AT521029A4 - Verfahren zum prüfen von nominalwert-durchfluss-abweichungen - Google Patents

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AT521029A4 ATA50082/2018A AT500822018A AT521029A4 AT 521029 A4 AT521029 A4 AT 521029A4 AT 500822018 A AT500822018 A AT 500822018A AT 521029 A4 AT521029 A4 AT 521029A4
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von insbesondere produktionsbedingten Nominalwert-Durchfluss-Abweichungen zwischen einer Soll- Einspritzmenge und einer Ist-Einspritzmenge bei Kraftstoff-Injektoren (11, 12) für Brennkraftmaschinen (10). Produktionsbedingte Toleranzen bei Kraftstoff-Injektoren (11, 12) lassen sich auf einfache Weise prüfen, wenn die Brennkraftmaschine (10) stationär betrieben wird, wobei in zumindest einem stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (10) eine Soll-Einspritzmenge für einen definierten Soll-Lambdawert (λs1, λs2, λs3) vorgegeben wird und über zumindest einen Kraftstoff-Injektor (11, 12) Kraftstoff entsprechend der Soll-Einspritzmenge eingespritzt wird, wobei die Einhaltung des definierten Soll-Lambdawertes (λs1, λs2, λs3) über zumindest eine Lambdasonde (15) im Abgasstrang (16) überwacht wird und mittels des Messwertes der Lambdasonde ein Lambda-Anpassungswert ermittelt wird, und dass auf Grund des Lambda- Anpassungswertes (λA1, λA2, λA3) eine Aussage über die Nominalwert-Durchfluss- Abweichung des Kraftstoff-Injektors getroffen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von insbesondere produktionsbedingten Nominalwert-Durchfluss-Abweichungen zwischen einer SollEinspritzmenge und einer Ist-Einspritzmenge bei Kraftstoff-Injektoren für Brennkraftmaschinen.
Bei Kraftstoff-Injektoren für Brennkraftmaschine können produktionsbedingt Abweichungen zwischen einer Soll-Einspritzmenge und einer tatsächlichen IstEinspritzmenge auftreten. Eine möglichst genaue Kenntnis dieser Abweichungen ist Vorrausetzung für eine Kalibrierung der Kraftstoff-Injektoren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem produktionsbedingte Toleranzen bei Kraftstoff-Injektoren auf einfache Weise geprüft werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch erreicht, dass die
Brennkraftmaschine stationär betrieben wird, wobei in zumindest einem stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine Soll-Einspritzmenge für einen definierten Soll-Lambdawert vorgegeben wird und über zumindest einen KraftstoffInjektor Kraftstoff entsprechend der Soll-Einspritzmenge eingespritzt wird, wobei die Einhaltung des definierten Soll-Lambdawertes über zumindest eine Lambdasonde im Abgasstrang überwacht wird und mittels des Messwertes der Lambdasonde ein Lambda-Anpassungswert ermittelt wird, und dass auf Grund des Lambda-Anpassungswertes eine Aussage über die Nominalwert-DurchflussAbweichung des Kraftstoff-Injektors getroffen wird.
Um genau Aussagen über Abweichungen vom Nominalwert der Einspritzmengen des Kraftstoff-Injektors machen zu können ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest drei verschiedene Lastbereiche der Brennkraftmaschine mit unterschiedlichen Einspritzmodi gefahren werden, wobei einem ersten Lastbereich ein erster Einspritzmodus, einem zweiten Lastbereich ein zweiter Einspritzmodus und einem dritten Lastbereich ein dritter Einspritzmodus zugeordnet wird.
Das Verfahren wird bevorzugt an einer Brennkraftmaschine durchgeführt, welche zwei Einspritzsysteme, nämlich ein Saugrohreinspritzsystem mit zumindest einem / 16
Saugrohr-Kraftstoffinjektor und ein Direkteinspritzsystem mit zumindest einem Direkt-Kraftstoffinjektor, aufweist.
Bei jedem Wechsel des Einspritzmodus kann es zu leichten Ungenauigkeiten in der Kraftstoffzumessung und dadurch zu erhöhten Partikelemissionen kommen. Bei einer Verwendung sowohl eines Direkteinspritzsystems und eines
Saugrohreinspritzsystems sind daher neben der Vorberechnung der Luft- und Kraftstoffmengen auch die Toleranzen (Nominalwert-Durchfluss-Abweichungen) der Kraftstoff-Injektoren bei Serienerzeugung von größter Bedeutung.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass in einem ersten Einspritzmodus Kraftstoff über zumindest einen Direkt-Kraftstoffinjektor direkt in zumindest einen Zylinder eingespritzt wird und in einem zweiten Einspritzmodus Kraftstoff über zumindest einen Saugrohr-Kraftstoffinjektor in zumindest ein Saugrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Vorzugsweise wird in einem dritten Einspritzmodus Kraftstoff einerseits über zumindest einen Direkt-Kraftstoffinjektor direkt in zumindest einen Zylinder und andererseits über zumindest einen Saugrohr-Kraftstoffinjektor in zumindest ein Saugrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Im ersten Einspritzmodus wird überprüft, ob der Durchfluss der DirektKraftstoffinjektoren dem Mittelwert entspricht oder ob der Injektordurchfluss korrigiert werden muss. Im zweiten Einspritzmodus wird überprüft, ob der Durchfluss der Saugrohr -Kraftstoffinjektoren dem Mittelwert entspricht oder ob der Injektordurchfluss korrigiert werden muss.
Um die Toleranzen der Kraftstoff-Injektoren in Serie auszugleichen, wird bevorzugt die Anpassung jedes Einspritzmodus in einem Lastbereich, besonders vorzugsweise im dritten Einspritzmodus durchgeführt. Im dritten Einspritzmodus können alle Funktionen gleichzeitig abgestimmt werden. Insbesondere kann die reguläre Lambda-Vorsteuerung überprüft werden.
Es könnte auch jeder Einspritzmodus nur für sich in unterschiedlichen Lastbereiche überprüft werden. Allerdings ließen sich dabei Motoreinflüsse und Injektoreinflüsse nicht trennen, wodurch ein Transientenbetrieb der Brennkraftmaschine nicht optimiert werden könnte.
/ 16
Eine besonders einfache Feststellung von produktionsbedingten NominalwertAbweichungen lässt sich erreichen, wenn ein erster Lambda-Anpassungswert im ersten Einspritzmodus, ein zweiter Lambda-Anpassungswert im zweiten Einspritzmodus und ein dritter Lambda-Anpassungswert im dritten Einspritzmodus ermittelt wird.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird eine Nominalwert-Abweichung bei zumindest einem Direkt-Kraftstoffinjektor dann festgestellt, wenn der LambdaAnpassungswert sowohl im ersten Einspritzmodus, als auch im dritten Einspritzmodus vom entsprechenden Soll-Lambdawert abweicht, wobei vorzugsweise die Lambda-Anpassungswerte im ersten Einspritzmodus und im dritten Einspritzmodus unterschiedlich sind und der Lambda-Anpassungswert im zweiten Einspritzmodus dem korrespondierenden Soll-Lambdawert entspricht.
Weiters kann in einer Ausführung der Erfindung eine Nominalwert-Abweichung bei zumindest einem Saugrohr-Kraftstoffinjektor festgestellt werden, wenn der Lambda-Anpassungswert sowohl im zweiten Einspritzmodus, als auch im dritten Einspritzmodus vom entsprechenden Soll-Lambdawert abweicht, wobei vorzugsweise die Lambda-Anpassungswerte im zweiten Einspritzmodus und im dritten Einspritzmodus unterschiedlich sind und der Lambda-Anpassungswert im ersten Einspritzmodus dem korrespondierenden Soll-Lambdawert entspricht.
In Weiterführung der Erfindung können Nominalwert-Abweichungen bei allen Kraftstoffinjektoren ausgeschlossen werden können, wenn die LambdaAnpassungswerte in allen Einspritzmodi gleich sind, wobei vorzugsweise die Lambda-Anpassungswerte den Soll-Lambdawerten entsprechen.
Die Erfindung wird im folgend an Hand des in den nicht einschränkenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 ein Last-Drehzahl-Kennfeld einer Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 den Lambda-Anpassungswert für verschiedene Einspritzmodi für ein erstes Fallbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, / 16
Fig. 3 den Lambda-Anpassungswert für verschiedene Einspritzmodi für ein zweites Fallbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4 den Lambda-Anpassungswert für verschiedene Einspritzmodi für ein drittes Fallbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 5 den Lambda-Anpassungswert für verschiedene Einspritzmodi für ein viertes Fallbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 6 schematisch eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Um produktionsbedingte Toleranzen bei Kraftstoff-Injektoren 11, 12 festzustellen, wird in zumindest einem stationären Betriebspunkt einer Brennkraftmaschine 10 eine Soll-Einspritzmenge zur Erzielung eines definierten Soll-Lambdawertes Äs im Abgas vorgegeben und über zumindest einen Kraftstoff-Injektor 11, 12 eine SollEinspritzmenge an Kraftstoff direkt in zumindest einen Zylinder 13 und/oder indirekt in das Saugrohr 17 eingespritzt und der Kraftstoff in der
Brennkraftmaschine 10 in einem stationären Lastpunkt Lp verbrannt. Wie in Fig. 6 angedeutet ist, wird beispielsweise mit einer Lambdasonde 15 im Abgasstrang 16 die Einhaltung einer vorgegebenen Luftzahl (Soll-Lambdawert) Äs in üblicher Weise überwacht und mittels des durch die Lambdasonde 15 gemessenen Wertes ein Lambda-Anpassungswert Äa bestimmt. Der Lambda-Anpassungswert Äa dient als Basis, um produktionsbedingte Nominalwert-Durchfluss-Abweichungen zwischen einer Soll-Einspritzmenge und einer Ist-Einspritzmenge bei Kraftstoff-Injektoren 11, 12 für Brennkraftmaschinen 10 festzustellen.
Es wird vorgeschlagen, für die Feststellung der Toleranzen eine Brennkraftmaschine 10 mit zwei verschiedenen Einspritzsystemen, nämlich einem Direkteinspritzsystem mit zumindest einem in einen Zylinder mündenden Direkt-Kraftstoffinjektor 11 und einem Saugrohreinspritzsystem mit zumindest einem in ein Saugrohr 17 mündenden Saugrohr-Kraftstoffinjektor 12 einzusetzen und dabei verschiedene stationäre Betriebspunkte Lp mit unterschiedlichen Einspritzmodi 1, 2, 3 zu fahren. Dies ermöglicht es, einerseits festzustellen, ob die Abweichung des LambdaAnpassungswert Äa vom Soll-Lambdawert Äs auf Toleranzen im Luftpfad oder im Kraftstoffeinspritzpfad zurückzuführen sind. Wenn als Ursache Toleranzen im Luftpfad ausgeschlossen werden können, so kann andererseits die Abweichung auf / 16 produktionsbedingte Toleranzen der Saugrohr- 12 oder Direkt-Kraftstoffinjektoren zurückgeführt werden.
In Fig. 1 ist in einem Kennfeld die Last L über der Drehzahl n für eine
Brennkraftmaschine 10 aufgetragen, welche mit zwei verschiedenen
Einspritzsystemen, nämlich einem Direkteinspritzsystem mit zumindest einem in einen Zylinder 13 mündenden Direkt-Kraftstoffinjektor 11 und einem Saugrohreinspritzsystem mit zumindest einem in ein Saugrohr 17 mündenden Saugrohr-Kraftstoffinjektor 12 ausgestattet ist. Im Kennfeld sind unterschiedliche Lastbereiche A, B, C für einen ersten Einspritzmodus 1, einen zweiten Einspritzmodus 2 und einem dritten Einspritzmodus 3 eingezeichnet.
Im ersten Einspritzmodus 1 wird Kraftstoff über zumindest einen DirektKraftstoffinjektor 11 direkt in zumindest einen Zylinder 13 eingespritzt. Im zweiten Einspritzmodus 2 wird Kraftstoff über zumindest einen Saugrohr-Kraftstoffinjektor in das Saugrohr 17 der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt.
Im dritten Einspritzmodus 3 wird Kraftstoff einerseits über zumindest einen DirektKraftstoffinjektor 11 direkt in zumindest einen Zylinder 13 und andererseits über zumindest einen Saugrohr-Kraftstoffinjektor 12 in zumindest ein Saugrohr 17 der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt.
In den Fig. 2 bis 5 ist jeweils die Luftzahl λ - und zwar der die Soll-Lambdawerte Äs1, λε2, λε3 und die Lambda-Anpassungswerte λΛί, λΛ2, λA3 - über der Zeit t für verschiedene Fallbeispiele aufgetragen, bei denen produktionsbedingte Nominalwert-Durchfluss-Abweichungen zwischen einer Soll-Einspritzmenge und einer Ist-Einspritzmenge bei Kraftstoff-Injektoren 11, 12 für Brennkraftmaschinen 10 mit zwei Einspritzsystemen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überprüft werden.
Dabei werden dritter Einspritzmodus 3, zweiter Einspritzmodus 2 und erster Einspritzmodus 1 zeitlich hintereinandergefahren, wobei in jedem Einspritzmodus 3, 2, 1 ein entsprechender Soll-Lambdawert λε3, λε2, λε1 definiert ist, welcher in den vorliegenden Beispielen eins beträgt. Mittels der Lambdasonde 15 im Abgasstrang 16 wird für jeden Einspritzmodus 3, 2, 1 ein Lambda-Anpassungswert λΛ3, λΛ2, tat ermittelt, um die Kraftstoff-Injektoren 11, 12 so zu regeln, dass die / 16 produktionsbedingten Toleranzen ausgeglichen und die Abweichungen im Lambdawert aufgehoben werden.
In dem in Fig. 2 dargestellten ersten Fallbeispiel wird in keinem der Einspritzmodi 3, 2, 1 eine Abweichung zwischen den Soll-Lambdawerten Äs3, Äs2, Ast und den korrespondierenden Lambda-Anpassungswerten Äa3, Äa2, Äai festgestellt - die Lambda-Anpassungswerte ÄA3, Äa2, Äai entsprechen somit den Soll-Lambdawerten Äs3, Äs2, Äst. Weder die Kraftstoffpfade, noch der Luftpfad weisen korrekturbedürftige Abweichungen von den Nominalwerten auf.
In dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Fallbeispiel wird im dritten Einspritzmodus 3 und im ersten Einspritzmodus 1 jeweils eine Abweichung zwischen den LambdaAnpassungswerten ÄA3, äai und den Soll-Lambdawerten Äs3, Äst festgestellt - die entsprechenden Lambda-Anpassungswerte ÄA3, Äai sind dabei höher als die korrespondierenden Soll-Lambdawerten Äs3, Äst. Daraus lässt sich erkennen, dass der Durchfluss des Direkt- Kraftstoffinjektors 11 kleiner ist, als der entsprechende Nominalwert. Der Luftpfad entspricht dem Nominalwert.
In dem in Fig. 4 dargestellten dritten Fallbeispiel wird im dritten Einspritzmodus 3 und im zweiten Einspritzmodus 2 jeweils eine Abweichung zwischen den LambdaAnpassungswerten ÄA3, Äa2 und den Soll-Lambdawerten Äs3, Äs2 festgestellt - die entsprechenden Lambda-Anpassungswerte ÄA3, Äa2 sind dabei niedriger als die korrespondierenden Soll-Lambdawerten Äs3, Äs2. Daraus lässt sich erkennen, dass der Durchfluss des Saugrohr- Kraftstoffinjektors 12 größer ist, als der entsprechende Nominalwert. Der Luftpfad entspricht dem Nominalwert.
In dem in Fig. 5 dargestellten vierten Fallbeispiel wird in jedem der Einspritzmodi 3, 2, 1 eine Abweichung zwischen den Soll-Lambdawerten Äs3, Äs2, Äs1 und den korrespondierenden Lambda-Anpassungswerten ÄA3, Äa2, ÄA1festgestellt - die Lambda-Anpassungswerte ÄA3, Äa2, Äa1 sind in jedem Einspritzmodus 3, 2, 1 größer, als die entsprechenden Soll-Lambdawerte Äs3, Äs2, Äs1. Da die Abweichungen in jedem der Einspritzmodi 3, 2, 1 gleich sind, können die Kraftstoff-Injektoren 11, 12 weitgehend als Ursache dafür ausgeschlossen werden - die Durchflüsse der Direkt11 und der Saugrohr-Kraftstoffinjektoren 12 entsprechen somit den Nominalwerten. Die Ursache der erhöhten Lambda-Anpassungswerte ÄA3, Äa2, Äa1 liegt somit in Toleranzen des Luftpfades.

Claims (14)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E
    1. Verfahren zum Feststellen von insbesondere produktionsbedingten Nominalwert-Durchfluss-Abweichungen zwischen einer Soll-Einspritzmenge und einer Ist-Einspritzmenge bei Kraftstoff-Injektoren (11, 12) für Brennkraftmaschinen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) stationär betrieben wird, wobei in zumindest einem stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (10) eine SollEinspritzmenge für einen definierten Soll-Lambdawert (Äs1, Äs2, Äs3) vorgegeben wird und über zumindest einen Kraftstoff-Injektor (11, 12) Kraftstoff entsprechend der Soll-Einspritzmenge eingespritzt wird, wobei die Einhaltung des definierten Soll-Lambdawertes (Äs1, Äs2, Äs3) über zumindest eine Lambdasonde (15) im Abgasstrang (16) überwacht wird und mittels des Messwertes der Lambdasonde ein Lambda-Anpassungswert ermittelt wird, und dass auf Grund des Lambda-Anpassungswertes (ÄA1, Äa2, Äa3) eine Aussage über die Nominalwert-Durchfluss-Abweichung des Kraftstoff-Injektors getroffen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei verschiedene Lastbereiche (A, B, C) der Brennkraftmaschine (10) mit unterschiedlichen Einspritzmodi (1, 2, 3) gefahren werden, wobei einem ersten Lastbereich (A) ein erster Einspritzmodus (1), einem zweiten Lastbereich (B) ein zweiter Einspritzmodus (2) und einem dritten Lastbereich (C) ein dritter Einspritzmodus (3) zugeordnet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Einspritzmodus (1) Kraftstoff über zumindest einen Direkt-Kraftstoffinjektor (11) direkt in zumindest einen Zylinder (13) der Brennkraftmaschine (10) eingespritzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Einspritzmodus (2) Kraftstoff über zumindest einen SaugrohrKraftstoffinjektor (12) in zumindest ein Saugrohr (17) der Brennkraftmaschine (10) eingespritzt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Einspritzmodus (3) Kraftstoff einerseits über zumindest einen Direkt8 / 16
    Kraftstoffinjektor (11) direkt in zumindest einen Zylinder (13) und andererseits über zumindest einen Saugrohr-Kraftstoffinjektor (12) in zumindest ein Saugrohr (17) der Brennkraftmaschine (10) eingespritzt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lambda-Anpassungswert (Äa1) im ersten Einspritzmodus (1), ein zweiter Lambda-Anpassungswert (Äa2) im zweiten Einspritzmodus (2) und ein dritter Lambda-Anpassungswert (Äa3) im dritten Einspritzmodus (3) ermittelt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nominalwert-Abweichung bei zumindest einem Direkt-Kraftstoffinjektor (11) festgestellt wird, wenn der entsprechende Lambda-Anpassungswert (Äa1, Äa3) sowohl im ersten Einspritzmodus (1), als auch im dritten Einspritzmodus (3) vom entsprechenden Soll-Lambdawert (Äst, Äs3) abweicht.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die LambdaAnpassungswerte (Äa1, Äa3) im ersten Einspritzmodus (1) und im dritten Einspritzmodus (3) unterschiedlich sind.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambda-Anpassungswert (Äa2) im zweiten Einspritzmodus (2) dem korrespondierenden Soll-Lambdawert (Äs2) entspricht.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nominalwert-Abweichung bei zumindest einem SaugrohrKraftstoffinjektor (12) festgestellt wird, wenn der Lambda-Anpassungswert (Äa2, Äa3) sowohl im zweiten Einspritzmodus (2), als auch im dritten Einspritzmodus (3) vom entsprechenden Soll-Lambdawert (Äs2, Äs3) abweicht.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die LambdaAnpassungswerte (Äa2, Äa3) im zweiten Einspritzmodus (2) und im dritten Einspritzmodus (3) unterschiedlich sind.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambda-Anpassungswert (Äa1) im ersten Einspritzmodus (1) dem korrespondierenden Soll-Lambdawert (Äs1) entspricht.
    9 / 16
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Nominalwert-Abweichungen bei allen Kraftstoff-Injektoren (11, 12) ausgeschlossen werden können, wenn die Lambda-Anpassungswerte (Äa1, Äa2, Äa3) in allen Einspritzmodi (1, 2, 3) gleich sind, wobei vorzugsweise die Lambda-Anpassungswerte (Äa1, Äa2, Äa3) den Soll-Lambdawerten (Äs1, Äs2, Äs3) entsprechen.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Lambdawert (Äst, Äs2, Äs3) in zumindest einem Einspritzmodus (1, 2, 3) gleich eins ist.
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