einzuspritzen ist, in einem Kraftstoffverteiler enthalten sein, wobei der Kraftstoffverteiler keinen Drucksensor zum Messen des Kraftstoffeinspritzdrucks beinhalten kann. Der Kraftstoffverteiler kann ein Niederdruckkraftstoffverteiler sein und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung sein. Alternativ kann der Kraftstoffverteiler ein Hochdruckkraftstoffverteiler sein und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung sein.
Für ein derartiges Verfahren kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine sich nach innen öffnende Konfiguration der Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufweisen.
Für ein derartiges Verfahren kann das Steuern der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung das Steuern einer Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite einer nächsten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Zündreihenfolge des Motors beinhalten.
Für ein derartiges Verfahren kann das Verfahren ferner Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils umfassend und kann Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten.
Als ein weiteres Beispiel kann ein derartiges Verfahren Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten.
Es versteht sich, dass in einigen Beispielen der Kraftstoffdruck, der über die Methodik aus 7 abgeleitet wird, strikt dazu verwendet werden kann, die Impulsbreite für einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtungen unter Bedingungen zu steuern, bei denen kein Drucksensor in dem Kraftstoffverteiler enthalten ist, der den bestimmten einzelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen Kraftstoff zuführt. Mit anderen Worten kann es möglich sein, die Abhängigkeit von einem derartigen Kraftstoffverteilerdrucksensor unter Bedingungen zu vermeiden, bei denen der Kraftstoffdruck durchgehend oder regelmäßig als eine Funktion von Bestimmungen der Einspritzvorrichtungsöffnungszeit und/oder der Einspritzvorrichtungsschließungszeit bestimmt wird. In anderen Beispielen, in denen der Kraftstoffverteiler einen Drucksensor beinhaltet, versteht es sich, dass die Kraftstoffdruckbestimmungen, wie in Bezug auf das Verfahren aus 7 erörtert, zum Steuern der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung unter Bedingungen herangezogen werden, bei denen abgeleitet wird, dass der Drucksensor, der zum Überwachen des Kraftstoffverteilerdrucks verwendet wird, beeinträchtigt ist.
Nun unter Bezugnahme auf 8 ist ein beispielhaftes Verfahren 800 auf hoher Ebene dargestellt, um zu bestimmen, ob ein Drucksensor (z. B. der zweite Kraftstoffverteilerdrucksensor 258 in 2), der dazu verwendet wird, den Druck in einem Kraftstoffverteiler (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) zu überwachen, wie gewünscht funktioniert, oder es abgeleitet wird, dass er in einem gewissen Ausmaß beeinträchtigt ist. Kurz gesagt, kann die Methodik Ableiten des Kraftstoffverteilerdrucks auf Grundlage von Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit für eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und dann Verwenden des abgeleiteten Kraftstoffverteilerdrucks als korrelatives Mittel zum Ableiten, ob der Drucksensor eine beeinträchtigte Funktion aufweist, beinhalten.
Das Verfahren 800 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 aus 1, durchgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichttransitorischen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 800 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Fahrzeugsystemaktoren wie die Kraftstoffpumpe (z. B. die Kraftstoffpumpe 212 in 2), Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung 170 in 1), Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen 166 in 1) usw. einsetzen, um Zustände von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu ändern.
Das Verfahren 800 beginnt bei 805 und beinhaltet das Messen des Kraftstoffdrucks über die Methodik aus 7. Wenn der Kraftstoffdruck auf Grundlage der Methodik aus 7 abgeleitet wird, geht das Verfahren 800 zu 810 über. Bei 810 beinhaltet das Verfahren 800 das Vergleichen des abgeleiteten Kraftstoffdrucks, der über die Methodik aus 7 bestimmt wird, mit einem gemessenen Kraftstoffdruck über den Drucksensor. Der gemessene Kraftstoffdruck kann einer einzelnen Druckmessung entsprechen oder kann einen Durchschnitt einer vorbestimmten Anzahl von Druckmessungen darstellen. Das Vergleichen kann durch die Steuerung auf Grundlage von in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten Anweisungen durchgeführt werden.
Bei 815 beinhaltet das Verfahren 800 das Bestimmen, ob sich der abgeleitete Kraftstoffdruck um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert von dem gemessenen Kraftstoffdruck unterscheidet. Der vorbestimmte Schwellenwert kann eine Differenz von 5 % oder mehr, 10 % oder mehr, 15% oder mehr, 20% oder mehr usw. darstellen. Wenn zum Beispiel der abgeleitete Kraftstoffdruck um mehr als 10 % über dem gemessenen Kraftstoffdruck liegt, kann abgeleitet werden, dass sich der abgeleitete Druck um mehr als den vorbestimmten Schwellenwert von dem gemessenen Druck unterscheidet.
Wenn der abgeleitete Kraftstoffdruck bei 815 innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts von dem gemessenen Kraftstoffdruck liegt, geht das Verfahren 800 zu 820 über. Bei 820 beinhaltet das Verfahren 800 Angeben, dass der Drucksensor zum Messen des Kraftstoffdrucks wie gewünscht oder erwartet funktioniert. Die Ergebnisse können zum Beispiel auf der Steuerung gespeichert werden. Mit Übergang zu 825 beinhaltet das Verfahren 800 das Steuern der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (gemäß zum Beispiel dem Verfahren aus 4) auf Grundlage einer Ausgabe von dem Drucksensor. Mit anderen Worten kann in einem Fahrzeugsystem, das einen Drucksensor in dem Kraftstoffverteiler beinhaltet, der Drucksensor zum Steuern der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung herangezogen werden, solange abgeleitet wird, dass der Drucksensor wie gewünscht oder erwartet funktioniert. Das Verfahren 800 kann dann enden. Während das Verfahren 800 als beendet dargestellt ist, versteht es sich, dass das Verfahren 800 periodisch (z. B. regelmäßig, in vorbestimmten Intervallen) ausgeführt werden kann. Zum Beispiel versteht es sich, dass, wenngleich dies nicht explizit veranschaulicht ist, das Verfahren 800 nachdem eine oder mehrere einer vorbestimmten Zeitdauer verstrichen sind, seit eine vorherige Drucksensordiagnose durchgeführt wurde, nach einer vorbestimmten Anzahl von Meilen, die seit der Durchführung einer vorherigen Drucksensordiagnose gefahren wurden, als Reaktion auf eine Angabe (z. B. Motorverzögerung oder anderer beeinträchtigter Motorbetrieb), dass der Drucksensor möglicherweise abweichend arbeitet, usw. initiiert werden kann.
Zurück bei 815, in einer Situation, in der die Steuerung bestimmt, dass sich der abgeleitete Kraftstoffdruck um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert von dem gemessenen Kraftstoffdruck unterscheidet, geht das Verfahren 800 zu 830 über. Bei 830 beinhaltet das Verfahren 800 das Angeben einer Beeinträchtigung des Drucksensors. Die Ergebnisse können zum Beispiel auf der Steuerung gespeichert werden. Es versteht sich, dass, um eine Beeinträchtigung des Drucksensors (und ein Fehlen einer Beeinträchtigung) abzuleiten, die Steuerung möglicherweise in der Lage sein muss, abschließend zu bestimmen, dass der auf Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung basierende abgeleitete Druck genau ist, und zum Beispiel keinen Aspekt der beeinträchtigten Funktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung widerspiegelt. Als ein Beispiel kann die Steuerung bestimmen, dass der abgeleitete Kraftstoffdruck genau ist, wenn eine Vielzahl von abgeleiteten Kraftstoffdruckbestimmungen von verschiedenen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen alle übereinstimmen. Wenn zum Beispiel vier verschiedene Kraftstoffdruckableitungen bestimmt werden, die vier unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen unter Umständen entsprechen, bei denen erwartet wird, dass der Kraftstoffdruck im Wesentlichen ähnlich ist (z. B. weniger als 5 %, weniger als 2 %, weniger als 1 % unterschiedlich), kann die Steuerung bestimmen, dass die abgeleiteten Kraftstoffdrücke den Kraftstoffdruck genau widerspiegeln. Eine größere oder kleinere Anzahl von abgeleiteten Druckmessungen kann verwendet werden, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Als Reaktion auf eine Angabe einer Drucksensorbeeinträchtigung geht das Verfahren 800 zu 835 über. Bei 835 beinhaltet das Verfahren 800 Steuern der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des abgeleiteten Drucks, wobei, wie vorstehend erörtert, der abgeleitete Druck auf Grundlage von Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit für einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bestimmt wird. Mit anderen Worten, da angegeben wird, dass der Drucksensor beeinträchtigt ist, kann die Methodik zum Ableiten des Kraftstoffdrucks stattdessen für Impulsbreitenbestimmungen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet werden, um die Kraftstoffeinspritzung gemäß dem vorstehend erörterten Verfahren aus 4 zu steuern.
Es versteht sich, dass die in Bezug auf 8 erörterte Methodik auf einen Drucksensor, der den Druck in einem Kraftstoffverteiler überwacht, das PFI Kraftstoff zuführt, und/oder auf einen anderen Drucksensor, der den Druck in einem anderen Kraftstoffverteiler überwacht, das DI mit Kraftstoff versorgt, angewendet werden kann. Zum Beispiel kann der Druck über die Methodik aus 7 für den Kraftstoffverteiler, der den PFI Kraftstoff zuführt, abgeleitet werden, so dass der Drucksensor, der den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffverteiler überwacht, der den PFI Kraftstoff zuführt, gemäß dem Verfahren aus 8 diagnostiziert werden kann. In einem anderen Beispiel kann der Druck über die Methodik aus 7 für den Kraftstoffverteiler, der DI Kraftstoff zuführt, abgeleitet werden, so dass der Drucksensor, der den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffverteiler überwacht, der DI Kraftstoff zuführt, gemäß dem Verfahren aus 8 diagnostiziert werden kann.
Somit kann ein hierin erörtertes Verfahren das Anweisen, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine vorbestimmten Menge eines Kraftstoffs, der in einem Kraftstoffverteiler enthalten ist, in einen Zylinder eines Motors einspritzen soll, umfassen. Das Verfahren kann ferner Bestimmen einer ersten Dauer von dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand betätigt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig geöffnet ist, und/oder Bestimmen einer zweiten Dauer von dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den geschlossenen Zustand betätigt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig geschlossen ist, beinhalten. Das Verfahren kann ferner Anzeigen eines Vorhandenseins oder eines Nichtvorhandenseins von Beeinträchtigung, die mit einem Drucksensor assoziiert ist, der einen gemessenen Kraftstoffeinspritzdruck in dem Kraftstoffverteiler auf Grundlage der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer bestimmt, beinhalten.
Für ein derartiges Verfahren kann das Verfahren ferner Bestimmen eines abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer, Angeben des Nichtvorhandenseins von Beeinträchtigung des Drucksensors, wenn der abgeleitete Kraftstoffeinspritzdruck innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts des gemessenen Kraftstoffeinspritzdrucks liegt, und Angeben des Vorhandenseins einer Beeinträchtigung des Drucksensors, wenn der abgeleitete Kraftstoffeinspritzdruck nicht innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts des gemessenen Kraftstoffeinspritzdrucks liegt, umfassen. In einem derartigen Beispiel kann das Verfahren ferner Steuern eines Kraftstoffeinspritzparameters auf Grundlage des gemessenen Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion auf eine Angabe der Abwesenheit von Beeinträchtigung, die mit dem Drucksensor assoziiert ist, und Steuern des Kraftstoffeinspritzparameters auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion auf eine Angabe des Vorhandenseins einer mit dem Drucksensor verbundenen Beeinträchtigung beinhalten.
Für ein derartiges Verfahren können die erste Dauer und die zweite Dauer auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils, das mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung assoziiert ist, als Reaktion auf das Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand bzw. das Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den geschlossenen Zustand abgeleitet werden.
Für ein derartiges Verfahren kann der Kraftstoffverteiler ein Hochdruckkraftstoffverteiler oder ein Niederdruckkraftstoffverteiler sein und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung bzw. eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung sein.
Wie vorstehend erwähnt, kann es mit der Fähigkeit, den Kraftstoffdruck auf Grundlage von Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit abzuleiten, wobei die Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit auf elektrischen Energieprofilen der Aktivierung/Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung basieren, möglich sein, die Abhängigkeit von dem/den Kraftstoffverteilerdrucksensor(en) für Kraftstoffsysteme, die gepulste Saugpumpen beinhalten (z. B. die Kraftstoffpumpe 212 in 2), zu vermeiden. In einem derartigen Beispiel kann das Korrelieren des abgeleiteten Kraftstoffdrucks mit einem modellierten Druck eine Bestimmung ermöglichen, ob bestimmte Aspekte des gesamten Kraftstoffsystems beeinträchtigt sind.
Unter Bezugnahme auf 9 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 900 auf hoher Ebene eine Methodik zum Korrelieren von abgeleiteten Kraftstoffdruckmessungen mit einem modellierten Kraftstoffdruck, um ein Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems abzuleiten. Das Verfahren 900 betrifft das Bewerten von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem dualen Kraftstoffeinspritzsystem mit einem einzelnen Kraftstoff und zwei Einspritzvorrichtungen pro Zylinder. Insbesondere kann der Kraftstoffverteilerdruck sowohl in einem Hochdruck- (z. B. dem ersten Kraftstoffverteiler 250 in 2) als auch in einem Niederdruckkraftstoffverteiler (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) auf ein vorbestimmtes Niveau erhöht werden, bei dem das Punktpumpen kann ausgesetzt werden kann und Kraftstoff über einen PFI in einen einzelnen Zylinder eingespritzt werden kann, um einen Druckabfall in dem Niederdruckverteiler aufgrund der Einspritzung zu detektieren. Andere Zylinder des Motors können weiterhin durch ihre jeweiligen DI mit Kraftstoff versorgt werden und die Diagnose kann unter Verwendung jeweils einer Saugrohreinspritzvorrichtung ausgeführt werden, wodurch die Motoreffizienz beibehalten wird. Jede Saugrohreinspritzvorrichtung kann nacheinander diagnostiziert werden. Es versteht sich, dass die Diagnoseroutine aus 9 durchgeführt werden kann, um jeweils einen einzelnen Zylinder (wie gezeigt) oder jeweils eine Zylinderbank zu diagnostizieren.
Das Verfahren 900 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 aus 1, durchgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichttransitorischen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 900 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Fahrzeugsystemaktoren wie die Kraftstoffpumpe (z. B. die Hubpumpe 212 in 2), Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung 170 in 1), Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen 166 in 1), eine Hochdruckkraftstoffpumpe (z. B. die Kraftstoffpumpe 214 in 2) usw. einsetzen, um Zustände von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu ändern.
Das Verfahren 900 beginnt bei 905 und beinhaltet Angeben, ob Bedingungen zum Korrelieren des abgeleiteten Kraftstoffdrucks mit dem modellierten Kraftstoffdruck erfüllt sind. Bedingungen können für eine derartige Korrelationsmethodik erfüllt sein, nachdem eine oder mehrere einer vorbestimmten Anzahl von Meilen seit dem letzten Durchführen der Korrelationsmethodik gefahren wurden, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem letzten Mal, in dem die Korrelationsmethodik durchgeführt wurde, verstrichen ist, als Reaktion auf eine Angabe, dass eine Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems vorliegen kann (z. B. eine Angabe von Motorverzögerung, Abwürgen, Motorpumpen usw.) usw. Wenn bei 905 nicht angezeigt wird, dass Bedingungen erfüllt sind, geht das Verfahren 900 zu 910 über, wobei die aktuellen Betriebsbedingungen beibehalten werden. Zum Beispiel kann ein aktueller Kraftstoffeinspritzplan beibehalten werden, ohne die Diagnosemethodik aus 9 durchzuführen. Das Verfahren 900 kann dann enden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 905 geht das Verfahren 900 als Reaktion darauf, dass angegeben wird, dass Bedingungen zum Durchführen der Diagnosemethodik aus 9 erfüllt sind, zu 915 über. Bei 915 beinhaltet das Verfahren 900 Auswählen eines bestimmten Motorzylinders zur Kraftstoffeinspritzvorrichtungsdiagnose. Das bestimmte Paar aus Zylinder und Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge ausgewählt werden oder kann auf Grundlage einer Angabe (z. B. Fehlzündung), dass ein Problem mit der Kraftstoffeinspritzung für den bestimmten Zylinder vorliegen kann, ausgewählt werden.
Wenn das Paar aus Zylinder und Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgewählt ist, geht das Verfahren 900 zu 920 über. Bei 920 beinhaltet das Verfahren 900 Betreiben der Saugpumpe (z. B. der Pumpe 212 in 2), um den Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) auf einen ersten Schwellendruck (z. B. Maximaldruck oder Druckentlastungspunkt) zu erhöhen. Zum Beispiel kann die Saugpumpe derart gesteuert werden, dass der Kraftstoffdruck innerhalb des Niederdruckkraftstoffverteilers bei dem ersten Schwellendruck liegt.
Weiter bei 925 kann die Hochdruckpumpe (z.B. die HPP 214 in 2) betrieben werden, um den Druck innerhalb des Hochdruckkraftstoffverteilers auf einen zweiten Schwellendruck zu erhöhen. Wie erörtert, können DI bei höheren Drücken arbeiten als PI. Daher kann der zweite Schwellendruck höher als der erste Schwellendruck sein. Durch Erhöhen des Drucks im gesamten Kraftstoffsystem vor einem Kalibrierungsereignis kann ausreichend Kraftstoff für eine korrekte Dosierung durch die Einspritzvorrichtung und für mehrere Einspritzereignisse verfügbar sein.
Somit ist das Hochdruckpumpensystem im Gegensatz zu dem Saugpumpensystem, bei dem Kraftstoff in dem Niederdruckkraftstoffverteiler aufgrund einer Nachgiebigkeitsleitung mit Druck beaufschlagt wird, starr. Dies liegt daran, dass die Speicherung des Kraftstoffdrucks im Hochdrucksystem auf das Volumenmodul des Kraftstoffs zurückzuführen ist. Folglich kann die Hochdruckpumpe durch ausreichend hohes Erhöhen des Drucks in dem Hochdruckkraftstoffverteiler (z. B. auf ein maximal zulässiges Niveau oder über einem Schwellendruck) vorübergehend abgeschaltet werden, selbst wenn die Direkteinspritzvorrichtungen dem Motor Kraftstoff zuführen. Da die Saugrohreinspritzdiagnose erfordert, dass die Saugpumpe abgeschaltet wird, und da die Saugpumpe Kraftstoff für eine weitere Druckbeaufschlagung durch die Hochdruckpumpe anhebt, können die Hochdruckpumpe und die Saugpumpe, indem der Hochdruckkraftstoffverteiler ausreichend mit Druck beaufschlagt wird, während der Saugrohreinspritzvorrichtungsdiagnose abgeschaltet werden, ohne die Kraftstoffzufuhr zum Motor über Direkteinspritzvorrichtungen zu beeinflussen.
Mit Übergang zu 930 beinhaltet das Verfahren 900 Abschalten der Saugpumpe und der Hochdruckpumpe gleichzeitig oder nacheinander (z. B. zuerst wird die Saugpumpe deaktiviert, gefolgt von der Hochdruckpumpe). Somit kann ein erstes Kraftstoffvolumen innerhalb des Niederdruckkraftstoffverteilers und ein zweites Kraftstoffvolumen innerhalb des Hochdruckkraftstoffverteilers vorhanden sein. Nachdem das Pumpen des Kraftstoffs ausgesetzt wurde, beinhaltet das Verfahren 900 bei 935 Einspritzen von Kraftstoff über Direkteinspritzvorrichtungen in Zylinder, die nicht zur Einspritzvorrichtungsdiagnose ausgewählt wurden. Alternativ beinhaltet das Verfahren 900 bei 940 Einspritzen von Kraftstoff über die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung, die dem ausgewählten Zylinder entspricht, jeweils für eine vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen, wenn Bedingungen zum Bereitstellen von Kraftstoff an den ausgewählten Zylinder erfüllt sind. Bedingungen, die erfüllt sind, um dem ausgewählten Zylinder Kraftstoff über Saugrohrkraftstoffeinspritzung (und den übrigen Zylindern über Direkteinspritzung) bereitzustellen, können zum Beispiel auf einer Zündreihenfolge des Motors beruhen.
Mit Übergang zu 945 beinhaltet das Verfahren 900 Ableiten des Kraftstoffdrucks in dem Niederdruckkraftstoffverteiler auf Grundlage der vorstehend in 7 erörterten Methodik für jede Kraftstoffeinspritzung in den ausgewählten Zylinder. Mit anderen Worten kann auf das/die vorstehend erörterte(n) elektrische(n) Energieprofil(e) zurückgegriffen werden, um die Öffnungszeit und/oder die Schließungszeit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung abzuleiten, wobei die Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit wiederum dazu verwendet werden können, den Kraftstoffdruck wie erörtert abzuleiten. Die Anzahl der Einspritzungen in den ausgewählten Zylinder kann zum Beispiel im Voraus ausgewählt werden und kann davon abhängen, wie viele Datenpunkte wünschenswert sind, um eine abgeleitete Kraftstoffdruckänderung mit einer modellierten Kraftstoffdruckänderung zu korrelieren.
Mit Übergang zu 950 beinhaltet das Verfahren 900 Bestimmen, ob die vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen abgeschlossen wurde. Falls nicht, kehrt das Verfahren 900 zu 940 zurück, wo die Kraftstoffeinspritzung(en) in den ausgewählten Zylinder fortgesetzt wird/werden. Alternativ geht das Verfahren 900 als Reaktion auf die Angabe, dass die vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen abgeschlossen wurde, zu 955 über. Bei 955 beinhaltet das Verfahren 900 Speichern der Ergebnisse des abgeleiteten Kraftstoffdrucks bei jeder Einspritzung in der Steuerung. Es versteht sich, dass der abgeleitete Kraftstoffdruck bei jeder Einspritzung einem Druckabfall entsprechen kann, da erwartet werden kann, dass jede Einspritzung von Kraftstoff den Druck in dem entsprechenden Niederdruckkraftstoffverteiler weiter senkt. Weiter bei 960 beinhaltet das Verfahren 900 das optionale Wiederholen der Schritte 915-955 für beliebige zusätzliche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, für die eine Diagnose durch die Steuerung angefordert wird. Datenpunkte, die für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung erfasst werden, können gleichermaßen in der Steuerung gespeichert werden, wie erörtert.
Mit Übergang zu 965 beinhaltet das Verfahren 900 Vergleichen der bestimmten Druckänderung, die den Datenpunkten für jedes einzelne Paar aus Kraftstoffeinspritzvorrichtung/ausgewähltem Zylinder entspricht, mit einer modellierten Druckänderung. Es versteht sich, dass die modellierte Druckänderung eine erwartete Druckänderung in dem Kraftstoffverteiler sein kann, wenn die konkrete Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen, der anfängliche Kraftstoffverteilerdruck und andere Variablen, einschließlich unter anderem der Temperatur des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler, berücksichtigt werden.
Mit Übergang zu 970 beinhaltet das Verfahren 900 Ableiten des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Beeinträchtigung auf Grundlage des Vergleichens der bestimmten Druckänderung mit der modellierten Druckänderung. Wenn sich zum Beispiel die bestimmte Druckänderung um mehr als eine vorbestimmte Schwellendifferenz unterscheidet (z. B. mehr als 5 % unterschiedlich, mehr als 10 % unterschiedlich, mehr als 15 % unterschiedlich, mehr als 20 % unterschiedlich usw.), dann kann bestimmt werden, dass eine Beeinträchtigung vorliegt. In einigen Beispielen kann bestimmt werden, dass die Beeinträchtigung auf eine Beeinträchtigung einer bestimmten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zurückzuführen ist, wie vorstehend in Bezug auf 11A erörtert wird. In anderen Beispielen kann bestimmt werden, dass die Beeinträchtigung als von einer anderen Art bestimmt ist (z. B. Beeinträchtigung eines Druckentlastungsmechanismus (z. B. Druckentlastungsventil 242 in 2) oder eines anderen Rückschlagventils (z. B. Ventil 244 in 2)), das mit dem PFI-Kraftstoffverteiler assoziiert ist, usw.), wie nachstehend in Bezug auf 11B erörtert. Alternativ kann, wenn die bestimmte Druckänderung innerhalb der vorbestimmten Schwellendifferenz der modellierten Druckänderung liegt, bestimmt werden, dass Komponenten, die dem PFI zugeordnet sind, wie gewünscht oder erwartet funktionieren. Unabhängig davon, ob das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Beeinträchtigung abgeleitet wird, können die Ergebnisse in der Steuerung gespeichert werden.
Mit Übergang zu 975 kann das Verfahren 900 Aktualisieren von Betriebsparametern beinhalten. In einer Situation, in der bei 970 ein Nichtvorhandensein von Beeinträchtigung angegeben wurde, kann das Verfahren 900 bei 975 Aktualisieren eines Zeitplans zum Durchführen der Diagnoseroutine aus 9 beinhalten. Zum Beispiel kann auf Grundlage des bestandenen Ergebnisses eine andere Diagnoseroutine für einen zukünftigen Zeitpunkt geplant werden (oder nachdem eine bestimmte Anzahl von Meilen seit der aktuell durchgeführten Diagnose gefahren wurde).
Alternativ kann das Verfahren 900 in einer Situation, in der das Vorhandensein von Beeinträchtigung bei 970 angegeben wurde, bei 975 Ergreifen von Minderungsmaßnahmen als Reaktion auf die Beeinträchtigung beinhalten. Als ein Beispiel kann die Minderungsmaßnahme das Anweisen der Saugpumpe beinhalten, den Kraftstoffverteilerdruck für zukünftige Kraftstoffeinspritzroutinen der PFI zu ihrem bekannten Druckentlastungspunkt anzutreiben. Zusätzlich oder alternativ kann die Minderungsmaßnahme Setzen einer Markierung an der Steuerung und/oder Setzen einer Fehlfunktionsanzeige an dem Fahrzeugarmaturenbrett beinhalten, um den Fahrzeugführer auf eine Anforderung zum Warten des Fahrzeugs aufmerksam zu machen. In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung selbst einen beeinträchtigten Funktionsbetrieb zeigt, kann in einigen Beispielen eine Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung für diese bestimmte Einspritzvorrichtung entsprechend angepasst werden, um die bestimmte beeinträchtigte Funktion zu kompensieren. In anderen Beispielen, in denen bestimmt wird, dass eine bestimmte Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine beeinträchtigte Funktion zeigt, kann die Minderungsmaßnahme ein Vermeiden der Verwendung der Einspritzvorrichtung nach Möglichkeit beinhalten, zum Beispiel durch Kompensieren mit Direktkraftstoffeinspritzung. Das Verfahren 900 kann dann enden.
Unter Bezugnahme auf 10A-10B ist in 10A ein beispielhaftes Kennfeld 1000 entsprechend dem Verfahren aus 9 abgebildet, die den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der y-Achse und die Zylindernummer auf der x-Achse zeigt. Das dargestellte Beispiel gilt für einen Vierzylindermotor, bei dem jeder Zylinder eine Direkteinspritzvorrichtung und eine Saugrohreinspritzvorrichtung beinhaltet. Der obere Verlauf 1002 stellt eine Zündfolge für Direkteinspritzvorrichtungen dar und jeder Teil der Kraftstoffeinspritzung über eine Direkteinspritzvorrichtung ist durch einen gepunkteten Block dargestellt. Der untere Verlauf 1004 aus 10A stellt eine Zündfolge für Saugrohreinspritzvorrichtungen dar und jeder Abschnitt des saugrohreingespritzten Kraftstoffs ist als ein diagonal gestreifter Block gezeigt. Die Linie 1003 stellt den Beginn einer Kalibrierungsfolge für Saugrohreinspritzvorrichtungen entsprechend dem Zeitpunkt t1 des Kennfelds 1010 aus 10B dar. Die Linie 1005 stellt einen Zeitpunkt entsprechend dem Zeitpunkt t2 des Kennfelds 1010 aus 10B dar. Der Verlauf 1012 veranschaulicht eine Änderung des Kraftstoffverteilerdrucks innerhalb des Niederdruckkraftstoffverteilers (z. B. des zweiten Kraftstoffverteilers 260 in 2), wenn eine Saugrohreinspritzvorrichtung während der Kalibrierung in einen einzelnen Zylinder zündet. Der Verlauf 1014 stellt die Änderung des Kraftstoffverteilerdrucks innerhalb des Hochdruckkraftstoffverteilers (z. B. des ersten Kraftstoffverteilers 250 in 2) dar, wenn mehrere Direkteinspritzvorrichtungen die verbleibenden drei Zylinder mit Kraftstoff versorgen.
Vor dem Zeitpunkt 11, der in 10A durch die Linie 1003 bezeichnet ist, kann während des Motorbetriebs, wenn der Kalibrierungsvorgang aus 9 nicht durchgeführt wird, jeder Zylinder des Motors sowohl über PFI als auch DI mit Kraftstoff versorgt werden, und der Kraftstoffdruck in beiden Verteilern kann bei anfänglichen Betriebsdrücken gehalten werden. Bei Linie 1003 kann auf Grundlage dessen, dass Bedingungen zum Durchführen der Kalibrierungsdiagnose aus 9 erfüllt sind, eine Saugrohreinspritzvorrichtungskalibrierungssequenz für die Saugrohreinspritzvorrichtung beginnen, die dem Zylinder 1 Kraftstoff bereitstellt. Während des Kalibrierungsereignisses kann Zylinder 1 ausschließlich saugrohreingespritzten Kraftstoff aufnehmen, während die Zylinder 2, 3 und 4 direkt eingespritzten Kraftstoff empfangen können.
Wie durch das Kennfeld 1010 aus 10B gezeigt, kann der Kraftstoffverteilerdruck in jedem der zwei Kraftstoffverteiler vor dem Beginn des Kalibrierungsereignisses bei Zeitpunkt t1 auf einen Schwellenwert erhöht werden. Der Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler, der an die Saugrohreinspritzvorrichtungen gekoppelt ist, kann von einem anfänglichen Pegel von PI_Pi auf einen oberen Schwellenwert von PI Po erhöht werden. Gleichermaßen kann der Druck in dem Hochdruckkraftstoffverteiler, der an Direkteinspritzvorrichtungen gekoppelt ist, von einem anfänglichen DI_Pi auf einen Schwellenwert von DI_Po ansteigen. Der Schwellendruck in dem Hochdruckkraftstoffverteiler DI Po ist höher als der Schwellendruck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler PI_Po. Nachdem beide Verteiler auf ihren jeweiligen oberen Schwellenwert unter Druck gesetzt wurden, wird das gesamte Kraftstoffpumpen ausgesetzt, bis das Kalibrierungsereignis für die gegebene Saugrohreinspritzvorrichtung abgeschlossen (oder deaktiviert) ist. Zum Beispiel kann das Kalibrierungsereignis deaktiviert werden, wenn der Kraftstoffdruck im Hochdruckkraftstoffverteiler unter einen vorbestimmten Mindestdruckschwellenwert fällt. Der vorbestimmte Mindestdruckschwellenwert kann ein Kraftstoffdruck sein, bei dem die DI-Kraftstoffeinspritzung beeinträchtigt wird. Dies kann zum Beispiel auftreten, da mehrere Direktkraftstoffeinspritzungen für jede Saugrohrkraftstoffeinspritzung während der Kalibrierung erfolgen. Somit kann in einem derartigen Fall, in dem der Druck im Hochdruckkraftstoffverteiler unter den vorbestimmten Mindestdruckschwellenwert fällt, die Kalibrierungsdiagnose ausgeschaltet werden.
Nach jeder Einspritzung kann der Druck in jedem der Kraftstoffverteiler einen Abfall erfahren, wie in 10B dargestellt. Der Druck kann für jede Einspritzung über die vorstehend in 7 erörterte Methodik bestimmt werden. Die Leistung der Saugrohreinspritzvorrichtungen kann durch Korrelieren eines Druckabfalls nach jeder Einspritzung mit dem modellierten oder dem erwarteten Abfall bewertet werden. Zum Beispiel kann zum Zeitpunkt t2 der Abfall des Kraftstoffverteilerdrucks nach einer Einspritzung über die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung (dargestellt durch Linie 1005 im Kennfeld 1000) als die Differenz zwischen P1, dem Druck vor dem Einspritzereignis, und P2, dem Druck nach diesem Einspritzereignis, berechnet werden.
Wie vorstehend in Bezug auf die Methodik aus 9 erörtert, kann in einigen Beispielen mehr als ein PFI durch einfaches Wiederholen der Methodik aus 9 für jedes einzelne PFI/Zylinder-Paar diagnostiziert werden. Unter Bezugnahme auf 11A ist eine beispielhafte Veranschaulichung 1100 gezeigt, die den Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) als eine Funktion der Zeit für jede PFI eines Vierzylindermotors während der Diagnosemethodik aus 9 zeigt (wie veranschaulichend in den 10A-10B gezeigt). Verlauf 1105 stellt eine erste PFI entsprechend Zylinder 1 dar, Verlauf 1106 stellt eine zweite PFI entsprechend Zylinder 2 dar, Verlauf 1107 stellt eine dritte PFI entsprechend Zylinder 3 dar, und Verlauf 1108 stellt eine vierte PFI entsprechend Zylinder 4 dar. Verlauf 1110 stellt den modellierten oder erwarteten Druck in Abhängigkeit von der Zeit für jeden der Motorzylinder dar. Die Linie 1112 stellt den vorbestimmten Schwellenwert dar, der verwendet wird, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems anzugeben.
Wie in 11A gezeigt, fällt der Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler im Laufe der Zeit stetig ab, wenn Kraftstoff über die einzelnen PFI in ihre jeweiligen Zylinder eingespritzt wird. Es versteht sich, dass „Zeit“ in diesem Beispiel relativ ist, da die Diagnose für jede PFI nicht gleichzeitig, sondern nacheinander durchgeführt wird. Darüber hinaus können die Verläufe so verstanden werden, dass sie Anpassungen an einzelne gemessene Druckabfälle entsprechend jeder einzelnen PFI darstellen.
Jeder der Verläufe 1105, 1106 und 1107 befindet sich innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts (Linie 1112) des modellierten oder erwarteten Druckabfalls (Verlauf 1110), während gezeigt ist, dass der Verlauf 1108 außerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts des modellierten oder erwarteten Druckabfalls liegt. In dieser beispielhaften Veranschaulichung ist der Druckabfall im Zeitverlauf für die vierte PFI (Verlauf 1108) im Vergleich zu verbleibenden PFI, die die Diagnoseroutine aus 9 durchlaufen haben, schneller. Somit kann die Steuerung in einem derartigen Beispiel ableiten, dass ein mit der vierten PFI-Einspritzvorrichtung assoziierter beeinträchtigter Funktionsbetrieb vorliegt, während abgeleitet wird, dass die übrigen PFI-Einspritzvorrichtungen wie gewünscht oder erwartet funktionieren. Insbesondere kann die Steuerung aufgrund der Tatsache, dass die vierte PFI mit einem schnelleren Druckabfall im Vergleich zu verbleibenden PFI assoziiert ist, ableiten, dass die vierte PFI in einer zumindest teilweise offenen Position festsitzt, wodurch die PFI für einen größeren Zeitraum bei jeder Kraftstoffeinspritzung als erwartet geöffnet wird. Wenngleich dies nicht explizit gezeigt ist, kann die Steuerung in einem anderen Beispiel, in dem bestimmt wird, dass die Ausreißer-PFI einen Druckabfall aufweist, der langsamer als erwartet ist (und langsamer als die übrigen PFI ist), ableiten, dass die Ausreißer-PFI geschlossen festsitzen kann, wodurch die PFI bei jeder Kraftstoffeinspritzung für einen größeren Zeitraum als erwartet geschlossen wird.
Zum Beispiel kann in einer Situation, in der sowohl Bestimmungen der Öffnungszeit als auch der Schließungszeit zum Ableiten des Kraftstoffdrucks herangezogen werden und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung offen festsitzt, die Öffnungszeit wie erwartet sein, aber die Schließungszzeit kann länger sein (da die Einspritzvorrichtung offen festsitzt). Die längere Schließungszeit kann als ein niedrigerer Druck abgeleitet werden, da das Ventil im Falle eines niedrigeren Drucks langsamer schließen kann. Alternativ kann in einem Fall, in dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschlossen festsitzt, die Öffnungszeit länger sein (da das Ventil geschlossen festsitzt), was als größerer Druck abgeleitet werden kann, während die Schließungszeit wie erwartet sein kann. Im Fall einer offen festsitzenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann die Steuerung somit einen niedrigeren Druck als den tatsächlichen Druck ableiten, indem die Messungen der Öffnungszeit und der Schließungszeit gemittelt werden, wohingegen für einen Fall einer festsitzenden geschlossenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung die Steuerung somit einen Druck über dem tatsächlichen Wert ableiten kann, indem die Messungen der Öffnungszeit und der Schließungszeit gemittelt werden.
Unter Bezugnahme auf 11B ist eine beispielhafte Veranschaulichung 1150 gezeigt, die den Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) als eine Funktion der Zeit für jede PFI eines Vierzylindermotors während der Diagnosemethodik aus 9 zeigt (wie veranschaulichend in den 10A-10B gezeigt). Verlauf 1155 stellt eine erste PFI entsprechend Zylinder 1 dar, Verlauf 1156 stellt eine zweite PFI entsprechend Zylinder 2 dar, Verlauf 1157 stellt eine dritte PFI entsprechend Zylinder 3 dar, und Verlauf 1158 stellt eine vierte PFI entsprechend Zylinder 4 dar. Verlauf 1160 stellt einen modellierten oder erwarteten Druck in Abhängigkeit von der Zeit für jede der einzelnen Einspritzvorrichtungen dar. Die Linie 1162 stellt den vorbestimmten Schwellenwert dar, der verwendet wird, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung anzugeben.
Wie in 11B gezeigt, fällt der Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler im Laufe der Zeit stetig ab, wenn Kraftstoff über die einzelnen PFI in ihre jeweiligen Zylinder eingespritzt wird. Ähnlich der vorstehenden Erörterung ist „Zeit“ in diesem Beispiel relativ, da die Diagnose für jede PFI nicht gleichzeitig, sondern nacheinander durchgeführt wird. Darüber hinaus können die Verläufe so verstanden werden, dass sie Anpassungen an einzelne gemessene Druckabfälle entsprechend jeder einzelnen PFI darstellen.
Keiner der Verläufe 1155-1158 wird als innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts (Linie 1162) des modellierten oder erwarteten Druckabfalls (Verlauf 1160) liegend bestimmt. In einem derartigen Beispiel kann es unwahrscheinlich sein, dass alle PFI eine Beeinträchtigung aufweisen, und stattdessen kann eine allgemeinere Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems angegeben werden. Mit anderen Worten kann es ein Problem mit dem Druckentlastungsmechanismus (z. B. Druckentlastungsventil 242 in 2), ein Problem mit einem Rückschlagventil (z. B. Rückschlagventil 244 in 2) usw. geben.
Die Kennfelder aus 10A-10B und die entsprechenden Verläufe aus 11A-11B betreffen die Methodik aus 9, wobei einzelne PFI getrennt (z. B. nacheinander) diagnostiziert werden. Jedoch wird hierin anerkannt, dass in einem anderen Beispiel die Möglichkeit besteht, auf eine schnellere Art und Weise abzuleiten, ob eine Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems vorliegen kann, wobei, wenn eine derartige schnelle Diagnose angibt, dass wahrscheinlich keine Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems vorliegt, die Diagnose aus 9 vermieden werden kann, bis abgeleitet wird, dass ein Vorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems wahrscheinlich oder erwartet ist. Dementsprechend, unter Bezugnahme auf 12, zeigt ein beispielhaftes Verfahren 1200 auf hoher Ebene eine alternative Methodik zum Korrelieren von abgeleiteten Kraftstoffdruckmessungen mit einem modellierten Kraftstoffdruck, um ein Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems abzuleiten. Ähnlich der Methodik aus 9 betrifft das Verfahren 1200 das Bewerten von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem dualen Kraftstoffeinspritzsystem mit einem einzelnen Kraftstoff und zwei Einspritzvorrichtungen pro Zylinder. Insbesondere kann der Kraftstoffverteilerdruck sowohl in dem Hochdruckkraftstoffverteiler (z. B. dem ersten Kraftstoffverteiler 250 in 2) als auch in dem Niederdruckkraftstoffverteiler (z. B. dem zweiten Kraftstoffverteiler 260 in 2) auf ein vorbestimmtes Niveau erhöht werden, bei dem das Punktpumpen kann ausgesetzt werden kann und Kraftstoff über PFI in jeden aus einer Vielzahl von Zylindern eingespritzt werden kann, um einen Druckabfall in dem Kraftstoffverteiler, der Kraftstoff an die PFI liefert, zu detektieren. Während jeder Zylinder Kraftstoff aus der Saugrohrkraftstoffeinspritzung aufnimmt, kann jeder Zylinder zusätzlich Kraftstoff über Direkteinspritzung aufnehmen. Auf diese Weise kann es möglich sein, die Diagnose aus 9 auf eine Weise durchzuführen, die eine Zeitdauer reduziert, die benötigt wird, um zu einer Schlussfolgerung der Kraftstoffsystembeeinträchtigung im Vergleich zu der vorstehend in Bezug auf 9-11B erörterten zu gelangen.
Das Verfahren 1200 kann von einer Steuerung, wie etwa der Steuerung 12 aus 1, durchgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 1200 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Fahrzeugsystemaktoren wie die Kraftstoffpumpe (z. B. die Hubpumpe 212 in 2), Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung 170 in 1), Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. die Kraftstoffdirekteinspritzvorrichtungen 166 in 1), eine Hochdruckkraftstoffpumpe (z. B. die Kraftstoffpumpe 214 in 2) usw. einsetzen, um Zustände von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu ändern.
Das Verfahren 1200 beginnt bei 1205 und beinhaltet Angeben, ob Bedingungen zum Korrelieren des abgeleiteten Kraftstoffdrucks mit dem modellierten Kraftstoffdruck erfüllt sind. Bedingungen können für eine derartige Korrelationsmethodik erfüllt sein, nachdem eine oder mehrere einer vorbestimmten Anzahl von Meilen seit dem letzten Durchführen der Korrelationsmethodik gefahren wurden, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem letzten Mal, in dem die Korrelationsmethodik durchgeführt wurde, verstrichen ist, als Reaktion auf eine Angabe, dass eine Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems vorliegen kann (z. B. eine Angabe von Motorverzögerung, Abwürgen, Motorpumpen usw.) usw. Wenn bei 1205 nicht angezeigt wird, dass Bedingungen erfüllt sind, geht das Verfahren 1200 zu 1210 über, wobei die aktuellen Betriebsbedingungen beibehalten werden. Zum Beispiel kann ein aktueller Kraftstoffeinspritzplan beibehalten werden, ohne die Diagnosemethodik aus 12 durchzuführen. Das Verfahren 1200 kann dann enden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1205 geht das Verfahren 1200 als Reaktion darauf, dass angegeben wird, dass Bedingungen zum Durchführen der Diagnosemethodik aus 12 erfüllt sind, zu 1215 über. Bei 1215 beinhaltet das Verfahren 1200 Betreiben der Saugpumpe, um den Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler auf einen ersten Schwellendruck (z. B. maximalen Druck oder Druckentlastungspunkt) zu erhöhen, und kann ferner Betreiben der Pumpe mit höherem Druck beinhalten, um den Druck innerhalb des Hochdruckkraftstoffverteilers auf einen zweiten Schwellendruck auf ähnliche Weise wie vorstehend in Bezug auf die Schritte 920 und 925 in 9 erörtert zu erhöhen.
Mit Übergang zu 1220 beinhaltet das Verfahren 1200 das Abschalten der Saugpumpe und der Hochdruckpumpe (z. B. gleichzeitig oder nacheinander) auf ähnliche Weise wie vorstehend bei Schritt 930 aus 9 erörtert. Wenn die Pumpen deaktiviert sind, beinhaltet die Methodik das Einspritzen von Kraftstoff sowohl über Direkteinspritzvorrichtungen als auch Saugrohreinspritzvorrichtungen in ihren jeweiligen Motorzylinder als Reaktion darauf, dass Bedingungen dafür erfüllt sind (z. B. auf Grundlage der Motorzündreihenfolge). Anders ausgedrückt beinhaltet die Methodik aus 12, anders als die Methodik aus 9, bei der ein Zylinder zur Saugrohrkraftstoffeinspritzung ausgewählt wurde, während die übrigen Zylinder eine Direktkraftstoffeinspritzung erhielten, Beibehalten sowohl der Saugrohr- als auch der Direktkraftstoffeinspritzung zu jedem der Motorzylinder.
Mit Übergang zu 1225 beinhaltet das Verfahren 1200 Ableiten des Kraftstoffdrucks in dem Niederdruckkraftstoffverteiler über die Methodik aus 7 bei jeder Saugrohreinspritzung von Kraftstoff für jede PFI. Insbesondere kann in einer Situation, in der die Zündreihenfolge 1, 4, 3, 2 ist, verstanden werden, dass der Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler als Reaktion auf die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder 1, dann als Reaktion auf die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder 4, dann als Reaktion auf die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder 3, dann als Reaktion auf die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder 2 und so weiter abgeleitet werden kann. Mit anderen Worten können die Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit, wie sie durch das elektrische Energieprofil abgeleitet werden, wie vorstehend in 7 erörtert, Niederdruck-Kraftstoffverteilerdruckbestimmungen bei jeder Saugrohrkraftstoffeinspritzung ermöglichen.
Weiter mit 1230 beinhaltet das Verfahren 1200 das Speichern der abgeleiteten Druckergebnisse in der Steuerung. Bei 1235 beinhaltet das Verfahren 1200 Bestimmen, ob eine vorbestimmte Anzahl von Gesamteinspritzungen durchgeführt wurde. Es kann wünschenswert sein, sicherzustellen, dass jeder Zylinder die gleiche Anzahl an Kraftstoffeinspritzungen empfängt, und somit kann in einigen Beispielen die vorbestimmte Anzahl an Gesamteinspritzungen ein Vielfaches von 4 sein (für einen Vierzylindermotor). Zum Beispiel kann für einen Vierzylindermotor die vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen 8, 12, 16, 20 usw. betragen.
Wenn bei 1235 die vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen noch nicht erfüllt wurde, fährt das Verfahren 1200 damit fort, Kraftstoff in die Zylinder einzuspritzen, wie vorstehend erörtert. Alternativ geht das Verfahren 1200 als Reaktion darauf, dass vorbestimmte Anzahl von Einspritzungen durchgeführt wurde, zu 1240 über. Bei 1240 beinhaltet das Verfahren 1200 das Verarbeiten der Daten. Das Verarbeiten der Daten kann in einigen Beispielen das Ableiten eines Anstiegs beinhalten, der einer Anpassung der Druckabfalldaten für den Niederdruckkraftstoffverteiler in Abhängigkeit von der Zeit entspricht, wie in den 14A-14B gezeigt.
Die verarbeiteten Daten können bei Schritt 1245 mit einer modellierten oder erwarteten Druckänderung verglichen werden. Einzelheiten eines derartigen Vergleichs werden in 14A-14B gezeigt. Auf Grundlage des Vergleichs kann ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Beeinträchtigung bestimmt werden. Bei 1255 kann das Verfahren 1200 Aktualisieren von Betriebsparametern auf Grundlage der Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Beeinträchtigung beinhalten. Zum Beispiel kann ähnlich wie vorstehend in Bezug auf 9 erörtert, als Reaktion auf ein Nichtvorhandensein von Beeinträchtigung, ein Zeitplan zum Durchführen der Kalibrierungsmethodik aus 12 aktualisiert werden. Alternativ kann als Reaktion auf eine Angabe einer Beeinträchtigung ein Flag an der Steuerung gesetzt werden und/oder eine MIL kann an dem Fahrzeugarmaturenbrett beleuchtet werden, um den Fahrzeugführer über eine Anforderung zum Warten des Fahrzeugs zu warnen. In einigen Beispielen, in denen eine Beeinträchtigung angegeben ist, kann die Steuerung eine Diagnose planen, um die Quelle der Beeinträchtigung abzuleiten, was das Planen der vorstehend in Bezug auf 9 erörterten Diagnose beinhalten kann. In einigen Beispielen, in denen eine Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems angegeben ist, kann die Steuerung anweisen, dass der Antriebsstrang vorzugsweise nach Möglichkeit in einem elektrischen Betriebsmodus betrieben wird, um eine weitere Verwendung des beeinträchtigten Kraftstoffsystems zu vermeiden. Das Verfahren 1200 kann dann enden.
Unter Bezugnahme auf 13A-13B ist in 13A ein beispielhaftes Kennfeld 1300 entsprechend dem Verfahren aus 12 abgebildet, die den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der y-Achse und die Zylindernummer auf der x-Achse zeigt. Ähnlich 10A gilt das dargestellte Beispiel für einen Vierzylindermotor, bei dem jeder Zylinder eine Direkteinspritzvorrichtung und eine Saugrohreinspritzvorrichtung beinhaltet. Der obere Verlauf 1302 stellt eine Zündfolge für Direkteinspritzvorrichtungen dar und jeder Teil der Kraftstoffeinspritzung über eine Direkteinspritzvorrichtung ist durch einen gepunkteten Block dargestellt. Der untere Verlauf 1304 aus 13A stellt eine Zündfolge für Saugrohreinspritzvorrichtungen dar und jeder Abschnitt des saugrohreingespritzten Kraftstoffs ist als ein diagonal gestreifter Block gezeigt. Die Linie 1303 stellt den Beginn einer Kalibrierungsfolge für Saugrohrvorrichtungen entsprechend dem Zeitpunkt t1 des Kennfelds 1310 aus 13B dar. Die Linie 1305 stellt einen Zeitpunkt entsprechend dem Zeitpunkt t2 des Kennfelds 1310 aus 13B dar. Der Verlauf 1312 veranschaulicht eine Änderung des Kraftstoffverteilerdrucks innerhalb des Niederdruckkraftstoffverteilers (z. B. des zweiten Kraftstoffverteilers 260 in 2), wenn die Saugrohreinspritzvorrichtungen während der Kalibrierung in jeden Zylinder zünden. Der Verlauf 1314 stellt die Änderung des Kraftstoffverteilerdrucks innerhalb des Hochdruckkraftstoffverteilers (z. B. des ersten Kraftstoffverteilers 250 in 2) dar, wenn Kraftstoff durch Direkteinspritzung während der Kalibrierungsroutine in Motorzylinder eingespritzt wird.
Vor dem Zeitpunkt t1, der in 13A durch die Linie 1303 bezeichnet ist, kann während des Motorbetriebs, wenn der Kalibrierungsvorgang aus 12 nicht durchgeführt wird, jeder Zylinder des Motors sowohl über PFI als auch DI mit Kraftstoff versorgt werden, und der Kraftstoffdruck in beiden Verteilern kann bei anfänglichen Betriebsdrücken gehalten werden (z. B. durch Steuern des Betriebs der gepulsten Saugpumpe 212 in 2). Bei Linie 1303 kann auf Grundlage dessen, dass Bedingungen zum Durchführen der Kalibrierungsdiagnose aus 12 erfüllt sind, eine Saugrohreinspritzvorrichtungskalibrierungsfolge für die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen beginnen. Im Gegensatz zu der Routine aus 9 ermöglicht die Routine aus 12, dass jeder Motorzylinder Kraftstoff sowohl über Saugrohreinspritzung als auch Direkteinspritzung empfängt.
Wie durch das Kennfeld 1310 aus 13B gezeigt, kann der Kraftstoffverteilerdruck in jedem der zwei Kraftstoffverteiler vor dem Beginn des Kalibrierungsereignisses bei Zeitpunkt t1 auf einen Schwellenwert erhöht werden. Der Druck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler, der an die Saugrohreinspritzvorrichtungen gekoppelt ist, kann von einem anfänglichen Pegel von PI_Pi auf einen oberen Schwellenwert von PI_Po erhöht werden. Gleichermaßen kann der Druck in dem Hochdruckkraftstoffverteiler, der an Direkteinspritzvorrichtungen gekoppelt ist, von einem anfänglichen DI_Pi auf einen Schwellenwert von DI_Po ansteigen. Der Schwellendruck in dem Hochdruckkraftstoffverteiler DI Po ist höher als der Schwellendruck in dem Niederdruckkraftstoffverteiler PI_Po. Nachdem beide Verteiler auf ihren jeweiligen oberen Schwellenwert unter Druck gesetzt wurden, wird das gesamte Kraftstoffpumpen ausgesetzt, bis das Kalibrierungsereignis für die gegebene Saugrohreinspritzvorrichtung abgeschlossen (oder deaktiviert) ist. Zum Beispiel kann das Kalibrierungsereignis deaktiviert werden, wenn der Kraftstoffdruck im Hochdruckkraftstoffverteiler unter einen vorbestimmten Mindestdruckschwellenwert fällt. Der vorbestimmte Mindestdruckschwellenwert kann ein Kraftstoffdruck sein, bei dem die DI-Kraftstoffeinspritzung beeinträchtigt wird.
Nach jeder Einspritzung kann der Druck in jedem der Kraftstoffverteiler einen Abfall erfahren, wie in 13B dargestellt. Der Druck kann für jede Einspritzung über die vorstehend in 7 erörterte Methodik bestimmt werden. Die Leistung der Saugrohreinspritzvorrichtungen kann durch Korrelieren eines Druckabfalls nach jeder Einspritzung mit dem modellierten oder dem erwarteten Abfall bewertet werden. Zum Beispiel kann zum Zeitpunkt t2 der Abfall des Kraftstoffverteilerdrucks nach einer Einspritzung über die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung (dargestellt durch Linie 1005 im Kennfeld 1000) als die Differenz zwischen P1, dem Druck vor dem Einspritzereignis, und P2, dem Druck nach diesem Einspritzereignis, berechnet werden.
14A-14B stellen veranschaulichend die Arten von Daten dar, die über die Methodik aus 12 erhalten werden. Insbesondere stellt 14A eine beispielhafte Veranschaulichung 1400 dar, die ein Beispiel zeigt, bei dem für die Druckänderung in einem Kraftstoffverteiler (z. B. dem Niederdruckkraftstoffverteiler 260 in 2) im Zeitverlauf, wie über Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit abgeleitet, wie in Bezug auf 7 erörtert, angegeben ist, mit einer modellierten Druckänderung im Zeitverlauf zu korrelieren (z. B. innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts davon zu liegen). Dementsprechend stellt der Verlauf 1403 den abgeleiteten Druckabfall dar, und der Verlauf 1405 stellt den modellierten Druckabfall dar. Der vorbestimmte Schwellenwert wird durch die Linie 1406 dargestellt. Wie veranschaulicht, wird der Druck bei jedem Öffnungs-/Schließungsereignis der Kraftstoffeinspritzvorrichtung für jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage der Zündreihenfolge des Motors (z. B. 1-4-3-2) abgeleitet. Eine vorbestimmte Anzahl von abgeleiteten Druckbestimmungen kann, wie vorstehend erörtert, erhalten werden, was eine schnelle Beurteilung ermöglichen kann, ob eine Beeinträchtigung in dem Kraftstoffsystem vorliegen kann oder nicht. In der beispielhaften Veranschaulichung aus 14A, da die abgeleitete Druckänderung im Laufe der Zeit innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts der modellierten Druckänderung liegt, versteht es sich, dass die Steuerung ein Nichtvorhandensein einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems ableiten kann.
Alternativ stellt die beispielhafte Veranschaulichung 1450 in 14B eine Situation dar, in der die abgeleitete Druckänderung im Zeitverlauf nicht mit der modellierten Druckänderung korreliert. Insbesondere stellt Verlauf 1453 eine abgeleietet Druckänderung in einem Kraftstoffverteiler (z. B. dem Niederdruckkraftstoffverteiler 260 in 2) im Zeitverlauf dar, wie über Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit abgeleitet, wie in Bezug auf 7 erörtert. Verlauf 1455 stellt eine modellierte Druckänderung im Zeitverlauf dar. Der vorbestimmte Schwellenwert wird durch die Linie 1456 dargestellt. In der beispielhaften Veranschaulichung aus 1450, da die abgeleitete Druckänderung im Laufe der Zeit nicht innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts der modellierten Druckänderung im Zeitverlauf liegt, versteht es sich, dass die Steuerung ableiten kann, dass eine Quelle für eine Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems vorliegen kann. Die Beeinträchtigung kann von einer oder mehreren der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen selbst stammen (z. B. offen festsitzend oder geschlossen festsitzend) oder kann sich auf eine andere Quelle oder Art von Beeinträchtigung beziehen (z. B. Beeinträchtigung eines Druckentlastungsmechanismus, Rückschlagventilbeeinträchtigung usw.). Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die Methodik aus 12 durchgeführt wird und die Art der zurückgegebenen Daten von ähnlicher Art ist wie die, die in 14B dargestellt sind, kann die Steuerung Folgetests planen, die den vorstehend in 9 erörterten ähnlich sind, um eine bessere Einschätzung der bestimmten Art von Kraftstoffsystembeeinträchtigung zu erlangen, die auftreten kann, was dazu führt, dass die abgeleitete Druckänderung nicht mit der modellierten Druckänderung korreliert.
Auf diese Weise kann ein Kraftstoffeinspritzdruck auf Grundlage des Betriebs einzelner Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bestimmt werden. Insbesondere können Informationen in Bezug auf die Öffnungszeit und die Schließungszeit für einzelne sich nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils zur Aktivierung/Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung abgeleitet werden, und Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder der Schließungszeit können dazu verwendet werden, den Kraftstoffeinspritzdruck abzuleiten. Dementsprechend kann der Kraftstoffeinspritzdruck auf Grundlage der elektrischen Energieprofile der einzelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen kontinuierlich aktualisiert werden, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Bereitstellen von Kraftstoff an Motorzylinder verwendet werden.
Der technische Effekt des Ableitens des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des Betriebs einzelner Kraftstoffeinspritzvorrichtungen besteht darin, dass in einigen Beispielen die Abhängigkeit von einem entsprechenden Kraftstoffverteilerdrucksensor vermieden werden kann, was die Kosten und die Komplexität eines Fahrzeugkraftstoffsystems reduzieren kann. Zum Beispiel besteht ein konkreter technischer Effekt darin, dass es möglich sein kann, dass ein Kraftstoffsystem, das Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen und einen Niederdruckkraftstoffverteiler beinhaltet, der Kraftstoff über eine gepulste Saugpumpe aufnimmt, ohne einen dedizierten Kraftstoffverteilerdrucksensor arbeitet. In anderen Beispielen besteht der technische Effekt des Ableitens des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des Betriebs einzelner Kraftstoffeinspritzvorrichtungen darin, dass es möglich sein kann, den abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdruck zu verwenden, um zu bestimmen, ob ein Kraftstoffverteilerdrucksensor wie gewünscht oder erwartet funktioniert oder eine beeinträchtigte Funktion zeigt.
Die in der vorliegenden Schrift erörterten Systeme und Verfahren können ein oder mehrere Systeme und ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Anweisen, dass eine vorbestimmten Menge eines Kraftstoffs über eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen Zylinder eines Motors eingespritzt werden soll; als Reaktion auf das Anweisen, Überwachen eines der Energieeinspritzvorrichtung zugeordneten elektrischen Energieprofils, Ableiten eines Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des elektrischen Energieprofils, und Steuern einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks. In einem ersten Beispiel des Verfahrens beinhaltet das Verfahren ferner, dass der Kraftstoff, der in den Zylinder des Motors einzuspritzen ist, in einem Kraftstoffverteiler enthalten ist; und wobei der Kraftstoffverteiler keinen Drucksensor zum Messen des Kraftstoffeinspritzdrucks beinhaltet. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffverteiler ein Niederdruckkraftstoffverteiler ist; und wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung ist. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffverteiler ein Hochdruckkraftstoffverteiler ist; und wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung ist. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine nach innen öffnende Konfiguration der Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufweist. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Steuern der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung das Steuern einer Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite einer nächsten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Zündreihenfolge des Motors beinhaltet. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Ein siebentes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis sechsten Beispiels und beinhaltet ferner Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Ein weiteres Beispiel für ein Verfahren umfasst das Anweisen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine vorbestimmte Menge eines in einem Kraftstoffverteiler enthaltenen Kraftstoffs an einen Zylinder eines Motors abzugeben; Bestimmen einer ersten Dauer von dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand betätigt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig geöffnet ist, und/oder Bestimmen einer zweiten Dauer von dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den geschlossenen Zustand betätigt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vollständig geschlossen ist; und Angeben eines Vorhandenseins oder eines Nichtvorhandenseins von Beeinträchtigung, die mit einem Drucksensor assoziiert ist, der einen gemessenen Kraftstoffeinspritzdruck in dem Kraftstoffverteiler auf Grundlage der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer bestimmt. In einem erstes Beispiel des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner Bestimmen eines abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer; Angeben des Nichtvorhandenseins von Beeinträchtigung des Drucksensors, wenn der abgeleitete Kraftstoffeinspritzdruck innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts des gemessenen Kraftstoffeinspritzdrucks liegt; und Angeben des Vorhandenseins einer Beeinträchtigung des Drucksensors, wenn der abgeleitete Kraftstoffeinspritzdruck nicht innerhalb des vorbestimmten Schwellenwerts des gemessenen Kraftstoffeinspritzdrucks liegt. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional des erste Beispiel und umfasst ferner Steuern eines Kraftstoffeinspritzparameters auf Grundlage des gemessenen Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion auf eine Angabe der Abwesenheit von Beeinträchtigung, die mit dem Drucksensor assoziiert ist; und Steuern des Kraftstoffeinspritzparameters auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion auf eine Angabe des Vorhandenseins einer mit dem Drucksensor verbundenen Beeinträchtigung beinhalten. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die erste Dauer und die zweite Dauer auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils, das mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung assoziiert ist, als Reaktion auf das Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den offenen Zustand bzw. das Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den geschlossenen Zustand abgeleitet werden. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffverteiler ein Hochdruckkraftstoffverteiler oder ein Niederdruckkraftstoffverteiler ist; und wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung bzw. eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung ist.
Ein Beispiel eines Systems für ein Fahrzeug umfasst ein Kraftstoffsystem, das eine Impuls-Saugpumpe beinhaltet, die einem Niederdruckkraftstoffverteiler Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zuführt; eine Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen, die Kraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffverteiler einer Reihe von Zylindern eines Motors zuführen; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anweisen, dass eine vorbestimmten Menge des Kraftstoffs über eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung der Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen in einen Zylinder des Zylindersatzes eingespritzt werden soll; Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzdrucks des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler auf Grundlage einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung; und Steuern einer Kraftstoffeinspritzimpulsbreite für eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Motorzylinder auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks. In einem ersten Beispiel des Systems beinhaltet das System ferner, dass die Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind, die einen Ventilmechanismus beinhalten, für den eine Öffnungsrate und eine Schließrate des Ventilmechanismus eine Funktion des Kraftstoffeinspritzdrucks sind. Ein zweites Beispiel des Systems beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Niederdruckkraftstoffverteiler keinen Drucksensor beinhaltet. Ein drittes Beispiel des Systems beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Steuerung weitere Anweisungen zum kontinuierlichen Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder der Zeit zum vollständigen Schließen jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung speichert, wenn der Motor in einem Verbrennungsmodus arbeitet. Ein viertes Beispiel beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Steuerung weitere Anweisungen speichert, um die Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder die Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils, das jeweils einer Aktivierung und/oder einer Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entspricht, abzuleiten. Ein fünftes Beispiel beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffverteiler einen Drucksensor beinhaltet; und dass die Steuerung weitere Anweisungen speichert, um anzugeben, dass der Drucksensor beeinträchtigt ist, als Reaktion auf eine Angabe, dass sich der Kraftstoffeinspritzdruck von einem überwachten Kraftstoffeinspritzdruck unterscheidet, wie angegeben durch den Drucksensor um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert, und Steuern der Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Zylinder auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion darauf, dass angegeben wird, dass der Drucksensor beeinträchtigt ist. Ein sechstes Beispiel des Systems beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung unabhängig von einer Spannung ist, die der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt wird.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren Ableiten eines ersten Druckabfalls in einem Kraftstoffverteiler über einen ersten Zeitpunkt, der einer Aktivierung und Deaktivierung einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen entspricht, die einem Motor eines Fahrzeugs einen Kraftstoff zuführen, wobei der abgeleitete erste Druckabfall auf Bestimmungen der Öffnungszeit und/oder Schließungszeit für jede der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen basiert, Vergleichen des abgeleiteten ersten Druckabfalls mit einem ersten modellierten Druckabfall und Angeben eines Vorhandenseins von Kraftstoffsystembeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass der abgeleitete erste Druckabfall nicht mit dem ersten modellierten Druckabfall korreliert. In einem Beispiel des Verfahrens beinhaltet das Verfahren Ableiten eines zweiten Druckabfalls in dem Kraftstoff entsprechend der Aktivierung und Deaktivierung zu einer einzelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, ausgewählt aus der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Vergleichen des zweiten Druckabfalls mit einem zweiten modellierten Druckabfall und Angeben, dass die Kraftstoffsystembeeinträchtigung der einzelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Reaktion darauf entspricht, dass der zweite Druckabfall nicht mit dem zweiten modellierten Druckabfall korreliert. Mit anderen Worten kann das Verfahren das Durchführen der Methodik aus 12 und als Reaktion auf eine Angabe einer Beeinträchtigung des Kraftstoffsystems das Durchführen der Methodik aus 9 beinhalten, um die Quelle der Kraftstoffsystembeeinträchtigung potentiell zu lokalisieren.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge 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. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nichttransitorischem Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren 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 Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im hier verwendeten Sinne ist der Ausdruck „ungefähr“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige 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 Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren, umfassend: Anweisen, dass eine vorbestimmte Menge eines Kraftstoffs über eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen Zylinder eines Motors eingespritzt werden soll; als Reaktion auf das Anweisen, Überwachen eines elektrischen Energieprofils, das der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeordnet ist; Ableiten eines Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage des elektrischen Energieprofils, und Steuern einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des abgeleiteten Kraftstoffeinspritzdrucks.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der in den Zylinder des Motors einzuspritzende Kraftstoff in einem Kraftstoffverteiler enthalten ist; und wobei der Kraftstoffverteiler keinen Drucksensor zum Messen des Kraftstoffeinspritzdrucks beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kraftstoffverteiler ein Niederdruckkraftstoffverteiler ist; und wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kraftstoffverteiler ein Hochdruckkraftstoffverteiler ist; und wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine sich nach innen öffnende Konfiguration der Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung ein Steuern einer Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite einer nächsten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage einer Zündreihenfolge des Motors beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils, und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Energieprofils, und Ableiten des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
System für ein Fahrzeug, umfassend: ein Kraftstoffsystem, das eine Impuls-Saugpumpe beinhaltet, die einem Niederdruckkraftstoffverteiler Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zuführt; eine Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen, die Kraftstoff aus dem Niederdruckkraftstoffverteiler einer Reihe von Zylindern eines Motors zuführen; und eine Steuerung mit auf nichttransitorischem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anweisen, dass eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs über eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung der Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen in einen Zylinder des Zylindersatzes eingespritzt werden soll; Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzdrucks des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteiler auf Grundlage einer Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder einer Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung; und Steuern einer Kraftstoffeinspritzimpulsbreite für eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Motorzylinder auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks.
System nach Anspruch 9, wobei die Reihe von Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen nach innen öffnende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind, die einen Ventilmechanismus beinhalten, für den eine Öffnungsrate und eine Schließrate des Ventilmechanismus eine Funktion des Kraftstoffeinspritzdrucks sind.
System nach Anspruch 9, wobei der Niederdruckkraftstoffverteiler keinen Drucksensor beinhaltet.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuerung weitere Anweisungen zum kontinuierlichen Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzdrucks auf Grundlage der Zeit zum vollständigen Öffnen jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder der Zeit zum vollständigen Schließen jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung speichert, wenn der Motor in einem Verbrennungsmodus arbeitet.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert, um die Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung und/oder die Zeit zum vollständigen Schließen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf Grundlage eines überwachten elektrischen Energieprofils, das jeweils einer Aktivierung und/oder einer Deaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entspricht, abzuleiten.
System nach Anspruch 9, wobei der Kraftstoffverteiler einen Drucksensor beinhaltet; und wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert, um als Reaktion auf eine Angabe, dass sich der Kraftstoffeinspritzdruck von einem überwachten Kraftstoffeinspritzdruck, wie durch den Drucksensor angegeben, um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert unterscheidet, anzugeben, dass der Drucksensor beeinträchtigt ist; und Steuern der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung in einen anderen Zylinder auf Grundlage des Kraftstoffeinspritzdrucks als Reaktion darauf, dass für den Drucksensor angegeben wird, dass er beeinträchtigt ist.
System nach Anspruch 9, wobei die Zeit zum vollständigen Öffnen der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung unabhängig von einer Spannung ist, die der Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt wird.