DE102005011825A1 - Fuel spray start and end determining method for e.g. pump-injector-injection system, involves finding parameters of electrical start of fuel delivery, engine speed, fuel temperature/pressure, oil temperature, cylinder pressure, and cylinder - Google Patents

Fuel spray start and end determining method for e.g. pump-injector-injection system, involves finding parameters of electrical start of fuel delivery, engine speed, fuel temperature/pressure, oil temperature, cylinder pressure, and cylinder Download PDF

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Abstract

The method involves assigning a separate pump-injector-unit to each cylinder. Parameters of an electrical start of fuel delivery (FB), engine speed, fuel temperature, fuel pressure, oil temperature, cylinder pressure during the start of fuel delivery, and electrical fuel delivery period (FD) in the unit as wells the parameter of the cylinder are determined. The parameters are consecutively assigned respectively to a separate exponent. The parameter provided with the exponents as a respective absolute value, and an additional constant are multiplicatively associated with each other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Spritzbeginn und Spritzende bei Einspritzsystemen einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpe-Düse-Einspritzsystem, wobei jedem Zylinder eine separate Pumpe-Düse-Einheit zugeordnet ist.The The invention relates to a method for determining the start of injection and injection ports in injection systems of an internal combustion engine, in particular in an internal combustion engine with a pump-nozzle injection system, each one Cylinder a separate unit injector unit assigned.

Für die Regelung einer Brennkraftmaschine sind neben mehreren anderen Parametern der Spritzbeginn und das Spritzende wesentlich, die durch das Öffnen bzw. Schließen der Düsennadel definiert sind und üblicherweise auf die Stellung der Kurbelwelle bezogen werden, indem hierfür die Einheit [°KW] benannt wird. Bei Brennkraftmaschinen mit Pumpe-Düse-Einspritzsystemen sind diese Parameter allerdings nicht direkt verfügbar. Vielmehr sind hierbei lediglich der elektrische Förderbeginn und die elektrische Förderdauer bekannt, die vom Motorsteuergerät vorgegeben sind. Allerdings weichen Spritzbeginn und Spritzende in Abhängigkeit der jeweils konkreten Betriebsbedingungen vom elektrischen Förderbeginn und dem aus der elektrischen Förderdauer ableitbaren Förderende ab. So entsteht bei einer Pumpe-Düse-Einheit infolge des Druckaufbaus im Hochdruckraum und in den Leitungen beispielsweise ein Zeitverzug zwischen dem elektrischen Förderbeginn und dem Spritzbeginn, der in der Fachliteratur auch als „Spritzverzug" oder „Einspritzverzugszeit" bezeichnet wird. Dieser Spritzverzug ist z.B. bei Verteilereinspritzpumpen besonders lang.For the scheme an internal combustion engine are in addition to several other parameters the injection start and the injection end essential, by the opening or Shut down the nozzle needle are defined and customary refer to the position of the crankshaft by this unit [° KW] named becomes. In internal combustion engines with pump-nozzle injection systems, these parameters but not directly available. Rather, here are only the electrical delivery start and the electrical delivery time known by the engine control unit are predetermined. However, soft start of injection and injection end dependent on each specific operating conditions of the electrical delivery start and from the electrical delivery time derivable end of delivery from. So arises in a unit injector unit due to the pressure build-up in High-pressure chamber and in the lines, for example, a time delay between the electrical delivery start and the start of injection, which is referred to in the literature as "spraying delay" or "injection delay time". This spraying delay is e.g. especially for distributor injection pumps long.

Verteilereinspritzpumpen haben relativ lange Einspritzleitungen. Die Druckwelle, die zum Öffnen der Düse und damit zum Einspritzen führt, muss sich erst durch die lange Einspritzleitung ausbreiten. Weiterhin treten aufgrund der Trägheiten im System bei niedriger Drehzahl und frühem Förderbeginn (z.B. 30° KW vor dem oberen Totpunkt bei Brennverfahren mit dem Ziel einer Gemischhomogenisierung) auch erhebliche Abweichungen zwischen dem elektrischen Förderende und dem tatsächlichen Spritzende auf. Hier beginnt die Haupteinspritzung teilweise erst nach dem elektrischen Förderende. Deshalb sollten für die Regelung der Brennkraftmaschine Signale verarbeitet werden, die primär nicht den elektrischen Förderbeginn und die elektrische Förderdauer berücksichtigen, sondern den Spritzbeginn und das Spritzende.distributor injection pumps have relatively long injection lines. The pressure wave used to open the Nozzle and thus leading to injection, first has to spread through the long injection line. Farther occur due to inertia in the system at low speed and early start of delivery (e.g., 30 ° CA before top dead center in combustion processes with the aim of a mixture homogenization) also significant deviations between the electrical end of delivery and the actual Splashing on. Here, the main injection begins in part only after the electrical conveyor end. Therefore should for the regulation of the internal combustion engine signals are processed the primary not the electrical start of delivery and the electrical delivery time consider, but the start of injection and the injection end.

In DE 28 05 175 C2 wird eine Einrichtung zur Erfassung des Spritzbeginns beschrieben, bei der die Einspritznadel mit einem mechanisch-elektrischen Wandler gekoppelt ist, der ein der Hubbewegung der Düsennadel entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Das Signal wird über eine Differenzierstufe einer Auswerteschaltung zur Ermittlung des Spritzbeginns zugeführt, wobei die Auswerteschaltung einen Schwellwertschalter und eine Halteschaltung aufweist. Eine solche messtechnische Ermittlung des Spritzbeginns unter Verwendung eines Nadelhubgebers erfordert jedoch erhebliche Kosten. Deshalb ist die Anwendung im Serienbetrieb kaum realisierbar.In DE 28 05 175 C2 a means for detecting the start of injection is described, in which the injection needle is coupled to a mechanical-electrical converter which generates an electrical signal corresponding to the lifting movement of the nozzle needle. The signal is supplied via a differentiating stage of an evaluation circuit for determining the start of injection, wherein the evaluation circuit has a threshold value and a holding circuit. However, such a metrological determination of the start of injection using a Nadelhubgebers requires considerable costs. Therefore, the application in series operation is hardly feasible.

Aus DE 197 49 817 A1 ist eine technische Lösung bekannt, bei welcher der Druckverlauf im Brennraum eines Zylinders mit Sensoren erfasst wird. Der Druckverlauf wird in einem vorgebbaren Kurbelwellenwinkelintervall mit wenigstens einem unter Berücksichtigung von thermodynamischen Zusammenhängen berechneten und abgespeicherten Druckverlauf verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis wird der Spritzbeginn erkannt, sofern der Wert vom Vergleichsergebnis einen festgelegten Schwellwert überschreitet. Allerdings ist eine solche Ermittlung des Spritzbeginns aus dem indizierten Zylinderdruckverlauf relativ ungenau und ohnehin sehr aufwendig.Out DE 197 49 817 A1 a technical solution is known in which the pressure curve in the combustion chamber of a cylinder is detected by sensors. The pressure profile is compared in a predefinable crankshaft angle interval with at least one calculated and stored under consideration of thermodynamic contexts pressure curve. From the comparison result, the start of injection is recognized if the value of the comparison result exceeds a specified threshold. However, such a determination of the start of injection from the indexed cylinder pressure curve is relatively inaccurate and anyway very expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem der Spritzbeginn und das Spritzende auf Grundlage von Parametern ermittelbar sind, die einen Einfluss auf den Spritzbeginn und das Spritzende haben und die beim Betrieb der Brennkraftmaschine ohnehin verfügbar sind, so dass für die Erfassung dieser Parameter keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden.task The invention is to provide a method by which the start of injection and the injection end can be determined on the basis of parameters, which have an influence on the start of injection and the injection end and which are available anyway during operation of the internal combustion engine, so for the detection of these parameters no additional sensors are needed.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem zur Ermittlung des Spritzbeginns zunächst die Parameter elektrischer Förderbeginn, Motordrehzahl, Kraftstofftemperatur, Kraftstoffdruck, Öltemperatur, Zylinderdruck bei Förderbeginn und Zylinder, in dem die PDE verbaut ist, erfasst werden, wobei diesen Parametern nachfolgend jeweils ein separater Exponent zugeordnet wird und wobei die mit den Exponenten versehenen Parameter danach als jeweils absoluter Betrag sowie eine zusätzliche Konstante multiplikativ miteinander verknüpft werden. Für die Ermittlung des Spritzendes wird anstelle vom Zylinderdruck bei Förderbeginn der Zylinderdruck bei Förderende und zusätzlich noch die elektrische Förderdauer als Parameter erfasst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren technische Merkmale und vorteilhaften Wirkungen im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.These Task is solved in order to determine the start of injection first the parameters electrical Start of delivery, Engine speed, fuel temperature, fuel pressure, oil temperature, Cylinder pressure at start of delivery and cylinder in which the PDE is installed, are detected These parameters are each assigned a separate exponent below and wherein the parameters provided with the exponents thereafter as an absolute amount and an additional constant multiplicatively linked together become. For the determination of the injection end is in place of the cylinder pressure start of delivery the cylinder pressure at the end of delivery and additionally nor the electrical delivery time recorded as a parameter. Further embodiments are the subject of dependent Claims, their technical features and advantageous effects in the embodiment described in more detail become.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können der Spritzbeginn und das Spritzende auf Grundlage von Parametern ermittelt werden, die beim Betrieb der Brennkraftmaschine ohnehin verfügbar sind, so dass hierfür keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden. Demzufolge entstehen kaum Mehrkosten, weil lediglich eine relativ geringfügige Software-Erweiterung notwendig ist. Gleichzeitig wird eine höhere Genauigkeit als bei den bisher bekannten Verfahren erzielt.With the method according to the invention, the start of injection and the end of injection can be determined on the basis of parameters which are available anyway during operation of the internal combustion engine, so that no additional sensors are required for this purpose. As a result, there are hardly any additional costs, because only a relatively minor software he extension is necessary. At the same time a higher accuracy than in the previously known methods is achieved.

Im Ergebnis wird der Zeitpunkt des Nadelöffnens bekannt, der somit als Ansteuergröße oder für weitere Verfahrensschritte verfügbar ist. Dies ist beispielsweise für ein zylinderdruckbasiertes Motormanagement interessant. Hier ist der aus dem Druckverlauf im Zylinder ermittelte Brennbeginn eine bekannte Größe. Sofern nunmehr der Spritzbeginn ebenfalls bekannt ist, lässt sich der Zündverzug ermitteln, der für den Homogenisierungsgrad vom Luft-Kraftstoff-Gemisch und folglich für die Bildung von Ruß und Stickoxiden relevant ist. Bei einem hohen Homogenisierungsgrad wird eine simultane Reduktion dieser Schadstoffkomponenten erzielt. Weiterhin sind Regelstrategien vorstellbar, bei denen ein langer Zündverzug angestrebt wird, so dass die Kenntnis des Spritzbeginns auch diesbezüglich eine wichtige Ansteuergröße darstellt.in the Result is the time of the needle opening known, thus as Drive size or for further Process steps available is. This is for example a cylinder pressure-based engine management interesting. Here is the determined from the pressure curve in the cylinder start of burning a known size. Provided now the start of injection is also known, can be the ignition delay determine the for the degree of homogenization of the air-fuel mixture and consequently for the formation from soot and Nitrogen oxides is relevant. At a high degree of homogenization is achieves a simultaneous reduction of these pollutant components. Farther are conceivable control strategies in which a long ignition delay is sought, so that the knowledge of the start of injection also in this regard important driver.

Im Ergebnis wird auch der Zeitpunkt des Nadelschließens bekannt, der somit ebenfalls als Ansteuergröße oder für weitere Verfahrensschritte verfügbar ist. Beispielsweise kann somit ermittelt werden, wie lange in die Flamme eingespritzt wird. Insbesondere für die Entstehung von Ruß ist entscheidend, wie lange in die Zündverzugszeit und wie lange in die Flamme gespritzt wird. Aber auch für die Entstehung anderer Schadstoffkomponenten ist wesentlich, in welchem Umfang sich Einspritzung und Verbrennung zeitlich überlappen.in the Result also the time of the needle closing is known, thus also as control variable or for further Process steps available is. For example, it can thus be determined how long in the Flame is injected. Especially for the formation of soot is crucial how long in the ignition delay time and how long is sprayed into the flame. But also for the emergence other pollutant components is significant, to what extent Injection and combustion overlap in time.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Diagramme erläutert. Es zeigen:following is an embodiment below Reference is made to the diagrams shown in the drawing. It demonstrate:

1: den elektrischen Stromverlauf am Magnetventil über dem Kurbelwellenwinkel 1 : the electrical current flow at the solenoid valve over the crankshaft angle

2: den Einspritzverlauf über dem Kurbelwellenwinkel 2 : the course of injection over the crankshaft angle

3: den Nadelhubverlauf über dem Kurbelwellenwinkel 3 : the needle stroke over the crankshaft angle

Das vorgeschlagene Verfahren ist zur Ermittlung von Spritzbeginn SB und Spritzende SE bei Einspritzsystemen einer Brennkraftmaschine geeignet. Die bevorzugte Anwendung sind Pumpe-Düse-Einspritzsysteme, bei denen jeder Zylinder eine separate Pumpe-Düse-Einheit aufweist. Ein grundlegendes Problem bei der Regelung diesbezüglicher Brennkraftmaschinen besteht darin, dass lediglich der elektrische Förderbeginn FB sowie die elektrische Förderdauer FD bekannt sind. Diese beiden Parameter sind durch die Bestromung des Magnetventils definiert, wobei sich aus der Summe von elektrischem Förderbeginn FB und elektrischer Förderdauer FD das elektrische Förderende FE bestimmen lässt. Diese Werte sind aus der Darstellung gemäß 1 ersichtlich. Allerdings weichen der tatsächliche Spritzbeginn und das tatsächliche Spritzende in Abhängigkeit der jeweils konkreten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine vom elektrischen Förderbeginn FB und dem elektrischen Förderende ab. Eine solche Abweichung bezüglich des Einspritzverlaufs bzw. des Nadelhubverlaufs ist aus 2 und 3 ersichtlich.The proposed method is suitable for determining injection start SB and injection SE in injection systems of an internal combustion engine. The preferred application is pump-injector systems where each cylinder has a separate unit injector. A fundamental problem in the regulation of such internal combustion engines is that only the electrical delivery start FB and the electrical delivery time FD are known. These two parameters are defined by the energization of the solenoid valve, it being possible to determine from the sum of the electrical delivery start FB and the electrical delivery time FD the electrical delivery end FE. These values are as shown in the illustration 1 seen. However, the actual start of injection and the actual injection end differ depending on the respective specific operating conditions of the internal combustion engine from the electrical delivery start FB and the electrical delivery end. Such a deviation in the course of the injection or the Nadelhubverlaufs is off 2 and 3 seen.

Für die in den Diagrammen der Zeichnung beispielhaft dargestellten Betriebsbedingungen liegt der elektrische Förderbeginn FB gemäß 1 bei etwa 24 °KW vor dem oberen Totpunkt OT. Die elektrische Förderdauer FD beträgt 9,8 °KW. Demzufolge liegt das elektrische Förderende FE bei etwa 14,2 °KW vor dem oberen Totpunkt OT.For the operating conditions exemplified in the diagrams of the drawing, the electrical delivery start FB is according to 1 at about 24 ° CA before top dead center OT. The electrical delivery time FD is 9.8 ° KW. As a result, the electrical delivery end FE is at about 14.2 ° CA before top dead center TDC.

Aus den Diagrammen gemäß 2 und 3 wird jedoch ersichtlich, dass zwischen dem elektrischen Förderbeginn FB und dem tatsächlichen Spritzbeginn SB sowie zwischen dem elektrischen Förderende FE und dem tatsächlichen Spritzende SE jeweils ein zeitlicher Verzug vorliegt, der sich in einem unterschiedlichen Kurbelwellenwinkel zeigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Spritzbeginn SB bei etwa 21,5 °KW vor dem oberen Totpunkt OT und das Spritzende SE bei etwa 9 °KW vor dem oberen Totpunkt OT.From the diagrams according to 2 and 3 However, it is apparent that there is a time delay between the electrical delivery start FB and the actual injection start SB and between the electrical delivery end FE and the actual injection end SE, which is shown in a different crankshaft angle. In the illustrated embodiment, the injection start SB is at about 21.5 ° CA before top dead center TDC and the injection end SE at about 9 ° CA before top dead center TDC.

Somit beträgt die Differenz zwischen dem elektrischen Förderbeginn FB (24 °KW vor OT) und dem tatsächlichen Spritzbeginn SB (21,5 °KW vor OT) 2,5 °KW. Noch größer ist die Differenz zwischen dem elektrischen Förderende FE (14,2 °KW vor OT) und dem tatsächlichen Spritzende SE (9 °KW vor OT). Diese Differenz beträgt 5,2 °KW.Consequently is the difference between the electrical start of delivery FB (24 ° CA before TDC) and the actual Start of injection SB (21.5 ° CA before TDC) 2,5 ° KW. Even bigger the difference between the electrical delivery end FE (14.2 ° CA before TDC) and the actual Spraying SE (9 ° KW before TDC). This difference is 5.2 ° KW.

An dieser Stelle setzt die vorliegende Erfindung an, indem für die Regelung der Brennkraftmaschine keine Signale verarbeitet werden, die primär den elektrischen Förderbeginn FB und die elektrische Förderdauer FD berücksichtigen. Vielmehr werden für eine qualitativ hochwertige Regelung die tatsächlichen Werte von Spritzbeginn SB und Spritzende SE ermittelt.At this point is the present invention, by the regulation the internal combustion engine no signals are processed, the primary electrical start of delivery FB and the electrical delivery time Consider FD. Rather, for a high quality control the actual values of spray start SB and spraying SE determined.

Für die Ermittlung des Spritzbeginns SB wird vorgeschlagen, dass zunächst der elektrische Förderbeginn FB in °KW, die Motordrehzahl n in U/min, die Kraftstofftemperatur tKrst in °C, der Kraftstoffdruck pKrst in bar, die Öltemperatur tÖl, in °C, der Zylinderdruck bei Förderbeginn pZyl in bar und der Zylinder Z, in dem die relevante Pumpe-Düse-Einheit verbaut ist, erfasst werden.For the determination of the injection start SB, it is proposed that first the electric feed start FB in ° KW, the engine speed n in rpm, the fuel temperature t Krst in ° C, the fuel pressure p Krst in bar, the oil temperature t oil , in ° C , the cylinder pressure at the start of delivery p Zyl in bar and the cylinder Z, in which the relevant unit injector unit is installed, are detected.

Hierbei stellt der Parameter "Zylinder Z" den Einfluss der Verdrehung der Nockenwelle dar. Danach wird diesen Parametern jeweils ein separater Exponent e1 bis e7 zugeordnet. Nachfolgend werden die mit den Exponenten versehenen Parameter FBe1, ne2, tKrst e3, pKrst, tÖl e5, pZyl e6 und Ze7 als jeweils absoluter Betrag (also unter Verzicht auf die benannten Maßeinheiten) und eine zusätzliche Konstante K1 multiplikativ miteinander verknüpft. Diese Konstante K1 stellt den Ausgleich der Dimensionen der jeweils als absoluter Betrag und ohne Maßeinheit anzusetzenden Parameter dar.Here, the parameter "cylinder Z" is the Influence of the rotation of the camshaft. Thereafter, each of these parameters is assigned a separate exponent e1 to e7. Hereinafter , the exponentized parameters FB e1 , n e2 , t Krst e3 , p Krst , t oil e5 , p cyl e6, and Z e7 are multiplied as an absolute value (thus waiving the named units of measure) and an additional constant K1 linked together. This constant K1 represents the compensation of the dimensions of the parameters to be applied in each case as an absolute value and without a unit of measurement.

Die Ermittlung des Spritzendes SE erfolgt in weitgehend gleicher Weise, wobei jedoch für pZyl der Zylinderdruck bei Förderende FE berücksichtigt wird. Außerdem wird die elektrische Förderdauer FD in °KW als zusätzlicher Parameter erfasst. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die Exponenten gleicher Parameter jeweils unterschiedliche Verhältnisse bei Spritzbeginn SB und Spritzende SE berücksichtigen. Deshalb werden diese Exponenten unterschiedlich bezeichnet, nämlich beim Spritzbeginn SB mit "e" und beim Spritzende SE mit "f". Der Förderdauer FD wird anschließend ein separater Exponent f8 zugeordnet. Danach werden die absoluten Beträge (ohne Maßeinheit) der Parameter FBf1, nf2, tKrst f3, pKrst f4, tÖl f5, pZyl f6, Zf7, FDf8 und die Konstante K2 multiplikativ miteinander verknüpft.The determination of the injection end SE is carried out in substantially the same way, but for p Zyl the cylinder pressure at the end of delivery FE is taken into account. In addition, the electrical delivery time FD is recorded in ° KW as an additional parameter. It should be noted at this point that the exponents of the same parameters in each case take into account different ratios at start of injection SB and injection end SE. Therefore, these exponents are referred to differently, namely at the start of injection SB with "e" and the injection end SE with "f". The delivery time FD is then assigned a separate exponent f8. Thereafter, the absolute amounts (without units of measure) of the parameters FB f1 , n f2 , t Krst f3 , p Krst f4 , t oil f5 , p cyl f6 , Z f7 , FD f8 and the constant K2 are multiplicatively linked together.

Die Exponenten e1 bis e7 und f1 bis f8 sowie die Konstanten K1 und K2 werden vorab empirisch bestimmt. Dies erfolgt vorzugsweise, indem diese Exponenten und Konstanten durch Messungen auf einer Prüfbank, z.B. einem Einspritzverlaufsindikator, in verschiedenen Kennfeldpunkten ermittelt werden. Die entsprechenden Kennfeldpunkte können z.B. mit Methoden der statistischen Versuchsplanung (DOE/design of experiments) ausgewählt werden. Die Anpassung der Exponenten und Konstanten erfolgt mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate, indem diese Exponenten und Konstanten so lange variiert werden, bis die Summe der Fehlerquadrate aus der Differenz von gemessenem und berechnetem Spritzbeginn möglichst klein ist. Die betragsmäßige Höhe der Exponenten ist dabei ein Maß, wie stark der zugehörige Parameter in die Berechnung eingeht.The Exponents e1 to e7 and f1 to f8 and the constants K1 and K2 are determined empirically in advance. This is preferably done by these exponents and constants by measurements on a test bench, e.g. an injection history indicator, at various map points be determined. The corresponding map points may e.g. with methods of statistical experimental design (DOE / design of experiments) selected become. The adaptation of the exponents and constants is done by means of the method of least squares by these exponents and constants are varied until the sum of squares of squares out the difference between measured and calculated injection start possible is small. The amount of the exponents is a measure how strong the associated Parameter is included in the calculation.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass im Motorsteuergerät jeweils Formeln für die Bestimmung von Spritzbeginn SB und Spritzende SE hinterlegt werden. Diese Formeln haben die Form SB [°KW] = K1 × FBe1 × ne2 × tKrst e3 × pKrst e4 × tÖl e5 × pZyl e6 × Ze7 SE [°KW] = K2 × FBf1 × nf2 × tKrst f3 × pKrst f4 × tÖl f5 × pZyl f6 × Zf7 × FDf8 Furthermore, it is proposed that in each case formulas for the determination of injection start SB and injection end SE be deposited in the engine control unit. These formulas have the form SB [° KW] = K1 × FB e1 × n e2 × t Krst e3 × p Krst e4 × t oil e5 × p Zyl e6 × Z e7 SE [° KW] = K2 × FB f1 × n f2 × t Krst f3 × p Krst f4 × t oil f5 × p Zyl f6 × Z f7 × FD f8

In den Formeln entsprechen die anzusetzenden Parameter jeweils den im konkreten Betriebspunkt relevanten Werten, d.h., beispielsweise wird für die Berechnung des Spritzbeginns SB der Zylinderdruck pZyl, zum Zeitpunkt des elektrischen Förderbeginns FB und für die Berechnung des Spritzendes SE der Zylinderdruck pZyl zum Zeitpunkt des elektrischen Förderendes FE verwendet. Somit können der tatsächliche Spritzbeginn SB und das tatsächliche Spritzende SE aus sieben (SB) bzw. acht (SE) Eingangsparametern in Kombination mit der Konstanten K1 bzw. K2 in Echtzeit berechnet werden.In the formulas, the parameters to be applied in each case correspond to the values relevant in the specific operating point, ie, for example, for the calculation of the start of injection SB, the cylinder pressure p Zyl , at the time of the electrical delivery start FB and for the calculation of the end of injection SE, the cylinder pressure p Zyl at the time of electric conveying FE used. Thus, the actual injection start SB and the actual injection end SE can be calculated from seven (SB) or eight (SE) input parameters in combination with the constants K1 and K2 in real time.

Der Spritzbeginn SB und das Spritzende SE können aus den Eingangsparametern FB, n, tKrst, pKrst, tÖl, pZyl, Z und FD auch mit künstlichen neuronalen Netzen, mit Polynommodellen oder mit Neuro-Fuzzy-Logik ermittelt werden. Hierbei werden jedoch keine Exponenten e1 bis e7 bzw. f1 bis f8 benötigt, vielmehr sind dann die eigentlichen Parameter ausreichend.The injection start SB and the injection end SE can be determined from the input parameters FB, n, t Krst , p Krst , t oil , p Zyl , Z and FD with artificial neural networks, with polynomial models or with neuro-fuzzy logic. In this case, however, no exponents e1 to e7 or f1 to f8 are required, but then the actual parameters are sufficient.

Schließlich ist es auch möglich, dass zur Ermittlung von Spritzbeginn SB und Spritzende SE neben den benannten Eingangsparametern weitere Parameter berücksichtigt werden, welche direkt oder indirekt Einfluss auf den Druckaufbau im Einspritzsystem und somit auf den zeitlichen Bewegungsablauf der Düsennadel haben. Erwähnenswert sind hierbei insbesondere die Fluideigenschaften, wie Dichte, Kompressibilitätsmodul und die kinematische Viskosität. Dies wird relevant, sofern in der Zukunft Dieselkraftstoff angeboten wird, der nicht mehr aus Rohöl hergestellt wird, sondern aus verschiedenen Grundstoffen wie z.B. Erdgas oder Biomasse. Die Zusammensetzung derartiger Kraftstoffe kann dann variieren.Finally is it also possible that for determination of injection start SB and injection end SE next to take into account other parameters for the named input parameters which directly or indirectly influence the pressure build-up in the injection system and thus on the temporal movement of the nozzle needle to have. noteworthy Here are in particular the fluid properties, such as density, compressibility and the kinematic viscosity. This will be relevant if offered in the future diesel fuel which is no longer made from crude oil but from various basic materials such. Natural gas or Biomass. The composition of such fuels can then vary.

Den größten Einfluss für eine exakte Ermittlung des tatsächlichen Spritzbeginns SB haben der elektrische Förderbeginn FB und die Motordrehzahl n. Die weiteren o.g. Parameter erhöhen zwar die Genauigkeit, müssen jedoch nicht zwingend berücksichtigt werden. Beispielsweise hat der Zylinderdruck pZyl beim Förderbeginn FB bei einem heute üblichen maximalen Einspritzdruck einer Pumpe-Düse-Einheit von 2050 bar einen relativ geringen Einfluss auf die erreichbare Genauigkeit bezüglich der Ermittlung des Spritzbeginns SB.The greatest influence for an exact determination of the actual start of injection SB have the electrical delivery start FB and the engine speed n. The other parameters mentioned above increase the accuracy, but need not necessarily be taken into account. For example, the cylinder pressure p Zyl at the start of delivery FB at a typical today maximum injection pressure of a pump-nozzle unit of 2050 bar, a relatively small effect on the achievable accuracy with respect to the determination of the injection start SB.

Eine solche Bewertung ist auch bezüglich des tatsächlichen Spritzendes SE zutreffend. Die wesentlichen Parameter sind hier ebenfalls der elektrische Förderbeginn FB und die Motordrehzahl n sowie zusätzlich die elektrische Förderdauer FD. Allerdings wird auch hierbei die erreichbare Genauigkeit bezüglich der Ermittlung des Spritzendes SE durch weitere Parameter erhöht.A such rating is also regarding the actual Splashing SE true. The essential parameters are here also the electrical start of delivery FB and the engine speed n and in addition the electrical delivery time FD. However, the achievable accuracy with respect to the Determination of the injection end SE increased by further parameters.

Mit dem beschriebenen Verfahren sind auch „Parameterstudien" möglich. Anhand der Exponenten kann analysiert werden, wie stark die einzelnen Parameter den Spritzbeginn SB bzw. das Spritzende SE beeinflussen. Weiterhin lässt sich erkennen, wie sich der Spritzbeginn SB und das Spritzende SE verhalten, sofern ein einzelner Parameter verändert wird. So könnte beispielsweise untersucht werden, wie sich ein erhöhter oder reduzierter Kraftstoffdruck pKrst diesbezüglich auswirkt.The method described also allows "parameter studies" based on the exponentials It is possible to analyze to what extent the individual parameters influence the start of injection SB or the end of injection SE. Furthermore, it can be seen how the injection start SB and the injection end SE behave, if a single parameter is changed. For example, it could be investigated how an increased or reduced fuel pressure p Krst affects this.

FBFB
elektrischer Förderbeginnelectrical start of delivery
FDFD
elektrische Förderdauerelectrical production time
FEFE
elektrisches Förderendeelectrical delivery end
OTOT
oberer Totpunktupper dead
PDEPDE
Pumpe-Düse-EinheitPump-nozzle unit
SBSB
Spritzbeginninjection begin
SESE
SpritzendeSquirting
NN
MotordrehzahlEngine speed
tKrst t Krst
KraftstofftemperaturFuel temperature
pKrst p Krst
KraftstoffdruckFuel pressure
tÖl t oil
Öltemperaturoil temperature
pZyl p Cyl
Zylinderdruckcylinder pressure
ZZ
Wert für Einfluss der Verdrehung der Nockenwelle am relevanten Zylindervalue for influence the rotation of the camshaft on the relevant cylinder
e1 ... e7e1 ... e7
Exponenten der Parameter für Spritzbeginnexponents the parameter for injection begin
f1 ... f8f1 ... f8
Exponenten der Parameter für Spritzendeexponents the parameter for Squirting
K1K1
Konstante für Ausgleich der Dimensionen der Parameter ohne Maßeinheit fürconstant for compensation the dimensions of the parameters without unit of measure for
Spritzbeginninjection begin
K2K2
Konstante für Ausgleich der Dimensionen der Parameter ohne Maßeinheit fürconstant for compensation the dimensions of the parameters without unit of measure for
SpritzendeSquirting

Claims (12)

Verfahren zur Ermittlung des Spritzbeginns (SB) bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpe-Düse-Einspritzsystem, wobei jedem Zylinder eine separate Pumpe-Düse-Einheit (PDE) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Parameter elektrischer Förderbeginn (FB) in der Einheit [°KW], Motordrehzahl (n) in der Einheit [U/min], Kraftstofftemperatur (tKrst) in der Einheit [°C], Kraftstoffdruck (pKrst) in der Einheit [bar], Öltemperatur (tÖl) in der Einheit [°C], Zylinderdruck bei Förderbeginn (pZyl) in der Einheit [bar] und Zylinder (Z), in dem die PDE verbaut ist, erfasst werden, dass den Parametern (FB, n, tKrst, pKrst, tÖl, pZyl, Z) nachfolgend jeweils ein separater Exponent (e1 bis e7) zugeordnet wird und dass danach die mit den Exponenten versehenen Parameter (FBe1, ne2, tKrst e3, pKrst e4, tÖl e5, pZyl e6, Ze7) als jeweils absoluter Betrag und eine zusätzliche Konstante (K1) multiplikativ miteinander verknüpft werden.Method for determining the start of injection (SB) in an internal combustion engine, in particular in an internal combustion engine having a pump-nozzle injection system, wherein each cylinder is assigned a separate pump-nozzle unit (PDE), characterized in that first the parameters electrical delivery start ( FB) in the unit [° KW], engine speed (n) in the unit [rpm], fuel temperature (t Krst ) in the unit [° C], fuel pressure (p Krst ) in the unit [bar], oil temperature ( t oil ) in the unit [° C], cylinder pressure at the start of delivery (p cyl ) in the unit [bar] and cylinder (Z), in which the PDE is installed, be detected that the parameters (FB, n, t Krst , p Krst , t oil , p Zyl , Z) is subsequently assigned a separate exponent (e1 to e7) and that thereafter provided with the exponent parameters (FB e1 , n e2 , t Krst e3 , p Krst e4 , t oil e5 , p cyl e6 , Z e7 ) as an absolute value and an additional constant (K1) multiplicati v be linked together. Verfahren zur Ermittlung des Spritzendes (SE) bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpe-Düse-Einspritzsystem, wobei jedem Zylinder eine separate Pumpe-Düse-Einheit (PDE) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Parameter elektrischer Förderbeginn (FB) in der Einheit [°KW], Motordrehzahl (n) in der Einheit [U/min], Kraftstofftemperatur (tKrst) in der Einheit [°C], Kraftstoffdruck (pKrst) in der Einheit [bar], Öltemperatur (tÖl) in der Einheit [°C], Zylinderdruck bei Förderende (pZyl) in der Einheit [bar], Zylinder (Z), in dem die PDE verbaut ist und elektrische Förderdauer (FD) in der Einheit [°KW] erfasst werden, dass den Parametern (FB, n, tKrst, pKrst, tÖl, pZyl, Z, FD) nachfolgend jeweils ein separater Exponent (f1 bis f8) zugeordnet wird und dass danach die mit den Exponenten versehenen Parameter (FBf1, nf2, tKrst f3, pKrst f4, tÖl f5, pZyl f6, Zf7, FDf8) als jeweils absoluter Betrag und eine zusätzliche Konstante (K2) multiplikativ miteinander verknüpft werden.Method for determining the injection end (SE) in an internal combustion engine, in particular in an internal combustion engine having a pump-nozzle injection system, wherein each cylinder is assigned a separate pump-nozzle unit (PDE), characterized in that first the parameters electrical delivery start ( FB) in the unit [° KW], engine speed (n) in the unit [rpm], fuel temperature (t Krst ) in the unit [° C], fuel pressure (p Krst ) in the unit [bar], oil temperature ( t oil ) in the unit [° C], cylinder pressure at delivery end (p cyl ) in the unit [bar], cylinder (Z), in which the PDE is installed and electric delivery time (FD) in the unit [° KW] detected be that the parameters (FB, n, t Krst , p Krst , t oil , p Zyl , Z, FD) below each a separate exponent (f1 to f8) is assigned and that then provided with the exponent parameters (FB f1 , n f2 , t Krst f3 , p Krst f4 , t oil f5 , p cyl f6 , Z f7 , FD f8 ) as absolute he amount and an additional constant (K2) are multiplicatively linked. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter „Zylinder (Z), in dem die PDE verbaut ist" den Einfluss der Verdrehung der Nockenwelle darstellt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the parameter "cylinder (Z) in which the PDE is installed "the Influence of the rotation of the camshaft represents. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstanten (K1, K2) den Ausgleich der Dimensionen der jeweils als absoluter Betrag und ohne Maßeinheit anzusetzenden Parameter (FB, n, tKrst, pKrst, tÖl, pZyl, Z, FD) darstellen.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the constants (K1, K2) the compensation of the dimensions of the respective absolute value and without unit of measurement to be applied parameters (FB, n, t Krst , p Krst , t oil , p Zyl , Z Represent, FD). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Exponenten (e1 bis e7; f1 bis f8) und die Konstanten (K1; K2) vorab empirisch bestimmt werdenMethod according to claim 1 or 2, characterized the exponents (e1 to e7; f1 to f8) and the constants (K1; K2) can be determined empirically beforehand Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Exponenten (e1 bis e7; f1 bis f8) und die Konstanten (K1; K2) durch Messungen auf einer Prüfbank in verschiedenen Kennfeldpunkten ermittelt werden.Method according to claim 5, characterized in that the exponents (e1 to e7; f1 to f8) and the constants (K1; K2) by measurements on a test bench be determined in different map points. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennfeldpunkte mittels Methoden der statistischen Versuchsplanung ausgewählt werden.Method according to Claim 6, characterized that the map points using methods of statistical experimental design selected become. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Exponenten (e1 bis e7; f1 bis f8) und der Konstanten (K1; K2) mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate erfolgt, indem die Exponenten (e1 bis e7; f1 bis f8) und die Konstanten (K1; K2) so lange variiert werden, bis die Summe der Fehlerquadrate aus der Differenz von gemessenem und berechnetem Spritzbeginn (SB) bzw. Spritzende (SE) möglichst klein ist.Method according to claim 5, characterized in that that the adaptation of the exponents (e1 to e7, f1 to f8) and the Constants (K1, K2) using the method of least squares is done by the exponents (e1 to e7; f1 to f8) and the constants (K1; K2) are varied until the sum of the squares of the error from the difference between the measured and the calculated start of injection (SB) or injection ends (SE) if possible is small. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Motorsteuergerät eine Formel in der Form SB [°KW] = K1 × FBe1 × ne2 × tKrst e3 × pKrst e4 × tÖl e5 × pZyl e6 × Ze7 für die Bestimmung des Spritzbeginns (SB) hinterlegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the engine control unit a formula in the form SB [° KW] = K1 × FB e1 × n e2 × t Krst e3 × p Krst e4 × t oil e5 × p Zyl e6 × Z e7 for determining the start of injection (SB). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Motorsteuergerät eine Formel in der Form SE [°KW] = K1 × FBf1 × nf2 × tKrst f3 × pKrst f4 × tÖl f5 × pZyl f6 × Zf7 × FDf8 für die Bestimmung des Spritzendes (SE) hinterlegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the engine control unit a formula in the form SE [° KW] = K1 × FB f1 × n f2 × t Krst f3 × p Krst f4 × t oil f5 × p Zyl f6 × Z f7 × FD f8 for determining the end of injection (SE) is deposited. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spritzbeginn (SB) und Spritzende (SE) aus den Eingangsparametern (FB; n; tKrst; pKrst; tÖl; pZyl; Z und für SE zusätzlich FD) mittels künstlichen neuronalen Netzen oder mittels Polynommodellen oder mittels Neuro-Fuzzy-Logik ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that injection start (SB) and injection end (SE) from the input parameters (FB; n; t Krst ; p Krst ; t oil ; p Zyl ; Z and for SE additionally FD) by means of artificial neural Nets or by means of polynomial models or by means of neuro-fuzzy logic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung von Spritzbeginn (SB) und Spritzende (SE) neben den Parametern (FB; n; tKrst; pKrst; tÖl; pZyl; Z und für SE zusätzlich FD) weitere Parameter berücksichtigt werden, welche direkt oder indirekt Einfluss auf den Druckaufbau im Einspritzsystem und somit auf den zeitlichen Bewegungsablauf der Düsennadel haben, insbesondere wesentliche physikalische Fluideigenschaften, wie Dichte, kinematische Viskosität und Kompressibilitätsmodul.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the determination of injection start (SB) and injection end (SE) in addition to the parameters (FB; n; t Krst ; p Krst ; t oil ; p Zyl ; Z and SE additionally FD) Other parameters are taken into account, which have a direct or indirect influence on the pressure build-up in the injection system and thus on the temporal movement of the nozzle needle, in particular essential physical fluid properties, such as density, kinematic viscosity and compressibility.
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