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DE19527775A1 - Verfahren zum Steuern der Treibstoffeinspritzrate eines hydraulisch betätigten Treibstoffeinspritzsystems - Google Patents

Verfahren zum Steuern der Treibstoffeinspritzrate eines hydraulisch betätigten Treibstoffeinspritzsystems

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Publication number
DE19527775A1
DE19527775A1 DE19527775A DE19527775A DE19527775A1 DE 19527775 A1 DE19527775 A1 DE 19527775A1 DE 19527775 A DE19527775 A DE 19527775A DE 19527775 A DE19527775 A DE 19527775A DE 19527775 A1 DE19527775 A1 DE 19527775A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid pressure
signal
generating
engine
actuating fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19527775A
Other languages
English (en)
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DE19527775B4 (de
Inventor
Travis E Barnes
Brian E Uhlenhake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of DE19527775A1 publication Critical patent/DE19527775A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19527775B4 publication Critical patent/DE19527775B4/de
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive

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

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Treibstoffeinspritzrate bzw. -geschwindigkeit und insbesondere auf ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Treibstoffeinspritzrate durch Steuern bzw. Regeln des tatsächlichen bzw. Ist-Strömungs­ mitteldrucks einer hydraulisch betätigten Treibstoffein­ spritzvorrichtung.
Stand der Technik
Ein Dieselmotor erreicht Verbrennung durch Einspritzen von Treibstoff, der in die heiße Luft eines Motorzylin­ ders verdampft. Jedoch während kalten Startbedingungen verliert die Luft viel von ihrer Wärme an die Zylinder­ wände, was das Starten des Motors schwierig macht. Zum Beispiel, falls Treibstoff zu schnell in den Zylinder eingespritzt wird, verringert die Wärme, die erforderlich ist, um den kalten Treibstoff zu verdampfen, die Lufttem­ peratur um den Einspritzpunkt und kann die Verbrennung verhindern oder löschen. Somit ist es erforderlich bzw. wünschenswert, Treibstoff langsam einzuspritzen, um den Treibstoff überall in der Verbrennungskammer zu vertei­ len, um gleichmäßig die resultierenden Wärmeverluste zu verteilen, um die Verbrennung zu veranlassen.
Die Einspritzrate von hydraulisch betätigten Treibstof­ feinspritzsystemen, ähnlich denjenigen, die in den US-Patenten Nr. 5 191 867 und 5 181 494 beschrieben sind, wird gesteuert bzw. geregelt durch den Betätigungsströ­ mungsmitteldruck und -viskosität. Jedoch verändert sich die Strömungsmittelviskosität ansprechend auf die Strö­ mungsmitteltemperatur und Strömungsmittelart bzw. -quali­ tät bzw. -klasse. Deshalb ist es erforderlich bzw. wün­ schenswert, den Betätigungsströmungsmitteldruck als eine Funktion der Strömungsmitteltemperatur und -klasse zu steuern bzw. zu regeln.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart zum Steuern bzw. Regeln der Treib­ stoffeinspritzrate einer hydraulisch betätigten Treib­ stoffeinspritzvorrichtung. Ein erforderlicher bzw. Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck wird bestimmt auf der Grundlage der Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit und -temperatur. Der Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck wird verwendet, um die Treibstoffeinspritzrate zu steuern bzw. zu regeln, um ein schnelleres Motor-Starten bzw. -Anlas­ sen zur Folge zu haben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart zum Bestimmen eines erforder­ lichen bzw. Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucks, der verwendet wird, um die Treibstoffeinspritzrate zu ver­ langsamen, durch Verursachen von vielfachen Einspritzun­ gen während einer einzelnen Einspritzperiode.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart zum Bestimmen einer erforder­ lichen bzw. Soll-Treibstoffeinspritzrate auf der Grund­ lage der Motordrehzahl und -temperatur. Ansprechend auf die Soll-Treibstoffeinspritzrate und Betätigungsströ­ mungsmittelviskosität, wird ein erforderlicher bzw. Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck bestimmt, um die Treib­ stoffeinspritzrate zu steuern bzw. zu regeln.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Für ein besseres Verstehen der vorliegenden Erfindung wird auf die Begleitzeichnung Bezug genommen. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine allgemeine schematische Ansicht eines hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Einspritzvorrichtungstreibstoffsystems für ei­ nen Motor mit einer Vielzahl von Einspritzvor­ richtungen;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Einspritz­ vorrichtung für das Treibstoffsystem der Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Betätigungsströmungs­ mitteldrucksteuerstrategie bzw. -regelstrategie für das Treibstoffsystem der Fig. 1; und
Fig. 4 ein Druckgraph bzw. -abbildung zum Auswählen eines Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucks als eine Funktion der Motordrehzahl und -tempera­ tur.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektroni­ sches Steuersystem zur Verwendung in Verbindung mit einem hydraulisch betätigten, elektronisch gesteuerten Einheits­ einspritzvorrichtungstreibstoffsystem. Hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvor­ richtungstreibstoffsysteme sind in der Technik bekannt. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist in US-Patent Nr. 5 191 867, ausgegeben an Glassey am 9. März 1993 gezeigt, dessen Offenbarung hierin durch die Bezugnahme mitaufgenommen ist.
Überall in der Beschreibung und den Figuren bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Komponenten oder Teile. Zuerst ist unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektronischen Steuersystems 10 für ein hydraulisch betätigtes, elektronisch gesteuertes Einheitseinspritzvorrichtungstreibstoffsystem gezeigt, auf das im Folgenden als das HEUI (hydraulically actuated electronically controlled unit injector fuel system = hydraulisch betätigtes, elektronisch gesteuertes Einheit­ seinspritzvorrichtungtreibstoffsystem)-Treibstoffsystem Bezug genommen wird. Das Steuersystem umfaßt ein elektro­ nisches Steuermodul 15, das im folgenden als das ECM (electronic control modul = elektronisches Steuermodul) bezeichnet wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das ECM ein Motorola Microcontroller, Modell Nr. 68 HC11. Jedoch können viele geeignete Controller bzw. Steuervorrichtungen verwendet werden in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung, wie einem Fachmann bekannt wäre.
Das elektronische Steuersystem 10 umfaßt hydraulisch betätigte, elektronisch gesteuerte Einheitseinspritzvor­ richtungen 25a-f, die individuell bzw. einzeln mit Ausgängen des ECM durch entsprechende elektrische Verbin­ dungsvorrichtungen 30a-f verbunden sind. In Fig. 1 sind sechs derartige Einheitseinspritzvorrichtungen 25a-f gezeigt, die die Verwendung des elektronischen Steuersy­ stems 10 mit einem Sechs-Zylindermotor 55 darstellen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf die Verwendung in Verbindung mit einem Sechs-Zylindermo­ tor. Im Gegenteil kann sie leicht modifiziert werden zur Verwendung mit einem Motor, der irgendeine Anzahl von Zylindern und Einheitseinspritzvorrichtungen 25 besitzt. Jede der Einheitseinspritzvorrichtungen 25a-f ist assoziiert mit einem Motorzylinder, wie in der Technik bekannt ist. Somit, um das bevorzugte Ausführungsbeispiel für einen Betrieb mit einem Achtzylindermotor zu modifi­ zieren, würde zwei zusätzliche Einheitseinspritzvorrich­ tungen 25 für eine Summe von acht derartiger Einspritz­ vorrichtungen 25 erforderlich machen.
Betätigungsströmungsmittel ist erforderlich, um einen ausreichenden Druck vorzusehen, um die Einheitseinspritz­ vorrichtungen 25 zu öffnen und Treibstoff in einen Motor­ zylinder einzuspritzen. In einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel weist das Betätigungsströmungsmittel Motoröl auf und die Ölversorgung ist die Motorölpfanne 35. Niedrig­ drucköl wird von der Ölpfanne durch eine Niedrigdruck­ pumpe 40 durch einen Filter 45 gepumpt, der Verunreini­ gungen von dem Motoröl filtert. Der Filter 45 ist mit einer Hochdruckversorgungspumpe 50 mit fester Verdrängung verbunden, die mechanisch verbunden ist mit und angetrie­ ben wird durch den Motor 55. Hochdruckbetätigungsströ­ mungsmittel (in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Motoröl) tritt in ein Einspritzvorrichtungsbetätigungs­ drucksteuerventil 76 ein, das im folgenden als das IAPCV (injector actuation pressure control valve = Einspritz­ vorrichtungsbetätigungsdrucksteuerventil) bezeichnet wird. Andere Einrichtungen, die in der Technik bekannt sind, können schnell und leicht die Pumpe 50 mit fester Verdrängung und das IAPCV ersetzen. Zum Beispiel umfaßt eine derartige Einrichtung eine Hochverdrängungspumpe mit variablem Druck.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gestattet das IAPCV und die Pumpe 50 mit fester Verdrängung, daß das ECM einen erforderlichen Druck bzw. Soll-Druck von Betä­ tigungsströmungsmittel aufrecht erhält. Ein Rückschlag­ ventil 85 ist ebenfalls vorgesehen.
Das ECM enthält Software-Entscheidungslogik und -Informa­ tion, die optimale Treibstoffsystembetriebsparameter definieren und Schlüsselkomponenten steuern bzw. regeln. Vielfache Sensorsignale, die die verschiedenen Motorpara­ meter anzeigen, werden an das ECM geliefert, um den laufenden Betriebszustand des Motors zu identifizieren. Das ECM verwendet diese Eingangssignale, um den Betrieb des Treibstoffsystems hinsichtlich der Treibstoffein­ spritzquantität, dem Einspritztiming bzw. -Zeitsteuerung, und dem Betätigungsströmungsmitteldruck zu steuern. Zum Beispiel erzeugt das ECM die Wellenformen, die erforder­ lich sind, um das IAPCV und einen Elektromagneten bzw. Solenoid jeder Einspritzvorrichtung 25 anzutreiben.
Die elektronische Steuerung verwendet einige Sensoren, von denen einige gezeigt sind. Ein Motordrehzahlsensor bzw. Motorgeschwindigkeitssensor 90 liest die Signatur eines Timingrads bzw. Zeitsteuerungrads, das an die Motorkurbelwelle angelegt wird, um die Drehposition und -Geschwindigkeit dem ECM anzuzeigen. Ein Betätigungsströ­ mungsmitteldrucksensor 95 liefert ein Signal an das EGM, um den Betätigungsströmungsmitteldruck anzuzeigen. Außer­ dem liefert ein Motorkühlmitteltemperatursensor 97 ein Signal an das ECM, um die Motortemperatur anzuzeigen.
Der Einspritzvorrichtungsbetrieb wird nun unter Bezug­ nahme unter die Fig. 2 beschrieben. Die Einspritzvorrich­ tung 25 besteht aus drei Hauptbestandteilen bzw. -kompo­ nenten, einem Steuerventil 205, einem Verstärker (Kolben) 210 und einer Düse 215. Der Zweck des Steuerventils ist es, den Einspritzprozeß zu initiieren und zu beenden. Das Steuerventil 205 umfaßt ein Sitzventil 220, einen Anker 225 und einen Elektromagneten bzw. Solenoid 230. Hoch­ druckbetätigungströmungsmittel wird an den unteren Sitz des Sitzventils über einen Durchlaß 217 geliefert. Um die Einspritzung zu beginnen, wird der Elektromagnet erregt, wodurch das Sitzventil von dem unteren Sitz in einen oberen Sitz bewegt wird. Diese Aktion läßt Hochdrucköl in einen Federhohlraum 250 zu und zu dem Verstärker 210 über einen Durchlaß 255. Die Einspritzung fährt fort bis der Elektromagnet enderregt wird und sich das Sitzventil von dem oberen zu dem unteren Sitz bewegt. Öl- und Treib­ stoffdruck nehmen ab, wenn ausgegebenes bzw. verbrauchtes Öl von der Einspritzvorrichtung durch den offenen, oberen Sitz zu dem Ventilabdeckungsgebiet herausgespritzt wird.
Der Verstärker 210 umfaßt einen hydraulischen Verstärker­ kolben 235, einen Plunger bzw. Kolben 240 und eine Rück­ kehrfeder 245. Die Verstärkung des Treibstoffdrucks auf die Soll-Einspritzdruckniveaus bzw. -pegel wird erreicht durch das Verhältnis der Gebiete bzw. Flächen zwischen dem Verstärker- bzw. Intensivierkolben 235 und dem Plun­ ger 240. Die Einspritzung beginnt, wenn Hochdruckbetäti­ gungsströmungsmittel an die Oberseite des Verstärkerkol­ bens geliefert wird. Wenn sich der Kolben und der Plunger nach unten bewegen, steigt der Druck des Treibstoffs unterhalb des Plungers an. Der Kolben fährt fort, sich nach unten zu bewegen, bis der Elektromagnet enderregt wird, wodurch das Sitzventil 220 veranlaßt wird, zu dem unteren Sitz zurückzukehren, wodurch die Ölströmung blockiert bzw. gesperrt wird. Die Plungerrückkehrfeder 245 führt den Kolben und den Plunger in ihre anfänglichen Positionen bzw. Stellungen zurück. Wenn der Plunger zurückkehrt, zieht er Nachfülltreibstoff in die Plunger­ kammer über ein Kugelrückschlagventil.
Treibstoff wird zu der Düse 215 durch interne Durchlässe geliefert. Wenn der Treibstoffdruck ansteigt, hebt sich eine Nadel von einem unteren Sitz, was der Einspritzung gestattet, stattzufinden. Wenn der Druck bei dem Ende der Einspritzung abnimmt, führt eine Feder 265 die Nadel zu ihrem unteren Sitz zurück.
Typischerweise umfaßt das Motorstarten bzw. -anlassen drei Motordrehzahlbereiche. Zum Beispiel, sagt man, daß von 0-200 UPM der Motor ankurbelt bzw. angelassen wird (Kurbeldrehzahlbereich bzw. Anlaßdrehzahlbereich). Feuert einmal der Motor, dann beschleunigt sich die Motordreh­ zahl von Motorankurbeldrehzahlen auf Motorlaufdrehzahlen (Beschleunigungsdrehzahlbereich). Erreicht einmal die Motordrehzahl eine vorbestimmte Motor UPM, z. B. 900 UPM, dann sagt man, daß der Motor läuft (Laufdrehzahlbereich) Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Steu­ ern der Treibstoffeinspritzung, um einen Motor zu starten -insbesondere, wo die Motortemperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur, z. B. 18°C ist.
Die Softwareentscheidungslogik zum Bestimmen der Größe des Betätigungsströmungsmitteldrucks, der an die Ein­ spritzvorrichtung 25 geliefert wird, ist bezüglich Fig. 3 gezeigt. Vorzugsweise werden die Motordrehzahl und die Motorkühlmitteltemperatur abgefühlt und ihre entsprechen­ den Signale (sf, Tc) werden in einen Einspritzratenblock 305 eingegeben. Auf der Grundlage der Größe der abgefühl­ ten Motordrehzahl und Kühlmitteltemperatur wird ein erforderliches bzw. Soll-Einspritzratensignal rd als eine Ausgangsgröße ausgewählt. Das Soll-Einspritzratensignal rd wird dann eingegeben zusammen mit einem Betätigungs­ strömungsmittelviskositätssignal v in einen Betätigungs­ strömungsmitteldruckblock 310. Das Betätgigungsströmungs­ mittelviskositätssignal v stellt die Viskosität des Betätigungsströmungsmittels dar, das direkt oder indirekt abgefühlt werden kann. Auf der Grundlage der Größe der Soll-Einspritzrate und -Betätigungsströmungsmittelvisko­ sitätssignale, wird ein Soll-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignal Pd als eine Ausgangsgröße ausgewählt. Man beachte, daß die Blöcke 305, 310 kombiniert werden können und zwar als eine oder mehrere Abbildungen bzw. Graphen und/oder Gleichungen, um die Treibstoffliefercharakteri­ stiken bzw. -Kennlinien der hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtung 25 ansprechend auf Veränderungen in dem Betätigungsströmungsmitteldruck und -viskosität zu reflektieren.
Das Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignal Pd wird dann verglichen, und zwar durch den Block 315 mit einem gemessenen Betätigungsströmungsmitteldrucksignal Pf, um ein Betätigungsströmungsmitteldruckfehlersignal Pe zu erzeugen. Das Betätigungsströmungsmitteldruckfehlersignal Pe wird in einen PI-Regel- bzw. -steuerblock 320 eingege­ ben, dessen Ausgangsgröße ein elektrischer Soll-Strom (I) angelegt an das IAPCV ist. Durch Verändern des elektri­ schen Stromes I an das IAPCV kann der Betätigungsströ­ mungsmitteldruck Pf erhöht werden oder verringert werden. Die PI-Regelung 320 berechnet den elektrischen Strom (I) an das IAPCV, der erforderlich wäre, um den Betätigungs­ strömungsmitteldruck Pf anzuheben oder abzusenken, um ein Null-Betätigungsströmungsmitteldruckfehlersignal Pe zur Folge zur haben. Der resultierende Betätigungsströmungs­ mitteldruck wird verwendet, um hydraulisch die Einspritz­ vorrichtung 25 zu betätigen. Vorzugsweise ist das rohe Betätigungsströmungsmitteldrucksignal Pr in dem Hoch­ druckteil der Betätigungsströmungsmitteldruckschaltung 325 konditioniert und konvertiert durch herkömmliche Mittel 320, um Rauschen zu eliminieren und das Signal in eine brauchbare Form umzuwandeln bzw. zu konvertieren. Obwohl eine PI-Regelung diskutiert wird, wird einem Fachmann offensichtlich sein, daß andere gesteuerte bzw. geregelte Strategien verwendet werden können.
Somit, während die vorliegende Erfindung insbesondere gezeigt und beschrieben wurde unter Bezugnahme auf das obige bevorzugte Ausführungsbeispiel, wird von einem Fachmann verstanden werden, daß verschiedene zusätzliche Ausführungsbeispiele in Betracht gezogen werden können, ohne von dem Geist und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung verbessert das Motorstarten durch Verlangsamen der Treibstoffeinspritzrate. Insbeson­ dere verlangsamt die vorliegende Erfindung die Treibstof­ feinspritzrate durch Absenken des Betätigungsströmungs­ mitteldrucks auf einen vorbestimmten Druckbereich, um ein schnelleres Starten zu erreichen.
Wegen der physikalischen Charakteristiken der Treibstof­ feinspritzvorrichtung und der Betätigungsströmungsmittel­ strömungsdynamiken, und zwar bei hohen Betätigungsströ­ mungsmittelviskositäten und niedrigen Betätigungsströ­ mungsmitteldrücken, können vielfache Treibstoffeinsprit­ zungen während der Einspritzperiode auftreten.
Insbesondere wenn die Einspritzvorrichtung 25 Treibstoff freigibt, bewegt sich der Verstärkerplunger 240 nach unten, was Betätigungsströmungsmittel veranlaßt, in den Steuerventilhohlraum 250 zu strömen. Jedoch, bei hohen Betätigungsströmungsmittelviskositäten, entwickeln sich Betätigungsströmungsmittelströmungsverluste, die den Betätigungsströmungsmitteldruck in dem Steuerventilhohl­ raum 250 verringern. Falls der Druck in dem Steuerventil­ hohlraum 250 unterhalb eines vorbestimmten Wertes fällt, wird der entsprechende Abfall in dem Treibstoffeinspritz­ druck veranlassen, daß sich die Nadel 260 schließt. Jedoch, wenn sich Druck in dem Steuerventilhohlraum aufbaut, wird der Treibstoffeinspritzdruck ansteigen, was die Nadel veranlaßt, sich zu öffnen und erneut Treibstoff frei zu geben. Dieses wiederholte Öffnen und Schließen der Nadel kann fortfahren während der gesamten Einspritz­ periode, was veranlaßt, daß Treibstoff in einer Serie bzw. Reihe von sehr kurzen Ausbrüchen bzw. -bursts einge­ spritzt wird. Folglich kann eine vielfache Einspritzung viele günstige Effekte vorsehen, und zwar einschließlich niedrigeren Emissionen, verringertem Lärm, verringertem Rauch, verbessertem Kaltstarten, Reinigen von weißem Rauch, und Betrieb in hoher Höhe.
Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß Treibstoff über eine längere Zeitperiode eingespritzt wird, als traditio­ nelle Einzelpulseinspritzvorrichtungen. Dies hat ein schnelleres Motorstarten zur Folge, weil der Treibstoff langsam eingespritzt wird, um den Treibstoff überall in der Verbrennungskammer zu verteilen, um Wärmeverluste bei dem Einspritzpunkt zu verhindern, um die Verbrennung zu unterstützen. Außerdem, wo vielfache Einspritzungen erzeugt werden, sieht der erste der vielfachen Treibstof­ fpulse eine anfängliche Flamme vor, die Wärme liefert, um die darauffolgenden Treibstoffpulse zu zünden, um schnell die Verbrennung zu veranlassen.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 4, ist der Soll-Betäti­ gungsströmungsmitteldruck einer Funktion der Motortempe­ ratur und der Motordrehzahl. Weil es schwierig sein kann, die Viskosität abzufühlen, und zwar entweder direkt oder indirekt, können vielfache Abbildungen bzw. Graphen ähnlich der Fig. 4 verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Abbildung einer vorbestimmten Strömungsmittelklasse entsprechen, die ihre eigenen einzigartigen Viskosität­ scharakteristiken besitzt. Jedoch, weil die Viskosität ebenfalls eine Funktion der Temperatur ist; kann die Motortemperatur verwendet werden, um Veränderungen in der Viskosität für die besondere Strömungsmittelklasse zu berücksichtigen. Man beachte, daß die hier gezeigte Abbildung rein illustrativ ist und die tatsächlichen Werte der Abbildung von der Betätigungsströmungsmittel­ viskosität und den Dynamiken der Treibstoffeinspritzvor­ richtung abhängen.
Man beachte, daß wenn einmal der Motor gefeuert hat, der Motor sich von der Ankurbel- bzw. Anlaßdrehzahl zu der Laufdrehzahl beschleunigen wird. Demzufolge nimmt die Zeit ab, in der Treibstoff eingespritzt werden kann, wenn die Motordrehzahl ansteigt. Somit stellt die Abbildung dar, daß der Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck an­ steigt (um die Einspritzrate zu erhöhen), wenn die Motor­ drehzahl ansteigt, um eine erforderliche Menge von Trei­ bstoff einzuspritzen, und zwar während einer erforderli­ chen Zeitperiode, um die Motorbeschleunigung aufrechtzu­ erhalten.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus einem Studium der Zeichnung, der Offenbarung und der angefügten Patentansprüche erhalten werden.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart zum Steuern bzw. Regeln der Treib­ stoffeinspritzrate einer hydraulisch betätigten Treib­ stoffeinspritzvorrichtung. Ein Soll-Betätigungsströmungs­ mitteldruck wird bestimmt auf der Grundlage der Motor­ drehzahl und -temperatur. Der Soll-Betätigungsströmungs­ mitteldruck wird verwendet, um die Treibstoffeinspritzra­ te zu steuern bzw. zu regeln, um ein schnelleres Motor­ starten zur Folge zu haben.

Claims (11)

1. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln des Drucks einer hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtung (25) ei­ nes Verbrennungsmotors (55), das folgende Schritte aufweist:
Abfühlen bzw. Erfassen der Temperatur des Motors und Erzeugen eines Motortemperatursignals (Tc), das die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels anzeigt, das verwendet wird, um die Einspritzvorrichtung (25) hydraulisch zu betätigen;
Abfühlen der Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit und Erzeugen eines Motordrehzahlsignals (sf), das die abgefühlte Motordrehzahl anzeigt;
Empfangen der Motordrehzahl und der Temperatursi­ gnale, Bestimmen einer Rate, bei der es erforderlich ist, daß die Einspritzung auftritt, und Erzeugen ei­ nes erforderlichen bzw. Soll-Rateneinspritzsignals (rd), das die bestimmte Einspritzrate anzeigt;
Abfühlen der Viskosität des Betätigungsströmungsmit­ tels und Erzeugen eines Viskositätssignals (v), das die abgefühlte Betätigungsströmungsmittelviskosität anzeigt;
Empfangen der Motordrehzahl- und -Viskositätssigna­ le, Bestimmen eines erforderlichen bzw. Soll-Betäti­ gungsströmungsmitteldrucks, und Erzeugen eines Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucksignals (Pd), das die Größe des Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucks an­ zeigt; und
Empfangen des Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck­ signals (Pd) und Erzeugen eines elektrischen Soll-Stromsignals (I), um die Treibstoffeinspritzrate zu steuern bzw. zu regeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das folgende Schritte aufweist:
Abfühlen eines Ist-Betätigungsströmungsmitteldrucks und Erzeugen eines Ist-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignals (Pf), das die Größe des abgefühlten Be­ tätigungsströmungsmitteldrucks anzeigt;
Vergleichen des Soll-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignals (Pd) mit dem Ist-Betätigungsströmungs­ mitteldrucksignal (Pf) und Erzeugen eines Betäti­ gungsströmungsmitteldruckfehlersignals (Pe), und zwar ansprechend auf einen Unterschied bzw. eine Differenz zwischen den verglichenen Betätigungsströ­ mungsmitteldrucksignalen (Pd, Pf); und
Empfangen des Betätigungsströmungsmitteldruck­ fehlersignals (Pe), Bestimmen eines elektrischen Soll-Stroms und zwar auf der Grundlage des Betäti­ gungsströmungsmitteldruckfehlersignals (Pe), und Er­ zeugen eines elektrischen Soll-Stromsignals (I).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, wobei der Soll-Strömungs­ mitteldruck bestimmt wird, um die Treibstoffein­ spritzvorrichtung (25) zu veranlassen, eine Vielzahl von Einspritzungen während einer einzelnen Ein­ spritzperiode bei Motorankurbel- bzw. Anlaßdrehzah­ len zu erzeugen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, inbesondere Anspruch 3, wobei der Soll-Strömungsmit­ teldruck bestimmt wird, um die Treibstoffeinspritz­ vorrichtung (25) zu veranlassen, eine einzelne Ein­ spritzung bei Motorlaufdrehzahlen zu erzeugen.
5. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln des Drucks einer hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtung (25) ei­ nes Verbrennungsmotors (55), das folgende Schritte aufweist:
Abfühlen der Temperatur des Motors und Erzeugen eines Motortemperatursignals (Tc), das die Tempera­ tur des Betätigungsströmungsmittels anzeigt, das verwendet wird, um hydraulisch die Einspritzvorrich­ tung (25) zu betätigen;
Abfühlen der Motordrehzahl und Erzeugen eines Motor­ drehzahlsignals (sf), das die abgefühlte Motordreh­ zahl anzeigt;
Empfangen der Motordrehzahl- und Temperatursignale, Bestimmen eines Soll-Betätigungsströmungsmittel­ drucks, um die Rate bzw. -geschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln, mit der die Einspritzung auftreten soll und Erzeugen eines Soll-Betätigungsströmungs­ mitteldrucksignals (Pd), das den Soll-Betätigungs­ strömungsmitteldruck anzeigt; und
Empfangen des Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck­ signals (Pd), und Erzeugen eines elektrischen Soll-Stromsignals (I), um die Treibstoffeinspritzrate zu steuern bzw. zu regeln.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5, das ferner folgende Schrit­ te aufweist:
Abfühlen eines Ist-Betätigungsströmungsmitteldrucks und Erzeugen eines Ist-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignals (Pf), das den abgefühlten Betätigungs­ strömungsmitteldruck anzeigt;
Vergleichen des Soll-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignals (Pd) mit dem Ist-Betätigungsströmungs­ mitteldrucksignals (Pf) und Erzeugen eines Betäti­ gungsströmungsmitteldruckfehlersignals (Pe), und zwar ansprechend auf einen Unterschied bzw. eine Differenz zwischen den verglichenen Betätigungsströ­ mungsmitteldrucksignalen (Pf, Pf); und
Empfangen des Betätigungsströmungsmitteldruck­ fehlersignals (Pe), Bestimmen eines elektrischen Soll-Stroms, und zwar auf der Grundlage des Betäti­ gungsströmungsmitteldruckfehlersignals (Pe), und Er­ zeugen eines elektrischen Soll-Stromsignals (I).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 6, wobei der Soll-Betätigungs­ strömungsmitteldruck bestimmt wird, um die Treib­ stoffeinspritzvorrichtung (25) zu veranlassen, eine Vielzahl von Einspritzungen zu erzeugen, und zwar während einer einzelnen Einspritzperiode bei Motor­ ankurbel- bzw. -anlaßdrehzahlen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, wobei der Soll-Strömungs­ mitteldruck bestimmt wird, um die Treibstoffein­ spritzvorrichtung (25) zu veranlassen, eine einzelne Einspritzung bei Motorlaufdrehzahlen zu erzeugen.
9. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln des Drucks einer hydraulisch betätigten Einspritzvorrichtung (25) ei­ nes Verbrennungsmotors (55), das folgende Schritte aufweist:
Abfühlen der Temperatur des Motors und Erzeugen eines Motortemperatursignals (Tc), das die Tempera­ tur des Betätigungsströmungsmittels anzeigt, das verwendet wird, um hydraulisch die Einspritzvorrich­ tung (25) zu betätigen;
Abfühlen der Motordrehzahl und Erzeugen eines Motor­ drehzahlsignals (Sf), das die abgefühlte Motordreh­ zahl anzeigt;
Empfangen der Motordrehzahl- und Temperatursignale, Bestimmen eines Soll-Betätigungsströmungsmittel­ drucks, um die Rate bzw. die Geschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln, bei der die Einspritzung auftreten soll, und Erzeugen eines Soll-Betätigungs­ strömungsmitteldrucksignals (Pd), das die Größe des Soll-Betätigungsströmungsmitteldrucks anzeigt; und
Empfangend des Soll-Betätigungsströmungsmitteldruck­ signals (Pd), und Liefern eines elektrischen Soll-Stromsignals (I), um eine Vielzahl von Einspritzun­ gen während einer einzelnen Einspritzperiode zu er­ zeugen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9, das ferner folgenden Schritt aufweist: Erzeugen eines Soll-Strömungsmit­ teldrucksignals (Pd), das die Treibstoffeinspritz­ vorrichtung (25) veranlaßt, eine einzelne Einsprit­ zung bei Motorlaufdrehzahlen zu erzeugen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 10, das ferner folgende Schritte aufweist:
Abfühlen eines Ist-Betätigungsströmungsmitteldrucks und Erzeugen eines Ist-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignals (Pf), das den abgefühlten Betätigungs­ strömungsmitteldruck anzeigt;
Vergleichen des Soll-Betätigungsströmungsmittel­ drucksignals (Pd) mit dem Ist-Betätigungsströmungs­ mitteldrucksignal (Pf) und Erzeugen eines Betäti­ gungsströmungsmitteldruckfehlersignals (Pe), und zwar ansprechend auf einen Unterschied bzw. eine Differenz zwischen den verglichenen Betätigungsströ­ mungsmitteldrucksignalen (Pd, Pf); und Empfangen des Betätigungsströmungsmitteldruck­ fehlersignals (Pe), Bestimmen eines elektrischen Soll-Stroms, und zwar auf der Grundlage des Betäti­ gungsströmungsmitteldruckfehlersignals (Pe), und Er­ zeugen eines elektrischen Soll-Stromsignals (I).
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