DE19528042A1 - Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems zum Starten eines Motors - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems zum Starten eines Motors

Info

Publication number
DE19528042A1
DE19528042A1 DE19528042A DE19528042A DE19528042A1 DE 19528042 A1 DE19528042 A1 DE 19528042A1 DE 19528042 A DE19528042 A DE 19528042A DE 19528042 A DE19528042 A DE 19528042A DE 19528042 A1 DE19528042 A1 DE 19528042A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actual
engine
signal
fluid pressure
acceleration rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19528042A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19528042B4 (de
Inventor
Travis E Barnes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of DE19528042A1 publication Critical patent/DE19528042A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19528042B4 publication Critical patent/DE19528042B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzsysteme und insbesondere auf elektronische Steuersysteme zum unabhän­ gigen Steuern bzw. Regeln der Brennstoffeinspritzrate und -dauer, um einen Motor zu starten bzw. anzulassen.
Stand der Technik
Ein Dieselmotor erreicht Verbrennung durch Einspritzen von Brennstoff, der in die heiße Luft eines Motorzylin­ ders verdampft. Jedoch während Kaltstartbedingungen verliert die Luft viel von ihrer Wärme an die Zylinder­ wände, was das Starten des Motors schwierig macht. Wenn beispielsweise zuviel Brennstoff in den Zylinder einge­ spritzt wird, verringert die Wärme, die erforderlich ist, um den kalten Brennstoff zu verdampfen, die Lufttempera­ tur und kann die Verbrennung verhindern oder löschen. Wenn jedoch der Motor gezündet hat und auf die Lauf­ geschwindigkeit beschleunigt, muß die Brennstoffein­ spritzrate erhöht werden, um Brennstoff in der ordnungs­ gemäßen Kurbelwellenwinkelorientierung einzuspritzen. Dabei ist es sehr wichtig, daß Brennstoff mit einer Rate eingespritzt wird, die nicht zu langsam bzw. zu niedrig ist, so daß sie eine Beschleunigung verhindert, und auch nicht zu schnell bzw. zu hoch ist, so daß die Verbrennung gelöscht wird.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart, das den Betätigungsströmungsmittel­ druck steuert bzw. regelt, der an eine hydraulisch betä­ tigte Einspritzvorrichtung geliefert wird. Die Ziel- oder Soll-Motordrehzahlbeschleunigung wird bestimmt und mit der tatsächlichen oder Ist-Motordrehzahlbeschleunigung verglichen, um einen gewünschten oder Soll-Betäti­ gungsströmungsmitteldruck zu bestimmen, um die Brenn­ stoffeinspritzrate zu steuern, um den Motor zu starten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 ist eine allgemeine schematische Ansicht eines hydraulisch betätigten, elektronisch gesteuer­ ten Einspritzvorrichtungs-Brennstoffsystems für einen Motor mit einer Vielzahl von Einspritz­ vorrichtungen;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer hydraulisch betätigten, elektronisch gesteuerten Einspritz­ vorrichtung für das Brennstoffsystem der Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Betätigungsströ­ mungsmitteldrucksteuerstrategie für das Brenn­ stoffsystem der Fig. 1, während der Motor be­ schleunigt wird, aber noch nicht läuft; und
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Zeitdauersteuer­ strategie, über die Brennstoff für das Brenn­ stoffsystem der Fig. 1 eingespritzt wird, während der Motor beschleunigt, aber noch nicht läuft.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektroni­ sches Steuersystem zur Verwendung in Verbindung mit einem hydraulisch betätigten, elektronisch gesteuerten Ein­ heitseinspritzvorrichtungs-Brennstoffsystem. Hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvor­ richtungs-Brennstoffsysteme 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 Bezugnahme aufgenommen wird.
In der gesamten Beschreibung und den Figuren bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Komponenten oder Teile. Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektronischen Steuersystems 10 für ein hydraulisch betätigtes, elektronisch gesteuertes Einheitseinspritzvorrichtungs-Brennstoffsystem gezeigt, das im folgenden als HEUI-Brennstoffsystem (HEUI = hydraulically actuated electronically controlled unit injector = hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvorrichtung) bezeichnet wird. Das Steuersystem umfaßt ein elektronisches Steuermodul 15, das im folgenden als ECM (electronic control modul = elektronisches Steuermodul) bezeichnet wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das ECM ein Motorola Microcontroller, Modell Nr. 68HC11. Jedoch können viele geeignete Controller bzw. Steuervorrichtungen in Ver­ bindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie einem Fachmann bekannt wäre.
Das elektronische Steuersystem 10 umfaßt hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvor­ richtungen 25a-f, die individuell bzw. einzeln mit Aus­ gängen bzw. Ausgabegrößen des ECM durch entsprechende elektrische Verbinder 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 mit einem Motorzylinder assoziiert, wie in der Technik be­ kannt ist. Um das bevorzugte Ausführungsbeispiel für einen Betrieb mit einem Acht-Zylindermotor zu modifizie­ ren, würden somit zwei zusätzliche Einheitseinspritzvor­ richtungen 25 für eine Gesamtzahl von acht derartigen Einspritzvorrichtungen 25 benötigt.
Betätigungsströmungsmittel wird benötigt, um einen aus­ reichenden Druck vorzusehen um zu bewirken, daß sich die Einheitseinspritzvorrichtungen 25 öffnen und Brennstoff in einen Motorzylinder einspritzen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Betätigungsströmungsmittel Motoröl auf und die Ölversorgung ist die Motorölwanne 35. Niedrigdrucköl wird von der Ölwanne mittels einer Niedrigdruckpumpe 40 durch einen Filter 45 gepumpt, der Verunreinigungen aus dem Motoröl filtert. Der Filter 45 ist mit einer Hochdruckversorgungspumpe 50 mit fester Verdrängung bzw. Fördermenge verbunden, die mit dem Motor 55 mechanisch verbunden ist und von diesem angetrieben wird. Hochdruckbetätigungsströmungsmittel (in dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel Motoröl) tritt in ein Ein­ spritzvorrichtungsbetätigungsdrucksteuerventil 76 ein, das im folgenden als IAPCV (injector actuation pressure control valve = Einspritzvorrichtungsbetätigungsdruck­ steuerventil) bezeichnet wird. Andere Einrichtungen, die in der Technik bekannt sind, können einfach und leicht die Pumpe 50 mit fester Verdrängung und das IAPCV er­ setzen. Zum Beispiel umfaßt eine derartige Einrichtung eine Pumpe mit hoher bzw. großer Verdrängung bzw. Förder­ menge und mit variablem Druck.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gestattet das IAPCV und die Pumpe 50 mit fester Verdrängung, daß das ECM einen gewünschten oder Soll-Druck von Betätigungs­ strömungsmittel aufrecht erhält. Ein Rückschlagventil 85 ist ebenfalls vorgesehen.
Das ECM enthält Software-Entscheidungslogik und -Informa­ tion, die optimale Brennstoffsystembetriebsparameter definieren und Schlüsselkomponenten steuern bzw. regeln. Mehrfache 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 Brennstoffsystems hinsichtlich der Brennstoffein­ spritzquantität, des Einspritztimings bzw. der Einspritz-Zeitsteuerung und des Betätigungsströmungsmitteldrucks zu steuern. Zum Beispiel erzeugt das ECM die Wellenformen, die benötigt werden, um das IAPCV und einen Elektromag­ neten bzw. Solenoid jeder Einspritzvorrichtung 25 zu treiben.
Die elektronische Steuerung verwendet mehrere Sensoren, von denen einige gezeigt sind. Ein Motordrehzahl- bzw. -geschwindigkeitssensor 90 liest die Signatur eines Timing- bzw. Zeitsteuerrads, das an die Motorkurbelwelle angebracht ist, um dem ECM die Drehposition und Drehzahl bzw. Geschwindigkeit des Motors anzuzeigen. Ein Betäti­ gungsströmungsmitteldrucksensor 95 liefert ein Signal an das ECM, um den Betätigungsströmungsmitteldruck anzuzei­ gen. Außerdem liefert ein Motorkühlmitteltemperatursensor 97 ein Signal an das ECM, um die Motortemperatur anzu­ zeigen.
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 bzw.
Intensivierer 210 und einer Düse 215. Der Zweck des Steuerventils ist es, den Einspritzprozeß zu initiieren und zu beenden. Das Steuerventil 205 umfaßt ein Sitz­ ventil 220, einen Anker 225 und einen Elektromagneten bzw. Solenoid 230. Hochdruckbetätigungströmungsmittel wird über einen Durchlaß 217 an den unteren Sitz des Sitzventils geliefert. Um die Einspritzung zu beginnen, wird der Elektromagnet erregt, wodurch das Sitzventil von dem unteren Sitz zu einem oberen Sitz bewegt wird. Dieser Vorgang läßt Hochdruckströmungsmittel in einen Federhohl­ raum 250 und über einen Durchlaß 255 zu dem Verstärker 210. Die Einspritzung dauert an, bis der Elektromagnet abgeschaltet wird und sich das Sitzventil bzw. das Sitz­ ventilelement von dem oberen zu dem unteren Sitz bewegt. Strömungsmittel- und Brennstoffdruck nehmen ab, wenn aus­ gegebenes bzw. verbrauchtes Strömungsmittel von der Ein­ spritzvorrichtung durch den offenen, oberen Sitz zu dem Ventilabdeckungsgebiet ausgestoßen bzw. herausgespritzt wird.
Der Verstärker 210 umfaßt einen hydraulischen Verstärker­ kolben 235, einen Plunger bzw. Kolben 240 und eine Rück­ stellfeder 245. Die Verstärkung des Brennstoffdrucks auf die Soll-Einspritzdruckniveaus bzw. -pegel wird erreicht durch das Flächenverhältnis zwischen dem Verstärker- bzw. Intensivierkolben 235 und dem Plunger 240. Die Einsprit­ zung beginnt, wenn Hochdruckbetätigungsströmungsmittel an die Oberseite des Verstärkerkolbens geliefert wird. Wenn sich der Kolben und der Plunger nach unten bewegen, steigt der Druck des Brennstoffs unterhalb des Plungers an. Der Kolben fährt fort, sich nach unten zu bewegen, bis der Elektromagnet abgeschaltet wird, wodurch bewirkt wird, daß das Sitzventil 220 zu dem unteren Sitz zurück­ kehrt, wodurch die Strömungsmittelströmung blockiert bzw. gesperrt wird. Die Plungerrückstellfeder 245 führt den Kolben und den Plunger in ihre anfänglichen Positionen bzw. Stellungen zurück. Wenn der Plunger zurückkehrt, zieht er Nachfüllbrennstoff über ein Kugelrückschlag­ ventil in die Plungerkammer.
Brennstoff wird zu der Düse 215 durch interne Durchlässe geliefert. Wenn der Brennstoffdruck ansteigt, hebt sich eine Nadel von einem unteren Sitz, was gestattet, daß eine Einspritzung stattfindet. Wenn der Druck am Ende der Einspritzung abnimmt, führt eine Feder 265 die Nadel zu ihrem unteren Sitz zurück.
Wegen der physikalischen Charakteristika der Brennstoff­ einspritzvorrichtung und der Betätigungsströmungsmittel­ strömungsdynamik bei hohen Betätigungsströmungsmittel­ viskositäten und niedrigen Betätigungströmungsmittel­ drücken können mehrfache Brennstoffeinspritzungen während der Einspritzperiode auftreten.
Genauer gesagt, bewegt sich, wenn die Einspritzvorrich­ tung 25 Brennstoff abgibt, der Verstärkerplunger 240 nach unten, was bewirkt, daß Betätigungsströmungsmittel in den Steuerventilhohlraum 250 strömt. Bei hohen Betätigungs­ strömungsmittelviskositäten jedoch entwickeln sich Be­ tätigungsströmungsmittelströmungsverluste, die den Be­ tätigungsströmungsmitteldruck in dem Steuerventilhohlraum 250 verringern. Falls der Druck in dem Steuerventil­ hohlraum 250 unter einen vorbestimmten Wert fällt, wird der entsprechende Brennstoffeinspritzdruckabfall be­ wirken, daß die Nadel 260 schließt.
Wenn sich jedoch Druck in dem Steuerventilhohlraum auf­ baut, wird der Brennstoffeinspritzdruck ansteigen, was bewirkt, daß die Nadel öffnet und erneut Brennstoff abgegeben wird. Dieses wiederholte Öffnen und Schließen der Nadel kann sich während der gesamten Einspritzperiode fortsetzen, was bewirkt, daß Brennstoff in einer Serie von sehr kurzen Stößen eingespritzt wird. Folglich kann eine mehrfache Einspritzung viele günstige Wirkungen vorsehen, und zwar niedrigere Emissionen, verringertes Geräusch, weniger Rauch, verbesserten Kaltstart, Be­ seitigung von weißem Rauch und verbesserten Betrieb in großer (geographischer) Höhe.
Typischerweise umfaßt das Motorstarten bzw. -anlassen drei Motordrehzahlbereiche. Zum Beispiel wird der Dreh­ zahlbereich des Motors von 0-200 UPM als Ankurbeln bzw. Anlassen (cranking) bezeichnet (Kurbel- bzw. Anlaßdreh­ zahlbereich). Sobald der Motor zündet, beschleunigt sich die Motordrehzahl von Motorankurbeldrehzahlen auf Motor­ laufdrehzahlen (Beschleunigungsdrehzahlbereich). Sobald die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert, z. B. 900 UPM, erreicht, wird gesagt, daß der Motor läuft (Laufdrehzahl­ bereich). Die vorliegende Erfindung betrifft die Steue­ rung der Brennstoffeinspritzung, um einen Motor zu star­ ten, und zwar wenn der Motor auf eine Laufdrehzahl be­ schleunigt - insbesondere wenn die Motortemperatur unter­ halb einer vorbestimmten Temperatur, z. B. 18°C, ist.
Die Software-Entscheidungslogik zum Bestimmen der Größe des Betätigungsströmungsmitteldrucks, welcher an die Einspritzvorrichtung 25 geliefert wird, während der Motor zündet, aber noch nicht läuft, ist in Bezug auf Fig. 3 gezeigt. Ein Ziel- bzw. Soll-Beschleunigungsratensignal dst wird im Block 305 erzeugt, der eine oder mehrere Karten (maps) und/oder eine oder mehrere Gleichungen umfaßt. Vorzugsweise ist das Soll-Beschleunigungsraten­ signal dst eine Funktion der Kühlmitteltemperatur Tc. Das Ziel- bzw. Soll-Motordrehzahlableitungssignal dst wird dann im Block 310 mit dem tatsächlichen oder Ist-Motor­ beschleunigungsratensignal dsf verglichen, was ein Motor­ beschleunigungsratenfehlersignal dse erzeugt.
Das Ist-Motorbeschleunigungsratensignal dsf wird im Block 315 erzeugt durch Differenzieren eines tatsächlichen oder Ist-Motordrehzahlsignals sf. Vorzugsweise wird das rohe Motordrehzahlsignal sr durch herkömmliche Mittel 317 aufbereitet und umgewandelt, um Rauschen zu eliminieren und um das Signal in eine brauchbare Form umzuwandeln.
Das Motorbeschleunigungsratenfehlersignal dse wird im Block 320 in ein gewünschtes oder Soll-Betätigungs­ strömungsmitteldrucksignal Pd umgewandelt, und zwar infolge des Integrierens des Motorbeschleunigungsraten­ fehlersignals dse. Es sei bemerkt, daß die Größe des Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignals Pd auf eine obere Größe bzw. einen oberen Wert begrenzt werden kann, und zwar entsprechend der Druckgrenzen des HEUI-Systems, während die untere Größe bzw. der untere Wert auf den Druck begrenzt werden kann, bei dem der Motor anfänglich zündet. Das Soll-Betätigungsstömungsmitteldrucksignal Pd wird dann im Block 325 mit dem Ist-Betätigungsströmungs­ mitteldruck Pf verglichen, um ein Betätigungsströmungs­ mitteldruck-Fehlersignal Pe zu erzeugen.
Das Betätigungsströmungsmitteldruck-Fehlersignal Pe wird in einen PI-Steuerblock 330 eingegeben, dessen Ausgabe ein gewünschter, elektrischer Strom oder elektrischer Soll-Strom (I) ist, welcher an das IAPCV angelegt wird. Durch Verändern des elektrischen Stroms (I) für das IAPCV kann der Betätigungsströmungsmitteldruck Pf erhöht oder vermindert werden. Die PI-Steuerung 330 berechnet den elektrischen Strom (I) für das IAPCV, welcher benötigt würde, um den Betätigungsströmungsmitteldruck Pf anzu­ heben oder zu senken, so daß sich ein Betätigungsströ­ mungsmitteldruck-Fehlersignal Pe von Null ergibt. Der sich ergebende Betätigungsströmungsmitteldruck wird verwendet, um die Einspritzvorrichtung 25 hydraulisch zu betätigen. Vorzugsweise wird das rohe Betätigungsströ­ mungsmitteldrucksignal Pr im Hochdruckteil des Betäti­ gungsströmungsmitteldruckkreises bzw. der Betätigungs­ strömungsmitteldruckschaltung 335 durch herkömmliche Mittel 340 aufbereitet und umgewandelt, um Rauschen zu eliminieren und um das Signal in eine brauchbare Form umzuwandeln. Obwohl eine PI-Steuerung beschrieben wird, wird einem Fachmann offensichtlich sein, daß andere Steuer- bzw. Regelstrategien verwendet werden können.
Die Software-Entscheidungslogik zum Bestimmen der Zeit­ dauer, über die Brennstoff von jeder Einspritzvorrichtung 25 eingespritzt wird, und zwar während der Motor zündet, aber noch nicht läuft, ist in Bezug auf Fig. 4 gezeigt. Vorzugsweise wird das Ist-Motorkühlmitteltemperatursignal Tc in einen Block 405 eingegeben, welcher eine oder meh­ rere Karten (maps) und/oder eine oder mehrere Gleichungen umfassen kann. Basierend auf der Größe der Kühlmittel­ temperatur wird ein Kurbeldauergrenzsignal D als eine Ausgangsgröße ausgewählt. Das Kurbeldauergrenzsignal D stellt in Winkelgraden die Periode dar, über die Brenn­ stoff eingespritzt werden soll. Das Kurbeldauergrenz­ signal D wird zusammen mit einem Ist-Motordrehzahlsignal in einen Block 410 eingegeben, der das Kurbeldauergrenz­ signal D in ein Zeitdauersignal td, ausgedrückt in Zeit­ einheiten, z. B. Millisekunden, umwandelt. Das Zeitdauer­ signal td wird verwendet um zu bestimmen, wie lange der Strom (I) zu dem Elektromagneten einer jeweiligen Ein­ spritzvorrichtung 25 angeschaltet bleiben soll, um die korrekte Menge Brennstoff einzuspritzen.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere unter Be­ zugnahme auf das obige bevorzugte Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben wurde, wird somit von einem Fach­ mann verstanden werden, daß verschiedene zusätzliche Ausführungsbeispiele in Betracht gezogen werden können, ohne vom Bereich und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung steuert bzw. regelt elektro­ nisch die Brennstoffeinspritzrate und die Brennstoff­ einspritzdauer, um einen Motor zu starten. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung geeignet, die Einspritzrate zu erhöhen, während der Motor auf Laufdrehzahlen be­ schleunigt, um ein schnelleres Starten zu erreichen. Da die Zeitperiode, während der Brennstoff eingespritzt werden soll, abnimmt, wenn die Motordrehzahl steigt, muß die Einspritzrate entsprechend erhöht werden. Folglich erhöht die vorliegende Erfindung die Brennstoffeinspritz­ rate durch Erhöhen des Betätigungsströmungsmitteldrucks, um eine gewünschte Brennstoffmenge zu erreichen, um den Motor mit einer gewünschten Beschleunigungsrate zu beschleunigen.
Die vorliegende Erfindung bestimmt die Motordrehzahl­ beschleunigung und vergleicht diese mit einem Ziel- oder Soll-Beschleunigungswert, um einen gewünschten oder Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck zu bestimmen, um die Brennstoffeinspritzrate zu steuern bzw. zu regeln. Vorteilhafterweise ist die Ziel- oder Soll-Motordreh­ zahlbeschleunigung eine Funktion der Temperatur, um die Verbrennungscharakteristika des Motors zu berücksichti­ gen. Folglich ergibt der gewünschte oder Soll-Betäti­ gungsströmungsmitteldruck eine Einspritzräte, die weder zu niedrig bzw. zu langsam ist, was eine Motorbeschleu­ nigung verhindert, noch zu hoch bzw. zu schnell ist, was die Verbrennung löscht.
Darüberhinaus ist bei einem HEUI-Brennstoffsystem die Einspritzrate ansprechend auf den Druck und die Viskosi­ tät des Betätigungsströmungsmittels. Demgemäß ist die Beschleunigungsrate ansprechend auf die Viskosität. Je höher beispielsweise die Viskosität ist, desto größer bzw. höher ist der Druck, der benötigt wird, um die gewünschte Beschleunigungsrate zu ergeben; je niedriger dagegen die Viskosität ist, desto weniger Druck wird benötigt, um die gewünschte Beschleunigungsrate zu erreichen.
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 also folgendes vor:
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart, das den Druck von Betätigungs­ strömungsmittel steuert bzw. regelt, das an eine hy­ draulisch betätigte Einspritzvorrichtung geliefert wird. Eine Ziel- oder Soll-Motordrehzahlbeschleunigung wird bestimmt und mit der tatsächlichen oder Ist-Motordreh­ zahlbeschleunigung verglichen, um einen gewünschten oder Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck zu bestimmen, um die Brennstoffeinspritzrate zu steuern bzw. regeln, um den Motor zu starten.

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern einer hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtung (25), um einen Verbrennungsmo­ tor (55) zu starten bzw. anzulassen, wobei das Ver­ fahren die folgenden Schritte aufweist:
Bestimmen einer tatsächlichen oder Ist-Beschleuni­ gungsrate des Motors, Vergleichen der Beschleuni­ gungsrate mit einer Ziel- oder Soll-Beschleuni­ gungsrate, und Erzeugen eines Beschleunigungsraten­ fehlersignals (dse) ansprechend auf den Vergleich;
Empfangen des Beschleunigungsratenfehlersignals (dse) und Erzeugen eines gewünschten oder Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignals (Pd); und
Empfangen des Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck­ signals (Pd), Bestimmen eines elektrischen Soll-Stroms und Erzeugen eines elektrischen Soll-Strom­ signals (I), um die Brennstoffeinspritzrate zu steuern bzw. zu regeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das folgende Schritte aufweist:
Abfühlen der Temperatur des Motors und Erzeugen eines Motortemperatursignals (Tc) als Anzeige für die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels, das verwendet wird, um die Einspritzvorrichtung (25) hydraulisch zu betätigen;
Abfühlen der Motordrehzahl und Erzeugen eines Motordrehzahlsignals (sf) als Anzeige für die abgefühlte Motordrehzahl; und
Empfangen der Motordrehzahl und -temperatursignale (sf, Tc), Bestimmen der Ziel- oder Soll-Beschleuni­ gungsrate basierend auf der Größe der Motordrehzahl- und -temperatursignale und Erzeugen eines Ziel- oder Soll-Beschleunigungsratensignals (dst) als Anzeige für die Ziel- oder Soll-Beschleunigungsrate
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen des Motordrehzahlsignals (sf), Bestimmen der tatsächlichen oder Ist-Motorbeschleunigungsrate ansprechend auf ein Differenzieren des Motordreh­ zahlsignals und Erzeugen eines tatsächlichen oder Ist-Motorbeschleunigungsratensignals (dsf) als An­ zeige für die tatsächliche oder Ist-Beschleunigungs­ rate.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen der Soll- und Ist-Beschleunigungsraten­ signale (dst, dsf) und Erzeugen des Beschleunigungs­ ratenfehlersignals (dse) ansprechend auf die Diffe­ renz zwischen den Soll- und Ist-Beschleunigungs­ ratensignalen (dst, dsf).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist:
Abfühlen eines tatsächlichen oder Ist-Betätigungs­ strömungsmitteldrucks und Erzeugen eines tatsäch­ lichen oder Ist-Betätigungsströmungsmitteldruck­ signals (Pf) als Anzeige für den abgefühlten Betätigungsströmungsmitteldruck;
Vergleichen des gewünschten oder Soll-Betätigungs­ strömungsmitteldrucksignals (Pd) mit dem tatsächli­ chen oder Ist-Betätigungsströmungsmitteldrucksignal (Pf) und Erzeugen eines Betätigungsströmungsmittel­ druck-Fehlersignals (Pe) ansprechend auf eine Diffe­ renz zwischen den verglichenen Betätigungsströmungs­ mitteldrucksignalen (Pd, Pf); und
Empfangen des Betätigungsströmungsmitteldruck Fehlersignals (Pe), Bestimmen des elektrischen Soll-Stroms basierend auf dem Betätigungsströmungs­ mitteldruck-Fehlersignal (Pe) und Erzeugen des elektrischen Soll-Stromsignals (I).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5, wobei der gewünschte oder Soll-Strömungsmitteldruck bestimmt wird um zu be­ wirken, daß die Brennstoffeinspritzvorrichtung (25) eine Vielzahl von Einspritzungen während einer Einspritzperiode erzeugt.
DE19528042A 1994-07-29 1995-07-31 Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems zum Starten eines Motors Expired - Fee Related DE19528042B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US282840 1994-07-29
US08/282,840 US5447138A (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method for controlling a hydraulically-actuated fuel injections system to start an engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19528042A1 true DE19528042A1 (de) 1996-02-01
DE19528042B4 DE19528042B4 (de) 2011-01-20

Family

ID=23083353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19528042A Expired - Fee Related DE19528042B4 (de) 1994-07-29 1995-07-31 Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems zum Starten eines Motors

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5447138A (de)
JP (1) JPH0849589A (de)
DE (1) DE19528042B4 (de)
GB (1) GB2291984B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728721A1 (de) * 1997-07-04 1999-01-07 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Zumessen einer Kraftstoffmenge im Startfall einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6257499B1 (en) 1994-06-06 2001-07-10 Oded E. Sturman High speed fuel injector
US6161770A (en) 1994-06-06 2000-12-19 Sturman; Oded E. Hydraulically driven springless fuel injector
US5529044A (en) * 1994-07-29 1996-06-25 Caterpillar Inc. Method for controlling the fuel injection rate of a hydraulically-actuated fuel injection system
US5517972A (en) * 1994-11-23 1996-05-21 Caterpillar Inc. Method and apparatus for rate shaping injection in a hydraulically-actuated electronically controlled fuel injector
US6148778A (en) 1995-05-17 2000-11-21 Sturman Industries, Inc. Air-fuel module adapted for an internal combustion engine
JP3939779B2 (ja) * 1995-05-26 2007-07-04 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の燃料供給のための燃料供給装置
JP3842331B2 (ja) * 1995-05-26 2006-11-08 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の燃料供給のための燃料供給装置及び内燃機関を運転する方法
DE19612412B4 (de) * 1996-03-28 2006-07-06 Siemens Ag Regelung für ein Druckfluid-Versorgungssystem, insbesondere für den Hochdruck in einem Kraftstoff-Einspritzsystem
US5890467A (en) * 1996-08-12 1999-04-06 Detroit Diesel Corporation Method for internal combustion engine start-up
JPH10325347A (ja) * 1997-05-27 1998-12-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械のエンジン制御装置
JP3497060B2 (ja) * 1997-06-10 2004-02-16 日立建機株式会社 建設機械のエンジン制御装置
US5931139A (en) * 1997-10-14 1999-08-03 Caterpillar Inc. Mechanically-enabled hydraulically-actuated electronically-controlled fuel injection system
US5839412A (en) * 1997-11-25 1998-11-24 Caterpillar Inc. Method for electronic fuel injector operation
US6102004A (en) * 1997-12-19 2000-08-15 Caterpillar, Inc. Electronic control for a hydraulically activated, electronically controlled injector fuel system and method for operating same
US6014956A (en) * 1997-12-22 2000-01-18 Caterpillar Inc. Electronic control for a hydraulically activated, electronically controlled injector fuel system and method for operating same
US6085991A (en) 1998-05-14 2000-07-11 Sturman; Oded E. Intensified fuel injector having a lateral drain passage
US6042505A (en) * 1998-06-18 2000-03-28 Cummins Engine Company, Inc. System for controlling operation of an internal combustion engine
US6436005B1 (en) 1998-06-18 2002-08-20 Cummins, Inc. System for controlling drivetrain components to achieve fuel efficiency goals
US6387011B1 (en) 1998-06-18 2002-05-14 Cummins, Inc. System for controlling an internal combustion engine in a fuel efficient manner
US6944532B2 (en) * 1998-06-18 2005-09-13 Cummins, Inc. System for controlling an internal combustion engine in a fuel efficient manner
JP3454182B2 (ja) * 1999-04-06 2003-10-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
EP1167730B1 (de) 1999-04-06 2005-12-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur regelung der drehzahl einer brennkraftmaschine
DE102004037167A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US6988029B1 (en) * 2004-09-23 2006-01-17 International Engine Intellectual Property Company, Llc Transient speed- and transient load-based compensation of fuel injection control pressure
US7200485B2 (en) * 2004-09-23 2007-04-03 International Engine Intellectual Property Company, Llc Transient speed-and transient load-based compensation of fuel injection pressure
JP2006275004A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 燃料噴射量の適合方法及び内燃機関の燃料噴射制御装置
US7464681B2 (en) * 2006-02-28 2008-12-16 Caterpillar Inc. Engine and engine control method
US7757651B2 (en) * 2007-12-28 2010-07-20 Caterpillar Inc Fuel control system having cold start strategy
FR2980529B1 (fr) * 2011-09-26 2015-01-09 Renault Sa Commande d'injection de carburant au demarrage d'un moteur thermique

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4368705A (en) * 1981-03-03 1983-01-18 Caterpillar Tractor Co. Engine control system
USRE33270E (en) * 1982-09-16 1990-07-24 Bkm, Inc. Pressure-controlled fuel injection for internal combustion engines
DE3564470D1 (en) * 1984-01-16 1988-09-22 Voest Alpine Automotive Injection nozzle for injection internal combustion engines
JP2576958B2 (ja) * 1987-09-28 1997-01-29 株式会社ゼクセル 電磁弁制御式の分配型燃料噴射装置
EP0307947B1 (de) * 1987-09-16 1993-11-18 Nippondenso Co., Ltd. Hochdruckverstellpumpe
US5156132A (en) * 1989-04-17 1992-10-20 Nippondenso Co., Ltd. Fuel injection device for diesel engines
DE4004610A1 (de) * 1989-04-21 1990-10-25 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage, insbesondere pumpeduese, fuer brennkraftmaschinen
US5024200A (en) * 1989-07-27 1991-06-18 Cummins Engine Company, Inc. Viscosity responsive pressure regulator and timing control tappet system incorporating the same
US5152266A (en) * 1990-07-17 1992-10-06 Zexel Corporation Method and apparatus for controlling solenoid actuator
US5094215A (en) * 1990-10-03 1992-03-10 Cummins Engine Company, Inc. Solenoid controlled variable pressure injector
US5168855A (en) * 1991-10-11 1992-12-08 Caterpillar Inc. Hydraulically-actuated fuel injection system having Helmholtz resonance controlling device
US5181494A (en) * 1991-10-11 1993-01-26 Caterpillar, Inc. Hydraulically-actuated electronically-controlled unit injector having stroke-controlled piston and methods of operation
US5176115A (en) * 1991-10-11 1993-01-05 Caterpillar Inc. Methods of operating a hydraulically-actuated electronically-controlled fuel injection system adapted for starting an engine
US5191867A (en) * 1991-10-11 1993-03-09 Caterpillar Inc. Hydraulically-actuated electronically-controlled unit injector fuel system having variable control of actuating fluid pressure
US5143291A (en) * 1992-03-16 1992-09-01 Navistar International Transportation Corp. Two-stage hydraulic electrically-controlled unit injector
US5245970A (en) * 1992-09-04 1993-09-21 Navistar International Transportation Corp. Priming reservoir and volume compensation device for hydraulic unit injector fuel system
US5345916A (en) * 1993-02-25 1994-09-13 General Motors Corporation Controlled fuel injection rate for optimizing diesel engine operation
US5357912A (en) * 1993-02-26 1994-10-25 Caterpillar Inc. Electronic control system and method for a hydraulically-actuated fuel injection system
US5313924A (en) * 1993-03-08 1994-05-24 Chrysler Corporation Fuel injection system and method for a diesel or stratified charge engine
US5564391A (en) * 1993-06-16 1996-10-15 Caterpillar Inc. Electronic control for a hydraulic-actuator unit injector fuel system and method for operating same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728721A1 (de) * 1997-07-04 1999-01-07 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Zumessen einer Kraftstoffmenge im Startfall einer Brennkraftmaschine
EP0889224A3 (de) * 1997-07-04 2000-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Verfahren zum Zumessen einer Kraftstoffmenge im Startfall einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE19528042B4 (de) 2011-01-20
GB9511440D0 (en) 1995-08-02
JPH0849589A (ja) 1996-02-20
GB2291984A (en) 1996-02-07
GB2291984B (en) 1998-09-16
US5447138A (en) 1995-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19528042B4 (de) Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems zum Starten eines Motors
DE19527776A1 (de) Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Treibstoffeinspritzsystems
DE60121591T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kraftstoffmehrfacheinspritzungen in die zylinder einer brennkraftmaschine
DE60117143T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von kraftstoffmehrfacheinspritzungen in den zylindern einer brennkraftmaschine
DE19835045C2 (de) Verfahren zum Anlassen von Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung und Fremdzündung
DE102013202663B4 (de) System und verfahren zum einspritzen von kraftstoff
DE10221165A1 (de) Nacheinspritzungen während kalten Betriebes
DE69900100T2 (de) Verfahren zur ermittlung eines offenen ventil fehlerzustands beim einlassventil für gasförmigen treibstoff eines verbrennungsmotors
DE102007000246B4 (de) Treibstoffdrucksteuerung
DE102009010176B4 (de) Steuersystem und Verfahren zum Starten eines Motors mit Kanalkraftstoffeinspritzung und einem veränderlichen Druckkraftstoffsystem
DE102011051062B4 (de) Kraftstoffeinspritzsteuersystem für eine interne Verbrennungsmaschine
DE19528063A1 (de) Verfahren zum Steuern eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems
WO2001086139A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftstoffzumesssystems einer direkteinspritzenden brennkraftmaschine
EP1485596B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit mehrfacheinspritzung in der startphase
DE10221162B4 (de) Getrennte Einspritzvorrichtungshauptzeitsteuerkarten zur Anwendung mit und ohne Voreinspritzung
DE19527775A1 (de) Verfahren zum Steuern der Treibstoffeinspritzrate eines hydraulisch betätigten Treibstoffeinspritzsystems
DE10210583A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Einspritzstromdauer für jeden Brennstoffschuß in einem mehrfachen Brennstoffeinspritzereignis zur Kompensation der inherenten Einspritzvorrichtungsverzögerung
DE10131925A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trimmen einer Brennstoffeinspritzvorrichtung
DE10084656C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Druckspeicher-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
EP1090221B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
DE10133587A1 (de) Verbessertes Wellenformübergangsverfahren und entsprechende Vorrichtung für Mehrfacheinspritzungs-Brennstoffsysteme
DE60131652T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur regelung von kraftstoffeinspritzsignalen während beschleunigung und verzögerung einer brennkraftmaschine
DE10131545A1 (de) Genaue Lieferung des gesamten Brennstoffes, wenn zwei Einspritzereignisse eng gekoppelt sind
DE10132626A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Startwinkels für eine Brennstoffeinspritzung, die mit einem Brennstoffeinspritzsignal assoziiert ist
DE10132838A1 (de) Aufteilung einer erwünschten Brennstoffmenge in drei getrennte Brennstoffmengen in stabiler Weise

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R020 Patent grant now final

Effective date: 20110420

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140201