DE102020207745A1 - Verfahren zum steuern einer kraftstoffeinspritzung zum verbessern einer abweichung einer injektor-öffnungzeit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine Brennkammer durch einen Injektor, wobei das Verfahren Folgendes enthalten kann: Durchführen einer Haupteinspritzung, die zum Steuern des Injektors konfiguriert ist, um den Kraftstoff in einer Soll-Einspritzkraftstoffmenge einzuspritzen, durch eine Steuerung, die mit dem Injektor elektrisch verbunden ist; und Durchführen einer Voreinspritzung, die zum Ansteuern des Injektors konfiguriert ist, um den Kraftstoff im Voraus einzuspritzen, vor dem Durchführen der Haupteinspritzung, wobei eine vorbestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, durch die Steuerung, wobei das Durchführen der Voreinspritzung zum Magnetisieren einer Injektorspule des Injektors durch Anlegen eines Stroms an den Injektor während einer vorbestimmten Voreinspritzzeit konfiguriert ist, in der verhindert wird, dass ein Durchsatz des Kraftstoffs durch die Voreinspritzung erzeugt wird.

Description

  • HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung und genauer ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung, das die Abweichung einer Injektor-Öffnungszeit in dem Abschnitt eines geringen Durchsatzes des Kraftstoffs verbessern kann.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Wenn eine Kraftmaschine mit Kraftstoff versorgt wird, wird die zugeführte Kraftstoffmenge durch eine Steuerung (ECU) bestimmt und der Kraftstoff durch eine Einspritzeinrichtung bzw. einen Injektor in die Kraftmaschine durch die bestimmte Bedarfsmenge an Kraftstoff eingespritzt, die in die Kraftmaschine zuzuführen ist.
  • 11 veranschaulicht den herkömmlichen Injektor und ein Nadelventil 120b ist in einem Gehäuse 120a des Injektors 120 ausgebildet und ein Anker 120c, eine Spule 120d, eine Feder 120e und dergleichen zum Betätigen des Nadelventils 120b sind in demselben ausgebildet. Das Nadelventil 120b wird durch die Betätigung des Ankers 120c wiederholt hin und her bewegt, um eine an dem Endabschnitt des Gehäuses 120a ausgebildete Düse 120f zu sperren oder zu öffnen. Das heißt, wenn ein Strom an die Spule 120d angelegt wird, wird der Anker 120c betätigt, um an dem Nadelventil 120b zu ziehen, und wenn der Strom abgeschaltet wird, ist das Nadelventil 120b ausgebildet, um durch die Federkraft der Feder 120e in die Ausgangsposition zurückzukehren.
  • Der Injektor ist für jeden Zylinder vorgesehen, um von einer Steuerung ein Kraftstoffeinspritzsignal zum Einspritzen eines Kraftstoffs während einer vorbestimmten Einspritzzeit zu empfangen, wobei der Kraftstoff durch die Bedarfskraftstoffmenge in die Kraftmaschine zugeführt wird.
  • Der Injektor weist im Allgemeinen für jeden Typ oder jede Firma desselben eine unikale Injektor-Ansteuerungscharakteristik-Differenz auf. Beispielsweise weisen die Injektor-Schließbedarfszeit, die auf der Bedarfskraftstoffmenge relativ zu dem Kraftstoffdruck basiert, oder die Injektor-Schließbedarfszeit und die Einspritzbefehlszeit, die derselben entspricht, ein spezifisches Entsprechungsverhältnis für jeden Typ oder jede Firma des Injektors auf. Im Allgemeinen werden solche Charakteristikinformationen in einem Speicher in der Steuerung gespeichert, wenn das Fahrzeug hergestellt wird, und zum Zuführen des Kraftstoffs in jeden Zylinder durch die Bedarfsmenge an Kraftstoff verwendet.
  • Selbst im Falle des gleichen Injektors können jedoch die Injektor-Ansteuerungscharakteristiken aufgrund einer Herstellungstoleranz, einer Toleranz der Ausgangsphase, die den Injektor in der Steuerung betätigt, und dadurch einer Differenz zwischen den Betriebsstromprofilen variieren. Wenn die Abweichung der Injektor-Ansteuerungscharakteristiken in Bezug auf die Öffnungszeit und Schließzeit des Injektors für jeden Zylinder nicht angemessen kompensiert wird, tritt für jeden Zylinder eine Abweichung der Öffnungszeit und der Schließzeit zwischen den Injektoren auf, und trotz des Einspritzbefehls, der auf der gleichen Einspritzzeit basiert, werden für jeden Zylinder unterschiedliche Mengen an Kraftstoff zugeführt. Das heißt, die gleiche Durchsatzsteuerung zwischen Zylindern wird schwierig.
  • In den letzten Jahren wird die Berechnung zum Abtasten der Öffnung des Injektors in der Kraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung bzw. dem GDI-Motor unter Verwendung eines hohen Drucks zu einem Problem. Da der Einspritzmodus mehrere Phasen aufweist, um Feinstaub zu reduzieren oder den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhöhen, wird die Einspritzzeit im Allgemeinen schnell für jede Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung verringert. Wie in 10 veranschaulicht, wird auch die Einspritzung durchgeführt, die einen Abschnitt (A) einer Einspritzung einer sehr geringen Kraftstoffmenge (sogenannter ballistischer Abschnitt) nutzt, in dem die Kraftstoffmenge (m) schnell erhöht wird, selbst wenn eine Injektor-Betriebszeit (Ti) leicht verändert wird.
  • Der Grund zum Berechnen der Öffnungszeit des Injektors liegt darin, wie oben beschrieben wurde, dass eine Abweichung von nach dem elektrischen Anlegen eines Einspritzsignals für jeden Injektor zu einem Punkt vorliegt, an dem der Durchsatz tatsächlich herauskommt. Im Falle der Abweichung der Öffnungszeit ist die Abweichungsmenge relativ geringer als die der Abweichung der Schließzeit, aber ein wichtiger Faktor, da dieselbe den Durchsatz in einem Abschnitt in hohem Maße beeinträchtigt, in dem die Einspritzzeit sehr kurz ist, wie in dem zuvor erwähnten Abschnitt eines geringen Durchsatzes. Folglich war es herkömmlich wichtig, die Öffnungszeit zu berechnen und die Abweichung der Öffnungszeit unter Verwendung des Ergebnisses davon zu kompensieren.
  • Die in diesem Abschnitt Hintergrund der Erfindung enthaltenen Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sind nicht als Anerkenntnis oder jegliche Form von Vorschlag zu nehmen, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der jemandem mit Fähigkeiten in der Technik bereits bekannt ist.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • 9 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen einer Injektor-Öffnungsdauer, die eine Dauer ist, in der der tatsächliche Kraftstoff von dem Injektor eingespritzt wird, dem an den Injektor angelegten Strom und der Spannung, die von dem Injektor erzeugt wird, veranschaulicht. In Bezug auf 9 repräsentiert die horizontale Achse eine Zeit und die vertikale Achse die Größen des Stroms und der Spannung und die von dem Injektor eingespritzte Kraftstoffmenge.
  • In 9 bedeutet ein Abschnitt (a) einen Tothub der Nadel des Injektors und einen Abschnitt, in dem sich die Nadel durch den an den Injektor angelegten Strom bewegt, aber die tatsächliche Kraftstoffeinspritzdüse nicht geöffnet wird.
  • Damit der Injektor Kraftstoff einspritzt, muss die Nadel angehoben werden, und um die Nadel anzuheben, muss ein Strom an ein Solenoid oder eine Piezoseite angelegt werden, um eine Spule zu magnetisieren. Ein anfängliches Signal wird erzeugt, um den Strom anzulegen, ein Strom wird an das Solenoid oder die Piezoseite des Injektors mit einer konstanten Verzögerungszeit von dem anfänglichen Signal angelegt und die Größe des Stroms nimmt graduell zu, wobei eine Stromspitze erreicht wird, wie in 9 veranschaulicht.
  • Des Weiteren weist der Strom, wie in 9 veranschaulicht, eine Route bzw. einen Weg auf, in der/dem der Strom erhöht wird, um einen Stromspitzenpunkt zu erreichen, und wieder verringert wird, und zu einem Zeitpunkt, zu dem eine bestimmte Zeit von der Stromspitze (Injektor-Öffnungszeitpunkt) verstrichen ist, wird die Nadel angehoben und die Nadel befindet sich während der Injektor-Öffnungsdauer von dem Injektor-Öffnungszeitpunkt in einem angehobenen Zustand (Zustand, in dem der tatsächliche Kraftstoff eingespritzt wird).
  • Da jedoch keine besondere Änderung der Spannung oder des Stroms zum Öffnungszeitpunkt des Injektors besteht, konnte herkömmlich ein übliches Verfahren die Öffnungszeit des Injektors nicht akkurat abtasten. Folglich wurde der Schließzeitpunkt des Injektors herkömmlich verwendet, um die Injektor-Öffnungszeit festzustellen. Ein Zeitpunkt, zu dem der Schließzeitpunkt zunächst durch graduelles Erhöhen der Kraftstoffeinspritzzeit von einer sehr kurzen Zeitdauer erzeugt wird, wurde als der Öffnungszeitpunkt bestimmt und die tatsächliche Öffnungszeit wurde durch Vergleichen des gegenwärtigen Wertes mit dem jedes Injektors oder eines Hauptinjektors bestimmt.
  • Des Weiteren wird die Injektor-Schließzeit unter Verwendung eines Rückwärtsspannungssignals gemessen, das durch den Injektor erzeugt wird. Wie in 9 veranschaulicht, tendiert die durch den Injektor erzeugte Spannung dazu, sich in der Anfangsstufe, in der der Strom an den Injektor angelegt wird, schnell zu erhöhen und zu verringern und sich dann wieder zu erhöhen. Des Weiteren verringert sich die Spannung danach zu dem Zeitpunkt plötzlich wieder, zu dem das Anlegen des Stroms an den Injektor ausgeschaltet (AUS) wird, und nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (Abschnitt (b), ca. 0,1 ms) erhöht sich die Spannung wieder schnell. Wie in 9 veranschaulicht, besteht in der Spannungskurve in dem Abschnitt, in dem sich die Spannung wieder erhöht (Abschnitt (c)), ein Wendepunkt und der Zeitpunkt, zu dem der Wendepunkt besteht, wird zu einem Zeitpunkt, zu dem die Nadel des Injektors geschlossen wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden, (Injektor-Schließzeit). Folglich kann die Injektor-Schließzeit abgetastet werden, wenn ein Zeitpunkt, zu dem der Wendepunkt besteht, durch Durchführen der sekundären Differenzierung für die Spannungskurve erfasst wird.
  • Basierend auf den Charakteristiken des Injektors besteht, auch wenn der Injektor tatsächlich geöffnet wird, ein Fall, in dem der Wendepunkt nicht klar erkannt wird. Der Wendepunkt wird durch die Änderung der Geschwindigkeit der Nadel verursacht, wenn die Nadel des Injektors nach unten geht und der Injektor geschlossen wird, während die Magnetisierung der Spule des Injektors verschwindet. Dieses Ereignis scheint in einem Signal an der Low-Side und High-Side des Injektors zu sein. Das heißt, selbst wenn die Nadel des Injektors auf der gleichen Höhe geschlossen wird, ist der Wendepunkt im Falle des Injektors mit einer schnellen Injektor-Schließgeschwindigkeit sichtbarer. Da die Injektor-Öffnungszeit auf die Schließcharakteristik des Injektors empfindlich reagiert, wird, wie oben beschrieben wurde, der Wendepunkt bei dem Injektor mit einer schlechten Schließcharakteristik oder einer ungleichmäßigen Öffnungscharakteristik nicht gut differenziert.
  • Da es schwierig ist, die Öffnungszeit des Injektors akkurat zu erfassen, ist es folglich schwierig, die gleiche Durchsatzsteuerung zwischen Zylindern durch Verbessern der Abweichung der Öffnungszeit basierend auf der erfassten Öffnungszeit durchzuführen.
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf das Bereitstellen eines Kraftstoffeinspritzverfahrens und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gerichtet, die die Leistungsfähigkeit des Injektors durch Verbessern der Abweichung der Öffnungszeit für jeden Zylinder selbst ohne das Erfassen des Öffnungszeitpunktes für jeden Zylinder stabil verbessern können.
  • Im Gegensatz zu der verwandten Technik magnetisiert die vorliegende Erfindung eine Magnetspule eines Injektors im Voraus unmittelbar vor dem Einspritzen eines Kraftstoffs ohne das direkte Bestimmen und Schätzen des Öffnungszeitpunktes des Injektors zum Verbessern der Abweichung des Öffnungszeitpunktes, wobei die Abweichung des Öffnungszeitpunktes durch Ermöglichen, dass der Injektor so schnell wie möglich geöffnet wird, wenn die tatsächliche Einspritzung durchgeführt wird, verbessert wird. Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Magnetisierungszeit der Spule zu verringern, die ein Faktor ist, der die größte Wirkung auf den Öffnungszeitpunkt des Injektors aufweist, den Öffnungszeitpunkt des Injektors vorverlegt und folglich die Abweichung der Öffnung zwischen den Injektoren verringert.
  • Ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erfüllen der Aufgabe, wie das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine Brennkammer durch einen Injektor, enthält Folgendes: Durchführen einer Haupteinspritzung, die zum Steuern des Injektors konfiguriert ist, um den Kraftstoff in einer bestimmten Soll-Einspritzkraftstoffmenge einzuspritzen, durch eine mit dem Injektor elektrisch verbundene Steuerung, und Durchführen einer Voreinspritzung, die zum Ansteuern des Injektors konfiguriert ist, um den Kraftstoff im Voraus einzuspritzen, vor dem Durchführen der Haupteinspritzung, wobei eine vorbestimme Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, durch die Steuerung, und das Durchführen der Voreinspritzung ist zum Magnetisieren einer Injektorspule des Injektors durch Anlegen eines Stroms an den Injektor während einer vorbestimmten Zeit der Voreispritzung konfiguriert, in welcher verhindert wird, dass ein Durchsatz des Kraftstoffs durch die Voreinspritzung erzeugt wird.
  • Das Durchführen der Voreinspritzung enthält ferner das Bestimmen der vorbestimmten Voreinspritzungszeit bzw. Voreinspritzzeit und der vorbestimmten Leerlaufzeit gemäß einem Kraftstoffdruck und einer Kraftmaschinentemperatur.
  • Das Durchführen der Voreinspritzung enthält ferner das Bestimmen, ob die Haupteinspritzung eine Einfacheinspritzung oder eine Mehrphaseneinspritzung ist, und wenn die Steuerung die Haupteinspritzung als die Einfacheinspritzung bestimmt, wird ein Einspritzmodus des Kraftstoffs in eine Mehrphaseneinspritzung umgewandelt, eine erste Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung auf die Voreinspritzung festgelegt, und eine zweite Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung auf die Haupteinspritzung festgelegt.
  • Ein Einspritzmodus der ersten Einspritzung ist ein End of Injection (EOI; zu Deutsch: Einspritzende), das auf einem Kraftstoffeinspritzwinkel basiert, der in einem Auslasshubbereich bestimmt wird.
  • Ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel der zweiten Einspritzung werden als ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel einer bestehenden Haupteinspritzung bestimmt.
  • Das Verfahren enthält ferner, wenn die Haupteinspritzung als die Mehrphaseneinspritzung bestimmt wird, das Bestimmen, ob Leerlaufzeiten zwischen den Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung einen vorbestimmten Wert überschreiten, und wenn alle Leerlaufzeiten zwischen den Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung gleich dem vorbestimmten Wert oder geringer als derselbe sind, ist es nicht erforderlich, die Voreinspritzung zwischen den Mehrphaseneinspritzungen durchzuführen, so dass die Voreinspritzung nur vor der ersten Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung durchgeführt wird.
  • Wenn zumindest eine der Leerlaufzeiten zwischen den Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung den vorbestimmten Wert überschreitet, ist es erforderlich, die Spule durch Durchführen der Voreinspritzung vor der entsprechenden Einspritzung, so dass die Voreinspritzung vor der entsprechenden Einspritzung durchgeführt wird, bei jeder ersten Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung und jeder Einspritzung nach der Leerlaufzeit, die den vorbestimmten Wert überschreitet, zu magnetisieren.
  • Der Einspritzmodus bei der Voreinspritzung ist eine Einspritzung des Kraftstoffs gemäß einem Kraftstoffeinspritzwinkel, der in einem Auslasshubbereich bestimmt wird.
  • Ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel bei jeder Einspritzung bei der Mehrphaseneinspritzung werden als ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel bei jeder Einspritzung bei einer bestehenden Mehrphaseneinspritzung bestimmt.
  • Das Verfahren bestimmt, ob ein Notlaufmodus, in dem der Kraftstoff in einem forcierten Niederdruckmodus eingespritzt wird, aufgrund einer Fehlfunktion einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe eines Kraftstoffsystems ausgeführt wird, und beendet das Durchführen der Durchführung der Voreinspritzung, wenn die Steuerung bestimmt, dass der Notlaufmodus ausgeführt wird.
  • Eine Einrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erfüllen der Aufgabe enthält einen Injektor, der zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Zylinder einer Kraftmaschine konfiguriert ist; und eine Steuerung, die den Injektor steuert, so dass der Kraftstoff von dem Injektor durch eine Soll-Einspritzkraftstoffmenge eingespritzt wird, und gegenwärtig ist die Steuerung zum Durchführen einer Voreinspritzsteuerung, bei der eine Injektorspule des Injektors durch Anlegen eines Stroms an den Injektor während einer vorbestimmten Voreinspritzzeit magnetisiert wird, in der verhindert wird, dass der Durchsatz des Kraftstoffs erzeugt wird, wobei eine vorbestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, vor einer Haupteinspritzung konfiguriert, bei der die Soll-Einspritzkraftstoffmenge des Kraftstoffs in den Zylinder eingespritzt wird.
  • Die Steuerung enthält eine Einrichtung zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und einer Leerlaufzeit, die zum Bestimmen der vorbestimmten Voreinspritzzeit und der vorbestimmten Leerlaufzeit konfiguriert ist; eine Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung, die zum Bestimmen einer Einspritzzeit und eines Einspritzwinkels des Injektors bei der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung basierend auf der Anzahl an Einspritzzeiten, einer Einspritzzeit und einem Einspritzwinkel des Injektors bei der Haupteinspritzung und einem Ergebnis, das durch die Einrichtung zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit bestimmt wird, konfiguriert ist; und einen Injektor-Ansteuerungstreiber, der den Einspritzwinkel und die Einspritzzeit des Injektors gemäß einem bestimmten Ergebnis der Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung steuert.
  • Die Einrichtung zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit ist zum Bestimmen der vorbestimmten Voreinspritzzeit und der vorbestimmten Leerlaufzeit gemäß einem Kraftstoffdruck, der durch einen Kraftstoffverteilerleisten-Drucksensor gemessen wird, und einer Kraftmaschinentemperatur, die durch einen Kühlmittelsensor gemessen wird, konfiguriert.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Abweichung der Öffnungszeit zwischen den eigenständigen Injektoren selbst ohne das Erfassen der Injektor-Öffnungszeit zu verbessern. Selbst in dem Fall, in dem die Injektor-Öffnungszeit nicht stabil bestimmt werden kann, da die Injektor-Schließzeit inkorrekt bestimmt wurde, oder das Verhältnis zwischen der Injektor-Schließzeit und der Injektor-Öffnungszeit nicht in Bezug auf alle Injektoren spezifiziert werden kann, die an jedem der Vielzahl von Zylindern montiert sind, ist es folglich möglich, die Abweichung der Injektor-Öffnungszeit zu verbessern.
  • Infolgedessen kann das anfängliche Durchsatzentwicklungsverhalten des Injektors verbessert werden und der Öffnungszeitpunkt des Injektors vorverlegt werden, wobei die Steuerung eines geringen Durchsatzes effektiv durchgeführt wird. Selbst wenn die Einspritzzeit erhöht wird, wird des Weiteren der Injektor-Öffnungszeitpunkt konstant und die Differenz der Öffnungszeitpunkte zwischen den eigenständigen Injektoren kann verringert werden, wobei die Steuerung eines geringen Durchsatzes in dem ballistischen Abschnitt effektiv durchgeführt wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsystems, bei dem ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Einrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 3 ist ein Ablaufplan, der das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 4 ist ein Graph, der die Änderung einer Injektor-Steuerstrommenge mit der Zeit veranschaulicht, wenn das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
    • 5 ist ein Graph, der ein anfängliches Durchsatzentwicklungsverhalten veranschaulicht, wenn das herkömmliche Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
    • 6 ist ein Graph, der ein anfängliches Durchsatzentwicklungsverhalten veranschaulicht, wenn das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
    • 7 ist ein Graph, der die Abweichung einer Öffnungszeit zwischen den Injektoren veranschaulicht, wenn das herkömmliche Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
    • 8 ist ein Graph, der die Abweichung einer Öffnungszeit zwischen den Injektoren veranschaulicht, wenn das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
    • 9 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einer Injektor-Öffnungsdauer, die eine Dauer ist, während welcher der tatsächliche Kraftstoff von dem Injektor eingespritzt wird, einem Strom, der an den Injektor angelegt wird, und einer Spannung veranschaulicht, die von dem Injektor erzeugt wird.
    • 10 ist ein Graph, der die Änderung einer Kraftstoffmenge (m) basierend auf einer Injektor-Betriebszeit (Ti) für jeden Abschnitt veranschaulicht.
    • 11 ist eine Querschnittsdarstellung, die eine Konfiguration des Injektors veranschaulicht.
  • Es kann verständlich sein, dass die beiliegenden Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale aufzeigen, die für die grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichend sind. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die hierin enthalten sind und beispielsweise bestimmte Maße, Orientierungen, Plätze und Formen enthalten, werden zum Teil durch die speziell vorgesehene Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugsnummern überall in den verschiedenen Figuren der Zeichnung auf die gleichen oder äquivalente Abschnitte der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nun wird auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) detailliert Bezug genommen werden, deren Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht und unten beschrieben sind. Zwar wird/werden die vorliegende(n) Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, aber es wird klar sein, dass die vorliegende Beschreibung die vorliegende(n) Erfindung(en) nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Hingegen soll(en) die vorliegende(n) Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die innerhalb des Wesens und Bereiches der vorliegenden Erfindung enthalten sein können, die durch die beiliegenden Ansprüche definiert sind.
  • Nachstehend werden ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsystems, bei dem ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • In Bezug auf 1 enthält ein Steuersystem eines Injektors einen Kraftstofftank 150, eine Kraftstoffpumpe 140, eine Verteilerleiste 130, einen Drucksensor 132, einen Injektor 120, eine Kraftmaschine 110 und eine Steuerung 100.
  • Der Kraftstofftank 150 ist mit einem Kraftstoff gefüllt, der für einen Verbrennungsmotor verwendet wird, und die Kraftstoffpumpe 140 pumpt den in dem Kraftstofftank 150 enthaltenen Kraftstoff zu der Verteilerleiste. Der Drucksensor 132, der den Druck in der Verteilerleiste 130 erfasst, ist montiert und ein separates Reglerventil und eine Rückführungsleitung sind in der Verteilerleiste 130 ausgebildet.
  • Der zu der gemeinsamen Verteilerleiste 130 gepumpte Kraftstoff wird zu dem Injektor 120 verteilt und der Injektor 120 ist jedem Zylinder entsprechend montiert, um Kraftstoff in eine Brennkammer der Kraftmaschine 110 einzuspritzen.
  • Die Steuerung 100 kann die Bedarfs-Einspritzkraftstoffmenge basierend auf der Betriebsbedingung, beispielsweise die Drehzahl der Kraftmaschine und das Gaspedalsignal, festlegen und die Einspritzbefehlszeit des Injektors in Erwiderung auf die festgelegte Bedarfs-Einspritzkraftstoffmenge steuern. Des Weiteren ist die Steuerung 100 zum Durchführen einer Voreinspritzsteuerung, bei der eine Injektorspule des Injektors durch Anlegen eines Stroms an den Injektor während einer vorbestimmten Voreinspritzzeit magnetisiert wird, die verhindert, dass der Durchfluss des Kraftstoffs erzeugt wird, wobei eine vorbestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, vor der Haupteinspritzung zum Einspritzen der Soll-Einspritzkraftstoffmenge, die später beschrieben wird, konfiguriert.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Einrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Wie in 2 veranschaulicht, enthält eine Einrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Injektor 120, der Kraftstoff in einen Zylinder einspritzt, und eine Steuerung 100, die den Injektor 120 steuert, so dass der Kraftstoff von dem Injektor durch die Soll-Einspritzkraftstoffmenge eingespritzt wird. Die Steuerung 100 ist mit einer High-Side 1 bzw. einer Low-Side 2 des Injektors 120 zum Ansteuern des Injektors 120 verbunden.
  • Ein Injektor-Ansteuerungshalbleiter 11, der mit der High-Side 1 bzw. der Low-Side 2 des Injektors 120 verbunden ist, empfängt ein Ansteuerungsbefehlssignal von einem Injektor-Ansteuerungstreiber 12, um eine Stromwellenform zu erzeugen und den Impuls dadurch an die High-Side 1 und die Low-Side 2 des Injektors 120 anzulegen, wobei der Injektor 120 angesteuert wird.
  • Wenn die Einspritzung durch den Injektor 120 beendet wird, wird indessen nur die Low-Side aktiviert, so dass der gegenelektromotorische Strom von dem Injektor 120 zu der Low-Side desselben fließt. Folglich empfängt ein Spannungswellenform-Wendepunkt-Sensor 21 der Low-Side des Injektors der Steuerung 100 das Spannungssignal des gegenelektromotorischen Stroms von der Low-Side 2 des Injektors 120, um eine Spannungswellenform zu erzeugen, und erfasst den Wendepunkt der Spannungswellenform, der in 9 veranschaulicht ist.
  • Eine Einrichtung 22 zum Berechnen einer Injektor-Schließzeit bestimmt die Schließzeit des Injektors 120 basierend auf der Position des Wendepunkts, der durch den Spannungswellenform-Wendepunkt-Sensor 21 der Low-Side des Injektors erfasst wird.
  • Eine Einrichtung 50 zum Anfordern einer Voreinspritzung überträgt ein Voreinspritzungs-Anforderungssignal zum Ermöglichen, dass der Ansteuerungsstrom, der einen vorbestimmten Impuls aufweist, an den Injektor 120 angelegt wird, um eine Spule 120d des Injektors 120 im Voraus vor der Haupteinspritzung zum Einspritzen der Soll-Einspritzkraftstoffmenge zu magnetisieren, wenn es erforderlich ist, die Abweichung der Öffnungszeit des Injektors 120 zu verringern. Als die Bedingung, die die Voreinspritzung erfordert, kann es einen Fall geben, in dem eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 140 normal betätigt wird und die Haupteinspritzung den Kraftstoff des geringen Durchsatzes, der dem ballistischen Abschnitt entspricht, einspritzt, und nicht ein forcierter Niederdruck-Einspritzmodus durch einen Notlaufmodus.
  • Eine Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und einer Leerlaufzeit empfängt das Voreinspritzungs-Anforderungssignal von der Einrichtung 50 zum Anfordern einer Voreinspritzung, um die für die Voreinspritzung erforderte Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung zu bestimmen.
  • Kraftstoff der Soll-Einspritzkraftstoffmenge wird in die Brennkammer der Kraftmaschine 110 durch die Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt und die Voreinspritzung ist nicht zum Zuführen von Kraftstoff, sondern zum Magnetisieren der Spule 120e des Injektors 120 im Voraus vor der Haupteinspritzung vorgesehen, um die zum Magnetisieren der Spule 120e erforderte Zeit bei der Haupteinspritzung zu verringern, wobei der Injektor 120 schnell geöffnet wird. Wie auch in 4 veranschaulicht, ist folglich die Zufuhrzeit des Steuerstroms, der dem Injektor 120 bei der Voreinspritzung zugeführt wird, innerhalb eines Bereiches begrenzt, in dem der Durchsatz des tatsächlichen Einspritzkraftstoffs nicht erzeugt wird. Zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt kann der repräsentative Wert der maximalen Voreinspritzzeit unter Verwendung des Injektors mit der schnellsten Öffnung des Injektors, die von einem Durchflussmesser gemessen wird, unter einer Vielzahl von Injektoren als ein repräsentativer Abtastwert definiert sein.
  • Die Leerlaufzeit ist ein Zeitintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung. Bei einem größeren Zeitintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung geht die durch die Voreinspritzung erzeugte Magnetisierung der Spule 120e verloren, so dass ein Effekt der Voreinspritzung beseitigt wird. Folglich wird die Leerlaufzeit auf eine Zeit bis die Magnetisierung, die in der Spule 120e aufgrund des bei der Voreinspritzung an den Injektor 120 angelegten Stroms erzeugt wird, nach der Voreinspritzung verloren geht festgelegt.
  • Die Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit bestimmt die Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit durch den Kraftstoffdruck und die Temperatur der Kraftmaschine, die durch einen Kraftstoffverteilerleisten-Drucksensor 3 und einen Kühlmittelsensor 4 empfangen werden. Bei einem höheren Kraftstoffdruck muss die Voreinspritzzeit erhöht werden und auch die Leerlaufzeit wird verlängert. Bei einer höheren Kraftstofftemperatur wird andererseits die Leerlaufzeit zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung verkürzt.
  • Die Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit werden im Voraus in der Steuerung 100 in einer Form einer zweidimensionalen Tabelle in Bezug auf die Kraftmaschinentemperatur und den Kraftstoffdruck gespeichert und können unter Verwendung des Kraftstoffdrucks und der Kraftmaschinentemperatur, die von dem Kraftstoffverteilerleisten-Drucksensor 3 und dem Kühlmittelsensor 4 gemessen werden, und der gespeicherten Tabelle bestimmt werden.
  • Eine Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 enthält eine Einspritzzeit-Berechnungseinrichtung 13 und eine Einspritzwinkel-Berechnungseinrichtung 14, um die Anzahl der Einspritzzeiten (Einfacheinspritzung oder Mehrphaseneinspritzung), eine Einspritzzeit (Zufuhrzeit des an den Injektor angelegten Stroms) und einen Einspritzwinkel (der Zeitpunkt, zu dem der Strom an den Injektor angelegt wird) zu bestimmen und das bestimmte Ergebnis zu dem Injektor-Ansteuerungstreiber 12 zu übertragen. Die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt die Soll-Einspritzkraftstoffmenge, die ein Soll-Luft-KraftstoffVerhältnis erfüllen kann, und bestimmt folglich die Anzahl an Einspritzzeiten, die Einspritzzeit und den Einspritzzeitpunkt bei der Haupteinspritzung. Des Weiteren empfängt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 Informationen über die Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit, die durch die Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit bestimmt werden, um den Ansteuerungszeitpunkt und die Ansteuerungszeit der vor der Haupteinspritzung durchgeführten Voreinspritzung zu bestimmen.
  • Der Injektor-Ansteuerungstreiber 12 erzeugt ein Ansteuerungssignal unter Verwendung der Informationen in Bezug auf die Anzahl an Einspritzzeiten, die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel, die durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, und überträgt das Ansteuerungssignal zu dem Injektor-Ansteuerungshalbleiter 11.
  • Die Steuerung 100 kann in einer Form eines Computers implementiert werden, der in dem Fahrzeug vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Steuerung 100 durch Aufzeichnen eines Programms zum Implementieren der vorliegenden Steuerfunktion auf ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium und Lesen und Ausführen des auf das vorliegende Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Programms in einem Computersystem implementiert werden. Des Weiteren ist das hier verwendete „Computersystem“ ein in das Fahrzeug eingebautes Computersystem und enthält eine Hardware, wie beispielsweise ein OS oder eine periphere Vorrichtung. Das „computerlesbare Aufzeichnungsmedium“ bezieht sich auf eine Speichervorrichtung, wie beispielsweise in tragbares Medium, wie eine flexible Diskette, eine optische Magnetplatte, ein ROM oder ein CD-ROM, oder eine Festplatte, die in ein Computersystem eingebaut ist. Des Weiteren kann das „computerlesbare Aufzeichnungsmedium“ auch eines enthalten, das ein Programm für eine kurze Zeit dynamisch erhält, wie beispielsweise eine Kommunikationsleitung, wenn ein Programm durch ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, oder eine Kommunikationsleitung, wie beispielsweise eine Telefonleitung, übertragen wird, oder eines, das das Programm während einer bestimmten Zeit erhält, wie beispielsweise ein flüchtiger Speicher in dem Computersystem, das in diesem Fall ein Server oder ein Client wird. Das Programm kann ein Programm sein, das einen Teil der zuvor erwähnten Funktionen implementieren kann, oder ein Programm sein, das die zuvor erwähnten Funktionen in Kombination mit einem Programm implementierten kann, das zuvor in dem Computersystem aufgezeichnet wird.
  • Des Weiteren können einige oder alle Modelle der Steuerung 100 in den zuvor erwähnten Ausführungsformen als eine integrierte Schaltung, wie beispielsweise eine Large Scale Integration (LSI; zu Deutsch: Großintegration), implementiert werden. Jedes Modell der Steuerung 100 kann einzeln zu einer Prozessorisierung (engl. processorization) werden und auch durch Integrieren einiger oder aller Modelle der Steuerung 100 zu einer Prozessorisierung werden. Des Weiteren ist das Verfahren zum Herstellen der integrierten Schaltung nicht auf die LSI beschränkt, sondern kann durch eine dedizierte Schaltung oder einen Allzweckprozessor implementiert werden. Wenn die Technologie zum Herstellen der integrierten Schaltung, die die LSI ersetzt, mit dem Fortschritt einer Halbleitertechnologie zu sein scheint, kann des Weiteren die integrierte Schaltung gemäß der Technologie verwendet werden.
  • 3 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, das durch die Einrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, die in 2 veranschaulicht ist.
  • Gemäß 3 bestimmt die Einrichtung 50 zum Anfordern einer Voreinspritzung der Steuerung 100, ob der gegenwärtige Kraftstoffeinspritzabschnitt dem Abschnitt einer forcierten Niederdruck-Kraftstoffeinspritzung in dem Notlaufmodus entspricht, (S100). Um die Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung durchzuführen, muss die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 140 im Grunde normal betätigt werden. Folglich bestimmt die Einrichtung 50 zum Anfordern einer Voreinspritzung zunächst, ob der gegenwärtige Kraftstoffeinspritzabschnitt dem Abschnitt einer forcierten Niederdruck-Kraftstoffeinspritzung aufgrund der Funktionsstörung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 140 entspricht, und führt die Logik der Voreinspritzung durch, die später zu beschreiben ist, wenn die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 140 normal betätigt wird.
  • Wenn sich die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 140 im Normalbetrieb befindet und die Einrichtung 50 zum Anfordern einer Voreinspritzung ein Voreinspritzungs-Anforderungssignal überträgt, da es erforderlich ist, die Voreinspritzung durchzuführen, um die Abweichung der Öffnungszeit für jeden Injektor zu verringern, bestimmt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15, ob der Einspritzmodus bei der bestehenden Haupteinspritzung ein Modus einer Einfacheinspritzung oder ein Modus einer Mehrphaseneinspritzung ist, (S110).
  • Wenn bestimmt wird, dass sich die Haupteinspritzung in dem Modus einer Einfacheinspritzung befindet, bestimmt die Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit der Steuerung 100 die Voreinspritzzeit, die eine Zeit zum Anlegen des Stroms an den Injektor 120 bei der Voreinspritzung ist, (S120). Wie oben beschrieben wurde, ist die Voreinspritzzeit eine Zeit innerhalb eines Bereiches, in dem der Durchsatz des tatsächlichen Kraftstoffs nicht erzeugt wird, und kann durch den gegenwärtig gemessenen Kraftstoffdruck und die gegenwärtig gemessene Kraftmaschinentemperatur und eine in der Steuerung 100 gespeicherte Tabelle bestimmt werden.
  • Des Weiteren bestimmt die Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit der Steuerung 100 die Leerlaufzeit, die ein Zeitintervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung ist, (S130). Die Leerlaufzeit ist eine Zeit, die erfordert wird, bis sich der Anker 120c, der sich durch die Stromversorgung bei der Voreinspritzung nach oben bewegt, für die Haupteinspritzung wieder nach unten bewegt, und eine Zeit bevor die Magnetisierung der Spule 120e, die durch die Voreinspritzung erzeugt wird, vollständig verschwindet. Wie oben beschrieben wurde, kann die Leerlaufzeit auch durch den gegenwärtig gemessenen Kraftstoffdruck und die gegenwärtig gemessene Kraftmaschinentemperatur und eine in der Steuerung 100 gespeicherte Tabelle bestimmt werden.
  • Wenn die Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit durch die Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit bestimmt werden, wandelt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 einen Modus einer Einfacheinspritzung in einen Modus einer Doppeleinspritzung um, in dem eine erste Einspritzung die Voreinspritzung und eine zweite Einspritzung die Haupteinspritzung ist, so dass die Voreinspritzung basierend auf der Voreinspritzzeit und der Leerlaufzeit, die durch die Einrichtung 51 zum Berechnen einer Voreinspritzzeit und Leerlaufzeit bestimmt werden, vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, (S140). Zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt ist der Einspritzmodus bei der ersten Einspritzung ein End of Injection (EOI), das auf dem Kraftstoffeinspritzwinkel basiert, der in einem Auslasshubbereich bestimmt wird, und der Einspritzmodus bei der bestehenden Haupteinspritzung wird unverändert auf die zweite Einspritzung angewandt.
  • Des Weiteren bestimmt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel bei der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung in dem Modus einer Doppeleinspritzung (S150).
  • Gegenwärtig ist die Einspritzzeit der zweiten Einspritzung, die die Haupteinspritzung ist, unverändert auf die Einspritzzeit bei der bestehenden Haupteinspritzung festgelegt. Des Weiteren sind die Einspritzzeit der ersten Einspritzung, die die Voreinspritzung ist, und die Leerlaufzeit zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf einen Wert festgelegt, der in den Schritten S120 und S130 bestimmt wird. Selbst in dem Fall des Einspritzwinkels wird des Weiteren der Einspritzwinkel der zweiten Einspritzung, die die Haupteinspritzung ist, unverändert auf den Einspritzwinkel bei der bestehenden Haupteinspritzung festgelegt. Des Weiteren wird die erste Einspritzung, die die Voreinspritzung ist, vor der Haupteinspritzung durchgeführt, wobei die bestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, so dass es nicht erforderlich ist, den Einspritzwinkel separat zu bestimmen.
  • Wenn die Einspritzzeit und der Einspritzwinkel bei der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung in dem Modus einer Doppeleinspritzung durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, erzeugt der Injektor-Ansteuerungstreiber 12 ein Ansteuerungssignal unter Verwendung von Informationen in Bezug auf die Anzahl an Einspritzzeiten, die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel, die durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, und überträgt das Ansteuerungssignal zu dem Injektor-Ansteuerungshalbleiter 11, der den Injektor 120 ansteuert, (S160) .
  • Wenn im Schritt S110 bestimmt wird, dass die bestehende Haupteinspritzung in dem Modus einer Mehrphaseneinspritzung ist, (S110: Nein), bestimmt indessen die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15, ob die Leerlaufzeit zwischen allen Einspritzungen bei der Mehrphaseneinspritzung einen vorbestimmten Wert überschritten hat, (S170). Wenn die Leerlaufzeit zwischen den Einspritzungen kurz ist, ist, wie oben beschrieben wurde, die Magnetisierung der Spule 120e, die durch die unmittelbar vorangehende Einspritzung erzeugt wurde, noch nicht ganz verloren gegangen, wobei keine Durchführung der Voreinspritzung erfordert wird. Wenn die Leerlaufzeit andererseits länger als die Zeit (vorbestimmter Wert) ist, zu der die Magnetisierung noch in der Spule 120e vorhanden ist, ist es erforderlich, die Voreinspritzung vor der entsprechenden Einspritzung durchzuführen. Folglich wird die Einspritzung, die die Voreinspritzung erfordert, durch Vergleichen der Leerlaufzeit zwischen der Vielzahl von Einspritzungen, die die Mehrphaseneinspritzung konfigurieren, mit dem vorbestimmten Wert bestimmt. Der vorbestimmte Wert zu der gegenwärtigen Zeit unterscheidet sich von dem Wert der Leerlaufzeit, der im Schritt S190, der später zu beschreiben ist, bestimmt wird. Folglich wird die Zeit, bis die Magnetisierung nach einer spezifischen Einspritzzeit (beispielsweise 0,5 ms, 1 ms, 2 ms, 5 ms oder dergleichen) vollständig beseitigt ist, in dem Injektor-Abtastwert mit der frühesten Öffnungszeit in der Steuerung 100 in einer separaten Kalibriertabelle als ein vorbestimmter Wert gespeichert.
  • Wenn im Schritt S170 bestimmt wird, dass die Leerlaufzeit zwischen den Einspritzungen gleich dem vorbestimmten Wert oder geringer als derselbe bei allen Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung ist, (S170: JA), ist es nicht erforderlich, die Voreinspritzung während der Mehrphaseneinspritzung durchzuführen. Folglich kann in dem gegenwärtigen Fall die Spule 120e vor einer ersten Einspritzung durch Durchführen der Voreinspritzung nur vor der ersten Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung magnetisiert werden.
  • Zu diesem Zweck bestimmt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 die Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit wie in den Schritten S120 und S130 (S180, S190).
  • Des Weiteren wandelt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 den Einspritzmodus um (S200). Das heißt, wenn die herkömmliche Haupteinspritzung eine n-Phasen-Einspritzung war, wird der Einspritzmodus in eine (n+1)-Phasen-Einspritzung umgewandelt, die die Voreinspritzung enthält. Zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt ist der Einspritzmodus bei der ersten Einspritzung der (n+1)-Phasen-Einspritzung, die die Voreinspritzung ist, die Einspritzung (EOI), die auf dem Kraftstoffeinspritzwinkel basiert, der in dem Auslasshubbereich bestimmt wird, und der Einspritzmodus einer 1~n-Phasen-Einspritzung bei der bestehenden Haupteinspritzung wird unverändert auf den Einspritzmodus der Einspritzung (2~n+1-Phasen-Einspritzung) nach der ersten Einspritzung angewandt.
  • Des Weiteren bestimmt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel jeder Einspritzung in dem Modus einer (n+1)-Phasen-Einspritzung (S210).
  • Gegenwärtig wird die Einspritzzeit nach der zweiten Einspritzung, die die Haupteinspritzung ist, unverändert auf die Einspritzzeit in dem Modus einer bestehenden n-Phasen-Einspritzung festgelegt. Des Weiteren werden die Einspritzzeit der ersten Einspritzung, die die Voreinspritzung ist, und die Leerlaufzeit zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf Werte festgelegt, die in den Schritten S180 und S190 bestimmt werden.
  • Selbst in dem Fall des Einspritzwinkels wird des Weiteren der Einspritzwinkel bei der Einspritzung nach der zweiten Einspritzung, die die Haupteinspritzung ist, jeweils unverändert auf den Einspritzwinkel des Modus einer bestehenden n-Phasen-Einspritzung festgelegt. Beispielsweise werden die Einspritzzeit und der Einspritzwinkel der dritten Einspritzung bei der n-Phasen-Einspritzung auf die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel der vierten Einspritzung bei der (n+1)-Phasen-Einspritzung festgelegt. Da die erste Einspritzung, die die Voreinspritzung ist, vor der zweiten Einspritzung durchgeführt wird, wobei die bestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, ist es des Weiteren nicht erforderlich, den Einspritzwinkel separat zu bestimmen.
  • Wenn die Einspritzzeit und der Einspritzwinkel jeder Einspritzung in dem Modus einer (n+1)-Phasen-Einspritzung durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, erzeugt der Injektor-Ansteuerungstreiber 12 ein Ansteuerungssignal unter Verwendung von Informationen über die Anzahl an Einspritzzeiten, die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel, die durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, und überträgt das Ansteuerungssignal zu dem Injektor-Ansteuerungshalbleiter 11. Infolgedessen wird der Injektor 120 angesteuert, um die Voreinspritzung vor der ersten Einspritzung der bestehenden n-Phasen-Einspritzung durchzuführen, (S220).
  • Wenn im Schritt S170 bestimmt wird, dass die Leerlaufzeit einen vorbestimmten Wert bei zumindest einer der Einspritzungen bei der bestehenden Mehrphaseneinspritzung überschreitet (S170: Nein), speichert die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 alle Impulsanzahlen der Einspritzung, bei der die Leerlaufzeit von der unmittelbar vorangehenden Einspritzung den vorbestimmten Wert überschreitet, (S230). Dies liegt daran, dass die Magnetisierung der Spule 120e, die durch die unmittelbar vorangehende Einspritzung erzeugt wurde, im Falle der Einspritzung der entsprechenden Impulsanzahl verloren gegangen ist, so dass es erforderlich ist, die Spule durch Durchführen der Voreinspritzung unmittelbar vor dem Verschwinden der Magnetisierung erneut zu magnetisieren. Wenn die bestehende Haupteinspritzung eine Fünfphasen-Einspritzung ist und die Leerlaufzeit zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase unter denselben und die Leerlaufzeit zwischen der vierten Phase und der fünften Phase einen vorbestimmten Wert überschreiten, werden beispielsweise die Impulsanzahlen bei der Einspritzung der zweiten Phase und der Einspritzung der fünften Phase in der Steuerung 100 gespeichert.
  • Als Nächstes bestimmt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 die Voreinspritzzeit und die Leerlaufzeit ähnlich den Schritten S120, S130, S180 und S190 (S240, S250).
  • Des Weiteren wandelt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 den Einspritzmodus um (S260). Das heißt, wenn die bestehende Haupteinspritzung die n-Phasen-Einspritzung war, wird der Einspritzmodus in eine (n+1+α)-Phasen-Einspritzung umgewandelt, die die Voreinspritzung enthält. Hier bezieht sich das α auf die Anzahl an Einspritzungen, bei welchen die Leerlaufzeit von der unmittelbar vorangehenden Einspritzung den vorbestimmten Wert überschreitet, und beispielsweise weist das zuvor erwähnte Beispiel, bei dem die Leerlaufzeit unmittelbar vor der Einspritzung der zweiten Phase und der Einspritzung der fünften Phase den vorbestimmten Wert überschreitet, a=2 auf, so dass in dem vorliegenden Fall der Modus einer Fünfphasen-Einspritzung in einen Modus einer Achtphasen-Einspritzung umgeschaltet wird. Zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt ist der Einspritzmodus bei der Voreinspritzung, die die erste Einspritzung des Modus einer (n+1+α)-Phasen-Einspritzung enthält, die Einspritzung (EOI), die auf dem Kraftstoffeinspritzwinkel basiert, der in dem Auslasshubbereich bestimmt wird, und der Einspritzmodus der 1~n-Phasen-Einspritzung in dem Modus einer bestehenden n-Phasen-Einspritzung wird unverändert auf den Einspritzmodus der Einspritzung mit Ausnahme der Voreinspritzung angewandt.
  • Des Weiteren bestimmt die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel jeder Einspritzung in dem Modus einer n+1+α-Phasen-Einspritzung (S270).
  • Gegenwärtig werden die Zeiten der zweiten Einspritzung (Einspritzung der zweiten Phase), die die Haupteinspritzung ist, und der anschließenden Haupteinspritzungen jeweils unverändert auf die Einspritzzeiten in dem Modus einer bestehenden n-Phasen-Einspritzung festgelegt. Des Weiteren wird die Leerlaufzeit zwischen der Einspritzzeit der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung unmittelbar nach derselben auf einen Wert festgelegt, der in den Schritten S110 und S120 bestimmt wird. Bei dem zuvor erwähnten Beispiel ist beispielsweise die Voreinspritzung die erste Einspritzung (Einspritzung der ersten Phase), die Einspritzung der dritten Phase und die Einspritzung der siebten Phase und die Einspritzzeit und die Leerlaufzeit werden jeweils auf die Werte festgelegt, die in den Schritten S110 und S120 bestimmt werden. Des Weiteren werden die Einspritzungen der zweiten Phase, vierten Phase, fünften Phase, sechsten Phase und achten Phase auf die Einspritzzeiten bei den Einspritzungen der ersten bis fünften Phase bei der bestehenden Haupteinspritzung festgelegt.
  • Selbst im Falle des Einspritzwinkels werden des Weiteren die Einspritzwinkel bei den Einspritzungen, die der zweiten Einspritzung (Einspritzung der zweiten Phase) entsprechen, die die Haupteinspritzung ist, und den anschließenden Haupteinspritzungen jeweils unverändert auf die Einspritzwinkel des Modus einer bestehenden n-Phasen-Einspritzung festgelegt. Beispielsweise werden bei dem zuvor erwähnten Beispiel die Einspritzwinkel der Einspritzungen der zweiten Phase, vierten Phase, fünften Phase, sechsten Phase und achten Phase, die der bestehenden Haupteinspritzung entsprechen, auf die Einspritzwinkel bei den Einspritzungen der ersten bis fünften Phase bei der bestehenden Haupteinspritzung festgelegt. Da die Voreinspritzung (in dem zuvor erwähnten Beispiel Einspritzungen der ersten Phase, dritten Phase und siebten Phase) vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, wobei die bestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, ist es des Weiteren nicht erforderlich, den Einspritzwinkel separat zu bestimmen.
  • Wenn die Einspritzzeit und der Einspritzwinkel jeder Einspritzung in dem Modus einer (n+1+α)-Phasen-Einspritzung durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, erzeugt der Injektor-Ansteuerungstreiber 12 ein Ansteuerungssignal unter Verwendung von Informationen über die Anzahl an Einspritzzeiten, die Einspritzzeit und den Einspritzwinkel, die durch die Einspritzmodus-Berechnungseinrichtung 15 bestimmt werden, und überträgt das Ansteuerungssignal zu dem Injektor-Ansteuerungshalbleiter 11. Infolgedessen wird der Injektor 120 angesteuert, um die Voreinspritzung vor der entsprechenden Einspritzung, bei jeder ersten Einspritzung der herkömmlichen Mehrphaseneinspritzung und jeder Einspritzung nach der Leerlaufzeit, die den vorbestimmten Wert überschreitet, durchzuführen, (S280).
  • 5 ist ein Graph, der ein anfängliches Dursatzentwicklungsverhalten veranschaulicht, wenn das herkömmliche Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, und 7 ist ein Graph, der die Abweichung der Öffnungszeit zwischen den Injektoren veranschaulicht, wenn das herkömmliche Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
  • Wie in 5 veranschaulicht, kann nach dem herkömmlichen Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung erkannt werden, dass sich mit zunehmender Einspritzzeit die Abweichung des anfänglichen Durchsatzentwicklungsverhaltens zwischen den Injektoren erhöht. Aus dem vorliegenden Grund ist, wie in 6 veranschaulicht, nach dem herkömmlichen Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung die Abweichung der Öffnungszeit zwischen den Injektoren groß. Folglich kann erkannt werden, dass in dem ballistischen Abschnitt der Durchsatz instabil gebildet wird, so dass, wenn die Einspritzzeit kurz ist, die Injektor-Öffnungszeit ungewöhnlich erhöht werden kann oder der Durchsatz nicht stabil erzeugt werden kann, und die Erzeugung des Durchsatzes kann in der Zwischenzeit auch beendet werden. Wie in 5 veranschaulicht, besteht des Weiteren, wenn sich die Länge der Injektor-Öffnungszeit zwischen dann, wenn die Einspritzzeit kurz ist, und dann, wenn die Einspritzzeit lang ist, unterscheidet, darin ein Problem, dass die in einem spezifischen Einspritzabschnitt bestimmte Injektor-Öffnungszeit nicht auf andere Abschnitte angewandt werden kann.
  • 6 ist ein Graph, der das anfängliche Durchsatzentwicklungsverhalten veranschaulicht, wenn das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den gleichen Injektor-Abtastwert wie in 5 durchgeführt wird, und 8 ist ein Graph, der die Abweichung der Öffnungszeit zwischen den Injektoren veranschaulicht, wenn das Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • Andererseits kann gemäß 6 erkannt werden, dass beim Durchführen der Voreinspritzung gemäß dem Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den gleichen Injektor-Abtastwert wie in 5 der Durchsatz selbst dann stabil erzeugt wird, wenn die Einspritzzeit kurz ist. Infolgedessen kann bestätigt werden, dass der Durchsatz selbst in dem ballistischen Abschnitt stabil gebildet wird, und erkannt werden, dass die Injektor-Öffnungszeit ungeachtet der Länge der Einspritzzeit konstant gehalten wird. Wie in 8 veranschaulicht, kann des Weiteren erkannt werden, dass die Abweichung der Öffnungszeit zwischen den Injektoren auch erheblich verbessert wird.
  • Zur Einfachheit der Erläuterung und akkuraten Definition in den beiliegenden Ansprüchen werden die Ausdrücke „oberer/obere/oberes“, „unterer/untere/unteres“, „innerer/innere/inneres“, „äußerer/äußere/äußeres“, „aufwärts“, „abwärts“, „nach oben“, „nach unten“, „vorderer/vordere/vorderes“, „hinterer/hintere/hinteres“, „Hinter- bzw. Rück-“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „interner/interne/internes“, „externer/externe/externes“, „Innen-“, „Außen-“, „nach vorne“ und „nach hinten“ zum Beschreiben von Merkmalen der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen solcher Merkmale verwendet, die in den Figuren gezeigt sind. Es wird ferner klar sein, dass sich der Ausdruck „verbinden“ oder Derivate desselben auf sowohl eine direkte als auch indirekte Verbindung beziehen.
  • Die vorangehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung aufgezeigt. Dieselben sollen jedoch nicht erschöpfend sein oder die vorliegende Erfindung auf die offenbarten präzisen Formen beschränken und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen angesichts der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und die praktische Anwendung derselben zu erläutern, um anderen mit Fähigkeiten in der Technik zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen derselben zu erstellen und zu nutzen. Es ist vorgesehen, dass der Bereich der vorliegenden Erfindung durch die hieran beigefügten Ansprüche und Äquivalente derselben definiert sei.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine Brennkammer einer Kraftmaschine durch einen Injektor, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Durchführen einer Haupteinspritzung, die zum Steuern des Injektors konfiguriert ist, um den Kraftstoff in einer Soll-Einspritzkraftstoffmenge einzuspritzen, durch eine Steuerung, die mit dem Injektor elektrisch verbunden ist; und Durchführen einer Voreinspritzung, die zum Ansteuern des Injektors konfiguriert ist, um den Kraftstoff im Voraus einzuspritzen, vor dem Durchführen der Haupteinspritzung, wobei eine vorbestimmte Leerlaufzeit zwischen denselben liegt, durch die Steuerung, wobei das Durchführen der Voreinspritzung zum Magnetisieren einer Injektorspule des Injektors durch Anlegen eines Stroms an den Injektor während einer vorbestimmten Voreinspritzzeit konfiguriert ist, in der verhindert wird, dass ein Durchsatz des Kraftstoffs durch die Voreinspritzung erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Voreinspritzung das Bestimmen der vorbestimmten Voreinspritzzeit und der vorbestimmten Leerlaufzeit gemäß einem Kraftstoffdruck und einer Kraftstofftemperatur enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Durchführen der Voreinspritzung ferner das Bestimmen, ob die Haupteinspritzung eine Einfacheinspritzung oder eine Mehrphaseneinspritzung ist, enthält, und wobei, wenn die Steuerung die Haupteinspritzung als die Einfacheinspritzung bestimmt, ein Einspritzmodus des Kraftstoffs in eine Mehrphaseneinspritzung umgewandelt wird, eine erste Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung auf die Vorreinspritzung festgelegt wird und eine zweite Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung auf die Haupteinspritzung festgelegt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Einspritzmodus der ersten Einspritzung ein End of Injection (EOI) ist, das auf einem Kraftstoffeinspritzwinkel basiert, der in einem Auslasshubbereich bestimmt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel der zweiten Einspritzung als ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel einer bestehenden Haupteinspritzung bestimmt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, ferner enthaltend: wenn die Haupteinspritzung als die Mehrphaseneinspritzung bestimmt wird, Bestimmen durch die Steuerung, ob Leerlaufzeiten zwischen Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung einen vorbestimmten Wert überschreiten, wobei, wenn alle Leerlaufzeiten zwischen den Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung gleich dem vorbestimmten Wert oder kleiner als derselbe sind, die Voreinspritzung vor der ersten Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei, wenn zumindest eine der Leerlaufzeiten zwischen den Einspritzungen der Mehrphaseneinspritzung größer als der vorbestimmte Wert ist, die Voreinspritzung vor einer entsprechenden Einspritzung, bei jeder ersten Einspritzung der Mehrphaseneinspritzung und jeder Einspritzung nach der Leerlaufzeit, die größer als der vorbestimmte Wert ist, durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Einspritzmodus bei der Voreinspritzung eine Einspritzung des Kraftstoffs gemäß einem Kraftstoffeinspritzwinkel ist, der in einem Auslasshubbereich bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel bei jeder Einspritzung bei der Mehrphaseneinspritzung als ein Einspritzmodus, eine Einspritzzeit und ein Einspritzwinkel bei jeder Einspritzung bei einer bestehenden Mehrphaseneinspritzung bestimmt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend: Bestimmen durch die Steuerung, ob ein Notlaufmodus, in dem der Kraftstoff in einem forcierten Niederdruckmodus eingespritzt wird, aufgrund einer Funktionsstörung einer Kraftstoffpumpe eines Kraftstoffsystems ausgeführt wird, das den Injektor enthält; und Beenden des Durchführens der Voreinspritzung durch die Steuerung, wenn die Steuerung bestimmt, dass der Notlaufmodus ausgeführt wird.
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