DE10131545A1

DE10131545A1 - Genaue Lieferung des gesamten Brennstoffes, wenn zwei Einspritzereignisse eng gekoppelt sind

Info

Publication number: DE10131545A1
Application number: DE10131545A
Authority: DE
Inventors: Gregory G Hafner; Brian G Mcgee
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2002-02-14
Also published as: US6415762B1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzsteuersystem und -verfahren zum Liefern von mehreren Brennstoffeinspritzungen in einen Zylinder eines Motors während eines Brennstoffeinspritzereignisses, basierend auf Motorbetriebszuständen wird offenbart, wobei das Steuersystem eine elektronische Steuervorrichtung aufweist, die mit einem elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzelement und einer Vielzahl von Sensoren gekoppelt ist, die mit der Steuervorrichtung gekoppelt sind, um gewisse Signale einzugeben, die gewisse Motorbetriebszustände des Motors darstellen, wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um ein Brennstoffeinspritzsignal zum Brennstoffeinspritzelement auszugeben, um Vorsteuer-, Haupt- und Ankerbrennstoffschüsse zum Zylinder während eines Brennstoffeinspritzereignisses zu liefern, und zwar basierend auf den Sensorsignalen. Wenn zwei Brennstoffschüsse, wie beispielsweise die Haupt- und Ankerbrennstoffschüsse, eng gekoppelt sind, ist die Steuervorrichtung wirksam, eine gesamte Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, eine Hautschußdauer und eine Ankerverzögerung zu bestimmen. Die gesamte Haupt- und Ankerbrennstoffmenge wird bestimmt durch Subtrahieren einer Vorsteuerschußbrennstoffmenge von der angewiesenen Brennstoffausgabe, und ein Sensor fühlt einen Rail-Druck ab. Wenn ein Auslösezustand erfühlt wird, vorzugsweise daß eine Hauptschußbrennstoffemenge kleiner oder gleich einer minimalen Hauptschußbrennstoffmenge ist, wird die Ankerdauer aus einer Karte bestimmt, und zwar unter ...

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzsysteme und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur genauen Liefe rung von mehreren getrennten Brennstoffeinspritzungen an den Zylinder eines Verbrennungsmotors während eines Brennstoffeinspritzereignisses basierend auf Motorbe triebszuständen, wenn zwei Brennstoffeinspritzereignisse durch eine kurze Zeitperiode getrennt werden.

Technischer Hintergrund

Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen sind in der Technik wohl bekannt, wobei diese sowohl hy draulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Brennstoff einspritzvorrichtungen als auch mechanisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufweisen. Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritz vorrichtungen spritzen typischerweise Brennstoff in einen speziellen Motorzylinder als eine Funktion eines Ein spritzsignals ein, das von einer elektronischen Steuer vorrichtung aufgenommen wird. Diese Signale weisen Wel lenformen auf, die eine erwünschte Einspritzrate genauso wie den erwünschten Zeitpunkt und die in die Zylinder einzuspritzende Brennstoffmenge anzeigen.

Emissionsregelungen, die sich auf Motorabgasemissionen beziehen, werden auf der gesamten Welt immer restrikti ver, wobei diese beispielsweise Einschränkungen bezüglich der Emission von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxyd, des Ausstoßes von Partikeln und des Ausstoßes von Stickoxyden (NO_x) aufweisen. Das Zuschneiden der Anzahl der Einsprit zungen und der Brennstoffeinspritzrate für eine Brennkam mer, genauso wie die Menge und der Zeitpunkt von diesen Brennstoffeinspritzungen ist ein Weg, wie Emissionen zu steuern sind und solche Emissionsstandards zu erfüllen sind. Als ein Ergebnis sind Techniken für eine geteilte Brennstoffeinspritzung verwendet worden, um die Verbren nungscharakteristiken des Verbrennungsprozesses zu modi fizieren, und zwar in einem Versuch, die Emissions- und Geräuschpegel zu verringern. Eine geteilte Einspritzung sieht typischerweise die Aufteilung der gesamten Brenn stofflieferung zum Zylinder während eines speziellen Ein spritzereignisses in zwei oder mehr getrennte Brennstof feinspritzungen vor, beispielsweise eine Vorsteuerein spritzung und eine Haupteinspritzung oder eine Hauptein spritzung und eine Ankereinspritzung, auf die im allge meinen als Brennstoffschuß Bezug genommen wird. Wie in dieser Offenbarung verwendet, wird ein Einspritzereignis als die Einspritzungen definiert, die in einem Zylinder während eines Zyklusses des Motors auftreten. Beispiels weise weist ein Zyklus für einen Vier-Takt-Motor für ei nen speziellen Zylinder einen Einlaß-, einen Kompressi ons- bzw. Verdichtungs-, einen Expansions- und einen Aus laßhub auf. Daher weist das Einspritzereignis in einem Vier-Takt-Motor die Anzahl der Einspritzungen oder Schüs se auf, die in einem Zylinder während der vier Hübe des Kolbens auftreten. Der Ausdruck Schuß, wie er in der Technik verwendet wird, kann sich auch auf die tatsächli che Brennstoffeinspritzung oder auf das Befehlsstromsi gnal für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung oder eine andere Brennstoffbetätigungsvorrichtung beziehen, das ei ne Einspritzung oder Lieferung von Brennstoff zum Motor anzeigt. Bei anderen Motorbetriebszuständen mag es nötig sein, andere Einspritzstrategien zu verwenden, um sowohl den erwünschten Motorbetrieb als auch die Steuerung der Emissionen zu erreichen. In der Vergangenheit ist die Steuerbarkeit der geteilten Einspritzung in gewisser Wei se durch mechanische und andere Einschränkungen be schränkt gewesen, die mit den speziellen Bauarten der verwendeten Einspritzvorrichtungen assoziiert sind. Auch bei fortschrittlicheren elektronisch gesteuerten Ein spritzvorrichtungen ist es bei gewissen Motorbetriebszu ständen in gewisser Weise schwierig, genau die Brenn stofflieferung zu steuern, auch wenn man Stromsteuersi gnale verwendet.

Wenn man eine geteilte oder mehrfache Brennstoffeinsprit zung und die allgemeinen Effekte einer schuhprofilartigen Brennstofflieferung und der Brennstoffeinspritzratenfor mung mit den Ergebnissen davon behandelt, wird nicht im mer eine erwünschte Motorleistung bei allen Motordrehzah len und Motorlastzuständen erreicht. Basierend auf den Betriebszuständen werden die Einspritzzeitsteuerung, die Brennstoffflußrate und das eingespritzte Brennstoffvolu men in wünschenswerter Weise optimiert, um minimale Emis sionen und einen optimalen Brennstoffverbrauch zu errei chen. Dies wird nicht immer bei einem System mit geteil ter Einspritzung erreicht, und zwar aufgrund einer Viel zahl von Gründen, wie beispielsweise Einschränkungen bei den verschiedenen Arten von zu erreichenden Einspritzra tenwellenformarten, der eingespritzten Brennstoffmenge während des Pilot- bzw. Vorsteuerschusses, wenn die zwei Einspritzungen während des speziellen Einspritzereignis ses stattfinden, aufgrund der Zeitsequenz zwischen den zwei Einspritzungen, und wie nahe beabstandete Einsprit zungen einander beeinflussen. Als eine Folge können Pro bleme, wie beispielsweise das zu schnelle Einspritzen von Brennstoff innerhalb eines gegebenen Einspritzereignisses und/oder, daß man gestattet, daß Brennstoff über einen erwünschten Stoppunkt hinaus eingespritzt werden kann, nachteilig die Emissionsausgangsgrößen und die Ausnutzung des Brennstoffes beeinflussen.

Bei einem System, in dem mehrere Einspritzungen und un terschiedliche Einspritzratenwellenformen zu erreichen sind, ist es wünschenswert, irgend eine Anzahl von ge trennten Brennstoffeinspritzungen in einem speziellen Zy linder so zu steuern, daß Emissionen und der Brennstoff verbrauch basierend auf den speziellen Betriebszuständen des Motors an diesem speziellen Zeitpunkt minimiert wer den. Dies kann das Aufteilen der Brennstoffeinspritzung in mehr als zwei getrennte Brennstoffschüsse während ei nes speziellen Einspritzereignisses aufweisen, (beispielsweise eine Vorsteuereinspritzung, eine Haupt einspritzung, und eine Ankereinspritzung), das Variieren der Brennstoffmengen in den Schüssen, das Vorschieben des Vorsteuerschusses während des Einspritzereignisses und die Einstellung des Zeitpunktes zwischen den verschiede nen mehrfachen Brennstoffeinspritzungen, um minimale Emissionen und einen erwünschten Brennstoffverbrauch zu erreichen. In manchen Situationen ist es auch wünschens wert, das vordere Ende der Brennstofflieferung zum Zylin der bezüglich seiner Rate zu formen, um die Verbrennung scharakteristiken des speziell verwendeten Brennstoffes zu steuern.

Wenn ein Einspritzereignis drei getrennte Brennstoffein spritzschüsse aufweist, können die Verzögerungen zwischen den einzelnen Brennstoffschüssen so kurz werden, daß die Einspritzvorrichtung keine Zeit hat, sich vollständig während der Verzögerungsperiode zu schließen, und da die Einspritzvorrichtung nicht vollständig geschlossen ist, wenn der darauf folgende Brennstoffeinspritzschuß begin nen soll, weicht die tatsächlich eingespritzte Brenn stoffmenge von der erwünschten einzuspritzenden Brenn stoffmenge in beträchtlichem Ausmaß ab, beispielsweise 30 Kubikmillimeter in manchen Ausführungsbeispielen. Diese übermäßige Brennstoffmenge kann nachteilig den Wirkungs grad und die Vorteile bei den Emissionen beeinflussen, die von der ursprünglichen geteilten Brennstoffeinsprit zung erwartet wurden.

Entsprechend ist die vorliegende Erfindung darauf gerich tet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem offen bart, das mehrere getrennte Brennstoffeinspritzungen zu einem speziellen Zylinder eines Verbrennungsmotors wäh rend eines einzigen Einspritzereignisses liefern kann. Das System weist zumindest eine Brennstoffeinspritzvor richtung auf, die betreibbar ist, um eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzschüssen zu liefern, und eine Steuer vorrichtung, die betreibbar ist, um eine erwünschte An kerdauer basierend auf einer gesamten Haupt- und Anker brennstoffmenge zu bestimmen, eine Hauptschußdauer, eine Ankerverzögerung und einen Rail- bzw. Druckleitungsdruck, wenn die Haupt- und Ankerbrennstoffschüsse bezüglich des Zeitpunktes eng gekoppelt sind. Im Grunde genommen er reicht die Ankerdauer bei diesen vier Variablen die Ein spritzung der erwünschten Brennstoffmenge, auch wenn ein Boot-Zustand bzw. schuhprofilartiger Zustand auftritt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuer vorrichtung betreibbar, zu bestimmen, wann sowohl ein Hauptbrennstoffschuß als auch ein Ankerbrennstoffschuß erwünscht sind, dann kann die Hauptdauer und die Anker verzögerung durch Nachschauen dieser Werte in Nach schautabellen oder Karten bestimmt werden, die die Motor drehzahl und die Last und den Brennstoff als Faktoren zur Bestimmung der entsprechenden Hauptdauer und Ankerverzö gerung verwenden. Der Rail-Druck ist einfach eine Ausle sung, die aus der Rail-Sammelleitung durch einen Sensor aufgenommen wird, und die gesamte Haupt- und Ankerbrenn stoffmenge wird gefunden durch Subtrahieren einer Vor steuerschußbrennstoffmenge, falls vorhanden, von der Re gelungsbrennstoffausgangsgröße, auf die auch als die ge samte erwünschte Brennstoffmenge Bezug genommen wird, oder die gesamte verfügbare Brennstoffmenge, wie von der Regelvorrichtung angefordert. Vor der Bestimmung der An kerdauer als eine Funktion der fünfdimensionalen Karte bestätigt das Programm vorzugsweise das Auftreten eines Auslöserzustandes. In dem veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Hauptschußbrennstoffmenge verglichen mit einer minimalen Hauptschußbrennstoffmenge, um zu bestimmen, ob die Hauptschußbrennstoffmenge kleiner oder gleich der minimalen Menge ist. Wenn die Hauptschuß brennstoffmenge kleiner ist als die minimale Menge, dann wird die Ankerdauer als eine Funktion der vier Variablen eingestellt. Anderenfalls wird die Steuerung zu einem Hauptprogramm zurückgebracht.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung enthält ein computerlesbares Medium Anweisungen zur Steuerung des Brennstoffeinspritzsteuersystems zur Ein stellung der Ankerdauer. Die Anweisungen bestimmen vier Variable: den Rail- bzw. Druckleitungsdruck, die gesamte Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, die Hauptschußdauer und die Ankerverzögerung. Die Ankerdauer wird dann basierend auf diesen vier Variablen bestimmt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestimmen die Anweisungen das Auftreten eines Auslösezustandes. Wenn der Auslösezustand nicht aufgetreten ist, wird die Pro grammsteuerung zu einem Hauptprogramm zurückgebracht. Wenn der Auslösezustand aufgetreten ist, dann wird die Ankerdauer über eine fünfdimensionale Tabelle oder Karte unter Verwendung des Schienendruckes, der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, der Hauptschußdauer und der An kerverzögerung als Variablen bestimmt. Vorzugsweise ist der Auslösezustand der, wenn die Hauptschußbrennstoffmen ge kleiner oder gleich einer minimalen Brennstoffmenge ist, und wenn eine Ankerbrennstoffmenge von ungleich Null festgelegt wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die minimale Hauptschußbrennstoffmenge auf einen er wünschten Wert eingestellt sein. Alternativ kann die mi nimale Hauptschußbrennstoffmenge aus einer Tabelle oder Karte als eine Funktion der Motordrehzahl und -belastung bzw. des Brennstoffes bestimmt werden. Somit sieht die minimale Hauptschußbrennstoffmenge und eine Ankerbrenn stoffmenge ungleich Null eine Schwelle zum Eintritt in einen schuhprofilartigen Zustand ein, bei dem zwei eng gekoppelte Brennstoffeinspritzschüsse ihre getrennte Identität verlieren, in dem sie ineinander überlaufen. In einem Ausführungsbeispiel wird die minimale Hauptbrenn stoffmenge auf eine Weise bestimmt, die die Schwelle zwi schen einer schuhprofilartigen und einer geteilten Ein spritzung anzeigt, wobei im allgemeinen in einen schuh profilartigen Betriebszustand mehr Brennstoff einge spritzt wird als in einen geteilten Betriebszustand.

Gemäß noch eines weiteren Aspektes der vorliegenden Er findung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Brennstof feinspritzsteuersystems zur Bestimmung einer Ankerdauer beschrieben. Das Verfahren weist das Abfühlen und Über tragen eines Rail-Druckes zur Steuervorrichtung auf, und die Bestimmung einer gesamten Haupt- und Ankerbrennstoff menge, einer Hauptschußdauer und einer Ankerverzögerung. Die Ankerdauer wird dann basierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, aufgrund der Hauptschuß dauer, der Ankerverzögerung und des Rail-Druckes be stimmt. Ein Einspritzsignal, das die jeweiligen Brenn stoffschüsse einschließlich der Ankerdauer anzeigt, wird dann von einer elektronischen Steuervorrichtung zu einer Einspritzvorrichtung übertragen.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Verfah ren die Bestimmung des Auftretens eines Auslösezustandes auf, und bei dem Auftreten eines solchen die Bestimmung der Ankerdauer basierend auf der gesamten Hauptanker brennstoffmenge, der Hauptschußdauer, der Ankerverzöge rung und des Rail-Druckes. Wenn der Auslösezustand nicht auftritt, wird die Steuerung zu einem Hauptprogramm zu rückgebracht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen die Figuren folgendes darstellen:

Fig. 1 eine typische schematische Ansicht eines elek tronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsy stems, das in Verbindung mit einem Ausführungs beispiel der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 ein schematisches Profil eines Brennstoffein spritzereignisses mit drei Schüssen;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Stromwellenform und einer entsprechenden Brenn stoffwellenform für ein Hauptschuß- und Anker schußeinspritzereignis;

Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm, das die Be stimmung einer Ankerdauer veranschaulicht; und

Fig. 5 ein Diagramm, das ein Beispiel der Einspritz strategien für Stetig-Zustands-Emissionen ver anschaulicht, und zwar aufgenommen bei gewissen Motorbetriebszuständen basierend auf der Motor drehzahl und Motorbelastung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brenn stoffeinspritzsystems 10 in einer beispielhaften Konfigu ration gezeigt, und zwar geeignet für einen direkt ein spritzenden druckgezündeten Motor 12. Das Brennstoffsy stem 10 weist eine oder mehrere elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen auf, wie beispielsweise eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 14, die geeignet sind, in einer jeweiligen Zylinderkopfbohrung des Motors 12 positioniert zu werden. Während das Ausführungsbei spiel der Fig. 1 auf einen Sechs-Zylinder-Reihenmotor angewandt wird, sei bemerkt und vorausgesagt, daß klar sein sollte, daß die vorliegende Erfindung gleichfalls auf andere Arten von Motoren anzuwenden ist, wie bei spielsweise auf V-Motoren und Drehkolbenmotoren, und daß der Motor irgendeine Vielzahl von Zylindern oder Brenn kammern enthalten kann. Während zusätzlich das Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 1 ebenfalls ein hydraulisch betä tigtes elektronisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem veranschaulicht, sei genauso bemerkt und vorhergesagt, daß die vorliegende Erfindung gleichfalls auf andere Ar ten von Brennstoffeinspritzvorrichtungen anzuwenden ist, wie beispielsweise elektronisch gesteuerte Einspritzvor richtungen, mechanisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einspritzeinheiten genauso wie auf strömungsmittelbetä tigte Common-Rail-Brennstoffeinspritzsysteme und auf di gital gesteuerte Brennstoffeinspritzventile.

Das Brennstoffsystem 10 der Fig. 1 weist eine Vorrich tung oder Mittel 16 auf, um Betätigungsströmungsmittel zu jeder Einspritzvorrichtung 14 zu liefern, eine Vorrich tung oder Mittel 18 zum Liefern von Brennstoff zu jeder Einspritzvorrichtung, elektronische Mittel 20 zur Steue rung des Brennstoffeinspritzsystems, die die Art und Wei se und die Frequenz aufweisen, mit der Brennstoff durch die Einspritzvorrichtungen 14 eingespritzt wird, und zwar einschließlich der Zeitsteuerung, der Anzahl der Ein spritzungen pro Einspritzereignis, der Brennstoffmenge pro Einspritzung, der Zeitverzögerung zwischen jeder Ein spritzung und des Einspritzprofils. Das System kann auch eine Vorrichtung oder Mittel 22 aufweisen, um Strömungs mittel zurückzuzirkulieren und/oder hydraulische Energie aus dem Betätigungsströmungsmittel wiederzugewinnen, das jede Einspritzvorrichtung 14 verläßt.

Die Betätigungsströmungsmittelversorgungsmittel 16 weisen vorzugsweise einen Betätigungsströmungsmittelsumpf oder ein Reservoir 24 auf, eine Betätigungsströmungsmittel transferpumpe 26 mit relativ geringem Druck, einen Betä tigungsströmungsmittelkühler 28, einen oder mehrere Betä tigungsströmungsmittelfilter 30, eine Hochdruckpumpe 32 zur Erzeugung von relativ hohem Druck in dem Betäti gungsströmungsmittel und mindestens eine Betätigungsströ mungsmittelsammelleitung 36 auf relativ hohem Druck. Ein Common-Rail-Durchlaß 38 ist in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslaß aus der Betätigungsströmungsmittelpumpe 32 mit relativ hohem Druck angeordnet. Ein Rail-Verzwei gungsdurchlaß 40 verbindet den Betätigungsströmungsmitte leinlaß von jeder Einspritzvorrichtung 14 mit dem Hoch druck-Common-Rail-Durchlaß 38. Im Falle einer mechanisch betätigten elektronisch gesteuerten Einspritzvorrichtung würden die Sammelleitung oder die Rail bzw. Schiene 36, der Common-Rail-Durchlaß 38 und die Verzweigungsdurchläs se 40 typischerweise durch eine Art von Nockenbetäti gungsanordnung oder durch andere mechanische Mittel er setzt werden, die diese Einspritzvorrichtungen betätigen. Beispiele einer mechanisch betätigten elektronisch ge steuerten Brennstoffeinspritzeinheit werden in den US- Patenten 5,947,380 und 5,407,131 offenbart. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einspritzvorrichtung eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, es kann jedoch ein digi tal gesteuertes Brennstoffventil sein, das mit einem Com mon-Rail-Brennstoffsystem assoziiert ist.

Die Vorrichtung 22 kann ein Ablaufsammelströmungsmittel steuerventil 50 für jede Einspritzvorrichtung aufweisen, eine gemeinsame Rückzirkulationsleitung 52 und einen Hy draulikmotor 54, der zwischen der Betätigungsströmungs mittelpumpe 32 und der Rückzirkulationsleitung 52 ange schlossen ist. Betätigungsströmungsmittel, das den Betä tigungsströmungsmittelablauf von jeder Einspritzvorrich tung 14 verläßt, würde in die Rückzirkulationsleitung 52 eintreten, die solches Strömungsmittel zu den Hydraulike nergierückzirkulations- oder -wiedergewinnungsmitteln 22 leitet. Ein Teil des zurückzirkulierten Betätigungsströ mungsmittels wird zu der Hochdruck-Betätigungsströmungs mittelpumpe 32 geleitet, und ein anderer Teil wird zum Betätigungsströmungsmittelsumpf 24 über die Rückzirkula tionsleitung 34 zurückgeleitet.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Betäti gungsströmungsmittel Motorschmieröl, und der Betätigungs strömungsmittelsumpf 24 ist ein Motorschmierölsumpf. Dies gestattet, daß das Brennstoffeinspritzsystem als ein pa rasitäres Untersystem mit dem Motorschmierölzirkulations system verbunden ist. Alternativ könnte das Betätigungs strömungsmittelbrennstoff sein.

Die Brennstoffversorgungsmittel 18 weisen vorzugsweise einen Brennstofftank 42 auf, einen Brennstoffversorgungs durchlaß 44, der in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Brennstofftank 42 und dem Brennstoffeinlaß von jeder Einspritzvorrichtung 14 angeschlossen ist, eine Brenn stofftransferpumpe 46 mit relativ geringem Druck, einen oder mehrere Brennstoffilter 48, ein Brennstoffversor gungsregulierungsventil 49 und einem Brennstoffzirkulati ons- und Rückleitungsdurchlaß 47, der in Strömungsmittel verbindung zwischen jeder Einspritzvorrichtung 14 und dem Brennstofftank 42 angeordnet ist.

Die elektronischen Steuermittel 20 weisen vorzugsweise eine Steuervorrichtung auf, insbesondere ein elektroni sches Steuermodul (ECM = electronic control module) 56, dessen allgemeine Anwendung in der Technik wohlbekannt ist. Das elektronische Steuermodul 56 weist typischerwei se Verarbeitungsmittel auf, wie beispielsweise einen Mi krocontroller bzw. eine Mikrosteuervorrichtung oder einen Mikroprozessor, eine Regelvorrichtung, wie beispielsweise eine Proportional-Integral-Derivativ-Steuervorrichtung (PID-Steuervorrichtung) zur Regelung der Motordrehzahl, und eine Schaltung, die eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung bzw. I/O-Schaltung aufweist, eine Leistungsversorgungs schaltung, eine Signalkonditionierungsschaltung, eine Elektromagnettreiberschaltung, Analogschaltungen und/oder programmierte Logikanordnungen, genauso wie einen assozi ierten Speicher. Der Speicher ist mit der Mikrosteuervor richtung oder dem Mikroprozessor verbunden und speichert Anweisungssätze, Karten, Nachschautabellen, Variable und mehr. Das elektronische Steuermodul 56 kann verwendet werden, um viele Aspekte der Brennstoffeinspritzung zu steuern, wie beispielsweise (1) die Brennstoffeinspritz zeitsteuerung, (2) die gesamte Brennstoffeinspritzmenge während eines Einspritzereignisses, (3) den Brennstoff einspritzdruck, (4) die Anzahl der getrennten Einsprit zungen oder Brennstoffschüsse während jedes Einsprit zereignisses, (5) die Zeitintervalle zwischen den ge trennten Einspritzungen oder Brennstoffschüssen, (6) die Zeitdauer von jeder Einspritzung oder jedem Brennstoff schuß, (7) die Brennstoffmenge, die mit jedem Einsprit zereignis assoziiert ist, (8) den Betätigungsströmungs mitteldruck, (9) den gegenwärtigen Pegel der Ein spritzwellenform und (10) irgendeine Kombination der obi gen Parameter. Jeder dieser Parameter ist variabel unab hängig von der Motordrehzahl und -belastung steuerbar. Das elektronische Steuermodul 56 nimmt eine Vielzahl von Sensoreingangssignalen S₁-S₈ auf, die bekannten Sen soreingangsgrößen entsprechen, wie beispielsweise Motor betriebszustände, die die Motordrehzahl, die Motortempe ratur, den Druck des Betätigungsströmungsmittels, die Zy linderkolbenposition usw. aufweisen, die verwendet wer den, um die präzise Kombination der Einspritzparameter für ein darauf folgendes Einspritzereignis zu bestimmen.

Beispielsweise ist ein Motortemperatursensor 58 in Fig. 1 gezeigt, der mit dem Motor 12 verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel weist der Motortemperatursensor einen Motoröltemperatursensor auf. Jedoch könnte auch ein Mo torkühlmitteltemperatursensor verwendet werden, um die Motortemperatur zu detektieren. Der Motortemperatursensor 58 erzeugt ein Signal, das in Fig. 1 durch S₁ bezeichnet wird, und in das elektronische Steuermodul 56 über die Leitung S₁ eingegeben wird. In dem speziellen in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel gibt das elektroni sche Steuermodul 56 das Steuersignal S₉ aus, um den Betä tigungsströmungsmitteldruck von der Pumpe 32 zu steuern, und ein Brennstoffeinspritzsignal S₁₀ zur Erregung eines Elektromagneten oder einer anderen elektrischen Betäti gungsvorrichtung innerhalb jeder Brennstoffeinspritzvor richtung, wodurch die Brennstoffsteuerventile in jeder Einspritzvorrichtung 14 gesteuert werden, und wodurch verursacht wird, daß Brennstoff in jeden entsprechenden Motorzylinder eingespritzt wird. Jeder der Einspritzpara meter ist variabel steuerbar, und zwar unabhängig von der Motordrehzahl und -belastung. Im Fall der Brennstoffein spritzvorrichtungen 14 ist das Steuersignal S₁₀ ein Brennstoffeinspritzsignal, das ein vom elektronischen Steuermodul angewiesener Strom zum Einspritzvorrichtungs elektromagneten oder zu irgendeiner anderen elektrischen Betätigungsvorrichtung ist.

Es sei bemerkt, daß die erwünschte Art der Brennstoffein spritzung während irgendeines speziellen Brennstoffein spritzereignisses typischerweise abhängig von verschiede nen Motorbetriebszuständen variieren wird. In einer Bemü hung, die Emissionen und den Brennstoffverbrauch zu ver bessern, ist herausgefunden worden, daß das Liefern von mehreren (zwei oder mehr) getrennten Brennstoffeinsprit zungen in einen speziellen Zylinder während eines Brenn stoffeinspritzereignisses bei gewissen Motorbetriebszu ständen sowohl den erwünschten Motorbetrieb als auch die Emissionssteuerung erreichen wird. Fig. 2 veranschau licht eine Mehrfacheinspritzung, die drei getrennte Brennstoffeinspritzungen aufweist, nämlich eine erste Brennstoffeinspritzung oder einen Pilot- bzw. Vorsteuer schuß 60, eine zweite Brennstoffeinspritzung oder einen Hauptschuß 62 und eine dritte Brennstoffeinspritzung oder einen Ankerschuß 64. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, wird der Vorsteuerschuß 60 in die Brennkammer vor dem Haupt schuß 62 bei einem gewissen bestimmten Zeitfaktor, Kur belwinkel oder einer Hauptverzögerung 61 eingespritzt, und der Ankerschuß wird nach dem Hauptschuß 62 basierend auf einem bestimmten Zeitfaktor, Kurbelwinkel oder einer Ankerverzögerung 63 sequentiell angeordnet. Die Hauptver zögerung und die Ankerverzögerung können als Einspritz verzögerungen bezeichnet werden. Basierend auf der Pro grammierung, die mit der elektronischen Steuervorrichtung 56 assoziiert ist, genauso wie einer Vielzahl von unter schiedlichen Karten und/oder Nachschautabellen, die in dem Speicher der Steuervorrichtung 56 gespeichert sind, die Karten und/oder Tabellen bezüglich der Motordrehzahl, der Motorbelastung, des mit dem Rail-Durchlaß 38 assozi ierten Druckes (Rail-Druck), der erwünschten gesamten Brennstoffmenge und anderer Parameter aufweist, wird die Steuervorrichtung 56 dynamisch die geeignete Anzahl von Brennstoffschüssen bestimmen können, die Brennstoffmenge, die für jeden Brennstoffschuß 60, 62 und 64 erforderlich ist, und die Aufteilung dieser entsprechend, und sie wird den Zeitpunkt und die Dauer von jedem einzelnen Schuß ge nauso wie den Verzögerungen zwischen den Schüssen bestim men können, beispielsweise die Ankerverzögerung 63. Bei der mehrfachen in Fig. 2 abgebildeten Drei-Schuß-Ein spritzung wird ein Teil des gesamten Brennstoffes, der zur Brennkammer zu liefern ist, durch den Vorsteuerschuß 60 eingespritzt werden, ein Teil dieses gesamten Brenn stoffes wird durch den Hauptschuß 62 eingespritzt werden, und der restliche Teil des gesamten einzuspritzenden Brennstoffes wird durch den Ankerschuß 64 eingespritzt werden. Eine Mehrfacheinspritzung mit drei Schüssen hat Vorteile bezüglich der Abgasemissionen geboten, wie bei spielsweise verringerte Partikelemissionen und/oder ver ringerte NO_x-Emissionen genauso wie eine erwünschte Mo torleistung bei vielen Motorbetriebszuständen, wie im folgenden weiter erklärt wird.

Fig. 3 ist eine Darstellung von einem Ausführungsbei spiel eines Einspritzsignals und einem entsprechenden Brennstoffeinspritzereignis. Mit Bezug auf Fig. 3 spricht die Einspritzvorrichtung durch Öffnen und Schlie ßen an, wie angewiesen, und zwar wenn die Einspritzsigna le an die Einspritzvorrichtung gesandt werden. Ein bei spielhaftes Stromsignal 100, das einen Strombefehl für die Einspritzung eines Hauptschusses 102 und eines Anker schusses 104 veranschaulicht, ist im oberen Teil der Fig. 3 abgebildet. Dieses Stromsignal oder diese Wellen form 100 hat einen getrennten geteilten Einspritzbefehl, der eine Ankerverzögerung aufweist, die damit assoziiert ist und als Region C zwischen dem Hauptschuß 102 und dem Ankerschuß 104 gezeigt ist. Region A entspricht der Dauer des Hauptschusses 102, und Region B entspricht der Dauer des Ankerschusses 104. Eine daraus resultierende bei spielhafte Brennstoffwellenform 106 entsprechend der Stromwellenform 100 ist im unteren Teil der Fig. 3 ver anschaulicht. Da die Einspritzvorrichtung 14 nicht sofort auf die Stromsignale reagiert, bleibt das Einspritzventil offen, nach dem ein Stromimpuls beendet ist, und wenn die Ankerverzögerung C ausreichend kurz ist, dann wird der Beginn des nächsten Stromsignals oder -impulses aufgenom men, bevor das Einspritzventil vollständig geschlossen ist. Wenn die Ankerverzögerung C ausreichend kurz ist, und wenn die Hauptdauer von ausreichend kurzer Dauer ist, wird ein Zustand erzeugt, der als schuhprofilartiger Be triebszustand bekannt ist. Während das Stromsignal 100 oder der Impuls einen geteilten Zustand darstellt, wie beispielsweise die Teilung (Region C) zwischen den Haupt- und Ankerstromimpulsen 102 und 104 (Fig. 3) wird die tatsächliche Brennstoffeinspritzung im wesentlichen kon tinuierlich über die zwei Schüsse, was den schuhprofilar tigen Betriebszustand darstellt, wie in der Brennstoff wellenform 106 gezeigt, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist. Wenn ein schuhprofilartiger Zustand auftritt, kann dann der tatsächlich eingespritzte Brennstoff von der er wünschten Brennstoffmenge abweichen, wenn dies nicht das erwünschte Brennstofflieferverfahren war, wodurch der Wirkungsgrad des Motors vermindert wird und übermäßige Emissionen verursacht werden. Eine schuhprofilartige Brennstofflieferung erzeugt eine andere Brennstoffmenge und liefert eine höhere Brennstoffmenge früher in der Einspritzsequenz im Vergleich zu einer geteilten Brenn stofflieferung, da bei einer schuhprofilartigen Lieferung oder einem solchen Zustand die Brennstoffeinspritzflußra te zwischen den jeweiligen Schüssen nicht auf Null geht. Im Gegensatz dazu geht bei einer geteilten Brennstofflie ferung teilweise aufgrund einer größeren Verzögerung C zwischen dem Ende der Haupteinspritzung und dem Beginn der Ankereinspritzung die Brennstoffeinspritzflußrate zwischen den jeweiligen Brennstoffschüssen auf Null. Als eine Folge wird im allgemeinen bei einem schuhprofilarti gen Betriebszustand mehr Brennstoff geliefert und wird früher in der Einspritzsequenz geliefert im Vergleich zu einem tatsächlich geteilten Brennstoffeinspritzzustand.

Mit Bezug auf Fig. 4 wird ein Programm, das auf einem computerlesbaren Medium vorgesehen wird, verwendet, um die Ankerdauer zu bestimmen, die benötigt wird, wenn tat sächlich ein schuhprofilartiger Zustand auftritt oder wenn vorhergesagt wird, daß ein solcher auftritt, so daß die erwünschte Brennstoffmenge immer noch zum Motor ge liefert wird. Somit sagt das Programm dynamisch voraus, ob ein Schuhprofil oder ein geteiltes Profil auftreten wird, und reagiert entsprechend. Das computerlesbare Me dium kann irgendeinen Speicher aufweisen, wird jedoch vorzugsweise von der Steuervorrichtung/dem elektronischen Steuermodul 56 vorgesehen. Weiterhin ist die Steuervor richtung 56 betreibbar, um Steuer- und Einspritzsignale S₁₀ zur Übertragung durch ein computerlesbares Datenüber tragungsmedium zu erzeugen, das in Verbindung mit einer Diagnoseanzeige- und -eingabevorrichtung (nicht gezeigt) gesetzt werden kann, die eine Anzeige und eine Tastatur aufweisen. Ein Programmstart- und -rückkehrpunkt wird bei 108 angezeigt.

Wie oben erwähnt, weist das Brennstoffeinspritzsystem 10 vorzugsweise zwei oder mehr Schüsse in jedem Einsprit zereignis auf. Um somit die Ankerdauer zu bestimmen, be stimmt das Programm die gesamte erwünschte Brennstoffmen ge als eine Funktion der Drehzahl und der Last, eine Hauptschußbrennstoffmenge, eine Ankerschußbrennstoffmenge und die Pilot- bzw. Vorsteuerschußbrennstoffmenge im Schritt 110. Die Vorsteuerschußbrennstoffmenge wird gemäß einer weiteren Routine des Hauptprogramms bestimmt, oder kann in einer Nachschautabelle oder -karte gefunden wer den. Fig. 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel ei ner Brennstoffeinspritzstrategie. D. h. für eine gegebene Drehzahl und eine gegebene Last kann die in Fig. 5 ver anschaulichte Karte verwendet werden, um die erwünschte Anzahl von Schüssen zu bestimmen, die erwünschte Brenn stoffmenge für die Schüsse und die erwünschte Zeitsteue rung der Schüsse. Die in Fig. 5 veranschaulichte Karte kann verwendet werden, um die Vorsteuerschußbrennstoff menge zu bestimmen. Die Karte kann empirisch bestimmt werden. Zusätzlich kann die Vorsteuerschußbrennstoffmenge Null sein, wenn es keinen Vorsteuerschuß gibt, der für das spezielle Brennstoffeinspritzsegment basierend auf den gegenwärtigen Motorbetriebszuständen ausgelegt ist. Wenn man die Vorsteuerschußbrennstoffmenge bestimmt hat, setzt die Steuervorrichtung im Schritt 112 die gesamte Haupt- und Ankerschußbrennstoffmenge auf eine Differenz der Regelvorrichtungsbrennstoffausgabe oder der gesamten erwünschten Brennstoffmenge abzüglich der Vorsteuerschuß brennstoffmenge. Anders gesagt, da die zwei Brennstoff schüsse eng gekoppelt sind, wird der gesamte Brennstoff für beide Schüsse als ein einziges Ereignis angesehen. Im Schritt 114 wird die Hauptschußbrennstoffmenge bestimmt, und eine minimale Hauptschußbrennstoffmenge wird basie rend auf der Motorleistung eingerichtet. In einem Ausfüh rungsbeispiel kann die erwünschte Hauptschußbrennstoff menge unter Verwendung einer ähnlichen Karte bestimmt werden, wie die in Fig. 5 veranschaulichte.

Die minimale Hauptschußbrennstoffmenge kann auf einen be vorzugten Wert eingestellt werden, wie beispielsweise un gefähr 12 Kubikmillimeter oder sie kann genauso aus einer Nachschautabelle oder Karte erhalten werden, und zwar als eine Funktion der Motordrehzahl und -belastung bzw. des Brennstoffes. Der bevorzugte Wert oder die Karte wird eingestellt durch Beobachtung, wo schuhprofilartige Zu stände tatsächlich auftreten. Somit gestattet der minima le Wert oder Schwellenwert, daß das Programm vorhersagt, wann ein Schuhprofilzustand auftritt und entsprechend reagiert. Im Schritt 116 wird die erwünschte Hauptschuß brennstoffmenge mit der minimalen Hauptschußbrennstoff menge verglichen, um zu bestimmen, ob die erwünschte Hauptschußbrennstoffmenge kleiner oder gleich der minima len Menge ist. Wenn die erwünschte Hauptschußbrennstoff menge größer ist als die minimale Menge, kehrt die Steue rung zurück zur Aufruffunktion oder zum Hauptprogramm zur weiteren Bestimmung der Einspritzvariablen. Wenn die Hauptschußbrennstoffmenge kleiner oder gleich der minima len Menge ist, und wenn die Ankerschußbrennstoffmenge nicht Null ist, dann geht das Programm voran zur Bestim mung der Hauptdauer und der Ankerverzögerung im Schritt 118. Wenn somit die erwünschte Hauptschußbrennstoffmenge kleiner oder gleich der minimalen Menge ist, und zwar zu sammen mit einer Ankerbrennstoffmenge, die ungleich Null ist, ist dies ein Auslösezustand, der anzeigt, ob ein schuhprofilartiger Zustand wahrscheinlich auftritt. Der Auslösezustand wird vorzugsweise überprüft, bevor die An kerdauer für einen erwarteten schuhprofilartigen Zustand eingestellt wird. Somit wird die erwünschte Hauptschuß brennstoffmenge vor der Bestimmung der Ankerdauer be stimmt. Andere Zustände können auch für den Auslösezu stand verwendet werden. Beispielsweise kann die Ankerver zögerung mit einer minimalen Ankerverzögerung verglichen werden, und wenn die Ankerverzögerung kleiner oder gleich der minimalen Ankerverzögerung ist, dann würde das Pro gramm die Ankerdauer basierend auf einem erwarteten schuhprofilartigen Zustand bestimmen. Somit ist die Steu ervorrichtung 56 wirksam zur Überprüfung des Auftretens eines Auslösezustandes vor der Einstellung der Ankerdauer für einen erwarteten schuhprofilartigen Zustand. Anders gesagt bestimmt das Programm das Auftreten eines schuh profilartigen Zustandes oder sagt diesen vorher, und be stimmt die Ankerdauer basierend auf der Vorhersage oder aufgrund dessen, daß man nichts vorhersagt.

Bei der Bestimmung der Hauptdauer und der Ankerverzöge rung im Schritt 118 schaut das Programm die Hauptdauer und die Ankerverzögerung in Nachschautabellen oder Karten nach, und zwar unter Verwendung der Motordrehzahl und -belastung als Faktoren bei der Bestimmung der Hauptdauer und der Ankerverzögerung. Bei einem gewissen Zeitpunkt wird der Schienendruck bei 120 durch den Sensor 122 abge fühlt (Fig. 1) und zur Steuervorrichtung 56 in einem Si gnal übertragen, das den Rail-Druck anzeigt, der die Brennstoffeinspritzrate steuert. Vorzugsweise wird der Rail-Druck alle 15 Millisekunden abgefühlt, oder am Be ginn des Stroms des Hauptschusses, welches auch immer das kürzere Zeitintervall ist. Wenn man den Rail-Druck, die Hauptdauer und die Ankerverzögerung bestimmt hat, und das Auftreten eines Auslösezustandes überprüft hat, was an zeigt, ob ein schuhprofilartiger oder geteilter Zustand auftreten wird (Schritt 116) bestimmt das Programm die Ankerdauer im Schritt 124. Die Bestimmung der Ankerdauer weist vorzugsweise das Nachschauen der Dauer in einer Nachschautabelle oder einer Karte auf, die im Speicher gespeichert ist. Diese Nachschautabelle oder Karte ist vorzugsweise eine fünfdimensionale Tabelle oder Karte, die den Rail-Druck, die gesamte Haupt- und Ankerbrenn stoffmenge, die Hauptdauer und die Ankerverzögerung als Faktoren verwendet, um die erwünschte Ankerdauer zu fin den, um die Einspritzung der erwünschten Brennstoffmenge in den Haupt- und Ankerschüssen während eines schuhpro filartigen Zustandes zu erreichen, oder wenn zwei Ein spritzereignisse eng miteinander gekoppelt sind. In die ser Hinsicht sei auch bemerkt und vorhergesagt, daß die Betriebstabellen oder Karten, die hier erwähnt werden, die Form von zwei- oder dreidimensionalen Tabellen oder Karten annehmen könnten, wobei spezifische Parameter, wie beispielsweise die Ankerverzögerung, der Rail-Druck, die Motordrehzahl, die Motorbelastung, die Hauptschußdauer usw. für gewisse Gruppen von Tabellen oder Karten kon stant gehalten werden. Andere Veränderungen und Konfigu rationen der erforderlichen Tabellen und Karten wurden genauso erkannt und in Betracht gezogen. Somit verbessert die vorliegende Erfindung den Motorwirkungsgrad und ver ringert Emissionen durch dynamische Bestimmung des Auf tretens eines schuhprofilartigen Zustandes und der dyna mischen Einstellung der Ankerdauer basierend auf vier an deren Variablen, um dem Auftreten von schuhprofilartigen Zuständen Rechnung zu tragen.

Industrielle Anwendbarkeit

Die Anwendung eines Einspritzverfahrens und -systems ge mäß der vorliegenden Erfindung sieht eine bessere Emissi onssteuerung während gewisser Motorbetriebszustände vor, wie oben erklärt. Obwohl die spezielle Einspritzwellen form zur Lieferung von mehreren Brennstoffeinspritzungen abhängig von den speziellen Motorbetriebszuständen vari ieren kann, kann das vorliegende System die Zeitsteuerung bestimmen, die mit jedem einzelnen Einspritzereignis as soziiert ist, weiter die Anzahl der Brennstoffeinspritz schüsse pro Einspritzereignis, die Dauer von jedem Brenn stoffeinspritzschuß, irgendwelche Verzögerungen zwischen den Brennstoffschüssen, das Auftreten und die Kompensati on eines schuhprofilartigen Zustandes zwischen eng bei einander liegenden Brennstoffschüssen und die Verschie bung des Zylinderkolbens bezüglich des Beginns von jedem Einspritzereignis ungeachtet der Art der gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtung, die verwendet wird, unge achtet der Art des verwendeten Motors und ungeachtet der Art des verwendeten Brennstoffes. In dieser Hinsicht kön nen geeignete Brennstoffkarten in dem elektronischen Steuermodul 56 zur Anwendung während aller Betriebszu stände des Motors gespeichert oder in anderer Weise pro grammiert sein, die sich auf den Rail-Druck, die Motor drehzahl, die Motorbelastung, die Zeitdauer der Vorein spritzung/Haupteinspritzung/Ankereinspritzung, die Brenn stoffmengen der Voreinspritzung/Haupteinspritzung/Anker einspritzung, die Ankerzeitverzögerung, die minimalen Brennstoffmengen der Voreinspritzung/Haupteinsprit zung/Ankereinspritzung und andere Parameter beziehen. Ei nige der Parameter und Werte, die mit den hier erwähnten Betriebskarten assoziiert sind, können von gesammelten statistischen Daten herkommen, die von der Leistungshi storie von ähnlichen Einspritzvorrichtungen, Motoren und ähnlichen Betriebszuständen aufgenommen wurden. Diese Be triebskarten, Tabellen und/oder mathematische Gleichun gen, die in dem programmierbaren Speicher des elektroni schen Steuermoduls gespeichert sind, bestimmen und steu ern die verschiedenen Parameter, die mit den geeigneten mehrfachen Einspritzereignissen assoziiert sind, um eine optimale Emissionssteuerung zu erreichen.

Es sei auch bemerkt, daß die speziellen Umgebungszustän de, in denen der Motor arbeiten wird, die Menge der Emis sionen beeinflussen wird, die vom Motor erzeugt werden. Wenn sich die Umgebungszustände verändern, wird der Motor Emissionen ausstoßen. Als eine Folge können die mehrfa chen Brennstoffeinspritzereignisse dynamisch eingestellt werden müssen, um die Motoremissionen innerhalb akzepta bler Grenzen zu halten, und zwar basierend auf Umgebungs zuständen. Diese Einstellungen können Einstellungen an der Vorsteuereinspritzzeitsteuerung und -menge aufweisen, weiter an der Haupteinspritzzeitsteuerung und -menge, an der Verzögerung zwischen den Vor- und Haupteinspritzungen und an der Verzögerung zwischen den Haupt- und Ankerein spritzungen. Entsprechende Sensoren, die mit dem elektro nischen Steuermodul 56 gekoppelt sind, können diese und andere Umgebungszustände überwachen.

Obwohl das in Fig. 1 veranschaulichte Brennstoffsystem 10 als ein repräsentatives System aus sechs Einspritzvor richtungen gezeigt worden ist, sei bemerkt, daß die vor liegende Erfindung in Brennstoffeinspritzsystemen vorge sehen werden könnte, die irgendeine Anzahl von Brennstof feinspritzvorrichtungen aufweist, genauso wie eine große Vielzahl von unterschiedlichen Arten von elektronisch ge steuerten Brennstoffeinspritzvorrichtungen oder digital gesteuerten Brennstoffventilen aufweisen kann.

Es sei auch bemerkt, daß Veränderungen an dem im Flußdia gramm der Fig. 4 abgebildeten Schritten vorgenommen wer den könnten, ohne vom Kern und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Insbesondere könnten Schritte hinzugefügt werden, oder manche Schritte könnten weggelassen werden. Alle diese Variationen sollen von der vorliegenden Erfindung abge deckt werden.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung offensichtlich wird, sind gewisse Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht durch die speziellen Details der hier veranschau lichten Beispiele eingeschränkt, und es wird daher in Be tracht gezogen, daß andere Modifikationen und Anwendungen oder äquivalente Ausführungen davon dem Fachmann offen sichtlich werden. Es wird entsprechend beabsichtigt, daß die Ansprüche alle diese Modifikationen und Anwendungen abdecken sollen, die nicht vom Kern und Umfang der vor liegenden Erfindung abweichen.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

1. Brennstoffeinspritzsteuersystem zur Aufteilung einer angewiesenen Brennstoffausgabe in getrennte Brenn stoffmengen und zur Bestimmung einer Ankerdauer, das folgendes aufweist:
mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, die betreibbar ist, um eine Vielzahl von Brennstoffein spritzschüssen zu liefern, die einen Hauptschuß und einen Ankerschuß aufweisen;
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit der mindestens einen Brennstoffeinspritzvorrichtung ge koppelt ist;
mindestens einen Sensor, der betreibbar ist, um ei nen Rail-Druck bzw. Druckleitungsdruck abzufühlen und ein Signal an die Steuervorrichtung zu übertra gen, das den Rail-Druck anzeigt;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um eine gesamte Haupt- und Ankerbrennstoffmenge zu bestim men, eine Hauptschußdauer und eine Ankerverzögerung; und
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um die Ankerdauer basierend auf der gesamten Haupt- und An kerbrennstoffmenge, der Hauptschußdauer, der Anker verzögerung und des Rail-Druckes zu bestimmen.

2. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo bei die Bestimmung der Ankerdauer das Nachschauen der Ankerdauer in einer fünfdimensionalen Karte auf weist.

3. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, das weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung betreib bar ist, um eine Hauptschußbrennstoffmenge zu be stimmen, und wenn die Hauptschußbrennstoffmenge grö ßer ist als ungefähr 12 Kubikmillimeter, die Steue rung zu einem Hauptprogramm zurückzuleiten.

4. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, das weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung betreib bar ist, eine erwünschte Hauptschußbrennstoffmenge zu bestimmen, und wenn die Hauptschußbrennstoffmenge weniger als ungefähr 12 Kubikmillimeter ist, die An kerdauer basierend auf der gesamten Haupt- und An kerbrennstoffmenge, der Hauptschußdauer, der Anker verzögerung und des Rail-Druckes zu bestimmen.

5. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, das weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung betreib bar ist, ein Einspritzsignal an die mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtung zu senden, und wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung danach den Haupt schuß und den Ankerschuß so einspritzt, daß ein schuhprofilartiger Zustand zwischen dem Hauptschuß und dem Ankerschuß auftritt.

6. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, das weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung betreib bar ist, eine minimale Hauptschußbrennstoffmenge zu bestimmen, die minimale Hauptschußbrennstoffmenge mit einer Hauptschußbrennstoffmenge zu vergleichen, und wenn die Hauptschußbrennstoffmenge kleiner oder gleich der minimalen Hauptschußbrennstoffmenge ist, und wenn die Ankerbrennstoffmenge ungleich Null ist, die Ankerdauer basierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, der Hauptschußdauer, der An kerverzögerung und dem Rail-Druck zu bestimmen.

7. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 6, wo bei die Bestimmung der minimalen Hauptschußbrenn stoffmenge das Nachschauen der minimalen Hauptschuß brennstoffmenge in einer Nachschaukarte aufweist.

8. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo bei die Bestimmung der Hauptschußdauer und der An kerverzögerung das Nachschauen der Hauptschußdauer und der Ankerverzögerung in einer Nachschaukarte aufweist.

9. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo bei die Bestimmung der gesamten Haupt- und Anker brennstoffmenge das Subtrahieren einer Vorsteuer brennstoffmenge von der angewiesenen Brennstoffaus gabe aufweist.

10. Computerlesbares Medium, das Anweisungen enthält, um ein Brennstoffeinspritzsteuersystem so zu steuern, daß eine angewiesene Brennstoffausgabe in getrennte Brennstoffmengen aufgeteilt wird, und um eine Anker dauer zu bestimmen, wobei folgendes vorgesehen ist:
Abfühlen eines Rail- bzw. Druckleitungsdruckes;
Übertragung eines Signals an die Steuervorrichtung, das den Rail-Druck anzeigt;
Bestimmung einer gesamten Haupt- und Ankerbrenn stoffmenge;
Bestimmung einer Hauptschußdauer und einer Ankerver zögerung; und
Bestimmung der Ankerdauer basierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, der Hauptschußdau er, der Ankerverzögerung und dem Rail-Druck.

11. Computerlesbares Medium nach Anspruch 10, das weiter die Bestimmung einer Vorsteuerschußbrennstoffmenge aufweist, und wobei die Bestimmung der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge das Subtrahieren der Vorsteuerschußbrennstoffmenge von der angewiesenen Brennstoffausgabe aufweist.

12. Computerlesbares Medium nach Anspruch 10, wobei die Bestimmung der Ankerdauer bzw. Ankereinspritzdauer das Nachschauen der Ankerdauer in einer Nachschau karte unter Verwendung der gesamten Haupt- und An kerbrennstoffmenge, des Rail-Druckes, der Hauptdauer und der Ankerverzögerung als Faktoren zur Bestimmung der Ankerdauer aufweist.

13. Computerlesbares Medium nach Anspruch 10, das weiter die Bestimmung des Auftretens eines Auslösezustandes aufweist, woraufhin das Auftreten der Ankerdauer ba sierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoff menge, der Hauptschußdauer, der Ankerverzögerung und dem Rail-Druck bestimmt wird.

14. Computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei die Bestimmung des Auftretens eines Auslösezustandes die Bestimmung aufweist, ob eine Hauptschußbrennstoff menge kleiner oder gleich einer minimalen Haupt schußbrennstoffmenge ist.

15. Verfahren zur Steuerung eines Brennstoffeinspritz steuersystems zur Aufteilung einer angewiesenen Brennstoffausgabe in getrennte Brennstoffmengen und zur Bestimmung einer Ankerdauer bzw. Ankereinspritz dauer, das folgendes aufweist:
Abfühlen eines Rail-Druckes;
Übertragung eines Signals an die Steuervorrichtung, das den Rail-Druck anzeigt;
Bestimmung einer gesamten Haupt- und Ankerbrenn stoffmenge;
Bestimmung einer Hauptschußdauer und einer Ankerver zögerung;
Bestimmung der Ankerdauer basierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, der Hauptschußdau er, der Ankerverzögerung und dem Rail-Druck; und
Übertragung eines Einspritzsignals, das mindestens die Haupt- und Ankerdauer anzeigt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das weiter die Bestim mung einer Vorsteuerschußbrennstoffmenge aufweist, und wobei die Bestimmung der gesamten Haupt- und An kerbrennstoffmenge das Subtrahieren der Vorsteuer schußbrennstoffmenge von der angewiesenen Brenn stoffausgabe aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, das weiter die Bestim mung des Auftretens eines Auslösezustandes aufweist, woraufhin das Auftreten der Ankerdauer basierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, der Hauptschußdauer, der Ankerverzögerung und dem Rail- Druck bestimmt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Steuerung zu einem Hauptprogramm zurückgeleitet wird, wenn der Auslösezustand nicht auftritt.

19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Auslösezustand aufweist, daß eine Hauptschußbrennstoffmenge kleiner als eine minimale Hauptschußbrennstoffmenge ist, und daß eine Ankerbrennstoffmenge nicht Null ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, das weiter das Nach schauen der minimalen Hauptschußbrennstoffmenge in einer Nachschaukarte aufweist.

21. Brennstoffeinspritzsteuersystem zur Aufteilung einer angewiesenen Brennstoffausgabe in getrennte Brenn stoffmengen und zur Bestimmung einer Ankerdauer, wo bei es folgendes aufweist:
mindestens ein Brennstoffeinspritzelement, das be treibbar ist, um eine Vielzahl von Brennstoffein spritzschüssen zu liefern;
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit dem mindestens einen Brennstoffeinspritzelement gekop pelt ist;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, eine ge samte erwünschte Brennstoffmenge für ein Brennstof feinspritzereignis mit mehreren Einspritzschüssen zu bestimmen;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um zu bestimmen, ob ein schuhprofilartiger Zustand exi stiert; und
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, die An kerdauer ansprechend auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des schuhprofilartigen Zustandes zu bestimmen.

22. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 21, wobei die Bestimmung der Ankerdauer das Nachschauen der Ankerdauer in einer fünfdimensionalen Karte auf weist.

23. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 21, wobei die Bestimmung, ob der schuhprofilartige Zu stand existiert, die Bestimmung aufweist, ob eine Schwelle erfüllt worden ist.

24. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 23, wobei die Schwelle eine minimale Hauptschußbrenn stoffmenge und das Auftreten einer Ankerbrennstoff menge ungleich Null aufweist.

25. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 21, das weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung be treibbar ist, eine minimale Hauptschußbrennstoffmen ge zu bestimmen, die minimale Hauptschußbrennstoff menge mit einer Hauptschußbrennstoffmenge zu ver gleichen, und wenn die Hauptschußbrennstoffmenge kleiner oder gleich der minimalen Hauptschußbrenn stoffmenge ist, und eine Ankerbrennstoffmenge un gleich Null vorhanden ist, die Ankerdauer bzw. An kereinspritzdauer basierend auf der gesamten Haupt- und Ankerbrennstoffmenge, der Hauptschußdauer, der Ankerverzögerung und dem Rail-Druck zu bestimmen.