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Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung.
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Ein Motor verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Die Luft wird durch ein Drosselventil und einen Einlasskrümmer in den Motor eingelassen. Der Kraftstoff wird durch eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen geliefert. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in einem oder mehreren Zylindern des Motors verbrannt. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs kann beispielsweise durch die Einspritzung des Kraftstoffs und/oder durch einen Zündfunken, der durch eine Zündkerze geliefert wird, ausgelöst werden. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugt ein Abgas. Das Abgas wird aus den Zylindern in ein Abgassystem ausgestoßen.
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Ein Motorsteuermodul (ECM) steuert die Drehmomentausgabe des Motors. Lediglich beispielhaft steuert das ECM die Drehmomentausgabe des Motors basierend auf Fahrereingaben und/oder anderen Eingaben. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition, eine Bremspedalposition, Eingaben für ein Tempomatsystem und/oder andere Fahrereingaben umfassen. Die anderen Eingaben können Eingaben von verschiedenen Fahrzeugsystemen umfassen, wie beispielsweise von einem Getriebesteuersystem.
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In der
DE 199 31 823 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung beschrieben, bei dem eine einzuspritzende Kraftstoffmenge bzw. eine Soll-Gesamtlänge für drei Einspritzpulse ermittelt wird, Anteilswerte für diese Einspritzpulse ermittelt werden und korrigierte Ansteuerdauern bzw. Längen für die Einspritzpulse basierend auf den Anteilswerten erzeugt werden. Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung spritzt Kraftstoff in den drei Einspritzpulsen mit den erzeugten Längen in einen Zylinder eines Motors ein.
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Die
DE 603 01 830 T2 beschreibt ein ähnliches Verfahren, bei dem eine Nacheinspritzung in bestimmten Bereichen der Motordrehzahl und Motorlast deaktiviert wird.
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In der
EP 0 231 887 B1 ist ebenfalls ein ähnliches Verfahren beschrieben, bei dem die Anzahl von Einspritzpulsen in Abhängigkeit von der Motortemperatur verändert wird.
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Ferner beschreibt auch die
DE 38 02 161 A1 ein ähnliches Verfahren, bei dem die Anzahl von Einspritzpulsen bei niedrigen Kühlwassertemperaturen vergrößert wird.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung anzugeben, mit welchem eine teilweise Verbrennung von Kraftstoff und ein Abscheiden von Kraftstoff an Zylinderwänden und Kolbenflächen, die unter bestimmten Betriebsbedingungen eines Motors auftreten können, sowie die damit verbundenen erhöhten Partikelemissionen vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst: dass eine Soll-Länge basierend auf einer Soll-Kraftstoffmasse für einen Verbrennungszyklus eines Zylinders eines Motors ermittelt wird; dass eine Anzahl von Pulsen (N) für den Verbrennungszyklus ermittelt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist; dass N Anteilswerte jeweils für die N Pulse ermittelt werden; dass individuelle Längen für die N Pulse jeweils basierend auf den N Anteilswerten und basierend auf der Soll-Länge erzeugt werden; und dass eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung geöffnet wird, die Kraftstoff während des Verbrennungszyklus in N Pulsen jeweils mit den N individuellen Längen in den Zylinder einspritzt.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht sind.
- 1 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Kraftstoffsteuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis; einen Schaltkreis der Schaltungslogik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller der vorstehenden Gegenstände, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen. Der Ausdruck Modul kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird.
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Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code mehrerer Module durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Ausdruck Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
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Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme können durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen umfassen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
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Ein Motor verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem Zylinder, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Ein Motorsteuermodul (ECM) steuert die Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder für einen Verbrennungszyklus des Zylinders. Das ECM steuert auch einen Zündfunkenzeitpunkt für den Verbrennungszyklus des Zylinders. Im Allgemeinen wird der Kraftstoff für einen gegebenen Verbrennungszyklus in einem einzigen Puls mit einer Soll-Länge eingespritzt (die auch als eine Soll-Pulsweite bezeichnet wird).
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Unter bestimmten Umständen kann die Einspritzung von Kraftstoff unter Verwendung eines einzelnen Pulses eine Menge von Partikeln erhöhen, die von dem Motor ausgestoßen wird. Lediglich beispielhaft kann der Kraftstoff der in einem einzigen Puls eingespritzt wird, unter bestimmten Umständen nur teilweise verbrannt werden, und der unverbrannte Kraftstoff erhöht die Menge an Partikeln, die von dem Motor ausgestoßen werden. Die Menge der Partikel, die von dem Motor ausgestoßen werden, kann auch zunehmen, wenn der eingespritzte Kraftstoff an einer oder mehreren Zylinderwänden und/oder der Fläche eines Kolbens in dem Zylinder abgeschieden wird. Der eingespritzte Kraftstoff kann an einer oder mehreren Flächen des Zylinders unter bestimmten Umständen abgeschieden werden, wenn ein einziger Puls verwendet wird.
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Das ECM der vorliegenden Offenbarung teilt einen einzelnen Kraftstoffpuls in mehrere individuelle Pulse für einen Verbrennungszyklus selektiv auf. Das ECM ermittelt die Anzahl der individuellen Pulse, die Länge jedes der individuellen Pulse und, wann jeder der Pulse beginnen sollte. Das ECM steuert selektiv die Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder für den Verbrennungszyklus in den individuellen Pulsen, um die Menge der Partikel zu verringern, die von dem Motor ausgestoßen werden.
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Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Obgleich der Motor 102 als ein Motor mit Funkenzündung und Direkteinspritzung (SIDI-Motor) diskutiert wird, kann der Motor 102 einen anderen geeigneten Typ eines Motors umfassen. Ein oder mehrere elektrische Motoren und/oder eine oder mehrere Motor-Generatoreinheiten (MGUs) können mit dem Motor 102 verwendet werden.
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Luft wird durch ein Drosselventil 108 in einen Einlasskrümmer 106 eingelassen. Das Drosselventil 108 variiert die Luftströmung in den Einlasskrümmer 106. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 108 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 110 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 112 (z.B. einen elektronischen Drosselcontroller oder ETC), und das Drossel-Aktuatormodul 112 steuert das Öffnen des Drosselventils 108.
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Luft aus dem Einlasskrümmer 106 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehr als einen Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 114 gezeigt. Die Luft aus dem Einlasskrümmer 106 wird in den Zylinder 114 durch ein oder mehrere Einlassventile eingelassen, wie beispielsweise durch das Einlassventil 118.
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Das ECM 110 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 120, und das Kraftstoff-Aktuatormodul 120 steuert das Öffnen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 spritzt Kraftstoff in den Zylinder 114 ein. Der Kraftstoff wird durch eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe und eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) an die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 geliefert. Die Niederdruck-Kraftstoffpumpe saugt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank und liefert den Kraftstoff bei niedrigen Drücken an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe setzt den Kraftstoff selektiv weiter unter Druck, beispielsweise für eine direkte Einspritzung in die Zylinder des Motors 102.
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Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 114. Ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 114 komprimiert das Luft/Kraftstoffgemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 110 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 122 eine Zündkerze 124 in dem Zylinder 114. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
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Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs treibt den Kolben abwärts, und der Kolben treibt eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) an. Der Kolben beginnt, sich wieder aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein oder mehrere Auslassventile heraus, wie beispielsweise durch das Auslassventil 126. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 127 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
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Ein Verbrennungszyklus kann von dem Standpunkt des Zylinders 114 aus zwei Umdrehungen der Kurbelwelle umfassen (d.h. 720° der Kurbelwellendrehung). Ein Verbrennungszyklus für den Zylinder 114 umfasst vier Phasen: eine Einlassphase; eine Kompressionsphase; eine Expansionsphase; und eine Auslassphase. Während der Einlassphase wird der Kolben lediglich beispielhaft bis zu der BDC-Position abgesenkt, und Luft wird in den Zylinder 114 eingelassen. Der Kolben wird in Richtung der TDC-Position angehoben und komprimiert die Inhalte des Zylinders 114 während der Kompressionsphase. Kraftstoff kann während der Kompressionsphase in den Zylinder 114 eingespritzt werden. Die Kraftstoffeinspritzung kann auch während der Expansionsphase auftreten. Die Verbrennung treibt den Kolben während der Expansionsphase in Richtung der BDC-Position. Der Kolben wird in Richtung der TDC-Position angehoben, um das resultierende Abgas während der Auslassphase aus dem Zylinder 114 auszustoßen. Ein Motorzyklus kann sich darauf beziehen, dass jeder der Zylinder einen kompletten Verbrennungszyklus durchläuft.
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Das Einlassventil 118 kann durch eine Einlassnockenwelle 128 gesteuert werden, während das Auslassventil 126 durch eine Auslassnockenwelle 130 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen mehrere Einlassventile pro Zylinder und/oder die Einlassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen mehrere Auslassventile pro Zylinder und/oder die Auslassventile für mehrere Reihen von Zylindern steuern. Die Zeit, zu der das Einlassventil 118 geöffnet wird, kann bezogen auf die TDC-Position durch einen Einlassnockenphasensteller 132 variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil geöffnet wird, kann bezogen auf die TDC-Position durch einen Auslassnockenphasensteller 134 variiert werden. Der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung kann ebenso relativ zu der Position des Kolbens spezifiziert werden.
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Ein Sensor für die Luftmassenströmungsrate (MAF-Sensor) 138 misst eine Massenströmungsrate der Luft durch das Drosselventil 108 und erzeugt ein MAF-Signal 140 basierend auf der Messung. Ein Motorkühlmittel-Temperatursensor 142 misst die Temperatur des Kühlmittels und erzeugt ein Kühlmittel-Temperatursignal 144 basierend auf der Temperatur. Obgleich der Motorkühlmittel-Temperatursensor 142 derart gezeigt ist, dass er in dem Motor 102 implementiert ist, kann der Motorkühlmittel-Temperatursensor 142 an einem anderen geeigneten Ort implementiert werden.
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Ein Kurbelwellen-Positionssensor 146 überwacht die Drehung der Kurbelwelle und erzeugt ein Kurbelwellen-Positionssignal 148 basierend auf der Drehung der Kurbelwelle. Lediglich beispielhaft kann der Kurbelwellensensor 146 einen Sensor mit variabler Reluktanz (VR-Sensor) oder einen anderen geeigneten Typ eines Kurbelwellen-Positionssensors umfassen. Das Kurbelwellen-Positionssignal 148 kann eine Pulsfolge umfassen. Jeder Puls der Pulsfolge kann erzeugt werden, wenn ein Zahn eines Rades mit N Zähnen (nicht gezeigt), das sich mit der Kurbelwelle dreht, den Kurbelwellen-Positionssensor 146 passiert. Dementsprechend entspricht jeder Puls einer Winkeldrehung der Kurbelwelle um einen Betrag gleich 360° dividiert durch N Zähne. Das Rad mit N Zähnen kann auch eine Lücke von einem oder mehreren fehlenden Zähnen umfassen, und die Lücke kann als ein Indikator einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle verwendet werden (d.h. für 360° der Kurbelwellendrehung).
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Das ECM 110 umfasst ein Kraftstoffsteuermodul 180, das die Menge (z.B. die Masse) des Kraftstoffs steuert, der für einen Verbrennungszyklus des Zylinders 114 in den Zylinder 114 eingespritzt wird. Lediglich beispielhaft steuert das Kraftstoffsteuermodul 180 eine Zeitdauer, für welche die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 für einen Verbrennungszyklus in einer vollständig offenen Position gehalten wird. Die Zeitdauer, für welche die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 in der vollständig offenen Position für eine Einspritzung von Kraftstoff gehalten wird, kann als eine Einspritzungspulsweite bezeichnet werden. Das Kraftstoffsteuermodul 180 kann die Einspritzungspulsweite variieren, um die Kraftstoffmenge zu steuern, die in dem Zylinder 114 eingespritzt wird. Das Kraftstoffsteuermodul 180 steuert auch den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung.
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Lediglich beispielhaft ermittelt das Kraftstoffsteuermodul 180 ein Soll-Äquivalenzverhältnis (Soll-EQR) für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114. Ein Äquivalenzverhältnis eines Kraftstoffeinspritzungsereignisses kann sich auf ein Verhältnis zwischen einem Soll-Luft/KraftstoffVerhältnis des Verbrennungszyklus und einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis beziehen. Das Kraftstoffsteuermodul 180 ermittelt eine Soll-Kraftstoffmasse zum Einspritzen in den Zylinder 114, um das Soll-EQR unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen zu erreichen. Das Kraftstoffsteuermodul 180 ermittelt eine Soll-Einspritzungspulsweite für den Verbrennungszyklus basierend auf der Soll-Masse.
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Unter bestimmten Umständen kann das Einspritzen der Soll-Kraftstoffmasse in einem einzigen Puls (mit einer Soll-Einspritzungspulsweite) größere Partikelemissionen als gewünscht bewirken. Lediglich beispielhaft kann das Einspritzen der Soll-Kraftstoffmasse in einem Puls größere Partikelemissionen als gewünscht unter bestimmten Umständen, wenn der Motor 102 kalt ist, wenn die Motorlast hoch ist, und/oder während Übergangs-Betriebsbedingungen bewirken. Das Einspritzen der gewünschten Kraftstoffmasse in mehreren Pulsen kann ein verringertes Niveau der Partikelemissionen relativ zu der Verwendung eines einzigen Pulses liefern.
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Für einen gegebenen Verbrennungszyklus des Zylinders 114 teilt das Kraftstoffsteuermodul 180 den einzigen Puls in mehrere individuelle Pulse auf. Das Kraftstoffsteuermodul 180 ermittelt auch einen Anteil der Soll-Einspritzungspulsweite für jeden der individuellen Pulse und einen Einspritzungsstartzeitpunkt für jeden der Pulse. Das Kraftstoffsteuermodul 180 steuert die Einspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder 114 während des Verbrennungszyklus des Zylinders 114 in mehreren individuellen Pulsen.
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Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftstoffsteuersystems 200 dargestellt. Das Kraftstoffsteuermodul 180 kann ein Modul 204 für ein Soll-EQR, ein Modul 208 für eine Soll-Kraftstoffmasse, ein Modul 212 zur Ermittlung einer Luft pro Zylinder (APC), ein Modul 216 für eine Soll-Pulsweite, ein Einspritzungssteuermodul 220, ein Mehrfacheinspritzungsmodul 224 und ein Aktivierungsmodul 226 umfassen. Das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 kann ein Modul 282 für mehrere Pulse, ein Anteilsermittlungsmodul 232 und ein Zeitpunktermittlungsmodul 236 umfassen.
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Das Modul 204 für das Soll-EQR ermittelt ein Soll-EQR 250 für einen Verbrennungszyklus des Zylinders 114. Im Allgemeinen kann das Modul 204 für das Soll-EQR das Soll-EQR 250 auf das stöchiometrische EQR festlegen. Das Modul 204 für das Soll-EQR kann jedoch das Soll-EQR 250 unter einem oder mehreren Umständen ändern. Lediglich beispielhaft kann das Modul 204 für das Soll-EQR das Soll-EQR basierend auf einer Anforderung für eine Katalysatordiagnose und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Umständen ändern.
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Das Modul 208 für die Soll-Kraftstoffmasse ermittelt eine Soll-Kraftstoffmasse 254 für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114 basierend auf dem Soll-EQR 250. Das Modul 208 für die Soll-Kraftstoffmasse kann die Soll-Kraftstoffmasse 254 ferner basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermitteln, wie beispielsweise einer Luftmasse pro Zylinder (APC) 258 und einer Lufttemperatur. Das APC-Ermittlungsmodul 212 kann das APC 258 basierend auf der MAF 140 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern ermitteln.
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Das Modul 216 für die Soll-Pulsweite ermittelt eine Soll-Pulsweite 262 für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114 basierend auf der Soll-Kraftstoffmasse 254. Das Einspritzeinrichtungs-Steuermodul 220 gibt selektiv Kraftstoffzufuhrparameter 266 für den Verbrennungszyklus des Zylinders an das Kraftstoff-Aktuatormodul 120 aus. Lediglich beispielhaft können die Kraftstoffzufuhrparameter 266 einen Soll-Startzeitpunkt während des Verbrennungszyklus und die Soll-Pulsweite 262 umfassen. Der Soll-Startzeitpunkt kann beispielsweise eine Kurbelwellenposition für einen Übergang der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 in den vollständig offenen Zustand sein. Der Soll-Startzeitpunkt kann ein vorbestimmter Wert oder ein variabler Wert sein. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 120 steuert die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder 114 basierend auf den Kraftstoffzufuhrparametern 266.
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Wenn es aktiviert ist, ermittelt das Mehrfacheinspritzungsmodul 224, wie der einzige Puls mit der Soll-Pulsweite 262 in mehrere individuelle Pulse aufgeteilt werden sollte. Lediglich beispielhaft ermittelt das Mehrfacheinspritzungsmodul 224, in wie viele individuelle Pulse der einzige Puls mit der Soll-Pulsweite 262 aufgeteilt werden sollte. Das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 ermittelt auch, wie viel von der Soll-Pulsweite 262 jedem der individuellen Pulse zugewiesen werden sollte, sowie die Startzeitpunkte für jeden der individuellen Pulse.
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Das Aktivierungsmodul 226 aktiviert und deaktiviert selektiv das Mehrfacheinspritzungsmodul 224. Das Aktivierungsmodul 226 kann das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 basierend auf der APC 258 (oder einem anderen geeigneten Indikator der Motorlast), der Kühlmitteltemperatur 144, einer Motordrehzahl 270 und/oder einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern aktivieren und deaktivieren. Das Motordrehzahl-Ermittlungsmodul 234 kann die Motordrehzahl 270 basierend auf der Kurbelwellenposition 148 ermitteln.
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Lediglich beispielhaft kann das Aktivierungsmodul 226 das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 selektiv aktivieren, wenn die Kühlmitteltemperatur 144 kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist. Das Aktivierungsmodul 226 kann zusätzlich oder alternativ das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 selektiv aktivieren, wenn eine Größe einer Änderung in der Motorlast (oder in der APC 258) über eine vorbestimmte Zeitdauer größer als ein vorbestimmter Betrag ist. Das Aktivierungsmodul 226 kann zusätzlich oder alternativ das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 selektiv aktivieren, wenn die Motorlast größer als ein vorbestimmter Wert ist.
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Das Aktivierungsmodul 226 kann das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 deaktivieren, wenn eine Verstärkungsspannung des ECM 110 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Die Verstärkungsspannung kann eine Spannung größer als 12 Volt sein, und sie kann beispielsweise zum Öffnen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 verwendet werden. Das Aktivierungsmodul 226 kann das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 zusätzlich oder alternativ selektiv deaktivieren, wenn die Motordrehzahl 270 größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Das Aktivierungsmodul 226 kann das Mehrfacheinspritzungsmodul 224 deaktivieren, wenn die Soll-Pulsweite 262 kleiner als das Zweifache einer vorbestimmten minimalen Pulsweite ist. Die vorbestimmte minimale Pulsweite kann eine minimale Pulsweite für eine Einspritzung von Kraftstoff sein. Die vorbestimmte minimale Pulsweite kann bei verschiedenen Implementierungen auch eine vorbestimmte Ausschaltdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Pulsen umfassen.
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Das Modul 228 für mehrere Pulse ermittelt eine Anzahl von individuellen Pulsen 274 für den Verbrennungszyklus des Zylinders 114 basierend auf der Soll-Pulsweite 262 für den Verbrennungszyklus. Das Modul 228 für mehrere Pulse ermittelt die Anzahl der individuellen Pulse 274 ferner basierend auf der Kühlmitteltemperatur 144, der APC 258 und/oder der Motordrehzahl 270. Die Anzahl der individuellen Pulse 274 ist eine ganze Zahl größer als Eins.
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Lediglich beispielhaft kann das Modul 228 für mehrere Pulse die Anzahl der individuellen Pulse 274 selektiv erhöhen, wenn die Kühlmitteltemperatur abnimmt. Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 228 für mehrere Pulse die Anzahl der individuellen Pulse 274 selektiv erhöhen, wenn die APC 258 zunimmt. Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 228 für mehrere Pulse die Anzahl der individuellen Pulse 274 selektiv verringern, wenn die Motordrehzahl zunimmt. Das Modul 228 für mehrere Pulse kann die Anzahl der individuellen Pulse 274 auf eine maximale Anzahl von Pulsen begrenzen, für die es möglich ist, während der Soll-Pulsweite 262 ausgeführt zu werden, wobei jeder der individuellen Pulse zumindest die vorbestimmte minimale Pulsweite aufweist. Lediglich beispielhaft kann die maximale Anzahl gleich der Soll-Pulsweite 262 dividiert durch die vorbestimmte minimale Pulsweite sein, abgerundet auf die nächste ganze Zahl. Das Modul 228 für mehrere Pulse kann auch eine Hysterese anwenden, um zu vermeiden, dass Vorwärts- und Rückwärtsänderungen in der Anzahl der individuellen Pulse 274 ausgeführt werden.
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Das Anteilsermittlungsmodul 232 ermittelt Anteile 278 für jeden der individuellen Pulse. Lediglich beispielhaft können die Anteile 278 jeweils ein Wert zwischen 0,01 und einschließlich 0,99 sein, wobei eine Summe der Anteile 278 gleich 1,0 ist. Die Anteile 278 können für jeden der individuellen Pulse gleich sein, oder es können sich einer oder mehrere der Anteile 278 voneinander unterscheiden. Lediglich beispielhaft kann ein frühester der individuellen Pulse in einem Verbrennungszyklus ein größter Puls sein (und daher einen größten Anteil aufweisen).
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Das Anteilsermittlungsmodul 232 kann die Anteile 278 beispielsweise basierend auf der Kühlmitteltemperatur 144, der APC 258 und/oder der Motordrehzahl 270 ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Anteilsermittlungsmodul 232 den Anteil für den frühesten der individuellen Pulse selektiv erhöhen, wenn die Motordrehzahl 270 zunimmt. Alternativ oder zusätzlich kann das Anteilsermittlungsmodul 232 den Anteil 278 für den frühesten der Pulse selektiv erhöhen, wenn die APC 258 zunimmt. Zusätzlich oder alternativ kann das Anteilsermittlungsmodul 232 den Anteil 278 für den frühesten der Pulse selektiv verringern, wenn die Kühlmitteltemperatur 144 abnimmt.
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Das Anteilsermittlungsmodul 232 kann die Anteile 278 ferner basierend auf der Anzahl der individuellen Pulse 274 ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Anteilsermittlungsmodul 232 die Anteile 278 derart festlegen, dass keiner der individuellen Pulse kleiner als die vorbestimmte minimale Pulsweite ist.
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Das Zeitpunktermittlungsmodul 236 ermittelt die Startzeitpunkte 282 jeweils für die individuellen Pulse. Das Zeitpunktermittlungsmodul 236 kann die Startzeitpunkte 282 basierend auf der Kühlmitteltemperatur 144, der APC 258 und/oder der Motordrehzahl 270 ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Zeitpunktermittlungsmodul 236 die Zeitdauer zwischen jedem der Startzeitpunkte 282 selektiv erhöhen, wenn die Motordrehzahl 270 zunimmt. Zusätzlich oder alternativ kann das Zeitpunktermittlungsmodul 236 die Zeitdauer zwischen jedem der Startzeitpunkte 282 selektiv erhöhen, wenn die APC 258 zunimmt. Zusätzlich oder alternativ kann das Zeitpunktermittlungsmodus 236 die Zeitdauer zwischen jedem der Startzeitpunkte 282 verringern, wenn die Kühlmitteltemperatur 144 abnimmt. Das Zeitpunktermittlungsmodul 236 kann bevorzugen, die Startzeitpunkte 282 in Richtung des Beginns des Verbrennungszyklus festzulegen (und spezieller in Richtung der Schließzeit des Einlassventils 118).
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Die Anzahl der individuellen Pulse 274, die Anteile 278 und die Startzeitpunkte 282 werden an das Einspritzungssteuermodul 220 geliefert. Anstatt die Kraftstoffzufuhrparameter 266 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 114 in einem einzigen Puls der Soll-Pulsweite 262 auszugeben, erzeugt das Einspritzungssteuermodul 220 die Kraftstoffzufuhrparameter 266 basierend auf der Anzahl der individuellen Pulse 274, den Anteilen 278 und den Startzeitpunkten 282. Die Kraftstoffzufuhrparameter 266 können die Startzeitpunkte 282 jeweils für die individuellen Pulse und die individuellen Pulsweiten jeweils für die individuellen Pulse umfassen. Das Einspritzungssteuermodul 220 kann die die individuellen Pulsweiten für die individuellen Pulse basierend auf der Soll-Pulsweite 262 und den Anteilen 278 jeweils für die individuellen Pulse festlegen. Lediglich beispielhaft kann das Einspritzungssteuermodul 220 die individuelle Pulsweite für einen gegebenen individuellen Puls gleich dem Produkt des einen der Anteile 278 für den gegebenen individuellen Puls und der Soll-Pulsweite 262 festlegen.
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Das Kraftstoffaktuatormodul 120 steuert das Öffnen und Schließen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 während des Verbrennungszyklus des Zylinders 114 gemäß den Startzeiten 282 und den individuellen Pulsweiten. Anstatt dass der Kraftstoff für den Verbrennungszyklus in einem einzigen Puls mit einer Länge der Soll-Pulsweite 262 eingespritzt wird, wird der Kraftstoff auf diese Weise in den Zylinder 114 in mehreren individuellen Pulsen mit Längen der individuellen Pulsweiten eingespritzt, die jeweils zu den Startzeitpunkten 282 beginnen. Das Kraftstoffaktuatormodul 120 schließt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 121 für eine Zeitdauer zwischen dem Ende eines der individuellen Pulse und dem Beginn eines nächsten der individuellen Pulse.
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Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung zeigt. Die Steuerung beginnt mit 304, wo die Steuerung die Soll-Pulsweite 262 für einen Kraftstoffpuls für einen Verbrennungszyklus des Zylinders 114 erzeugt. Die Steuerung ermittelt bei 308, ob der eine Puls in mehrere individuelle Pulse aufgeteilt werden soll. Wenn nein, spritzt die Steuerung den Kraftstoff bei 312 in einem Puls mit einer Länge der Soll-Pulsweite 262 in den Zylinder 114 ein, und die Steuerung kann enden. Wenn ja, fährt die Steuerung mit 316 fort.
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Bei 316 ermittelt die Steuerung die Anzahl der individuellen Pulse 274 für den Verbrennungszyklus. Die Steuerung kann die Anzahl der individuellen Pulse 274 basierend auf der Kühlmitteltemperatur 144, der APC 258 und/oder der Motordrehzahl 270 ermitteln. Die Steuerung kann die Anzahl der individuellen Pulse 274 basierend auf der vorbestimmten minimalen Pulsweite begrenzen.
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Die Steuerung ermittelt bei 318 die Anteile 278 jeweils für die individuellen Pulse. Die Steuerung kann die Anteile 278 basierend auf der Kühlmitteltemperatur 144, der APC 258 und/oder der Motordrehzahl 270 ermitteln. Die Steuerung kann die Anteile 278 ferner basierend auf der Anzahl der individuellen Pulse 274 ermitteln. Die Steuerung kann bei 320 die Startzeitpunkte 282 jeweils für die individuellen Pulse ermitteln. Die Steuerung kann die Startzeitpunkte 282 basierend auf der Kühlmitteltemperatur 144, der APC 258 und/oder der Motordrehzahl 270 ermitteln.
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Bei 324 ermittelt die Steuerung die individuellen Pulsweiten jeweils für die individuellen Pulse. Die Steuerung ermittelt die individuellen Pulsweiten basierend auf der Soll-Pulsweite 262 für den einen Puls bzw. basierend auf den Anteilen 278. Bei 328 spritzt die Steuerung den Kraftstoff für den Verbrennungszyklus in mehreren individuellen Pulsen, die Längen der individuellen Pulsweiten aufweisen und jeweils zu den Startzeiten 282 beginnen, in den Zylinder 114 ein.
