DE19527776A1

DE19527776A1 - Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Treibstoffeinspritzsystems

Info

Publication number: DE19527776A1
Application number: DE19527776A
Authority: DE
Inventors: Travis E Barnes
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1996-02-01
Also published as: GB2291985B; GB2291985A; JP3625533B2; US5445129A; JPH0849591A; GB9511441D0

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf hydraulisch betätigte Treibstoffeinspritzsysteme und insbesondere auf elektronische Steuersysteme zum unabhän gigen Steuern bzw. Regeln der Treibstoffeinspritzrate und -dauer, um einen Motor zu starten bzw. anzulassen.

Stand der Technik

Ein Dieselmotor erreicht Verbrennung durch Einspritzen von Treibstoff, der in die heiße Luft eines Motorzylin ders verdampft. Jedoch während kalten Startbedingungen verliert die Luft viel von ihrer Wärme an die Zylinder wände, was das Starten des Motors schwierig macht. Zum Beispiel, falls zuviel Treibstoff in den Zylinder einge spritzt wird, verringert die Wärme, die erforderlich ist, um den kalten Treibstoff zu verdampfen, die Lufttempera tur um den Einspritzpunkt und kann die Verbrennung ver hindern oder löschen. Somit ist es erforderlich bzw. wünschenswert, Treibstoff langsam einzuspritzen, um den Treibstoff überall in der Verbrennungskammer zu vertei len, um gleichmäßig die resultierenden Wärmeverluste zu verteilen, um die Verbrennung zu veranlassen.

Die Einspritzrate von hydraulisch betätigten Treibstoff einspritzsystemen, ähnlich denjenigen, die in den US- Patenten Nr. 5 191 867 und 5 181 494 beschrieben sind, wird gesteuert bzw. geregelt durch den Betätigungsströ mungsmitteldruck und -viskosität. Jedoch verändert sich die Strömungsmittelviskosität ansprechend auf die Strö mungsmitteltemperatur und Strömungsmittelart bzw. -quali tät bzw. -klasse.

Obwohl es möglich ist, den Betätigungsströmungsmittel druck zu steuern bzw. zu regeln und zwar als eine Funkti on der Strömungsmitteltemperatur für eine einzelne Strö mungsmittelart bzw. -klasse, wird es zunehmend schwierig, den Betätigungsströmungsmitteldruck zu steuern bzw. zu regeln, um einen Motor zu starten, bei dem die Strömungs mittelklasse unbekannt ist.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ver fahren offenbart, das den Betätigungsströmungsmittel druck, der an eine hydraulisch betätigte Einspritzvor richtung geliefert wird, und die Zeitdauer, über die die hydraulisch betätigte Einspritzvorrichtung Treibstoff einspritzt, steuert bzw. regelt. Der erforderliche bzw. Sol l-Betätigungsströmungsmitteldruck und -einspritzdauer wird über einen Bereich von Werten abgetastet bzw. über strichen oder gesweept, um eine optimale Kombination von Werten zu erreichen, um einen Motor zu starten.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine allgemeine schematische Ansicht eines hydraulisch betätigten, elektronisch gesteuer ten Einspritzvorrichtungstreibstoffsystems für einen Motor mit einer Vielzahl von Einspritz vorrichtungen;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Einspritz vorrichtung für das Treibstoffsystem der Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Betätigungsströmungs mitteldrucksteuerstrategie für das Treibstoff system der Fig. 1, während der Motor ankurbelt aber noch nicht feuert;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Zeitdauersteuerstrate gie, über die Treibstoff für das Treibstoffsy stem der Fig. 1 eingespritzt wird, während der Motor ankurbelt, aber noch nicht feuert; und

Fig. 5A-5C sind Karten bzw. Graphen, die in der Steuer strategie der Fig. 3, 4 verwendet werden.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektroni sches Steuersystem zur Verwendung in Verbindung mit einem hydraulisch betätigten, elektronisch gesteuerten Einheit seinspritzvorrichtungstreibstoffsystem. Hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvor richtungstreibstoffsysteme sind in der Technik bekannt. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist in US-Patent Nr. 5 191 867, ausgegeben an Glassey am 9. März 1993 gezeigt, dessen Offenbarung hierin durch die Bezugnahme mitaufgenommen ist.

Überall in der Beschreibung und den Figuren bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Komponenten oder Teile. Zuerst ist unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektronischen Steuersystems 10 für ein hydraulisch betätigtes, elektronisch gesteuertes Einheitseinspritzvorrichtungstreibstoffsystem gezeigt, auf das im Folgenden als das HEUI (hydraulically actuated electronically controlled unit injector fuel system = hydraulisch betätigtes, elektronisch gesteuertes Einheits einspritzvorrichtungtreibstoffsystem) -Treibstoffsystem Bezug genommen wird. Das Steuersystem umfaßt ein elektro nisches Steuermodul 15, das im folgenden als das ECM (electronic control modul = elektronisches Steuermodul) bezeichnet wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das ECM ein Motorola Microcontroller, Modell Nr. 68 HC11. Jedoch können viele geeignete Kontroller bzw. Steuervorrichtungen verwendet werden in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung, wie einem Fachmann bekannt wäre.

Das elektronische Steuersystem 10 umfaßt hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvor richtungen 25a-f, die individuell bzw. einzeln mit Ausgängen des ECM durch entsprechende elektrische Verbin dungsvorrichtungen 30a-f verbunden sind. In Fig. 1 sind sechs derartige Einheitseinspritzvorrichtungen 25a-f gezeigt, die die Verwendung des elektronischen Steuersy stems 10 mit einem Sechs-Zylindermotor 55 darstellen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf die Verwendung in Verbindung mit einem Sechs-Zylindermo tor. Im Gegenteil kann sie leicht modifiziert werden zur Verwendung mit einem Motor, der irgendeine Anzahl von Zylindern und Einheitseinspritzvorrichtungen 25 besitzt. Jede der Einheitseinspritzvorrichtungen 25a-f ist assoziiert mit einem Motorzylinder, wie in der Technik bekannt ist. Somit, um das bevorzugte Ausführungsbeispiel für einen Betrieb mit einem Achtzylindermotor zu modifi zieren, würde zwei zusätzliche Einheitseinspritzvorrich tungen 25 für eine Summe von acht derartiger Einspritz vorrichtungen 25 erforderlich machen.

Betätigungsströmungsmittel ist erforderlich, um einen ausreichenden Druck vorzusehen, um die Einheitseinspritz vorrichtungen 25 zu öffnen und Treibstoff in einen Motor zylinder einzuspritzen. In einem bevorzugten Ausführungs beispiel weist das Betätigungsströmungsmittel Motoröl auf und die Ölversorgung ist die Motorölpfanne 35. Niedrig drucköl wird von der Ölpfanne durch eine Niedrigdruck pumpe 40 durch einen Filter 45 gepumpt, der Verunreini gungen von dem Motoröl filtert. Der Filter 45 ist mit einer Hochdruckversorgungspumpe 50 mit fester Verdrängung verbunden, die mechanisch verbunden ist mit und angetrie ben wird durch den Motor 55. Hochdruckbetätigungsströ mungsmittel (in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Motoröl) tritt in ein Einspritzvorrichtungsbetätigungs drucksteuerventil 76 ein, das im folgenden als das IAPCV (injector actuation pressure control valve = Einspritz vorrichtungsbetätigungsdrucksteuerventil) bezeichnet wird. Andere Einrichtungen, die in der Technik bekannt sind, können schnell und leicht die Pumpe 50 mit fester Verdrängung und das IAPCV ersetzen. Zum Beispiel umfaßt eine derartige Einrichtung eine Hochverdrängungspumpe mit variablem Druck.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gestattet das IAPCV und die Pumpe 50 mit fester Verdrängung, daß das ECM einen erforderlichen Druck bzw. Soll-Druck von Betä tigungsströmungsmittel aufrecht erhält. Ein Rückschlag ventil 85 ist ebenfalls vorgesehen.

Das ECM enthält Software-Entscheidungslogik und -Informa tion, die optimale Treibstoffsystembetriebsparameter definieren und Schlüsselkomponenten steuere bzw. regeln. Vielfache Sensorsignale, die die verschiedenen Motorpara meter anzeigen, werden an das ECM geliefert, um den laufenden Betriebszustand des Motors zu identifizieren. Das ECM verwendet diese Eingangssignale, um den Betrieb des Treibstoffsystems hinsichtlich der Treibstoffein spritzquantität, dem Einspritztiming bzw. -Zeitsteuerung, und dem Betätigungsströmungsmitteldruck zu steuern. Zum Beispiel erzeugt das ECM die Wellenformen, die erforder lich sind, um das IAPCV und einen Elektromagneten bzw. Solenoid jeder Einspritzvorrichtung 25 anzutreiben.

Die elektronische Steuerung verwendet einige Sensoren, von denen einige gezeigt sind. Ein Motordrehzahlsensor bzw. Motorgeschwindigkeitssensor 90 liest die Signatur eines Timingrads bzw. Zeitsteuerungsrads, das an die Motorkurbelwelle angelegt wird, um die Drehposition und -geschwindigkeit dem ECM anzuzeigen. Ein Betätigungsströ mungsmitteldrucksensor 95 liefert ein Signal an das ECM, um den Betätigungsströmungsmitteldruck anzuzeigen. Außer dem liefert ein Motorkühlmitteltemperatursensor 97 ein Signal an das ECM, um die Motortemperatur anzuzeigen.

Der Einspritzvorrichtungsbetrieb wird nun unter Bezug nahme auf die Fig. 2 beschrieben. Die Einspritzvorrich tung 25 besteht aus drei Hauptbestandteilen bzw. -kompo nenten, einem Steuerventil 205, einem Verstärker (Kolben) 210 und einer Düse 215. Der Zweck des Steuerventils ist es, den Einspritzprozeß zu initiieren und zu beenden. Das Steuerventil 205 umfaßt ein Sitzventil 220, einen Anker 225 und einen Elektromagneten bzw. Solenoid 230. Hoch druckbetätigungströmungsmittel wird an den unteren Sitz des Sitzventils über einen Durchlaß 217 geliefert. Um die Einspritzung zu beginnen, wird der Elektromagnet erregt, wodurch das Sitzventil von dem unteren Sitz in einen oberen Sitz bewegt wird. Diese Aktion läßt Hochdruckströ mungsmittel in einen Federhohlraum 250 zu und zu dem Verstärker 210 über einen Durchlaß 255. Die Einspritzung fährt fort bis der Elektromagnet enderregt wird und sich das Sitzventil von dem oberen zu dem unteren Sitz bewegt. Strömungsmittel- und Treibstoffdruck nehmen ab, wenn ausgegebenes bzw. verbrauchtes Strömungsmittel von der Einspritzvorrichtung durch den offenen, oberen Sitz zu dem Ventilabdeckungsgebiet herausgespritzt wird.

Der Verstärker 210 umfaßt einen hydraulischen Verstärker kolben 235, einen Plunger bzw. Kolben 240 und eine Rück kehrfeder 245. Die Verstärkung des Treibstoffdrucks auf die Soll-Einspritzdruckniveaus bzw. -pegel wird erreicht durch das Verhältnis der Gebiete bzw. Flächen zwischen dem Verstärker- bzw. Intensivierkolben 235 und dem Plun ger 240. Die Einspritzung beginnt, wenn Hochdruckbetäti gungsströmungsmittel an die Oberseite des Verstärkerkol bens geliefert wird. Wenn sich der Kolben und der Plunger nach unten bewegen, steigt der Druck des Treibstoffs unterhalb des Plungers an. Der Kolben fährt fort, sich nach unten zu bewegen, bis der Elektromagnet enderregt wird, wodurch das Sitzventil 220 veranlaßt wird, zu dem unteren Sitz zurückzukehren, wodurch die Strömungsmittel strömung blockiert bzw. gesperrt wird. Die Plungerrück kehrfeder 245 führt den Kolben und den Plunger in ihre anfänglichen Positionen bzw. Stellungen zurück. Wenn der Plunger zurückkehrt, zieht er Nachfülltreibstoff in die Plungerkammer über ein Kugelrückschlagventil.

Treibstoff wird zu der Düse 215 durch interne Durchlässe geliefert. Wenn der Treibstoffdruck ansteigt, hebt sich eine Nadel von einem unteren Sitz, was der Einspritzung gestattet, stattzufinden. Wenn der Druck bei dem Ende der Einspritzung abnimmt, führt eine Feder 265 die Nadel zu ihrem unteren Sitz zurück.

Wegen der physikalischen Charakteristiken der Treibstof feinspritzvorrichtung und der Betätigungsströmungsmittel strömungsdynamiken, und zwar bei hohen Betätigungsströ mungsmittelviskositäten und niedrigen Betätigungströ mungsmitteldrücken, können vielfache Treibstoffeinsprit zungen während der Einspritzperiode auftreten.

Genauer, wenn die Einspritzvorrichtung 25 Treibstoff freigibt, bewegt sich der Verstärkerplunger 240 nach unten, was Betätigungsströmungsmittel veranlaßt, in den Steuerventilhohlraum 250 zu strömen. Jedoch bei hohen Betätigungsströmungsmittelviskositäten entwickeln sich Betätigungsströmungsmittelströmungsverluste, die den Betätigungsströmungsmitteldruck in dem Steuerventilhohl raum 250 verringern. Falls der Druck in dem Steuerventil hohlraum 250 unterhalb eines vorbestimmten Werts fällt, wird der entsprechende Abfall im Treibstoffeinspritzdruck verursachen, daß sich die Nadel 260 schließt.

Jedoch, wenn sich Druck in dem Steuerventilhohlraum aufbaut, wird der Treibstoffeinspritzdruck ansteigen, was die Nadel veranlaßt, sich zu öffnen und erneut Treibstoff freigibt. Dieses wiederholte Öffnen und Schließen der Nadel kann sich fortsetzen während der gesamten Ein spritzperiode, was Treibstoff veranlaßt, in einer Serie von sehr kurzen Ausbrüchen bzw. bursts eingespritzt zu werden. Folglich kann eine vielfache Einspritzung viele günstige Effekte vorsehen, und zwar: niedrigere Emissio nen, verringerter Lärm, verringerter Rauch, verbessertes Kalt-Starten, Weißrauchreinigen und Betrieb bei hoher (geographischer) Höhe.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß Treibstoff über eine längere Zeitperiode eingespritzt wird, als traditio nelle Einzelpulseinspritzvorrichtungen. Dies hat ein schnelleres Motorstarten zur Folge, weil Treibstoff langsam eingespritzt wird, um den Treibstoff überall in der Verbrennungskammer zu verteilen, um Wärmeverluste bei dem Einspritzpunkt zu verhindern, um die Verbrennung zu unterstützen. Außerdem, wo vielfache Einspritzungen erzeugt werden, sieht der erste der vielfachen Treib stoffpulse eine anfängliche Flamme vor, die Wärme lie fert, um die darauffolgenden Treibstoffpulse zu zünden, um schnell die Verbrennung zu veranlassen.

Typischerweise umfaßt das Motorstarten bzw. -anlassen drei Motordrehzahlbereiche. Zum Beispiel, sagt man, daß von 0-200 UPM der Motor ankurbelt bzw. angelassen wird (Kurbeldrehzahlbereich bzw. Anlaßdrehzahlbereich). Feuert einmal der Motor, dann beschleunigt sich die Motordreh zahl von Motorankurbeldrehzahlen auf Motorlaufdrehzahlen (Beschleunigungsdrehzahlbereich) Erreicht einmal die Motordrehzahl eine vorbestimmte Motor UPM, z. B. 900 UPM, dann sagt man, daß der Motor läuft (Laufdrehzahlbereich) Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Steu ern der Treibstoffeinspritzung, um einen Motor zu starten - insbesondere, wo die Motortemperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur, z. B. 18°C ist.

Bei Motorstartbedingungen, während der Motor ankurbelt, aber noch nicht feuert, verwendet die vorliegende Erfin dung eine Abtast- bzw. Überstreich- oder Sweepstrategie, um einen Sollbetätigungsströmungsmitteldruck zu bestimmen und eine maximale Dauer, in der Treibstoff eingespritzt werden soll. Eine Abtast- bzw. Überstreich- bzw. Sweepva riable ist in Fig. 5A gezeigt, während ein Sollbetäti gungsströmungsmitteldruckgraph und ein Maximaldauergraph in den Fig. 5B bzw. 5C gezeigt sind. Man beachte, daß die Graphen bzw. Darstellungen in den Fig. 5B, 5C nur aus beispielhaften Zwecken gezeigt sind.

Der Betrieb der Überstreichvariable ist wie folgt. Zuerst ist der Startpunkt bzw. Anfangspunkt des Überstreichens bzw. Abtastens oder Sweeps ein vorbestimmter anfänglicher Wert, von dem die Überstreichvariable kontinuierlich über einen Bereich von minimalen und maximalen Werten über strichen bzw. abgetastet wird - bis der Motor feuert. Die vergangene Zeit für die Überstreichvariable von dem minimalen Wert zu dem maximalen Wert und zurück zu dem minimalen Wert zu überstreichen, kann beispielsweise ungefähr 10 Sekunden sein.

Der vorbestimmte, anfängliche Wert der Überstreichvaria ble kann modifiziert werden, und zwar ansprechend auf die laufenden Betriebsbedingungen. Zum Beispiel, falls der anfängliche Stromwert um einen vorbestimmten Betrag variiert, und zwar von dem überstreichvariablen Wert, der zu der Zeit bestimmt wurde, zu der der Motor feuerte, dann wird der anfängliche Wert auf den überstreichvaria blen Wert beim Feuern eingestellt, und zwar minus einem vorbestimmten Betrag. Folglich, wenn die anfängliche Überstreichrichtung nach oben ist, wird der anfängliche Wert etwas unterhalb des optimalen überstreichvariablen Werts anfangen.

Man beachte, daß die Softwaresteuerung bestimmt, daß der Motor gefeuert hat, durch Vergleichen der laufenden Motordrehzahl mit der direkt abgefühlten bzw. erfaßten Motordrehzahl, bevor die Überstreichstrategie gestartet wurde. Zum Beispiel, wenn einmal die laufende Motordreh zahl einen vorbestimmten Wert, z. B. 100 UPM oberhalb der Motordrehzahl, und zwar abgefühlt bevor die Überstreich strategie gestartet wurde, erreicht, dann sagt man, daß der Motor gefeuert hat.

Die Softwareentscheidungslogik zum Bestimmen der Größe des Betätigungsströmungsmitteldrucks, der an die Ein spritzvorrichtung 25 geliefert wird, während der Motor ankurbelt, aber noch nicht feuert, ist bezüglich Fig. 3 gezeigt.

Vorzugsweise erzeugt ein Sweep- bzw. Überstreichgenerator 305 ein veränderliches Sweep- bzw. Überstreichsignal S_v Das Überstreichvariablesignal S_v, zusammen mit einem tatsächlichen Motorkühlmitteltemperatursignal bzw. Ist- Motorkühlmitteltemperatursignal T_c wird in den Block 310 eingegeben. Man beachte, daß die Motorkühlmitteltempera tur die tatsächliche Betätigungsströmungsmitteltemperatur darstellt. Auf der Grundlage der Größe der Überstreichva riable und der Kühlmitteltemperatur, wird ein erforderli ches bzw. Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignal P_d als eine Ausgangsgröße ausgewählt. Der Block 310 kann z. B. eine Abbildung bzw. einen Graphen, wie in Fig. 5B gezeigt, umfassen.

Das Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignal Pd wird dann verglichen, und zwar durch den Block 315 mit einem Ist-Betätigungsströmungsmitteldrucksignal P_f, um ein Betätigungsströmungsmitteldruckfehlersignal P_e zu erzeu gen. Das Betätigungsströmungsmitteldruckfehlersignal P_e wird in einen PI-Regel- bzw. -steuerblock 320 eingegeben, dessen Ausgangsgröße ein elektrischer Soll-Strom (I) angelegt an das IAPCV ist. Durch Verändern des elektri schen Stromes (I) an das IAPCV kann der Betätigungsströ mungsmitteldruck P_f erhöht werden oder verringert werden. Die PI-Regelung 320 berechnet den elektrischen Strom (I) an das IAPCV, der erforderlich wäre, um den Betätigungs strömungsmitteldruck P_f anzuheben oder abzusenken, um ein Null-Betätigungsströmungsmitteldruckfehlersignal P_e zur Folge zur haben. Man beachte, daß die Schleifenzeit für die Regelung z. B. ungefähr 15 Millisekunden betragen kann. Der resultierende Betätigungsströmungsmitteldruck wird verwendet, um hydraulisch die Einspritzvorrichtung 25 zu betätigen. Vorzugsweise ist das rohe Betätigungs strömungsmitteldrucksignal P_r in dem Hochdruckteil der Betätigungsströmungsmitteldruckschaltung 325 konditio niert und konvertiert durch herkömmliche Mittel 320, um Rauschen zu eliminieren und das Signal in eine brauchbare Form umzuwandeln bzw. zu konvertieren. Obwohl eine PI- Regelung diskutiert wird, wird einem Fachmann offensicht lich sein, daß andere gesteuerte bzw. geregelte Strate gien verwendet werden können.

Die Softwareentscheidungslogik zum Bestimmen der Zeit dauer oder des Zeitfensters, über das Treibstoff in jede Einspritzvorrichtung 25 eingespritzt wird, und zwar während der Motor ankurbelt, aber noch nicht läuft, ist bezüglich Fig. 4 gezeigt. Vorzugsweise wird das Über streichvariablensignal S_v zusammen mit einem Ist-Motor kühlmitteltemperatursignal T_c in einen Block 405 eingege ben. Der Block 405 kann zum Beispiel eine Abbildung bzw. einen Graphen, wie in Fig. 5C gezeigt ist, umfassen. Auf der Grundlage der Größe der Überstreichvariable und der Kühlmitteltemperatur wird ein Maximaldauersignal m_d als eine Ausgangsgröße ausgewählt. Das Maximaldauersignal m_d stellt die Periode dar, und zwar in Winkelgraden der Kurbelwellendrehung, über die Treibstoff eingespritzt werden soll.

Das Maximaldauersignal m_d zusammen mit einem Ist-Motor drehzahlsignal wird in einen Block 410 eingegeben, der das Maximaldauersignal m_d in ein Zeitdauersignal t_d konvertiert bzw. wandelt, und zwar ausgedrückt in zeitli chen Einheiten, z. B. Millisekunden. Das Zeitdauersignal t_d wird verwendet, um zu bestimmen, wie lange der Strom (I) an den Elektromagneten einer jeweiligen Einspritzvor richtung 25 "an" verbleiben soll, um die korrekte Menge an Treibstoff einzuspritzen.

Somit, während die vorliegende Erfindung insbesondere gezeigt und beschrieben wurde unter Bezugnahme auf das obige bevorzugte Ausführungsbeispiel, wird von einem Fachmann verstanden werden, daß verschiedene zusätzliche Ausführungsbeispiele in Betracht gezogen werden können, ohne von dem Geist und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung steuert bzw. regelt elektro nisch die Treibstoffeinspritzrate bzw. -geschwindigkeit und die Treibstoffeinspritzdauer. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung geeignet, die Einspritzrate zu verlangsamen und somit die Einspritzmenge, und zwar während des Motorstartens durch Verringern des Betäti gungsströmungsmitteldrucks und der Einspritzdauer, um ein schnelleres Starten zu erreichen.

In einem HEUI-Treibstoffsystem ist die Einspritzrate ansprechend auf den Betätigungströmungsmitteldruck und -Viskosität. Jedoch, weil die Strömungsmittelviskosität von der Temperatur und der Klasse des Strömungsmittels abhängt, ist es schwierig, einen erforderlichen bzw. Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck zu bestimmen, der eine erforderliche Einspritzrate erzeugen wird. Vorteil hafterweise überwindet die hier beschriebene Sweep- bzw. Überstreichstrategie die Schwierigkeit, die mit der sich verändernden Strömungsmittelviskosität aufgrund einer unbekannten Strömungsmittelklasse bzw. -Qualität assozi iert ist.

Die vorliegende Erfindung überstreicht bzw. tastet ab, und zwar den erforderlichen Betätigungsströmungsmittel druck über einen vorbestimmten Druckbereich, und zwar auf der Grundlage der Motortemperatur. Zum Beispiel ist der Druck in einem Bereich von einem vorbestimmten, minimalen Druck, der der minimale Druck ist, der eine Düsennadel anzuheben verursacht, auf einen vorbestimmten maximalen Druck, der der maximale Druck ist, der vielfache Ein spritzungen verursacht. Folglich sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren vor zum Verringern der Treibstof feinspritzmenge durch Erzeugen von vielfachen Einsprit zungen.

Jedoch, weil der Betätigungsströmungsmitteldruck alleine nicht vollständig Strömungsmittel mit niedrigerer Visko sität kompensieren kann, (diejenigen Strömungsmittel, die nicht die Strömungscharakteristiken vorsehen können, die vielfache Einspritzungen zur Folge haben) kann es erfor derlich bzw. wünschenswert sein, die Treibstoffeinspritz dauer zu verringern, während der erforderliche Druck bei dem minimalen Druck gehalten wird, um die Treibstoffein spritzmenge zu verringern. Insbesondere, wenn der Soll- Betätigungsströmungsmitteldruck bei dem vorbestimmten minimalen Druck ist, dann wird die maximale Treibstoff einspritzdauer überstrichen bzw. gesweept, und zwar über einen vorbestimmten Dauerbereich auf der Grundlage der Motortemperatur, um den maximalen Treibstoffdauerwert zu verringern. Zum Beispiel ist die Maximaldauer in einem Bereich von einer vorbestimmten minimalen Dauer entspre chend einer 12-Grad-Drehung der Kurbelwelle zu einer vorbestimmten, maximalen Dauer entsprechend einer 25- Grad-Drehung der Kurbelwelle.

Somit stellen die in den Fig. 5B und 5C gezeigten Abbildungen bzw. Graphen dar, daß nur die Maximaldauer oder der Solldruck sich verändert für einen vorbestimmten Bereich der Überstreichvariablen.

Somit, während der Solldruck den Solldruckbereich über streicht, wird die Maximaldauer bei dem vorbestimmten Maximaldauerwert sein. Jedoch, wenn der Solldruck der minimale Druckwert ist, wird die Maximaldauer den vorbe stimmten Dauerbereich überstreichen.

Deshalb kann die vorliegende Erfindung eine konsistente Einspritzmenge vorsehen, sogar für Strömungsmittel mit niedrigerer Viskosität, deren Strömungscharakteristiken wenig Betätigungsströmungsmitteldruckverluste zur Folge haben, wodurch einzelne Einspritzungen verursacht werden. Folglich wird der Solldruck auf dem minimalen Druckwert gehalten, während die maximale Einspritzdauer verkürzt wird, um eine konsistente Treibstoffeinspritzmenge vor zu sehen.

Vorteilhafterweise verwendet die vorliegende Erfindung eine Überstreichstrategie, um die Kombination aus erfor derlichen Betätigungsdruck und Maximaldauer zu bestimmen, wenn der Motor feuert. Somit wird der Überstreichvaria blenwert, der einen Soll-Betätigungsdruck und -Maximal dauer zur Folge hatte, um den Motor zu veranlassen zu feuern, verwendet werden als ein vorbestimmter anfängli cher Wert der Überstreichvariable für zukünftiges Motor starten. Folglich, unter der Annahme, daß sich die Strö mungsmittelklasse nicht verändert, sollte das nächste Mal, daß der Motor gestartet werden soll, der Motor sehr schnell feuern, weil die Überstreichvariable eine optima le Kombination von Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck und -maximaldauer zur Folge haben sollte. Falls jedoch sich die Strömungsmittelklasse von der zuvor verwendeten verändert, dann wird die Überstreichvariable über den Überstreichbereich überstrichen werden, um einen über streichvariablen Wert zu bestimmen, der einen Soll-Betä tigungsdruck und -maximaldauer zur Folge hat, was den Motor veranlassen wird, zu feuern.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus einer Studie der Zeichnung, der Offenbarung und der angefügten Patentansprüche erhalten werden.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart, das den Betätigungströmungsmittel druck, der an eine hydraulisch betätigte Einspritzvor richtung geliefert wird und die Zeitdauer, über die die hydraulisch betätigte Einspritzvorrichtung Treibstoff einspritzt, steuert bzw. regelt. Der Soll-Betätigungströ mungsmitteldruck und -einspritzdauer werden über einen Bereich von Werten überstrichen, um eine optimale Kombi nation von Werten zu erreichen, um einen Motor zu star ten.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtung (25), um einen Verbrennungsmo tor (55) zu starten bzw. anzulassen, das folgende Schritte aufweist:
Erfassen bzw. Abfühlen der Temperatur des Motors und Erzeugen eines Motortemperatursignals (T_c), das die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels anzeigt, das verwendet wird, um hydraulisch die Einspritzvor richtung (25) zu betätigen;
Empfangen des Temperatursignals und Erzeugen eines Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignals (P_d), dessen Größe zwischen einem Druckbereich oszilliert, der eine Funktion der Temperatur ist; und
Empfangen des Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck signals (P_d), Bestimmen eines elektrischen Soll- Stroms und Erzeugen eines erforderlichen elektri schen Stromsignals (I), um die Treibstoffeinspritz rate zu steuern bzw. zu regeln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das folgende Schritte aufweist:
Abfühlen eines Ist-Betätigungsströmungsmitteldrucks und Erzeugen eines Ist-Betätigungsströmungsmittel drucksignals (P_f), das die Größe des abgefühlten Be tätigungsströmungsmitteldrucks anzeigt;
Vergleichen des Soll-Betätigungsströmungsmittel drucksignals (P_d), mit dem Ist-Betätigungströmungs mitteldrucksignal (P_f) und Erzeugen eines Betäti gungströmungsmitteldruckfehlersignals (P_e), und zwar ansprechend auf eine Differenz zwischen den vergli chenen Betätigungströmungsmitteldrucksignalen (P_d), (P_f); und Empfangen des Betätigungströmungsmit teldruckfehlersignals (P_e), Bestimmen des elektri schen Soll-Stroms und zwar auf der Grundlage des Be tätigungströmungsmitteldruckfehlersignals (P_e) und Erzeugen des elektrischen Soll-Stromsignals (I).

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, wobei der Soll-Strömungs mitteldruck bestimmt wird, um die Treibstoffein spritzvorrichtung (25) zu veranlassen, eine Vielzahl von Einspritzungen während den kompressiven Hüben bei Motorankurbeldrehzahlen zu erzeugen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, das ferner folgende Schrit te aufweist:
Empfangen des Temperatursignals (T_c) und Erzeugen eines Maximaldauersignals (m_d), dessen Größe zwi schen einem Dauerbereich oszilliert, der eine Funk tion der Temperatur ist, wobei das Maximaldauersi gnal die Periode anzeigt, über die Treibstoff einge spritzt werden soll; und
Empfangen des Maximaldauersignals (m_d), und Liefern eines Ist-Zeitdauersignals (t_d) an die Einspritzvor richtung (25) um elektronisch die Einspritzperiode zu steuern bzw. zu regeln.