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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der
Abweichung einer tatsächlichen Vor- oder Nacheinspritzmenge
von einer Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge in einem Einspritzsystem
eines Verbrennungsmotors sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt
zur Durchführung dieses Verfahrens.
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In
modernen Kraftstoffeinspritzsystemen müssen insbesondere
im Hinblick auf ein optimales Geräusch- und Abgasverhalten
des Verbrennungsmotors nicht nur präzise Einspritzzeiten,
sondern auch präzise Einspritzmengen realisiert werden.
Aufgrund von Fertigungstoleranzen, einer Drift über die Lebensdauer
und sonstigen Einflüssen unterscheidet sich die tatsächlich
eingespritzte Einspritzmenge eines Verbrennungsmotors in der Regel
von der von einer Motorsteuerung berechneten Referenzmenge bzw.
Soll-Einspritzmenge. Dies kann zur Verschlechterung des Abgasverhaltens
und zu Geräuschproblemen führen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Verfahren zur Kompensation von Streuungen
bei Einspritzventilen bekannt. So werden beispielsweise bei der
Fertigung Abgleichwerte jedes Einspritzventils registriert und in
einem Steuergerät programmiert. Hierdurch ist jedoch nicht
eine Drift über die Lebensdauer der Einspritzventile auszugleichen.
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Aus
der
DE 199 45 618
A1 ist eine Mengenausgleichs- bzw. Laufruheregelung bekannt,
bei der vor allem durch eine Korrektur der Haupteinspritzung die
den einzelnen Zylindern zugemessene Menge auf einen gemeinsamen
Mittelwert geregelt wird. Wenn in einzelnen Zylindern aufgrund von
Toleranzen Mengenfehler entstehen, also falsche Kraftstoffmengen
eingespritzt werden, tritt eine Drehungleichförmigkeit
auf, die sich im Drehzahlsignal zeigt. Derartige Drehungleichförmigkeiten
werden durch die Mengenausgleichsregelung auf Null ausgeregelt. Durch
eine solche Mengenausgleichsregelung ist jedoch eine Drift aller
Einspritzventile in der gleichen Größenordnung
nicht erkennbar.
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Weiterhin
ist eine Nullmengenkalibrierung bekannt, bei der in der Schubphase
die Wirkgrenze der Einspritzventile ermittelt wird. Hierfür
ist jedoch ein erheblicher Applikationsaufwand notwendig. Die Nullmengenkalibrierung
ist zudem nur für sehr kleine Mengen geeignet. Darüber
hinaus ist sie für Einspritzventile mit einem Plateau nicht
geeignet. Zudem benötigt die Nullmengenkalibrierung für
die Kalibrierung Schubphasen, die insbesondere bei vielen Applikationen
aus dem Nutzfahrzeugbereich, beispielsweise bei Schiffen, Bagger,
Generatoren usw., nicht immer vorhanden sind.
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Die
DE 103 43 759 A1 beschreibt
ebenfalls ein Verfahren zur Bestimmung der Abweichung der tatsächlichen
Einspritzmenge von einer berechneten Referenzeinspritzmenge. Hierbei
wird der auftretende Fehler durch Vergleich einer Einfacheinspritzung, bei
der der Fehler nur einmal auftritt, mit einer Mehrfacheinspritzung,
die in der Summe die gleiche Einspritzmenge aufweist und bei der
dieser Fehler mehrfach auftritt, ermittelt. Es wird hierbei ausgenutzt, dass
sich der Fehler bei einer Mehrfacheinspritzung multipliziert – der
gleiche Fehler also bis auf einen Faktor bei sowohl der Einfacheinspritzung
als auch der Mehrfacheinspritzung auftritt. Voraussetzung ist, dass
die Einspritzventile für einen möglichst großen Einspritzmengenbereich
einen näherungsweise gleichen absoluten Fehler aufweisen.
Problematisch hierbei ist, dass diese Voraussetzung unter Umständen
nicht gegeben ist, insbesondere wenn sich die Einspritzmengen deutlich
voneinander unterscheiden, wie es beispielsweise bei einer Voreinspritzung und
einer Haupteinspritzung der Fall ist. Zudem ist für eine
Aufrechterhaltung eines konstanten Betriebspunktes, der gleichfalls
Voraussetzung dieses Verfahren ist, eine Mengenausgleichsregelung
bzw. ein Laufruheregler erforderlich. Ohne eine Laufruheregelung
ist es nur möglich, die mittlere Drift der Injektoren zu
erkennen. Der individuelle Anteil eines einzelnen Zylinders kann
nicht erkannt werden. Die Notwendigkeit der Laufruheregelung ist
mit verschiedenen Problemen behaftet. Beispielsweise existiert in einem üblichen
Motorsteuergerät häufig kein Laufruheregler, so
dass ein Laufruheregler zunächst mit entsprechendem Aufwand
portiert werden muss. Ein Laufruheregler muss am Fahrzeug appliziert
werden, was insbesondere bei Einzelanwendungen im Nutzfahrzeugbereich
nicht praktikabel ist. Zudem existieren in Motoren mit ungleichem
Zündabstand in der Regel keine Laufruheregler. Weiterhin
braucht eine Laufruheregelung relativ lange Zeit, so dass sich dieser
Zeitaufwand im Verfahren der
DE 103 43 759 A1 nachteilig niederschlägt.
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Insbesondere
bei modernen Dieselmotoren wird vor der Haupteinspritzung (HE) eine
Voreinspritzung (VE) mit kleiner Kraftstoffmenge abgesetzt. Diese
Voreinspritzung bewirkt einen weicheren Verbrennungsablauf und verbessert
das Abgasverhalten. Um die Vorteile einer Voreinspritzung optimal
nutzen zu können, muss die optimale Voreinspritzmenge präzise
abgegeben werden. In ähnlicher Weise werden Nacheinspritzungen
abgesetzt, die das Abgasverhalten verbessern.
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Die
Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Messung
der Abweichung einer tatsächlichen Vor- oder Nacheinspritzmenge
von einer Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge in einem Einspritzsystem
bereitzustellen, das die beschriebenen Nachteile vermeidet. Mit
dem Verfahren sollen Abweichungen der tatsächlichen Einspritzmenge
von einer berechneten Referenzeinspritzmenge bei der Vor- oder Nacheinspritzung,
die aufgrund von Fertigungstoleranzen, einer Drift über
die Lebensdauer der Einspritzventile oder aufgrund sonstiger Einflüsse
entstehen, nicht nur bestimmt, sondern auch kompensiert werden können.
Es soll ein Verfahren bereitgestellt werden, mit dessen Hilfe die
Vor- oder Nacheinspritzung optimal eingestellt und kalibriert werden kann.
Hierdurch soll die Genauigkeit der Vor- oder Nacheinspritzmenge
auch über die Lebensdauer entsprechender Einspritzaktoren
bzw. Einspritzventile gewährleistet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Abweichung einer
tatsächlichen Vor- oder Nacheinspritzmenge QVE von
einer Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge qVE in
dem Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors gelöst, wie es
im Anspruch 1 beschrieben ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses
Verfahrens sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Das
Verfahren zur Bestimmung der Abweichung der tatsächlichen
Vor- oder Nacheinspritzmenge QVE von einer
Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge qVE wird
bei einem konstantem Motorbetriebspunkt und bei im Wesentlichen
konstanten Umgebungsbedingungen durchgeführt. Die Abweichung wird
individuell für einzelne Zylinder des Verbrennungsmotors
bestimmt. Der konstante Motorbetriebspunkt wird durch Einregelung
der Einspritzmenge auf einen Soll-Wert einer den Motorbetriebspunkt kennzeichnenden
Größe herbeigeführt. Auf dem betreffenden
Zylinder wird zunächst wenigstens eine Haupteinspritzung
HE vorgenommen (Zustand A) und die eingeregelte Soll-Einspritzmenge
qA gemessen, die durch Einregelung der Einspritzmenge
auf einen Soll-Wert, der den Motorbetriebspunkt kennzeichnet, beispielsweise
eine bestimmte Motordrehzahl oder ähnliches, eingestellt
wird. Dann wird wenigstens eine Drehmoment-wirksame Vor- oder Nacheinspritzung
VE und wenigstens eine Haupteinspritzung HE vorgenommen (Zustand
B) und ebenfalls die eingeregelte Soll-Einspritzmenge qB gemessen,
die sich auf die gesamte Einspritzmenge von Vor- oder Nacheinspritzung
und Haupteinspritzung bezieht. Die Kraftstoffgesamtmenge der Vor-
oder Nacheinspritzung und der Haupteinspritzung aus Zustand B entspricht
der Kraftstoffmenge, die während der Haupteinspritzung
im Zustand A eingespritzt wurde. Da die Einspritzungen, insbesondere
die Vor- oder Nacheinspritzungen, so positioniert sind, dass sie
Drehmoment-wirksam sind, reagiert der Motor in hinreichender Nährung
auf die gesamte, auf allen Zylindern eingespritzte Menge. Aus der
Differenz von der Soll-Einspritzmenge qA und
der Soll-Einspritzmenge qB wird auf die
Abweichung der tatsächlichen Vor- oder Nacheinspritzmenge
QVE von der Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge
qVE geschlossen. Dieses Verfahren benötigt
lediglich einen stabilen Betriebspunkt und einen applizierten Regler,
der die Einspritzmenge in Abhängigkeit von einem Wert,
der den stabilen Motorbetriebspunkt kennzeichnet, einregelt. Diese
Voraussetzungen sind bei allen üblichen Applikationen und
Steuergeräten verfügbar, so dass das erfindungsgemäße
Verfahren mit großem Vorteil ohne zusätzlichen
Aufwand eingesetzt werden kann.
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Im
Folgenden beziehen sich alle Ausführungen zu einer Voreinspritzung
in entsprechender Weise auch auf eine Nacheinspritzung.
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Die
Abfolge der Durchführung des Zustands A und des Zustands
B ist variabel. Es kann also zunächst der Zustand A und
dann der Zustand B durchgeführt werden. Andererseits ist
es auch möglich, zuerst den Zustand B durchzuführen,
bevor der Zustand A durchgeführt wird. Die gewählte
Abfolge sollte lediglich bei der Differenzbildung entsprechend berücksichtigt
werden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren
in entsprechender Weise mit mehreren Voreinspritzungen, Haupteinspritzungen und/oder
Nacheinspritzungen durchgeführt werden. Beispielsweise
können im Zustand A mehrere Einspritzungen, z. B. eine
Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung, vorgenommen werden.
Die Gesamtmenge der im Zustand A eingespritzten Kraftstoffmenge
wird bei der Einspritzung in Zustand B auf diese und zusätzlich
eine Drehmoment-wirksame Voreinspritzung aufgeteilt.
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Als
konstanter Motorbetriebspunkt wird vorzugsweise ein Betriebspunkt
mit konstanter Leistungsabgabe angefahren, beispielsweise der Leerlaufpunkt
des Motors. Als kennzeichnende Größe des Motorbetriebspunktes
wird mit Vorteil die Drehzahl n des Verbrennungsmotors herangezogen.
Andere Beispiele für einen konstanten Motorbetriebspunkt
sind ein Leerlauf mit angehobener Drehzahl oder ein Leerlauf mit
angehobener Drehzahl unter Last, beispielsweise mit eingekuppeltem
Generator. Erfindungsgemäße kann es vorgesehen
sein, das Verfahren jeweils bei verschiedenen konstanten Motorbetriebspunkten
durchzuführen.
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Vorzugsweise
kann der Leerlauf durch eine Leerlaufregelung LLR mit einem vorgebbaren Soll-Wert
für die Motordrehzahl n eingestellt werden. Ein applizierter
Leerlaufregler ist in der Regel bei üblichen Fahrzeugen
vorhanden, wodurch kein weiterer Aufwand für die Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich
wird. Das Verfahren arbeitet in dieser Ausführungsform
im Leerlauf. Mit besonderem Vorteil wird der Leerlaufregler entsprechend
träge eingestellt, da hierdurch eine mittelwertfreie Abweichung
der einzelnen Einspritzungen voneinander, die sogenannte Schuss-zu-Schuss-Streuung
der tatsächlich eingespritzten Mengen, toleriert werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise
durch einen externen Trigger, beispielsweise einen Diagnosetester,
oder automatisch durchgeführt werden, sobald gewisse Bedingungen,
beispielsweise ein stabiler Leerlaufzustand, erreicht sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird unter Berücksichtigung
der ermittelten Abweichung der tatsächlichen Voreinspritzmenge
QVE von einer Soll-Voreinspritzmenge qVE die eingespritzte Voreinspritzmenge geändert
und/oder kalibriert. Dies kann beispielsweise durch Änderung
der Einspritzzeit, des Injektorsstromes und/oder der Injektorspannung
erfolgen. Auf diese Weise kann die Einspritzmenge der Voreinspritzung
an den konkreten Zustand des jeweiligen Einspritzventils angepasst
werden, wodurch Abweichungen von der berechneten Referenzeinspritzmenge
bzw. Soll-Einspritzmenge ausgeglichen werden. Da das erfindungsgemäße
Verfahren für die verschiedenen Zylinder unabhängig
voneinander durchgeführt wird, erfolgt diese Änderung
und/oder Kalibrierung der Voreinspritzmenge mit Vorteil für
jeden Zylinder individuell.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahren wird das Verfahren nach Änderung der eingespritzten
Voreinspritzmenge wiederholt, wobei mit Vorteil der Erfolg dieser Änderung
bzw. der Kalibrierung überprüft werden bzw. erneut
angepasst werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bestimmung der
Abweichung bzw. die Fehlermessung der Voreinspritzung für
verschiedene Voreinspritzungsmengen wiederholt. Hierdurch kann mit Vorteil
eine Fehlermessung und/oder eine Kalibrierung der Voreinspritzung
für verschiedene Betriebspunkte durchgeführt werden.
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Mit
besonderem Vorteil wird das Verfahren jeweils mit unterschiedlichen
Drücken in den Kraftstoffzuführleitungen durchgeführt.
Diese Ausführungsform ist insbesondere für Kraftstoffeinspritzsysteme
vorgesehen, bei denen eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein
hohes Druckniveau bringt und vorzugsweise eine gemeinsame Kraftstoff-Hochdruckleitung
mit entsprechenden Abgängen zur Versorgung der Zylinder
mit Kraftstoff dient (Common-Rail-Einspritzung).
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Bei
einer Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei verschiedenen Betriebspunkten ist es mit Vorteil
vorgesehen, den Druck des Kraftstoffes auf den entsprechenden Kraftstoffleitungen
anzupassen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist es vorgesehen, dass während der Durchführung
des Verfahrens ein Teil der Zylinder ausgeschaltet ist. Dies ist
insbesondere bei großen Zylinderzahlen vorteilhaft, da
die Reaktion der Soll-Einspritzmenge auf einen Fehler in der Voreinspritzmenge
bei größeren Zylinderzahlen immer kleiner wird.
Durch ein Ausschalten eines oder mehrerer Zylinder für
die Dauer des Verfahrens lässt sich daher die Messgenauigkeit erhöhen.
Beispielsweise kann bei einem Acht-Zylinder-Motor das Verfahren
mit nur vier laufenden Zylindern mit Vorteil durchgeführt
werden.
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Vorzugsweise
wird bei der Durchführung der Haupteinspritzung mit Voreinspritzung
(Zustand B) die durch diese Mehrfacheinspritzung entstehende Druckwelle,
die durch den bestehenden Druck in den Kraftstoffzuführleitungen
entsteht, in geeigneter Weise berücksichtigt. Bekanntermaßen
bewirkt eine Einspritzung einen kurzzeitigen Einbruch des Kraftstoffdrucks
in den Einspritzsystemen solcher Verbrennungsmotoren, die mit unter
Druck stehendem Kraftstoff bei der Einspritzung arbeiten. Diese
Kraftstoffdruckwelle wirkt auf die Einspritzmenge nachfolgender
Injektionen, so dass eine Kompensation durch geeignete Ansteuerfunktion
im Motorsteuergerät durchgeführt werden sollte.
Insbesondere kann mit Vorteil der Abstand der Voreinspritzung zur
Haupteinspritzung auf einen geeigneten Wert gesetzt werden. Hierbei
sollte der Abstand nicht zu klein sein, damit die Druckwelle reproduzierbar
bleibt. Andererseits sollte der Abstand nicht zu groß sein,
damit die Voreinspritzung voll Drehmoment-wirksam ist. Mit besonderem
Vorteil wird der Spritzabstand A so gewählt, dass der Druckwelleneinfluss
auf die Haupteinspritzung maximal ist, also dQHE/dA = 0 und d2QHE/dA2 < 0.
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Hierdurch
wird erreicht, dass der Druckwelleneinfluss relativ robust gegenüber
kleinen Störungen ist, da der Mengeneinfluss in Abhängigkeit
vom Spritzabstand klein ist. Andererseits wird der Einfluss einer
gedrifteten, beispielsweise zu großen Voreinspritzmenge
QVE auf die Gesamteinspritzmenge der Haupteinspritzung
und der Voreinspritzung zusätzlich verstärkt,
indem außerdem die Haupteinspritzmenge in die gleiche Richtung, beispielsweise
nach oben, beeinflusst wird. Besonders relevant ist eine Berücksichtigung
der entstehenden Druckwelle bei der Abweichungsbestimmung von Nacheinspritzungen.
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Ein
besonderer Vorteil des erfindungemäßen Verfahrens
ist, dass das Verfahren einen Fehler in der Haupteinspritzmenge
toleriert. Es muss lediglich gegeben sein, dass die Fehlermenge
bei der alleinigen Haupteinspritzung (Zustand A) und bei der Haupteinspritzung
mit Voreinspritzung (Zustand B) gleich groß ist.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das die beschriebenen
Schritte des Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät
oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich
umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode,
der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist,
zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das
Programm auf einem Computer oder auf einem Steuergerät
ausgeführt wird. Mit besonderem Vorteil kommen die erfindungsgemäßen
Computerprogramme bzw. Computerprogrammprodukte bei der Ausführung
von Fahrzeugen, insbesondere Dieselfahrzeugen, zum Einsatz, um eine
Fehlermessung bzw. Kalibrierung der Voreinspritzung in Verbrennungsmotoren
vornehmen zu können.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für
sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt
einen schematischen Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Leerlaufregler 1,
einem Verlaufsformer 3, einem Hydrauliksystem 6, 6' sowie einem
Motor 9. Es handelt sich hierbei um einen geschlossenen
Regelkreis, der den Leerlauf eines Verbrennungsmotors regelt und
der gemäß der Erfindung folgendermaßen
eingesetzt wird: Der Leerlaufregler 1 regelt den Leerlaufbetrieb
des Motors 9 über die Einspritzmenge qLLR 2, die für eine vorgegebene Soll-Drehzahl 10 notwendig
ist. Die Soll-Einspritzmenge qLLR 2 wird
an den Verlaufsformer 3 weitergegeben, der den Einspritzzeitpunkt
und die Einspritzmenge der verschiedenen Einspritzungen steuert.
Im üblichen Leerlaufbetrieb bewirkt der Verlaufsformer 3 die
entsprechenden Signale für die Voreinspritzmenge qVE und Haupteinspritzmenge qHE 5 an
das Hydrauliksystem 6. Das Hydrauliksystem 6 wandelt
diese Soll-Werte über die entsprechenden Einspritzaktoren
bzw. Ventile in die tatsächlichen Einspritzmengen der Voreinspritzung
QVE und Haupteinspritzung QHE 8 um,
die die Einspritzung von Kraftstoff in den Motor 9 bewirken.
Das Drehmoment des Motors 9 reagiert auf diese tatsächlich
eingespritzten Kraftstoffmengen, woraus sich in Abhängigkeit
von äußeren Einflüssen die Motordrehzahl 10 ergibt.
Die Motordrehzahl 10 wird an den Leerlaufregler 1 als
Signal übermittelt. Der Leerlaufregler 1 vergleicht
den Wert 10 mit der vorgegebenen Soll-Drehzahl für
den entsprechenden Leerlaufpunkt und reagiert entsprechend mit einer
Soll-Einspritzmenge qLLR 2, die
wiederum an den Verlaufsformer 3 weitergeleitet wird. Der
Leerlaufregler 1 stellt somit sicher, dass bei konstanten
Bedingungen, die beispielsweise durch Motorlast, Störungen,
Temperatur usw. bedingt werden, auf allen Zylindern immer die gleiche
Gesamtmenge Qges, die sich aus den Voreinspritzungen
QVE und Haupteinspritzungen QHE zusammensetzt,
zur Erreichung eines bestimmten Betriebspunktes, insbesondere des
Leerlaufpunktes, eingespritzt wird. Qges = Σ(QVE +
QHE)
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Dies
ist unabhängig davon, wie sich die Menge auf die verschiedenen
Zylinder oder Teileinspritzungen aufteilt.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die Fehlermessung bzw. die Bestimmung der Abweichung
der tatsächlichen Voreinspritzmenge QVE von der
Soll-Voreinspritzmenge qVE für
jeden einzelnen Zylinder unabhängig von den anderen vorgenommen wird.
Neben der Bestimmung der Abweichungen bei Voreinspritzungen wird
von der Erfindung in entsprechender Weise auch die Bestimmung der
Abweichungen bei Nacheinspritzungen umfasst. Es wird auf den betreffenden
Zylinder zunächst nur eine Haupteinspritzung HE eingespritzt
(Zustand A), anschließend wird eine Voreinspritzung bzw.
Nacheinspritzung VE und eine Haupteinspritzung HE (Zustand B) eingespritzt.
Hierbei wird vor allem die Voreinspritzung bzw. Nacheinspritzung
so positioniert, dass sie voll Drehmoment-wirksam ist. Dies bewirkt, dass
der Motor in hinreichender Nährung auf die gesamte, auf
allen Zylindern eingespritzte Menge reagiert.
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Bei
der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens gemäß 1 leitet
der Verlaufsformer 3 zunächst das Signal für
die Soll-Menge der Haupteinspritzung qHE 4 an
das Hydrauliksystem 6' weiter. Das Hydrauliksystem 6' setzt
dieses Signal in die tatsächlich eingespritzte Menge der
Haupteinspritzung QHE 7 um (Zustand
A). Dieser Zustand A wird für eine hinreichend lange Zeit
eingestellt bzw. durchgeführt und dann die Leerlaufmenge
gemessen und gegebenenfalls ermittelt, so dass die Soll-Einspritzmenge
qLLR, A 2 bereitgestellt wird.
Anschließend wird der Zustand B eingestellt, das heißt,
dass der Verlaufsformer 3 das bzw. die Signale für
Voreinspritzung qVE und Haupteinspritzung
qHE 5 an das Hydrauliksystem 6 weitergibt.
Diese Signale werden hier in die tatsächlich eingespritzten
Mengen der Voreinspritzung QVE und Haupteinspritzung
QHE 8 umgesetzt, so dass die entsprechenden
Einspritzungen am Motor 9 vorgenommen werden. Auch dieser
Zustand B wird für eine hinreichend lange Zeit eingestellt
und dann die entsprechende Leerlaufmenge für den Zustand
B qLLR, B 2 ermittelt und gemessen.
Die eingestellten Leerlaufmengen qLLR, A und
qLLR, B werden gegebenenfalls gemittelt.
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Im
Zustand A wird also die gesamte Menge an Kraftstoff als Haupteinspritzung
abgesetzt, dass heißt qVE =
0, qHE = qLLR.
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Im
Zustand B wird ein gewisser, fester Teil als Voreinspritzung abgesetzt.
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In
diesem Fall ist qHE =
qLLR – qVE.
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Bei
der Umsetzung der Soll-Werte q der Einspritzungen durch das Hydrauliksystem
bzw. entsprechende Einspritzventile in die tatsächlich
eingespritzten Mengen Q kann es zu Abweichungen bzw. Fehlern kommen,
die z. B. durch Driften, Applikationsfehler oder Abweichungen der
einzelnen Einspritzungen voneinander, sogenannte Schuss-zu-Schuss-Streuungen,
verursacht werden. Für das Drehmoment im Motor sind daher
die tatsächlich eingespritzten Mengen und nicht die Soll-Mengen
relevant. Die Einspritzungen auf den jeweils anderen Zylindern ändern
sich nicht oder nur geringfügig durch die Änderung
der Leerlaufmenge qLLR. Aufgrund der obigen Überlegungen
gilt Qges, A = Qges, B.
Daraus errechnet sich der Fehler der Voreinspritzmenge mit QVE – qVE = Z × (qLLR,
A – qLLR, B),wobei Z
die Anzahl der Zylinder ist. Aus der Differenz der Soll-Einspritzmenge
qLLR, A bzw. qA und
der Soll-Einspritzmenge qLLR, B bzw. qB kann somit auf die Abweichung der tatsächlichen
Voreinspritzmenge QVE von der Soll-Voreinspritzmenge
qVE geschlossen werden. Erfindungsgemäß kann
auf diese Weise der Fehler in der Voreinspritzung ermittelt werden
und gegebenenfalls durch entsprechende Veränderung der
Einspritzmenge der Voreinspritzung QVE auf
dem entsprechenden Zylinder verändert bzw. das entsprechende
Ventil kalibriert werden.
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Für
die Durchführung des Verfahrens ist es wichtig, dass das
Verfahren bei im Wesentlichen konstanten Bedingungen durchgeführt
wird. Eine Veränderung dieser Bedingungen, z. B. der Motorlast
oder der Temperatur, würde die Drehzahl am Motor und daher über
den Leerlaufregler die Soll-Einspritzmenge qLLR beeinflussen.
Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass
während der Durchführung des Verfahrens die Bedingungen
im Wesentlichen konstant bleiben.
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Der
besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist, dass keine Mengenausgleichsregelung erforderlich ist. Als Maß für
beispielsweise eine Injektordrift ist lediglich ein Leerlaufregler
erforderlich. Anders als bei üblichen Verfahren werden
die Zylinder des Verbrennungsmotors nicht gleichzeitig sondern nacheinander
entsprechend unter sucht bzw. kalibriert. Es wird also nur an einem
Zylinder von Zustand A nach Zustand B umgeschaltet, das heißt,
es wird (werden) selektiv an einem Zylinder die Voreinspritzung(en)
abgeschaltet. Dadurch wird es erfindungsgemäß möglich,
die ermittelte Abweichung der tatsächlichen Voreinspritzung
von der Soll-Voreinspritzung dem jeweiligen Zylinder mit dem jeweiligen Einspritzventil
zuzuordnen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19945618
A1 [0004]
- - DE 10343759 A1 [0006, 0006]