DE10212388B4

DE10212388B4 - Brennstoffeinspritzsteuersystem, Nockenwelle und Verfahren zur Kompensation für eine inhärente Einspritzvorrichtungsverzögerung bei einem mehrfachen Brennstoffeinspritzereignis

Info

Publication number: DE10212388B4
Application number: DE10212388.8A
Authority: DE
Inventors: Charles H. Dutart; Eric C. Fluga
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2022-03-21
Also published as: DE10212388A1; US20020170532A1; US6516783B2

Abstract

Brennstoffeinspritzsteuersystem zur Regelung der Einspritzdauer eines Brennstoffschusses, der mit einem Einspritzereignis mit mehreren Schüssen einer Brennstoffeinspritzvorrichtung assoziiert ist, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung eine inhärente Brennstoffeinspritzdruckschwelle besitzt und in mechanischer Verbindung mit einer Nockenfolgevorrichtung ist, wobei das System folgendes aufweist: eine elektronische Steuervorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um ein berechnetes elektronisches Steuersignal dorthin zu liefern; und eine Nockenwelle mit einem Nockenprofil in mechanischer Verbindung mit der Nockenfolgevorrichtung, wobei das Nockenprofil betreibbar ist, um einen Druck innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, der ausreicht, um die Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Einspritzintervallen in Verbindung mit dem Steuersignal der elektronischen Steuervorrichtung zu überwinden, um zu bewirken, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtung ein vorbestimmtes Brennstoffvolumen während eines Brennstoffschusses des Einspritzereignisses mit mehreren Schüssen einspritzt; wobei die elektronische Steuervorrichtung eine Einspritzdauer für jeden Brennstoffschuss bestimmt, wobei die Einspritzdauer einer entjeweiligen Dauer entspricht, für die der Einspritzvorrichtungsdruck die Brennstoffeinspritzdruckschwelle überwindet; und wobei die elektronische Steuervorrichtung eine Einspritzverzögerung für jeden Brennstoffschuss bestimmt, wobei die Einspritzverzögerung einer jeweiligen bestimmten SOC/SOI-Zeitverzögerung entspricht.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzsysteme und insbesondere auf ein Brennstoffeinspritzsteuersystem, eine Nockenwelle und ein Verfahren zur Einstellung der Dauer von jedem Brennstoffschuss, der mit einer Brennstoffeinspritzung mit mehreren Schüssen assoziiert ist, um die inhärente Verzögerung zwischen der elektrischen Aktivierung der Brennstoffeinspritzvorrichtung und dem tatsächlichen Beginn der Brennstoffeinspritzung zu kompensieren.
Technischer Hintergrund
Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen sind in der Technik bekannt, wobei diese mechanisch betätigte, elektrisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufweisen. Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen spritzen typischerweise Brennstoff in einen speziellen Motorzylinder als eine Funktion eines Einspritzsignals ein, das von einer elektronischen Steuervorrichtung aufgenommen wird. Diese Signale weisen Wellenformen auf, die den erwünschten Zeitpunkt und die Brennstoffmenge anzeigen, die in die Zylinder einzuspritzen ist. Wie in dieser Beschreibung verwendet, ist ein Einspritzereignis definiert als die Einspritzungen, die in einem Zylinder während eines Zyklus des Motors auftreten. Beispielsweise weist ein Zyklus für einen Vier-Takt-Motor für einen speziellen Zylinder einen Einlasshub, einen Kompressions- bzw. Verdichtungshub, einen Expansionshub und einen Auslasshub auf. Daher weist das Einspritzereignis in einem Vier-Takt-Motor die Anzahl der Einspritzungen oder Schüsse auf, die in einem Zylinder während der vier Hübe des Kolbens auftreten. Der Ausdruck Schuss, wie er in der Technik verwendet wird, kann sich auch auf die tatsächliche Brennstoffeinspritzung oder auf das Befehlsstromsignal für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung oder eine andere Brennstoffbetätigungsvorrichtung beziehen, die eine Einspritzung oder Lieferung von Brennstoff in den Motor anzeigt. Jede Einspritzwellenform kann eine Vielzahl von getrennten und/oder ratengeformten Brennstoffschüssen aufweisen, die während eines speziellen Brennstoffeinspritzereignisses zu einem Zylinder geliefert werden.
Techniken, die eine mehrfache Brennstoffeinspritzung während eines Einspritzereignisses verwenden, können verwendet werden, um die Verbrennungscharakteristiken des Verbrennungsprozesses zu modifizieren, und zwar in einem Versuch, die Emissions- und Geräuschniveaus zu verringern. Eine mehrfache Brennstoffeinspritzung weist die Aufteilung der gesamten Brennstofflieferung in den Zylinder während eines speziellen Einspritzereignisses in eine Anzahl von getrennten Brennstoffeinspritzschüssen auf, wie beispielsweise in zwei Brennstoffschüsse, auf die im allgemeinen als Haupteinspritzung und Ankereinspritzung Bezug genommen wird.
Aufgrund der Konstruktion und des Betriebs der mechanisch betätigten, elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtungen gibt es einen inhärenten Leergang oder eine Verzögerung, die mit dem Beginn eines gegebenen Einspritzrichtungsstromimpulses und dem tatsächlichen Beginn der Brennstoffeinspritzung während der Impulsdauer assoziiert ist. Diese Verzögerung ist in der Technik als SOC/SOI-Verzögerung bekannt, d. h. die Verzögerung vom Beginn des Stroms (SOC = start of current) zum Beginn der Einspritzung (SOI = start of injection).
Bei mechanisch betätigten Einspritzsystemen des Standes der Technik wird die SOC/SOI-Verzögerung ignoriert, wenn man die Dauer des Stromimpulses berechnet, die nötig ist, um das Brennstoffvolumen zu liefern, das von der Regelungsvorrichtung für den assoziierten Brennstoffschuss angefordert wird. Folglich wird bei einem gegebenen Brennstoffschuss weniger als das angeforderte Brennstoffvolumen in den Zylinder eingespritzt. Wenn nur ein Schuss während eines Einspritzereignisses geliefert wird, kann die Regelungsvorrichtung ihre Brennstoffanforderung korrigieren, um der SOC/SOI-Verzögerung Rechnung zu tragen. Wenn jedoch mehrere Brennstoffschüsse während eines Einspritzereignisses geliefert werden, muss die Regelungsvorrichtung zusätzliche SOC/SOI-Versetzungen für jeden Schuss einstellen, was es schwierig macht, eine stetige Motordrehzahl und das erwünschte Emissionsniveau beizubehalten.
Aus DE 42 04 091 A1 sind ein Brennstoffeinspritzsteuersystem und -verfahren zum Steuern eines Kraftstoffzumesssystems bekannt. Eine Steuereinrichtung berechnet ausgehend von wenigstens einer der Größen Einspritzbeginn oder Förderdauer einen Ansteuerzeitpunkt und/oder einen Absteuerzeitpunkt für ein Magnetventil, welches zum Druckaufbau einer Pumpe-Düse-Einheit dient. Eine Nockenwelle mit einem Nockenprofil ist betreibbar, um einen Druck innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, um eine Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Intervallen zu überwinden. Eine Winkelgröße wird ausgehend von einer Zeitgröße unter Berücksichtigung wenigstens eines Wertes der momentanen Drehzahl und eines Korrekturwinkels berechnet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Leistung von mechanisch betätigten, elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheiten zu verbessern, und zwar durch Einstellung der Dauer und/oder der Rate der Brennstofflieferung für jeden Brennstoffschuss, so dass bei jedem Schuss das erwünschte Brennstoffvolumen eingespritzt wird. Es ist auch wünschenswert, die Stromdauer von einem oder mehreren Brennstoffschüssen einzustellen, die mit einem speziellen Brennstoffeinspritzereignis mit mehreren Schüssen assoziiert sind, um die SOC/SOI-Verzögerung zu kompensieren und die entsprechende und erwünschte Brennstoffmenge während jedes dieser Brennstoffschüsse zu liefern.
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, durch eine Nockenwelle nach Anspruch 7 und durch ein Verfahren nach Anspruch 13.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen die Figuren folgendes darstellen:
1 eine Ansicht einer mechanisch aktivierten Brennstoffeinspritzvorrichtung, die durch die vorliegende Erfindung gesteuert wird, und zwar zusammen mit einer Nockenwelle und einem Kipphebel, die weiter ein Blockdiagramm einer Transferpumpe und einer Antriebs- bzw. Treiberschaltung zur Steuerung der Brennstoffeinspritzvorrichtung veranschaulicht;
2 ist eine Kurvendarstellung von mehreren Wellenformen, die für ein vollständiges Brennstoffeinspritzereignis unter gegebenen Motorbetriebszuständen eine Zusammenfassung der Einspritzereignisse für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung veranschaulicht, die von der vorliegenden Erfindung nicht korrigiert wird;
3 ist eine Kurvendarstellung von mehrfachen Wellenformen, die für ein vollständiges Brennstoffeinspritzereignis unter gegebenen Motorbetriebszuständen eine Zusammenfassung der Einspritzereignisse für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung veranschaulicht, die durch die vorliegende Erfindung korrigiert wird;
4a ist ein erstes Segment eines Logikdiagramms, das den Betrieb der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4b ist ein zweites Segment eines Logikdiagramms, das den Betrieb der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf 1 ist ein Teil eines mechanisch betätigten, elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems 10 in einer beispielhaften Konfiguration gezeigt, wie es für einen kompressions- bzw. verdichtungsgezündeten Motor geeignet ist. Jedoch sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Motoren anwendbar ist, wie beispielsweise auf Drehkolbenmotoren, Motoren mit modifiziertem Zyklus, Reihenmotoren oder V-Motoren, und dass der Motor eine oder mehrere Motorbrennkammern oder Zylinder enthalten kann.
Das Brennstoffsystem 10 hat mindestens einen Zylinderkopf, wobei jeder Zylinderkopf eine oder mehrere getrennte Einspritzvorrichtungsbohrungen definiert, wobei jede davon eine Einspritzvorrichtung 12 aufnimmt. Das Brennstoffsystem 10 weist weiter eine Brennstoffversorgungsvorrichtung oder Brennstoffversorgungsmittel 14 auf, um Brennstoff zu jeder Einspritzvorrichtung 12 zu liefern, weiter eine Brennstoffdruckvorrichtung oder Brennstoffdruckmittel 16, um zu bewirken, dass jede Einspritzvorrichtung 12 Brennstoff unter Druck setzt, und eine Steuervorrichtung oder Steuermittel 18 zur elektronischen Steuerung des Brennstoffeinspritzsystems, einschließlich der Weise und der Frequenz, mit der Brennstoff durch die Einspritzvorrichtungen 12 eingespritzt wird, was den Zeitpunkt, die Anzahl der Einspritzungen pro Einspritzereignis, die Brennstoffmenge pro Einspritzung, die Zeitverzögerung zwischen jeder Einspritzung und das Einspritzprofil mit einschließt.
Die Brennstoffversorgungsanordnung 14 weist vorzugsweise einen Brennstofftank 20 auf, einen Brennstoffversorgungsdurchlass 22, der in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Brennstofftank 20 und der Einspritzvorrichtung 12 angeordnet ist, einen Brennstofftransfersumpf oder ein Brennstofftransferreservoir 24 mit relativ niedrigem Druck, einen oder mehrere Brennstofffilter 26 und einen Brennstoffablaufdurchlass 28, der in Strömungsmittelverbindung zwischen der Einspritzvorrichtung 12 und dem Brennstofftank 20 angeordnet ist. Falls erwünscht, können die Brennstoffdurchlässe in dem Kopf des Motors in Strömungsmittelverbindung mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 12 und einem oder beiden der Durchlässe 22 und 28 angeordnet werden.
Die Brennstoffdruckvorrichtung 16 kann irgendeine mechanische Betätigungsvorrichtung sein, eine hydraulische Betätigungsvorrichtung oder eine Brennstoffpumpe. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Mitnehmer- und Stößelanordnung 30, die mit der Einspritzvorrichtung 12 assoziiert ist, mechanisch indirekt oder direkt durch erste und zweite Nockenansätze 32 und 34 einer vom Motor angetriebenen Nockenwelle 36 betätigt. Die Nockenansätze 32 und 34 treiben eine sich hin und her bewegende Kipphebelanordnung 38 an, die wiederum einen Stößel 40 hin und her bewegt, der mit der Mitnehmer- und Stößelanordnung 30 assoziiert ist. Alternativ kann eine (nicht gezeigte) Druckstange zwischen der Nockenwelle 36 und der Kipphebelanordnung 38 positioniert sein.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann ein einzelner (nicht gezeigter) Nockenansatz verwendet werden, um alle drei Schüsse während eines einzigen Geschwindigkeitsanstiegs des Ansatzes zu liefern. In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Nockenwelle mit mindestens drei (nicht gezeigten) getrennten Ansätzen verwendet werden, um die erwünschte Anzahl von Schüssen zu liefern. Es sei bemerkt, dass bei manchen Ausführungsbeispielen wünschenswert sein kann, den (die) Nockenansatz (Nockenansätze) auszulegen, um Einspritzungen mit unterschiedlichen Druckeigenschaften durchzuführen, die variierende Brennstoffflussraten für jeden Schuss zur Folge haben, wodurch sich unterschiedliche physikalische Brennstoffmengen für jeden Schuss während der gleichen Betätigungsstromimpulsdauer 56 ergeben.
Die elektronische Steuervorrichtung 18 weist vorzugsweise ein elektronisches Steuermodul (ECM = electronic control module) oder eine elektronische Steuervorrichtung 42 auf, wobei die Anwendung davon in der Technik wohlbekannt ist. Das elektronische Steuermodul 42 weist typischerweise eine Prozessfähigkeit auf, wie beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor, eine Regelvorrichtung, wie beispielsweise eine Proportional-Integral-Derivativ-Steuervorrichtung (PID-Steuervorrichtung) zur Regelung der Motordrehzahl, und eine Schaltung, die eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung aufweist, weiter eine Elektromagnettreiberschaltung, Analogschaltungen und/oder programmierte Logikanordnungen genauso wie einen assoziierten Speicher. Der Speicher ist mit der Mikrosteuervorrichtung oder dem Mikroprozessor verbunden und speichert Anweisungssätze, Karten, Nachschautabellen, Variablen usw.
Das elektronische Steuermodul 42 kann verwendet werden, um viele Aspekte der Brennstoffeinspritzung zu steuern, wie beispielsweise: (1) die Brennstoffeinspritzzeitsteuerung, (2) die gesamte Brennstoffeinspritzmenge während eines Einspritzereignisses, (3) den Brennstoffeinspritzdruck, (4) die Anzahl der getrennten Einspritzungen oder Brennstoffschüsse während jedes Einspritzereignisses, (5) den (die) Zeitintervall(e) zwischen den Einspritzungen oder Brennstoffschüssen, (6) die Zeitdauer von jeder Einspritzung oder jedem Brennstoffschuss, (7) die Brennstoffmenge, die mit jeder Einspritzung oder jedem Brennstoffschuss assoziiert ist, (8) den Strompegel der Einspritzvorrichtungswellenform, und (9) irgendeine Kombination der obigen Parameter. Jeder dieser Parameter ist unabhängig von der Motordrehzahl und Motorbelastung variabel steuerbar. Weiterhin nimmt das elektronische Steuermodul 42 eine Vielzahl von Sensoreingangssignalen auf, die bekannten Sensoreingangsgrößen entsprechen, wie beispielsweise Motorbetriebszuständen einschließlich der Motordrehzahl, der Drosselposition, der Motortemperatur, des Druckes des Betätigungsströmungsmittels, der Zylinder-Kolben-Position usw., die verwendet werden, um die erwünschte Kombination von Einspritzparametern für ein darauf folgendes Einspritzereignis zu bestimmen.
Während seiner Kompressionsstufe verschiebt der sich hin und her bewegende Stößel 40 irgendwelchen Brennstoff in der Einspritzvorrichtung 12 entweder durch einen Einspritzanschluss, der durch ein (nicht gezeigtes) Rückschlagventil während eines Einspritzereignisses gesteuert wird, oder durch einen Überlaufanschluss, der durch das Sitzventil während eines Nicht-Einspritzereignisses gesteuert wird. Das Rückschlagventil ist in einem normalerweise geschlossenen Zustand und öffnet sich, wenn der Brennstoffdruck innerhalb der Einspritzvorrichtung 12 ausreicht, um das Rückschlagventil zur offenen Position zu treiben. Der Druck des Brennstoffes innerhalb der Einspritzvorrichtung 12 wird durch die Bewegung des Stößels 40 in Verbindung mit dem offenen/geschlossenen Zustand des Sitzventils bestimmt. Der offene/geschlossene Zustand des Sitzventils wird durch einen (nicht gezeigten) durch Strom angetriebenen Elektromagneten oder durch eine andere Betätigungsvorrichtung bestimmt, die von dem elektronischen Steuermodul 42 gesteuert wird. Während der Kompression wird der Stößel 40 daher genügend Druck zu dem Brennstoff in der Einspritzvorrichtung 12 liefern, um den geschlossenen Zustand des Rückschlagventils zu überwinden, und dadurch Brennstoff in den assoziierten Zylinder einspritzen, außer wenn das elektronische Steuermodul 42 den Elektromagneten anweist, das Sitzventil in seinen offenen Zustand zu schalten, wobei in diesem Fall der Brennstoff stattdessen durch den Überlaufanschluss durchläuft.
Vorzugsweise ist jede Einspritzvorrichtung 12 eine Einspritzeinheit, die in einem einzigen Gehäuse eine Vorrichtung sowohl zum Komprimieren von Brennstoff auf ein hohes Niveau (beispielsweise 207 Mpa (30,00 psi)) und den unter Druck gesetzten Brennstoff in einen assoziierten Zylinder einzuspritzen. Obwohl als eine zur Einheit zusammengefasste Einspritzvorrichtung 12 gezeigt, könnte die Einspritzvorrichtung 12 alternativ von modularer Konstruktion sein, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung von der Brennstoffdruckvorrichtung getrennt ist.
Es sei bemerkt, dass die Art der erwünschten Brennstoffeinspritzung während irgendeines speziellen Brennstoffeinspritzereignisses typischerweise abhängig von verschiedenen Motorbetriebszuständen variieren wird. In einer Bemühung, erwünschte Emissionen zu erreichen, ist herausgefunden worden, dass das Liefern von mehreren Brennstoffeinspritzungen in einen speziellen Zylinder während eines Brennstoffeinspritzereignisses in gewissen Motorbetriebszuständen sowohl den erwünschten Motorbetrieb als auch eine Steuerung der Emissionen erreicht.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Wellenmustern, die die Ereignisse veranschaulichen, die drei getrennten Brennstoffeinspritzungen entsprechen, nämlich einer ersten Brennstoffeinspritzung oder einem Vorschuss 44, einer zweiten Brennstoffeinspritzung oder einem Hauptschuss 46 und einer dritten Brennstoffeinspritzung oder einem Ankerschuss bzw. Nachschuss 48, die während eines einzigen Brennstoffeinspritzereignisses mit mehreren Schüssen geliefert werden und von der vorliegenden Erfindung nicht geregelt werden. Wie in 2 veranschaulicht, wird der Vorsteuerschuss bzw. Vorschuss 44 in die Brennkammer um einen gewissen Zeitfaktor entsprechend der Hauptverzögerung 50 vor dem Hauptschuss 46 eingespritzt, der aus einer vorbestimmten Winkelverschiebung mit Bezug auf den oberen Totpunkt 50 resultiert, genauso wird der Ankerschuss 48 sequentiell nach dem Hauptschuss 46 angeordnet und zwar basierend auf einem vorbestimmten Zeitfaktorgleich der Ankerverzögerung 52. Basierend auf der Programmierung, die mit dem elektronischen Steuermodul 42 assoziiert ist, genauso wie einer Vielzahl von unterschiedlichen Kennfeldern und/oder Nachschautabellen, die in dem Speicher des elektronischen Steuermoduls 42 gespeichert sind, was Kennfelder und/oder Tabellen bezüglich der Motordrehzahl, der Motorbelastung, des Druckes, der mit der Geschwindigkeit des Stößels 40 assoziiert ist, und des Wegpunktes in Verbindung mit dem Zustand des Sitzventils, der erwünschten gesamten Brennstoffmenge und anderer Parametern mit einschließt, wird das elektronische Steuermodul 42 die geeignete Brennstoffmenge bestimmen können, die für jeden Einspritzschuss 44, 46 und 48 erwünscht ist, und diese entsprechend aufteilen. Weiterhin kann das elektronische Steuermodul 42 die erwünschte Zeitsteuerung und Dauer von jedem einzelnen Schuss und der Ankerverzögerung 52 bestimmen genauso wie der assoziierten erwünschten Winkelverschiebung für die Schüsse.
Eine erste Wellenform 54 veranschaulicht die Verschiebung der Nockenwellenfolgevorrichtung 38 (1), wenn sie den Profilen der Nockenansätze 32 und 34 der sich drehenden Nockenwelle 36 während eines Brennstoffeinspritzereignisses folgt. Die vertikale Verschiebung der ersten Wellenform 54 entspricht dem Ausmaß in dem der sich hin und her bewegenden Stößel 40 verschoben wird. Die Neigung an dem gegebenen Punkt der ersten Wellenform 54 entspricht der Rate, mit der der sich hin und her bewegende Stößel 40 an diesem Punkt der Verschiebung läuft.
Eine zweite Wellenform 56 veranschaulicht einen Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom, der von dem elektronischen Steuermodul 42 zum Elektromagneten oder zu irgendeiner anderen Betätigungsvorrichtung geliefert wird, um den offenen/geschlossenen Zustand des Sitzventils zu steuern. Die Dauer der vertikalen Verschiebung der Einspritzvorrichtungsbetätigungsstromwellenform, d. h. die Impulslänge, entspricht Perioden, wenn der Elektromagnet das Sitzventil anweist, zu schließen, was es möglich macht, dass sich Druck in der Einspritzvorrichtung auf einem ausreichenden Pegel aufbaut, der ausreicht, um den geschlossenen Zustand des Rückschlagventils zu überwinden und Brennstoff in den Zylinder einzuspritzen.
Eine dritte Wellenform 58 veranschaulicht den Druck innerhalb der Einspritzvorrichtung 12 und ist eine Funktion der Rate der Stößelverdichtung in Verbindung mit dem Ausmaß der Stößelverschiebung bzw., wie von dem Nockenwellenprofil bestimmt, wenn das Sitzventil geschlossen ist. Die vertikale Verschiebung der Druckkurve 58 ist proportional zum Druck beim Rückschlagventil der Einspritzvorrichtung 12.
Eine vierte Wellenform 60 veranschaulicht die Flussrate des Brennstoffes, die tatsächlich während jedes Einspritzereignisses geliefert wird. Die vertikale Verschiebung der Einspritzratenkurve 60 ist proportional zu der Rate, mit der Brennstoff in den Zylinder durch die Einspritzvorrichtung 12 eingespritzt wird.
Eine fünfte Wellenform 62 veranschaulicht das kumulative bzw. auflaufende Volumen des Brennstoffes, das von der Einspritzvorrichtung 12 zum assoziierten Zylinder an irgendeinem Punkt während eines Einspritzereignisses geliefert wird. Die vertikale Verschiebung der Brennstoffkurve 62 ist proportional zum Gesamtvolumen des gelieferten Brennstoffes.
Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sorgt der Nockenansatz 32 für die Vorsteuereinspritzung 44 und hat ein Profil, das groß genug ist, um eine kurze Einspritzung zu liefern ohne zu verursachen, dass der Stößel 40 seine Hubgrenze überschreitet. Da die Haupt- und Ankereinspritzungen 46 und 48 eng aneinander gebunden sind, ist das Spitzenprofil des Nockenansatzes 34 ausreichend, um beide Einspritzungen zu liefern. Die Teilungs- oder Ankerverzögerung 52 zwischen den Haupt- und Ankereinspritzungen 46 und 48 ist vorgesehen, wenn das elektronische Steuermodul 42 das Sitzventil anweist, sich momentan zu öffnen und zwar gerade nach dem die Haupteinspritzung 46 geliefert wurde, wodurch momentan der Einspritzvorrichtungsbrennstoffdruck zum Rückschlagventil freigegeben wird. Dies gestattet, dass das Rückschlagventil sich schließt, bis das elektronische Steuermodul 42 das Sitzventil anweist, sich wieder zu schließen, um einen Brennstoffdruck zu dem Punkt hin aufzubauen, wo das Rückschlagventil zurück zur Öffnung gedrückt wird, um den Ankerschuss 48 zu liefern.
Wenn in der Praxis der Elektromagnet das Sitzventil anweist, zu einem geschlossenen Zustand während der Perioden umzuschalten, wenn das elektronische Steuermodul 42 bestimmt, dass es Zeit ist, den nötigen Brennstoffdruck zu erzeugen, um den Vorschuss, den Hauptschuss und/oder den Ankerschuss 44, 46 und 48 zu liefern, tritt eine inhärente Verzögerung aufgrund der Zeit auf, die nötig ist, um den Schwellendruck 63 des Rückschlagventils zu erreichen, d. h. um ausreichend Druck zu erzeugen, um das Rückschlagventil aufzudrücken. Diese Einspritzverzögerung, die als SOC/SOI-Verzögerung bekannt ist, (die Verzögerung vom Beginn des Stroms zum Beginn der Einspritzung) hat eine Vorsteuer- bzw. Pilotversetzung oder Trimmung 64 zur Folge, eine Hauptversetzung oder Trimmung 66 und eine Ankerversetzung oder Trimmung 68. D. h. beispielsweise zeigt die Vorsteuerversetzung 64 die Einspritzverzögerung an, die mit der Vorsteuereinspritzung assoziiert ist. Daher kann die Einspritzverzögerung, die mit der Vorsteuereinspritzung assoziiert ist, durch Bestimmung der Vorsteuerversetzung bestimmt werden.
Um der SOC/SOI-Verzögerung Rechnung zu tragen, d. h. der inhärenten Verzögerung bei der Überwindung des Rückschlagventilschwellendruckes 63 ist das Nockenwellenprofil der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, dass die Höhe und Neigung von jeder Nocke bewirken wird, dass der Stößel 40 um eine vorbestimmte Distanz mit einer vorbestimmten Rate verschoben wird. Diese Verschiebung des Stößel 40 in Verbindung mit einem entsprechenden elektrischen Steuersignal von adäquater Dauer von dem elektronischen Steuermodul 42 liefert einen ausreichenden Druck für eine ausreichende Zeitlänge, um die Einspritzung des erwünschten Brennstoffvolumens des jeweiligen Brennstoffschusses zu ergeben.
Wellenformen, die die Einspritzereignisse veranschaulichen, die erzeugt werden, wenn das elektronische Steuermodul 42 den Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom 56 korrigiert, in dem es die Dauer von jedem Impuls für eine vorbestimmte Zeitlänge gemäß der Lehren der vorliegenden Erfindung ausdehnt, um einen korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom 56' zu erzeugen, sind in 3 gezeigt. Die Dauer des Teils der korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstromwellenform 56', die den korrigierten Vorsteuerschuss 44' erzeugt, wird für eine vorbestimmte Zeitperiode P' über den nicht korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom 56 ausgedehnt. Die Dauer des Teils der korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstromwellenform 56', die den korrigierten Hauptschuss 46' erzeugt, wird für eine vorbestimmte Zeitperiode M' über den nicht korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom 56 ausgedehnt. Die Dauer des Teils der korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstromwellenform 56', die den korrigierten Ankerschuss 48' erzeugt, wird über für eine vorbestimmte Periode A' den nicht korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom 56 ausgedehnt. Die daraus resultierende Dauer der korrigierten Haupt- und Ankerverzögerungen 50' und 52' wird verringert.
Die ausgedehnte Dauer von jedem Impuls des korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstroms 56' bezieht sich auf den Elektromagneten, der das Sitzventil erregt bzw. schaltet, um länger in einem geschlossenen Zustand zu bleiben, wodurch die Periode ausgedehnt wird, für die der Druck der Einspritzvorrichtung 12 über den Rückschlagventilschwellendruck 63 bleibt. Dies wird durch die Tatsache veranschaulicht, dass die Dauer von jedem Impuls der Wellenform für die korrigierte Einspritzvorrichtungsdruckkurve 58' größer ist als für die nicht korrigierte Einspritzvorrichtungsdruckkurve 58.
Eine korrigierte Brennstoffeinspritzflussratenkurve 60' (3) reflektiert die Effekte der ausgedehnten Dauer des korrigierten Einspritzvorrichtungsbetätigungsstroms, was Impulse von größerer Dauer als bei der nicht korrigierten Brennstoffeinspritzflussratenkurve 60 (2) ergibt. Entsprechend zeigt die korrigierte Kurve 62' (3) des eingespritzten Brennstoffvolumens eine Steigerung des eingespritzten Brennstoffvolumens. Ohne den Vorteil des Nockenwellenansatzprofils der vorliegenden Erfindung werden sich nicht zu den erwünschten Intervallen erwünschte Druckgrößen in der Einspritzvorrichtung 42 entwickeln, die nötig sind, um das elektronische Steuermodul 42 einzuschalten, um ordnungsgemäße Impulsbreiten einzurichten, die benötigt werden, um das gesamte Brennstoffvolumen zu liefern, das für jeden Brennstoffschuss eines Einspritzereignisses benötigt wird.
Die Brennstofflieferung für mechanisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen wird indirekt in ”Millimeter Zahnstangenlänge” (engl. ”mm of rack”) festgelegt, was sich auf vorelektronische Einspritzsysteme bezieht, die einen Flusssteuermechanismus mit Zahnstange und Ritzel verwendet haben. Bei einer Bemühung, eine Kontinuität des Verständnisses während des Übergangs zu solchen elektronisch gesteuerten Einspritzvorrichtungen vorzusehen, wurde die Bezeichnung ”Zahnstangenlänge” (”rack”) beibehalten, obwohl diese Bezeichnung in ”Millisekunden der Betätigungsstromdauer” für das Einspritzereignis umgewandelt worden ist. Eine gegebene Zahnstangenlänge wird berechnet durch Multiplizieren der Dauer des gegebenen Einspritzereignisses mit der Motordrehzahl und Teilen des Produktes durch einen entsprechenden Verstärkungsfaktor. D. h., Zahnstangenlänge = (Dauer) (Motordrehzahl)/(Verstärkungsfaktor).
Die Vorsteuerzahnstangenlänge ist daher gleich der Dauer des Vorsteuerschusses 44 multipliziert mit der Motordrehzahl und geteilt durch den entsprechenden Verstärkungsfaktor. Der Verstärkungsfaktor wird durch die Neigung des entsprechenden Wellenformimpulses der Einspritzvorrichtungsdruckkurve 58 bestimmt, die eine Funktion des Teils des Nockenprofils ist, welches dieses spezielle Schussereignis erzeugt. Genauso wird die jeweilige Zahnstangenlänge für die Haupt- und Ankerschüsse 46 und 48 bestimmt durch Multiplizieren der jeweiligen Dauer der Haupt- und Ankerschüsse 46 und 48 mit der Motordrehzahl und durch Teilen durch den jeweiligen Verstärkungsfaktor der Haupt- und Ankerschüsse 46 und 48.
In ähnlicher Weise kann der Vorsteuerausgleich bzw. die Vorsteuerversetzung (engl. ”offset”; folgend Vorsteuerversetzung) oder Trimmung oder Abweichungszahnstangenlänge berechnet werden durch Multiplizieren der Vorsteuerversetzung, der Einspritzverzögerung oder der Trimmdauer mit der Motordrehzahl und Teilen des Produktes durch den Vorsteuerverstärkungsfaktor. Die Haupt- und Ankerversetzungszahnstangenlänge kann in gleicher Weise unter Verwendung von jeweiligen Versetzungsdauer- und Verstärkungsfaktorwerten berechnet werden.
Unter Umformung der obigen Gleichung wird klar, dass eine gegebene Dauer gefunden werden kann durch Dividieren des Produktes eines entsprechenden Zahnstangen- und Verstärkungsfaktors mit der Motordrehzahl, d. h. Dauer = (Zahnstangenlänge)(Verstärkungsfaktor)/(Motordrehzahl). Unter Verwendung dieser Gleichung ist es möglich, die Dauer zu berechnen, für die das elektronische Steuermodul 42 den Elektromagneten aktivieren sollte, um den Einspritzvorrichtungsbetätigungsstrom zu halten, um sicherzustellen, dass die Einspritzvorrichtung 12 das erwünschte Brennstoffvolumen in den Zylinder einspritzt, der damit assoziiert ist, wobei eine gegebene Schussdauer die folgende ist:

Korrigierte Vorsteuereinspritzvorrichtungsstromdauer = (Vorsteuerzahnstangenlänge + Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge)(Vorsteuerverstärkungsfaktor)/Motordrehzahl;

Korrigierte Haupteinspritzvorrichtungsstromdauer = (Hauptzahnstangenlänge + Hauptversetzungszahnstangenlänge)(Hauptverstärkungsfaktor)/Motordrehzahl; und

Korrigierte Ankereinspritzvorrichtungsstromdauer = (Ankerzahnstangenlänge + Ankerversetzungszahnstangenlänge)(Ankerverstärkungsfaktor)/Motordrehzahl.
Anstelle des in der Beschreibung verwendeten Ausdrucks ”Zahnstangenlänge” wird in den Ansprüchen der Ausdruck ”Einspritzdauer” verwendet. Weiter wird anstelle des in der Beschreibung verwendeten Ausdrucks ”Versetzungszahnstangenlänge” in den Ansprüchen der Ausdruck ”Einspritzverzögerung” verwendet.
Sobald die Dauer, die Versetzungsdauer und der Verstärkungsfaktor für einen gegebenen Vorsteuer-, Haupt- oder Ankerschuss 44, 46 und 48 bestimmt wurden, ermöglicht es das Programm der vorliegenden Erfindung, dass das elektronische Steuermodul 42 die verlängerte Dauer P', M' und A' von jedem Einspritzvorrichtungsbetätigungsstromimpuls berechnet, die nötig ist, um die erwünschte Brennstoffmenge in dem Zylinder während jedes korrigierten Vorsteuer-, Haupt- und Ankerschusses 44', 46' und 48' einzuspritzen.
4a und 4b veranschaulichen ein Flussdiagramm, das die logischen Schritte zeigt, die von dem elektronischen Steuermodul ausgeführt werden, um die verlängerten Dauern P', M' und A' des Einspritzvorrichtungsbetätigungsstroms zu bestimmen.
4a zeigt die erste Stufe eines Programmflussdiagramms 72, das dem elektronischen Steuermodul 42 ermöglicht, die erwünschte Dauer für die korrigierten Vorsteuer-, Haupt- und Ankerschüsse 44', 46' und 48' zu berechnen. Wie in Block 73 angezeigt, bestimmt das elektronische Steuermodul 42 die Motordrehzahl. Die Anwendung der Motordrehzahlsensoren ist in der Technik wohlbekannt. Das elektronische Steuermodul 42 richtet dann den Verstärkungsfaktor für die Vorsteuer-, Haupt- und Ankerschüsse 44, 46 und 48 ein, wie im Block 74 gezeigt. Dies kann, wie zuvor erklärt, getan werden durch Bestimmung der Form des geeigneten Wellenformimpulses der Einspritzvorrichtungsdruckkurve 58 entweder dynamisch oder über eine empirische Analyse oder durch andere bekannte Verfahren. Wie im Block 75 gezeigt, bezieht sich das elektronische Steuermodul 42 dann auf eine Nachschautabelle bzw. ein Kennfeld um einen Nockenkorrekturfaktor für die Vorsteuer-, Haupt- und Ankerschüsse 44, 46 und 48 zu bestimmen. Dieses Kennfeld kann eine zweidimensionale Tabelle mit der Zeitsteuerung in Motorgrad als unabhängige Achse sein. Der Vorsteuernockenkorrekturfaktor wird unter Verwendung der Vorsteuerschusszeitsteuerung bestimmt; der Hauptnockenkorrekturfaktor wird unter Verwendung der Hauptschusszeitsteuerung bestimmt; und der Nach- bzw. Ankerschussnockenkorrekturfaktor wird unter Verwendung der Ankerschusszeitsteuerung bestimmt. Das elektronische Steuermodul 42 modifiziert dann die Vorsteuer-, Haupt- und Ankerverstärkungsfaktoren, die im Block 74 eingerichtet bzw. festgelegt werden durch ihren jeweiligen Nockenkorrekturfaktor, wie im Block 76 gezeigt. Diese Korrektur berücksichtigt Unterschiede des physikalischen Nockenprofils, die mit den lokalisierten bzw. örtlichen Nockencharakteristiken assoziiert sind, und zwar in Bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens für einen speziellen Zylinder und wären in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im wesentlichen für alle Zylinder für einen gegebenen Motor- bzw. Kurbelwellenwinkel identisch. Wie im Block 77 gezeigt, bestimmt das elektronische Steuermodul 42 als nächstes die jeweilige Vorsteuer-, Haupt- und Ankerzahnstangenlänge durch Aufteilen der gesamten Zahnstangenlänge in Vor-, Haupt- und Ankerschüsse in entsprechender Weise. Die Stufe 2 des Flussdiagramms 72 ist in 4b gezeigt. Wie in Block 78 angezeigt, richtet das elektronische Steuermodul 42 die Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge ein bzw. bestimmt diese. Beispielsweise kann die Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge basierend auf der Motordrehzahl unter Verwendung einer Nachschautabelle bestimmt werden. Alternativ kann die Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge dynamisch unter Verwendung der oben dargelegten Zahnstangenlängengleichung berechnet werden. Wenn man weiter zum Block 79 geht, bestimmt das elektronische Steuermodul 42, ob die Vorsteuerzahnstangenlänge auf Null gesetzt wurde, was anzeigen würde, dass für dieses spezielle Einspritzereignis kein Vorsteuerschuss 44 erwünscht ist. Wenn die Vorsteuerzahnstangenlänge gleich Null gesetzt worden ist, setzt das elektronische Steuermodul 42 die Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge auf Null, wie im Block 80 gezeigt, wodurch sichergestellt wird, dass die im Block 81 berechnete Vorsteuereinspritzdauer gleich Null ist. Als nächstes berechnet das elektronische Steuermodul 42 die korrigierte Vorsteuereinspritzdauer 44', wie im Block 81 gezeigt, wobei die Vorsteuerzahnstangenlänge vom Block 77 und die Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge vom Block 78 in der Zahnstangenlängengleichung kombiniert werden, wie im Block 81 dargelegt. Daher kann der Vorsteuereinspritzverzögerung basierend auf der Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge Rechnung getragen werden, was eine zusätzliche Einspritzvorrichtungsstromsignaldauer ergibt.
Als nächstes bestimmt das elektronische Steuermodul 42 die Ankerversetzungszahnstangenlänge wie in Block 82 gezeigt, und zwar ähnlich wie bei der Bestimmung der Vorsteuerversetzungszahnstangenlänge. Wenn man voran zum Block 83 geht, bestimmt das elektronische Steuermodul 42, ob die Ankerzahnstangenlänge gleich Null gesetzt wird. Wenn dies so ist, geht das elektronische Steuermodul 42 voran zum Block 84 und setzt die Ankerversetzungszahnstangenlänge auf Null, wodurch sichergestellt wird, dass die Ankereinspritzdauer, die im Block 85 berechnet wurde, gleich Null ist. Als nächstes geht das elektronische Steuermodul 42 voran zur Berechnung der korrigierten Ankereinspritzdauer 48' wie im Block 85 gezeigt. Hier gibt die Ankerversetzungszahnstangenlänge wiederum die zusätzliche Einspritzungsstromsignaldauer, die nötig ist, um die SOC/SOI-Verzögerung 68 zu kompensieren.
Schließlich bestimmt das elektronische Steuermodul 42 in ähnlicher Weise die Hauptversetzungszahnstangenlänge wie im Block 86 gezeigt. Wie im Block 87 gezeigt bestimmt das elektronische Steuermodul 42 dann, ob die Hauptzahnstangenlänge gleich Null gesetzt wurde. Wenn dies so ist, geht das elektronische Steuermodul 42 voran zum Block 88 und setzt die Hauptversetzungszahnstangenlänge auf Null, um sicherzustellen, dass die im Block 89 berechnete Haupteinspritzdauer 46' gleich Null sein wird. Als nächstes geht das elektronische Steuermodul 42 voran zu Berechnung der korrigierten Haupteinspritzdauer 46', wie im Block 89 gezeigt. Hier ergibt wiederum die Hauptversetzungszahnstangenlänge den zusätzlichen Einspritzvorrichtungsstrom M', der nötig ist, um die SOC/SOI-Verzögerung 66 zu kompensieren. Das elektronische Steuermodul 42 regelt dann die Einspritzvorrichtung 12, um die berechnete Dauer für die jeweiligen korrigierten Vorsteuer-, Haupt- und Ankerschüsse 44', 46' und 48' zu halten.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Verwendung eines Einspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung bietet eine bessere Emissionssteuerung während gewisser Motorbetriebszustände wie oben erwähnt. Obwohl die spezielle Einspritzwellenform zum Liefern von mehreren Brennstoffeinspritzungen abhängig von den speziellen Motorbetriebszuständen variieren kann, kann das vorliegende System die Zeitsteuerung bzw. Zeitpunkte bestimmen, die mit jedem einzelnen Brennstoffeinspritzschuss assoziiert ist, weiter die Einspritzdauer und irgendwelche Verzögerungen zwischen den Brennstoffeinspritzschüssen und auch die korrigierten Vorsteuer-, Haupt- und Ankereinspritzdauern zur Kornpensation der inhärenten SOC/SOI-Verzögerung ungeachtet der Art der verwendeten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtungen, ungeachtet der Art des verwendeten Motors und ungeachtet der Art des verwendeten Brennstoffs. In dieser Hinsicht können geeignete Brennstoffkarten, die sich auf das Nockenprofil, die Motordrehzahl, die Motorbelastung, die Vorsteuer/Haupt/Ankerdauerzeiten, die Vorsteuer/Haupt/Ankerbrennstoffmengen, die Ankerzeitverzögerung und andere Parameter beziehen, gespeichert oder in anderer Weise in das elektronische Steuermodul 42 programmiert werden, und zwar zur Anwendung während aller Betriebszustände des Motors. Diese Betriebskarten, Tabellen und/oder mathematische Gleichungen, die in dem programmierbaren Speicher des elektronischen Steuermoduls 42 gespeichert sind, bestimmen und steuern die verschiedenen Parameter, die mit den geeigneten mehrfachen Einspritzereignissen assoziiert sind, um die erwünschte Emissionssteuerung zu erreichen.

Claims

Brennstoffeinspritzsteuersystem zur Regelung der Einspritzdauer eines Brennstoffschusses, der mit einem Einspritzereignis mit mehreren Schüssen einer Brennstoffeinspritzvorrichtung assoziiert ist, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung eine inhärente Brennstoffeinspritzdruckschwelle besitzt und in mechanischer Verbindung mit einer Nockenfolgevorrichtung ist, wobei das System folgendes aufweist: eine elektronische Steuervorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um ein berechnetes elektronisches Steuersignal dorthin zu liefern; und eine Nockenwelle mit einem Nockenprofil in mechanischer Verbindung mit der Nockenfolgevorrichtung, wobei das Nockenprofil betreibbar ist, um einen Druck innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, der ausreicht, um die Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Einspritzintervallen in Verbindung mit dem Steuersignal der elektronischen Steuervorrichtung zu überwinden, um zu bewirken, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtung ein vorbestimmtes Brennstoffvolumen während eines Brennstoffschusses des Einspritzereignisses mit mehreren Schüssen einspritzt; wobei die elektronische Steuervorrichtung eine Einspritzdauer für jeden Brennstoffschuss bestimmt, wobei die Einspritzdauer einer entjeweiligen Dauer entspricht, für die der Einspritzvorrichtungsdruck die Brennstoffeinspritzdruckschwelle überwindet; und wobei die elektronische Steuervorrichtung eine Einspritzverzögerung für jeden Brennstoffschuss bestimmt, wobei die Einspritzverzögerung einer jeweiligen bestimmten SOC/SOI-Zeitverzögerung entspricht.
Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Nockenprofil mindestens einen Ansatz aufweist, der betreibbar ist, um die Nockenfolgevorrichtung um eine vorbestimmte Distanz mit einer vorbestimmten Beschleunigungsrate für eine vorbestimmte Dauer zu verschieben, um die Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Einspritzintervallen in Verbindung mit dem Steuersignal zu überwinden.
Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung einen jeweiligen Verstärkungsfaktor für jeden Brennstoffschuss bestimmt.
Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 3, wobei die elektronische Steuervorrichtung einen jeweiligen Nockenkorrekturfaktor für jeden Brennstoffschuss bestimmt.
Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die elektronische Steuervorrichtung den jeweiligen Verstärkungsfaktor für jeden Brennstoffschuss gemäß dem Nockenkorrekturfaktor modifiziert.
Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 5, wobei die elektronische Steuervorrichtung die Einspritzstromdauer bestimmt, die nötig ist, um das vorbestimmte Brennstoffvolumen während jedes Brennstoffschusses einzuspritzen, und zwar durch Multiplikation des jeweiligen Verstärkungsfaktors mit der Summe der jeweiligen Einspritzdauer und der jeweiligen Einspritzverzögerung und durch Teilen durch die Motordrehzahl.
Nockenwelle zur Anwendung bei einem Brennstoffeinspritzsteuersystem mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, wobei die Einspritzvorrichtung eine Nockenfolgevorrichtung besitzt und eine inhärente Brennstoffeinspritzdruckschwelle besitzt, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung in elektrischer Verbindung mit einer elektronischen Steuervorrichtung ist, um ein berechnetes Steuersignal davon während jedes Brennstoffschusses aufzunehmen, der mit einem Brennstoffeinspritzereignis mit mehreren Schüssen assoziiert ist, wobei die Nockenwelle folgendes aufweist: ein Nockenprofil in mechanischer Verbindung mit der Nockenfolgevorrichtung, wobei das Nockenprofil wirksam ist, um einen Druck innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, der ausreicht, um die Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Einspritzintervallen zu überwinden, und zwar in Verbindung mit dem berechneten Steuersignal der elektronischen Steuervorrichtung, um zu bewirken, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtung ein vorbestimmtes Brennstoffvolumen während jedes Brennstoffschusses einspritzt; wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, eine Einspritzdauer für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen, wobei die Einspritzdauer der jeweiligen Dauer entspricht, für die der Einspritzvorrichtungsdruck die Brennstoffeinspritzdruckschwelle überwindet; und wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, eine Einspritzverzögerung für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen, wobei die Einspritzverzögerung einer jeweiligen bestimmten SOC/SOI-Zeitverzögerung entspricht.
Nockenwelle nach Anspruch 7, wobei das Nockenprofil mindestens einen Ansatz aufweist, der wirksam ist, um die Nockenfolgevorrichtung um eine vorbestimmte Distanz mit einer vorbestimmten Beschleunigungsrate für eine vorbestimmte Dauer zu versetzen, um die Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Einspritzintervallen in Verbindung mit dem Steuersignal der elektronischen Steuervorrichtung zu überwinden.
Nockenwelle nach Anspruch 8, wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, einen jeweiligen Verstärkungsfaktor für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen.
Nockenwelle nach Anspruch 9, wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, einen jeweiligen Nockenkorrekturfaktor für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen.
Nockenwelle nach Anspruch 10, wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, den jeweiligen Verstärkungsfaktor für jeden Brennstoffschuss gemäß dem Nockenkorrekturfaktor zu bestimmen.
Nockenwelle nach Anspruch 11, wobei die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Einspritzstromdauer zu bestimmen, die nötig ist, um das vorbestimmte Brennstoffvolumen während jedes Brennstoffschusses einzuspritzen, und zwar durch Multiplizieren des jeweiligen Verstärkungsfaktors mit der Summe der jeweiligen Einspritzdauer und der jeweiligen Einspritzverzögerung und durch Teilen durch die Motordrehzahl.
Verfahren zum Einspritzen eines vorbestimmten Brennstoffvolumens während eines Brennstoffschusses, der mit einem Brennstoffeinspritzereignis mit mehreren Schüssen einer Brennstoffeinspritzvorrichtung assoziiert ist, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung in elektrischer Verbindung mit einer elektronischen Steuervorrichtung ist, um Steuersignale eines vorbestimmten Einspritzzeitpunktes und einer vorbestimmten Einspritzdauer davon aufzunehmen, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung weiter in mechanischer Verbindung mit einer Nockenfolgevorrichtung ist, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung eine inhärente Brennstoffeinspritzdruckschwelle besitzt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Überwinden der Brennstoffeinspritzdruckschwelle der Einspritzvorrichtung in vorbestimmten Einspritzintervallen in Verbindung mit den eingerichteten Steuersignalen; Bestimmen einer Einspritzdauer für jeden Brennstoffschuss, wobei die Einspritzdauer einer jeweiligen Dauer entspricht, für die der Einspritzvorrichtungsdruck die Brennstoffeinspritzdruckschwelle überwindet; und Bestimmen einer Einspritzverzögerung für jeden Brennstoffschuss, wobei die Einspritzverzögerung einer jeweiligen bestimmten SOC/SOI-Zeitverzögerung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Überwindens der Brennstoffeinspritzdruckschwelle den Schritt aufweist, die Nockenfolgevorrichtung um eine vorbestimmte Distanz mit einer vorbestimmten Beschleunigungsrate für eine vorbestimmte Dauer zu verschieben, um die Brennstoffeinspritzdruckschwelle in vorbestimmten Einspritzintervallen in Verbindung mit dem vorberechneten Steuersignal zu überwinden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Verschiebens der Nockenfolgevorrichtung den Schritt aufweist, eine Nockenwelle mit einem Nockenprofil in mechanischer Verbindung mit der Nockenfolgevorrichtung einzusetzen, wobei das Nockenprofil mindestens einen Ansatz von vorbestimmter Höhe und Krümmung aufweist und dahingehend wirksam ist, die Nockenfolgevorrichtung um eine vorbestimmte Distanz mit einer vorbestimmten Beschleunigungsrate für eine vorbestimmte Dauer in Verbindung mit dem vorberechneten Steuersignal zu verschieben.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Überwindens der Brennstoffeinspritzdruckschwelle die Schritte aufweist, die Motordrehzahl abzufühlen, elektronisch die abgefühlte Motordrehzahl an die elektronische Steuervorrichtung zu übermitteln, und die elektronische Steuervorrichtung zu aktivieren, um eine anfängliche Einspritzstromdauer für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen, um einen Verstärkungsfaktor für jeden Brennstoffschuss zu berechnen, um eine Einspritzverzögerung für jeden Brennstoffschuss zu berechnen, um eine korrigierte Einspritzstromdauer zu berechnen, um eine vollständige Einspritzung des vorbestimmten Brennstoffvolumens für jeden Schuss zu erhalten, und um das Steuersignal für eine Dauer zu halten, die der korrigierten Einspritzstromdauer für jeden Schuss des Brennstoffeinspritzereignisses äquivalent ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt zum Aktivieren der elektronischen Steuervorrichtung die Schritte aufweist, einen Nockenkorrekturfaktor für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen, den Verstärkungsfaktor für jeden Brennstoffschuss gemäß dem jeweiligen Nockenkorrekturfaktor zu modifizieren, die Einspritzdauer für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen, die Einspritzverzögerung für jeden Brennstoffschuss zu bestimmen und den jeweiligen Verstärkungsfaktor mit der Summe der jeweiligen Einspritzdauer und der jeweiligen Einspritzverzögerung zu multiplizieren und durch die Motordrehzahl zu teilen.