DE112022002257T5

DE112022002257T5 - Kraftstoffeinspritzsystem zum verbesserten Steuern geringer Einspritzmengen

Info

Publication number: DE112022002257T5
Application number: DE112022002257.4T
Authority: DE
Inventors: Donald J. Benson
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2024-02-22
Also published as: CN117581011A; US20240200505A1; WO2023277976A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzsteuersysteme und Verfahren zum Verbessern der Abgabe von geringer Kraftstoffmengen in Verbrennungsmotoren. Während des Betriebs des Motors können laufend Kalibrier-/Steuerdaten erzeugt und aktualisiert werden, beispielsweise ohne Kraftstoff an die Motorzylinder abzugeben. Offenbarte Ausführungsformen beinhalten periodisches Betreiben eines oder mehrerer Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem Zustand ohne Einspritzung; Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen, die repräsentativ für den Betrieb der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand ohne Einspritzung sind; und Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Zustand mit Einspritzung, um einen gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und Informationen, die repräsentativ für eine zusätzliche Kraftstoffmenge sind, einzuspritzen.

Description

GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Kraftstoffeinspritzsysteme für Verbrennungsmotoren. Insbesondere betrifft die Erfindung das Steuern relativ geringer Mengen eingespritzten Kraftstoffs durch Kraftstoffeinspritzsysteme.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffeinspritzung beinhalten Einspritzvorrichtungen, die mit einer unter Druck stehenden Kraftstoffquelle gekoppelt sind, um den Kraftstoff in die Motorzylinder abzugeben. Die Einspritzvorrichtungen werden durch ein Steuersystem gesteuert, das die Einspritzvorrichtungen steuert und dazu veranlasst, zu gewünschten Zeiten die gewünschten Kraftstoffmengen abzugeben. Jedes Einspritzereignis, durch das eine befohlene Kraftstoffmenge an einen Motorzylinder zur Zündung abgegeben wird, kann das Ergebnis einer Vielzahl von diskreten oder separaten Einspritzimpulsen über einen Zeitraum sein (d. h. die während des Einspritzereignisses bereitgestellte Kraftstoffmenge ist die Summe der Mengen der Einspritzimpulse, die dem Einspritzereignis zugeordnet sind). Die Einspritzimpulse können relativ geringe Mengen an Kraftstoff enthalten. Als nicht einschränkende Beispiele können ein relativ kleiner Motor gesteuert werden, um Einspritzimpuls-Kraftstoffmengen von weniger als etwa 5 mg zu erzeugen, und ein relativ größerer Motor kann gesteuert werden, um Einspritzimpuls-Kraftstoffmengen von weniger als etwa 15 mg zu erzeugen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen werden typischerweise vor Einbau in einen Motor geprüft und charakterisiert. Parameter, die die Leistungseigenschaften jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung definieren, können als Kalibrierdaten in Verbindung mit dem Steuersystem gespeichert werden. Ein solcher Parameter ist die Beziehung zwischen der gesteuerten Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung und der durch den Einspritzvorrichtung abgegebenen Kraftstoffmenge. Die Leistungseigenschaften von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können sich jedoch mit der Zeit ändern. Ursprünglich programmierte Kalibrierdaten können sich mit der Zeit ändern.
Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Kraftstoffeinspritzsteuersystemen und - verfahren. Insbesondere besteht Bedarf an Steuersystemen und -verfahren, die sich an unterschiedliche Leistungsmerkmale von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen adaptieren können. Besonders wünschenswert wären Steuersysteme und -verfahren, die das Steuern von Kraftstoffeinspritzimpulsen geringer Mengen verbessern können.
KURZDARSTELLUNG
Offenbarte Ausführungsformen beinhalten Systeme und Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung, um die Abgabe von Kraftstoff, insbesondere von geringen Kraftstoffmengen, in einem Verbrennungsmotor zu verbessern. Das System und das Verfahren sind dynamisch, indem während des Betriebs des Motors kontinuierlich durch das System verwendete Kalibrierdaten erzeugt und aktualisiert werden können. Besondere Vorteile ergeben sich aus der Fähigkeit des Systems und des Verfahrens, Kalibrierdaten zu erzeugen, ohne Kraftstoff an die Motorzylinder abzugeben.
Beispiele beinhalten ein Verfahren zum Betreiben eines Motors mit Kraftstoffeinspritzung, umfassend: periodisches Betreiben eines oder mehrerer Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem Zustand ohne Einspritzung; Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen, die repräsentativ für den Betrieb der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand ohne Einspritzung sind; Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Zustand mit Einspritzung, um einen gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und Informationen, die repräsentativ für eine zusätzliche Kraftstoffmenge sind, einzuspritzen.
In Ausführungsformen: das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand ohne Einspritzung beinhaltet periodisches Betreiben der Einspritzvorrichtungen bei einer Vielzahl von Rohrdrücken; das Erzeugen und Speichern der Parameterinformationen beinhaltet Erzeugen und Speichern der Parameterinformationen bei jedem der Vielzahl von Rohrdrücken; und das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung beinhaltet Veranlassen, dass die Einspritzvorrichtung den gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und dem Rohrdruck einspritzt.
In einer oder allen der vorstehenden Ausführungsformen beinhaltet das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen Erzeugen und Speichern von Informationen, die repräsentativ für den Vorsteuerkraftstofffluss in einem nicht betriebsbereiten Zustand oder einem Zustand ohne Einspritzung sind. Das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen kann Erzeugen und Speichern von Informationen beinhalten, die repräsentativ für eine Schwelleneinschaltzeit sind, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung von dem Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht; und das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung kann Veranlassen, dass die Einspritzvorrichtung den gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf der Schwelleneinschaltzeit einspritzt, beinhalten. Das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung kann Veranlassen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen des gewünschten Kraftstoffimpulses basierend auf den Parameterinformationen und den gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen, die repräsentativ für den Betrieb einer nominalen Einspritzvorrichtung in einem Zustand ohne Einspritzung ist, beinhalten.
In Ausführungsformen beinhaltet das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung Veranlassen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen eines gewünschten Kraftstoffimpulses basierend auf den Parameterinformationen und den gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen, die repräsentativ für den Betrieb einer nominalen Einspritzvorrichtung in einem Zustand ohne Einspritzung sind. In Ausführungsformen sind die Parameterinformationen Informationen, die repräsentativ für eine Schwelleneinschaltzeit sind, wenn die Einspritzvorrichtung von dem Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht; und die gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen sind repräsentativ für die Schwelleneinschaltzeit der nominalen Einspritzvorrichtung, wenn die nominale Einspritzvorrichtung von dem Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht. In Ausführungsformen beinhaltet das Erzeugen und Speichern von Informationen, die repräsentativ für den Betrieb in dem einen oder den mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors im Zustand ohne Einspritzung sind, Erzeugen und Speichern von Informationen, die repräsentativ für einen Abflussstrom der Einspritzvorrichtung im Zustand ohne Einspritzung sind; und die gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen beinhalten Informationen, die repräsentativ für einen Abflussstrom der nominalen Einspritzvorrichtung im Zustand ohne Einspritzung sind.
In einer oder allen der obigen Ausführungsformen beinhalten die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Information die Parameterinformationen. Die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen beinhalten für den Betrieb der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors im Zustand mit Einspritzung repräsentative Information. Die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen können für den Betrieb der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem ballistischen Bereich des Zustands mit Einspritzung repräsentative Informationen beinhalten. Die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen können gespeicherte nominale Einspritzvorrichtungsinformationen beinhalten, die für den Betrieb einer nominalen Einspritzvorrichtung in einem Zustand mit Einspritzung repräsentativ ist. Die gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen können gespeicherte Informationen beinhalten, die für den Betrieb der nominalen Einspritzvorrichtung in einem ballistischen Bereich des Zustands mit Einspritzung repräsentativ ist.
In einer oder allen der obigen Ausführungsformen beinhalten die für die zusätzliche Zeitdauer repräsentative Informationen Informationen, die eine Beziehung zwischen einer Öffnungszeit einer nominalen Einspritzvorrichtung und einer tatsächlichen Öffnungszeit einer Vielzahl von Versuchskraftstoffeinspritzvorrichtungen definieren.
In einer oder allen der obigen Ausführungsformen ist der gewünschte Kraftstoffimpuls ein relativ kleiner Mengenimpuls an Kraftstoff, optional eine Menge innerhalb eines ballistischen Öffnungsbereichs der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, oder optional innerhalb einer unteren Hälfte des ballistischen Öffnungsbereichs der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
In einer oder allen der obigen Ausführungsformen umfasst das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen, die repräsentativ für den Betrieb des einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Zustand mit Einspritzung bei einer Vielzahl von Zylinderdrücken sind; und das Betreiben des einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Einspritzen eines gewünschten Kraftstoffimpulses beinhaltet Veranlassen der Einspritzvorrichtung, den gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und dem Zylinderdruck einzuspritzen.
Beispiele beinhalten ein Steuersystem für einen Kraftstoffeinspritzmotor mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, umfassend: Speichern von Daten, die Folgendes definieren: nominale Vorsteuerinformationen, die repräsentativ für Schwelleneinschaltzeiten und zugehörige Vorsteuerabflussströme bei einer Vielzahl von Rohrdrücken einer nominalen Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind, wobei die nominale Einspritzvorrichtung der einen oder den mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors entspricht und die Schwelleneinschaltzeit repräsentativ für einen Zeitpunkt ist, an dem die nominale Kraftstoffeinspritzvorrichtung von einem Zustand ohne Einspritzung in einen Zustand mit Einspritzung bei dem zugeordneten Rohrdruck übergeht; Schwelleinschaltzeitinformationen für die eine oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen; und nominale Delta-Einschaltinformationen, die für eine Vielzahl von gewünschten niedrigen Kraftstoffmengen repräsentativ sind und auf der Vielzahl von Rohrdrücken basieren; einen Eingang, der Folgendes empfängt: Rohrdruck; und Befehle für Einspritzimpulse für niedrige Kraftstoffmengen, wobei die niedrigen Kraftstoffmengen optional Mengen innerhalb eines ballistischen Bereichs des einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen oder optional innerhalb einer unteren Hälfte des ballistischen Bereichs der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind; einen oder mehrere Prozessoren, die zu Folgendem konfiguriert sind: periodisches Betreiben der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors bei Ereignissen eines Zustands ohne Einspritzung zu einer Vielzahl von Einschaltzeiten und bei einer Vielzahl von Rohrdrücken; Bestimmen von Abflussströmen der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen als Reaktion auf die Ereignisse eines Zustands ohne Einspritzung; Bestimmen und Speichern der Schwelleneinschaltzeitinformationen für die eine oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen basierend auf den bestimmten Abflussströmen und der nominalen Vorsteuerinformationen als Reaktion auf die Ereignissen eines Zustands ohne Einspritzung, wobei die Schwelleneinschaltzeitinformationen repräsentativ für eine Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung sind, um von dem Zustand ohne Einspritzung in einen Zustand mit Einspritzvorrichtung überzugehen; und als Reaktion auf die Befehle für die Einspritzimpulse für niedrige Kraftstoffmengen Erzeugen von Steuersignalen, die repräsentativ für die Einspritzimpulse für niedrige Kraftstoffmengen basierend auf den gespeicherten Schwelleneinschaltinformationen, den gespeicherten nominalen Delta-Einschaltinformationen und dem Rohrdruck sind.
In Ausführungsformen sind der oder die Prozessoren dazu konfiguriert, die Schwelleneinschaltzeitinformationen für die eine oder mehreren Einspritzvorrichtungen als individuelle Schwelleneinschaltzeiten bei individuellen Rohrdrücken durch Folgendes zu bestimmen und zu speichern: Erzeugen und Speichern eines oder mehrerer adaptiver Abflussstromkoeffizienten im Speicher, die den bestimmten Abflussstrom während der Ereignisse eines Zustands ohne Einspritzung basierend auf der zugeordneten Einschaltzeit und dem Rohrdruck definieren; Erzeugen und Speichern eines oder mehrerer adaptiver Delta-Abflussstromkoeffizienten im Speicher, die Änderungen des Abflussstroms zu der Schwelleneinschaltzeit in Bezug auf Änderungen der Schwelleneinschaltzeit definieren; und Erzeugen und Speichern der einzelnen Schwelleneinschaltzeiten im Speicher basierend auf dem einen oder den mehreren adaptiven Abflussstromkoeffizienten, dem einen oder den mehreren adaptiven Delta-Abflussstromkoeffizienten, den nominalen Vorsteuerinformation und des Rohrdrucks.
In Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Prozessoren dazu konfiguriert, die Schwelleneinschaltinformationen für die eine oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zu bestimmen und zu speichern, indem Kurvenanpassungskoeffizienten erzeugt und gespeichert werden, die eine kontinuierliche Beziehung zwischen den Schwelleneinschaltzeiten und Rohrdrücken basierend auf den einzelnen Schwelleneinschaltzeiten definieren.
In einer oder allen der obigen Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem konfiguriert: Bestimmen und Speichern in dem Speicher für den einen oder die mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen von Betankungsinformationen des ballistischen Bereichs der Einspritzvorrichtung, einschließlich: periodisches Betreiben der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem ballistischen Bereich während Ereignissen eines Zustands mit Einspritzung zu einer Vielzahl von Einschaltzeiten und bei einer Vielzahl von Rohrdrücken; Bestimmen und Speichern von Informationen, die für die eingespritzten Kraftstoffimpulsmengen und die zugeordneten Einschaltzeiten und Rohrdrücke repräsentativ sind, als Reaktion auf die Ereignisse eines Zustands mit Einspritzung; und als Reaktion auf die Befehle für die Einspritzimpulse mit geringer Kraftstoffmenge: Erzeugen einer Einspritzdelta-Einschaltzeit basierend auf den Betankungsinformationen der Einspritzvorrichtung im ballistischen Bereich; und Erzeugen eines Einspritzdeltas über die Zeit basierend auf den Informationen über den ballistischen Bereich der Einspritzvorrichtung; und Erzeugen der Steuersignale, die repräsentativ für die Einspritzimpulse für die geringe Kraftstoffmenge sind, basierend auf den gespeicherten Schwelleneinschaltinformationen, den gespeicherten nominellen Delta-Einschaltinformationen, der Einspritzdelta-Einschaltzeit und dem Rohrdruck. In Ausführungsformen speichert der Speicher Daten, die Folgendes definieren: Betankungsinformationen des ballistischen Bereichs der nominalen Einspritzvorrichtung; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem konfiguriert sind: Bestimmen der Delta-Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung basierend auf den Betankungsinformationen des ballistischen Bereichs der nominalen Einspritzvorrichtung und den Betankungsinformationen des ballistischen Bereichs der Einspritzvorrichtung. In Ausführungsformen speichert der Speicher Daten, die Folgendes definieren: Kalibrierungsinformationen zur nominalen Delta-Öffnungsgeschwindigkeit, die eine Beziehung zwischen einer nominalen Öffnungszeit und einer tatsächlichen Öffnungszeit einer Vielzahl von Design- oder Versuchskraftstoffeinspritzvorrichtungen bei einer Vielzahl von Rohrdrücken und gewünschten niedrigen Betankungsmengen definieren; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem konfiguriert sind: Bestimmen der Delta-Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung basierend auf den Betankungsinformationen des ballistischen Bereichs der nominalen Einspritzvorrichtung, den Betankungsinformationen des ballistischen Bereichs der Einspritzvorrichtung und den Kalibrierungsinformationen zur nominalen Delta-Öffnungsgeschwindigkeit. In Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Prozessoren dazu konfiguriert, Kurvenanpassungskoeffizienten zu bestimmen und zu speichern, die eine kontinuierliche Beziehung zwischen Einschaltzeiten für die Kraftstoffeinspritzimpulse niedriger Menge und Rohrdruck basierend auf den gespeicherten Schwelleinschaltzeitinformationen, den gespeicherten nominalen Delta-Einschaltzeitinformationen und den gespeicherten Delta-Einschaltzeiten der Einspritzvorrichtung definieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit Kraftstoffeinspritzung, das gemäß Ausführungsformen betrieben werden kann.
2 ist eine Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Ausführungsformen.
3 ist detaillierte Darstellung eines Abschnitts der in 2 gezeigten Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
4 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftstoffeinspritzdüsenventilhubs basierend auf einer befohlenen Einschaltzeit.
5A-5D listen Gleichungen auf, die durch ein Steuersystem gemäß Ausführungsformen verwendet werden können.
6 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens, das durch ein Steuersystem gemäß Ausführungsformen durchgeführt werden kann.
7 ist ein Diagramm, das Modelle für den Abflussstrom eines Vorsteuerventils einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Ausführungsformen darstellt.
8 ist ein Diagramm, das eine befohlene Einschaltzeit einer beispielhaften nominalen Kraftstoffeinspritzvorrichtung basierend auf Rohrdruck gemäß Ausführungsformen darstellt.
9 ist ein Diagramm, das den Abflussstrom des Vorsteuerventils einer beispielhaften Kraftstoffeinspritzvorrichtung basierend auf Rohrdruck gemäß Ausführungsformen darstellt.
10 ist ein Diagramm, das Veränderungen im Abflussstrom des Vorsteuerventils einer beispielhaften nominalen Kraftstoffeinspritzvorrichtung basierend auf Rohrdruck gemäß Ausführungsformen darstellt.
11 ist ein Diagramm, das Modelle für den Abflussstrom eines Vorsteuerventils einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Ausführungsformen darstellt.
12 ist ein Diagramm, das Modelle für den Abflussstrom eines Vorsteuerventils einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Ausführungsformen darstellt.
13 ist ein Diagramm, das Modelle für den Abflussstrom eines Vorsteuerventils einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Ausführungsformen darstellt.
14 ist ein Diagramm, das zusätzliche befohlene Einschaltzeiten relativ zu den Null-Durchfluss-Einschaltzeiten basierend auf einem Rohrdruck für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen gewünschter befohlener Kraftstoffmengen gemäß Ausführungsformen darstellt.
15A-15D sind Diagramme, die einspritzvorrichtungsspezifische Verzögerungen bei der Düsenventilöffnung im ballistischen Bereich des Betriebs im Zustand mit Einspritzung darstellen.
16 ist ein Diagramm, das die eingespritzten Kraftstoffimpulsmengen in Abhängigkeit des Rohrdrucks im unteren ballistischen Bereich des Betriebs im Zustand mit Einspritzung darstellt.
17A-17F sind Diagramme, die Beziehungen zwischen befohlenen Einschaltzeiteinstellungen und befohlenen Einschaltzeiten für nominale und Versuchseinspritzvorrichtungen bei einer Reihe unterschiedlicher Rohrdrücke darstellen.
18 ist ein Diagramm, das die Steigungen der Beziehungen zwischen befohlenen Einschaltzeiteinstellungen und befohlenen Einschaltzeiten für nominale und Versuchseinspritzvorrichtungen bei einem Rohrdruck von bestimmten Einspritzvorrichtungen darstellen.
19 ist ein Diagramm, das die Steigungen wie in 18 basierend auf dem Rohrdruck von bestimmten Einspritzvorrichtungen darstellt.
20 ist ein Diagramm, das befohlene Einschaltzeiten basierend auf Rohrdrücken für eine Soll-Einspritzimpulsmenge für bestimmte Einspritzvorrichtungen gemäß Ausführungsformen darstellt.
21 ist ein Diagramm, das befohlene Einschaltzeiten basierend auf Rohrdrücken für eine Soll-Einspritzimpulsmenge für bestimmte Einspritzvorrichtungen gemäß Ausführungsformen darstellt.
22 ist ein Diagramm, das eingespritzte Kraftstoffimpulsmengen basierend auf Rohrdrücken für eine nominale Einspritzvorrichtung darstellt.
23 ist ein Diagramm, das zylinderdruckbedingte Änderungen der befohlenen Einschaltzeit in Abhängigkeit von den Rohrdrücken für eine nominale Einspritzvorrichtung bei einer Reihe unterschiedlicher Einspritzimpulsmengen darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Motor mit Kraftstoffeinspritzung
1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems, das einen Verbrennungsmotor 10 mit Kraftstoffeinspritzung beinhaltet, der gemäß Ausführungsformen betrieben werden kann. Wie gezeigt, beinhaltet der Motor 10 einen Motorkörper 12, der einen Motorblock 14 und einen an dem Motorblock 14 angebrachten Zylinderkopf 16 beinhaltet, und ein Kraftstoffsystem 18. Das Motorsystem beinhaltet ein Steuersystem 20. Das Steuersystem 20 empfängt Signale von Sensoren am Motor 10 und sendet Steuersignale an Vorrichtungen am Motor 10, um die Funktion dieser Vorrichtungen zu steuern, wie etwa eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30. Wie weiter nachstehend genauer beschrieben, kann das Steuersystem 20 dazu konfiguriert sein, Einspritzimpulssteuersignale zu erzeugen, die die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 während Zuständen mit Kraftstoffeinspritzung betätigen oder steuern, um dem Motor 10 genaue und relativ geringe Mengen an Kraftstoff zuzuführen. Das Steuersystem 20 kann den Motor 10 und insbesondere die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 während Zuständen ohne Einspritzung betreiben oder steuern, um Steuerinformationen zu bestimmen, die durch das Steuersystem verwendet werden, um die Steuersignale für die Einspritzimpulse geringer Kraftstoffmenge zu erzeugen.
Der Motorkörper 12 beinhaltet eine Kurbelwelle 22, eine Vielzahl von Kolben 24 und eine Vielzahl von Pleuelstangen 26. Die Kolben 24 sind in einer Vielzahl von Motorzylindern 28 zur Hin- und Herbewegung positioniert, wobei in jedem Motorzylinder 28 jeweils ein Kolben positioniert ist. Jeweils eine Pleuelstange 26 verbindet jeden Kolben 24 mit der Kurbelwelle 22. Die Bewegung der Kolben 24 unter der Wirkung eines Verbrennungsvorganges im Motor 10 bewirkt, dass die Pleuelstangen 26 die Kurbelwelle 22 bewegen.
Innerhalb des Zylinderkopfs 16 ist eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 positioniert. Jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 ist mit einem Brennraum 32 fluidisch verbunden, der jeweils durch einen Kolben 24, einen Zylinderkopf 16 und den sich zwischen einem jeweiligen Kolben 24 und einem Zylinderkopf 16 erstreckenden Abschnitt des Motorzylinders 28 begrenzt ist.
Das Kraftstoffsystem 18 stellt den Einspritzvorrichtungen 30 Kraftstoff bereit, der dann durch die Wirkung der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 unter Bildung eines oder mehrerer Einspritzimpulsereignisse in die Brennräume 32 eingespritzt wird. Das Kraftstoffsystem 18 beinhaltet einen Kraftstoffkreislauf 34, einen Kraftstofftank 36, der einen Kraftstoff enthält, eine Kraftstoffhochdruckpumpe 38, die entlang des Kraftstoffkreislaufs 34 stromabwärts des Kraftstofftanks 36 positioniert ist, und den Kraftstoffverteiler oder -speicher 40, der entlang des Kraftstoffkreislaufs 34 stromabwärts der Kraftstoffhochdruckpumpe 38 positioniert ist. Während der Kraftstoffverteiler 40 als eine Einheit oder ein Element gezeigt ist, kann der Speicher 40 auf mehrere Elemente verteilt sein, die Hochdruckkraftstoff übertragen oder aufnehmen, wie etwa Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en) 30, Kraftstoffhochdruckpumpe 38 und alle Leitungen, Kanäle, Rohre, Schläuche, Leitungen und dergleichen, die Hochdruckkraftstoff mit der Vielzahl von Elementen koppeln. Das Kraftstoffsystem 18 kann ferner ein Einlassdosierventil 44 beinhalten, das entlang des Kraftstoffkreislaufs 34 stromaufwärts der Kraftstoffhochdruckpumpe 38 positioniert ist, und ein oder mehrere Auslassrückschlagventile 46, die entlang des Kraftstoffkreislaufs 34 stromabwärts der Kraftstoffhochdruckpumpe 38 positioniert sind, um einen Einweg-Kraftstofffluss von der Kraftstoffhochdruckpumpe 38 zu dem Kraftstoffspeicher 40 zu ermöglichen. Obwohl nicht gezeigt, können Ausführungsformen zusätzliche Elemente beinhalten, die entlang des Kraftstoffkreislaufs 34 positioniert sind. Beispielsweise können Einlassrückschlagventile stromabwärts des Einlassdosierventils 44 und stromaufwärts der Kraftstoffhochdruckpumpe 38 positioniert sein, oder Einlassrückschlagventile können in die Kraftstoffhochdruckpumpe 38 eingebaut sein. Das Einlassdosierventil 44 ist in der Lage, den Kraftstofffluss zur Kraftstoffhochdruckpumpe 38 zu variieren oder abzuschalten, wodurch der Kraftstofffluss zum Kraftstoffspeicher 40 abgeschaltet wird. Der Kraftstoffkreislauf 34 verbindet den Kraftstoffspeicher 40 mit den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30, die den unter Druck stehenden Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 40 aufnehmen (z. B. bei einem Rohrdruck) und dann während der Einspritzvorgänge den Brennräumen 32 gesteuerte Kraftstoffmengen bereitstellen. Das Kraftstoffsystem 18 kann auch eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 48 beinhalten, die entlang des Kraftstoffkreislaufs 34 zwischen dem Kraftstofftank 36 und der Kraftstoffhochdruckpumpe 38 positioniert ist. Die Kraftstoffniederdruckpumpe 48 erhöht den Kraftstoffdruck auf ein erstes Druckniveau, bevor Kraftstoff in die Kraftstoffhochdruckpumpe 38 fließt.
Der Druck des Kraftstoffs im Kraftstoffverteiler 40 kann durch einen Speicherdrucksensor 54 gemessen werden. Die Betätigung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 als Reaktion auf ein Impulssteuersignal bewirkt einen Druckabfall oder eine Abnahme im Kraftstoffrohr oder -speicher 40, die von dem Drucksensor 54 gemessen wird. In Ausführungsformen kann die durch die Betätigung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (z. B. wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einem Zustand mit Einspritzung betrieben wird, wie nachstehend beschrieben) in den Brennraum 32 abgegebene Kraftstoffmenge und/oder die ansonsten durch die Betätigung der Einspritzvorrichtung (z. B. Abflüsse von einem Vorsteuerventil während eines Zustands ohne Einspritzungsbetätigung, wie nachstehend beschrieben) aus dem Kraftstoffverteiler oder Speicher 40 freigesetzte Kraftstoffmenge gemessen oder angezeigt werden, basierend auf dem Druckabfall oder der Abnahme gemäß herkömmlichen oder anderweitig bekannten Ansätzen. Das Steuersystem 20 ist dazu konfiguriert, diese zugeführten oder anderweitig abgegebenen Kraftstoffmengen basierend auf der Druckinformation, die von dem Drucksensor 54 bereitgestellt wird, zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen können durch andere Ansätze, wie etwa Strömungssensoren, Kraftstoffmengen bestimmt werden, die durch Betätigung einer Einspritzvorrichtung 30 in die Brennkammer abgegeben oder anderweitig aus dem Kraftstoffrohr bzw. -speicher 40 freigesetzt werden.
Das Steuersystem 20 kann auch einen Motortemperatursensor 60, einen Höhensensor 62 und einen Kurbelwinkelsensor 64 beinhalten. Während der Drucksensor 54 als Drucksensor beschrieben wird, kann der Sensor andere Vorrichtungen sein, die kalibriert oder konfiguriert sein können, um ein Drucksignal bereitzustellen, das den Druck des Kraftstoffs repräsentiert, der an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung angelegt wird, wie etwa ein Kraftaufnehmer, ein Dehnungsmessstreifen oder eine andere Vorrichtung. Der Motortemperatursensor 60 kann positioniert sein, um eine Kühlmitteltemperatur zu messen, oder kann positioniert werden, um eine Temperatur des Motorkörpers 12, einschließlich des Motorblocks 14 oder des Zylinderkopfs 16, zu messen. Der Höhensensor 62 kann an einer beliebigen Stelle des Motors 10 oder an einer anderen Stelle, wie etwa einem Fahrzeug, an dem der Motor 10 montiert ist, positioniert sein, um die Höhe zu messen, in der der Motor 10 arbeitet. Der Kurbelwinkelsensor 64 kann ein Zahnradsensor 56, ein Drehhallsensor 58 oder eine andere Art von Vorrichtung sein, die in der Lage ist, den Drehwinkel der Kurbelwelle 22 zu messen. Das Steuersystem 20 kann Signale verwenden, die von dem Speicherdrucksensor 54 und dem Kurbelwinkelsensor 64 empfangen werden, um zu bestimmen, welcher Brennraum 32 einen Kolben 24 in Position zum Aufnehmen von Kraftstoff enthält.
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
2 ist eine Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 gemäß Ausführungsformen. 3 ist eine detaillierte Schnittansicht der in 2 gezeigten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30. Der Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 kann in Verbindung mit 1 beschrieben werden. Wie gezeigt, beinhaltet die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 einen Einspritzvorrichtungskörper 202, einen Einspritzvorrichtungshohlraum 204, Einspritzvorrichtungspritzlöcher 206, eine Einlassleitung 208, ein Düsenventil 210, einen Abflusskreislauf 212 und eine Vorsteuerventilkugel 214. Der Einspritzvorrichtungskörper 202 ist im Allgemeinen ein länglicher zylindrischer Körper, der den Einspritzvorrichtungshohlraum 204 bildet. Der Einspritzvorrichtungshohlraum 204 empfängt über die Einlassleitung 208 Kraftstoff unter hohem Druck von einem Verteilungsrohr (Common Rail) oder Speicher 40 des Motorsystems. Der Einspritzvorrichtungskörper 202 beinhaltet ferner eine Längsachse 228 und Einspritzvorrichtungspritzlöcher 206 in Strömungsverbindung mit dem Motorbrennraum 32. Das Düsenventil 210 ist im Einspritzvorrichtungshohlraum 204 angeordnet und bewegt sich zwischen einer geschlossenen Position (wie gezeigt) und einer offenen Position (nicht gezeigt) hin und her. In der geschlossenen Position sitzt das Düsenventil 210 auf einem Düsensitz 220, der den Kraftstofffluss aus dem Düsenhohlraum 204 in den Brennraum 32 begrenzt (z. B. verhindert). In der offenen Position bewegt sich das Düsenventil 210 entlang der Längsachse 228 nach vorstehend, sodass Kraftstoff durch Einspritzvorrichtungspritzlöcher 206 in den Brennraum 32 fließt (z. B. ein Einspritzkraftstoffimpuls während des Betriebs der Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Zustand mit Einspritzung). In dem Einspritzvorrichtungshohlraum 204 ist eine Düsenfeder 222 angeordnet, um es der Düsenfeder 222 zu ermöglichen, das Düsenventil 210 in die geschlossene Stellung (wie gezeigt) vorzuspannen. Das proximale Ende des Düsenventils 210 ist dem Kraftstoffdruck einer ersten Steuerkammer 322 ausgesetzt.
Der Einspritzvorrichtung 200 beinhaltet ferner einen Träger 230, der einen sich entlang der Längsachse 228 erstreckenden Kanal 216 zum Abfließen des Vorsteuerkraftstoffflusses in den Niederdruckablaufkreislauf 212 beinhaltet. Während des hier beschriebenen Betriebs in einem Zustand ohne Einspritzung (z. B. wenn die befohlenen Einschaltzeiten geringer als eine Schwellenzeit sind, die benötigt wird, um ein Sprühen von Kraftstoff in die Motorbrennkammer zu erzeugen) und während des Betriebs im Zustand mit Einspritzung wird ein Abflussstrom eines Vorsteuerventils in den Abflusskreislauf 212 erzeugt. Wenn die Kugel des Vorsteuerventils 214 in der offenen Position ist, verbindet der Kanal 216 den Niederdruck-Abflusskreislauf 212 mit dem Hochdruck-Einspritzvorrichtungskreislauf. Die Hochdruck-Einspritzvorrichtungskreislauf beinhaltet einen Kanal 216 und einen Einspritzvorrichtungshohlraum 204. Die Öffnungsrate des Düsenventils 210 kann unter Einspritzvorrichtungen variieren. Der Abflusskreislauf 212 steht über eine Abflussleitung, die ein nicht Abflussdruck-Rückschlagventil (nicht gezeigt) enthalten kann, mit dem Kraftstofftank 36 in Strömungsverbindung. Ein Einspritzsteuerventil 400 kann jeden herkömmlichen Vorsteuerventilaktor oder eine entsprechende Anordnung beinhalten, der bzw. die in der Lage ist, die Bewegung der Vorsteuerventilkugel 214 selektiv zu steuern, oder alternativ oder zusätzlich andere Komponenten, welche die Funktionalität bereitstellen. Beispielsweise kann das Einspritzsteuerventil 400, wie in 2 gezeigt, einen herkömmlichen Magnetpilotventilaktor oder alternativ dazu eine piezoelektrische oder magnetostriktive Aktoranordnung umfassen. Für die Mehrzahl der Motorbetriebszeiten, wenn weder ein Zustand mit Einspritzung noch ein Vorsteuerventilabflussstrom, sondern nur ein Zustand ohne Einspritzung aktiv ist, erfolgt es kein oder im Wesentlichen kein Fluss oder Kraftstoff durch das Vorsteuerventil.
Im Einspritzvorrichtungshohlraum 204 ist zwischen dem Düsenventil 210 und einem Träger 230 ein Kammergehäuse 218 angeordnet, um die Bewegung des Düsenventils 210 zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position und dann zurück in die geschlossene Position zu steuern, um so Einspritzimpulsereignisse zu definieren, bei denen Kraftstoff während des Betriebs der Einspritzvorrichtung 30 im Zustand mit Einspritzung durch Einspritzvorrichtungspritzlöcher 206 in den Brennraum 32 fließt. Das Kammergehäuse 218 weist in den dargestellten Ausführungsformen eine zur Einspritzvorrichtungskörper-Längsachse 228 parallele Längsachse auf.
Die Einspritzvorrichtung 30 beinhaltet der Darstellung nach ein Kammergehäuse 218, einen Einlasskanal 302 und einen Rückführanschluss 308. Bei dem Kammergehäuse 218 handelt es sich bei den dargestellten Ausführungsformen im Allgemeinen um einen länglichen zylindrischen Körper. Kraftstoff fließt aus dem Einspritzvorrichtungshohlraum 204 durch den Einlasskanal 302. Der Einlasskanal 302 kann ein gedrosselter Kanal mit einer Öffnung (nicht gezeigt) sein. Die Rücklauföffnung 308 öffnet sich am proximalen Ende des Kammergehäuses 218, um während des Betriebs der Einspritzvorrichtung 30 Kraftstoff in den Abflusskreislauf 212 abfließen zu lassen.
Bei nicht betätigtem Einspritzsteuerventil 400 befindet sich die Vorsteuerventilkugel 214 in einer geschlossenen Position gegen den Träger 230, wodurch der Abflussstrom durch den Kanal 216 in den Abflusskreislauf 212 blockiert wird. Da der Kraftstoffdruck in einem ersten Steuerraum 322 gleich dem Kraftstoffdruck in dem Düsenhohlraum 204 ist, halten die auf das Düsenventil 210 wirkenden Kraftstoffdruckkräfte in Kombination mit der Vorspannkraft der Düsenfeder 222 das Düsenventil 210 in geschlossener Position, wodurch der Kraftstofffluss durch die Einspritzvorrichtungspritzlöcher 206 blockiert wird.
Als Reaktion auf Einspritzimpuls-Steuersignale des Steuersystems 20, die eine ausreichend lange befohlene Einschaltzeit haben, die dazu bestimmt ist, ein Kraftstoffimpuls-Einspritzereignis zu verursachen, wird das Einspritzsteuerventil 400 betätigt, um die Vorsteuerventilkugel 214 steuerbar aus der geschlossenen Position (wie gezeigt) in die geöffnete Position zu bewegen, wodurch ein Kraftstofffluss von Kanal 216 zu dem Niederdruck-Abflusskreislauf 212 ermöglicht wird. Der Druck in der ersten Steuerkammer 322 nimmt ab, da Kraftstoff aus der ersten Steuerkammer fließen kann. Mit abnehmendem Kraftstoffdruck in der ersten Steuerkammer 322 nehmen die auf das Düsenventil 210 wirkenden Kraftstoffdruckkräfte auf ein Niveau ab, das es dem Düsenventil 210 ermöglicht, sich entgegen der Vorspannkraft der Düsenfeder 222 in die offene Position nach vorstehend zu bewegen und dabei Kraftstoff durch die Düsenspritzlöcher 206 in die Brennkammer 32 einzuspritzen. Wenn der Hochdruckkraftstoff durch die Sprühlöcher 206 der Düse fließt, wird der Hochdruckkraftstoff zerstäubt und verteilt und dadurch in einen Zustand gebracht, in dem sich der Kraftstoff leicht mit der Luft zur Verbrennung vermischen kann.
Beim Abschalten des Einspritzsteuerventils 400 bewegt sich die Vorsteuerventilkugel 214 zurück in die geschlossene Position, wodurch der Kraftstofffluss zum Abflusskreislauf 212 begrenzt wird, was eine Druckerhöhung im ersten Steuerraum 322 ermöglicht. Die auf das Düsenventil 210 einwirkenden Kraftstoffdruckkräfte werden zusammen mit der Vorspannkraft der Düsenfeder 222 beginnen, das Düsenventil 210 entlang der Längsachse 228 nach nachstehend in die geschlossene Position zu bewegen, wodurch der Kraftstofffluss in den Brennraum 32 begrenzt und das Einspritzimpulsereignis beendet wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 200 ist dann bereit für das nächste Einspritzimpulsereignis (oder Nichteinspritzung-Steuerereignisse, wie nachstehend beschrieben).
4 zeigt schematisch die Funktionsweise einer beispielhaften Einspritzvorrichtung 30, die einen Betrag oder einen Hub der Bewegung des Düsenventils 210 gegenüber der Öffnung 206 in Abhängigkeit von Steuersignalen, die repräsentativ für befohlene Einschaltzeiten (t) sind, zeigt. Wie gezeigt, hebt das Düsenventil 210 bei relativ kurzen befohlenen Einschaltzeiten (z. B. nicht einspritzende Betätigungsimpulse) nicht von der Öffnung 206 ab und es entsteht kein Hub des Düsenventils 210. Steuersignale, die nicht einspritzende Ansteuerimpulse erzeugen, deren Einschaltzeiten kurz genug sind, um keinen Düsenhub zu erzeugen, definieren den Betrieb der Einspritzvorrichtung 30 in einem Zustand ohne Einspritzung. Bei Betrieb im Zustand ohne Einspritzung wird kein Kraftstoff durch die Öffnung 206 in den Brennraum 32 abgegeben, weil das Düsenventil 210 geschlossen bleibt. Doch bei Betrieb im Zustand ohne Einspritzung der Einspritzvorrichtung 30 fließt Kraftstoff aus dem Rohr oder Speicher 40 in den Einspritzvorrichtungshohlraum 204 und durch das Vorsteuerventil 214 und den Rückkanal 216 in den Abflusskreislauf 212. Der Fluss von Kraftstoff durch den Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 wird bei Betrieb im Zustand ohne Einspritzung und bei Betrieb im Zustand mit Einspritzung als Vorsteuerkraftstofffluss bezeichnet. Der Betrag oder die Menge des Vorsteuerkraftstoffflusses durch die Einspritzvorrichtung 30 als Reaktion auf Nicht-Einspritzbetätigungsimpulse im Zustand ohne Einspritzung hängt von Parametern wie der Länge der befohlenen Einschaltzeit und dem Druck des Kraftstoffs (z. B. dem Rohrdruck, wie gemessen durch den Drucksensor 54) ab und kann durch das Steuersystem 20 in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt werden. Bei befohlenen Einschaltzeiten während der Zustände ohne Einspritzung gibt es einen Vorsteuerventilfluss und keinen eingespritzten oder gesprühten Fluss in die Motorzylinder. Bei Einschaltvorgängen bei Betrieb im Zustand mit Einspritzung liegt sowohl ein Vorsteuerventilfluss als auch ein Einspritzfluss vor.
Bei befohlenen Einschaltzeiten, die lange genug sind, um das Düsenventil 210 zu veranlassen, sich von der Öffnung 206 weg zu bewegen oder abzuheben, fließt Kraftstoff aus der Öffnung in den Brennraum 32. Kraftstoffeinspritzimpulse mit befohlenen Einschaltzeiten, die einen Düsenhub und Kraftstoffimpulseinspritzereignisse bewirken, definieren den Betrieb der Einspritzvorrichtung 30 in einem Zustand mit Einspritzung.
Im Zusammenhang mit der hier bereitgestellten Beschreibung ist eine Länge einer befohlenen Einschaltzeit, die dem Zeitpunkt entspricht, an dem die Einspritzvorrichtung 30 vom Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht, als Tzf definiert (z. B. Null-Durchfluss-Einschaltzeit). Die während der Tzf-Zeitspanne (z. B. durch den Vorsteuerabflusskreis 212) durch die Einspritzvorrichtung 30 fließende Kraftstoffmasse bzw. -menge, die von dem Rohr- oder Speicherdruck des Kraftstoffs abhängig ist, ist als Qpzf (z. B. Vorsteuerventilabflussmenge bei null Durchfluss) definiert. Wie weiter nachstehend näher beschrieben, werden für die hier beschriebenen Verfahren Vorsteuerventilabflussmodelle von Einspritzvorrichtungen 30 verwendet, wobei die Abflussmodelle bei jedem von mehreren Rohrdrücken entsprechende Sätze oder Paare von Tzf und zugeordneten Qpzf-Werten definieren.
Wie in 4 gezeigt, nimmt der Betrag des Düsenventilhubes nach dem Übergang vom Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung (z. B. beginnend zum Zeitpunkt Tzf) mit zunehmender Befehlszeileneingabezeit zu, bis das Düsenventil 210 seinen maximalen Düsenhub in einer vollständig geöffneten Position erreicht. Teile des Düsenhubs, die auftreten, bevor das Düsenventil 210 seine vollständig geöffnete Position erreicht, können als ballistischer Bereichshub während des Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils 30 im ballistischen Bereich im Zustand mit Einspritzung definiert werden. Teile des Düsenhubs, die auftreten, nachdem das Düsenventil 210 seine vollständig geöffnete Position erreicht, können als nicht-ballistischer Bereichshub während des Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils 30 im ballistischen Bereich im Zustand mit Einspritzung definiert werden. Eine Steigung des Düsenventilhubes im ballistischen Bereich kann zur Definition eines Öffnungsgeschwindigkeitsparameters der Einspritzvorrichtung 30 verwendet werden. Zur Veranschaulichung beinhaltet 4 mehrere gestrichelte Linien angedeutet, die jeweils repräsentativ für den abnehmenden Düsenhub sind, wenn sich das Düsenventil 210 am Ende der zugeordneten befohlenen Einschaltzeit rechtzeitig in seine vollständig geschlossene Position zurück in Richtung der Öffnung 206 bewegt. Die Steigung des Düsenhubs beim Schließen des Düsenventils 210 kann dazu verwendet werden, einen Parameter für die Schließgeschwindigkeit der Einspritzvorrichtung 30 zu bestimmen. Die Kraftstoffmenge, die von einem Einspritzvorrichtung 30 als Reaktion auf ein Einspritzimpuls-Steuersignal während des Zustand mit Einspritzungsbetriebs abgegeben oder eingespritzt wird, hängt von Parametern ab, einschließlich der Länge der befohlenen Einschaltzeit, dem Druck des Kraftstoffs, dem Öffnungsgeschwindigkeitsparameter, dem Schließgeschwindigkeitsparameter und dem Zylinderdruck in dem Brennraum, in den der Kraftstoff eingespritzt wird.
Steuersystemüberblick
Das Steuersystem 20 steuert eine oder mehrere der Einspritzvorrichtungen 30, um die Einspritzvorrichtungen zu veranlassen, genau einzuspritzen oder anderweitig einen breiten Bereich von Kraftstoffimpulsmengen abzugeben. Ein besonderer Vorteil des Steuersystems 20 ist dessen Fähigkeit, Einspritzvorrichtungen 30 zu steuern, um die Einspritzvorrichtungen zu veranlassen, relativ kleine Mengen von Kraftstoffimpulsen, manchmal auch als ultraniedrige Mengen bezeichnet, genau einzuspritzen oder anderweitig abzugeben, wie etwa Kraftstoffimpulse mit Größen im ballistischen Bereich bei Betrieb im Zustand mit Einspritzung der Einspritzvorrichtungen 30. Als nicht einschränkende Beispiele kann ein relativ kleiner Motor gesteuert werden, um genau Einspritzimpuls-Kraftstoffmengen von weniger als etwa 5 7 mg zu erzeugen, und ein relativ größerer Motor kann gesteuert werden, um Einspritzimpuls-Kraftstoffmengen von weniger als etwa 15-20 mg zu erzeugen. In Ausführungsformen können Kraftstoffimpulse geringer Menge in der unteren Hälfte des ballistischen Bereichs sein.
Diese Möglichkeiten basieren, wie nachfolgend näher beschrieben, auf einem Adaptieren der Steuerung der eingespritzten Impulse an spezifische Betriebseigenschaften der einzelnen Einspritzvorrichtung 30 und können auf einer oder mehreren Betriebsbedingungen des Motors 10 basieren. Das Steuersystem 20 kann den Motor 10 und die Einspritzvorrichtungen 30 in Parameterdaten oder Informationssammelmodi betreiben, während denen die einspritzvorrichtungspezifischen und anderen Betriebsbedingungen des Motors erfasst werden. Die gesammelten Parameterinformationen werden dann verarbeitet und zur Erzeugung der adaptiven Steuerinformationen verwendet, die zur Erzeugung der Einspritzimpulssteuersignale während des Normalbetriebs des Motors 10 verwendet werden. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die Parameterinformationen von der zugeordneten Einspritzvorrichtung durch Betreiben der Einspritzvorrichtung in seinem Zustand ohne Einspritzung bestimmt werden können (z. B. wenn die Einspritzvorrichtung im Normalbetrieb nicht zum Einspritzen von Kraftstoff in den Motor verwendet wird).
In Ausführungsformen kann die befohlene Einschaltzeit Tql (z. B. niedrige Einschaltdauer) eines durch das Steuersystem 20 erzeugten Einspritzimpuls-Steuersignals, das bewirkt, dass eine spezifische Einspritzvorrichtung 30 eine relativ geringe Kraftstoffmenge Ql (z. B. geringe Kraftstoffmenge) abgibt, durch Gl. 1 in 5 definiert werden.
Tzf in Gl. 1 ist eine adaptierende (z. B. einspritzvorrichtungsspezifische) Null-Durchfluss-Einschaltzeit, die für eine spezifische Einspritzvorrichtung 30 bestimmt wird (z. B. die Länge des Zustands ohne Einspritzung für die spezifische Einspritzvorrichtung). Tzf ist an die jeweiligen Betriebseigenschaften der jeweiligen Einspritzvorrichtung adaptiert. In Ausführungsformen ist Tzf auch spezifisch für den Rohrdruck P des Kraftstoffs zu dem Zeitpunkt, an dem das zugeordnete Einspritzimpulssteuersignal erzeugt wird. Das Steuersystem 20 betreibt den Motor 10 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 in Modi zur Erfassung von adaptierenden Parameterinformationen, um adaptierende Parameterinformationen zu erfassen, die repräsentativ für die Beziehung zwischen diskreten oder einzelnen Tzf-Werten bei jedem einer Vielzahl von Rohrdruck-P-Werten sind. In Ausführungsformen kann Tzf mittels einer Kurvenanpassungsgleichung bestimmt werden, die Tzf als kontinuierliche Funktion des Rohrdrucks P und einen oder mehrere adaptierende Kurvenanpassungskoeffizienten basierend auf den einzelnen Tzf-Werten definiert. Die Kurvenanpassungskoeffizienten sind einspritzvorrichtungsspezifische Werte, die repräsentativ für Betriebseigenschaften der zugeordneten Einspritzvorrichtung 30 sind. Wie vorstehend erwähnt, werden die zum Erzeugen der Kurvenanpassungskoeffizienten verwendeten einspritzvorrichtungsspezifischen adaptierenden Parameterinformationen durch das Steuersystem 20 während des Betriebs des Motors, beispielsweise durch Betreiben der zugeordneten Einspritzvorrichtung 30 in Zuständen ohne Einspritzung, erzeugt und können periodisch aktualisiert werden, um die dann aktuellen Betriebseigenschaften der Einspritzvorrichtung widerzuspiegeln. In Ausführungsformen dieser Art werden die Kurvenanpassungskoeffizienten auch periodisch basierend auf den aktualisierten einspritzvorrichtungsspezifischen Informationen aktualisiert, um dem Steuersystem 20 zu ermöglichen, dann aktuelle Werte von Tzf zu berechnen. Gl. 2 in 5 ist beispielsweise eine Kurvenanpassungsgleichung, die Tzf in Abhängigkeit von adaptierenden und einspritzvorrichtungsspezifischen Kurvenanspassungskoeffizienten Ctzf0, Ctzf1, Ctzf2 und Rohrdruck P definiert.
Tcq (Commanded Quantity Time, befohlene Mengenzeit) ist in Ausführungsformen eine nicht adaptierende und nominale Delta-Einschaltzeit, die eine zusätzliche Einschaltzeitdauer definiert, innerhalb derer eine nominale Einspritzvorrichtung eines Typs, der der Einspritzvorrichtung 30 entspricht (z. B. eine „durchschnittliche“ Einspritzvorrichtung), nach ihrer Null-Durchfluss-Einschaltzeit Tzf zu betätigen ist, um eine gewünschte befohlene Kraftstoffmenge Ql (z. B. die Länge des Zustands mit Einspritzung, um die gewünschte befohlene Kraftstoffmenge abzugeben) abzugeben. In Ausführungsformen ist Tcq auch spezifisch für den Rohrdruck P des Kraftstoffs in dem Rohr oder Speicher 40 zu dem Zeitpunkt, an dem das zugeordnete Einspritzimpulssteuersignal erzeugt wird. In Ausführungsformen kann Tcq auch spezifisch für den Zylinderdruck des Brennraums 32 sein, in den der Kraftstoff zum Zeitpunkt der Erzeugung des zugeordneten Einspritzimpulssteuersignals eingespritzt wird. Tcq-Werte steigen im Allgemeinen mit zunehmenden befohlenen Kraftstoffmengen, mit abnehmenden Rohrdrücken P und mit abnehmenden Zylinderdrücken. Tcq-Werte können in tabellarischer Form als diskrete oder einzelne Werte gespeichert sein oder unter Verwendung gespeicherter Daten berechnet werden, die Gleichungen definieren, die die Tcq-Werte als kontinuierliche Funktionen des Rohrdrucks P und gegebenenfalls des Zylinderdrucks darstellen. Wie nachstehend beschrieben, können die Tcq-Werte bzw. die Werte definierenden Daten für nominale Einspritzvorrichtungen, beispielsweise von Prüfständen, gewonnen werden oder aus einer oder mehreren Einspritzvorrichtungen 30 am Motor 10 bestimmt werden.
In Ausführungsformen kann die befohlene Einschaltzeit Tql eines Einspritzimpuls-Steuersignals, das durch das Steuersystem 20 erzeugt wird, um eine spezifische Einspritzvorrichtung 30 dazu zu veranlassen, eine befohlene Kraftstoffmenge, wie etwa eine geringe Kraftstoffmenge Ql, abzugeben, durch Gl. 3 in 5 definiert werden. Tzf und Tcq in Gl. 3 können dieselben wie Tzf bzw. Tcq in Gl. 1 sein. ΔTqb (Delta Time Quantity Ballistic, ballistische Delta-Zeitmenge) in Gl. 3 ist eine für die spezifische Einspritzvorrichtung 30 bestimmte adaptierende Delta-Einschaltzeitdauer, die eine Anpassung an die Tcq definiert. In bestimmten Ausführungsformen ist ΔTqb eine Anpassung, die die von der jeweiligen Einspritzvorrichtung 30 abgegebene Kraftstoffmenge ausgleicht, während die Einspritzvorrichtung im ballistischen Bereich ihres Einspritzzustands arbeitet. Insbesondere gleicht ΔTqb Unterschiede in der Öffnungsrate des Düsenventils 210 der spezifischen Einspritzvorrichtung 30 und einer Öffnungsrate aus, die für ein Düsenventil der nominalen Einspritzvorrichtung repräsentativ ist und Tcq kennzeichnet. ΔTqb ist eine befohlene Einschaltzeit, die eine einspritzvorrichtungsspezifische zusätzliche Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung 30 darstellt, um die Einspritzvorrichtung dazu zu veranlassen, die gewünschte Kraftstoffmenge abzugeben, wie etwa geringe Kraftstoffmengen. Eine Summe der Tcq- und ΔTqb-Werte gibt an, wie viel zusätzliche Einschaltzeit zusätzlich zur Null-Durchfluss-Einschaltzeit Tzf erforderlich ist, damit die Einspritzvorrichtung 30 die befohlene Kraftstoffmenge abgibt, z. B. eine geringe Kraftstoffmenge.
In den Modi zur Erfassung der adaptiven Parameterinformationen steuert das Steuersystem 20 den Motor 10 und die Einspritzvorrichtung 30, um Informationen zu erfassen, die zur Charakterisierung der einzelnen ΔTqb-Werte verwendet werden können, die den einzelnen Tzf- und Rohrdruck-P-Sätzen oder -Paaren entsprechen, die vorstehend im Zusammenhang mit Gl. 1 beschrieben wurden. Die in Gl. 3 definierten Tql-Werte können mithilfe einer Kurvenanpassungsgleichung bestimmt werden, die Tql als kontinuierliche Funktion des Rohrdrucks P und eines oder mehrerer adaptierender Kurvenanspassungskoeffizienten definiert. Gl. 4 in 5 ist beispielsweise eine Kurvenanpassungsgleichung, die Tql in Abhängigkeit von adaptierenden und einspritzvorrichtungsspezifischen Kurvenanspassungskoeffizienten Cq10, Cq11, Cq12 und Rohrdruck P definiert.
In noch weiteren Ausführungsformen steuert das Steuersystem 20 die befohlene Einschaltzeit Tql eines Einspritzimpuls-Steuersignals, um zu veranlassen, dass eine spezifische Einspritzvorrichtung 30 eine befohlene Kraftstoffmenge Ql unter Verwendung von Gl. 5 in 5 abgibt. Tzf, Tcq und ΔTqb in Gl. 5 können dieselben wie Tzf, Tcq bzw. ΔTqb in Gl. 3 sein. ΔTpcyl in 5 ist eine für die jeweilige Einspritzvorrichtung 30 bestimmte Delta-Einschaltzeitdauer, die eine Anpassung an den Tcq basierend auf dem Zylinderdruck während eines Einspritzimpulsereignisses definiert. In Ausführungsformen ist ΔTpcyl nicht adaptierend und stellt eine Einstellung dar, die Schwankungen in der von der Einspritzvorrichtung 30 abgegebenen Kraftstoffmenge basierend auf dem Zylinderdruck Pcyl im Brennraum 32 des Motors 10 zu dem Zeitpunkt ausgleicht, zu dem das zugehörige Einspritzimpuls-Steuersignal erzeugt wird.
In Ausführungsformen kann ΔTpcyl auch auf dem Rohrdruck P der gewünschten einzuspritzenden Kraftstoffmenge basieren. Gl. 6 in 5 ist beispielsweise eine Gleichung, die ΔTpcyl in Abhängigkeit von den nicht adaptierenden Koeffizienten Ccy10, Ccy11, Ccy12, Ccyl3 und Ccyl 4 und dem Zylinderdruck Pcyl, der einzuspritzenden Kraftstoffmenge Q und dem Rohrdruck P definiert. Wie nachstehend beschrieben, können die Koeffizienten, die zur Definition von ΔTpcyl verwendet werden, für nominale Einspritzvorrichtungen ermittelt werden, beispielsweise von Prüfständen, oder sie können von einer oder mehreren Einspritzvorrichtungen 30 am Motor 10 bestimmt werden.
Tzf Erfassung adaptierender Parameterinformationen
6 ist ein Ablaufdiagramm, das zur Beschreibung eines Verfahrens 600 verwendet werden kann, bei dem das Steuersystem 20 den Motor 10 betreibt, um Parameterinformationen zu erfassen, die für die einspritzvorrichtungsspezifische adaptive Steuerung verwendet werden können. Das in 6 gezeigte Flussdiagramm kann auch verwendet werden, um das Verfahren 600 zu beschreiben, mit dem das Steuersystem 20 die Gleichungen aus den erfassten Parameterinformationen erstellt, die in bestimmten Ausführungsformen zum Steuern des Motors 10 verwendet werden können.
Bei Schritt 602 wird eine Vielzahl einzelner Tzf-Werte für eine bestimmte Einspritzvorrichtung 30 des Motors 10 berechnet. Wie in 6 angemerkt, werden die Tzf-Werte für jeden der zahlreichen Rohrdrücke P in einem Vektor bestimmt. Die Drücke P des Vektors, bei denen die Tzf-Werte bestimmt werden, sind in Schritt 604 spezifiziert. Die Schritte 606, 608, 610, 612 und 614, welche die Steuerung des Motors 10 und der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 zum Erzeugen der adaptiven Parameterinformationen beinhalten, werden durch das Steuersystem 20 im Zusammenhang mit der Bestimmung der einzelnen Tzf-Werte bei Schritt 602 durchgeführt.
7 ein Diagramm, das einen Bereich von befohlenen Einschaltzeiten auf der x-Achse und einen Bereich von Vorsteuerventilabflussmengen auf der y-Achse darstellt, die zur Veranschaulichung von Vorsteuerventilabflussmodellen von Einspritzvorrichtungen wie 30 verwendet werden können. Wie vorstehend beschrieben, kann das Vorsteuerventilabflussstrommodell einer gegebenen Einspritzvorrichtung 30 durch seine Paare von entsprechenden Tzf- und Qpzf-Werten bei jedem einer Vielzahl von Rohrdrücken P definiert werden. 7 zeigt beispielsweise als Abflussstrommodell für eine bestimmte Einspritzvorrichtung 30 die Paare von einzelnen entsprechenden Tzf- und Qpzf-Werten 702 (durch offene Kreise angedeutet) für einen Vektor von Rohrdrücken P in Höhe von 300, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 und 1800 bar. Der durch das Verfahren 600 verwendete Vektor der einzelnen Rohrdrücke P kann vorbestimmt und spezifiziert werden, wie beispielsweise im Schritt 604 in 6 gezeigt. Die bei Schritt 602 berechneten einzelnen Tzf-Werte entsprechen den Tzf-Werten 702 des Vorsteuerventilabflussmodells für die in 7 gezeigte Einspritzvorrichtung 30.
In 7 sind auch die entsprechenden Tzf_nominalen und Qpzf_nominalen Werte 704 (gekennzeichnet durch offene Rauten) dargestellt, die ein Steuerventil-Abflussstrommodell einer nominalen Einspritzvorrichtung kennzeichnen (z. B. eine „durchschnittliche“ Einspritzvorrichtung, die sich von der Einspritzvorrichtung unterscheidet, deren Abflussstrommodell durch die Tzf- und Qpzf-Werte 702 gekennzeichnet ist und auf einem Prüfstand gemessen werden kann). Wie aus 7 ersichtlich, unterscheidet sich das Abflussstrommodell der Einspritzvorrichtung 30, die durch die Tzf- und Opzf-Werte 702 gekennzeichnet ist, von dem Abflussstrommodell der nominalen Einspritzvorrichtung, die durch die Tzf_nominalen und Opzf_nominalen Werte 704 gekennzeichnet ist. Aufgrund der Unterschiede zwischen der spezifischen Einspritzvorrichtung 30 und der nominalen Einspritzvorrichtung, die sich in diesen unterschiedlichen Abflussstrommodellen manifestieren, wird die spezifische Einspritzvorrichtung 30 anders arbeiten als die nominale Einspritzvorrichtung. Insbesondere werden die spezifische Einspritzvorrichtung 30 und die nominale Einspritzvorrichtung bei gleichen Einschaltzeiten unterschiedliche Kraftstoffmengen abgeben. Die Auswirkungen dieser Schwankungen können bei Betankungsimpulsereignissen mit geringen Mengen besonders ausgeprägt sein, wie etwa solche, die dazu führen, dass die Einspritzvorrichtungen ganz oder zumindest teilweise in ihren ballistischen Bereichen arbeiten. Die adaptive Steuerung durch das Steuersystem 20 gleicht diese Unterschiede in den Betriebseigenschaften der verschiedenen Einspritzvorrichtungen 30 effektiv aus.
Der Bereich im Diagramm aus 7, in dem die Einschaltzeiten T und die zugeordneten Abflussmengenwerte Qpv kleiner sind als die Einschaltzeiten Tzf des Abflussmodells der Einspritzvorrichtung 30, definiert den Bereich des Zustands ohne Einspritzung der Einspritzvorrichtung 30 (z. B. einen Bereich, in dem Steuersignale, die repräsentiv für Einschaltzeiten kleiner als Tzf für den aktuellen Rohrdruck P sind, einen Betrieb der Einspritzvorrichtung im Zustand ohne Einspritzung veranlassen). Durch das Verfahren 600 betätigt das Steuersystem 20 die Einspritzvorrichtungen 30 im Zustand ohne Einspritzung, um die adaptiven Parameterinformationen zu erlangen, die bei Schritt 602 verwendet werden, um die Tzf- und Qpzf-Werte 702 zu bestimmen, die die Vorsteuerventilabflussmodelle der Einspritzvorrichtungen 30 definieren. In 7 sind beispielsweise drei Erfassungsbereiche adaptiver Parameter 706A-706C im Bereich des Zustands ohne Einspritzung der Einspritzvorrichtung 30 dargestellt. Wie in 7 gezeigt sind die Beziehungen zwischen den einzelnen T- und Qpv-Werten 708 bei jedem Rohrdruck P in den Erfassungsbereichen adaptiver Parameter 706A-706C relativ linear. In Ausführungsformen sind die Erfassungsbereichen adaptiver Parameter 706A-706C, in denen das Steuersystem 20 die Erfassung von adaptiven Parameterinformationen bewirkt, durch einen Pufferbereich 709 von Bereichen getrennt, in denen die Tzf- und Qpzf-Werte 702 des Vorsteuerventil-Abflussstrommodells einer Einspritzvorrichtung 30 erwartet werden. Beispielsweise kann die Größe des Pufferbereichs 709 basierend auf bekannten Abflussstrommodellen einer nominalen Einspritzvorrichtung wie 30 bestimmt werden. Weitere Faktoren, die zum Bestimmen der Größe des Pufferbereichs 709 herangezogen werden können, sind die Variabilität der gemessenen Schätzungen des Steuerventilabflussstroms im Zustand ohne Einspritzung, die Steuersystemkonfidenz in die Konvergenz der Gleichungen und das Ausmaß der Auswirkungen unbeabsichtigter Einspritzimpulse auf den gesamten Motor und das System.
In Schritt 606 erzeugt das Steuersystem 20 während des Betriebs in den Modi für die Erfassung adaptiver Parameterinformationen Steuersignale ohne Einspritzimpulse, die bewirken, dass jeder der Einspritzvorrichtungen 30 zu einer Vielzahl von befohlenen Einschaltzeiten T (z. B. adaptive Einschaltzeiten für die Erfassung von Parametern) bei den unterschiedlichen Rohrbetriebsdrücken P arbeitet, wobei die befohlenen Einschaltzeiten in den Bereichen der Erfassung adaptiver Parametern706A- 706C liegen. Das Steuersystem 20 bestimmt auch die Menge des Vorsteuerabflussstroms Qpv, die von den zugeordneten Einspritzvorrichtungen 30 als Reaktion auf jedes der Steuersignale für Nicht-Einspritzimpulse erzeugt wird (z. B. anhand von Messungen der entsprechenden Änderung des Rohrdrucks P, wie vorstehend beschrieben). Die zugeordneten T- und Qpv-Werte, die adaptive Parameterinformationen für die zugeordnete Einspritzvorrichtung 30 definieren, werden durch das Steuersystem 20 gespeichert. Tatsächlich werden die nur für Steuerventilabflussmengen befohlenen Einschaltzeiten über alle Betriebsrohrdrücke des Vektors hinweg und bei Vorsteuerventilabflussmengen in einem Bereich befohlen, der eine obere Grenze weit genug unterhalb von Qpvzf aufweist, um unbeabsichtigte Einspritzereignisse zu verhindern, und in einer unteren Grenze, die ausreichend ist, damit das Vorsteuerventilabflussmodell die zweidimensionale Ansprechfläche genau definiert und die auch hoch genug ist, um innerhalb des Bereichs zu sein, in dem sich der Vorsteuerventilabfluss in Abhängigkeit von der befohlenen Einschaltzeit bei diesem Rohrdruck in dem annähernd linearen Bereich befindet (z. B. einem Bereich von mindestens 0,5 mg in Ausführungsformen). Die Daten können während eines Mehrimpuls-Abflussereignisses erlangt werden, um das Signal-RauschVerhältnis durch den erhöhten Nettodruckabfall zu verbessern, der aus mehreren Abflussimpulsen resultiert, und zu Zeitpunkten, die niedrigen Zylinderdrücken an der geprüften Einspritzvorrichtung zugeordnet sind, um den Qpvzf-Wert zu erhöhen, der erforderlich ist, um eine Einspritzung zu erzeugen und somit die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass versehentlich ein unbeabsichtigtes Einspritzereignis erzeugt wird. In Ausführungsformen können beispielsweise die gemessenen Druckwerte (die nicht auf die Rohrdrücke des Vektors beschränkt sind) und die geschätzten Werte für den Steuerventilabflussstrom Qvp Daten sein, die in den Druckmesszuständen gemessen wurden, die zum Bestimmen der adaptiven Koeffizienten in den Gl. 7A, 7B und 7C verwendet werden (Schritt 610). Mithilfe der Gleichungen 7A, 7B und 7C kann dann die Beziehung zwischen den Einschaltzeiten und der Vorsteuerventilabflussmenge für die Drücke im Rohrdruckvektor geschätzt werden (Schritt 602).
Bei Schritt 610 verwendet das Steuersystem 20 eine Gleichung, welche die Vorsteuerventil-Abflussstrommengen Qpv auf den zugeordneten Einschaltzeitpunkt T und Rohrdruck P modelliert. Gl. 7 in 5 ist ein Beispiel für eine Gleichung, die ein VorsteuerventilAbflussstrommodell gemäß Ausführungsformen definiert. Wie gezeigt ist Gl. 7 linear mit befohlener Einschaltzeit und weist drei adaptierende Koeffizienten (Cqpv_adaptive_0, Cqpv_adaptive_1, Cqpv_adaptive_3) und einen nicht-adaptierenden Koeffizienten (Cqpv_fixed_2) auf. Die Sätze der einzelnen T- und Qpv-Werte 708 für jeden Rohrdruck P, die durch Gl. 7 gekennzeichnet werden, definieren die Linien 710, die das T/Qpv-Verhältnis der jeweiligen Einspritzvorrichtung bei einem bestimmten Rohrdruck P darstellen. Um die Genauigkeit des Modells zu erhöhen, insbesondere bei Anwendungen mit sehr niedrigem Leerlaufdruck, kann der Betriebsbereich in Abhängigkeit vom Rohrdruck unterteilt werden, wobei es eine eindeutige Form der Gl. 7 gibt, die in 5 als Gl. 7A, 7B und 7C dargestellt ist und motorintern in jedem der Rohrdruckbereiche adaptiert (z. B. die in 7 gezeigten Bereiche 706A, 706B und 706C). In Ausführungsformen wurden beispielsweise drei Abflussstrommodellbereiche verwendet, das erste unter 650 bar, das zweite von 650 bis 1250 bar und das dritte über 1250 bar. Da das Modell aus Gl. 7 nur für Abflussmengen des Vorsteuerventils unterhalb der Einschaltzeit gilt, bei denen eine Einspritzung erfolgen kann, ist dieses Modell unabhängig vom Zylinderdruck. Andere Ausführungsformen verwenden andere Gleichungen, um die Vorsteuerventilabflussmengen von Einspritzvorrichtungen zu modellieren. Wie bei Schritt 610 in 5 gezeigt, können unter Verwendung des Modells wie Gl. 7 die Koeffizienten der Vorsteuerventil-Abflussansprechfläche der Einspritzvorrichtungen 30 adaptiert werden. In Verbindung mit Schritt 610 können Kalman- oder andere Filtermethoden verwendet werden.
Der eine oder die mehreren nicht-adaptiven oder festen Koeffizienten, wie etwa C_{pv_fixed_2}, können basierend auf einer Durchströmungsprüfung (z. B. mit einer nominalen Einspritzvorrichtung wie etwa 30) bestimmt werden. Der dargestellte feste Koeffizient stellt den Wert der Steigung ∂Q_pv/∂T dar, wenn der Rohrdruck Null ist. Dieser Koeffizient wird voraussichtlich in Abhängigkeit von Rohrdruck P ansteigen.
Die partielle Ableitung von Gl. 7 nach der befohlenen Einschaltzeit wird durch Gl. 8 in 5 gegeben und ist nur eine Funktion des Rohrdrucks P. Daher kann bei jedem Rohrdruck P die Abflussmenge des Vorsteuerventils Qpv unterhalb von Tzf als lineare Funktion nach der Einschaltdauer T modelliert werden. Tests haben gezeigt, dass diese einfache, nahezu lineare Beziehung nach dem Druck eine gute Annäherung für bestimmte Einspritzvorrichtungen ist, insbesondere für Vorsteuerventilabflussmengen, die im Allgemeinen über 0,5 mg liegen, und dazu beiträgt, den gesamten Prozess rechnerisch relativ einfach zu gestalten.
Die Bestimmungen von Tzf und Qpvzf bei Schritt 602 verwenden andere nichtadaptierende Parameter, die von einem nominalen Einspritzvorrichtung erhalten werden können. In Ausführungsformen verwendet das Verfahren 600 die Werte Tzf (Tzf_nominal) und Qpvzf (Qpvzf_nominal) der nominalen Einspritzvorrichtung, die repräsentativ für die Null-Durchfluss-Einschaltzeit Tzf_nominal sind, zu der die Einspritzvorrichtung in den Betrieb im Zustand mit Einspritzung übergeht, und den Vorsteuerventilabflussstrom Qpvzf_nominal bei Tzf_nominal, wie durch die Werte 704 in 7 dargestellt (als Rauten gezeigt). Bei Schritt 612 verwendet das Steuersystem 20 eine Gleichung, welche die Werte Tzf_nominal und Qpvzf_nominal in Abhängigkeit des Rohrdrucks P modelliert oder definiert. Gl. 9 in 5 ist ein Beispiel für eine Gleichung, die durch Ausführungsformen des Steuersystems 20 verwendet wird, um Tzf_nominal in Abhängigkeit vom Rohrdruck P zu definieren. Gl. 10 in 5 ist ein Beispiel für eine Gleichung, die durch Ausführungsformen des Steuersystems 20 verwendet wird, um Qpvzf_nominal zu definieren. In Verbindung mit den in Gl. 9 dargestellten Ausführungsformen sind C_{Tzf0_Nominal} ,C_{Tzf1_Nominal}, C_{Tzf2_Nominal} nominale Koeffizienten, die aus Prüfstandsversuchen ermittelt werden können. Diese Koeffizienten für die nominale Einspritzvorrichtung können motorintern fest und nicht adaptierend sein. Im Gegensatz dazu können die C_Tzf0, C_Tzf1 und C_Tzf2-Koeffizienten für einzelne Einspritzvorrichtungen während des Betriebs basierend auf der geschätzten Vorsteuerventil-Abflussstrommenge aus Druckabfallmessungen motorintern adaptiert werden. Im Zusammenhang mit den dargestellten Ausführungsformen von Gl. 10 sind C_{Qpv_nominal_0}, C_{Qpv_nominal_1}, C_{Qpv_nominal_2} Koeffizienten, die aus Prüfstandsversuchen bestimmt werden können und motorintern fest und nicht adaptierend sein können. 8 ist ein Diagramm, das beispielhafte Null-Durchfluss-Einschaltzeiten in Abhängigkeit des Rohrdrucks P für eine beispielhafte nominale Einspritzvorrichtung darstellt. 9 ist ein Diagramm, das beispielhafte Vorsteuerventil-Abflussstrommengen in Abhängigkeit des Rohrdrucks P bei Null-Durchfluss-Einschaltzeiten für eine beispielhafte nominale Einspritzvorrichtung darstellt.
Einspritzvorrichtungen 30, die in der Regel längere befohlene Einschaltzeiten benötigen, um eine Kraftstoffmenge von mehr als Null einzuspritzen, weisen bei relativ hohen Tzf-Werten tendenziell größere Steuerventilabflussmengen auf. Eine Beziehung zwischen Qpvzf und Tzf lässt sich aus den Leistungsprüfungen von nominalen und Versuchseinspritzvorrichtungen (Design of Experiment, DOE) ableiten. Der Zusammenhang zwischen Qpvzf und Tzf ist eine Funktion des Rohrdrucks P und des Zylinderdrucks. Die Beziehung zwischen Qpvzf und Tzf kann eine Beziehung mit festen Koeffizienten sein, die sich nicht motorintern adaptieren. Eine Beziehung für $\frac{\partial Q_{p v z ƒ}}{\partial T_{z ƒ}},$
delta Qpvzf/delta Tzf (z. B. Änderungen von Qpvzf in Abhängigkeit von Tzf), die eine lineare Funktion des Rohrdrucks P ist, kann durch Gl. 11 in 5B definiert werden. Wie in 5B dargestellt, ist Delta Qpvzf/Delta Tzf eine Funktion der individuellen und entsprechenden Qpvzf- und Tzf-Werte, der nominalen Qpvzf- und nominalen Tzf-Werte, die durch Gl. 10 bzw. 9 dargestellt sind (die eine Funktion der nicht-adaptierenden Koeffizienten und des Rohrdrucks P sind), und des Rohrdrucks P. Wie in 11 diagrammatisch dargestellt, definiert Gl. 11 die Linien 712 mit den Steigungen des Qpv/T-Verhältnisses einer bestimmten Einspritzvorrichtung 30 bei einem bestimmten Rohrdruck P, die sich durch die entsprechenden Tzf_nominalen und Qpvzf_nominalen Werte 704 bei demselben Rohrdruck P erstrecken. In Ausftihrungsformen kann Gl. 11 in Druckbereiche unterteilt werden, wie in den Gl. 11A und 11B in Gl. 5B gezeigt. 10 ist ein Diagramm, das die Beziehung für beispielhafte Einspritzvorrichtungen zeigt, bei denen die Beziehung in zwei Rohrdruckbereiche unterteilt ist, die denen in Gl. 11A und 11B entsprechen. Das Diagramm aus 10 zeigt die Beziehung bei einem Zylinderdruck. In ähnlicher Weise können die Beziehungen bei anderen Zylinderdrücken basierend auf Prüfstandsergebnissen mit unterschiedlichen Druckverhältnissen angegeben werden.
11 ist ein ähnliches Diagramm wie 7, zeigt aber zur Veranschaulichung die Tzf_nominalen und Qpvzf_nominalen Werte 704, die das Abflussstrommodell der nominalen Einspritzvorrichtung definieren, und die Tzf- und Qpvzf-Werte 702, die das Abflussstrommodell einer bestimmten Einspritzvorrichtung 30 mit größerem Abstand definieren. Die Linien 710, die durch die T- und Qvp-Werte 708 und Gl. 7 bei verschiedenen Rohrdrücken P definiert werden, sind dargestellt. Dargestellt sind auch die Linien 712, die die Steigungen des T/Qpv-Verhältnisses der spezifischen Einspritzvorrichtung 30 bei den entsprechenden und unterschiedlichen Rohrdrücken P definieren, die sich durch die entsprechenden Tzf_nominalen und Qpvzf_nominalen Werte 704 bei den entsprechenden Rohrdrücken P erstrecken.
Bei Schritt 602 führt das Steuersystem 20 eine motorinterne Adaption durch, indem es die Tzf- und Qpvzf-Werte 702 für jeden Rohrdruck P des Vektors durch gleichzeitiges Lösen der Gl. 7 und 11 für den entsprechenden Rohrdruck P ermittelt. Da die Gl. 7 und 11 eine unabhängige lineare Beziehung zwischen Tzf und Qpvzf für den jeweiligen Rohrdruck P beschreiben (z. B. Linien 710 und 712), entspricht die gleichzeitige Lösung dieser beiden Gleichungen den Schnittpunkten der Linien und den entsprechenden Tzf- und Qpvzf-Werten 702. Gl. 12 in 5B beschreibt die Werte Tzf in Abhängigkeit von den bekannten nicht-adaptiven und gemessenen adaptiven Koeffizienten der Gl. 7 und 11 und dem Rohrdruck P. Gl. 13 in 5B beschreibt die Werte Qpvzf in Abhängigkeit von den bekannten nicht-adaptiven und gemessenen adaptiven Koeffizienten der Gl. 7 und 11 und dem Rohrdruck P.
Jedes Mal, wenn eine neue Abflussstrommessung während des Betriebs im Modus zur Erfassung adaptiver Parameter vorgenommen wird, aktualisiert oder adaptiert das Steuersystem 20 die Koeffizienten in den Gleichungen 7 und 11 (z. B. in den entsprechenden Bereichen). Das Verfahren wird über die Rohrdrücke P des Vektors geführt, um Tzf und Qpvzf in Abhängigkeit eines Bereichs von Rohrdrücken zu definieren. Das Steuersystem 20 kann dann die aktualisierten und aktuellsten Informationen, die eine bestimmte Einspritzvorrichtung 30 kennzeichnen, wie etwa Tzf, verwenden, um ein Steuersignal mit einer befohlenen Einschaltzeit zu erzeugen, das die gewünschte eingespritzte Kraftstoffimpulsmenge (z. B. eine geringe Kraftstoffmenge) während des normalen Betriebs des Motors 10 (z. B. als Reaktion auf einen Befehl für ein Einspritzimpulsereignis) erzeugt.
Die in 11 dargestellte beispielhafte Einspritzvorrichtung 30 weist eine Reaktionszeit zum Öffnen des Vorsteuerventils auf, die im Allgemeinen um etwa 350 Mikrosekunden geringer ist als die der nominalen Einspritzvorrichtung. 12 ist ein Diagramm eines Vorsteuerventilabflussmodells für eine andere Einspritzvorrichtung 30, die eine Reaktionszeit zum Öffnen des Vorsteuerventils aufweist, die im Allgemeinen um 550 Mikrosekunden länger als die der nominalen Einspritzvorrichtung ist. 13 ist ein Diagramm eines Vorsteuerventil-Abflussstrommodells für eine andere Einspritzvorrichtung 30, die eine Reaktionszeit zum Öffnen des Vorsteuerventils aufweist, die im Allgemeinen nahe an derjenigen der nominalen Einspritzvorrichtung liegt.
Die adaptiven Parameterdaten und/oder entsprechende individuelle aktualisierte Werte von Tzf können durch das Steuersystem 20 bei normalem Motorbetriebs gespeichert und verwendet werden (z. B. als Look-Up-Tabelle oder adaptive Parameterinformationen oder Koeffizienten oder als Look-Up-Tabelle von Tzf-Werten). In anderen Ausführungsformen verwendet das Steuersystem 20 in Schritt 616 des Verfahrens 600 (6) die in Schritt 602 bestimmten Informationen, um aktualisierte Koeffizienten einer Gleichung wie Gl. 2 (5A) zu berechnen, die Tzf als kontinuierliche Funktion des Rohrdrucks P beschreibt. In bestimmten Ausführungsformen kann der motorinterne Adaptionsprozess beispielsweise eine Methode der kleinsten Quadrate verwenden, um Tzf und Qpvzf bei jedem Rohrdruck gleichzeitig zu lösen, indem sowohl Gl. 7 als auch Gl. 11 verwendet werden, um einfach die sich schneidenden Tzf- und Qpvzf-Werte bei mehreren Rohrdrücken zu finden, um die Tzf-Gleichung für jede Einspritzvorrichtung 30 nach jeder Messung zu adaptieren. Ein fester Eingangsvektor von Drücken P kann in die Kalibrierung eingegeben werden, wo die einzelnen Werte der Rohrdrücke im Vektor den Drücken entsprechen, bei denen die genauesten Kraftstoffimpulse niedriger Menge gewünscht werden. In den Daten für beispielhafte DOE-Einspritzvorrichtungen befanden sich acht Drücke im Vektor: 300, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 und 1800 bar, und der eingegebene Tzf-Wert für jeden der Drücke im Druckvektor kann unter Verwendung von Gl. 12 (5B) gelöst werden.
Die drei Koeffizienten Ctzf0 Ctf1 und Ctzf2 in Gl. 2 direkt mit Gl. 14 in 5B gezeigt. Da die zu invertierende symmetrische Matrix in der Kalibrierung fixiert ist und nur vom Eingangsdruckvektor abhängig ist, können bei der Kalibrierung sechs i_xx Terme wie durch Gl. 15 in 5B gezeigt vorberechnet werden. Die drei Koeffizienten im Tzf Gl. 2 können direkt unter Verwendung von den in 5C gezeigten Gl. 16A-16C berechnet werden.
Tcq
Wie vorstehend beschrieben, verwenden Ausführungsformen des Steuersystems 20 eine befohlene Delta-Einschaltzeit, die zur Null-Durchfluss-Einschaltzeit Tzf addiert wird, um eine Einschaltzeit zu bestimmen, die einen Einspritzimpuls mit geringer Kraftstoffmenge erzeugt. In Ausführungsformen beinhaltet die zusätzliche Einschaltzeit, die für die Kraftstoffmenge repräsentativ ist, eine nicht adaptierende befohlene Delta-Einschaltzeit Tcq, die abhängig von der gewünschten Einspritzmenge, dem Rohrdruck P und dem Zylinderdruck Pcyl ist. 14 zeigt ein grafisches Beispiel von Tcq-Werten für eine beispielhafte Einspritzvorrichtung 30 für eingespritzte Kraftstoffmengen bei und unterhalb bestimmter relativ niedriger Niveaus in Abhängigkeit von Rohrdrücken P bei einem bestimmten Zylinderdruck Pcyl. Die Tcq-Werte werden in der Regel mit der gewünschten Einspritzmenge, mit niedrigeren Betriebs- (z. B. Rohr-) Drücken P und mit niedrigeren Zylinderdrücken Pcyl ansteigen. In Ausführungsformen wird eine tabellarische Look-Up-Tabellenstruktur verwendet, um die Tcq-Werte in dem Steuersystem 20 darzustellen. Andere Ausführungsformen verwenden Koeffizienten oder andere Informationen, die einen kontinuierlichen Satz von Tcq-Werten definieren (z. B. basierend auf Rohrdruck P und optional Zylinderdruck Pcyl). Die Tabellenwerte bzw. Gleichungskoeffizienten können aus einem Prüfstand gewonnen werden. Im Ablaufdiagramm aus 6 stellt Schritt 620 die Bestimmung von Tcq-Werten dar.
Erfassung von ΔT1b-Parameterinformationen
Ausführungsformen des Steuersystems 20 können auch eine adaptierte befohlene Delta-Einschaltzeit ΔT1b verwenden, die zur Null-Durchfluss-Einschaltzeit Tzf addiert wird, um eine befohlene Einschaltzeit zu bestimmen, um einen Einspritzimpuls mit geringer Kraftstoffmenge zu erzeugen. Einspritzvorrichtungen 30 mit Parametern, die dazu neigen, den unteren Kolben oder das Düsenventil 210 der Einspritzvorrichtung mit einer höheren Geschwindigkeit (z. B. im ballistischen Bereich) zu öffnen als das einer nominalen Einspritzvorrichtung bei einem Betriebsrohrdruck P und Zylinderdruck Pcyl, können dazu neigen, für eine bestimmte Einschaltdauer höhere Einspritzmengen an Kraftstoff einzuspritzen, insbesondere in relativ niedrigen Einspritzabschnitten des ballistischen Bereichs. Da die gleichen Parameter auch dazu neigen, die durch das Düsenventil 210 der Einspritzvorrichtung 30 bereitgestellte Einspritzmenge über den gesamten Betriebsbereich der Einspritzvorrichtung, für den das Düsenventil 210 ballistisch arbeitet, zu erhöhen, können Daten oder andere Informationen aus der eingespritzten Kraftstoffreaktion auf eine Änderung der befohlenen Einschaltzeit in den ballistischen Tankbereichen, wie etwa in einem ballistischen Mittelbetankungsbereich der Einspritzvorrichtung (der adaptiv berechnet und gemäß herkömmlichen oder anderweitig bekannten Ansätzen und/oder Ansätzen ähnlich denen, die hier im Zusammenhang mit der Erfassung von Parametern im Zustand ohne Einspritzung beschrieben sind, gespeichert werden können) zur Verbesserung der Schätzung der Menge durch das Steuersystem 20 in niedrigen und anderen Betankungsbereichen (z. B. ohne zusätzliche Betankungsmessungen im Bereich der geringen eingespritzten Menge) verwendet werden. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens 600 nutzen effektiv Informationen aus dem ballistischen Betriebsbereich der spezifischen Einspritzvorrichtung 30 als virtuellen Sensor, um die Genauigkeit von Einspritzimpulsen geringer Kraftstoffmenge zu erhöhen.
Ausführungsformen des Steuersystems 20 verwenden Gl. 17 (5C), um einen Wert ΔTbf_nominal als die Differenz zwischen einer befohlenen Einschaltzeit, die einer ballistischen (z. B. ballistischen Mittenbetankungs-) Kraftstoffmenge zugeordnet ist, die in Abhängigkeit des Rohrdrucks P für eine nominale Kraftstoffeinrichtung (Tbf_nominal) fest und nicht adaptiv ist, und den Tzf-Wert bei jedem Rohrdruck P im Vektor für die nominale Kraftstoffeinrichtung (Tzf_nominal) zu definieren. Daten, die für ΔTbf nominal repräsentativ sind, können beispielsweise durch Prüfstandsversuche von nominalen Einspritzvorrichtungen bestimmt und durch das Steuersystem 20 gespeichert werden. In ähnlicher Weise kann das Steuersystem 20 Gl. 18 (5C) verwenden, um einen Wert ΔTbf_individuell als die Differenz zwischen einer befohlenen Einschaltzeit, die mit einer bestimmten Einspritzvorrichtung 30 im ballistischen (z. B. ballistischen Mittelbetankungs-) Bereich in Abhängigkeit vom Rohrdruck P (Tbf individuell) eingespritzt wird, und dem Tzf-Wert bei jedem Rohrdruck P im Vektor für die bestimmte Einspritzvorrichtung 30 (Tzf_individuell) zu definieren. Wie Gl. 19 zeigt, kann eine Eingabe für den virtuellen Sensor im Verbindung mit der Erzeugung von Tankimpulsen für geringe Mengen, ΔTb, durch die Differenz zwischen den befohlenen Einschaltzeiten ΔTbf individuell und ΔTbf_nominal definiert werden. In den in 6 dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens 600 beschreiben die Schritte 622 und 624 die Bestimmung der Werte Tbf_nominal bzw. Tbf_individuell. Ein fester Vektor von Einspritzmengen, die jedem Druckvektorwert zugeordnet sind, wird bei der Kalibrierung eingegeben und festgelegt und soll innerhalb des unteren Kolbenballistikbereichs bleiben. Auf diese Weise können die eingespritzten Mengenwerte minimiert oder anderweitig optimiert werden und die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des Becherflusses minimiert oder optimiert werden.
Gl. 20 in 5C beschreibt eine Beziehung, mittels derer Ausführungsformen des Steuersystems 20 ΔT1b basierend auf ΔTb bestimmen. In Gl. 20 sind Clb feste, nicht adaptierende Werte für jeden Rohrdruck P des Druckvektors.
Wie in Gl. 3 in 5A beschrieben, kann die resultierende befohlene Einschaltzeit Tql sowohl auf dem nicht-adaptierenden befohlenen Delta-Einschaltzeitwert Tcq als auch auf dem adaptierenden befohlenen Delta-Einschaltzeitwert ΔT1b basieren. Gl. 4 in 5A ist eine Kurvenanspassungsform für Tql als kontinuierliche Funktion des Rohrdrucks. In Ausführungsformen kann die Genauigkeit des Verfahrens 600 verbessert werden, indem Gl. 4 in ähnliche Gleichungen für jede der verschiedenen Rohrdruckbereiche (z. B. einen Niederdruckbereich, einen Mitteldruckbereich und einen Hochdruckbereich) im Druckvektor aufgeteilt wird (z. B. wie in Schritt 604 in 6 dargestellt). Die eingegeben Werte Tql für jeden Rohrdruck P der Druckregionen im Druckvektor werden unter Verwendung von Gl. 3 bestimmt. Die drei Anpassungskurven-Koeffizienten Cq10, Cq11 und Cq12 in Gl. 4 können unter Verwendung von der in 5C bestimmten Gl. 22 bestimmt werden. Da die zu invertierende symmetrische Matrix bei der Kalibrierung feststeht und nur vom Eingangsdruckvektor abhängt, gibt es sieben uxx-Terme, die bei der Kalibrierung vorberechnet werden können, wie in Gl. 23 in 5D gezeigt. Gl. 24A, 24C und 24D in 5D können zur direkten Berechnung der drei Koeffizienten Cql0, Cq11 und Cq12 verwendet werden.
Als grafische Beispiele zeigt 15A die ΔTbf_nominalen Werte bei drei Rohrdrücken des Druckvektors (300, 600 und 1400 bar) für eine nominale Einspritzvorrichtung. 15B zeigt die ΔTbf_individuellen Werte bei denselben drei Rohrdrücken P für eine beispielhafte schnell öffnende Einspritzvorrichtung 30, bei der die ΔTbf individuellen Werte kleiner als ΔTbf_nominal sind . 15C zeigt die ΔTbf_individuellen Werte bei denselben drei Rohrdrücken P für eine beispielhafte langsam öffnende Einspritzvorrichtung 30, bei der die ΔTbf_individuellen Werte größer als ΔTbf_nominal sind. In Verbindung mit 15A-15C ist 16 ein Diagramm, das bestimmte niedrige eingespritzte Kraftstoffmengen (z. B. 15- 35 mg) in einem unteren ballistischen Betriebsbereich in Abhängigkeit des Rohrdrucks für eine repräsentative Einspritzvorrichtung 30 darstellt.
In Ausführungsformen werden die festen und nicht-adaptierenden Clb-Werte während der Prüfstandstests mit Hilfe von nominalen Versuchs(DOE)-Einspritzvorrichtungen berechnet, die die Beziehungen zwischen den virtuellen Sensor-ΔTb-Werten und der Reaktion im Bereich geringer Mengen ΔT1b bereitstellen. 17A-17F sind grafische Beispiele für eine Reihe verschiedener Clb-Werte.
Die festen, nicht anpassungsfähigen Kalibrierungswerte von Clb können unter Verwendung von nominalen und DOE-Einspritzvorrichtungen, die der Einspritzvorrichtung 30 entsprechen, beim Prüfstand berechnet werden, um die Beziehung zwischen dem virtuellen Sensor ΔTb und der Reaktion im niedrigen ballistischen Bereich ΔT1b bereitzustellen, wie in dem Diagramm in 19 bei einem Druck von 1000 bar dargestellt. Wie im Diagramm von 19 dargestellt ist, ist für die nominalen und DOE-Einspritzvorrichtungen die Beziehung zwischen ΔTb und ΔT1b und vom Druck abhängig und nicht linear. Wie aus dem Diagramm in 18 hervorgeht, wurde für die Darstellung von Clb eine stückweise lineare Beziehung der Steigung von ΔT1b als Funktion von ΔTb gewählt, wobei sich die Werte der Steigung unterscheiden, wenn ΔTb >0 für „eine langsamere Öffnungsrate als nominal“ und wenn ΔTb <0 für „eine schnellere Öffnungsrate als nominal“ ist. Falls gewünscht, können in Ausführungsformen die Clb-Werte im Vergleich zu den auf dem Prüfstand entwickelten optimalen Werten reduziert werden, um sowohl die Genauigkeit als auch die Präzision der niedrigen Einspritzmenge zu maximieren oder zu optimieren und die Empfindlichkeit der angepassten Reaktion auf Fehler in ΔTb zu verringern. Durch das Steuersystem 20 können auch maximale Absolutwerte von ΔTb eingestellt werden. Bei schneller öffnenden Einspritzvorrichtungen ist Clb in der Regel betragsmäßig kleiner, da die Öffnungsneigung der Einspritzvorrichtung in der ultraniedrigen Betankung für den nominalen Einspritzvorrichtung in der Regel relativ steil ist. Schritt 624 des in 6 dargestellten Verfahrens 600 beschreibt die Berechnung von Clb-Werten. Schritt 626 beschreibt die Berechnung von ΔT1b-Werten.
Die auf dem Rohrdruck P basierenden Tql-Reaktionsfunktionen werden in Ausführungsformen unter Verwendung der individuell berechneten Tql -Werte für jeden Rohrdruck P im Druckvektor unter Verwendung von Gl. 4 berechnet. Die Genauigkeit des Verfahrens 600 für zwei relativ offene, extreme Versuchspläne wird in den Diagrammen in 20 und 21 dargestellt. Die in 20 dargestellte DOE-Einspritzvorrichtung benötigte eine deutlich längere befohlene Einschaltzeit, um die angestrebten 2 mg eingespritzte Menge abzugeben, als eine nominale Einspritzvorrichtung. Die in 21 dargestellte DOE-Einspritzvorrichtung benötigte eine deutlich kürzere befohlene Einschaltzeit, um die angestrebten 2 mg eingespritzte Menge abzugeben, als eine nominale Einspritzvorrichtung. Diese relativ extreme DOE-Einspritzvorrichtung hatte eine relativ hohe eingespritzte Mengenfehler bei 2 mg einer beliebigen Gruppe von achtundvierzig DOE-Einspritzvorrichtungen, die als 6+ Sigma-Beispiele für Entwicklungs- und Testzwecke gebaut wurden.
ΔPcyl Zylinderdruckausgleich
Wie oben im Zusammenhang mit Gl. 5 (5A) beschrieben, erzeugen Ausführungsformen des Steuersystems 20 Einspritzimpulssteuersignale basierend auf dem Zylinderdruck Pcyl des Zylinders, in den der zugeordnete Einspritzkraftstoffimpuls abgegeben werden soll. Im Bereich der niedrigen Einspritzmenge erhöht eine Erhöhung des Zylinderdrucks die Einspritzmenge, da die erhöhte Netto-Zylinderdruckkraft, die auf den Spitzenbereich des unteren Kolbens unterhalb des Kolben- und Düsendichtungsbereichs wirkt, einen früheren Einspritzbeginn bewirkt. Für bestimmte Einspritzvorrichtungen ist die eingespritzte, gegenüber dem Zylinderdruck unempfindliche Kraftstoffmenge im Diagramm der 22 dargestellt. Bei höheren Einspritzmengen führt eine Erhöhung des Zylinderdrucks aufgrund der verringerten, die Einspritzströmungsgeschwindigkeit antreibenden Nettodruckdifferenz netto zu einer Verringerung der Einspritzmenge. Im niedrigen (z. B. ultraniedrigen) Bereich kann die Änderung der Einschaltzeit für eine Einspritzvorrichtung 30 mit Gl. 25 in 5D modelliert werden. Die Koeffizienten Ccy10, Ccy11, Ccy12, Ccyl3 und Ccyl4 können nicht adaptierend sein und aus Prüfstandsergebnissen bestimmt werden. Die Änderung der befohlenen Einschaltzeit zur Berücksichtigung des Zylinderdrucks ΔPcyl und der geringen Einspritzmenge Q kann unter Verwendung von Gl. 6 in 5A geschätzt werden. Die sich daraus ergebende Netto-Einschaltdauer, die in der niedrigen (z. B. ultraniedrigen) Betankungsregion verwendet werden kann, umfasst die fünf Terme, die in der Berechnung gemäß Gl. 5 in 5A addiert werden. Schritt 630 des in 6 dargestellten Verfahrens 600 beschreibt die Berechnung von ΔPcyl-Werten. Schritt 632 beschreibt die Berechnung der Tql-Werte.
Beispielhafte Steuersystemhardware
Viele Aspekte der Offenbarung werden in Form von Aktionssequenzen beschrieben, die durch Elemente eines Computersystems oder anderer Hardware durchgeführt werden, die in der Lage sind, programmierte Anweisungen auszuführen, wie etwa ein Universalcomputer, ein Spezialcomputer, eine Workstation oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät. Es wird erkannt, dass in jeder der Ausführungsformen die verschiedenen Aktionen durch spezielle Schaltungen (z. B. diskrete logische Gatter, die miteinander verbunden sind, um eine spezielle Funktion auszuführen), durch Programmanweisungen, wie logische Blöcke, Programmmodule usw., die von einem oder mehreren Prozessoren (z. B. einem oder mehreren Mikroprozessoren, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und/oder anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen) oder durch eine Kombination von beiden durchgeführt werden können. Beispielsweise können Ausführungsformen in Hardware, Firmware, Middleware, Microcode oder einer Kombination davon implementiert werden. Die Anweisungen können Programmcode oder Codesegmente sein, die notwendige Aufgaben ausführen und in einem nicht transitorischen maschinenlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium oder anderen Speichern, gespeichert sein. Ein Codesegment kann eine Prozedur, eine Funktion, ein Unterprogramm, ein Programm, eine Routine, eine Subroutine, ein Modul, ein Paket, eine Klasse oder eine beliebige Kombination von Anweisungen, Datenstrukturen oder Programmanweisungen darstellen. Ein Codesegment kann mit einem anderen Codesegment oder einer Hardwareschaltung gekoppelt werden, indem es Informationen, Daten, Argumente, Parameter oder Speicherinhalte weitergibt und/oder empfängt.
Das nicht transitorische, maschinenlesbare Medium kann außerdem in jeder greifbaren Form eines computerlesbaren Trägers enthalten sein, wie etwa in einem Festkörperspeicher, einer Magnetplatte oder einer optischen Platte, die einen geeigneten Satz von Computeranweisungen, wie etwa Programmmodule, und Datenstrukturen enthält, die einen Prozessor dazu veranlassen, die hier beschriebenen Techniken auszuführen. Ein computerlesbares Medium kann Folgendes umfassen: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, Magnetplattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder oder andere magnetische Speichervorrichtungen, eine tragbare Computerdiskette, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (z. B. EPROM, EEPROM oder Flash-Speicher) oder jedes andere greifbare Medium, das Informationen speichern kann.
Es ist zu beachten, dass das System der vorliegenden Offenbarung hier mit verschiedenen Modulen und Einheiten dargestellt und erörtert wird, die bestimmte Funktionen erfüllen. Es sollte klar sein, dass diese Module und Einheiten der Übersichtlichkeit halber nur schematisch anhand ihrer Funktion dargestellt sind und nicht unbedingt spezifische Ausführungsformen darstellen. Dabei können diese Module, Einheiten und anderen Komponenten so eingesetzt werden, dass sie im Wesentlichen ihre hier beschriebenen Funktionen erfüllen. Die verschiedenen Funktionen der einzelnen Komponenten können beliebig kombiniert oder als Module voneinander getrennt werden und sind einzeln oder in Kombination nützlich. Eingabe-/Ausgabevorrichtungen oder Benutzerschnittstellen, wie etwa Tastaturen, Bildschirme, Zeigevorrichtungen usw., können entweder direkt oder über zwischengeschaltete E/A-Steuerungen mit dem System verbunden werden. Die verschiedenen Aspekte der Offenbarung können also in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden, und alle diese Formen fallen in den Umfang der Offenbarung.
Kurzdarstellung
Die hierin beschriebenen Verfahren können zum Bestimmen der motorinternen, in einem geschlossenen Regelkreis befohlenen Einschaltzeiten bei einem Bereich von Kraftstoffimpulsmengen verwendet werden und sind insbesondere in Verbindung mit niedrigen oder ultraniedrigen Einspritzmengen nützlich. Die Genauigkeit des Verfahrens basierend auf Testergebnissen beträgt etwa: (End-of-Life-Einspritzvorrichtungen: 1 ± 0,53 mg und 2 ± 0,69 mg). Das Verfahren ist für den Motor nicht störend, da es keine einmaligen Einspritzungen erfordert, die Impulse erzeugen. Das Verfahren stellt eine befohlene Einschaltzeit im Bereich niedriger und ultraniedriger Einspritzmengen bereit. Das Verfahren liefert eine Schätzung der Steigung der eingespritzten Menge im Bereich niedriger und ultraniedriger Einspritzmengen. Da das Verfahren sowohl die befohlene Einschaltzeit als auch die Steigung im niedrigen und ultraniedrigen Bereich bereitstellt, kann es in Ausführungsformen nicht erforderlich sein, dass die Ansprechfläche für den niedrigen Betankungsbereich sowohl den ultraniedrigen als auch den niedrigen Betankungsbereich anspricht. Die befohlene Einschaltzeit und Steigung im niedrigen und ultraniedrigen Bereich bildet die Grundlage für die niedrige Betankungskurve. Die niedrigen und ultraniedrigen Betankungsmengen können ausgewählt sein, um die Vorsteuermenge für den Algorithmus zur Interaktion zwischen Vorsteuer- und Haupttank zu verbessern. Das Verfahren ist rechentechnisch relativ einfach und kann effizient durchgeführt werden. Das Verfahren kann eine extrem schnelle Rückmeldung über die Änderungen der befohlenen Einschaltzeit in Bezug auf die niedrige und ultraniedrige Menge bereitstellen, die in Algorithmen wie der On-Board-Diagnose (OBD), der Fehlererkennung und für Servicezwecke genutzt werden kann. Das Verfahren ist robust gegenüber den meisten Geräuschquellen, wie zum Beispiel dem Steuerventilabflussdruck. Das Verfahren ist relativ einfach zu kalibrieren und kann basierend auf Prüfstandstestergebnissen effizient durchgeführt werden. In Fällen, in denen die Prüfung am Motor eine Verzerrung bei der niedrigen oder sehr niedrigen Einspritzmenge ergibt, kann die Methode die Abweichung effizient und effektiv beheben. Das Verfahren verwendet weitgehend lineare Gleichungen, wodurch der Bedarf an komplexen Verarbeitungsschritten in Algorithmen minimiert wird. Die Methode nutzt weitgehend offene Regelkreisstrukturen mit festen Koeffizienten, die leicht am Prüfstand und nicht motorintern kalibriert werden können. Das Verfahren ist in Bezug auf Motoremissionen nicht störend. Während der motorinternen Datenerfassung erfolgt keine Einspritzung, und die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Einspritzung ist gering. Die Datenerfassung kann auch dann erfolgen, wenn der Motor mit einer anderen Einspritzvorrichtung Leistung erzeugt. Das Verfahren ermöglicht eine schnelle Anpassung an den Motor, wodurch „betriebsgestörte“ Einspritzvorrichtungen u. a. für die On-Board-Diagnose schnell erkannt werden können. Das Verfahren kann verwendet werden, um Geräuschquellen wie den momentanen Zylinderdruck während der Kleinmengeneinspritzung zu berücksichtigen. Das Verfahren verringert die Wahrscheinlichkeit, einen Nicht-Einspritzimpuls zu erhalten, wenn ein Nicht-Null-Einspritzimpuls befohlen wird, erheblich. Die Betriebsumgebung des Einspritzvorsteuerventils innerhalb der Ventilabdeckung des Motors wirkt sich positiv auf die Robustheit der Abflussmenge des Vorsteuerventils gegenüber vielen Geräuschquellen aus.
Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele andere Ausführungsformen werden für den Fachmann beim Lesen und Verstehen der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Es wird beispielsweise in Betracht gezogen, dass Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, zusätzlich oder alternativ zu Merkmalen verwendet werden, die in einer anderen Ausführungsform beschrieben oder damit verbunden sind. Der Schutzumfang der Erfindung sollte deshalb unter Bezugnahme auf die beigefügten Patentansprüche gemeinsam mit dem vollständigen Schutzumfang von Äquivalenten, zu denen derartige Patentansprüche berechtigt sind, bestimmt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Motors mit Kraftstoffeinspritzung, umfassend: periodisches Betreiben einer oder mehrerer Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem nicht Zustand ohne Einspritzung; Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen, die repräsentativ für den Betrieb der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand ohne Einspritzung sind; Betreiben der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Zustand mit Einspritzung, um einen gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und Informationen, die repräsentativ für eine zusätzliche Kraftstoffmenge sind, einzuspritzen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand ohne Einspritzung periodische Betreiben der Einspritzvorrichtungen bei einer Vielzahl von Rohrdrücken beinhaltet; das Erzeugen und Speichern der Parameterinformationen Erzeugen und Speichern der Parameterinformationen bei jedem der Vielzahl von Rohrdrücken beinhaltet; und das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung beinhaltet, dass die Einspritzvorrichtung dazu veranlasst wird, den gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und dem Rohrdruck einzuspritzen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen Erzeugen und Speichern von Informationen beinhaltet, die repräsentativ für den Vorsteuerkraftstofffluss in einem nicht betriebsbereiten oder einem Zustand ohne Einspritzung sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei: das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen Erzeugen und Speichern von Informationen beinhaltet, die repräsentativ für eine Schwelleneinschaltzeit sind, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vom Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht; und das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung beinhaltet, dass die Einspritzvorrichtung dazu veranlasst wird, den gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf der Schwelleinschaltzeit einzuspritzen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung Veranlassen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen des gewünschten Kraftstoffimpulses basierend auf den Parameterinformationen und den gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen, die repräsentativ für den Betrieb einer nominalen Einspritzvorrichtung in einem Zustand ohne Einspritzung ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen im Zustand mit Einspritzung Veranlassen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen eines gewünschten Kraftstoffimpulses basierend auf den Parameterinformationen und den gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen, die repräsentativ für den Betrieb einer nominalen Einspritzvorrichtung in einem Zustand ohne Einspritzung ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei: die Parameterinformationen Informationen sind, die repräsentativ für eine Schwelleneinschaltzeit sind, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vom Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht; und die gespeicherten nominalen Krafteinspritzvorrichtungsinformationen repräsentativ für eine Schwelleneinschaltzeit der nominalen Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind, wenn die nominale Kraftstoffeinspritzvorrichtung vom Zustand ohne Einspritzung in den Zustand mit Einspritzung übergeht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei: Erzeugen und Speichern von Informationen, die repräsentativ für den Betrieb in dem einen oder den mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors im Zustand ohne Einspritzung sind, Erzeugen und Speichern von Informationen, die repräsentativ für einen Abflussstrom der Einspritzvorrichtung im Zustand ohne Einspritzung sind; und die gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen Informationen beinhalten, die repräsentativ für einen Abflussstrom der nominalen Kraftstoffeinspritzung im Zustand ohne Einspritzung sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen die Parameterinformationen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen für den Betrieb der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors im Zustand mit Einspritzung repräsentative Information beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen für den Betrieb der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem ballistischen Bereich des Zustands mit Einspritzung repräsentative Information beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die für die zusätzliche Kraftstoffmenge repräsentativen Informationen gespeicherte nominale Einspritzvorrichtungsinformationen beinhalten, die für den Betrieb einer nominalen Einspritzvorrichtung in einem Zustand mit Einspritzung repräsentativ ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die gespeicherten nominalen Einspritzvorrichtungsinformationen gespeicherte Informationen beinhalten, die für den Betrieb der nominalen Einspritzvorrichtung in einem ballistischen Bereich des Zustands mit Einspritzung repräsentativ ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die für die zusätzliche Zeitdauer repräsentativen Informationen Informationen beinhalten, die eine Beziehung zwischen einer Öffnungszeit einer nominalen Einspritzvorrichtung und einer tatsächlichen Öffnungszeit einer Vielzahl von Versuchskraftstoffeinspritzvorrichtungen definieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gewünschte Kraftstoffimpuls ein relativ kleiner Mengenimpuls an Kraftstoff ist, optional eine Menge innerhalb eines ballistischen Öffnungsbereichs der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, oder optional innerhalb einer unteren Hälfte des ballistischen Öffnungsbereichs der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen Erzeugen und Speichern von Parameterinformationen, die repräsentativ für den Betrieb der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in einem Zustand mit Einspritzung bei einer Vielzahl von Zylinderdrücken beinhaltet; und das Betreiben der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Einspritzen eines gewünschten Kraftstoffimpulses Veranlassen der Einspritzvorrichtung, den gewünschten Kraftstoffimpuls basierend auf den Parameterinformationen und dem Zylinderdruck einzuspritzen, beinhaltet.
Steuersystem für einen Motor mit Kraftstoffeinspritzung, der eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhaltet, umfassend: Speicher zum Speichern von Daten, die Folgendes definieren: nominale Vorsteuerinformationen, die für Schwelleneinschaltzeiten und zugeordnete Vorsteuerabflussströme bei einer Vielzahl von Rohrdrücken einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung repräsentativ sind, wobei die nominale Kraftstoffeinspritzvorrichtung der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors entspricht und die Schwelleneinschaltzeit für eine Zeit repräsentativ ist, wenn die nominale Kraftstoffeinspritzvorrichtung zwischen einem Zustand ohne Einspritzung und einem Zustand mit Einspritzung bei dem zugeordneten Rohrdruck wechselt; Schwelleineschaltzeitinformationen für die eine oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen; und nominale Delta-Einschaltzeit-Informationen, die für eine Vielzahl von gewünschten niedrigen Kraftstoffmengen repräsentativ sind und auf der Vielzahl von Rohrdrücken basieren; einen Eingang, der Folgendes empfängt: Rohrdruck; und Befehle für Kraftstoffeinspritzimpulse mit geringer Kraftstoffmenge, wobei die niedrigen Kraftstoffmengen wahlweise Mengen innerhalb eines ballistischen Bereichs der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen oder optional innerhalb einer unteren Hälfte des ballistischen Bereichs der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind; einen oder mehrere Prozessoren, die zu Folgendem konfiguriert sind: periodisches Betreiben der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors bei Ereignissen im Zustand ohne Einspritzung zu einer Vielzahl von Einschaltzeiten und bei einer Vielzahl von Rohrdrücken; Bestimmen von Abflussströmen der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen als Reaktion auf die Ereignisse im Zustand ohne Einspritzung; Bestimmen und Speichern der Schwelleneinschaltzeitinformationen für die eine oder die mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen basierend auf den bestimmten Abflussströmen und den nominalen Vorsteuerinformationen als Reaktion auf die Ereignisse im Zustand ohne Einspritzung, wobei die Schwelleneinschaltzeitinformationen für eine Einschaltzeit repräsentativ ist, wenn die Einspritzvorrichtung von dem Zustand ohne Einspritzung in einen Zustand mit Einspritzung bei der Vielzahl von Rohrdrücken übergeht; und als Reaktion auf die Befehle für die Einspritzimpulse geringer Kraftstoffmenge, Erzeugen von Steuersignalen, die repräsentativ für die Einspritzimpulse geringer Kraftstoffmenge sind, basierend auf den gespeicherten Schwelleinschaltzeitinformation, den gespeicherten nominalen Delta-Einschaltzeit-Informationen und dem Rohrdruck.
Steuersystem nach Anspruch 17, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren dazu konfiguriert sind, die Schwelleneinschaltzeitinformationen für die eine oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen als individuelle Schwelleneinschaltzeiten bei individuellen Rohrdrücken zu bestimmen und zu speichern, durch: Erzeugen und Speichern eines oder mehrerer adaptiver Abflusstromkoeffizienten in dem Speicher, die den bestimmten Abflussstrom während der Ereignisse im Zustand ohne Einspritzung definieren, basierend auf der zugeordneten Einschaltzeit und dem Rohrdruck; Erzeugen und Speichern eines oder mehrerer adaptiver Delta-Abflusstromkoeffizienten in dem Speicher, die zeitliche Änderungen des Abflussstroms zu der Schwelleneinschaltzeit in Bezug auf Änderungen der Schwelleneinschaltzeit definieren; und Erzeugen und Speichern der individuellen Schwelleneinschaltzeiten in dem Speicher, basierend auf dem einen oder den mehreren adaptiven Abflussstromkoeffizienten, des einen oder der mehreren adaptiven Delta-Abflussstromkoeffizienten, der nominalen Vorsteuerinformationen und des Rohrdrucks.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren dazu konfiguriert, ist die Schwelleneinschaltinformationen für die eine oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zu bestimmen und zu speichern, indem Kurvenanpassungskoeffizienten erzeugt und gespeichert werden, die eine kontinuierliche Beziehung zwischen den Schwelleneinschaltzeiten und Rohrdrücken basierend auf den einzelnen Schwelleneinschaltzeiten definieren.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem konfiguriert sind: Bestimmen und Speichern von Informationen zur Betankung des ballistischen Bereichs der einen oder der mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in dem Speicher, einschließlich: periodisches Betreiben der einen oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Motors in einem ballistischen Bereich während Ereignissen mit Einspritzung zu einer Vielzahl von Einschaltzeiten und bei einer Vielzahl von Rohrdrücken; Bestimmen und Speichern von Informationen, die für die eingespritzten Kraftstoffimpulsmengen und zugeordneten Einschaltzeiten und Rohrdrücke repräsentativ sind, als Reaktion auf die Ereignisse im Zustand mit Einspritzung; und als Reaktion auf die Befehlen für die Einspritzimpulse geringer Kraftstoffmenge: Erzeugen einer Delta-Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung basierend auf Betankungsinformationen über den ballistischen Bereich der Einspritzvorrichtung; und Erzeugen von Steuersignalen, die für die Einspritzimpulse geringer Kraftstoffmenge repräsentativ sind, basierend auf den gespeicherten Schwelleinschaltzeitinformation, den gespeicherten nominalen Delta-Einschaltzeit-Informationen, der Delta-Einschaltzeit der Einspritzvorrichtung und dem Rohrdruck.
Steuersystem nach Anspruch 20, wobei: der Speicher Daten steuert, die Folgendes definieren: Betankungsinformationen über den ballistischen Bereich einer nominalen Einspritzvorrichtung; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem konfiguriert sind: Bestimmen der Delta-Einschaltzeit einer Einspritzvorrichtung basierend auf den Betankungsinformationen über den ballistischen Bereich der nominalen Einspritzvorrichtung und den Betankungsinformationen über den ballistischen Bereich der Einspritzvorrichtung.
Steuersystem nach Anspruch 21, wobei: der Speicher Daten steuert, die Folgendes definieren: Kalibrierungsinformationen zur nominalen Delta-Öffnungsgeschwindigkeit, die eine Beziehung zwischen einer nominalen Öffnungszeit und einer tatsächlichen Öffnungszeit einer Vielzahl von Versuchskraftstoffeinspritzvorrichtungen bei einer Vielzahl von Rohrdrücken und gewünschten niedrigen Kraftstoffeinspritzmengen definieren; und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem konfiguriert sind: Bestimmen der Delta-Einschaltzeit einer Einspritzvorrichtung basierend auf den Betankungsinformationen über den ballistischen Bereich der nominalen Einspritzvorrichtung, den Betankungsinformationen über den ballistischen Bereich der Einspritzvorrichtung und den Kalibrierungsinformationen zur nominalen Delta-Öffnungsgeschwindigkeit.
Steuersystem nach Anspruch 22, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren dazu konfiguriert sind, Kurvenanpassungskoeffizienten zu bestimmen und zu speichern, die eine kontinuierliche Beziehung zwischen Einschaltzeiten für die Kraftstoffeinspritzimpulse niedriger Menge und Rohrdruck basierend auf den gespeicherten Schwelleinschaltzeitinformationen, den gespeicherten nominalen Delta-Einschaltzeitinformationen und den gespeicherten Delta-Einschaltzeiten der Einspritzvorrichtung definieren.