DE102004028612B4 - Method for operating an internal combustion engine, and computer program, control and / or regulating device, and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem Kraftstoff über eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (26), welche ein kapazitives Stellelement (50) umfasst, in einen Brennraum (20) der Brennkraftmaschine (10) gelangt, bei dem eine fertigungsspezifische Eigenschaft der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (26) identifiziert wird, bei dem mindestens eine für einen gewünschten ersten Hub (h1) des kapazitiven Stellelements (50) erforderliche erste Normladung (Q1') bestimmt wird, und bei dem die Normladung (Q1') mit einem Korrekturwert (K1) beaufschlagt wird, der unter Berücksichtigung einer eigenschaftsspezifischen Korrekturfunktion (F, OF) und des ersten gewünschten Hubs (h1) gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine für einen gewünschten zweiten Hub (h2) des kapazitiven Stellelements (50) erforderliche zweite Normladung (Q2') bestimmt und diese zweite Normladung (Q2') mit einem Korrekturwert (K2) beaufschlagt wird, der unter Berücksichtigung der eigenschaftsspezifischen Korrekturfunktion (F, OF) und des zweiten Hubs (h2) gewonnen wird.Method for operating an internal combustion engine (10), in which fuel via a fuel injection device (26), which comprises a capacitive adjusting element (50), in a combustion chamber (20) of the internal combustion engine (10), in which a production-specific property of the fuel Injection device (26) is identified in which at least one for a desired first stroke (h1) of the capacitive actuator (50) required first standard charge (Q1 ') is determined, and in which the standard charge (Q1') with a correction value (K1 ), which is obtained taking into account a property-specific correction function (F, OF) and the first desired stroke (h1), characterized in that a for a desired second stroke (h2) of the capacitive control element (50) required second standard charge (Q2 ') and this second standard charge (Q2') with a correction value (K2) is applied, which, taking into account the characteristics spezi correction function (F, OF) and the second stroke (h2) is obtained.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff über eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche ein kapazitives Stellelement umfasst, in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt, bei dem eine fertigungsspezifische Eigenschaft der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung identifiziert wird, bei dem mindestens eine für einen ersten gewünschten Hub des kapazitiven Stellelements erforderliche erste Normladung bestimmt wird, und bei dem die Normladung mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird, der unter Berücksichtigung einer eigenschaftsspezifischen Korrekturfunktion und dem ersten gewünschten Hub gewonnen wird. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, und eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in which fuel via a fuel injection device, which comprises a capacitive adjusting element, passes into a combustion chamber of the internal combustion engine, in which a production-specific property of the fuel injection device is identified, wherein at least one for a the first desired stroke of the capacitive actuating element required first standard charge is determined, and in which the standard charge is applied to a correction value, which is obtained taking into account a property-specific correction function and the first desired stroke. The invention also relates to a computer program, a control and / or regulating device, and an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle.
Aus der
Aus der
Ferner ist aus der
Nach dem Einbau des Injektors in eine Brennkraftmaschine und dessen Anschluss an ein Steuergerät wird von dem Steuergerät die entsprechende Eigenschaftsklasse des Aktors bestimmt. In der Praxis wird dann zunächst anhand einer in dem Steuergerät abgelegten Normkurve eine Normladung bestimmt, die auf das kapazitive Stellelement aufgebracht werden muss, um einen gewünschten Hub erreichen zu können. Diese Normladung wird dann, entsprechend der identifizierten Eigenschaftsklasse, mit einem Korrekturwert beaufschlagt. Hierdurch soll erreicht werden, dass die von der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung tatsächlich in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge möglichst exakt der gewünschten Kraftstoffmenge entspricht.After installation of the injector in an internal combustion engine and its connection to a control unit of the controller, the corresponding property class of the actuator is determined. In practice, a standard charge is then first determined based on a standard curve stored in the control unit, which must be applied to the capacitive control element in order to achieve a desired stroke can. This standard charge is then subjected to a correction value according to the identified property class. This is intended to ensure that the amount of fuel actually injected into the combustion chamber of the internal combustion engine from the fuel injection device corresponds as exactly as possible to the desired fuel quantity.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass der Kraftstoff noch präziser eingespritzt werden kann.Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned so that the fuel can be injected even more precise.
Gelöst wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch, dass eine für einen zweiten gewünschten Hub des kapazitiven Stellelements erforderliche zweite Normladung bestimmt und diese zweite Normladung mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird, der unter Berücksichtigung der eigenschaftsspezifischen Korrekturfunktion und dem zweiten gewünschten Hub gewonnen wird.This object is achieved in the aforementioned method in that a second standard load required for a second desired stroke of the capacitive actuating element is determined and this second standard charge is subjected to a correction value obtained taking into account the property-specific correction function and the second desired stroke.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die für die jeweilige Kraftstoff-Einspritzvorrichtung beziehungsweise das jeweilige kapazitive Stellelement spezifische Korrekturfunktion so angewandt, dass auch ganz unterschiedliche Hübe des kapazitiven Stellelements mit hoher Präzision eingestellt werden können. Die präzise Einstellung auch eines kleinen Hubes des kapazitiven Stellelements ist jedoch vor allem für die präzise Einspritzung sehr kleiner Kraftstoffmengen eine wichtige Voraussetzung. Daher wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insgesamt die Präzision bei der Zumessung einer bestimmten Kraftstoffmenge in einen Brennraum ermöglicht. Durch die verbesserte Zumessgenauigkeit des Kraftstoffs wird der Fahrkomfort, das Emissionsverhalten und das Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.In the method according to the invention, the correction function specific to the respective fuel injection device or the respective capacitive actuating element is applied in such a way that even completely different strokes of the capacitive actuating element can be adjusted with high precision. However, the precise adjustment of even a small stroke of the capacitive actuator is an important prerequisite, especially for the precise injection of very small amounts of fuel. Therefore, the process of the invention as a whole allows the precision in the metering of a certain amount of fuel into a combustion chamber. The improved metering accuracy of the fuel improves the ride comfort, the emission behavior and the consumption behavior of the internal combustion engine.
Grundlage hierfür ist, dass unterschiedliche gewünschte bzw. Soll-Hübe und die entsprechenden Normladungen nicht mit dem gleichen Korrekturwert, sondern mit einem für den jeweiligen Soll-Hub individuellen und optimalen Korrekturwert verknüpft werden. Dabei versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für zwei unterschiedliche Hubwerte, sondern für eine beliebige Mehrzahl von unterschiedlichen Hubwerten angewendet werden kann. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn die korrigierte Normladung für eine Vorsteuerung des kapazitiven Steilelements verwendet wird. Die gegebenenfalls noch erforderlichen Regeleingriffe zur Erzielung eines bestimmten Soll-Hubes werden reduziert und hierdurch die Dynamik und die Stabilität der Regelung verbessert.The basis for this is that different desired or desired strokes and the corresponding standard charges are not linked with the same correction value, but with an individual and optimal correction value for the respective setpoint stroke. It goes without saying that the method according to the invention can be used not only for two different stroke values but for any desired number of different stroke values. The inventive method is particularly advantageous when the corrected standard charge is used for a precontrol of the capacitive steep element. The optionally still necessary control interventions to achieve a certain desired stroke are reduced and thereby improves the dynamics and the stability of the scheme.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in subclaims.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass innerhalb eines Arbeitsspiels unterschiedliche Hübe gewünscht sind, und dass für jeden gewünschten Hub die jeweils erforderliche Normladung bestimmt und die Normladung mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird, der unter Berücksichtigung der eigenschaftsspezifischen Korrekturfunktion und des jeweils gewünschten Hubs gewonnen wird. Solche unterschiedliche Hübe kommen beispielsweise bei Mehrfacheinspritzungen vor, da bei den einzelnen Einspritzungen oft sehr unterschiedliche Kraftstoffmengen in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden (unter einem Arbeitsspiel versteht man beispielsweise bei einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine das Durchlaufen aller vier Takte eines Zylinders). So sind beispielsweise Vor- und Nacheinspritzungen denkbar, bei denen nur äußerst geringe Kraftstoffmengen in den Brennraum gelangen sollen, wohingegen bei einer zwischen Vor- und Nacheinspritzung liegenden Haupteinspritzung eine vergleichsweise große Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll.A particularly advantageous embodiment of the method according to the invention provides that different within a work cycle Strokes are desired, and that for each desired stroke determines the respectively required standard charge and the standard charge is applied to a correction value, which is obtained taking into account the property-specific correction function and the respective desired stroke. Such different strokes occur, for example, in multiple injections, since in the individual injections very different amounts of fuel are often injected into the combustion chamber of the internal combustion engine (a working cycle is understood, for example, in a four-stroke internal combustion engine, all four strokes of a cylinder). Thus, for example, pre- and post-injections are conceivable in which only extremely small amounts of fuel are to reach the combustion chamber, whereas a comparatively large amount of fuel is to be injected in the case of a main injection lying between pre- and post-injection.
Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei jeder Einzeleinspritzung die eigenschaftsspezifische Korrektur auf die jeweils aufzubringende Ladung, beziehungsweise den entsprechenden Hub, abgestimmt, was auch bei den vergleichsweise geringen Hüben von Vor- und Nacheinspritzung eine sehr präzise Bestimmung der für den gewünschten Hub erforderlichen Ladung, und somit letztlich die präzise Einbringung einer gewünschten Kraftstoffmenge in den Brennraum ermöglicht. Letztlich werden hierdurch wiederum das Emissions- und das Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.Thanks to the method according to the invention, the property-specific correction to each applied charge, or the corresponding stroke is tuned for each individual injection, which is a very precise determination of the charge required for the desired stroke, and thus in the comparatively small strokes of pre- and post-injection ultimately allows the precise introduction of a desired amount of fuel into the combustion chamber. Ultimately, this in turn improves the emission and consumption behavior of the internal combustion engine.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der gewünschte Hub einer Einspritzung unter Berücksichtigung einer gewünschten Einspritzzeit und einer bei der Einspritzung einzuspritzenden Kraftstoffmenge und/oder einem bei der Einspritzung vorliegenden Kraftstoffdruck und/oder einer bei der Einspritzung vorliegenden Temperatur der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gewonnen wird. Auf diese Weise entspricht die eingespritzte Kraftstoffmenge besonders gut der gewünschten einzuspritzenden Kraftstoffmenge.Furthermore, it is proposed that the desired stroke of an injection is obtained taking into account a desired injection time and an amount of fuel to be injected during injection and / or a fuel pressure present during injection and / or a temperature of the fuel injection device present during the injection. In this way, the amount of fuel injected corresponds particularly well to the desired amount of fuel to be injected.
Die Beaufschlagung mit dem Korrekturwert kann dadurch erfolgen, dass die Normladung mit einem Faktor multipliziert und zu dem Produkt ein Offset addiert wird. Dies ist programmtechnisch einfach zu realisieren.The application of the correction value can be effected by multiplying the standard charge by a factor and adding an offset to the product. This is programmatically easy to implement.
Ein Strom, mit dem das kapazitive Element gespeist werden soll, kann aus dem Quotienten der korrigierten Normladung und einer Ladezeit sehr leicht ermittelt werden. Ein solcher Strom ist die eigentliche Stellgröße, mit der die Kraftstoff-Einspritzung geregelt beziehungsweise gesteuert wird.A current with which the capacitive element is to be fed can be determined very easily from the quotient of the corrected standard charge and a charging time. Such a current is the actual manipulated variable with which the fuel injection is regulated or controlled.
Bei einem Computerprogramm, einem elektrischen Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine, einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung und einer Brennkraftmaschine wird die eingangs gestellte Aufgabe entsprechend gelöst.In a computer program, an electrical storage medium for a control and / or regulating device of an internal combustion engine, a control and / or regulating device and an internal combustion engine, the object stated in the introduction is correspondingly achieved.
Zeichnungendrawings
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, particularly preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Einem Brennraum
Der sich im Brennraum
Das Steuer- und/oder Regelgerät
In
Um eine Einspritzung zu realisieren, wird dem Piezoaktor
Der Hub des Piezoaktors
Bei den Fertigungstoleranzen handelt es sich um eine Einflussgröße, welche systembedingt ist und derzeit nicht. verhindert werden kann. Dabei spielen nicht nur die Fertigungstoleranzen des Piezoaktors
Im Steuer- und Regelgerät
Die physikalische Bedeutung des Verhältnisses der realen Kurve
Wie aus
Bei bisherigen Verfahren wird unabhängig vom tatsächlichen gewünschten Hub h die Ladung Q um einen festen Wert korrigiert, nämlich um jenen Wert, welcher bei maximalem Hub h1 gilt (im vorliegenden Fall also um den Korrekturwert K1). Dies würde, wie in
In
In einem Rechenblock
Das Ergebnis ist ein Soll-Ladestrom I0, I1 beziehungsweise I2, entsprechend den Blöcken
Zur Ermittlung der Entladeströme, welche zur Beendigung einer Einspritzung vom Piezoaktor
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