DE102006015968B3 - Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102006015968B3
DE102006015968B3 DE200610015968 DE102006015968A DE102006015968B3 DE 102006015968 B3 DE102006015968 B3 DE 102006015968B3 DE 200610015968 DE200610015968 DE 200610015968 DE 102006015968 A DE102006015968 A DE 102006015968A DE 102006015968 B3 DE102006015968 B3 DE 102006015968B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
internal combustion
combustion engine
injection
injection system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200610015968
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Böhnig
Christian Zimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE200610015968 priority Critical patent/DE102006015968B3/de
Priority to FR0701872A priority patent/FR2899643A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of DE102006015968B3 publication Critical patent/DE102006015968B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402Adaptive control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2438Active learning methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • F02D41/2467Characteristics of actuators for injectors
    • F02D41/247Behaviour for small quantities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1422Variable gain or coefficients
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1432Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Adaptionsverfahren einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine. Dieses Adaptionsverfahren steuert zunächst das Einspritzen einer bestimmten Kraftstoffmenge an und wertet nachfolgend die Körperschallsignale der Verbrennung dieser eingespritzten Kraftstoffmenge aus. Aus den Körperschallsignalen wird ein Signalenergiewert ermittelt, dessen Änderung bei Vorgabe unterschiedlich großer eingespritzter Kraftstoffmengen die Grundlage liefert, um eine minimale eingespritzte Kraftstoffmenge festzustellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adaptionsverfahren und eine entsprechende Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine.
  • Die Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, die häufig auch als Injektor bezeichnet wird, wird durch bestimmte Ansteuergrößen über die Motorsteuerung der Brennkraftmaschine angesteuert. Zu diesen Ansteuergrößen zählen beispielsweise eine Ansteuerzeit und/oder ein Ansteuersignal, die für sich genommen oder in Kombination die Größe einer Einspritzmenge in einen Zylinder der Brennkraftmaschine festlegen.
  • Bei verschiedenen Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen wurde allgemein eine Drift festgestellt, die zu einer Abweichung zwischen einer vorgegebenen Ansteuergröße und der dieser Ansteuergröße zugeordneten Kraftstoffmenge führt. Ein Grund für eine derartige Drift könnte beispielsweise die Alterung der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine sein. Es ist jedoch erforderlich, dass die minimale Ansteuergröße bekannt ist, so dass über eine Einspritzdüse oder den Injektor eine minimale Kraftstoffmenge einspritzbar ist, bei der eine Verbrennung stattfindet.
  • Die Verbrennung der eingespritzten Kraftstoffmenge erzeugt Schwingungen am Motorblock der Brennkraftmaschine, die als Körperschallsignale erfassbar und auswertbar sind. Körperschallsignale werden beispielsweise mit einem Beschleunigungssensor erfasst, und die aus den Körperschallsignalen bestimmbare Signalenergie wird innerhalb eines festgelegten Zeitfensters während des Betriebs der Brennkraftmaschine ausgewertet.
  • In diesem Zusammenhang wird die Signalenergie als ein Maß für die eingespritzte Kraftstoffmenge herangezogen. Die Signalenergie dient ebenfalls dazu, die minimale Ansteuerzeit der Einspritzanlage festzustellen, bei der eine minimale Kraftstoffmenge in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Ergebnisse dieses aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens sind beispielgebend in 1 dargestellt. 1 zeigt auf der X-Achse die eingespritzte Kraftstoffmenge und auf der Y-Achse die aus der Verbrennung der eingespritzten Kraftstoffmenge bestimmte Signalenergie basierend auf den erfassten Körperschallsignalen. Die drei dargestellten Kurven zeigen ein schrittweises Erhöhen der eingespritzten Kraftstoffmenge und einen unterschiedlich starken Anstieg der Signalenergie in Abhängigkeit von der eingespritzten Kraftstoffmenge. Einspritzanlagen werden gewöhnlich über Kennfelder angesteuert. Diese enthalten beispielsweise eine Matrix, in der bestimmte Ansteuergrößen der Einspritzanlage abgelegt und entsprechenden Einspritzmengen zugeordnet sind. Auf der Grundlage eines solchen Kennfelds ist es daher gleichbedeutend, ob eine Ansteuergröße oder eine Einspritzmenge vorgegeben ist, um eine Einspritzung anzusteuern. In 1 wurde auf der x-Achse die Einspritzmasse gewählt, die wegen des Kennfelds auch gegen die Ansteuerzeit austauschbar ist.
  • Solche Lösungen, basierend auf dem Vergleich von Körperschallsignalenergiewerten mit einem Schwellwert, sind beispielsweise aus der Druckschrift DE 196 12 179 C1 bekannt.
  • Zum Erkennen einer minimalen Kraftstoffmenge, bei der eine Verbrennung im Zylinder der Brennkraftmaschine stattfindet, wurde bisher der Absolutwert der Signalenergie mit einem definierten Schwellenwert SW verglichen. Liefern die Messkurven einen Schnittpunkt mit der horizontalen Linie des Schwellenwerts SW, identifiziert dies die jeweils minimale Kraftstoffmenge der Einspritzanlage. Beim Vergleich der Signalenergie mit einem Schwellenwert SW besteht das Hauptproblem in der Definition eines geeigneten Schwellenwerts. Das absolute Ni veau des Signalenergiewerts hängt signifikant vom momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ab. Weiterhin ist es stochastischen Schwankungen unterworfen, wie man in 1 erkennen kann. Hinzu kommen noch Schwankungen von Motor zu Motor und eine Drift über die gesamte Lebenszeit einer Einspritzdüse oder allgemein Einspritzanlage. Diese Schwankungen erschweren eine Adaption der Einspritzanlage, was wiederum das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine negativ beeinflusst.
  • Aus der DE 199 45 618 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei wird in bestimmten Betriebszuständen die Mindestansteuerdauer ermittelt, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird. Ausgehend von einem Startwert wird die Ansteuerdauer erhöht oder verringert. Die Ansteuerdauer, bei der eine Änderung eines Signals auftritt, wird als Mindestansteuerdauer gespeichert. Als Signal wird eine die Drehungsgleichförmigkeit charakterisierende Größe, ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangssignal einer Ionenstromsonde verwendet.
  • Ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung sind auch aus der DE 39 29 474 A1 bekannt. In bestimmten Betriebszuständen wird durch ein Steuergerät die Dauer der Ansteuerimpulse für ein die einzuspritzende Kraftstoffmenge bestimmendes Magnetventil ermittelt, bei der gerade eine Voreinspritzung einsetzt. Ausgehend von der Dauer der Ansteuerimpulse werden Abgleichsignale für Ansteuerimpulse, die eine Voreinspritzung bewirken, gebildet und abgespeichert.
  • Auch die DE 43 12 587 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems. Bei diesem System wird in bestimmten Betriebszuständen die Totzeit des Kraftstoffeinspritzsystems ermittelt. Zur Bestimmung der Totzeit wird die Ansteuerdauer der Voreinspritzung mit definierter Frequenz und Amplitude zeitlich moduliert und ausgehend von einem kleinen Wert, bei dem keine Voreinspritzung erfolgt, erhöht, bis anhand des Ausgangssignals eines Sensors eine erfolgte Voreinspritzung erkannt wird.
  • Gemäß einem in der DE 198 09 173 A1 beschriebenen Verfahren und einer entsprechenden Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung werden in bestimmten Betriebszuständen Abgleichwerte unter Verwendung eines HC-Sensors ermittelt. Damit soll in einfacher Weise eine genaue Kraftstoffzumessung ermöglicht werden.
  • Schließlich ist aus der EP 1 526 267 A2 ein Verfahren zur Driftkompensation eines Injektors für die direkte Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine sowie eine entsprechende Vorrichtung bekannt. Dabei unterteilt eine Steuereinrichtung den gesamten Wertebereich eines Betriebsparameters in diskrete Abschnitte. Anschließend wird für jeden Abschnitt bei wenigstens einem Betriebspunkt ein von dem Betriebsparameter abhängiger Korrekturwert bestimmt und gelernt. Dieser Wert wird dann zusammen mit seinem korrespondierenden Betriebspunkt gespeichert. Auf diese Weise soll eine genauere Bestimmung des Korrekturwerts möglich sein, da beispielsweise auch zwischen zwei Betriebspunkten interpoliert werden kann.
  • Den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist der Nachteil gemein, dass sie nicht immer die erforderliche hohe Genauigkeit erreichen. Insbesondere wird die Genauigkeit durch den Einfluss von Störgrößen verringert.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Adaptionsverfahren einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, mit dem mit höherer Genauigkeit im Vergleich zum Stand der Technik und unter Minimierung des Einflusses von Störgrößen die Ansteuergröße der Einspritzanlage an eine eingespritzte minimale Kraftstoffmenge anpassbar ist.
  • Die obige Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentanspruche 1 oder 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen und Zeichnungen hervor.
  • Die vorliegende Erfindung offenbart ein Adaptionsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Schritte aufweist: a) Vorgeben unterschiedlich großer Ansteuergrößen der Einspritzanlage und entsprechendes Einspritzen von Kraftstoffmengen unterschiedlicher Größe innerhalb von mindestens zwei aufeinander folgenden Einspritzzyklen eines Zylinders der Brennkraftmaschine, b) Erfassen einer Verbrennungsenergie in Form von Signalenergiewerten der jeweils eingespritzten Kraftstoffmenge und Bestimmen eines Gradienten der Signalenergiewerte zwischen den mindestens zwei aufeinander folgenden Zyklen und c) Vergleichen des Gradienten mit einem Schwellenwert, so dass mit einem Überschreiten des Schwellenwerts einer minimalen eingespritzten Kraftstoffmenge eine minimale Ansteuergröße der Einspritzanlage zuordenbar ist.
  • Dabei wird der Schwellenwert des Gradienten in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine definiert, so dass ein Einfluss von Störgrößen minimal ist.
  • Das vorliegende Verfahren spritzt gezielt Kleinstmengen Kraftstoff unterschiedlicher Größe bei aufeinander folgenden Einspritzzyklen eines Zylinders der Brennkraftmaschine ein. Um festzustellen, ob tatsächlich eine minimale Kraftstoffmenge eingespritzt worden ist, wird in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine ein Betriebsfenster definiert, innerhalb dessen die Verbrennung der eingespritzten Kraftstoffmenge stattfinden wird. Innerhalb dieses Betriebsfensters wird dann die Energie dieser Verbrennung aus erfassten Körperschallsignalen bestimmt. Diese Energiewerte, die auch als Signalenergiewerte bezeichnet werden, charakterisieren die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge der entsprechenden Ansteuergröße der Einspritzanlage. Da die in aufeinander folgenden Einspritzzyklen des Zylinders der Brennkraftmaschine eingebrachten Kraftstoffmengen beispielsweise schrittweise erhöht werden, ist ein Gradient zwischen den aufeinander folgenden Signalenergiewerten bestimmbar. Überschreitet dieser Gradient einen bestimmten Schwellenwert, ist auf diese Weise erkennbar, dass tatsächlich eine Kraftstoffmenge eingespritzt worden ist, die auch im nachfolgenden Arbeitstakt der Brennkraftmaschine verbrannt worden ist. Somit ist mit Hilfe des Überschreitens des Schwellenwerts einer minimalen Kraftstoffmenge zur Verbrennung auch eine minimale Ansteuergröße der Einspritzanlage zuordenbar.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Ansteuerzeit der Einspritzanlage als Ansteuergröße vorgegeben. Zudem erfolgt ein Vorgeben einer ersten Ansteuerzeit, bei der mit hoher Wahrscheinlichkeit kein Kraftstoff eingespritzt wird, und ein schrittweises Vergrößern der Ansteuerzeit in aufeinander folgenden Einspritzzyklen des Zylinders der Brennkraftmaschine bis zu einer letzten Ansteuerzeit, bei der mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Kraftstoffmenge eingespritzt und nachfolgend verbrannt wird.
  • Durch die obigen Schritte wird der Ansteuerbereich der Einspritzanlage schrittweise abgefahren und überprüft, ob eine zu einer Verbrennung führende minimale Kraftstoffmenge in den Zylindern der Brennkraftmaschine eingespritzt worden ist. Sobald eine derartige minimale Kraftstoffmenge eingespritzt worden ist, führt dies zu Signalenergiewerten, die im Vergleich zu Signalenergiewerten ohne Verbrennung höher liegen. Ist dieser Unterschied zwischen benachbarten Signalenergiewerten ausreichend groß, ist ein Gradient berechenbar, der den oben genannten Schwellenwert überschreitet und auf diese Weise eine eingespritzte minimale Kraftstoffmenge und die zugehörige Ansteuerzeit oder allgemein Ansteuergröße identifiziert.
  • Da die Signalenergiewerte bevorzugt als Körperschallsignale mit Hilfe eines Klopfsensors oder Beschleunigungssensors erfasst werden, überlagern im Bereich der Brennkraftmaschine auftretende Geräusche die tatsächlich interessierenden Körperschallsignale. Da jedoch in grober Näherung bekannt ist, welche Störsignale in welchem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine auftreten, wie beispielsweise Ventilgeräusche, wird der Schwellenwert in Abhängigkeit vom vorliegenden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine festgelegt. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Einfluss von störenden Geräuschen bei der Auswertung der erfassten Körperschallsignale zu reduzieren.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Auswertung von Signalenergiewerten zur Bestimmung einer minimalen Einspritzmenge,
  • 2 ein schematisches Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Adaptionsverfahrens der vorliegenden Erfindung, und
  • 3 eine beispielgebende graphische Darstellung des Gradienten in Abhängigkeit von der eingespritzten Kraftstoffmenge.
  • Die Ansteuergröße der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine bestimmt die Größe der eingespritzten Kraftstoffmenge. Unter Ansteuergröße versteht man beispielsweise eine Ansteuerzeit oder ein elektrisches Ansteuersignal der Einspritzanlage. Aufgrund einer Drift oder Alterung der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine stellen sich Veränderungen ein, so dass bestimmte Ansteuerzeiten nicht mehr zu der erwarteten Einspritzmenge im Zylinder der Brennkraftmaschine führen. Daher ist es erforderlich, die minimale Ansteuergröße oder Ansteuerzeit an die eingespritzte minimale Kraftstoffmenge neu anzupassen. Dies gewährleistet ein niedriges Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine durch eine effektive Einspritzsteuerung.
  • Um die minimale Ansteuergröße und die zugehörige minimale Kraftstoffmenge zu ermitteln, werden für den selben Zylinder der Brennkraftmaschine in aufeinander folgenden Einspritzzyklen unterschiedlich große Ansteuerzeiten vorgegeben. In Abhängigkeit von der vorgegebenen Ansteuerzeit wird keine oder eine Einspritzmenge dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt. Ob tatsächlich eine Einspritzmenge dem Zylinder zugeführt worden ist, hängt davon ab, ob die Ansteuerzeit ausreichend groß ist, um die Düsennadel des Injektors bzw. der Einspritzanlage soweit zu öffnen, dass tatsächlich Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird. Da die Ansteuerzeit im Rahmen des Adaptionsverfahrens jedoch sukzessive erhöht wird, wird irgendwann mit zunehmender Ansteuerzeit eine minimale Kraftstoffmenge in den Zylinder eingespritzt. In diesem Zusammenhang sollte man beachten, dass die Ansteuerung von Einspritzanlagen vorzugsweise über ein Kennfeld durchgeführt wird. Dieses Kennfeld enthält eine Aufstellung einzuspritzender Kraftstoffmengen, denen eine Ansteuergröße, beispielsweise die Ansteuerzeit, der Einspritzanlage zugeordnet ist. Bei Ansteuerung der Einspritzanlage über dieses Kennfeld ist daher die Vorgabe einer Kraftstoffmenge gleichbedeutend mit der Vorgabe einer Ansteuerzeit, die die tatsächlich steuernde Größe der Einspritzanlage darstellt.
  • Die Einspritzung zur Ermittlung der minimalen Kraftstoffmenge und minimalen Ansteuerzeit erfolgt bevorzugt in jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Sie wird in Form einer nominalen Einspritzung realisiert, die bei mehrfacher Einspritzung beispielsweise eine erste oder zweite Voreinspritzung bildet.
  • Um festzustellen, ob eine Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der vorgegebenen Ansteuerzeit eingespritzt worden ist, wird der Zeitraum überwacht, an dem eine Verbrennung dieser Kraftstoffmenge stattfinden würde. Dieser Zeitraum ist über einen bestimmten Bereich des Kurbelwellenwinkels der Brennkraftmaschine bestimmbar. Daher wird in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine ein Betriebsfenster definiert, so dass innerhalb dieses Betriebsfensters im Wesentlichen nur die Verbrennung der obigen Kraftstoffmenge erfasst wird.
  • Innerhalb dieses Betriebsfensters werden die Körperschallsignale der eingespritzten Kraftstoffmenge vorzugsweise mit Hilfe eines Klopfsensors oder Beschleunigungssensors erfasst. Der auf dem piezoelektrischen Prinzip basierende Beschleunigungssensors ist am Motorblock angeordnet und überwacht einen oder mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine. Aus den erfassten Körperschallsignalen ist die Energie bestimmbar, die durch die Verbrennung der obigen eingespritzten Kraftstoffmenge umgewandelt worden ist. Die aus den Körperschallsignalen ermittelten Energiewerte werden als Signalenergiewerte bezeichnet. Anhand dieser Vorgehensweise erkennt man, dass die Größe und Anordnung des Betriebsfensters von Bedeutung ist, da bei einer fehlerhaften Anordnung ebenfalls Signalenergiewerte beispielsweise der Verbrennung der Haupteinspritzung ermittelt werden würden. Dies würde das Messergebnis verfälschen, so dass Fehler bei der Identifikation der minimalen Einspritzmenge bzw. Ansteuerzeit auftreten könnten.
  • Die Signalenergiewerte erhält man aus dem Rohsignalen des Klopfsensors oder Beschleunigungssensors entsprechend dem oberen Teil des Flussdiagramms in 2. Die Rohsignale des Sensors entsprechen beispielsweise elektrischen Spannungen eines Piezosensors, die durch Vibrationen am Motorblock erzeugt werden. Die Rohsignale werden zunächst mit Hilfe des Antialiasing-Filters 1 und des Gains 2 verstärkt. Nachfolgend werden durch den Bandpassfilter 3 Frequenzen aus dem Rohsignal herausgefiltert, die die Auswertung der Verbrennungssignale störend beeinflussen. Zu diesen Signalen gehören Geräusche mechanischer Komponenten der Brennkraftmaschine, wie Ventilgeräusche oder ähnliche. In den folgenden beiden Schritten erfolgt eine Gleichrichtung 4 des Signals und eine Integration 5 über die vorliegenden Frequenzen, so dass man den Signalenergiewert aus den gemessenen Körperschallsignalen erhält.
  • Die Messung der Signalenergiewerte wird in aufeinander folgenden Arbeitszyklen desselben Zylinders der Brennkraftmaschine wiederholt, während die Ansteuerzeit oder allgemein die Ansteuergröße der Einspritzanlage in diskreten Schritten bevorzugt linear erhöht wird. Die aus diesen Messungen resultierenden Signalenergiewerte werden gespeichert und vorzugsweise in einer Kurve in Abhängigkeit von der genutzten Ansteuergröße oder der Einspritzmenge bei Kennfeldansteuerung dargestellt.
  • Die aus den Signalenergiewerten entstehende Kurve wird bevorzugt mit einem Moving-Average-Filter 6 gefiltert (vgl. 2). Dies erzeugt eine Glättung der aus den Messpunkten gebildeten Kurve, so dass eventuelle Ausreißer nicht zu einer Verfälschung des zu berechnenden Gradienten führen. Zu diesem Zweck ist die Ordnung des Moving-Average-Filters entsprechend den Anforderungen der Messung anpassbar. Nachfolgend wird der Gradient der gefilterten Kurve im Gradientbilder 7 erzeugt.
  • Der bestimmte Gradient der Signalenergiewerte ist in 3 exemplarisch in Abhängigkeit von der mit der zweiten Voreinspritzung eingespritzten Kraftstoffmenge in mg aufgetragen. Die angegebene Kraftstoffmenge könnte auch als Ansteuerzeit dargestellt sein, wie oben im Zusammenhang mit der Kennfeldsteuerung der Einspritzanlage beschrieben ist. Übersteigt der Gradient einen bestimmten Schwellenwert SW – vgl. die in 3 dargestellte und mit SW bezeichnete horizontale Linie – so wird die zu diesem Körperschallsignalenergiewert gehörige Kraftstoffmenge als minimale Kraftstoffmenge bzw. als minimale Ansteuerzeit für eine verbrennende Voreinspritzung erkannt und nachfolgend definiert. Der Schritt des Vergleichens mit dem vorbestimmten Schwellenwert SW erfolgt im Komparator 8.
  • Der Schwellenwert SW für den berechneten Gradienten ist in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, dem Motormoment und dem momentan betrachteten Zylinder der Brennkraftmaschine, also allgemein in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, definiert. In Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine treten nämlich unterschiedliche Störgeräusche im Bereich jedes einzelnen Zylinders der Brennkraftmaschine auf, die die erfassten Körperschallsignale der Verbrennung überlagern. Unterschiedliche Betriebspunkte der Brennkraftmaschine sind durch spezifische Störgeräusche charakterisiert, so dass der Schwellenwert SW für unterschiedliche Betriebspunkte der Brennkraftmaschine auch unterschiedliche Werte annimmt. Zur passenden Einstellung des Schwellenwerts SW werden daher Betriebspunkt charakterisierende Größen, wie beispielsweise die Motordrehzahl, das Motormoment, erfasst und zur Einstellung des Schwellenwerts SW weitergeleitet.
  • Die Betrachtung eines Gradienten erfolgt nur in einem bestimmten Intervall von Voreinspritzmengen bzw. Ansteuerzeiten. Die untere Grenze des Intervalls ergibt sich aus einem Wert, bei dem mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit keine Einspritzung einer Kraftstoffmenge stattfindet. Die zu dieser Kraftstoffmenge gehörende Ansteuerzeit der Düse ist zu kurz, um die Düsennadel zu öffnen und Kraftstoff einzuspritzen. Danach erfolgt von Einspritzzyklus zu Einspritzzyklus desselben Zylinders ein schrittweises Vergrößern der Ansteuerzeit bzw. der Einspritzmenge. Die obere Grenze der Ansteuerzeit bzw. Einspritzmenge liegt bei einem Wert, bei dem mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit eine Einspritzung einer Kraftstoffmenge und auch eine Verbrennung derselben stattfindet. Der Abstand der oberen und unteren Grenze des abgetasteten Intervalls an Steuerzeit bzw. der Einspritzmenge von dem Erwartungswert der minimalen Einspritzmenge wird so groß gewählt, dass eine entsprechende Moving-Average-Filterung möglich ist.
  • Da nun nicht mehr wie im Stand der Technik der absolute Signalenergiewert mit einem Schwellenwert SW verglichen wird (vgl. 1), sondern dessen Gradient, erfolgt die Bewertung der ausgewerteten Körperschallsignale unabhängig von absoluten Niveaus. Auf diese Weise werden Schwankungen jeglicher Art wesentlich einfacher und effektiver berücksichtigt.

Claims (6)

  1. Adaptionsverfahren einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Schritte aufweist: a. Vorgeben unterschiedlich großer Ansteuergrößen der Einspritzanlage und entsprechendes Einspritzen von Kraftstoffmengen unterschiedlicher Größe innerhalb von mindestens zwei aufeinander folgenden Einspritzzyklen eines Zylinders der Brennkraftmaschine, b. Erfassen einer Verbrennungsenergie in Form von Signalenergiewerten der jeweils eingespritzten verbrannten Kraftstoffmenge und Bestimmen eines Gradienten der Signalenergiewerte zwischen den mindestens zwei aufeinander folgenden Zyklen und c. Vergleichen des Gradienten mit einem Schwellenwert, so dass mit einem Überschreiten des Schwellenwerts einer minimalen eingespritzten Kraftstoffmenge eine minimale Ansteuergröße der Einspritzanlage zuordenbar ist, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine definiert wird, so dass Einfluss von Störgrößen minimal ist.
  2. Adaptionsverfahren nach Anspruch 1, mit den weiteren Schritten: Vorgeben einer Ansteuerzeit der Einspritzanlage als Ansteuergröße und Vorgeben einer ersten Ansteuerzeit, bei der mit hoher Wahrscheinlichkeit kein Kraftstoff eingespritzt wird, und schrittweise Vergrößern der Ansteuerzeit bis zu einer letzten Ansteuerzeit, bei der mit hoher Wahr scheinlichkeit eine Kraftstoffmenge eingespritzt und nachfolgend verbrannt wird.
  3. Adaptionsverfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Signalenergiewerte Körperschallsignale sind und vorzugsweise mit dem weiteren Schritt, Erfassen der Körperschallsignale, mit einem Klopfsensor oder einem Beschleunigungssensor.
  4. Adaptionsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: Identifizieren des Betriebszustands der Brennkraftmaschine durch Erfassen einer Motordrehzahl und/oder eines Motormoments und/oder des Zylinders, in dem die Verbrennung ausgewertet wird.
  5. Adaptionsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: Filtern der Signalenergiewerte mit einem Moving-Average-Filter (6) zum Glätten einer aus den Signalenergiewerten gebildeten Kurve vor dem Bilden des Gradienten.
  6. Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Einheiten aufweist: a. Steuerung (ECU) zum Vorgeben unterschiedlich großer Ansteuergrößen der Einspritzanlage und entsprechendem Einspritzen von Kraftstoffmengen unterschiedlicher Größe innerhalb von mindestens zwei aufeinander folgenden Einspritzzyklen eines Zylinders der Brennkraftmaschine, b. Sensor zum Erfassen einer Verbrennungsenergie in Form von Signalenergiewerten der jeweils eingespritzten verbrannten Kraftstoffmenge und c. Gradientenbilder (7) zum Bestimmen eines Gradienten der Signalenergiewerte zwischen den mindestens zwei aufeinander folgenden Zyklen und d. Komparator (8) zum Vergleichen des Gradienten mit einem Schwellenwert, so dass mit einem Überschreiten des Schwellenwerts einer minimalen eingespritzten Kraftstoffmenge eine minimale Ansteuergröße der Einspritzanlage zuordenbar ist, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine definiert ist, so dass der Einfluss von Störgrößen minimal ist.
DE200610015968 2006-04-05 2006-04-05 Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE102006015968B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610015968 DE102006015968B3 (de) 2006-04-05 2006-04-05 Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine
FR0701872A FR2899643A1 (fr) 2006-04-05 2007-03-15 Procede d'adaptation et dispositif d'adaptation d'un dispositif d'injection d'un moteur a combustion interne

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610015968 DE102006015968B3 (de) 2006-04-05 2006-04-05 Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006015968B3 true DE102006015968B3 (de) 2007-11-08

Family

ID=38535300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610015968 Expired - Fee Related DE102006015968B3 (de) 2006-04-05 2006-04-05 Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006015968B3 (de)
FR (1) FR2899643A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013205504A1 (de) * 2013-03-27 2014-10-02 Continental Automotive Gmbh Bestimmung der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors
EP2947301A4 (de) * 2013-01-18 2016-09-07 Hitachi Automotive Systems Ltd Steuerungsvorrichtung und steuerungsverfahren eines motors

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3929747A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zum steuern der kraftstoffeinspritzung
DE4312587A1 (de) * 1993-04-17 1994-10-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE19612179C1 (de) * 1996-03-27 1997-08-14 Siemens Ag Verfahren zum Regeln des Verbrennungsvorganges einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
DE19809173A1 (de) * 1998-03-04 1999-09-09 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
DE19945618A1 (de) * 1999-09-23 2001-03-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine
EP1526267A2 (de) * 2003-10-21 2005-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Driftkompensation eines Injektors für die direkte Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine sowie Vorrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3929747A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zum steuern der kraftstoffeinspritzung
DE4312587A1 (de) * 1993-04-17 1994-10-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE19612179C1 (de) * 1996-03-27 1997-08-14 Siemens Ag Verfahren zum Regeln des Verbrennungsvorganges einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
DE19809173A1 (de) * 1998-03-04 1999-09-09 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
DE19945618A1 (de) * 1999-09-23 2001-03-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine
EP1526267A2 (de) * 2003-10-21 2005-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Driftkompensation eines Injektors für die direkte Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine sowie Vorrichtung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2947301A4 (de) * 2013-01-18 2016-09-07 Hitachi Automotive Systems Ltd Steuerungsvorrichtung und steuerungsverfahren eines motors
US10012160B2 (en) 2013-01-18 2018-07-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device and control method of engine
DE102013205504A1 (de) * 2013-03-27 2014-10-02 Continental Automotive Gmbh Bestimmung der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors
CN105189995A (zh) * 2013-03-27 2015-12-23 大陆汽车有限公司 燃料喷射器的打开能量的确定
DE102013205504B4 (de) 2013-03-27 2019-02-07 Continental Automotive Gmbh Bestimmung der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors
US10859024B2 (en) 2013-03-27 2020-12-08 Vitesco Technologies GmbH Determining the opening energy of a fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
FR2899643A1 (fr) 2007-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19749817B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des Spritzbeginns
DE102005039757A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE3111135A1 (de) Verfahren zum regeln der verbrennung in den brennraeumen einer brennkraftmaschine
DE102008040626A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmasse einer Einzeleinspritzung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19726757B4 (de) Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer mit mehreren Brennräumen versehenen Brennkraftmaschine
DE102012218176A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102006007365B3 (de) Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE102006043326A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE60016612T2 (de) Verfahren zur krafstoffdruckmessung im brennstoffverteiler einer brennkraftmaschine
DE102007024823B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine
DE102005059909B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
EP2496814A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum überwachen eines hochdruckkraftstoffsystems
DE102005059908A1 (de) Verfahren zur Dosierung von Kraftstoff in Brennräume eines Verbrennungsmotors
DE102004006554B3 (de) Verfahren zur Zylindergleichstellung bezüglich der Kraftstoff-Einspritzmengen bei einer Brennkraftmaschine
DE102008006327A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE60302636T2 (de) Dieselmotor mit Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
DE102014102324A1 (de) Verfahren zum Erkennen einer klopfenden Verbrennung einer Brennkraftmaschine
DE102007063102B4 (de) Verfahren zur Erfassung eines periodisch pulsierenden Betriebsparameters
DE10343069B4 (de) Verfahren zur Quantifizierung einer Voreinspritzung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
DE102005026054A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit einer Ventilhub-Verstelleinrichtung einer Brennkraftmaschine in einer Kaltstartphase
DE102006015968B3 (de) Adaptionsverfahren und Adaptionsvorrichtung einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine
EP1178202B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine
EP2019195B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge
DE10028885B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine auftretenden Brennraumdrucks
EP3631398B1 (de) Verfahren zur überwachung eines zylinderdrucksensors

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee