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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf die hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte
Brennstoffeinspritzung und insbesondere auf eine elektronische Steuerung
zur Veränderung der
Zeitdauer der Strompegel eines Brennstoffeinspritzsignals basierend
auf abgefühlten
Motorparametern.
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Technischer
Hintergrund
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Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen
sind in der Technik wohlbekannt. Ein Beispiel eines hydraulisch
betätigten
elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheitssystemsist im US-Patent
5191867 gezeigt, welches einen Glassey am 9. März 1993 ausgegeben wurde.
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Wie in der Technik bekannt ist, ist
es zur präzisen
Steuerung der Leistungsausgabe und der Emissionsausgabe eines Verbrennungsmotors
nötig, den
Zeitpunkt und die Menge des Brennstoffes zu steuern, der in die
Motorzylinder eingespritzt wird. Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen
spritzen typischerweise Brennstoff in einen speziellen Motorzylinder
als eine Funktion eines Einspritzsignals ein, welches von einer
elektronischen Steuervorrichtung aufgenommen wird. Wenn man hydraulisch
betätigte
elektronisch gesteuerte Einspritzeinheiten verwendet (im Folgenden
als "HEUI-Einspritzvorrichtungen" bezeichnet) weist
das Einspritzsignal im allgemeinen eine Stromwellenform mit zwei
Ebenen bzw. zwei Pegeln auf, die einen Einzugsstrompegel und einen
im allgemeinen niedrigeren Haltestrompegel aufweist. Ein Beispiel
für ein
solches Brennstoffeinspritzsignal wird offenbart im US-Patent 5
564 391, ausgegeben an Barnes und andere. Der höhere Einzugsstrom wird verwendet, um
die Brennstoffeinspritzvorrichtung schnell zu öffnen und dadurch die Ansprechzeit
zu verringern (d. h. die Zeit zwischen der Einleitung eines Brennstoffeinspritzsignals
und der Zeit, zu der der Brennstoff tatsächlich anfängt, in den Motorzylinder einzutreten). Sobald
die Brennstoffeinspritzung begonnen hat, kann ein Haltestrom mit
niedrige rem Pegel verwendet werden, um die Einspritzvorrichtung
für den
Rest des Einspritzzyklus offen zu halten.
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Im allgemeinen ist es wünschenswert,
die Ansprechzeit der Einspritzvorrichtung zu verringern. Der höhere Einzugsstrompegel
wird im allgemeinen die Ansprechzeit verringern. Jedoch werden Strompegel,
die für
zu lange Zeit zu hoch sind, unerwünschte Konsequenzen zur Folge
haben. Wenn beispielsweise der Einzugsstrompegel für zu lange zu
hochgehalten wird, muss der Elektromagnet der Brennstoffeinspritzvorrichtung
den höheren
Leistung pegeln widerstehen, und die Treiberkomponenten der elektrischen
Schaltung müssen
mehr Leistung liefern können
und die größere Hitze
ableiten können.
Wie es genauer unten beschrieben wird, können zu lange vorherrschende
höhere
Strompegel ebenfalls eine übermäßige Spannung
auf den mechanischen Komponenten der Einspritzvorrichtung erzeugen
und auch die Wiederholbarkeit verschlechtern. Komponenten mit höherer Leistung
und/oder robustere mechanische Komponenten werden die Kosten der
Konstruktion des Einspritzvorrichtungstreibers steigern. Die Verschlechterung
der Wiederholbarkeit der Einspritzvorrichtung wird in nachteiliger
Weise die Leistung der Einspritzvorrichtung beeinflussen.
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Zusätzlich ist es wünschenswert,
den Einzugsstrom für
eine Dauer zu halten, die Lange genug ist, um die Kugel auf dem
Hochdruck-Sitz der Einspritzvorrichtung zu halten. Wenn die Kugel
nicht auf dem Hochdruck-Sitz gehalten wird, wird dann das Einspritzereignis
nicht konsistent sein und könnte
in nicht konsistenter Weise den Motor mit Brennstoff versorgen.
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Typischerweise ist die Einzugsstromzeitdauer
ein vorgewählter
Wert, der einen Einzugsstrom für eine
ausreichende Zeitdauer liefert, um ein akzeptables Ansprechen der
Einspritzvorrichtung unter den schwersten Betriebsbedingungen für die Einspritzvorrichtung
vorzusehen (beispielsweise ein Kaltstart bei niedriger Temperatur).
Jedoch kann die vorgewählte
Einzugsstromzeitdauer länger
sein als erforderlich ist, um das erwünschte Ansprechen bei anderen,
weniger schwerwiegenden Betriebsbedingungen vorzusehen. Da her wäre es wünschenswert,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zu haben, die die Einzugsstromzeitdauer
variieren kann, während
die Betriebszustände
zwischen schweren und weniger schweren Bedingungen übergehen.
Zusätzlich
wäre es
vorzuziehen, ein System zu haben, welches eine erwünschte Ansprechzeit
vorsehen könnte,
ohne Komponenten mit höherer
Leistung zu erfordern und ohne in unmäßiger Weise die mechanischen
Komponenten unter Spannung zu setzen.
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Weiterhin sei hingewiesen auf US-A-5271371,
die eine Betätigungsvorrichtung
und eine Ventilanordnung für
eine hydraulisch betätigte elektronisch
gesteuerte Einspritzeinheiten zeigt. Die Anordnung weist eine elektrisch
zu erregende Betätigungsvorrichtung
auf, die ein bewegbares Glied aufweist, und ein Sitzventil, welches
mit dem bewegbaren Glied verbunden ist. Eine elektronische Steuervorrichtung
ist für
die Anordnung vorgesehen, um das Ventil gemäß der Motortemperatur zu steuern.
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Die vorliegende Erfindung ist darauf
gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Offenbarung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein elektronisches Steuersystem nach Anspruch 1 vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
beansprucht.
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Die vorliegende Erfindung weist ein
elektronisches Steuersystem auf, welches in Verbindung mit einem
kompressionsgezündeten
Motor verwendet wird. Der Motor hat eine hydraulisch betätigte elektronische
Brennstoffeinspritzeinheit. Es ist eine elektronische Steuervorrichtung
vorgesehen, die mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung verbunden
ist. Ein Motortemperatursensor wird verwendet, um ein Signal zu
erzeugen, welches auf eine Temperatur des Motors anspricht. Die
elektronische Steuervorrichtung erzeugt ein Brennstoffeinspritzsignal,
welches teilweise eine Funktion des Signals ist, dass auf die Temperatur
des Motors anspricht.
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Diese und andere Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der detaillierten Beschreibung
in Verbindung mit den Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Zum besseren Verständnis der
Erfindung sei Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen
die Figuren Folgendes darstellen:
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Brennstoffeinspritzsystems, das
in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet
wird.
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2 ist
eine geschnittene Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer hydraulisch betätigten
Brennstoffeinspritzvorrichtung, die in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung verwendet wird.
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3 ist
ein Flussdiagramm der Software-Logik, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
eingerichtet ist.
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4 ist
eine generische Karte bzw. ein Kennfeld der Art, die in Verbindung
mit einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Detaillierte
Beschreibung des besten Weges zur Ausführung der Erfindung
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Mit Bezug auf 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydraulisch
betätigten
elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems 110 in
einer beispielhaften Konfiguration gezeigt, wie sie für einen direkt
einspritzenden Dieselverbrennungsmotor 112 angepasst ist.
Das Brennstoffsystem 110 weist eine oder mehrere hydraulisch
betätigte
elektronisch gesteuerte Brennstofteinspritzvorrichtungen 114 auf, die
geeignet sind, um in einer jeweiligen Zylin derkopfbohrung des Motors 112 positioniert
zu werden. Das Brennstoffsystem 110 weist eine Vorrichtung oder
Mittel 116 auf, um Betätigungsströmungsmittel zu
jeder Einspritzvorrichtung 114 zu liefern, weiter eine
Vorrichtung oder Mittel 118, um Brennstoff zu jeder Einspritzvorrichtung
zu liefern, einen Computer 120 zur elektronischen Steuerung
des Brennstoffeinspritzsystems und eine Vorrichtung oder Mittel 122 zum
Rückleiten
bzw. Rückzirkulieren
von Betätigungsströmungsmittel
und zur Wiedergewinnung von hydraulischer Energie aus dem Betätigungsströmungsmittel,
welches jede der Einspritzvorrichtungen verlässt.
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Die Betätigungsströmungsmittelversorgungsmittel 116 weisen
vorzugsweise einen Betätigungsströmungsmittelsumpf 124 auf,
eine Betätigungsströmungsmitteltransferpumpe 126 mit
relativ niedrigem Druck, einen Betätigungsströmungsmittelkühler 128,
einen oder mehrere Betätigungsströmungsmittelfilter 130,
eine Hochdruck-Pumpe 132 zur Erzeugung eines relativ hohen
Druckes in dem Betätigungsströmungsmittel
und mindestens eine Hochdruck-Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 136 mit
relativ hohem Druck. Ein Common-Rail-Durchlass bzw. Druckleitungsdurchlass 138 ist
in Strömungsmittelverbindung
mit dem Auslass aus der Betätigungsströmungsmittelpumpe 132 mit
relativ hohem Druck angeordnet. Ein Rail-Verzweigungsdurchlass 140 verbindet
den Betätigungsströmungsmitteleinlass
von jeder Einspritzvorrichtung 114 mit dem Hochdruck-Common-Rail-Durchlass 138.
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Betätigungsströmungsmittel, welches einen Betätigungsströmungsmittelablauf
von jeder Einspritzvorrichtung 114 verlässt, tritt in eine Rückzirkulationsleitung 127 ein,
die dieses zu den Hydraulikenergierückzirkulationsmitteln oder
Hydraulikenergiewiedergewinnungsmitteln 112 trägt. Ein
Teil des rückzirkulierten
Betätigungsströmungsmittels
wird zu der Hochdruck-Betätigungsströmungsmittelpumpe 132 geleitet,
und ein weiterer Teil wird zu dem Betätigungsströmungsmittel Sumpf 124 über die
Rückzirkulationsleitung 133 zurückgeleitet.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das Betätigungsströmungsmittel
Motorschmieröl, und
der Betätigungsströmungsmittelsumpf 124 ist
ein Motorschmierölsumpf.
Dies gestattet, dass das Brennstoffeinspritzsystem als ein parasitäres Untersystem
mit dem Schmierölzirkulationssystem
des Motors verbunden wird.
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Die Brennstoffversorgungsmittel 118 weisen vorzugsweise
einen Brennstofftank 142 auf, weiter einen Brennstoffversorgungsdurchlass 144,
der in Strömungsmittelverbindung
zwischen dem Brennstofftank 142 und dem Brennstoffeinlass
von jeder Einspritzvorrichtung 114 angeordnet ist, eine
Brennstofttransferpumpe 146 mit relativ niedrigem Druck, einen
oder mehrere Brennstofffilter 148, einen Brennstoffversorgungsregelungventil 149 und
einen Brennstoffzirkulations- und -rückleitungsdurchlass 147,
der in Strömungsmittelverbindung
zwischen den Einspritzvorrichtungen 114 und dem Brennstofftank 142 angeordnet
ist.
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Der Computer 120 weist vorzugsweise
ein elektronisches Steuermodul 111 auf, welches einen Mikroprozessor
und einen Speicher aufweist. Wie es dem Fachmann bekannt ist, ist
der Speicher mit dem Mikroprozessor verbunden und speichert einen
Anweisungssatz und Variable. Mit dem Mikroprozessor und einem Teil
des elektronischen Steuermoduls 111 sind verschiedene andere
bekannte Schaltungen assoziiert, wie beispielsweise eine Leistungsversorgungsschaltung,
eine Signalkonditionierungsschaltung und eine Elektromagnettreiberschaltung
unter anderem. Das elektronische Steuermodul 111 steuert 1)
den Brennstoffeinspritzzeitpunkt; 2) die gesamte Brennstoffeinspritzmenge
während
eines Einspritzzyklus; 3) den Brennstofteinspritzdruck; 4) die Anzahl der
getrennten Einspritzungen oder Einspritzsegmente während jedes
Einspritzzyklus; 5) die Zeitintervalle zwischen den Einspritzsegmenten;
6) die Zeitdauer der Einspritzsegmente; 7) die Brennstoffmenge von
jedem Einspritzsegment während
eines Einspritzzyklus; 8) den Betätigungsströmungsmitteldruck; 9) den Strompegel
der Einspritzvorrichtungswellenform; und 10) irgendeine Kombination
der obigen Parameter. Der Computer 120 nimmt eine Vielzahl
von Sensoreingangssignalen S1–S8 auf, die bekann ten Sensoreingangsgrössen entsprechen,
wie beispielsweise den Motorbetriebsbedingungen, die die Motordrehzahl,
die Motortemperatur, den Druck des Betätigungsströmungsmittel usw. miteinschließen, die
verwendet werden, um die präzise
Kombination der Einspritzparameter für einen darauf folgenden Einspritzzyklus
zu bestimmen.
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Beispielsweise ist ein Motortemperatursensor 180 gezeigt,
der mit dem Motor 112 verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel
weist der Motortemperatursensor einen Motoröltemperatursensor auf. Jedoch
kann ein Motorkühlmitteltemperatursensor
ebenfalls verwendet werden, um die Motortemperatur zu detektieren.
Der Motortemperatursensor erzeugt ein Signal, welches in 1 durch S1 bezeichnet
wird, und in den Computer 120 über die Leitung S1 eingegeben
wird.
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In diesem Beispiel gibt der Computer 120 ein Steuersignal
S9 zur Steuerung des Betätigungsströmungsmittel Druckes aus, und
ein Brennstoffeinspritzsignal S10 zur Erregung
des Elektromagneten innerhalb einer Brennstoffeinspritzvorrichtung,
wodurch das (die) Strömungsmittelsteuerventil(e)
innerhalb jeder Einspritzvorrichtung 114 gesteuert wird (werden)
und bewirkt (bewirken), dass Brennstoff in einen entsprechenden
Motorzylinder eingespritzt wird. Jeder der Einspritzparameter ist
variabel steuerbar, und zwar unabhängig von der Motordrehzahl und
der Motorbelastung. Im Fall der Einspritzvorrichtung 114 ist
ein Steuersignal S10 ein Brennstoffeinspritzsignal,
welches ein vom Computer angewiesener Strom für den Einspritzvorrichtungselektromagneten
ist.
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Mit Bezug auf 2 ist eine geschnittene Seitenansicht
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer HEUI-Brennstoffeinspritzvorrichtung gezeigt, die in Verbindung
mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie genauer im US-Patent
5 826 562 beschrieben, welches am 27. Oktober 1998 erteilt wurde,
wird die Brennstoffeinspritzung gesteuert durch Anlegen eines elektrischen
Stroms in Form des Brennstoffeinspritzsignals an einem Zwei-Wege-Elektromagneten 15,
der an einen Stift 16 angebracht ist und durch eine Feder 17 zu
einer zurückgezogenen
Position vorgespannt ist. Das Betätigungsströmungsmittelsteuerventil weist
auch ein Kugelventilglied 55 und ein Kolbenventilglied 60 auf.
Das Kugelventilglied 55 ist zwischen einem Hochdruck-Sitz 56 und
einem Niederdruck-Sitz 57 positioniert. Wenn der Elektromagnet 15 deaktiviert
ist, hält das
Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel,
welches auf das Kugelventilglied 55 wirkt, dieses in dem Niederdruck-Sitz 57,
um den Betätigungsströmungsmittelablauf 26 zu
schließen.
Wenn der Elektromagnet 15 aktiviert ist, bewegt sich der
Stift 16 nach unten, wobei er das Kugelventilglied 55 berührt und
es nach unten drückt,
um den Hochdruck-Sitz 56 zu schließen und den Niederdruck-Sitz 57 zu öffnen. Durch
Betätigung
des Elektromagneten 15 und durch Aufsetzen des Kugelventilgliedes 55 auf
dem Hochdruck-Sitz 56 beginnt die Einspritzvorrichtung, Brennstoff
einzuspritzen. Für
eine detailliertere Erklärung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der HEUI-Einspritzvorrichtung, die in 2 gezeigt
wurde, siehe das US-Patent Nr. 5 826 562, erteilt am 27. Oktober
1998.
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Wiederum mit Bezug auf 2 ist zu sehen, dass die
Ansprechzeit einer HEUI-Brennstoffeinspritzvorrichtung teilweise
von der Zeit abhängt,
die erforderlich ist, um das Kugelventilglied 55 vom Niederdruck-Sitz 57 zum
Hochdruck-Sitz 56 zu bewegen. Im allgemeinen ist die Ansprechzeit
teilweise eine Funktion des elektrischen Strompegels des Brennstoffeinspritzsignals,
und in erster Linie eine Funktion der Einzugsstromdauer und der
hydraulischen Kraft, die dem Kugelventilglied 55 gegenübersteht.
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Die Größe des elektrischen Stroms,
der an den Elektromagneten 15 angelegt wird, bestimmt die Kraft,
die der Elektromagnet 15 am Stift 16 erzeugt. Um die Einspritzung
von Brennstoff zu beginnen muss der Brennstoffeinspritzvorrichtungsstrompegel ausreichend
sein, um die entgegenwirkende hydraulische Kraft des Betätigungsströmungsmittels
zu überwinden,
und muss ausreichend sein, um das Kugelventilglied 55 auf
dem Hochdruck-Sitz 56 auf zu setzen. Weiterhin muss die
Einzugsstromzeitdauer ausreichend sein, um die Kugel 55 auf
dem Hochdruck-Sitz 56 der Einspritzvorrichtung zu halten,
so dass ein niedrigerer Strompegel die Kugel 55 auf dem
Hochdruck-Sitz 56 für den Rest
des Einspritzereignisses halten kann. Wenn der anfängliche
angelegte elektrische Strom zu gering ist, wird der Elektromagnet 15 nicht
ausreichend Kraft erzeugen, um das Kugelventilglied 55 vom Niederdruck-Sitz 57 wegzubewegen,
oder das Kugelventilglied 55 ordnungsgemäß auf dem
Hochdruck-Sitz 56 aufzusetzen. Auch wenn der elektrische
Strom für
eine zu kurze Zeitdauer angelegt wird, wird der Elektromagnet 15 nicht
die Kugel 55 auf dem Hochdruck-Sitz 56 halten
können. In
jedem Fall wird die Kugel 55 nicht ordnungsgemäß aufgesetzt
bleiben, wenn man versucht, den niedrigeren Strompegel zu verwenden,
um die Kugel 55 auf dem Hochdruck-Sitz 56 für die Haltestromzeitdauer
zu halten, was den Rest des Einspritzereignisses darstellt. Daher
wird die Einspritzvorrichtung nicht ordnungsgemäß arbeiten.
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Wenn andererseits der Strom zu hoch
ist, wird der Elektromagnet 15 zu viel Kraft auf dem Stift 16 erzeugen,
der dadurch das Kugelventilglied 55 zu schnell bewegen
wird und bewirken wird, dass das Kugelventilglied 55 dem
Hochdruck-Sitz 56 mit einer größeren Kraft trifft, als wünschenswert
ist. Dies könnte
bewirken, dass das Kugelventilglied 55 in den Sitz 56 springt,
wodurch der Beginn der Brennstoffeinspritzung verzögert wird,
und weil die Verzögerung, die
durch das Springen verursacht wird, unvorhersagbar ist, würde dies
auch eine Veränderlichkeit
bei der Ansprechzeit der Brennstoffeinspritzvorrichtung einleiten.
Wenn weiterhin der Strom zu hoch ist, kann er eine Kraft auf dem
Stift 16 erzeugen, die groß genug ist, um eine Auftreffkraft
des Kugelventilgliedes 55 auf dem Sitz 56 zu verursachen,
die den Stift 16 beschädigen
könnte
und dadurch die Arbeitslebensdauer der Einspritzvorrichtung beschädigen könnte oder
bewirken könnte,
dass die Einspritzvorrichtung eine Fehlfunktion zeigt. Wenn in ähnlicher
Weise der Einzugsstrom eine zu lange Zeitdauer hat, muss dann die
Elektronik eine größere Leistung
liefern können
und die daraus resultierende Wärme
ableiten können.
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Um das Kugelventilglied 55 vom
Niederdruck-Sitz 57 zum Hochdruck-Sitz 56 zubewegen,
ist es nötig,
die entgegenwirkende Kraft des Betätigungsströmungsmittels zu überwinden.
Die dagegen wirkende Kraft des Betätigungsströmungsmittels hängt teilweise
von: 1) dem Druck des Strömungsmittels;
und 2) der Viskosität
des Strömungsmittels
ab (die wiederum eine Funktion der Temperatur ist). Somit wird bei
einem konstanten Einzugsstrom, der an den Elektromagneten angelegt
wird, die Ansprechzeit steigen, wenn: 1) der Druck des Betätigungsströmungsmittels
steigt; und 2) die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels sinkt. Um eine
relativ konstante Ansprechzeit aufrechtzuerhalten, während man
die Gesamtleistungsanforderungen reduziert und die Auftreffkraft
minimiert, die durch das Aufsetzen des Kugelventilgliedes 55 auf
dem Hochdruck-Sitz 56 erzeugt wird, variiert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die Einzugsstromzeitdauer als eine Funktion
der Motortemperatur. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Motortemperatursensor
verwendet, um die Temperatur des Motors abzufühlen und diese Messung als
eine Annäherung
der Strömungsmittelviskosität zu verwenden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist es möglich,
entweder einen Motoröltemperatursensor
oder einen Motorkühlmitteltemperatursensor
zu verwenden, um die Motortemperatur zu bestimmen. Obwohl ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die Motortemperatur verwendet, sei bemerkt,
dass es bei manchen Anwendungen möglich sein wird, die Einzugsstromzeitdauer
basierend auf anderen Parametern zu modifizieren, wie beispielsweise
basierend auf der Betätigungsströmungsmittelviskosität, ohne vom
Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er von den beigefügten Ansprüchen definiert
wird.
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Mit Bezug auf 3 ist ein Flussdiagramm der Software-Logik
gezeigt, die in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
verwendet wird. Der Fachmann könnte
leicht und einfach ein Programm schreiben, welches das in 3 gezeigte Flussdiagramm
ausführt,
und zwar unter Verwendung des Anweisungssatzes oder einer anderen
geeigneten Sprache, die mit dem speziellen zu verwendenden Mikroprozessor
assoziiert ist. In einem bevor zugten Ausführungsbeispiel wird ein Motorola
MC 68336 in der elektronischen Steuervorrichtung 111 verwendet.
Darüber
hinaus könnten
andere bekannte Mikroprozessoren leicht und einfach verwendet werden,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er von
den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird.
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Der erste Block 300 beginnt
mit der Programmsteuerung. Die Programmsteuerung läuft vom ersten
Block 300 zum zweiten Block 305. Im zweiten Block 305 liest
die elektronische Steuervorrichtung 111 ein Temperatursignal
aus, welches von dem Motortemperatursensor 180 erzeugt
wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das Motortemperatursignal ein analoges Signal, welches durch
einen Motorkühlmitteltemperatursensor
oder einen Motoröltemperatursensor
erzeugt wurde, könnte
jedoch auf einer anderen abgefühlten
Temperatur basieren. Die elektronische Steuervorrichtung 111 gibt periodisch
das Motortemperatursignal über
den Eingang S1 ein und speichert den Wert
im Speicher. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liest die elektronische
Steuervorrichtung 111 den Motortemperatursensor einmal
bei jeder B. Steuerschleife aus und speichert den Wert im Speicher.
Jedoch könnten andere
Sampling- bzw. Aufnahme- oder Tastfrequenzen leicht und einfach
verwendet werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird. Im zweiten Block 305 liest die elektronische
Steuervorrichtung 111 die Speicherstelle aus, die den Motortemperaturwert
speichert. Die Programmsteuerung läuft dann zum Entscheidungsblock 310.
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Im Entscheidungsblock 310 bestimmt
die elektronische Steuervorrichtung 111, ob der Motor im kalten
Betriebszustand ist, und speichert die Variable im Speicher. Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel liest
die elektronische Steuervorrichtung 111 die Speicherstelle
aus, die die Variable für
den kalten Betriebszustand speichert. Der kalte Betriebszustand wird
vorzugsweise basierend auf der Motortemperatur und anderen Betriebsbedingungen
bestimmt, wie beispielsweise der Motordrehzahl, der Ansaugtemperatur,
der Auslasstemperatur und basierend auf anderen Bedingungen, die
dem Fachmann bekannt sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
bestimmt die Steuervorrichtung 111, dass der Motor nicht
im kalten Betriebszustand arbeitet, wenn die Motortemperatur größer ist,
als ein vorbestimmter Temperaturgrenzwert (Tc)
im kalten Betriebszustand. Vorzugsweise ist der vorbestimmte Temperaturgrenzwert
für den
kalten Betriebszustand achtzehn Grad Celsius (18°C). Wie es jedoch dem Fachmann bekannt
ist, könnten
andere Werte leicht und einfach verwendet werden, und zwar abhängig von
den Eigenschaften des Betätigungsströmungsmittels,
welches zu der HEUI-Einspritzvorrichtung
geliefert wird, und zwar ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird. Wenn bestimmt wird, dass der Motor im kalten Betriebszustand
ist, läuft
die Programmsteuerung zum vierten Steuerblock 320. Anderenfalls
läuft die
Programmsteuerung zum fünften
Steuerblock 330.
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Im vierten Block 320 setzt
die elektronische Steuervorrichtung 111 den Einzugsstromzeitdauerwert
(TP) gleich der maximalen Einzugszeitdauer (TT). Die maximale Einzugszeitdauer (TT) ist vorzugsweise im Speicher gespeichert
und wird durch die elektronische Steuervorrichtung 111 ausgelesen. Weiterhin
könnte
die maximale Einzugszeitdauer (TT) solange
wie die gesamte Einspritzzeitdauer sein. Jedoch ist die maximale
Einzugszeitdauer (TT) vorzugsweise geringer
als die gesamte Einspritzzeitdauer. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die maximale Einzugszeitdauer (TT) ungefähr zwei
Millisekunden (2 ms). Vom vierten Block 320 geht die Programmsteuerung
zum achten Block 360.
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Wiederum mit Bezug auf den fünften Block 330 wird
der Zeitdauerskalenfaktor (FS) durch die elektronische
Steuervorrichtung 111 bestimmt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
berechnet die elektronische Steuervorrichtung 111 den Zeitdauerskalenfaktor
(FS) gemäß der folgenden
Gleichung: FS = (TF – TE)/(TF – TC); wobei gilt:TF =
Strömungsmitteltemperaturgrenzwert
TE = Motortemperatur
TC =
vorbestimmter Temperaturgrenzwert für den kalten Betriebszustand
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Der Strömungsmitteltemperaturgrenzwert (TF) stellt die Temperatur dar, wo der Effekt
der Viskosität
des Öls
auf die Wirkung der Einspritzvorrichtung zu vernachlässigen ist.
Vorzugsweise ist der Strömungsmitteltemperaturgrenzwert
(TF) fünfunddreißig Grad
Celsius (35°C).
Vom fünften
Block 330 geht die Programmsteuerung zum sechsten Block 340.
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Im sechsten Block 340 überprüft die elektronische
Steuervorrichtung 111, dass der Zeitdauerskalenfaktor (FS) gültig
ist, der im fünften
Block 330 berechnet wurde. Vorzugsweise überprüft die elektronische
Steuervorrichtung, dass der Zeitdauerskalenfaktor (FS)
größer 0 und
kleiner 1 ist (0 < FS < 1). Vom
sechsten Block 340 geht die Programmsteuerung zum siebten
Block 350.
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Im siebten Block 350 berechnet
die elektronische Steuervorrichtung 111 einen Einzugsstromzeitdauerwert
(TP). In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
berechnet die elektronische Steuervorrichtung 111 den Einzugsstromzeitdauerwert
(TP) gemäß der folgenden
Gleichung: TP = TD + FS(TT – TD); wobei gilt:TD =
voreingestellte Einzugszeitdauer
TT =
vorbestimmte maximale Einzugszeitdauer
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Vorzugsweise ist die voreingestellte
Einzugszeitdauer (TD) nicht länger als
erforderlich, um die erwünschte
Antwort bei den weniger schweren Betriebsbedingungen zu liefern.
Die maximale Einzugszeitdauer (TT) ist die
maximale Periode, über
die die Einzugsstrompegel bei den schlimmsten Betriebsbedingungen
gehalten werden müssen,
vorzugsweise 2 Millisekunden (2 ms). Wie es jedoch dem Fachmann
bekannt ist, könnten
unterschiedliche Werte für
die voreingestellte Einzugszeitdauer (TD)
und die maximale Einzugszeitdauer (TT) verwendet
werden, und zwar abhängig
von den Motorbetriebsbe dingungen und den Konstruktionsfestlegungen
für den
speziellen Motor, und zwar ohne von der Erfindung abzuweichen, wie
sie von den beigefügten Ansprüchen definiert
wird. Vom 7. Block 350 geht die Programmsteuerung zum achten
Block 360.
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Im achten Block 360 liefert
die elektronische Steuervorrichtung 111 ein Brennstoffeinspritzsignal mit
einer Einzugsstromzeitdauer gleich dem Einzugsstromzeitdauerwert
(TP). Vom achten Block 360 läuft die
Programmsteuerung zum neunten Block 370.
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Im Block 370 kehrt die Programmsteuerung zum
Hauptprogramm zurück,
wo die elektronische Steuervorrichtung 111 die Einzugsstromzeitdauer verwendet,
die im Block 360 bestimmt wurde, um das Einspritzsignal
zu entwickeln bzw. zu erzeugen, welches an die Einspritzvorrichtungen über die
Steuerleitung S10 geliefert wird. Die Logik
der 3 wird bei jeder
Steuerschleife ausgeführt,
um dabei zu helfen, sicherzustellen, dass die Einzugsstromzeitdauer
so nahe wie möglich
an der Einzugszeitdauer ist, die tatsächlich erforderlich ist, um
die erwartete Brennstoffeinspritzvorrichtungsansprechzeit zu erzeugen.
Jedoch weiss der Fachmann, dass die Einzugsstromzeitdauer bei anderen
Frequenzen bestimmt werden könnte,
und zwar abhängig
von Faktoren wie der Veränderungsrate
der Motortemperatur, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie
von den beigefügten Ansprüchen definiert
wird.
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Mit Bezug auf 4 wird eine generische grafische Karte
bzw. ein Kennfeld der Art gezeigt, die in einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird. Die Karte ist eine grafische Darstellung
einer Nachschautabelle, die in dem Speicher gespeichert sein könnte und
von der elektronischen Steuervorrichtung 111 verwendet
werden könnte,
um den Einzugsstromzeitdauerwert (TP) zu
bestimmen, und zwar anstelle der Schritte, die in den fünften, sechsten
und siebten Blöcken 330, 340 und 350 zusehen sind.
Wie in der Figur zu sehen nimmt die Einzugsstromzeitdauer ab, die
erforderlich ist, um das Kugelventilglied 55 vom Niederdruck-Sitz 57 zum
Hochdruck-Sitz 56 zu bewegen und dort zu halten, wenn die
Motortemperatur ansteigt. Dies hat zur Folge, dass die Viskosität des Betätigungsströmungsmittels absinkt,
wenn die Motortemperatur ansteigt. Daher steigt die Zeitdauer des
Einzugsstromes, die erforderlich ist, um die Kraft des Betätigungsströmungsmittels
zu überwinden.
Die speziellen Werte in einer Nachschautabelle und in der entsprechenden
Karte bzw. in dem entsprechenden Kennfeld sind eine Funktion der
speziellen Einspritzvorrichtung, des speziellen Betätigungsströmungsmittels
und des verwendeten Motors, und zwar unter anderen Faktoren. Obwohl 4 die bevorzugte Karte der
Einzugsstromzeitdauerwerte darstellt, die in Verbindung mit einem
Ausführungsbeispiel
der in 2 gezeigten HEUI-Einspritzvorrichtung
verwendet werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
spezielle Tabelle oder auf diese speziellen Einzugsstromzeitdauerwerte
eingeschränkt.
Im Gegensatz dazu wird erwartet, dass die Einzugsstromzeitdauerwerte
andere für unterschiedliche
Brennstoffeinspritzvorrichtungen und Betätigungsströmungsmittel und anderen Faktoren
sein können.
Die Anwendung der Einzugsstromzeitdauerwerte, die anders sind als
jene, die in 4 gezeigt
wurden, würde
trotzdem in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie er
von den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird.
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Während
Aspekte der vorliegenden Erfindung insbesondere mit Bezugnahme auf
das bevorzugte Ausführungsbeispiel
oben gezeigt und beschrieben worden sind, wird es dem Fachmann klar sein,
dass verschiedene zusätzliche
Ausführungsbeispiele
in Betracht gezogen werden können,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er von
den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird. Beispielsweise kann ein Verfahren oder eine Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung mehr als eine Karte oder eine Kombination
einer Karte (mehrerer Karten) und von Logikfunktionen wie beispielsweise
Komparatoren oder Limitoren bzw. Begrenzungseinrichtungen verwenden,
um die Einzugszeitdauer oder die Einzugszeitdauerwerte zu bestimmen.
Jedoch sollte klar sein, dass eine solche Vorrichtung oder ein solches
Verfahren verständlicher Weise
in den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt, wie er von den beigefügten Ansprüchen definiert wird.
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Andere Aspekte, Ziele und Vorteile
der vorliegenden Erfindung können
aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten
werden.