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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer
Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Bei
einer Brennkraftmaschine bestimmen der Einspritzbeginn und das Einspritzende
maßgeblich
die Güte
der Verbrennung und die Zusammensetzung des Abgases. Um die gesetzlichen
Grenzwerte einzuhalten, werden diese beiden Kenngrößen üblicherweise
von einem elektronischen Steuergerät geregelt. Da zwischen dem
Bestromungsbeginn des Injektors, dem Nadelhub des Injektors und
dem tatsächlichen
Einspritzbeginn ein zeitlicher Versatz auftritt, unterscheidet sich
der Ist-Einspritzbeginn
vom Soll-Einspritzbeginn. Dies verursacht ungleiche Abgaswerte für ein und
denselben Betriebspunkt. Für das
Einspritzende gilt dies entsprechend.
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In
der Praxis wird zur Erkennung des tatsächlichen Einspritzbeginns der
Ankeraufprall am Injektor über
eine Veränderung
des PWM-Signals detektiert. Eine derartige Lösung ist beispielsweise aus der
DE 42 37 706 A1 bekannt.
Eine andere Möglichkeit
zur Erkennung des tatsächlichen
Einspritzbeginns besteht darin bei einem Common-Railsystem den Druckverlauf
im Rail zu messen. Über
die Differentiation des Druckverlaufs werden die signifikanten Änderungen,
also die Extremwerte, als Einspritzbeginn und Einspritzende interpretiert.
Die Filterung des gemessenen Druckverlaufs ist zwingend erforderlich, da
auf dem Drucksignal beispielsweise die Einspritzfrequenz und die
Förderfrequenz
der Hochdruckpumpe als Störgrößen vorhanden
sind. Die Filterung eines Signals bewirkt jedoch einen deutlichen
zeitlichen Versatz gegenüber
dem Rohsignal. Eine derartige Lösung
ist beispielsweise aus der
DE
31 18 425 A1 bekannt.
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Auch
die
DE 197 40 608
A1 beschäftigt
sich mit dem Problem wie bei einem konventionellen Common-Railsystem
aus dem gemessenen, störgrößenbehafteten
Raildruck die kraftstoffeinspritzbezogenen Kenngrößen, beispielsweise
die Einspitzmenge und die Einspritzdauer, ermittelt werden können. Das
Verfahren besteht darin, dass in einem ersten Schritt der Kraftstoff-Druckverlauf
im Rail gemessen und abgespeichert wird. In einem zweiten Schritt
wird dann dieses Rohsignal mit einer bestimmten Auflösung abgetastet,
tiefpassgefiltert, ein vorgegebenes Zeitfenster ausgewählt und
die Druckwerte normiert. In einem dritten Schritt wird dieses Druckverlaufsmuster
als Eingangsvektor einem neuronalen Netzwerk zugeführt, über welches
letztendlich die kraftstoffeinspritzbezogenen Kenngrößen bestimmt
werden.
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Aus
der
DE 103 44 181
A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines virtuellen Einspritzbeginns aus
einem Einspritzende bei einem Common-Railsystem mit Einzelspeichern
zur Kraftstoff-Zwischenspeicherung
bekannt. Der virtuelle Einspritzbeginn wird aus dem gemessenen Einspritzende über eine mathematische
Funktion berechnet. Da bei diesem Verfahren die Rohwerte des Einzelspeicher-Drucks verwendet
werden, sind dem Messsignal die im System vorhandenen Störfrequenzen überlagert.
Dies kann eine Fehlinterpretation des Einspritzendes verursachen
und einen vom Idealzustand abweichenden virtuellen Einspritzbeginn
bewirken.
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Aus
der
DE 10 2004
006 896 A1 ist ein Prüfverfahren
zur Bewertung eines Injektors in einem Common-Railsystem mit Einzelspeichern
bekannt. Bei diesem Verfahren werden eine Spritzende-Abweichung
aus einem Soll-Ist-Vergleich der Spritzenden und eine Spritzbeginn-Abweichung
aus dem Soll-Ist-Vergleich
der Spritzbeginne berechnet. Der Injektor wird als fehlerfrei bewertet,
wenn die Spritzbeginn- und die Spritzende-Abweichungen innerhalb des
jeweiligen Toleranzbandes liegen. Anderenfalls erfolgt ein Diagnoseeintrag
und die Steuerungsparameter zur Ansteuerung des Injektors, beispielsweise der
Bestromungsbeginn, werden entsprechend angepasst. Da der Spritzbeginn
entsprechend dem in der
DE
103 44 181 A1 beschriebenen Verfahren aus dem Spritzende
berechnet wird, tritt die zuvor geschilderte Problematik einer Fehlinterpretation
auch hier auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das aus der
DE 103 44 181 A1 bekannte
Verfahren für
ein Common-Railsystem mit Einzelspeichern bei verbesserter Erkennung
des Einspritzendes weiterzuentwickeln.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Die
Erfindung schlägt
ein Rekursionsverfahren zur Bestimmung des Einspritzendes vor, welches auf
den gespeicherten Rohwerten des Einzelspeicher-Drucks während eines
Messintervalls basiert. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde,
dass im Messintervall der Druckverlauf im Einzelspeicher einen fallenden
Ast, Einspritzung aktiviert, und einen ansteigenden Ast, Einspritzung
deaktiviert, aufweist. Während
einer Einspritzung existieren damit zu jedem Druckniveau ein erster
Druckmesswert auf dem fallenden Ast und zumindest ein zweiter Druckmesswert
auf dem ansteigenden Ast. Wird nur noch ein einzelner oder kein
Druckmesswert festgestellt, so muss das Einspritzende vorliegen
bzw. erfolgt sein.
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Das
Verfahren besteht aus einem ersten Schritt und einem weiteren Schritt,
welcher bis zur Erkennung des Einspritzendes wiederholt wird. Im
ersten Schritt wird ausgehend von einem maximalen Einzelspeicher-Druck
ein erstes, geringeres Druckniveau festgesetzt und geprüft, ob ein
erster Druckmesswert sowie ein zweiter Druckmesswert zum ersten
Druckniveau erfasst wurden. Bei einem maximalen Einzelspeicher-Druck
von 1800 bar und einer Schrittweite von 10 bar beträgt das erste
Druckniveau 1790 bar. Im weiteren Schritt wird ein weiteres Druckniveau
festgesetzt, welches gegenüber
dem vorherigen reduziert ist. Danach wird ebenfalls geprüft, ob ein
erster sowie ein zweiter Druckmesswert zum weiteren Druckniveau
erfasst wurden. Entspricht der weitere Schritt beispielsweise dem
zweiten Schritt, so wird das weitere Druckniveau, also das zweite
Druckniveau, auf 1780 bar festgesetzt.
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Das
Verfahren wird entsprechend dem weiteren Schritt so lange fortgesetzt
bis bei einem (n + 1)-ten Druckniveau nur noch ein einzelner oder
kein Druckmesswert mehr erkannt wird. Das Einspritzende wird dann
in Abhängigkeit
des ersten Druckmesswerts sowie des zweiten Druckmesswerts des n-ten Druckniveaus,
also dem vorhergehenden Druckniveau, berechnet. Beispielsweise indem
der Mittelwert aus dem ersten Druckmesswert und dem zweiten Druckmesswert
berechnet wird.
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Um
das Verfahren unempfindlicher gegen Störgrößen zu machen, ist in einer
Ausgestaltung vorgesehen, dass das erste und die weiteren Druckniveaus
einem Toleranzband entsprechen. Bei mehreren innerhalb des Toleranzbands
erfassten ersten Druckmesswerten wird ein repräsentativer erster Druckmesswert
bestimmt. Bei mehreren innerhalb des Toleranzbands erfassten zweiten
Druckmesswerten wird eine analoge Vorgehensweise gewählt. Gegenüber einem
Verfahren, bei dem alle Messwerte gefiltert werden, bietet diese
Vorgehensweise immer noch einen Zeitgewinn.
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In
einer Ausgestaltung ist zur exakteren Bestimmung des Einspritzendes
vorgesehen, dass im Bereich zwischen dem n-ten Druckniveau und dem
(n + 1)-ten Druckniveau das Verfahren entsprechend dem weiteren
Schritt mit einer geringeren Schrittweite, zum Beispiel 1 bar, wiederholt
wird.
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In
einer Ausgestaltung ist die Berechnung eines repräsentativen
virtuellen Einspritzbeginns dargestellt. Berechnet wird dieser über Mittelwert-Bildung
aus drei virtuellen Einspritzbeginnen. Der erste virtuelle Einspritzbeginn
berechnet sich aus dem Einspritzende sowie den im Messintervall
ermittelten ersten Druckmesswerten über eine Regressions-Gerade.
Der zweite virtuelle Einspritzbeginn berechnet sich aus dem Einspritzende
sowie dem ersten Druckmesswert des ersten Druckniveaus über eine
Gerade. Der dritte virtuelle Einspritzbeginn berechnet sich aus
dem Einspritzende und den im Messintervall ermittelten ersten Druckmesswerten über eine
Parabel. Durch diese Maßnahme
wird der Einfluss von Störgrößen auf
die Festlegung des virtuellen Einspritzbeginns weiter verringert.
Die weitere Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine erfolgt
anhand des repräsentativen
virtuellen Einspritzbeginns und des zuvor berechneten Einspritzendes.
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Neben
einer zeitnahen Bestimmung des Einspritzbeginns und Einspritzendes
bietet die Erfindung als weiteren Vorteil eine präzise, injektornahe
Abbildung der hydraulischen Eigenschaften des Einspritzsystems während der
Einspritzung. Unter hydraulischen Eigenschaften des Systems sind
die Kenngrößen des
Injektors, die Leckage, der Nadelhub und das Verhalten der Einzelspeicher
zu verstehen.
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In
den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 ein
Systemschaubild;
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2 eine
Einspritzung;
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3 ein
Diagramm zur Bestimmung des Einspritzendes;
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4 ein
Diagramm zur Bestimmung des repräsentativen
virtuellen Einspritzbeginns;
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5A, 5B einen
Programm-Ablaufplan.
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Die 1 zeigt
ein Systemschaubild einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine 1.
Bei dieser wird der Kraftstoff über
ein Common-Railsystem eingespritzt. Dieses umfasst folgende Komponenten:
eine Niederdruck-Pumpe 2 zur Kraftstoff-Förderung
aus einem Kraftstofftank 3, eine Saugdrossel 4 zur
Bestimmung eines Volumenstroms, eine Hochdruck-Pumpe 5 zur
Förderung
des Kraftstoffs unter Druckerhöhung
in ein Rail 6, Einzelspeicher 7 zum Zwischenspeichern
des Kraftstoffs und Injektoren 8 zum Einspritzen des Kraftstoffs
in die Brennräume der
Brennkraftmaschine 1.
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Das
Common-Railsystem mit Einzelspeichern unterscheidet sich von einem
konventionellen Common-Railsystem darin, dass der einzuspritzende Kraftstoff
aus dem Einzelspeicher 7 entnommen wird. Die Zulaufleitung
vom Rail 6 zum Einzelspeicher 7 ist in der Praxis
so ausgelegt, dass eine Rückkoppelung von
Störfrequenzen
in das Rail 6 gedämpft
wird. Während
der Einspritzpause fließt
gerade soviel Kraftstoff aus dem Rail 6 nach, dass der
Einzelspeicher 7 zu Beginn der Einspritzung wieder gefüllt ist. Der
hydraulische Widerstand des Einzelspeichers 7 und der Zulaufleitung
sind aufeinander abgestimmt, d.h. die Verbindungsleitung vom Rail 6 zum
Einzelspeicher 7 besitzt einen möglichst hohen hydraulischen
Widerstand. Bei einem konventionellen Common-Railsystem ohne Einzelspeicher soll
der hydraulische Widerstand zwischen dem Rail 6 und dem Injektor 8 möglichst
gering sein um eine ungehinderte Einspritzung zu erreichen.
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Die
Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch ein elektronisches
Steuergerät
(ADEC) 9 geregelt. Das elektronische Steuergerät 9 beinhaltet die üblichen
Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor,
I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den
Speicherbausteinen sind die für
den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten
in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronische
Steuergerät 9 aus
den Eingangsgrößen die
Ausgangsgrößen. In 1 sind
exemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt:
ein Raildruck pCR, der mittels eines Rail-Drucksensors 10 gemessen
wird, ein Drehzahl-Signal nMOT der Brennkraftmaschine 1,
Drucksignale pE der Einzelspeicher 7 und eine Eingangsgröße EIN.
Unter der Eingangsgröße EIN sind
beispielsweise der Ladeluftdruck eines Turboladers und die Temperaturen
der Kühl-/Schmiermittel
und des Kraftstoffs subsumiert.
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In 1 sind
als Ausgangsgrößen des
elektronischen Steuergeräts 9 ein
Signal PWM zur Steuerung der Saugdrossel 4 und eine Ausgangsgröße AUS dargestellt.
Diese steht stellvertretend für
die weiteren Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1,
beispielsweise eine Einspritzmenge ve zur Darstellung eines Sollmoments bei
einer momentenbasierten Regelung.
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In 2 ist
eine Einspritzung dargestellt. Auf der Ordinate sind der Einzelspeicher-Druck
pE in bar und auf der Abszisse der Kurbelwellenwinkel Phi in Grad
abgebildet. Innerhalb des Diagramms ist ein gemessener Druckverlauf
pE = f(Phi), ein Messintervall MESS im Winkelbereich von 300–500 Grad
Kurbelwellenwinkel Phi, und mehrere Isobaren als gestrichelte Linien
eingezeichnet. Der maximale statische Einzelspeicher-Druck pE(MAX)
beträgt
bei diesem System 1800 bar.
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Das
Einspritzende wird über
ein Rekursionsverfahren bestimmt, welches auf den gespeicherten Rohwerten
des Einzelspeicher-Drucks
pE im Messintervalls MESS basiert. Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zu Grunde, dass im Messintervall MESS der Druckverlauf im Einzelspeicher
einen fallenden Ast, Einspritzung aktiviert, und einen ansteigenden
Ast, Einspritzung deaktiviert, aufweist. Damit existieren zu jedem
Druckniveau ein erster Druckmesswert auf dem fallenden Ast und zumindest
ein zweiter Druckmesswert auf dem ansteigenden Ast. Wird nur noch ein
einzelner oder kein Druckmesswert festgestellt, so muss das Einspritzende
vorliegen bzw. erfolgt sein.
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Das
Verfahren zur Bestimmung des Einspitzendes läuft folgendermaßen ab:
In
einem ersten Schritt wird, ausgehend vom maximalen statischen Einzelspeicher-Druck
pE(MAX), ein erstes, geringeres Druckniveau pE(1) bestimmt. Bei einer
Schrittweite dp1 von 10 bar berechnet sich das erste Druckniveau
zu pE(1) = 1790 bar. Danach wird geprüft, ob zum ersten Druckniveau
pE(1) ein erster Druckmesswert p1 und ein zweiter Druckmesswert p2
erfasst wurden. Dies ist in der 2 der Fall.
In einem weiteren Schritt wird dann ein weiteres Druckniveau bestimmt
und geprüft,
ob zu diesem weiteren Druckniveau ein erster p1 und zweiter Druckmesswert
p2 erfasst wurden. Ist das weitere Druckniveau beispielsweise das
zweite Druckniveau pE(2), so berechnet sich dieses aus dem ersten
Druckniveau pE(1) = 1790 bar minus der Schrittweite dp1 = 10 bar zu
pE(2) = 1780 bar. Exemplarisch ist ein achtes Druckniveau pE(8)
= 1720 bar eingezeichnet. Bei diesem Druckniveau pE(8) wurden ebenfalls
ein erster Druckmesswert p1 und ein zweiter Druckmesswert p2 detektiert.
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Das
Verfahren wird solange fortgesetzt bis nur noch ein oder kein Druckmesswert
mehr festgestellt wird. In der 2 ist exemplarisch
ein (n + 1)-tes Druckniveau pE(n + 1) mit nur noch einem einzigen
Druckmesswert p1 eingezeichnet. In diesem Fall werden vom vorherigen
Druckniveau pE(n) der erste Druckmesswert p1 und zweite Druckmesswert p2
zur Bestimmung des Einspritzendes SE verwendet. Das Einspritzende
SE wird aus dem Mittelwert des ersten p1 und zweiten Druckmesswert
p2 des n-ten Druckniveaus pE(n) berechnet. Ist beispielsweise beim
n-ten Druckniveau der erste Druckmesswert p1 durch das Wertepaar
pE = 1650 bar sowie Kurbelwellenwinkel Phi = 370 Grad und der zweite Druckmesswert
p2 durch das Wertepaar pE = 1650 bar und Phi = 380 Grad definiert,
so berechnet sich das Einspritzende SE zu pE = 1650 bar und Phi
= 375 Grad.
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Das
Verfahren lässt
sich wie in 3 dargestellt präzisieren.
Der 3 wurde das zuvor beschriebene Beispiel zu Grunde
gelegt, d. h. beim (n + 1)-ten Druckniveau pE(n + 1) wurde nur noch
ein einzelner Druckmesswert p1 festgestellt, d. h. das Einspritzende
muss stattgefunden haben. Ausgehend vom vorhergehenden Druckniveau,
hier pE(n), wird das Rekursionsverfahren entsprechend dem in 2 beschriebenen
weiteren Schritt mit einer geringeren Schrittweite dp2 wiederholt.
Für die
Darstellung in 3 wurde eine Schrittweite dp2
= 1 bar verwendet.
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Das
Verfahren ist folgendermaßen:
Beim
n-ten Druckniveau pE(n), beispielsweise pE(n) = 1660 bar, werden
ein erster Druckmesswert p1 und ein zweiter Druckmesswert p2 festgestellt.
Danach wird im weiteren Schritt das Druckniveau um die Schrittweite
dp2 auf 1649 bar verringert und erneut geprüft, ob ein erster p1 und zweiter
Druckmesswert p2 erfasst wurden. Dies ist in 3 der Fall.
Das Druckniveau wird so lange in 1-bar-Schritten verringert bis
bei einem Druckniveau von 1646 bar nur noch der Druckmesswert p1
detektiert wird, hier der Punkt A. Das Einspritzende SE berechnet
sich dann, ausgehend vom vorhergehenden Druckniveau 1647 bar, aus
dem Mittelwert des ersten Druckmesswerts p1 (1647 bar/376.2 Grad)
und zweiten Druckmesswerts p2 (1647 bar/377 Grad) mit dem Wertepaar Einspritzende
SE (1647 bar/376.6 Grad).
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Die 4 zeigt
ein Diagramm zur Bestimmung des repräsentativen virtuellen Einspritzbeginns SBvr.
Dargestellt ist der abfallende Ast des Einzelspeicher-Druckverlaufs
pE = f(Phi) während
einer Einspritzung. Diesem Diagramm sind die gleichen Roh-Messwerte
zu Grunde gelegt wie in 2 und in 3. Der repräsentative
virtuelle Einspritzbeginn SBvr wird aus einem ersten, zweiten und
dritten virtuellen Einspritzbeginn berechnet.
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Der
erste virtuelle Einspritzbeginn SBv1 wird anhand des Einspritzendes
SE sowie den im Messintervall MESS ermittelten ersten Druckmesswerten
p1 über
eine Regressions-Gerade RGE (durchgezogene Linie) berechnet. Der
erste virtuelle Einspritzbeginn SBv1 ergibt sich dann aus dem Schnittpunkt
der Isobaren zum maximalen Einzelspeicher-Druck pE(MAX) und der
Regressions-Geraden RGE. Der zweite virtuelle Einspritzbeginn SBv2
wird anhand des Einspritzendes SE sowie dem ersten Druckmesswert
p1 des ersten Druckniveaus pE(1) = 1790 bar über eine Gerade GE (strichpunktierte
Linie) bestimmt. Der zweite virtuelle Einspritzbeginn SBv2 ergibt
sich dann aus dem Schnittpunkt der Isobaren zum maximalen Einzelspeicher-Druck
pE(MAX) und der Geraden GE. Der dritte virtuelle Einspritzbeginn SBv3
wird anhand des Einspritzendes SE und den im Messintervall MESS
ermittelten ersten Druckmesswerten p1 über eine Parabel PAR (strichzweipunktierte
Linie) berechnet. Der dritte virtuelle Einspritzbeginn SBv3 ergibt
sich dann aus dem Schnittpunkt der Isobaren zum maximalen Einzelspeicher-Druck pE(MAX)
und der Parabel PAR. Der repräsentative virtuelle
Einspritzbeginn SBvr wird dann über
Mittelwert-Bildung der drei virtuellen Einspritzbeginne SBv1, SBv2
und SBv3 berechnet.
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Die
Festlegung des ersten, zweiten und dritten virtuellen Einspritzbeginns
kann auch über
andere mathematische Funktionen, z.B. eine kubische Funktion, erfolgen.
Selbstverständlich
kann auch die Anzahl der virtuellen Einspritzbeginne verändert werden.
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In 5 ist ein Ablaufplan für das Unterprogramm zur Berechnung
des Einspritzendes SE und des repräsentativen virtuellen Einspritzbeginns
SBvr dargestellt. Die 5 besteht aus
den Teilfiguren 5A und 5B. Die
Bezugszeichen S1 bis S5 entsprechen dem ersten Schritt. Die Bezugszeichen S6
bis S12 entsprechen dem weiteren Schritt.
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Bei
S1 in 5A werden die Einzelspeicher-Druckwerte
pE während
des Messintervalls MESS erfasst und abgespeichert, d. h. jeder Roh-Messwert
wird als Wertepaar eines Druckwerts pE und eines Kurbelwellenwinkels
Phi abgespeichert. Bei S2 wird, ausgehend vom maximalen Einzelspeicher-Druck
pE(MAX), ein erstes, geringeres Druckniveau pE(1) über Differenzbildung
mit der Schrittweite dp1 festgesetzt. Danach wird bei S3 geprüft, ob ein
erster Druckmesswert p1 sowie ein zweiter Druckmesswert p2 zum ersten
Druckniveau pE(1) erfasst wurden. Kann kein oder nur ein Druckmesswert
festgestellt werden, Abfrage S3: nein, dann liegt ein Fehler vor,
d. h. ein Diagnose-Eintrag wird vorgenommen und es wird eine Ersatzfunktion
aktiviert, S4.
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Werden
ein erster p1 und zweiter Druckmesswert p2 festgestellt, Abfrage
S3: ja, so wird bei S5 die Laufvariable n auf zwei gesetzt. Danach
wird ein weiteres Druckniveau berechnet, welches gegenüber dem
vorherigen um die Schrittweite dp1 reduziert ist, S6. Bei S7 wird
geprüft,
ob ein erster p1 sowie ein zweiter Druckmesswert p2 zum weiteren Druckniveau
erfasst wurden. Ist dies der Fall, Abfrage S7: ja, so wird bei S8
die Laufvariable n um eins erhöht
und zum Programmpunkt A verzweigt.
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Wird
bei S7 kein oder nur noch ein Druckmesswert detektiert, Abfrage
S7: nein, so wird bei S9 dieses Druckniveau abgespeichert. In 5A ist
dieses beispielhaft als (n + 1)-Druckniveau pE(n + 1) bezeichnet.
Bei S10 wird das vorherige Druckniveau pE(n) um eine Schrittweite
dp2, zum Beispiel 1 bar, verringert und bei S11 geprüft, ob bei
diesem Druckniveau ein erster p1 und zweiter Druckmesswert p2 vorliegen.
Ist dies der Fall, Abfrage S11: ja, so wird zum Programm-Punkt B
verzweigt und das Programm mit S10 fortgesetzt, d. h. das Druckniveau wird
erneut um die Schrittweite dp2 verringert. Wird bei S11 festgestellt,
dass nur noch ein oder kein Druckmesswert gefunden wurde, Abfrage S11:
nein, so wird bei S12 aus dem zuletzt festgestellten Druckniveau
mit zwei Druckmesswerten das Einspritzende SE berechnet. Hierbei
wird aus dem ersten p1 und zweiten Druckmesswert p2 der Mittelwert
MW berechnet. Das Einspritzende SE entspricht dann diesem Mittelwert
MW. Bei S13 wird zum Unterprogramm Berechnung des repräsentativen
virtuellen Einspritzbeginns SBvr verzweigt. Dieses ist in der 5B dargestellt.
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Dort
wird bei S1 ein erster virtueller Einspritzbeginn SBv1 anhand des
Einspritzendes SE sowie den im Messintervall MESS ermittelten ersten
Druckmesswerten p1 über
die Regressions-Gerade
RGE berechnet. Danach wird, ein zweiter virtueller Einspritzbeginn
SBv2 anhand des Einspritzendes SE sowie dem ersten Druckmesswert
p1 des ersten Druckniveaus pE(1), zum Beispiel 1790 bar, über die Gerade
GE berechnet, S2. Bei S3 wird ein dritter virtueller Einspritzbeginn
SBv3 anhand des Einspritzendes SE und den im Messintervall MESS
ermittelten ersten Druckmesswerten p1 über die Parabel PAR berechnet.
Der repräsentative
virtuelle Einspritzbeginn SBvr bestimmt sich dann aus dem Mittelwert
der drei virtuellen Einspritzbeginne SBv1, SBv2 und SBv3, S4. Danach
ist das Unterprogramm beendet und es wird zu S13 in der 5A und
in das Hauptprogramm zurückgekehrt,
bei dem der repräsentative virtuelle
Einspritzbeginn SBvr und das Spritzende SE als maßgeblich
für die
weitere Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine verwendet
werden.
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Bei
der Beschreibung des Verfahrens wurde von Rohwerten ausgegangen,
welche auf den Kurbelwellenwinkel Phi bezogen sind. Daher sind die Werte
des Einspritzendes SE und der repräsentative virtuelle Einspritzbeginn
SBvr ebenfalls auf den Kurbelwellenwinkel Phi bezogen. Als Alternative
können diese
Kenngrößen zeitbezogen
sein. In diesem Fall ist die Bezugnahme auf den Kurbelwellenwinkel
Phi in den Figuren als eine Bezugnahme auf die Zeit zu verstehen.
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In
der Figurenbeschreibung wurden die einzelnen Druckniveaus durch
einen festen Zahlenwert gekennzeichnet, beispielsweise das erste
Druckniveau pE(1) durch den Zahlenwert 1790 bar. Anstelle eines
festen Zahlenwerts kann das Druckniveau durch ein Toleranzband gekennzeichnet
sein. Der angegebene Zahlenwert entspricht dann der Bereichsmitte
des Toleranzbands, beispielsweise pE(1) = 1790 bar ± 5 bar.
Die Bezugnahme auf ein entsprechendes Druckniveau in der Figurenbeschreibung
ist daher auch als Bezugnahme auf ein Toleranzband zu verstehen.
Werden innerhalb des Toleranzbands mehrere erste Druckmesswerte
p1 ermittelt, so wird aus diesen ein repräsentativer erster Druckmesswert für dieses
Toleranzband bestimmt. Für
die zweiten Druckmesswerte gilt dieselbe Betrachtungsweise.
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Aus
der Beschreibung ergeben sich für
das erfindungsgemäße Verfahren
folgende Vorteile:
- – das berechnete Einspritzende
und der repräsentative
virtuelle Einspritzbeginn sind robust gegenüber Störgrößen, wodurch der Regelkreis
zur Regelung des Einspritzbeginns und Einspritzendes stabilisiert
wird;
- – eine
zylinderindividuelle Diagnosewert-Aussage und Regelung ist möglich;
- – die
hydraulischen Eigenschaften des Einspritzsystems im Bereich der
Einspritzung sind präziser;
- – der
messtechnische Aufwand während
der Entwicklungsphase der Brennkraftmaschine wird verringert.
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Niederdruck-Pumpe
- 3
- Kraftstofftank
- 4
- Saugdrossel
- 5
- Hochdruck-Pumpe
- 6
- Rail
- 7
- Einzelspeicher
- 8
- Injektor
- 9
- elektronisches
Steuergerät
(ADEC)
- 10
- Rail-Drucksensor