DE102016108027A1

DE102016108027A1 - Motorsystem und Verfahren

Info

Publication number: DE102016108027A1
Application number: DE102016108027.6A
Authority: DE
Inventors: Ning Shen; Matthew Ferguson; Dominick Travaglini
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Transportation IP Holdings LLC
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2016-11-03
Also published as: US10060374B2; JP2016211564A; US20160319763A1

Abstract

Es sind verschiedene Verfahren und Systeme zur Steuerung und Formung der Stromsignalform für ein Solenoid in einem Kraftstoffinjektor, der eine variable Impedanz aufweist, geschaffen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/154,476, die am 29. April 2015 eingereicht wurde und die hiermit durch Verweis für alle Zwecke in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen des hierin offenbarten Gegenstands betreffen Verfahren und Systeme für Steuersysteme für Brennstoffinjektoren in einem Motor.
ERLÄUTERUNG DES STANDES DER TECHNIK
In einigen Fahrzeugen wird Kraftstoff einem Motor durch ein Common-Rail-Kraftstoffsystem zugeführt. In dem Common-Rail-Kraftstoffsystem spritzen Kraftstoffinjektoren Kraftstoff aus dem Common-Rail (einer gemeinsamen Kraftstoffdruckleitung) in Zylinder des Motors zur Verbrennung ein. Die Injektoren öffnen durch eine Betätigung von einem Solenoidventil aus, das von einer Steuereinrichtung gesteuert ist. Um eine Einspritzung eines gegebenen Injektors zu initiieren, sendet die Steuereinrichtung ein Signal, um das Solenoidventil dieses Injektors zu betätigen, was zur Folge hat, dass eine Spannungsquelle an das Solenoid angelegt wird. Sobald der Strom in dem Solenoid einen Schwellenwert erreicht, öffnet das Ventil, und die Einspritzung beginnt. In einigen Konfigurationen kann jedoch die Dauer von dem Zeitpunkt aus, wenn die Spannungsquelle an das Solenoid angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Strom auf den Schwellenwert ansteigt, unter Injektoren variieren, und sie kann auch basierend auf den Betriebsbedingungen variieren. Dies kann unterschiedlichen Beginn der Einspritzzeiten zwischen den Zylindern zur Folge haben, was die Verbrennung beeinträchtigt und möglicherweise die Kraftstoffwirtschaftlichkeit reduziert und Emissionen verschlechtert.
KURZDARSTELLUNG
Es ist ein System geschaffen, das einen ersten Kraftstoffinjektor, der mit einer ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreis verbunden ist und der betreibbar ist, um Kraftstoff in einen ersten Zylinder einzuspritzen, und eine Steuereinrichtung enthält, die mit dem ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreis verbunden ist. Die Steuereinrichtung kann ein eingestelltes erstes Betätigungssignal für den ersten Kraftstoffinjektor basierend wenigstens auf einer Impedanz gegenüber dem ersten Betätigungssignal erzeugen.
In einem Beispiel ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Anpassung einer Stromanstiegsrate des ersten Kraftstoffinjektorkreises, um einen Referenzstromanstieg nachzuverfolgen, einstellen. Das erste Betätigungssignal kann eine Spannung, die an ein Solenoid des ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreises angelegt wird, und einen Stromfluss durch das Solenoid enthalten. Wenn sich die Impedanz des ersten Kraftstoffinjektors und/oder des ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreises verändert, kann das erste Betätigungssignal durch Einstellung einer Modulation eines Schalters, der die an das Solenoid angelegte Spannung steuert, eingestellt werden. In einem Beispiel kann der Schalter basierend auf einer Rückmeldung von einem Stromsensor moduliert werden, der den durch das Solenoid fließenden Strom misst, um eine Referenzstromsignalform zu verfolgen. Auf diese Weise kann der Strom an dem Solenoid unabhängig von der Impedanz gegenüber dem ersten Betätigungssignal bei einem Referenzstrom gehalten werden, womit eine präzise Steuerung des Zeitpunkts des Beginns der Kraftstoffeinspritzung sowie der Dauer des Kraftstoffeinspritzereignisses ermöglicht wird.
Ferner kann in Systemen, die mehrere Kraftstoffinjektoren enthalten, die Impedanz von Injektor zu Injektor variieren, und die Spannungsquellenimpedanz sowie die Toleranz der angelegten Spannung kann von einem Injektoransteuerkreis zu einem anderen Injektoransteuerkreis variieren. Somit kann jeder Kraftstoffinjektor und jeder Injektoransteuerkreis gesteuert werden, um eine Signalform zu haben, die die Referenzstromsignalform nachverfolgt, womit Unterschiede bei den Kraftstoffeinspritzzeitpunkten unter Kraftstoffinjektoren vermindert werden.
Noch weiter kann der Kraftstoffinjektoransteuerkreis über eine lineare Quelle gesteuert sein, pulsweitenmoduliert sein ohne Mittelung, eine pulsweitenmodulierte wellenförmige Halbsinuswelle sein oder pulsweitenmoduliert sein mit einem Mittelungsfilter. Die Verwendung eines Mittelungsfilters kann elektromagnetische Interferenzen (EMI) verringern, indem steile Signale entlang der Längserstreckung eines langen Leiters (z.B. Drahtes) vermieden werden.
Somit stellt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt ein System bereit, das aufweist: einen ersten Kraftstoffinjektor, der mit einem ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreis verbunden ist und der betreibbar ist, um Kraftstoff in einen ersten Zylinder einzuspritzen; und eine Steuereinrichtung, die mit dem ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreis verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um ein erstes Betätigungssignal für den ersten Kraftstoffinjektor einzustellen, um ein eingestelltes erstes Betätigungssignal für den ersten Kraftstoffinjektor basierend wenigstens auf einer Impedanz gegenüber dem ersten Betätigungssignal zu generieren.
In dem zuvor erwähnten System kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Einstellung einer Stromanstiegsrate des ersten Kraftstoffinjektorkreises, um einen Referenzstromanstieg nachzuverfolgen, einzustellen.
Zusätzlich kann das System ferner einen zweiten Kraftstoffinjektor aufweisen, der durch einen zweiten Kraftstoffinjektorkreis gesteuert ist, um Kraftstoff in einen zweiten Zylinder einzuspritzen, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet sein kann, um ein zweites Betätigungssignal für den zweiten Kraftstoffinjektor basierend wenigstens auf einer Impedanz gegenüber dem zweiten Betätigungssignal einzustellen, die sich von der Impedanz gegenüber dem ersten Betätigungssignal unterscheidet.
Ferner kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um das zweite Betätigungssignal für den zweiten Kraftstoffinjektor durch Einstellung einer Stromanstiegsrate des zweiten Kraftstoffinjektorkreises, um den Referenzstromanstieg nachzuverfolgen, einzustellen, wobei das zweite Betätigungssignal anders eingestellt werden kann als das erste Betätigungssignal.
Noch weiter kann das System ferner eine erste Drahtleitung, die den ersten Kraftstoffinjektor mit einer Energiequelle verbindet, und eine zweite Drahtleitung aufweisen, die den zweiten Kraftstoffinjektor mit der Energiequelle verbindet, und die zweite Drahtleitung kann länger sein als die erste Drahtleitung, und die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um das zweite Betätigungssignal einzustellen, um eine längere Zeitdauer zu berücksichtigen, nachdem eine Spannung an den ersten Kraftstoffinjektorkreis angelegt wird, damit der zweite Kraftstoffinjektor bei fehlender Einstellung öffnen kann.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten System kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Veränderung oder Ausgleichung einer Zeit, in der der erste Kraftstoffinjektor öffnet, einzustellen.
Zusätzlich oder als eine Alternative kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um das erste Betätigungssignal für den ersten Kraftstoffinjektor durch Veränderung einer Geschwindigkeit, mit der der erste Kraftstoffinjektor öffnet, einzustellen.
In manchen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Systems kann der erste Kraftstoffinjektor eingerichtet sein, um einen Kraftstoff als Reaktion auf einen Empfang des eingestellten ersten Betätigungssignals einzuspritzen.
In dem System einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Impedanz wenigstens auf einem Parameter einer ersten Drahtleitung des ersten Kraftstoffeinspritzkreises basieren.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System bereit, das aufweist: einen Motor, der wenigstens einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder aufweist; einen ersten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in den ersten Zylinder, wobei der erste Kraftstoffinjektorkreis ein erstes Solenoid, einen ersten Kabelstrang, einen ersten Schalter und einen ersten Stromsensor enthält; einen zweiten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in den zweiten Zylinder, wobei der zweite Kraftstoffinjektorkreis ein zweites Solenoid, einen zweiten Kabelstrang, einen zweiten Schalter und einen zweiten Stromsensor enthält; eine Spannungsquelle, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis über den ersten Schalter und mit dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis über den zweiten Schalter verbunden ist; und eine Steuereinrichtung, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis und dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um: während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den ersten Kraftstoffinjektorkreis, eine durchschnittliche Spannung, die dem ersten Solenoid zugeführt wird, durch Einstellung einer Modulation des ersten Schalters basierend auf Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei oder unterhalb eines Zielstroms zu halten; und während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den zweiten Kraftstoffinjektorkreis eine durchschnittliche Spannung, die dem zweiten Solenoid zugeführt wird, durch Einstellung einer Modulation des zweiten Schalters basierend auf Signalen von dem zweiten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem zweiten Solenoid bei dem oder unterhalb des Zielstroms zu halten.
In dem zuvor erwähnten System gemäß dem zweiten Aspekt kann eine Impedanz des zweiten Kraftstoffinjektorkreises größer sein als eine Impedanz des ersten Kraftstoffinjektorkreises, und der zweite Schalter kann anders moduliert werden als der erste Schalter.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines beliebigen vorstehend erwähnten Systems gemäß dem zweiten Aspekt können das erste Kraftstoffeinspritzereignis und das zweite Kraftstoffeinspritzereignis in mehrere Segmente unterteilt sein, die wenigstens ein erstes Segment und ein zweites Segment enthalten, wobei der Zielstrom ein Referenzstrom für das erste Segment sein kann.
In der zuletzt erwähnten bevorzugten Ausführungsform kann die Steuereinrichtung ferner eingerichtet sein, um: einen zweiten Zielstrom für das zweite Segment festzulegen; während des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses die durchschnittliche Spannung, die dem ersten Solenoid zugeführt wird, durch Einstellung einer Modulation des ersten Schalters basierend auf Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei dem oder unterhalb des zweiten Zielstroms für das zweite Segment zu halten; und während des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses die durchschnittliche Spannung, die dem zweiten Solenoid zugeführt wird, durch Einstellung einer Modulation des zweiten Schalters basierend auf Signalen von dem zweiten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem zweiten Solenoid bei dem oder unterhalb des zweiten Zielstroms für das zweite Segment zu halten.
Insbesondere können das erste Segment und das zweite Segment gleiche Zeitdauern aufweisen.
Als eine Alternative können das erste Segment und das zweite Segment unterschiedliche Zeitdauern aufweisen.
In einem noch weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, das auf einer Steuereinrichtung ausgeführt wird und aufweist: Bestimmen einer ersten Verzögerungszeit für ein erstes Betätigungssignal, das zu einem ersten Aktuator gesandt wird, um den ersten Aktuator von einer ersten Position zu einer zweiten Position umzuschalten; Bestimmen einer zweiten Verzögerungszeit für ein zweites Betätigungssignal, das zu einem zweiten Aktuator gesandt wird, um den zweiten Aktuator von einer ersten Position zu einer zweiten Position umzuschalten, wobei die zweite Verzögerungszeit länger ist als die erste Verzögerungszeit; und Einstellen des ersten Betätigungssignals in einer derartigen Weise, dass die erste Zeitverzögerung innerhalb eines Schwellenbereiches der zweiten Verzögerungszeit liegt.
In dem zuvor erwähnten Verfahren kann der erste Aktuator ein erster Kraftstoffinjektor sein, der eine geschlossene erste Position und eine offene zweite Position aufweist, und der zweite Aktuator kann ein zweiter Kraftstoffinjektor sein, der eine geschlossene erste Position und eine offene zweite Position aufweist, wobei das Verfahren ferner ein Einstellen des ersten Betätigungssignals aufweisen kann, so dass eine erste Stromanstiegszeit des ersten Kraftstoffinjektors innerhalb von 5 Mikrosekunden zu einer zweiten Stromanstiegszeit des zweiten Kraftstoffinjektors liegt.
Zusätzlich kann die erste Verzögerungszeit wenigstens zum Teil auf einer ersten Länge einer Drahtleitung, die den ersten Kraftstoffinjektors mit der Steuereinrichtung verbindet, basieren, und die zweite Verzögerungszeit kann wenigstens zum Teil auf einer zweiten Länge einer Drahtleitung, die den zweiten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, basieren, wobei die zweite Länge länger ist als die erste Länge.
Weiter zusätzlich oder als eine Alternative kann das Einstellen des ersten Betätigungssignals ein Einstellen der ersten Stromanstiegszeit des ersten Kraftstoffinjektors aufweisen.
Insbesondere kann ein Einstellen der ersten Stromanstiegszeit ein Bestimmen einer Differenz zwischen einer gemessenen Stromanstiegszeit und einer Zielstromanstiegszeit und Einstellen einer Spannungsmenge, die an ein Solenoid des ersten Kraftstoffinjektors angelegt wird, auf der Basis der bestimmten Differenz aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt eine schematische Darstellung mehrerer Kraftstoffinjektoren des Kraftstoffsystems nach 1.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Injektorkreises.
4, 7 und 9 zeigen Beispiele für Stromsignalformen während Kraftstoffeinspritzereignisse für zwei Kraftstoffinjektoren.
5, 6 und 8 zeigen Ausführungsformen von Verfahren zum Betreiben von Kraftstoffinjektoren während Einspritzereignisse.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft verschiedene Ausführungsformen zur Steuerung eines Betätigungssignals, um einen Aktuator von einer ersten Position zu einer zweiten Position umzuschalten. Der Aktuator kann ein geeigneter Aktuator sein, der von einer streng kontrollierten Zeitsteuerung des Betätigungsschalters profitieren kann, wie beispielsweise Motorsystemaktuatoren, die einen Kraftstoffinjektor, Zündkerzen, Einlass- oder Auslasssystemventile enthalten, oder ein anderer Aktuator. Außerdem kann das Betätigungssignal derart gesteuert sein, dass der Aktuator von der ersten Position zu der zweiten Position in einer entsprechenden Zeit umschaltet, in der ein zweiter Aktuator von einer ersten Position zu einer zweiten Position umschaltet. Z.B. können zwei Kraftstoffinjektoren gesteuert sein, um beide zum gleichen Zeitpunkt in jeweiligen Zylinderzyklen zu öffnen. Um das Betätigungssignal zu steuern, kann der jedem Aktuator zugeführte Strom überwacht werden, und eine durchschnittliche Spannung, die jedem Aktuator zugeführt wird, kann derart eingestellt werden, dass der überwachte Strom für jeden Aktuator eine Referenzstromsignalform nachverfolgt. Die Referenzstromsignalform kann einen Schwellenstrom enthalten, bei dem der Aktuator von der ersten Position zu der zweiten Position umschaltet.
In Ausführungsformen, die Kraftstoffeinspritzsysteme mit mehreren Injektoren oder mit mehreren Injektoren pro Zylinder aufweisen, kann die eingestellte Zeit unter einem oder mehreren der Injektoren gesteuert werden, um einen Verzögerungsfaktor zu berücksichtigen, der einige Solenoide veranlasst, den Schwellenstrom schneller (oder langsamer) als andere Solenoide zu erreichen, oder im Verhältnis länger oder nicht so lang offen zu bleiben. In einem Beispiel kann der Verzögerungsfaktor die Impedanz der Verdrahtung innerhalb des Kraftstoffinjektorkreises enthalten. Das Solenoid, die Spannungsquelle, die Steuereinrichtung und die dazwischen liegenden Drahtleitungen bilden einen Kreis. In einer Ausführungsform kann eine Impedanz und/oder eine Zeitverzögerung z.B. mit einem oder mehreren Drahtleitungsfaktoren der Drahtleitungen korreliert sein. Zu den Drahtleitungsfaktoren können einer oder mehrere der folgenden gehören: die Drahtzusammensetzung (z.B. Kupfer, Aluminium, Graphit), die Drahtlänge, der Drahtquerschnitt oder die Drahtdicke, der Grad oder die Art der Abschirmung sowie einige Umgebungsparameter. Zu geeigneten Umgebungsparametern können das elektromagnetische Rauschniveau, dem einer der Drähte unterworfen sein kann (das sich basierend auf dem Pfad einer Drahtleitung relativ zu anderen der Drahtleitungen unterscheiden kann), die Temperatur oder selbst das Alter, Schwingungen und Stöße für Drahtleitungstypen, die für derartige Dinge empfindlich sind (z.B. Graphitkernleitungen), gehören. Diese Faktoren können gemeinsam als eine Impedanz gegenüber dem Injektorsignal, das sich durch die Drahtleitung ausbreitet, bezeichnet werden.
In einer Ausführungsform können mehrere Typen von Injektoren vorhanden sein. Ein geeignetes Kraftstoffsystem enthält Dieselkraftstoffinjektoren und Erdgasinjektoren. Die relativen Steuerungen, Strom- und Spannungsmengen, Empfindlichkeit der Injektorsolenoide und dergleichen können sich zwischen den Injektortypen unterscheiden, selbst wenn z.B. Paare von Injektoren Kraftstoff in einen gemeinsamen Zylinder einspeisen.
Die Impedanz kann den Betrieb des Injektors im Verhältnis zu einem anderen beeinflussen. Wenn mehrere Injektoren mit derselben Steuereinrichtung und/oder Spannungsquelle verbunden sind, kann die Länge der Drahtleitung zwischen jedem Injektor und der Steuereinrichtung und/oder der Spannungsquelle variieren. Somit kann die Impedanz in jedem Injektorkreis variieren, was zu variierenden eingestellten Zeiten führt.
Gemäß hierin offenbarten Ausführungsformen kann zur Steuerung jedes Injektorkreises, um eine Referenzstromsignalform nachzuverfolgen und somit zu einem Zielöffnungszeitpunkt zu öffnen, die Stromsignalform während der Einspritzung überwacht und mit der Referenzsignalform verglichen werden. Der Unterschied zwischen der gemessenen und der Referenzstromsignalform kann ermittelt werden. Falls der Unterschied größer ist als ein Schwellenwert, kann die an den Kreis angelegte Spannungsquelle angepasst werden, um die Stromsignalform zu steuern, um die Referenzsignalform nachzuverfolgen.
Ein beispielhaftes Kraftstoffsystem, das mehrere Kraftstoffinjektoren enthält, ist in den 1–2 veranschaulicht. Ein beispielhafter Injektorkreis ist in 3 veranschaulicht, und beispielhafte Kraftstoffinjektorstromsignalformen für zwei Injektoren des Systems nach 2 sind in 4 veranschaulicht. 5–6 zeigen Flussdiagramme, die Verfahren zur Steuerung mehrerer Kraftstoffinjektorereignisse veranschaulichen. 7 zeigt Stromsignalformen für zwei Injektoren, die entsprechend dem Verfahren nach 6 gesteuert werden. 8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein weiteres Verfahren zur Steuerung mehrerer Kraftstoffinjektorereignisse veranschaulicht, und 9 zeigt Stromsignalformen für zwei Injektoren, die gemäß dem Verfahren nach 8 gesteuert werden.
Die hierin beschriebene Methode kann in vielfältigen Motortypen und vielfältigen motorangetriebenen Systemen mit Modifikationen verwendet werden, die für die Anwendung spezifisch sind. Einige dieser Systeme können stationär sein, während andere sich auf teilmobilen oder mobilen Plattformen befinden können. Teilmobile Plattformen können zwischen Betriebszeiträumen verlagert werden, beispielsweise auf Plattformaufliegern montiert sein. Mobile Plattformen umfassen selbstangetriebene Fahrzeuge. Derartige Fahrzeuge können straßentaugliche Transportfahrzeuge sowie Bergbauausrüstungen, Wasserfahrzeuge, Schienenfahrzeuge und andere geländetaugliche Fahrzeuge (OHV, Off-Highway Vehicles) enthalten.
Bezüglich der Steuerung der eingestellten Zeit des Kraftstoffinjektors ist ein Beispiel eines Kraftstoffsystems für einen Motor offenbart. Z.B. zeigt 1 ein Blockschaltbild eines Common-Rail-Kraftstoffsystems (CRS) 100 für einen Motor eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Schienenfahrzeugs. Flüssigkraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 102 bezogen oder in diesem aufbewahrt. Eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 104 steht mit dem Kraftstofftank 102 in Strömungsverbindung. In der in 1 veranschaulichten Ausführungsform ist die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 104 im Innern des Kraftstofftanks 102 angeordnet, und sie kann unter das Flüssigkraftstoffniveau eingetaucht werden. In alternativen Ausführungsformen kann die Niederdruck-Kraftstoffpumpe mit der Außenseite des Kraftstofftanks verbunden sein und Kraftstoff durch eine Ansaugvorrichtung pumpen. Ein Betrieb der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 104 ist durch eine Steuereinrichtung 106 geregelt.
Flüssigkraftstoff wird durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 104 aus dem Kraftstofftank 102 zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 durch eine Leitung 110 gepumpt. Ein Ventil 112 ist in der Leitung 110 angeordnet und reguliert den Kraftstoffdurchfluss durch die Leitung 110. Z.B. ist das Ventil 112 ein Einlassdosierventil (IMV, Inlet Metering Valve). Das IMV 112 ist stromaufwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 angeordnet, um einen Durchsatz des Kraftstoffs einzustellen, der der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 und weiter einer gemeinsamen Kraftstoffdruckleitung 114 zugeführt wird, um zur Kraftstoffeinspritzung auf mehrere Kraftstoffinjektoren 118 verteilt zu werden. Z.B. kann das IMV 114 ein Solenoidventil sein, dessen Öffnen und Schließen durch die Steuereinrichtung 106 reguliert wird.
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 erhöht den Kraftstoffdruck von einem niedrigeren Druck auf einen höheren Druck. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 ist mit der gemeinsamen Kraftstoffdruckleitung 114 strömungsmäßig verbunden. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 liefert Kraftstoff zu der gemeinsamen Kraftstoffdruckleitung 114 durch eine Leitung 116. Mehrere Kraftstoffinjektoren 118 stehen mit der gemeinsamen Kraftstoffdruckleitung 114 in Strömungsverbindung. Jeder der mehreren Kraftstoffinjektoren 118 liefert Kraftstoff zu einem von mehreren Motorzylindern 120 in einem Motor 122. Der Kraftstoff wird in den mehreren Motorzylindern 120 verbrannt, um Leistung für das Fahrzeug durch z.B. einen Wechselstromgenerator und Traktionsmotoren zu liefern. Ein Betrieb der mehreren Kraftstoffinjektoren 118 ist durch die Steuereinrichtung 106 reguliert. In 1 sind lediglich vier Kraftstoffinjektoren und vier Motorzylinder veranschaulicht, wobei jedoch verstanden werden soll, dass mehrere oder wenigere Kraftstoffinjektoren und Motorzylinder in dem Motor enthalten sein können.
Überschüssiger Kraftstoff in den Kraftstoffinjektoren 118 kehrt über eine gemeinsame Kraftstoffrückführung 114 zu dem Kraftstofftank 102 zurück. An sich ist die gemeinsame Kraftstoffrückführung 140 mit dem Kraftstofftank 102 verbunden. In einem Beispiel weist jeder Kraftstoffinjektor 118 einen Kraftstoffkanal auf, um Kraftstoff zu der gemeinsamen Kraftstoffrückführung 140 zurückzuführen. In anderen Ausführungsformen kann das CRS 100 keine gemeinsame Kraftstoffrückführung 140 enthalten.
Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank 102 zu einem Einlass des IMV 112 durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 104 gepumpt wird, kann unter etwas arbeiten, was als ein niedrigerer Kraftstoffdruck oder Motorkraftstoffdruck bezeichnet wird. Dementsprechend arbeiten Komponenten des CRS 108, die sich stromaufwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 befinden, in dem niedrigeren Kraftstoffdruckbereich oder Motorkraftstoffdruckbereich. Andererseits kann die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 Kraftstoff von dem niedrigeren Kraftstoffdruck auf einen höheren Kraftstoffdruck oder Druckleitungskraftstoffdruck pumpen. Dementsprechend befinden sich Komponenten des CRS 100, die stromabwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 angeordnet sind, in einem höheren Kraftstoffdruckbereich oder Druckleitungskraftstoffdruckbereich des CRS 100.
Ein Kraftstoffdruck in dem niedrigeren Kraftstoffdruckbereich wird durch einen Drucksensor 126 gemessen, der in der Leitung 110 positioniert ist. Der Drucksensor 126 sendet ein Drucksignal zu der Steuereinrichtung 106. In einer alternativen Anwendung steht der Drucksensor 126 mit einem Auslass der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 104 in Strömungsverbindung. Eine Kraftstofftemperatur in dem niedrigeren Kraftstoffdruckbereich wird durch einen Temperatursensor 128 gemessen, der in der Leitung 110 positioniert ist. Der Temperatursensor 128 sendet ein Temperatorsignal zu der Steuereinrichtung 106.
Ein Kraftstoffdruck in dem höheren Kraftstoffdruckbereich wird durch einen Drucksensor 130 gemessen, der in der Leitung 116 positioniert ist. Der Drucksensor 130 sendet ein Drucksignal zu der Steuereinrichtung 106. Die Steuereinrichtung 106 verwendet dieses Drucksignal, um einen Druckleitungsdruck des Kraftstoffs (z.B. FRP) in der gemeinsamen Kraftstoffdruckleitung (common rail) zu bestimmen. An sich wird der Kraftstoffdruckleitungsdruck (FRP) zu der Steuereinrichtung 106 durch den Drucksensor 130 geliefert. In einer alternativen Anwendung steht der Drucksensor 130 mit einem Auslass der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 108 in Strömungsverbindung. Es ist zu beachten, dass in einigen Anwendungen verschiedene Betriebsparameter zusätzlich zu einer direkten Messung oder im Gegensatz hierzu indirekt bestimmt oder abgeleitet werden können.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Sensoren kann die Steuereinrichtung 106 von mehreren Motorsensoren 134, die mit dem Motor 122 gekoppelt sind, verschiedene Signale empfangen, die zur Beurteilung des Funktionszustands der Kraftstoffsteuerung und des zugehörigen Motorbetriebs verwendet werden können. Z.B. empfängt die Steuereinrichtung 106 Sensorsignale und bestimmt basierend auf diesen Signalen anschließend eines oder mehrere von Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Kraftstoffwert, Anzahl von Zylindern, die aktiv Kraftstoff verbrennen, und dergleichen. In der veranschaulichten Implementierung ist die Steuereinrichtung eine Rechenvorrichtung, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, der eine Verarbeitungseinheit 136, eine nicht-transitorische computerlesbare Speichermediumvorrichtung 138, Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse, einen Speicher und einen Datenbus enthält. Das computerlesbare Speichermedium, das in der Steuerung enthalten ist, ist mit computerlesbaren, Daten repräsentierenden Instruktionen programmierbar, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, um die Steuerungsroutinen und -verfahren, die nachstehend beschrieben sind, sowie weitere Varianten, die nicht speziell aufgeführt sind, durchzuführen.
Die Steuereinrichtung kann verschiedene Aktuatoren in dem CRS basierend auf unterschiedlichen Betriebsparametern einstellen, die von unterschiedlichen Signalen empfangen oder abgeleitet werden, die von den verschiedenen Sensoren empfangen werden, um den Funktionszustand des CRS dynamisch zu beurteilen und einen Betrieb des Motors basierend auf der Beurteilung zu steuern. In einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung in den Motor einstellen. Die Steuereinrichtung kann die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung eines oder mehrerer Kraftstoffinjektoren basierend auf einer ermittelten Injektorbetätigungszeit einstellen.
Indem nun auf 2 verwiesen wird, zeigt eine schematische Diagrammdarstellung mehrere Kraftstoffinjektoren 118, die in einem Common-Rail-Kraftstoffsystem (einem Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Kraftstoffdruckleitung) enthalten sind. Die schematische Darstellung zeigt zwölf Kraftstoffinjektoren. Die zwölf Kraftstoffinjektoren sind in zwei Bänke mit sechs Kraftstoffinjektoren aufgeteilt. In anderen Ausführungsformen kann das Common-Rail-Kraftstoffsystem mehr oder weniger als zwölf Kraftstoffinjektoren enthalten. Jeder Kraftstoffinjektor spritzt Kraftstoff in einen entsprechenden (nicht veranschaulichten) Motorzylinder ein. In modifizierten Beispielen kann lediglich eine einzige Bank von Zylindern und eine einzige Bank von Kraftstoffinjektoren 118 vorhanden sein.
Jeder Injektor der mehreren Kraftstoffinjektoren 118 enthält ein Solenoidventil, das mit der Steuereinrichtung 106 über eine oder mehrere Drahtleitungen (die hierin als ein Kabelstrang bezeichnet werden) verbunden ist. Z.B. enthält ein erster Injektor 202 ein erstes Solenoidventil 204, das mit der Steuereinrichtung über einen ersten Kabelstrang 206 verbunden ist. Ebenso enthält ein zweiter Injektor 208 ein zweites Solenoidventil 210, das mit der Steuereinrichtung über einen zweiten Kabelstrang 212 verbunden ist. Jeder Kraftstoffinjektor der mehreren Kraftstoffinjektoren 118 enthält ein Solenoidventil, das mit der Steuereinrichtung 106 über einen gesonderten Kabelstrang verbunden ist. Ferner können, wie in 2 veranschaulicht, alle Kabelstränge an einer oder mehreren gemeinsamen Verbindungsstellen, wie beispielsweise einem Punkt 214, miteinander verbunden sein. Wenn die Kabelstränge mit der Steuereinrichtung verbunden sind, kann jeder Kabelstrang einen Injektorkreis mit der Steuereinrichtung und dem Solenoidventil definieren. Weitere Details in Bezug auf einen geeigneten Injektorkreis sind nachstehend in Bezug auf 3 beschrieben.
Wenn eine Kraftstoffeinspritzung von einem bestimmten Injektor aus erwünscht ist, sendet die Steuereinrichtung ein Signal zu dem Solenoidventil dieses Injektors. Das Signal kann ein Anlegen einer Spannungsquelle, wie beispielsweise einer Batterie, an den Kreis enthalten. Wenn eine Spannung an den Kreis angelegt wird, steigt der Strom in dem Solenoid, bis er einen ersten Schwellenstrom erreicht, wobei an diesem Punkt das Solenoidventil den Kraftstoffinjektor öffnet und Kraftstoff ausgegeben wird. Der anfängliche Anstieg des Stroms in dem Solenoid kann als die eingestellte Zeit bezeichnet werden. Der Strom kann in dem Solenoid aufrechterhalten werden, um den Injektor während eines oder mehrerer Haltezeiträume offen zu halten. Wenn der Strom unter ein zweites Schwellenniveau fällt (z.B. der gesamte Strom aus dem Solenoid abgeleitet wird), schließt das Solenoidventil den Injektor.
Basierend auf der Konfiguration der mehreren Kraftstoffinjektoren können einige Injektoren näher an der Steuereinrichtung positioniert sein als andere Injektoren. Z.B. ist, wie in 2 veranschaulicht, der erste Injektor näher an der Steuereinrichtung als der zweite Injektor angeordnet, was darauf zurückzuführen ist, dass der erste und der zweite Injektor an entgegengesetzten Enden der Zylinderbank positioniert sind. Infolge dessen kann der erste Kabelstrang kürzer sein als der zweite Kabelstrang. Z.B. können die Abschnitte der Kabelstränge, die sich von den jeweiligen Injektoren zu dem gemeinsamen Verbindungspunkt erstrecken, unterschiedliche Länge haben. Wie veranschaulicht, kann der zweite Kabelstrang eine Länge haben, die länger ist als die Länge des ersten Kabelstrangs.
Die unterschiedlichen Längen zwischen den Kabelsträngen der mehreren Kraftstoffinjektoren können entsprechend unterschiedliche Impedanzen unter all den Injektorkreisen zu Folge haben. Wenn z.B. die Länge eines gegebenen Kabelstrangs steigt, steigt die Impedanz in diesem Stromkreis. An sich kann die Impedanz des Stromkreises, der den zweiten Injektor enthält, höher sein als die Impedanz des Stromkreises, der den ersten Injektor enthält. Weitere Faktoren, die zu der Ungleichheit der Impedanzen zwischen Injektoren führen können, können mit dem Injektor selbst im Zusammenhang stehen. Z.B. kann der Injektor einen Gleichstromwiderstand (DCR) der Induktivität haben, der eine bestimmte Toleranz haben kann, die wenigstens zum Teil auf deren Temperatur basiert. Außerdem weist der Injektor eine zugehörige Induktanz mit einer Toleranz auf, die in Abhängigkeit von der Injektorkolbenposition variieren kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist die eingestellte Zeit eines Solenoidventils die Zeitdauer, die dieser benötigt, damit der Strom in dem Solenoid einen Schwellenwert zum Öffnen des Kraftstoffinjektors erreicht, beginnend von dem Zeitpunkt, wenn eine Spannungsquelle an den Stromkreis angelegt wird. Die eingestellt Zeit wird durch die Impedanz in dem Kreis beeinflusst, so dass, wenn die Impedanz steigt, die eingestellte Zeit steigt. Um sicherzustellen, dass der Beginn der Einspritzung für jeden Zylinder während des Verbrennungszyklus (z.B. bei dem oder in der Nähe des oberen Totpunkts des Verdichtungstakts) zu dem gewünschten Zeitpunkt stattfindet, kann die Spannungsquelle zu einem Zeitpunkt vor dem gewünschten Beginn der Einspritzung angelegt werden, der der eingestellten Zeit entspricht. Wenn jedoch die Stromanstiegszeit auf der Impedanz in dem Stromkreis basiert, können verschiedene Injektoren verschiedene eingestellte Zeiten haben, wenn die gleiche Spannung an jeden Injektorkreis angelegt wird. Dies kann variierende Einspritzbeginnzeitpunkte unter Injektoren zur Folge haben.
3 zeigt eine schematische Darstellung 300 eines beispielhaften Injektorkreises. Der Injektorkreis enthält eine Spannungsquelle 302 (z.B. eine Batterie, einen Wechselspannungsgenerator, einen Verstärker, einen Transformator und/oder eine andere geeignete Quelle), die mit einem Solenoid/Kabelstrang 304 über einen Schalter 306 verbunden ist. Der Schalter kann durch eine Schalteransteuerung 308 gesteuert sein. Die Schalteransteuerung kann durch eine Ein-/Ausschaltlogik 310 gesteuert sein. Die Ein-/Aus-Logik kann nicht nicht-transitorische Instruktionen enthalten, die ausführbar sind, um die Schalteransteuerung zu steuern, um den Schalter ein- und auszuschalten, wie dies in größeren Einzelheiten nachstehend in Bezug auf die 6 und 8 beschrieben ist. In einigen Beispielen kann die Ein/Aus-Logik in einer Steuereinrichtung enthalten sein. Die Ein/Aus-Logik kann ein Mittelungsfilter enthalten, das elektromagnetische Interferenzen (EMI) und den Wechselstromgehalt des Injektors reduziert. Das Mittelungsfilter kann eine Detektion oder Beseitigung von Injektorfehlern, wie beispielsweise Kurzschlüssen, ermöglichen. In einigen Beispielen kann ein Schalterselektor 309 vorhanden sein, um einer gemeinsamen Schalteransteuerung zu ermöglichen, zu verschiedenen Injektoren zu führen, wodurch die Ansteuerungselektronik reduziert wird. Der Schalterselektor kann somit bestimmen, welcher Injektor zu einem beliebigen Zeitpunkt angesteuert wird.
Zusätzlich kann eine Strommessung 312 von dem Strom in dem Solenoid/Kabelstrang aufgenommen und zu der Ein/Aus-Logik geliefert werden. Der Strom kann durch einen Stromsensor oder einen anderen geeigneten Mechanismus gemessen werden. Ein anderes Stromerfassungsverfahren kann eine Emulation umfassen, bei der auf der Basis der Volt-Sekunden und der Induktanz der eingestellte Strom extrahiert werden kann.
Der veranschaulichte Injektorkreis ist ein Beispiel für einen Injektorkreis für einen Kraftstoffinjektor eines Motors (beispielsweise den ersten Injektor nach 2), und jeder Kraftstoffinjektor kann in seinem eigenen individuellen Injektorkreis enthalten sein. An sich kann jeder Injektor seinen eigenen Schalter, Kabelstrang, seine eigene Strommessung und in einigen Beispielen seine eigene Schalteransteuerung enthalten. Jedoch kann/können die Ein/Aus-Logik, die Schalteransteuerung und/oder die Spannungsquelle für einen oder mehrere Injektoren gemeinsam sein; in einem Beispiel können eine einzige Spannungsquelle und eine einzige Ein/Aus-Logik für all die Injektoren des Motors verwendet werden.
Wie vorstehend erläutert, kann die Ein/Aus-Logik (z.B. die Steuereinrichtung), um die Kraftstoffeinspritzung über einen ersten Kraftstoffinjektor auszulösen, den Schalter dieses Injektors steuern (z.B. den Schalter einschalten), so dass eine Spannung aus der Spannungsquelle zu dem Solenoid dieses Injektors geliefert wird. Der Strom in dem Solenoid beginnt anzusteigen, bis ein Schwellenstrom erreicht wird, wodurch der Injektor geöffnet wird. Der Strom kann z.B. durch eine Modulation des Schalters relativ stabil in einem ersten Haltezeitraum und einem zweiten Haltezeitraum gehalten werden, bis die gewünschte Kraftstoffmenge ausgegeben worden ist, wobei an diesem Punkt die Spannung nicht mehr an den Kreis angelegt wird, der Strom abgeleitet wird und der Injektor geschlossen wird. 4 zeigt eine grafische Darstellung 400, die zwei beispielhafte Stromsignalformen während zwei Kraftstoffeinspritzereignisse veranschaulicht, die mittels gesonderter Injektoren, wie beispielsweise mittels des ersten Injektors und des zweiten Injektors nach 2, ohne Steuerung der eingestellten Zeit durchgeführt werden. Für beide Signalformen ist die Zeit entlang der horizontalen Achse dargestellt, während der Strom entlang der vertikalen Achse dargestellt ist. Während beide Signalformen veranschaulicht sind, wie sie die gleichen Zeitachsen haben, sollte verstanden werden, dass dies lediglich der Klarheit der Darstellung dient und dass die beiden Signalformen während unterschiedlicher Zeitfenster (unterschiedlicher Kraftstoffeinspritzereignisse) erfasst sein können.
Eine erste Stromsignalform 402 repräsentiert den Strom während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den ersten Injektor. Zum Zeitpunkt T0 wird ein erstes Signal gesandt, um eine Kraftstoffeinspritzung auszulösen, und infolgedessen wird ein Schalter des Injektorkreises für den ersten Injektor eingeschaltet und eine Spannung an den Stromkreis angelegt. Ein Strom beginnt bis zum Zeitpunkt T1 zu steigen, wenn der Strom den Schwellenwert erreicht und das Solenoid den Injektor öffnet. Von dem Zeitpunkt T1 aus bis T2 wird der Strom durch eine Modulation des Schalters bei dem Schwellenwert gehalten. Zum Zeitpunkt T2 und bis zum Zeitpunkt T3 wird der Strom bei einem zweiten, niedrigeren Stromniveau gehalten. Zum Zeitpunkt T3 wird die Spannungsquelle nicht mehr an den Kreis angelegt, wobei der Strom vollständig abgeleitet wird und die Kraftstoffeinspritzung beendet ist. Die Zeitdauer von T0 bis T1 ist eine eingestellte Zeit 406 für den ersten Injektor. Die Zeit von T1 bis T2 ist die erste Haltedauer, und die Zeit von T2 bis T3 ist die zweite Haltedauer. Der Haltestrom kann, wie veranschaulicht, konstant, mit relativ wenig AC-Gehalt, gehalten werden. Somit wird ein vorgegebenes DC-Niveau gemeinsam mit einer AC-Variation bereitgestellt. Während zwei Haltedauer veranschaulicht sind, kann in einigen Beispielen lediglich eine einzige Haltedauer verwendet werden.
Eine zweite Stromsignalform 404 repräsentiert den Strom während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für einen zweiten Injektor. Zum Zeitpunkt T0 wird ein Signal gesandt, um eine Kraftstoffeinspritzung auszulösen, und infolgedessen wird ein Schalter des Injektorkreises für den zweiten Injektor eingeschaltet, und es wird eine Spannung an den Stromkreis angelegt. Ein Strom beginnt bis zum Zeitpunkt T1 zu steigen, bei dem der Strom den Schwellenwert erreicht und das Solenoid den Injektor öffnet. Von dem Zeitpunkt T1 aus bis T2 wird der Strom durch eine Modulation des Schalters bei dem Schwellenwert gehalten. Zum Zeitpunkt T2 und bis zum Zeitpunkt T3 wird der Strom bei einem zweiten, niedrigeren Stromniveau gehalten. Zum Zeitpunkt T3 wird die Spannungsquelle nicht mehr an den Stromkreis angelegt, wobei der Strom vollständig abgeleitet wird und die Kraftstoffeinspritzung beendet ist. Der Zeitpunkt von T0 bis T1 ist die eingestellte Zeit 408 für den zweiten Injektor. Die Zeitdauer von T1 bis T2 ist die erste Haltedauer, und die Zeitdauer von T2 bis T3 ist die zweite Haltedauer.
Wie aus 4 ersichtlich, ist die eingestellte Zeit für den ersten Injektor kürzer als die eingestellte für den zweiten Injektor, was auf einen Verzögerungsfaktor, wie beispielsweise die erhöhte Impedanz in dem Injektorkreis für den zweiten Injektor zurückzuführen ist. Infolgedessen beginnt der zweite Injektor zu einem späteren Zeitpunkt in dem Verbrennungszyklus für den Zylinder, der mit dem zweiten Injektor verbunden ist, Kraftstoff einzuspritzen, im Vergleich zu dem Zeitpunkt, an dem der erste Injektor beginnt, Kraftstoff in den Kraftstoffzyklus für den Zylinder, der mit dem ersten Injektor verbunden ist, einzuspritzen. Anders ausgedrückt, können sowohl der erste Injektor als auch der zweite Injektor beginnend zum gleichen Zeitpunkt angewiesen werden, Kraftstoff für jeden jeweiligen Verbrennungszyklus einzuspritzen, wobei der zweite Injektor tatsächlich zu einem späteren Zeitpunkt in dem Verbrennungszyklus als der erste Injektor mit dem Einspritzen von Kraftstoff beginnen kann. Zum Beispiel kann der erste Injektor bei 5° KW (Kurbelwinkel) vor OT (oberem Totpunkt) in dem Verdichtungstakt für den ersten Zylinder mit dem Einspritzen von Kraftstoff in einen ersten Zylinder beginnen, während der zweite Injektor bei 1° KW vor OT in dem Verdichtungstakt für den zweiten Zylinder mit dem Einspritzen von Kraftstoff in den zweiten Zylinder beginnen kann, selbst wenn beide Injektoren angewiesen wären, mit der Einspritzung bei 5° KW vor OT zu beginnen. Solche Abweichungen bei den Kraftstoffeinspritzzeitpunkten können die Motorleistung mindern, Emissionen beeinträchtigen oder andere schädliche Auswirkungen auf den Motor haben.
6 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung der Stromsignalform auf der Basis einer Referenzsignalform veranschaulicht, um die eingestellte Zeit von zwei oder mehreren Injektoren, die unterschiedliche Stromimpedanzen haben, derart zu steuern, dass die Injektoren gesteuert werden, um die gleiche eingestellte Zeit und somit den gleichen Einspritzbeginnzeitpunkt relativ zu ihrem jeweiligen Zylinderverbrennungszyklus zu haben. Während der eingestellten Zeit für ein gegebenes Kraftstoffeinspritzereignis kann die Stromanstiegsrate überwacht und mit einer gewünschten Rate (basierend zum Beispiel auf einem Referenzstromsignal) verglichen werden. Falls die Stromrate von der gewünschten Rate abweicht, kann die Strömungsquelle eingestellt werden, um den Strom auf die gewünschte Rate zu bringen. In anderen Beispielen kann die Spannung ein- und ausgeschaltet werden, um den Stromanstieg für jedes Segment bei dem Zielstrom für die Zielzeit aufrechtzuerhalten. Während diese Art einer schwellenwertgesteuerten Steuereinrichtung leicht zu implementieren sein kann, kann sie zu variabler Frequenz mit steilen Schaltflanken führen, was EMI mit großer Bandbreite hervorruft. Die Steuerung der Spannung, um einen Zielstrom für jedes Segment einer gegebenen eingestellten Zeit eines Injektors aufrechtzuerhalten, ist nachstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren 600 nach 6 beschrieben.
Kurz zusammengefasst, führt das Verfahren 600 eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis an dem Strom durch den Injektor durch Variation der durchschnittlichen Spannung für den Injektor durch. Die Referenz für den Regelkreis ist die gewünschte Stromsignalform im Vergleich zu der gemessenen Stromsignalform. Die Regelschaltung setzt diesen Vergleich in ein Fehlersignal (zum Beispiel eine Differenz) um, die wiederum eine Ansteuereinrichtung steuert, die die Spannung für den Injektor variiert, um dessen Ströme zu regulieren. Somit kann das Regelverfahren eine lineare Quelle sein, pulsweitenmoduliert sein ohne Mittelung, pulsweitenmodulierte wellenförmige Halbsinuswelle sein oder pulsweitenmoduliert sein mit einem Mittelungsfilter. Das letzte Verfahren kann zu der niedrigsten EMI führen und steile Signale entlang der Länge langer Leitungen (zum Beispiel Drähte) vermeiden. Das geschlossene Regelkreissystem mit Rückführung, das fortdauernd den Strom in dem Injektor regelt, unabhängig davon, welche Impedanz vorliegt, kann einen Verlust der Stromprofiltreue verhindern, falls die Impedanzen während des Impulses variieren.
Insbesondere veranschaulicht 6 ein Verfahren 600 zur Steuerung einer Spannung, die während einer repräsentativen eingestellten Zeit (zum Beispiel der Stromanstiegszeit) eines Kraftstoffeinspritzereignisses an ein Kraftstoffinjektorsolenoid angelegt wird. Das offenbarte Verfahren kann durch eine Steuereinrichtung entsprechend darauf gespeichert nicht transitorischen Instruktionen durchgeführt werden, um die Spannung zu steuern, die an eine oder mehrere Kraftstoffinjektorsolenoidventile eines Kraftstoffsystems, beispielsweise des in den 1–2 veranschaulichten Kraftstoffsystems, angelegt wird.
Bei 602 wird eine Kraftstoffquelle an ein erstes Solenoid angelegt, indem ein Schalter zwischen dem ersten Solenoid und der Spannungsquelle eingeschaltet wird. Zum Beispiel kann, wie in 3 veranschaulicht, ein Schalter zwischen einer Spannungsquelle und einem Solenoid vorhanden sein. Der Schalter kann durch eine Schalteransteuerung gemäß einer Schalter-Ein/Aus-Logik (zum Beispiel durch die Steuereinrichtung) gesteuert sein. Wenn der Schalter eingeschaltet wird, wird eine Spannung an den Injektorkreis angelegt, die einen Anstieg des Stroms an dem Solenoid hervorruft. Dieser Strom wird zum Beispiel mittels eines Stromsensors überwacht, wie bei 604 angezeigt.
Bei 606 wird festgestellt, ob ein Fehler zwischen dem gemessenen Strom und einem gewünschten Strom größer als ein Schwellenwert ist. Der gewünschte Strom kann auf der Basis einer Referenzstromsignalform bestimmt werden. Die Referenzstromsignalform kann vorbestimmt und in einem Speicher der Steuereinrichtung gespeichert sein, oder die Referenzstromsignalform kann in Echtzeit bestimmt werden (wie in größeren Einzelheiten nachstehend in Bezug auf 5 beschrieben). Die Referenzstromsignalform kann auf dem Typ des Injektors (zum Beispiel Flüssigkraftstoffinjektor im Vergleich zum Injektor für gasförmigen Kraftstoff) basieren und kann die Strommenge, die benötigt wird, um den Injektor zu öffnen (zum Beispiel den Schwellenstrom) und die Strommenge für jede Haltezeit sowie die Dauer für die Anstiegszeit und jede Haltezeit definieren. Somit kann der gewünschte Strom als der Strom zu einem gegebenen Zeitpunkt auf der Referenzstromsignalform bestimmt werden.
In einigen Beispielen kann der überwachte Strom einen durchschnittlichen Strom oder eine durchschnittliche Stromanstiegsrate enthalten, der bzw. die während eines gegebenen Zeitsegmentes bestimmt wird. Zum Beispiel kann die Referenzstromsignalform in mehrere Segmente unterteilt werden, und jedem Segment kann eine Zielzeit zugewiesen werden. Die Zuweisung der Zielzeiten für alle Segmente kann in linearer oder nichtlinearer Weise vorgenommen werden. Das heißt, jedes Segment kann die gleiche Zielzeit (zum Beispiel linear) haben, oder ein oder mehrere Segmente können verschiedene Zielzeiten (zum Beispiel nichtlinear) haben. Wenn lineare Zielzeiten zugewiesen werden, wird die Zeit, die für die Referenzstromsignalform spezifiziert ist, durch die Anzahl von Segmenten geteilt, um die Zielzeit zu erreichen. Wenn nichtlineare Zielzeiten zugewiesen werden, kann jedem Segment eine Zielzeit in einer geeigneten Weise zugewiesen werden. In einem Beispiel kann die Zielzeit für jedes nachfolgende Segment abnehmen. Dann kann ein Zielstrom für jedes Segment spezifiziert werden.
Es kann ein festgelegtes getaktetes PWM-Steuerverfahren verwendet werden, um die Zeitsegmente festzulegen. Somit wird jeder Zyklus hinsichtlich der Weite variiert, um das gewünschte Stromprofil zu erreichen. Diese Varianz der Betriebszeit kann durch eine digitale wie auch durch eine analoge Schleife generiert werden. Eine digitale Schleife kann für die variierende Impedanz des Injektors anpassungsfähiger sein. Die Injektorinduktanz variiert in Abhängigkeit davon, wo sich der Injektor in der Signalform befindet. Somit kann, wenn dies bekannt ist, die Impedanz der Last mit berücksichtigt werden, wodurch die Treue der Injektorstromsignalform, was dessen gewünschtes Profil anbetrifft, erhöht wird.
Der durchschnittliche Strom kann mit einem gewünschten Strom oder einer gewünschten Stromrate verglichen werden, um den Fehler (zum Beispiel die Differenz zwischen dem gemessenen und dem gewünschten Strom) zu bestimmen. Der Schwellenfehler kann eine geeignete Differenz zwischen dem gewünschten und dem gemessenen Strom, wie beispielsweise eine Differenz von 5% oder 10%, sein.
Falls der Fehler nicht größer ist als der Schwellenwert, schreitet das Verfahren 600 zu 610 fort, was nachstehend in größeren Einzelheiten erläutert ist. Falls der Fehler größer ist als der Schwellenwert, schreitet das Verfahren 600 zu 608 fort, um die an das Solenoid angelegte Spannungsquelle anzupassen. Falls zum Beispiel der Strom höher ist als der Referenzstrom (falls zum Beispiel der Stromanstieg schnell ist als erwünscht), kann die angelegte Spannung verringert werden, indem zum Beispiel das Tastverhältnis der PWM der an das Solenoid angelegten Spannung verringert wird. Bei 610 wird der Strom weiter überwacht. In einem Beispiel wird der durchschnittliche Strom während eines zweiten Zeitsegmentes bestimmt und mit einem gewünschten durchschnittlichen Strom für dieses Zeitsegment verglichen, um einen zweiten Fehler zu bestimmen. Bei 612 wird festgestellt, ob der zweite Fehler größer ist als ein Schwellenwert (der der gleiche Schwellenwert wie vorstehend oder ein anderer Schwellenwert sein kann). Falls der zweite Fehler nicht größer ist als der Schwellenwert, schreitet das Verfahren 600 zu 616 fort, was nachstehend erläutert ist.
Falls der zweite Fehler größer ist als der Schwellenwert, schreitet das Verfahren 600 zu 614 fort, um die an das Solenoid angelegte Spannungsquelle einzustellen, um den gemessenen Strom zu dem gewünschten Strom hin zu bringen. Bei 616 beginnt die Kraftstoffeinspritzung, sobald der Schwellenstrom zum Öffnen des Solenoids erreicht ist, und bei 618 wird der Prozess für jedes nachfolgende Solenoid wiederholt. Während 6 veranschaulicht, wie der Fehler zweimal bestimmt und mit einer Schwelle verglichen wird, wird verstanden, dass die Fehlerermittlung und Einstellung der Spannungsquelle eine beliebige geeignete Anzahl von Malen über die eingestellte Zeit des Injektors hinweg vorgenommen werden können. Während ferner das vorstehend beschriebene Verfahren 600 eine Stromregelung während des anfänglichen Öffnungszeitraums des Injektors offenbart, wird verstanden, dass die Stromregelung in geschlossenem Regelkreis, wie sie vorstehend beschrieben ist, für die Gesamtheit des Injektorzyklus (zum Beispiel von dem Zeitpunkt, in dem eine Spannung zunächst angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, in dem eine Spannung nicht mehr angelegt wird) durchgeführt werden kann. Während ferner hierin beschrieben ist, dass die durchschnittliche Spannung, die an die Solenoide angelegt wird, durch eine Modulation eines Schalters (zum Beispiel eine Reduktion des Tastverhältnisses zur Reduktion des durch ein Solenoid fließenden Stroms) eingestellt wird, wird verstanden, dass andere Mechanismen zur Einstellung des Stroms, wie beispielsweise durch Einstellung der Größe der Quellenspannung, möglich sind.
Die Stromsteuerung bzw. -regelung für zwei beispielhafte Kraftstoffinjektoren gemäß dem Verfahren nach 6 ist in 7 veranschaulicht. Es ist eine grafische Darstellung 700 von zwei beispielhaften Stromsignalformen für zwei repräsentative Kraftstoffeinspritzereignisse, zum Beispiel von dem ersten Injektor und dem zweiten Injektor nach 2, veranschaulicht. Eine Kurve 702 ist eine Stromsignalform für den ersten Injektor, und eine Kurve 704 ist die Stromsignalform für den zweiten Injektor. Es ist ein Strom entlang der vertikalen Achse dargestellt, während die Zeit entlang der horizontalen Achse dargestellt ist. Die Stromsignalformen repräsentieren zwei gesonderte, nicht gleichzeitig durchgeführte Kraftstoffeinspritzereignisse.
Die Steuerung der eingestellten Zeit, die an den Injektoren durchgeführt wird, umfasst, dass die eingestellte Zeit in drei Segmente, ein erstes Segment zwischen den Zeitpunkten T0 und T0₁, ein zweites Segment zwischen den Zeitpunkten T0₁ und T0₂ und ein drittes Segment zwischen den Zeitpunkten T0₂ und T1, unterteilt wird.
Indem auf die zuvor erwähnte Kurve 704 Bezug genommen wird, wird die Spannungsquelle zum Zeitpunkt T0 an das Solenoid angelegt, und infolgedessen steigt ein Strom in dem Solenoid an. Der Strom wird mit einer konstanten Pulsweitenmodulation gesteuert, um kontinuierlich zu steigen, bis der Schwellenstrom erreicht ist und der Injektor geöffnet ist. Dies kann wenigstens zum Teil darauf zurückzuführen sein, dass der zweite Injektor eine Impedanz aufweist, die mit der vorhergesagten Impedanz für den Injektortyp übereinstimmt, und somit die Stromsignalform des zweiten Injektors mit der Referenzstromsignalform übereinstimmt. An sich wird die eingestellte Zeit für den zweiten Injektor nicht von der berechneten eingestellten Zeit für den Injektor weg verstellt.
Demgegenüber weist der erste Injektor eine kürzere berechnete eingestellte Zeit, was darauf zurückzuführen ist, dass er einen relativ kleineren Impedanzwert aufweist. Somit wird die eingestellte Zeit für den ersten Injektor derart angepasst, dass sie gleich der eingestellten Zeit für den zweiten Injektor ist, und die angelegte Spannung wird im Verhältnis zu dem zweiten Injektor moduliert (zum Beispiel wird die angelegte Spannung eingestellt), um zu erzielen, dass der Strom in dem Solenoid den Schwellenwert zu dem vorgegebenen eingestellten Zeitpunkt erreicht.
Somit wird, wie anhand der Kurve 702 veranschaulicht, zum Zeitpunkt T0 die Spannungsquelle angelegt, und der Strom steigt mit einer ersten Rate an. Zum Zeitpunkt T0₁ wird der Fehler zwischen dem durchschnittlichen gemessenen Strom für den ersten Injektor und dem gewünschten Strom (der auf der Referenzstromsignalform basieren kann) bestimmt und in dem Regelkreis verwendet, um die an den Stromkreis angelegte Spannung zu reduzieren, so dass die Stromanstiegsrate abnimmt. Wie durch die gestrichelte Linie veranschaulicht, würde der Strom, falls zugelassen würde, dass er ohne eine Modulation der Spannung ansteigt, den Schwellenstrom schneller als der des zweiten Injektors erreichen. Zum Zeitpunkt T0₂ wird der Fehler erneut ermittelt und in dem Regelkreis verwendet, was zur Folge hat, dass die angelegte Spannung erneut verringert wird. Dies hat eine Stromanstiegsrate zur Folge, die derjenigen des zweiten Injektors im Wesentlichen ähnlich ist, und der Strom steigt an, bis der Schwellenstrom (Tc) zum Zeitpunkt T1 erreicht ist.
Die vorstehend beschriebene Regelung mit geschlossenem Regelkreis kann ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung des Stromanstiegs eines Injektorsolenoids darstellen. 8 zeigt ein Verfahren 800 zur Steuerung des Stromanstiegs gemäß einem alternativen Mechanismus. Bei 802 wird eine Spannungsquelle an ein erstes Solenoid angelegt, indem ein Schalter zwischen dem ersten Solenoid und der Spannungsquelle eingeschaltet wird. Zum Beispiel kann, wie in 3 veranschaulicht, ein Schalter zwischen einer Spannungsquelle und dem Solenoid vorhanden sein. Der Schalter kann durch eine Schalteransteuerung gemäß einer Schalter-Ein/Aus-Logik (zum Beispiel der Steuereinrichtung) gesteuert sein. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, ist eine Spannung an den Injektorkreis angelegt, was einen Anstieg des Stroms an dem Solenoid hervorruft. Dieser Strom wird zum Beispiel mittels eines Stromsensors überwacht, wie bei 104 angezeigt.
Bei 806 wird festgestellt, ob der erste Zielstrom erreicht ist. Wie vorstehend in Bezug auf 6 erläutert, kann die eingestellte Zeit für einen gegebenen Injektor in ein oder mehrere Segmente unterteilt und ein Stromziel sowie ein Zeitziel jedem Segment zugewiesen werden. Sobald der Schalter für einen gegebenen Injektor (zum Beispiel den ersten Injektor, der das erste Solenoid aufnimmt) eingeschaltet ist, wird der Stromanstieg in diesem Solenoid überwacht, bis der Zielstrom erreicht ist. Falls das erste Stromziel noch nicht erreicht ist, kann das Verfahren in der Schleife zurückgehen, um den Strom zu überwachen, bis das erste Ziel erreicht ist. Sobald das erste Stromziel erreicht ist, schreitet die Steuereinrichtung zu 808 fort, um den Schalter auszuschalten. Dabei wird der Stromanstieg gesteuert, um lediglich den Zielstrom für dieses Segment zu erreichen. Der Schalter bleibt für die restliche Dauer der Zielzeit, die diesem Segment zugewiesen ist, aus.
Demgemäß bestimmt die Steuereinrichtung bei 810, ob die erste Zielzeit beendet ist. Falls nicht, wartet die Steuereinrichtung, bis die Zielzeit verstreicht. Sobald die Zielzeit verstrichen ist, schreitet die Steuereinrichtung zu 812 fort, um die Spannungsquelle an das erste Solenoid anzulegen, indem der Schalter eingeschaltet wird, und dann wird der Strom mittels des Stromsensors überwacht. Bei 114 enthält die Steuereinrichtung eine Bestimmung, ob der zweite Zielstrom erreicht ist. Falls nicht, wird die Spannung weiter angelegt und der Strom überwacht. Sobald das zweite Stromziel erreicht ist, wird der Schalter bei 816 ausgeschaltet. Bei 818 stellt die Steuereinrichtung fest, ob die zweite Zielzeit beendet ist. Falls nicht, geht die Steuereinrichtung in der Schleife zurück, um weiter abzuwarten, bis die zweite Zielzeit verstreicht. Falls die zweite Zielzeit beendet ist, fährt die Steuereinrichtung fort, die Spannungsquelle an das erste Solenoid anzulegen, indem sie den Schalter einschaltet. Bei 822 beginnt die Kraftstoffeinspritzung, sobald der Schwellenstrom erreicht ist. Bei 824 wird der Prozess für jedes nachfolgende Solenoid wiederholt.
Die Steuerung der eingestellten Zeit für zwei beispielhafte Kraftstoffinjektoren gemäß dem Verfahren nach 8 ist in 9 veranschaulicht. 9 zeigt eine grafische Darstellung 900 mit zwei beispielhaften Stromsignalformen für repräsentative Kraftstoffeinspritzereignisse, z.B. von dem ersten Injektor und dem zweiten Injektor nach 2. Eine Kurve 902 ist eine Stromsignalform für den ersten Injektor, und eine Kurve 904 ist die Stromsignalform für den zweiten Injektor. Der Strom ist entlang der vertikalen Achse dargestellt, während die Zeit entlang der horizontalen Achse dargestellt ist. Es sollte beachtet werden, dass die Stromsignalformen zwei gesonderte, nicht gleichzeitig durchgeführte Kraftstoffeinspritzereignisse repräsentieren.
Die Steuerung der eingestellten Zeit, die an den Injektoren durchgeführt wird, umfasst, dass die eingestellte Zeit in drei Segmente, ein erstes Segment zwischen den Zeitpunkten T0 und T0₁, ein zweites Segment zwischen den Zeitpunkten T0₁ und T0₂ und ein drittes Segment zwischen den Zeitpunkten T0₂ und T1, unterteilt wird. Jedes der Segmente ist einem Zielstrom, C1, C2 bzw. dem Schwellenstrom (Tc) zum Öffnen des Solenoids zugewiesen.
Bezugnehmend auf die Kurve 904 wird im Zeitpunkt T0 die Spannungsquelle an das Solenoid angelegt, und infolgedessen steigt der Strom in dem Solenoid an. Der Strom erreicht den Zielstrom zum gleichen Zeitpunkt, wenn das Zeitziel für jedes Segment erreicht wird, und somit wird der Strom mit konstanter Modulation gesteuert/geregelt, um kontinuierlich anzusteigen, bis der Schwellenstrom erreicht ist und der Injektor geöffnet wird. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass der zweite Injektor eine Impedanz aufweist, die den durch das Solenoid fließenden Strom veranlasst, mit dem Referenzstrom übereinzustimmen, und somit wird die eingestellte Zeit für den zweiten Injektor nicht von der berechneten eingestellten Zeit für den Injektor weg verstellt.
Demgegenüber weist der erste Injektor eine kürzere berechnete eingestellte Zeit, was darauf zurückzuführen ist, dass er eine kleinere Impedanz aufweist. Somit wird die eingestellte Zeit für den ersten Injektor derart eingestellt, dass sie gleich der eingestellten Zeit für die Referenzsignalform ist, und die angelegte Spannung wird moduliert (z.B. ein- und ausgeschaltet), um zu erzielen, dass der Strom in dem Solenoid den Schwellenwert zu dem vorgegebenen eingestellten Zeitpunkt erreicht.
Somit wird, wie durch die Kurve 902 veranschaulicht, zum Zeitpunkt T0 die Spannungsquelle angelegt, und der Strom steigt an, bis er das erste Stromziel (C1) erreicht. Sobald C1 erreicht ist, wird die Spannungsquelle abgeschaltet, und somit hört der Strom für die restliche Dauer des ersten Segmentes (z.B. bis zu dem Zeitpunkt T0₁) auf zu steigen. Nach dem Zeitpunkt T0₁ wird die Spannungsquelle erneut an den ersten Injektor angelegt, und der Strom steigt wieder an. Sobald der Strom das zweite Stromziel (C2) erreicht, wird die Spannung abgeschaltet, und der Strom bleibt bis zu dem Zeitpunkt T0₂ konstant. Nach dem Zeitpunkt T0₂ wird die Spannungsquelle angelegt, und der Strom steigt an, bis der Schwellenstrom (Tc) zum Zeitpunkt T1 erreicht ist.
Somit sorgen die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren für eine Steuerung der Kraftstoffinjektorventilöffnung in einer derartigen Weise, dass alle Injektoren eines Motors dieselbe eingestellte Zeit haben, wobei die eingestellte Zeit durch die Zeitdauer von dem Zeitpunkt aus, in dem ein Strom an ein Solenoid eines Injektors angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Kraftstoffinjektor offen betätigt ist, definiert ist. Wie vorstehend beschrieben, wird die Öffnungs- und Schließbewegung des Kraftstoffinjektorventils durch den Strom gesteuert, der durch die Injektorsolenoide fließt. Die Stromsignalform wird in die eingestellte Zeitdauer, eine Haltezeitdauer 1 und eine Haltezeitdauer 2 unterteilt. Die Anstiegszeit des Stroms (eingestellte Zeit) in dem Solenoid ist ein zentraler Parameter, um die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung zu starten. Viele Faktoren können die eingestellte Zeit beeinflussen, wie beispielsweise die Schleifenimpedanz, die die Induktanz und den Widerstand des Solenoids und des Kabelstrangs umfasst. Die Schleifenimpedanz ändert sich auch mit den Betriebsbedingungen, z.B. der Temperatur und dem Kraftstoffdruck.
An einigen Motoren werden bis zu 16 Injektoren verwendet, und die Injektoren werden durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) angesteuert, die an einer Stelle von dem Motor entfernt, wie beispielsweise dem Fahrerhaus, angeordnet sein kann, während die Injektoren an dem Motor, neben dem Fahrerhaus montiert sind. Der Kabelstrang von jedem Injektor zu der ECU-Platte hat unterschiedliche Länge. Folglich ist die Impedanz in jeder Injektorstromschleife anders. Wenn dieselbe Spannungsquelle an sechszehn Injektorschleifen mit verschiedenen Impedanzen angelegt wird, werden die Stromanstiegszeiten unterschiedlich sein.
Um gleiche eingestellte Zeiten zu erreichen, kann der Stromanstieg aktiv reguliert und derart gesteuert/geregelt werden, dass die eingestellten Zeiten zwischen den Injektoren z.B. innerhalb von +/–5 Mikrosekunden liegen. In einem Beispiel verwendet die Steuerung eine Spannungsquelle und eine Steuerungsfirmware in einer Vorrichtung einer im Feld programmierbaren Gatter-Anordnung (FPGA). Die gesamte Anstiegszeit wird in verschiedene Segmente unterteilt. Jedem Segment werden eine im Voraus festgelegte Zeit und ein im Voraus festgelegtes Stromniveau zugewiesen. Das Stromniveau wird kontinuierlich überwacht. Durch Variation der durchschnittlichen Spannung der an das Solenoid angelegten Spannungsquelle wird der Stromanstieg gesteuert/geregelt, um den im Voraus festgelegten Wert in jedem Segment zu erreichen. Mit mehreren Segmenten kann die gesamte Anstiegszeitabweichung innerhalb der Toleranz, wie erforderlich, liegen. Die im Voraus festgelegte Zeit kann linear sein, d.h., so dass die gesamte Zeit in gleiche Segmente unterteilt wird. Bei den gegebenen dynamischen Änderungen der Induktanz der Injektoren kann ein nichtlineares Verfahren verwendet werden, in dem die Zeitsegmente zu Beginn des Stroms und zum Ende der eingestellten Zeit unterschiedlich sind. Die Spannungsquelle wird auf der Basis der maximalen Schleifenimpedanz berechnet.
Die Schaltfrequenz und das Einschalttastverhältnis können ausgewählt sein, um den Stromrippel minimal zu halten. Die Schaltfrequenz kann ein nicht fester Wert sein. In diesem Fall hängt die Ein- und Ausschaltzeit von den im Voraus festgelegten Stromniveaus ab, die anhand einer Stromerfassungsschaltung gemessen werden.
In einem weiteren Beispiel kann ein Einspritzwert für wenigstens eines von mehreren Kraftstoffeinspritzereignissen für einen oder mehrere Injektoren mittels einer Steuereinrichtung bestimmt werden. Der gesteuerte Einspritzwert kann eine Zeit oder Dauer oder Rate des Stromanstiegs in einem Solenoid eines Injektors enthalten, um einen eingestellten Einspritzwert bereitzustellen.
In Bezug darauf, dass der eingestellte Einspritzwert eine eingestellte Zeit ist, enthält dies wenigstens eine Zeitsteuerung eines Kraftstoffeinspritzereignisses, die als eine Dauer von dem Zeitpunkt an, wenn eine Spannungsquelle an ein Solenoidventil des Injektors angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt gemessen wird, wenn ein Strom in dem Solenoid einen Schwellenwert erreicht, um den Injektor zu öffnen. Eine geeignete Spannungsquelle kann eines oder mehrere der folgenden enthalten: eine Batterie, einen Kondensator, einen Generator oder dergleichen, die bzw. der elektrischen Strom durch eine oder mehrere Drahtleitungen in einem Kabelstrang liefert.
In Bezug darauf, dass der eingestellte Einspritzwert eine eingestellte Dauer ist, bezeichnet der Ausdruck z.B. in pulsweitenmodulierten Systemen die Dauer von dem Zeitpunkt an, in dem ein Strom in dem Solenoid einen Schwellenwert erreicht, um den Injektor zu öffnen, bis zu dem Zeitpunkt, in dem ein derartiger Wert bis zu dem Punkt verringert wird, bei dem das Solenoid schließt (und folglich den Kraftstofffluss durch dieses unterbricht).
In Bezug darauf, dass der eingestellte Einspritzwert eine eingestellte Rate des Stromanstiegs ist, bezeichnet der Ausdruck z.B. die Zeitdauer, um das Solenoid zu öffnen, von dem Zeitpunkt an, in dem ein Strom erstmals an das Solenoid angewandt wird. Während er der vorstehend offenbarten eingestellten Zeit ähnlich ist, besteht ein Unterschied darin, dass dieser Wert die Signalimpedanz, die durch die Drahtleitung verursacht wird, nicht berücksichtigt. Es ist die Ansprechempfindlichkeit des Solenoids. Die Ansprechempfindlichkeit des Solenoids kann sich aufgrund der Alterung und anderer Faktoren im Laufe der Zeit verändern.
Die beispielhaften Verfahren, die vorstehend in Bezug auf die 6 und 8 beschrieben sind, stellen die durchschnittliche Spannung ein, die jedem Solenoid der mehreren Kraftstoffinjektoren zugeführt wird, um den jedem Solenoid zugeführten Strom an eine Referenzstromsignalform anzugleichen. Jedoch können in einigen Beispielen Parameter jedes Injektoransteuerkreises (z.B. Impedanz) in Echtzeit überwacht und die durchschnittliche Spannung, die zu jedem Solenoid geliefert wird, basierend auf einer maximalen Impedanz eingestellt werden, wie nachstehend in Bezug auf 5 beschrieben.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 500 zur Bestimmung einer Stromanstiegszeit für mehrere Kraftstoffinjektoren veranschaulicht. Das Verfahren 500 kann durch eine Steuereinrichtung entsprechend darauf gespeicherten nicht transitorischen Instruktionen ausgeführt werden. Bei 502 enthält das Verfahren 500 ein Schätzen oder Messen von Motorbetriebsparametern, zu denen einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, der Kraftstoffdruckleitungsdruck, die Motor- und/oder Kraftstoffdruckleitungstemperatur, Motordrehzahl, Motorlast und andere Parameter gehören. Bei 504 kann die Impedanz jedes Injektorkreises des Kraftstoffsystems bestimmt werden. Die Impedanz kann auf einem oder mehreren Parametern des Kabelstrangs für jeden Injektorkreis basieren. Beispielhafte Parameter können die Länge des Kabelstrangs, den Drahtquerschnitt des Kabelstrangs, die Materialzusammensetzung des Kabelstrangs oder andere Parameter umfassen. Ferner kann die Impedanz auch auf Umgebungsfaktoren, wie beispielsweise dem Kraftstoffdruckleitungsdruck und der Motorund/oder Kraftstoffdruckleitungstemperatur basieren und/oder auf Injektorkreisparametern (z.B. der Solenoidgröße, der Größe der von der Spannungsquelle angelegten Spannung, etc.) basieren. Diese Faktoren beeinflussen die Impedanz des Injektors entsprechend dem Ausdruck R + jω und DCR + Induktanz. Die Impedanz für jeden Injektorkreis kann basierend auf den vorstehenden Faktoren berechnet werden. In anderen Beispielen kann die Impedanz für jeden Injektorkreis basierend auf einer Nachschlagetabelle oder einem anderen geeigneten Mechanismus bestimmt werden.
Bei 506 wird die Spannungsgröße, die an jedem Injektorkreis durch eine Spannungsquelle (z.B. eine Batterie) angelegt wird, basierend auf der maximalen bestimmten Impedanz festgelegt. Z.B. kann die Impedanz für jeden Injektorkreis für jeden Injektor des Motors bestimmt und der Stromkreis mit der höchsten Impedanz ausgewählt werden. Die Spannung, die angelegt werden soll, kann basierend auf der höchsten Impedanz und dem Stromanstieg, der benötigt wird, um das Solenoidventil zu öffnen (z.B. dem Schwellenstrom), bestimmt werden.
Bei 508 wird die angestrebte eingestellte Zeit für jedes Solenoid auf die eingestellte Zeit für das Solenoid mit der maximalen Impedanz festgelegt. Wie vorstehend erläutert, wird der Injektorkreis mit der höchsten Impedanz bestimmt, und die eingestellte Zeit für dieses Solenoid kann basierend auf der angelegten Spannung, dem Schwellenstrom, der Impedanz und den physikalischen Parametern des Solenoids (z.B. dem Material, der Größe, der Zusammensetzung), die im Voraus bestimmt und in der Steuereinrichtung gespeichert werden können, bestimmt werden.
Bei 510 wird die eingestellte Zeit für jedes Solenoid in ein oder mehrere Segmente unterteilt. Die eingestellte Zeit kann in eine geeignete Anzahl von Segmenten, wie beispielsweise drei Segmente, unterteilt werden. Bei 512 wird eine Zielzeit für jedes Segment festgelegt. Wie bei 514 angezeigt, kann die Zuweisung der Zielzeiten für jedes Segment in linearer oder nichtlinearer Weise vorgenommen werden. D.h., für eine eingestellte Zeit für ein gegebenes Solenoid kann jedes Segment die gleiche Zielzeit (z.B. lineare) haben, oder ein oder mehrere Segmente können verschiedene Zielzeiten (z.B. nichtlineare) haben. Wenn lineare Zielzeiten zugewiesen werden, wird die eingestellte Zielzeit, die bei 508 bestimmt wird, durch die Anzahl der Segmente geteilt, um die Zielzeit zu erreichen. Wenn nichtlineare Zielzeiten zugewiesen werden, kann jedem Segment eine Zielzeit in einer geeigneten Weise zugewiesen werden, solange die gesamte eingestellte Zeit gleich der eingestellten Zielzeit, die bei 508 bestimmt wurde, bleibt. In einem Beispiel kann die Zielzeit für jedes nachfolgende Segment abnehmen.
Bei 516 wird ein Zielstromanstieg für jedes Segment festgelegt. In einem Beispiel kann der Zielstromanstieg der Schwellenstrom zum Öffnen des Solenoids, geteilt durch die Anzahl der Segmente, wie bei 510 bestimmt, sein. Wie bei 518 angezeigt, kann der Zielstromanstieg basierend auf der für diesen Stromkreis berechneten Impedanz bestimmt werden.
Ein festes getaktetes PWM-Steuerverfahren kann verwendet werden, um die Zeitsegmente festzulegen. Somit wird jeder Zyklus hinsichtlich der Breite variiert, um das gewünschte Stromprofil zu erreichen. Diese Varianz der Betriebszeit kann durch eine digitale wie auch durch eine analoge Schleife generiert werden. Eine digitale Schleife kann hinsichtlich der variierenden Impedanz des Injektors anpassungsfähiger sein. Die Injektorinduktanz variiert in Abhängigkeit davon, wo in der Signalform sich der Injektor befindet. Somit kann, wenn dies bekannt ist, die Impedanz der Last berücksichtigt werden, wodurch die Treue der Signalform des Injektorstroms, was sein gewünschtes Profil anbetrifft, vergrößert ist.
Somit bestimmt das Verfahren 500 eine Impedanz für jeden Injektorkreis für mehrere Kraftstoffinjektoren eines Motors. Die Impedanz kann eine Funktion der Länge der Drahtleitung zwischen dem Injektorsolenoidventil und der Steuereinrichtung und/oder der Spannungsquelle sowie eine Funktion von Betriebsbedingungen (z.B. Kraftstoffdruckleitungsdruck und -temperatur, derzeitige Position der Stromsignalform) sein. Eine Spannung, die von einer Spannungsquelle an jeden Injektor angelegt werden soll, wird auf der Basis einer maximalen berechneten Impedanz und des zum Öffnen der Injektorsolenoide benötigten Schwellenstroms bestimmt. Der Schwellenstrom zum Öffnen der Solenoide kann auf der physikalischen Konfiguration der Solenoide basieren. Auf der Basis der Spannung und der Stromkreiskonfigurationen (z.B. Impedanz, Induktanz, etc.) wird die Zeitdauer für jeden Injektor bis zum Erreichen des Stromschwellenwertes (die eingestellte Zeit) bestimmt. Weil die Impedanz die eingestellte Zeit beeinflusst, wird der Stromkreis mit der höchsten Impedanz auch die längste eingestellte Zeit haben.
Eine Ausführungsform für ein System weist auf: einen ersten Kraftstoffinjektor, der durch einen ersten Kraftstoffinjektorkreis gesteuert ist, um Kraftstoff in einen ersten Zylinder einzuspritzen; und eine Steuereinrichtung, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um ein erstes Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors basierend wenigstens zum Teil auf einer Verzögerungszeit für das Betätigungssignal oder einer ersten Drahtleitungslänge von der Steuereinrichtung zu dem ersten Kraftstoffinjektor einzustellen. Das System kann ferner einen zweiten Kraftstoffinjektor aufweisen, der durch einen zweiten Kraftstoffinjektorkreis gesteuert ist, um Kraftstoff in einen zweiten Zylinder einzuspritzen, wobei die Steuereinrichtung ein zweites Betätigungssignal des zweiten Kraftstoffinjektors basierend wenigstens auf einer zweiten Drahtleitungslänge von der Steuereinrichtung zu dem zweiten Kraftstoffinjektor einstellt, wobei sich die zweite Drahtleitungslänge von der ersten Drahtleitungslänge unterscheidet. Die Steuereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Einstellung einer Stromanstiegsrate des ersten Kraftstoffinjektorkreises und zur Einstellung des zweiten Betätigungssignals des zweiten Kraftstoffinjektors durch Einstellung einer Stromanstiegsrate des zweiten Kraftstoffinjektorkreises einstellen. Die Steuereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Veränderung oder Ausgleichung einer Zeit, in der der erste Kraftstoffinjektor öffnet, oder durch Änderung einer Rate, mit der der Injektor öffnet, einstellen. Die Steuereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ die Stromanstiegsrate des ersten Kraftstoffinjektorkreises durch Einstellung eines ersten Schalters einstellen, der betrieben werden kann, um die Anwendung einer Spannung an dem ersten Kraftstoffinjektorkreis zu steuern, und die Stromanstiegsrate des zweiten Kraftstoffinjektorkreises durch Einstellung eines zweiten Schalters einstellen, der betrieben werden kann, um die Anwendung einer Spannung an dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis zu steuern. Die zweite Drahtleitung kann länger sein als die erste Drahtleitung, und die Steuereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ den ersten Schalter und den zweiten Schalter derart einstellen, dass eine Spannung an den zweiten Kraftstoffinjektorkreis für eine längere Zeitdauer angelegt wird, als eine Spannung an den ersten Kraftstoffinjektorkreis angelegt wird.
Eine weitere Ausführungsform eines Systems enthält einen Motor mit wenigstens einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder, einem ersten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in den ersten Zylinder, wobei der erste Kraftstoffinjektorkreis ein erstes Solenoid, einen ersten Kabelstrang, einen ersten Schalter und einen ersten Stromsensor enthält, einem zweiten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in den zweiten Zylinder, wobei der zweite Kraftstoffinjektorkreis ein zweites Solenoid, einen zweiten Kabelstrang, einen zweiten Schalter und einen zweiten Stromsensor enthält, einer Spannungsquelle, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis über den ersten Schalter und mit dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis über den zweiten Schalter verbunden ist, und einer Steuereinrichtung, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis und dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine berechnete eingestellte Zielzeit für das erste Solenoid und das zweite Solenoid auf der Basis einer maximalen Impedanz des ersten Kraftstoffinjektorkreises und des zweiten Kraftstoffinjektorkreises zu verwenden, einen Zielstrom für jedes Segment der eingestellten Zielzeit festzulegen, während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den ersten Kraftstoffinjektorkreis eine Position des ersten Schalters auf der Basis von Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei einem oder unterhalb eines jeweiligen Zielstroms für jedes jeweilige Segment der eingestellten Zeit zu halten, und während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den zweiten Kraftstoffinjektorkreis eine Position des zweiten Schalters auf der Basis von Signalen von dem zweiten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem zweiten Solenoid bei einem oder unterhalb eines jeweiligen Zielstroms für jedes jeweilige Segment der eingestellten Zeit zu halten. In einem Beispiel ist die Impedanz des zweiten Kraftstoffinjektorkreises größer als die Impedanz des ersten Kraftstoffinjektorkreises, und die eingestellte Zielzeit entspricht einer Zeitdauer, die das zweite Solenoid benötigt, um den Zielstrom zu erreichen. Die eingestellte Zielzeit kann mehrere Segmente, einschließlich wenigstens eines ersten Segmentes und eines zweiten Segmentes, aufweisen, und der Zielstrom kann ein Zielstrom für das erste Segment sein.
In einem Beispiel des Systems ist die Steuereinrichtung ferner eingerichtet, um: einen zweiten Zielstrom für das zweite Segment festzulegen; während des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses eine Position des ersten Schalters auf der Basis von Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei dem oder unterhalb des zweiten Zielstroms für das zweite Segment zu halten; und während des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses eine Position des zweiten Schalters auf der Basis von Signalen von dem zweiten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem zweiten Solenoid bei dem oder unterhalb des zweiten Zielstroms für das zweite Segment zu halten. In einem Beispiel weisen das erste Segment und das zweite Segment gleiche Zeitlängen (z.B. innerhalb eines Schwellenbereiches von Zeitlängen) auf. In einem weiteren Beispiel weisen das erste Segment und das zweite Segment unterschiedliche Zeitlängen auf (z.B. liegt wenigstens eine nicht innerhalb des Schwellenbereiches der Zeitlängen). Um die Position des ersten Schalters auf der Basis von Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei dem oder unterhalb des Zielstroms für die eingestellte Zielzeit zu halten, kann der Schalter geöffnet werden, sobald ein Strom in dem ersten Solenoid den Zielstrom erreicht, bis die eingestellte Zielzeit verstreicht.
Eine Ausführungsform für ein Verfahren, das auf einer Steuereinrichtung ausgeführt wird, enthält: Bestimmen einer ersten Verzögerungszeit für ein erstes Betätigungssignal, das zu einem ersten Aktuator gesandt wird, um den ersten Aktuator von einer ersten Position in eine zweite Position umzuschalten; Bestimmen einer zweiten Verzögerungszeit für ein zweites Betätigungssignal, das zu einem zweiten Aktuator gesandt wird, um den zweiten Aktuator von einer ersten Position in eine zweite Position umzuschalten, wobei die zweite Verzögerungszeit länger ist als die erste Verzögerungszeit; und Einstellen des ersten Betätigungssignals, so dass die erste Verzögerungszeit innerhalb eines Schwellenbereiches der zweiten Verzögerungszeit liegt.
In einem Beispiel ist der erste Aktuator ein erster Kraftstoffinjektor, der eine geschlossene erste Position und eine offene zweite Position aufweist, und der zweite Aktuator ist ein zweiter Kraftstoffinjektor mit einer geschlossenen ersten Position und einer geöffneten zweiten Position. Das Verfahren kann ferner ein Einstellen des ersten Betätigungssignals in einer derartigen Weise aufweisen, das eine erste Anstiegszeit in einem Bereich von 5 Mikrosekunden zu der zweiten Anstiegszeit liegt. Die erste Anstiegszeit kann eine Stromanstiegszeit eines Solenoids des ersten Kraftstoffinjektors sein, und die zweite Anstiegszeit kann eine Stromanstiegszeit eines Solenoids des zweiten Kraftstoffinjektors sein. Die erste Verzögerungszeit kann eine Funktion der ersten Anstiegszeit sein, und die zweite Verzögerungszeit kann eine Funktion der zweiten Anstiegszeit sein.
In einem Beispiel basiert die erste Verzögerungszeit wenigstens zum Teil auf einer ersten Drahtleitungslänge, die den ersten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, und die zweite Verzögerungszeit basiert wenigstens zum Teil auf einer zweiten Drahtleitungslänge, die den zweiten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, wobei die zweite Länge länger ist als die erste Länge. Ein Einstellen des ersten Betätigungssignals kann ein Einstellen einer Stromanstiegszeit in einem Solenoid des ersten Kraftstoffinjektors aufweisen. Ein Einstellen der Stromanstiegszeit kann ein Bestimmen einer Differenz zwischen einer gemessenen Stromanstiegszeit und einer Zielstromanstiegszeit und ein Einstellen einer Spannungsgröße, die an das Solenoid des ersten Kraftstoffinjektors angelegt wird, basierend auf der bestimmten Differenz aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren, das auf einer Steuereinrichtung ausgeführt wird. Das Verfahren weist ein Bestimmen einer ersten Verzögerungszeit für ein erstes Betätigungssignal, das zu einem ersten Kraftstoffinjektor gesandt wird, um den ersten Kraftstoffinjektor zu öffnen, Bestimmen einer zweiten Verzögerungszeit für ein zweites Betätigungssignal, das zu einem zweiten Kraftstoffinjektor gesandt wird, um den zweiten Kraftstoffinjektor zu öffnen, wobei die zweite Verzögerungszeit länger ist als die erste Verzögerungszeit, und Einstellen des ersten Betätigungssignals, so dass die erste Verzögerungszeit gleich der zweiten Verzögerungszeit ist, auf. Das Verfahren kann umfassen, dass die erste Verzögerungszeit auf einer ersten Drahtleitungslänge basiert, die den ersten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, und die zweite Verzögerungszeit auf einer zweiten Drahtleitungslänge basiert, die den zweiten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, wobei die zweite Länge länger ist als die erste Länge. Das Verfahren kann zusätzlich oder alternativ enthalten, dass ein Einstellen des ersten Betätigungssignals ein Einstellen einer Stromanstiegszeit in einem Solenoid des ersten Kraftstoffinjektors aufweist.
In dem hierin verwendeten Sinne sollte ein Element oder Schritt, das bzw. der in der Einzahl angegeben und dem das Wort „ein“ oder „eine“ vorangestellt ist, derart verstanden werden, dass es bzw. er mehrere derartige Elemente oder Schritte nicht ausschließt, sofern ein derartiger Ausschluss nicht explizit angegeben ist. Außerdem sollen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung nicht derart interpretiert werden, als würden sie die Existenz weiterer Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die angegebenen Merkmale enthalten. Darüber hinaus können, sofern nicht explizit das Gegenteil angegeben ist, Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer bestimmten Eigenschaft „aufweisen“, „enthalten“ oder „haben“, zusätzliche derartige Elemente enthalten, die diese Eigenschaft nicht haben. Die Ausdrücke „enthalten“ und „in dem/der/denen“ werden hierin als sprachliche Äquivalente der jeweiligen Ausdrücke „aufweisen“ und „worin“ verwendet. Außerdem werden die Ausdrücke „erste“, „zweite“ und „dritte“ lediglich als Bezeichnungen verwendet, und sie sind nicht dazu gedacht, den Objekten numerische Anforderungen oder eine bestimmte Positionsreihenfolge aufzuerlegen.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und auch um einen Fachmann mit gewöhnlichen Kenntnissen auf dem Gebiet zu befähigen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sich strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.
Es sind verschiedene Verfahren und Systeme zur Steuerung und Formung der Stromsignalform für ein Solenoid in einem Kraftstoffinjektor, der eine variable Impedanz aufweist, geschaffen.

Claims

System, das aufweist: einen ersten Kraftstoffinjektor, der mit einem ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreis verbunden ist und der betreibbar ist, um Kraftstoff in einen ersten Zylinder einzuspritzen; und eine Steuereinrichtung, die mit dem ersten Kraftstoffinjektoransteuerkreis verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein erstes Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors einzustellen, um ein eingestelltes erstes Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors basierend wenigstens auf einer Impedanz gegenüber dem ersten Betätigungssignal zu generieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Einstellung einer Stromanstiegsrate des ersten Kraftstoffinjektorkreises, um einen Referenzstromanstieg nachzuverfolgen, einzustellen.
System nach Anspruch 2, das ferner einen zweiten Kraftstoffinjektor aufweist, der durch einen zweiten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in einen zweiten Zylinder gesteuert ist, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um ein zweites Betätigungssignal des zweiten Kraftstoffinjektors basierend wenigstens auf einer Impedanz gegenüber dem zweiten Betätigungssignal einzustellen, die sich von der Impedanz gegenüber dem ersten Betätigungssignal unterscheidet; wobei die Steuereinrichtung vorzugsweise eingerichtet ist, um das zweite Betätigungssignal des zweiten Kraftstoffinjektors durch Einstellung einer Stromanstiegsrate des zweiten Kraftstoffinjektorkreises, um den Referenzstromanstieg nachzuverfolgen, einzustellen, wobei das zweite Betätigungssignal anders eingestellt wird als das erste Betätigungssignal.
System nach Anspruch 3, das ferner eine erste Drahtleitung, die den ersten Kraftstoffinjektor mit einer Energiequelle verbindet, und eine zweite Drahtleitung aufweist, die den zweiten Kraftstoffinjektor mit der Energiequelle verbindet, wobei die zweite Drahtleitung länger ist als die erste Drahtleitung und wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um das zweite Betätigungssignal einzustellen, um eine längere Zeitdauer zu berücksichtigen, nachdem eine Spannung an den ersten Kraftstoffinjektorkreis angelegt ist, damit der zweite Kraftstoffinjektor bei Fehlen der Einstellung öffnet.
System nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um das erste Betätigungssignal des ersten Kraftstoffinjektors durch Veränderung oder einen Ausgleich einer Zeit, in der der erste Kraftstoffinjektor öffnet, und/oder durch Änderung einer Geschwindigkeit, mit der der erste Kraftstoffinjektor öffnet, einzustellen.
System nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kraftstoffinjektor eingerichtet ist, um einen Kraftstoff als Reaktion auf einen Empfang des eingestellten ersten Betätigungssignals einzuspritzen; und/oder wobei die Impedanz wenigstens auf einem Parameter einer ersten Drahtleitung des ersten Kraftstoffeinspritzkreises basiert.
System, das aufweist: einen Motor, der wenigstens einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder aufweist; einen ersten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in den ersten Zylinder, wobei der erste Kraftstoffinjektorkreis ein erstes Solenoid, einen ersten Kabelstrang, einen ersten Schalter und einen ersten Stromsensor enthält; einen zweiten Kraftstoffinjektorkreis zur Einspritzung von Kraftstoff in den zweiten Zylinder, wobei der zweite Kraftstoffinjektorkreis ein zweites Solenoid, einen zweiten Kabelstrang, einen zweiten Schalter und einen zweiten Stromsensor enthält; eine Spannungsquelle, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis über den ersten Schalter und mit dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis über den zweiten Schalter verbunden ist; und eine Steuereinrichtung, die mit dem ersten Kraftstoffinjektorkreis und dem zweiten Kraftstoffinjektorkreis verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um: während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den ersten Kraftstoffinjektorkreis eine durchschnittliche Spannung, die zu dem ersten Solenoid geliefert wird, durch Einstellung einer Modulation des ersten Schalters basierend auf Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei einem oder unterhalb eines Zielstroms zu halten; und während eines Kraftstoffeinspritzereignisses für den zweiten Kraftstoffinjektorkreis eine durchschnittliche Spannung, die zu dem zweiten Solenoid geliefert wird, durch Einstellung einer Modulation des zweiten Schalters basierend auf Signalen von dem zweiten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem zweiten Solenoid bei dem oder unterhalb des Zielstroms zu halten.
System nach Anspruch 7, wobei eine Impedanz des zweiten Kraftstoffinjektorkreises größer ist als eine Impedanz des ersten Kraftstoffinjektorkreises und wobei der zweite Schalter anders moduliert wird als der erste Schalter.
System nach Anspruch 7 oder 8, wobei das erste Kraftstoffeinspritzereignis und das zweite Kraftstoffeinspritzereignis jeweils in mehrere Segmente unterteilt sind, zu denen wenigstens ein erstes Segment und ein zweites Segment gehören, und wobei der Zielstrom ein Referenzstrom für das erste Segment ist; wobei die Steuereinrichtung vorzugsweise ferner eingerichtet ist, um: einen zweiten Zielstrom für das zweite Segment festzulegen; während des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses die durchschnittliche Spannung, die zu dem ersten Solenoid geliefert wird, durch Einstellung einer Modulation des ersten Schalters basierend auf Signalen von dem ersten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in dem ersten Solenoid bei dem oder unterhalb des zweiten Zielstroms für das zweite Segment zu halten; und während des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses die durchschnittliche Spannung, die zu dem zweiten Solenoid geliefert wird, durch Einstellung einer Modulation des zweiten Schalters basierend auf Signalen von dem zweiten Stromsensor einzustellen, um einen Strom in den zweiten Solenoid bei dem oder unterhalb des zweiten Zielstroms für das zweite Segment zu halten; und wobei das erste Segment und das zweite Segment gleiche Zeitlängen oder unterschiedliche Zeitlängen aufweisen können.
Verfahren, das auf einer Steuereinrichtung ausgeführt wird und das aufweist: Bestimmen einer ersten Verzögerungszeit für ein erstes Betätigungssignal, das zu einem ersten Aktuator gesandt wird, um den ersten Aktuator von einer ersten Position in eine zweite Position umzuschalten; Bestimmen einer zweiten Verzögerungszeit für ein zweites Betätigungssignal, das zu einem zweiten Aktuator gesandt wird, um den zweiten Aktuator von einer ersten Position in eine zweite Position umzuschalten, wobei die zweite Verzögerungszeit länger ist als die erste Verzögerungszeit; und Einstellen des ersten Betätigungssignals in einer derartigen Weise, dass die erste Verzögerungszeit innerhalb eines Schwellenbereiches der zweiten Verzögerungszeit liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der erste Aktuator ein erster Kraftstoffinjektor ist, der eine geschlossene erste Position und eine offene zweite Position aufweist, und der zweite Aktuator ein zweiter Kraftstoffinjektor ist, der eine geschlossene erste Position und eine offene zweite Position aufweist, wobei das Verfahren ferner ein Einstellen des ersten Betätigungssignals derart, dass eine erste Stromanstiegszeit des ersten Kraftstoffinjektors innerhalb von 5 Mikrosekunden zu einer zweiten Stromanstiegszeit des zweiten Kraftstoffinjektors liegt, aufweist; wobei die erste Verzögerungszeit vorzugsweise wenigstens zum Teil auf einer Länge einer ersten Drahtleitung basiert, die den ersten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, und die zweite Verzögerungszeit vorzugsweise wenigstens zum Teil auf einer Länge einer zweiten Drahtleitung basiert, die den zweiten Kraftstoffinjektor mit der Steuereinrichtung verbindet, wobei die zweite Länge länger ist als die erste Länge.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Einstellen des ersten Betätigungssignals ein Einstellen der ersten Stromanstiegszeit des ersten Kraftstoffinjektors aufweist; wobei das Einstellen der ersten Stromanstiegszeit vorzugsweise ein Bestimmen einer Differenz zwischen einer gemessenen Stromanstiegszeit und einer Zielstromanstiegszeit und ein Einstellen einer Spannungsmenge, die an ein Solenoid des ersten Kraftstoffinjektors angelegt wird, basierend auf der bestimmten Differenz aufweist.