DE102006048227B4

DE102006048227B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Betriebscharakteristik eines Einspritzsystems sowie ein entsprechend ausgerüsteter Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102006048227B4
Application number: DE102006048227A
Authority: DE
Inventors: Uwe Jung; Hans-Peter Dr. Rabl; Janos Radeczky
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2026-10-12
Also published as: US8104279B2; KR101414698B1; KR20090079928A; US20100101544A1; WO2008043784A1; CN101553653B; DE102006048227A1; CN101553653A

Abstract

Verfahren zur Ermittlung einer Betriebscharakteristik eines Einspritzsystems (30) eines Verbrennungsmotors (1), wobei der Verbrennungsmotor (1) einen Turbolader (40) umfasst;
umfassend die Verfahrensschritte:
A) Vornehmen einer Testeinspritzung von Kraftstoff in einen Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors (1) mittels des Einspritzsystems (30);
B) Ermitteln eines Betriebsparameters des Turboladers (40);
C) Ermitteln einer Betriebscharakteristik des Einspritzsystems (30) anhand des ermittelten Betriebsparameters des Turboladers (40).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Betriebscharakteristik eines Einspritzsystems sowie ein entsprechend ausgerüsteter Verbrennungsmotor.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Betriebscharakteristik eines Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13 sowie einen entsprechend ausgerüsteten Verbrennungsmotor nach Anspruch 25.
Zur stetigen Überwachung von Brennkraftmaschinen sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Verfahren bekannt. So offenbaren beispielsweise die DE 195 41 774 A1 sowie die DE 199 27 901 A1 Verfahren, mit deren Hilfe Leckagen bzw. Fehler in der Kraftstoffzufuhr von Brennkraftmaschinen erkannt werden können.
Zudem zeigt die EP 1 576 270 B1 eine Möglichkeit, die Funktionsfähigkeit eines Abgaskatalysators zu überwachen.
In modernen Verbrennungsmotoren ist die präzise Erzielung einer vorgesehenen Einspritzmenge von Kraftstoff wichtig, um möglichst gute Abgaswerte zu erhalten. Bei Mehrzylindermotoren wird zudem angestrebt, dass in alle Zylinder möglichst gleichviel Kraftstoff eingespritzt wird, m einen möglichst ruhigen, gleichmäßigen Motorenbetrieb zu erzielen. Dabei soll das der eingespritzten Kraftstoffmenge zugrunde liegende Einspritzmuster gleichartig sein, d. h. die gleiche Anzahl von Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen je Zylinder. Besteht beispielsweise das Einspritzmuster für jeden Zylinder aus einer einzigen Haupteinspritzung pro Arbeitsspiel, so wird angestrebt, für einen vorgegebenen Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors nicht nur die relativen Einspritzzeitpunkte (ein Einspritzzeitpunkt wird normalerweise in Abhängigkeit der Kurbelwinkelposition des Kolbens angegeben), sondern auch die Einspritzmengen pro Einspritzung für alle Zylinder gleich zu halten.
Die Erzielung einer vorgegebenen Einspritzmenge wird durch Fertigungstoleranzen einzelner Bauteile und Steuerungen des Einspritzsystems erschwert. Insbesondere können Injektoren Fertigungstoleranzen aufweisen, welche selbst unter identischen Betriebsparametern und Umgebungsbedingungen unterschiedliche Einspritzmengen zur Folge haben. Zudem verändern die Bauteile, wiederum sind hierbei insbesondere die Injektoren zu nennen, im Laufe ihrer Lebensdauer ihre Betriebscharakteristiken und damit die effektiv erzielten Einspritzmengen, falls keine Gegenmaßnahmen getroffen werden. Die Veränderung der Betriebscharakteristik eines Bauteils im Laufe seiner Lebensdauer wird auch Drift genannt.
Um der Problematik der Fertigungstoleranzen und der Drift zu begegnen, beispielsweise um identische Einspritzmuster für alle Zylinder zu erzielen, ist es wünschenswert, die Einspritzparameter der Injektoren für die einzelnen Zylinder individuell anzupassen. Dazu müssen jedoch Informationen über die momentane Betriebscharakteristik des jeweiligen Injektors bekannt sein. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betriebscharakteristik einer Einspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen 1, 13 und 25 definierten Lehren gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
An einem Verbrennungsmotor, der ein Einspritzsystem und einen Turbolader umfasst, wird mittels des Einspritzsystems eine Testeinspritzung von Kraftstoff in einen Zylinder des Verbrennungsmotors vorgenommen. Ein Betriebsparameter des Turboladers wird ermittelt. Anhand des ermittelten Betriebs parameters des Turboladers wird eine Betriebscharakteristik des Einspritzsystems ermittelt.
Aufgrund der Testeinspritzung ändert sich der Energiegehalt der Abgase, welche den Turbolader antreiben insbesondere die Temperatur und die Ausströmgeschwindigkeit aus dem Zylinder. Der veränderte Energiegehalt schlägt sich in veränderten Betriebsparametern des Turboladers nieder. So werden sich normalerweise aufgrund der Testeinspritzung Betriebsparameter wie beispielsweise die Temperatur oder Rotationsparameter des Turboladers ändern. Unter den Begriff Rotationsparameter fallen insbesondere die Drehzahl, der Drehimpuls und das Drehmoment des Turboladers. Die Änderung eines Betriebsparameters kann verwendet werden, um einen Rückschluss auf das Einspritzsystem zu ziehen. Insbesondere können Fertigungstoleranzen und Drift eines Injektors, mittels welchem die Testeinspritzung ausgeführt worden ist, detektiert, gemessen und gegebenenfalls korrigiert werden.
Erzeugt die Testeinspritzung für eine vorgegebene Ansteuerdauer eines Injektors beispielsweise eine überdurchschnittlich hohe Drehzahl des Turboladers, so kann darauf geschlossen werden, dass dieser Injektor überdurchschnittlich viel Einspritzmenge in den Zylinder einlässt. Diese rein qualitative Schlussfolgerung stellt bereits eine nützliche Betriebscharakteristik des Injektors dar. Sie kann beispielsweise mittels eines Regelkreises, bei welchem der Betriebsparameter des Turboladers mittels negativer Rückkopplung an den Injektor rückgekoppelt ist, verwendet werden, um den Injektor zu regeln und eine vorgesehene Einspritzmenge genauer zu erzielen.
Die Betriebscharakteristik des Einspritzsystems kann jedoch auch eine quantitative Größe sein, zum Beispiel eine Einspritzmenge oder eine aus einer Einspritzmenge ableitbare Größe. Diese wird dann anhand des Betriebsparameters des Turboladers ermittelt. Die Ermittlung einer solchen quanti tativen Betriebscharakteristik kann jedoch auf vielfältige Weise vorgenommen werden. Eine Möglichkeit dazu ist eine thermodynamische Simulation des Verbrennungsmotors in einem elektronischen Kontrollsystem. Beispielsweise wird dabei anhand der Drehzahländerung des Turboladers die Einspritzmenge der Testeinspritzung ermittelt. Die Durchführung einer thermodynamischen Simulation ist jedoch nicht der einzig mögliche Weg zur Bestimmung der Betriebscharakteristik des Einspritzsystems. Der Einfluss einer eingespritzten Testmenge von Kraftstoff auf den Betriebsparameter des Turboladers kann auch vorgängig in einem Test oder in einer Simulation ermittelt und in einem elektronischen Kontrollsystem in einem zugeordneten Kennfeld abgelegt werden. Der quantitative Wert des Betriebsparameters (beispielsweise eine Drehzahländerung), welche auf eine Testeinspritzung zurückzuführen ist, kann dann während des regulären Betriebes des Verbrennungsmotors an das elektronische Kontrollsystem übermittelt werden. Das elektronische Kontrollsystem braucht dann nur noch in dem Kennfeld beispielsweise den Wert "Einspritzmenge" auszulesen, welcher dem ermittelten Betriebsparameter entspricht. Der Vorteil von Kennfeldern gegenüber der thermodynamischen Simulation liegt naturgemäß darin, dass der Rechenaufwand ganz erheblich reduziert werden kann.
Unter den Begriff der Betriebscharakteristik fallen nicht nur die oben beispielhaft genannten qualitativen und quantitativen Größen. Anstatt beispielsweise die eingespritzte Kraftstoffmenge in einem Kennfeld anhand einer gemessenen Turboladerdrehzahl zu ermitteln, kann in dem Kennfeld beispielsweise auch eine Abbildung von einem Betriebsparameter des Turboladers direkt auf einen Steuerparameter des Einspritzsystems abgelegt sein. Beispielsweise kann das Kennfeld eine Abbildung von einer Änderung der Turboladerdrehzahl auf eine Ansteuerdauer oder eine Korrektur der Ansteuerdauer des Injektors umfassen, welcher die Testeinspritzung ausgeführt hat. Eine verkürzte Ansteuerdauer ist dann beispielsweise gleichbedeutend mit einem Injektor, der aufgrund von Herstellungstoleranz und/oder Drift einen hohen Kraftstoffdurchsatz hat. Die Ansteuerdauer des Injektors, sowie deren Korrektur, stellt daher beispielsweise ebenfalls eine Betriebscharakteristik des Einspritzsystems dar.
Unter den Begriff "Betriebsparameter des Turboladers" fallen auch Änderungen eines Betriebsparameters und Abweichungen von einem Sollwert, beispielsweise eine Abweichung der Änderung der Drehzahl von einem Sollwert, welcher aufgrund einer Testeinspritzung zu erwarten wäre.
Indem mehrere Testeinspritzungen durchgeführt werden, kann die Einspritzmenge oder eine aus einer Einspritzmenge ableitbare Größe genauer ermittelt werden. Dabei kann beispielsweise kurz nach jeder Testeinspritzung die Drehzahl des Turboladers oder eine mit der Drehzahl verwandte Größe gemessen werden. Mittels statistischer Methoden, beispielsweise durch Mittelwertbildung, kann anschließend die Einspritzmenge oder die aus der Einspritzmenge ableitbare Größe präziser bestimmt werden.
Es ist jedoch auch möglich mehrere Testeinspritzungen vorzunehmen und erst den gesamten Einfluss der Testeinspritzungen auf einen Rotationsparameter des Turboladers zu ermitteln. Dadurch können insbesondere Drifts und Fertigungstoleranzen in der Dynamik, des Öffnungs- und Schließvorgangs eines Injektors präziser ermittelt werden. Vorzugsweise werden die Testeinspritzungen kurz nacheinander vorgenommen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Testeinspritzung oder die Testeinspritzungen bezüglich einer durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Kurbelwelle drehmomentneutral vorgenommen. Damit ist gemeint, dass die Einspritzung derart vorgenommen wird, dass sie keine Arbeit oder zumindest im Wesentlichen keine Arbeit an dem Zylinderkolben verrichtet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die gesamte Energie der Einspritzung der Wärme und der Ausströ mungsgeschwindigkeit der Abgase zugeführt wird. Dadurch kann die Betriebscharakteristik des Einspritzsystems genauer und einfacher ermittelt werden. Drehmomentneutrale Einspritzungen können insbesondere über eine geeignete Wahl des Einspritzzeitpunktes vorgenommen werden. Ein solcher Einspritzzeitpunkt ist für manche Verbrennungsmotoren beispielsweise in der Nähe des unteren Totpunktes gegeben, noch bevor das Auslassventil geschlossen wird.
Die Erfindung kann derart ausgestaltet sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren fortlaufend während des Betriebes des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Da die Drift von modernen Einspritzsystemen jedoch relativ langsam abläuft, ist es besonders vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren in zeitlichen Abständen zur Kalibrierung des Einspritzsystems durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführung auch dafür verwendet werden, um mittels einer Abweichung des ermittelten Betriebsparameters von einem Sollwert in einer späteren Einspritzung denselben oder einen anderen Sollwert, insbesondere eine Soll-Einspritzmenge, genauer zu erzielen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren für mehrere Zylinder des Verbrennungsmotors, vorzugsweise für alle Zylinder des Verbrennungsmotors, durchgeführt. Mittels einer geeigneten individuellen Ansteuerung der Injektoren können dann für alle Zylinder gleichartige Einspritzmuster erzielt werden, wodurch sich ein besonders ruhiger Betrieb des Verbrennungsmotors ergibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen vereinfachten Motor;
2 Einspritzmuster von vier Injektoren, die Fertigungstoleranzen aufweisen;
3 Einspritzmuster von vier Injektoren mit einer Testeinspritzung bei einem Injektor;
4 Einspritzmuster von vier Injektoren, wobei die Ansteuerung eines Injektors korrigiert ist und ein anderer Injektor eine Testeinspritzung ausführt;
5 ein Einspritzmuster mit korrigierten Ansteuerungen.
1 zeigt einen Motor 1 in einer Ausführungsform der Erfindung. Der Motor 1 umfasst eine Motorsteuerung engine control unit = ECU 10, ein Einspritzsystem 30, einen Turbolader 40 und einen Motorblock 50.
Das Einspritzsystem 30 ist als Commonrailsystem ausgebildet. Es umfasst einen Druckspeicher 36 und vier mit dem Druckspeicher 36 verbundene Injektoren 31, 32, 33, 34.
Der Motorblock 50 umfasst vier Zylinder 51, 52, 53, 54. Jedem der Zylinder 51, 52, 53, 54 ist einer der Injektoren 31, 32, 33, 34 zugeordnet.
Der Turbolader 40, welcher durch aus den Zylindern 51, 52, 53, 54 austretende Verbrennungsgase antreibbar ist und durch welchen komprimierte Luft in die Brennräume der Zylinder 51, 52, 53, 54 einführbar ist, ist an den Motorblock 50 angeschlossen. Der Turbolader 40 umfasst eine Turboladermessvor richtung 42, welche die Drehzahl einer hier nicht weiter dargestellten Turbine des Turboladers 40 misst.
Die ECU 10 umfasst eine elektronische Schaltung 11, eine injektorseitige Schnittstelle 12 und eine turboladerseitige Schnittstelle 13. Über die turboladerseitige Schnittstelle 13 ist die ECU 10 mit der Turboladermessvorrichtung 42 verbunden. Über die injektorseitige Schnittstelle 12 ist die ECU 10 mit jedem der Injektoren 31, 32, 33, 34 verbunden.
Die elektronische Schaltung 11 umfasst ein Kennfeld 14, einen Speicherbereich 15 zum Speichern von Parametern von Testeinspritzungen, Speicherbereiche 21, 22, 23, 24 zur Ermittlung und Speicherung von Betriebscharakteristiken des Einspritzsystems 30, eine Logikschaltung 16, sowie einen Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler) 17.
Der Speicherbereich 21 erlaubt einen Lese- und Schreibzugriff und ist für die Ermittlung und Speicherung einer Betriebscharakteristik des Injektors 31 vorgesehen. Er umfasst einen Speicherbereich 21a zum Speichern einer Drehzahl ohne Testeinspritzung, einen Speicherbereich 21b zum Speichern einer Drehzahl mit Testeinspritzung über den Injektor 31 und einen Speicherbereich 21c zum Speichern einer Drehzahländerung. In analoger Weise sind die Speicherbereiche 22, 23, 24 zur Ermittlung und Speicherung einer Betriebscharakteristik der jeweils übrigen Injektoren 32, 33, 34 vorgesehen und umfassen in analoger Weise die Speicherbereiche 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c, 24a, 24b, 24c.
Das Kennfeld 14 kann als einfache Abbildung von einer Drehzahländerung auf eine Korrektur der Ansteuerdauer ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kennfeld 14 jedoch als eine mehrdimensionale Abbildung von Drehzahländerung des Turboladers 40 und Arbeitspunkten des Verbrennungsmotors auf eine Korrektur der Ansteuerdauer der Injektoren ausgestaltet. Das Kennfeld 14 wird vor dem regu lären Betrieb des Verbrennungsmotors in Tests oder Simulationen ausgemessen und initialisiert. Normalerweise braucht das Kennfeld 14 während der gesamten Lebensdauer des Verbrennungsmotors für die hier besprochene Ausführungsform nicht mehr geändert zu werden.
Im Speicherbereich 15 sind Werte des Startzeitpunktes und der Ansteuerdauer einer Testeinspritzung in Grad Kurbelwinkel gespeichert. Vorzugsweise sind diese Werte derart gewählt, dass sich eine drehmomentsneutrale Testeinspritzung ergibt. Dieser Speicherbereich 15 kann als reiner Lesezugriffspeicher ausgebildet sein.
Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels von 1 wird im Folgenden anhand der Einspritzschemata von 2 bis 5 näher erläutert. Die 2–5 zeigen dabei die zeitliche Abfolge von Einspritzungen, welche durch die vier Injektoren 31, 32, 33, 34 ausgeführt werden. Die Zeit t ist jeweils auf der Abszisse aufgetragen, während die Ordinate die Einspritzmenge m einer Einspritzung repräsentiert. Dabei bezeichnet eine Einspritzung 31r eine reguläre Einspritzung des Injektors 31. In analoger Weise bedeuten die Einspritzungen 32r, 33r, 34r jeweils reguläre Einspritzungen der Injektoren 32, 33, 34. m0 bezeichnet eine vorgegebene Solleinspritzmenge für einen vorgegebenen Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors.
2 zeigt die Abfolge von Einspritzungen in die vier Zylinder 51, 52, 53, 54 bei einem konstanten Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors, vorzugsweise im Leerlauf. Anhand von 2 ist ersichtlich, dass die Injektoren 31, 32, 34, aufgrund von Fertigungstoleranzen und/oder Drift von der Solleinspritzmenge m0 abweichende Einspritzmengen m einspritzen. Aufgrund dieser Fertigungstoleranzen und Drift können selbst unter der Voraussetzung identischer Ansteuerung der Injektoren unterschiedliche Injektoren unterschiedliche Einspritzmengen m zur Folge haben. Wie in 2 gezeigt, sind die Einspritzmengen m der Injektoren 31, 34 bezüglich der Solleinspritzmenge m0 zu groß, während die Einspritzmenge m des Injektors 32 zu niedrig ist. Nur Injektor 33 liefert die korrekte Einspritzmenge m. Für den konstanten Arbeitspunkt und das in 2 dargestellte Einspritzmuster wird durch die Turboladermessvorrichtung 42 zunächst eine erste Drehzahl des Turboladers 40 gemessen und in dem Speicherbereich 21a abgelegt. Danach geht der Verbrennungsmotor 1 in einen Betrieb mit einem Einspritzmuster, welches dem der 3 entspricht, über.
3 zeigt die Abfolge von Einspritzungen in die vier Zylinder 51, 52, 53, 54 bei demselben Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors, wie in 2. Die vier Injektoren 31, 32, 33, 34 werden derart angesteuert, dass die regulären Einspritzungen 31r, 32r, 33r, 34r genau gleich wie in 2 durchgeführt werden. Zusätzlich führt der Injektor 31 jedoch eine Testeinspritzung 31T durch. Für die Testeinspritzung 31T wird der Injektor 31 durch die ECU 10 mittels der konstanten Ansteuerungsparameter, welche in dem Speicherbereich 15 abgelegt sind, angesteuert. Die Testeinspritzung 31T wird drehmomentneutral vorgenommen. Durch die Testeinspritzung 31T ändert sich die Drehzahl des Turboladers 40. Sobald der Turbolader 40 einen stationären Betriebszustand erreicht hat, wird durch die Turboladermessvorrichtung 42 eine zweite Drehzahl gemessen und in dem Speicherbereich 21b abgelegt.
Anschließend wird durch die logische Schaltung 16 die Drehzahländerung durch Differenzbildung der ersten und der zweiten Drehzahl ermittelt und in dem Speicherbereich 21c abgelegt. In dem in 3 dargestellten Beispiel wird sich die Drehzahl aufgrund der durch den Injektor 31 vorgenommenen Testeinspritzung 31T überdurchschnittlich stark ändern, da der Injektor 31 bei einer festen Ansteuerdauer überdurchschnittlich viel Kraftstoff einspritzt. Dadurch wird die er mittelte Drehzahländerung für den Injektor 31 größer sein als eine vorgegebene Solldrehzahländerung.
Für die ermittelte Drehzahländerung wird in dem Kennfeld 14 ein Wert für eine Korrektur der Ansteuerdauer ausgelesen. Im angegebenen Beispiel des Injektors 31 muss die Ansteuerdauer verkürzt werden. Mithilfe der im Speicherbereich 21c abgelegten Drehzahländerung und dem im Kennfeld 14 ausgelesenen Wert für die Korrektur der Ansteuerdauer, passt die Logikschaltung 16 die Ansteuerdauer des Injektors 31 derart an, dass die Solleinspritzmenge m0 für den Injektor 31 erreicht wird.
Die Korrektur der Ansteuerdauer kann beispielsweise als Faktor hinterlegt sein, mit dem die ursprüngliche Ansteuerdauer multipliziert werden muss. In einer einfacheren Variante ist das Kennfeld 14 eine reine Abbildung der Drehzahländerung auf die Korrektur der Ansteuerdauer ausgestaltet sein. Ein solches Kennfeld 14 führt jedoch nur für denjenigen Arbeitspunkt zu einer präzisen Korrektur, für welchen das Kennfeld auch zuvor ausgemessen wurde. In andern Arbeitspunkten stellt es lediglich eine Näherung der optimalen Korrektur der Ansteuerdauer dar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kennfeld 14 daher als mehrdimensionales Kennfeld hinterlegt, welches Last des Verbrennungsmotors, Drehzahl des Verbrennungsmotors und Drehzahländerung des Turboladers auf eine Korrektur der Ansteuerdauer abbildet. Mathematisch gesprochen handelt es sich um eine Abbildung von Raum R³ nach R. Um in dieser Variante den Wert für die Korrektur der Einspritzdauer auslesen zu können, muss die ECU 10 zusätzlich Kenntnis über den Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors haben. Diese Kenntnis ist in einer ECU 10 jedoch praktisch immer vorhanden.
4 zeigt die Abfolge von Einspritzungen in die vier Zylinder 51, 52, 53, 54 des Verbrennungsmotors, wobei die Ansteuerung des Injektors 31 gemäß der in dem Kennfeld 14 er mittelten Korrektur der Ansteuerdauer angepasst worden ist, sodass die Solleinspritzmenge m0 erzielt wird. Analog zu der oben beschriebenen Vorgehensweise für den Injektor 31 wird nun die Ansteuerung des Injektors 32 korrigiert. Dabei wird wiederum zunächst die Drehzahl des Turboladers bei einem Arbeitspunkt ohne Testeinspritzung und anschließend mit einer Testeinspritzung 32T, welche durch den Injektor 32 durchgeführt wird, gemessen. Der zu der Drehzahländerung gehörige Wert für die Korrektur der Einspritzdauer wird wiederum aus dem Kennfeld 14 ausgelesen.
5 zeigt die Einspritzmuster der Injektoren 31, 32, 33, 34, nachdem jeder Injektor 31, 32, 33, 34 sequentiell eingestellt worden ist. Leicht erkennbar ist hier, dass nun sämtliche Injektoren 31, 32, 33, 34 die gleiche Einspritzmenge m einspritzen. Es sei dabei ergänzend angemerkt, dass die Erfindung selbstverständlich nicht auf Motoren mit vier Zylindern beschränkt ist.
Ebenso sei erwähnt, dass eine Testeinspritzung nicht drehmomentneutral zu sein braucht, da die Einflüsse einer reduzierten Wärmeproduktion durch Verrichtung von Arbeit am Kolben ebenfalls in einem Kennfeld mittels Simulationen oder Tests berücksichtigt werden können.
Es wird angemerkt, dass eine Testeinspritzung nicht eine separate Einspritzung zu sein braucht. So ist es beispielsweise ebenfalls möglich zunächst die erste Drehzahl zu messen, wie für 2 beschrieben. Anstatt wie in 3 dargestellt wird jedoch zur Ermittlung einer zweiten Drehzahl durch den Injektor 31 nicht eine separate Einspritzung 31T durchgeführt, sondern die Einspritzungen 31r werden um eine definierte Zeitdauer verlängert. Eine dadurch messbare Änderung der Drehzahl des Turboladers kann mittels eines geeignet ausgemessenen Kennfelds ebenfalls verwendet werden, um die Ansteuerung des Injektors 31 anzupassen.
Ein Kontrollparameter des Einspritzsystems, wie beispielsweise die Korrektur der Einspritzdauer, braucht nicht als Faktor hinterlegt zu sein. Ebenso kann die Korrektur mittels eines Summanden oder einer geeigneten anderweitigen mathematischen Funktion vorgenommen werden.
Eine Korrektur der Einspritzmenge m ist nicht nur über die Einspritzdauer möglich, sondern die Korrektur der Einspritzmenge m kann auch über einen Pegel eines Ansteuersignals für einen Injektor vorgenommen werden, beispielsweise über den Spannungsverlauf des Ansteuersignals.
Es sei zudem erwähnt, dass die Erfindung nicht auf eine Ermittlung eines einzigen Korrekturparameters pro Injektor, wie beispielsweise die im Speicherbereich 21c abgelegte Drehzahländerung, begrenzt ist. Es ist ebenso gut möglich, mehrere Korrekturparameter für einen Injektor zu ermitteln und zu speichern, beispielsweise als mehrdimensionales Kennfeld, bei welchem für verschiedenen Arbeitspunkte des Verbrennungsmotors und für unterschiedliche Raildrücke die Drehzahländerungen, welche durch eine Testeinspritzung in dem Turbolader zustande kommen, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgemessen werden.

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer Betriebscharakteristik eines Einspritzsystems (30) eines Verbrennungsmotors (1), wobei der Verbrennungsmotor (1) einen Turbolader (40) umfasst; umfassend die Verfahrensschritte: A) Vornehmen einer Testeinspritzung von Kraftstoff in einen Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors (1) mittels des Einspritzsystems (30); B) Ermitteln eines Betriebsparameters des Turboladers (40); C) Ermitteln einer Betriebscharakteristik des Einspritzsystems (30) anhand des ermittelten Betriebsparameters des Turboladers (40).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter des Turboladers (40) ein Rotationsparameter ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsparameter eine Turboladerdrehzahl oder eine aus einer Turboladerdrehzahl ableitbare Größe ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebscharakteristik des Einspritzsystems (30) eine Einspritzmenge m oder eine aus einer Einspritzmenge m ableitbare Größe ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge m oder die aus der Einspritzmenge m ableitbare Größe ein Kontrollparameter des Einspritzsystems (30) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte A) bis C) für mehrere Testeinspritzungen vorgenommen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinspritzung oder die Testeinspritzungen drehmomentneutral vorgenommen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten Betriebsparameters eine Kalibrierung des Einspritzsystems (30) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung des ermittelten Betriebsparameters von einem Sollwert verwendet wird, um in einer späteren Einspritzung denselben oder einen anderen Sollwert genauer zu erzielen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für mehrere Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für alle Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren verwendet wird, um möglichst gleichartige Einspritzmuster in unterschiedliche Zylinder (51, 52, 53, 54) zu erzielen.
Vorrichtung zur Ermittlung einer Betriebscharakteristik eines Einspritzsystems (30) mit: a) einer injektorseitigen Schnittstelle (12) zur Ansteuerung des Einspritzsystems (30), insbesondere zur Auslösung einer Testeinspritzung in einen Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors (1); b) einer turboladerseitigen Schnittstelle (13) zum Empfang eines Betriebsparameters des Turboladers; c) einer elektronischen Schaltung (11), die derart ausgestaltet ist, dass anhand des turboladerseitig empfangenen Betriebsparameters eine Betriebscharakteristik des Einspritzsystems (30) ermittelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter des Turboladers (40) ein Rotationsparameter ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsparameter eine Turboladerdrehzahl oder eine aus einer Turboladerdrehzahl ableitbare Größe ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebscharakteristik des Einspritzsystems (30) eine Einspritzmenge m oder eine aus einer Einspritzmenge m ableitbare Größe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge m oder eine aus einer Einspritzmenge m ableitbare Größe ein Kontrollparameter des Einspritzsystems (30) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinspritzung drehmomentneutral vornehmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (11) derart ausgestaltet ist, dass anhand des ermittelten Betriebsparameters eine Kalibrierung des Einspritzsystems (30) vornehmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung des ermittelten Betriebsparameters von einem Sollwert verwendet wird, um in einer späteren Einspritzung denselben oder einen anderen Sollwert genauer zu erzielen insbesondere um in der späteren Einspritzung eine vorgesehene Einspritzmenge Kraftstoff genauer zu erzielen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Motorsteuerung (10) die Testeinspritzungen in mehrere Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors (1) vornehmbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinspritzungen in alle Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors (1) vornehmbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (11) derart ausgebildet ist, dass das Einspritzsystem (30) durch die Motorsteuerung (10) derart ansteuerbar ist, dass unter Berücksichtigung der ermittelten Betriebscharakteristik ein möglichst gleichartiges Einspritzmuster für unterschiedliche Zylinder (51, 52, 53, 54) erzielbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das möglichst gleichartige Einspritzmuster für sämtliche Zylinder (51, 52, 53, 54) des Verbrennungsmotors (1) erzielbar ist.
Verbrennungsmotor (1) umfassend einen Motorblock (50), ein Einspritzsystem (30), einen Turbolader (40), eine Turboladermessvorrichtung (42) und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Betriebscharakteristik des Einspritzsystems (30) nach einem der Ansprüche 13 bis 24.