DE102008048193B4 - Method for determining a pilot control value for a fuel injection system of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines Vorsteuerwertes für die Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff wenigstens einer Zumesseinheit mit einem Injektor, einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit folgenden Schritten,(a) Bestimmen eines Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge;(b) Bestimmen eines ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors, wobei zum Bestimmen des ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffes eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit einem Wert für ein Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer multipliziert wird;(c) Bestimmen eines vom ersten Steuervolumenstrom verschiedenen zweiten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors, wobei zum Bestimmen des zweiten Steuervolumens des Kraftstoffes eine Anzahl der Einzeleinspritzereignisse mit einem Wert für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes multipliziert wird;(d) Bestimmen eines Leckagevolumenstromes des Kraftstoffs des Injektors;(e) Addieren von Einspritzvolumenstrom, erstem Steuervolumenstrom, zweitem Steuervolumenstrom und Leckagevolumenstrom zu einem Volumenstrom des Kraftstoffs zur Vorsteuerung der Zumesseinheit der Hochdruckpumpe.Method for determining a pre-control value for the pre-control of a volume flow of fuel in at least one metering unit with an injector, a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular a common rail injection system, an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with the following steps, (a) determining an injection volume flow of the fuel an actually injected fuel quantity;(b) determining a first control volume flow of the fuel during activation of the injector, wherein to determine the first control volume flow of the fuel a sum of the activation durations of all individual injections per time unit is multiplied by a value for a control volume of the injections per activation duration; (c) determining a second control volume flow of the fuel, which is different from the first control volume flow, during the activation and deactivation of the injector, with a number of individual injection events being multiplied by a value for an injection-event-dependent control volume flow of the fuel to determine the second control volume of the fuel; (d) determining one leakage volume flow of the fuel of the injector;(e) adding injection volume flow, first control volume flow, second control volume flow and leakage volume flow to a volume flow of the fuel for pilot control of the metering unit of the high-pressure pump.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Vorsteuerwertes für die Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff einer Zumesseinheit mit einem Injektor, einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for determining a pre-control value for the pre-control of a volume flow of fuel of a metering unit with an injector, a high-pressure pump of a fuel injection system of an internal combustion engine.

Bisher wird zur Abschätzung des Volumenstroms, den die Zumesseinheit der Hochdruckpumpe in einem Common-Rail Einspritzsystem bereitstellt, folgende Struktur angewandt. Aus einem Kennfeld mit den Eingangsgrößen Drehzahl und momentenbildende Gesamteinspritzmenge und drei weiteren Kennfeldern mit den Eingängen Drehzahl und Nacheinspritzmenge wird der Volumenstrom der Einspritzungen ermittelt und zusammen mit einem Kennfeldwert für die Injektorleckage, das abhängig von der Kraftstofftemperatur und dem Raildrucksollwert ist, zu einem Vorsteuer-Volumenstrom addiert. Zusätzlich wird für die Voreinspritzungen noch die Steuermenge der Injektoren über je einen drehzahlabhängigen Faktor berücksichtigt.So far, the following structure has been used to estimate the volume flow that the metering unit provides to the high-pressure pump in a common rail injection system. The volume flow of the injections is determined from a map with the input variables speed and torque-forming total injection quantity and three other maps with the inputs speed and post-injection quantity and together with a map value for the injector leakage, which is dependent on the fuel temperature and the rail pressure setpoint, to a pre-control volume flow added. In addition, the control quantity of the injectors is also taken into account for the pre-injections via a speed-dependent factor.

Hierbei wird jedoch der momentenbildende Anteil der Nacheinspritzungen doppelt berücksichtigt. Er ist sowohl in der momentenbildenden Gesamteinspritzmenge als auch in der jeweiligen Nacheinspritzmenge enthalten, wenn die Nacheinspritzung einen momentenbildenden Anteil hat. Dies führt zu einer falschen Vorsteuerung der Zumesseinheit, die sich besonders bei schnellen Zu- und Abschaltungen einer großen, teilweise momentenbildenden Nacheinspritzung in einer Regelabweichung des Raildrucks auswirken kann. Weiterhin wird durch die Kennfeldstruktur wertvoller Speicherplatz im Steuergerät verbraucht.In this case, however, the torque-generating portion of the post-injections is taken into account twice. It is contained both in the torque-forming total injection quantity and in the respective post-injection quantity if the post-injection has a torque-forming component. This leads to an incorrect pilot control of the metering unit, which can result in a control deviation of the rail pressure, particularly in the case of rapid activation and deactivation of a large, partially torque-forming post-injection. Furthermore, the map structure uses up valuable storage space in the control unit.

Aus der DE 10 2004 009 616 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Volumenstroms in einem Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine bekannt. Hierbei wird zur Adaption einer Ventilstellung eines Volumenstromregelventils ein zweidimensionales Adaptionskennfeld verwendet, wobei die Adaptionswerte für die Ventilsteuerung durch das Adaptionskennfeld in Abhängigkeit von zwei Betriebsparametern der Brennkraftmaschine vorgegeben werden. Es wird jedoch lediglich eine Adaption durchgeführt, die Vorsteuerung an sich bleibt unverändert.From the DE 10 2004 009 616 A1 a method and a device for controlling the volume flow in a fuel injection system of an internal combustion engine are known. In this case, a two-dimensional adaptation map is used to adapt a valve position of a volume flow control valve, with the adaptation values for the valve control being specified by the adaptation map as a function of two operating parameters of the internal combustion engine. However, only an adaptation is carried out, the pilot control itself remains unchanged.

Die DE 100 03 298 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Druckregelung in einem Common-Rail-Einspritzsystem für einen Dieselmotor. Das Common-Rail-Einspritzsystem umfasst eine mengengesteuerte Hochdruckpumpe, einen Hochdruckspeicher und ein Druckabbauventil. Mit einem Modell wird ein Druckregler und/oder ein Stellelement eines Druckregelkreises nachgebildet. Es ist vorgesehen, dass das Modell mindestens ein Signal liefert, welches eine Störgröße des Druckregelkreises charakterisiert.The DE 100 03 298 A1 describes a method and a device for pressure control in a common rail injection system for a diesel engine. The common rail injection system includes a quantity-controlled high-pressure pump, a high-pressure accumulator and a pressure reduction valve. A pressure regulator and/or an actuating element of a pressure control circuit is simulated with a model. Provision is made for the model to supply at least one signal which characterizes a disturbance variable in the pressure control loop.

Aus der DE 10 2004 059 330 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems eines Verbrennungsmotors bekannt. Dabei wird bei einem Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor der Kraftstoff von einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher gefördert, aus welcher er über mindestens einen Injektor in mindestens einen Brennraum des Verbrennungsmotors eindosiert werden kann. Eine Druckregeleinrichtung, mit der Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher abgelassen werden kann, wird mit einem Vorsteuersignal vorgesteuert, welches unter Berücksichtigung eines Soll-Drucks im Hochdruckspeicher ermittelt wird. Es wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung des Vorsteuersignals ein Wert für eine durch die Druckregeleinrichtung hindurchströmende Kraftstoffmenge berücksichtigt wird.From the DE 10 2004 059 330 A1 a method for operating a fuel system of an internal combustion engine is known. In a fuel system for an internal combustion engine, the fuel is conveyed by a high-pressure fuel pump into a high-pressure accumulator, from which it can be metered into at least one combustion chamber of the internal combustion engine via at least one injector. A pressure control device, with which fuel can be drained from the high-pressure accumulator, is pre-controlled with a pilot control signal, which is determined taking into account a setpoint pressure in the high-pressure accumulator. It is proposed that a value for a fuel quantity flowing through the pressure control device be taken into account when determining the pilot control signal.

Die DE 197 32 447 A1 offenbart ein Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe, einem Hochdruck und mindestens einem Injektor zur Eindosierung eines Kraftstoffs in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors. Ein Kolben in der Hochdruckpumpe bewegt sich zyklisch hin und her, um Kraftstoff zu verdichten und in den Hochdruckspeicher zu fördern. Der Injektor umfasst ein Einspritzventil und eine Nadelsteuerungseinrichtung zur Ermöglichung eines Einspritzvorgangs während eines Pumpvorgangs durch Steuerung des Kraftstoffflusses zu einem Auslauf, so dass die Kraftstoffdruckkräfte, die auf das Einspritzventil wirken, gesteuert werden.The DE 197 32 447 A1 discloses a high-pressure fuel injection system with a high-pressure pump, a high pressure and at least one injector for metering a fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. A piston in the high pressure pump cyclically moves back and forth to compress and deliver fuel to the high pressure accumulator. The injector includes an injector and needle control means for facilitating an injection event during a pumping event by controlling fuel flow to an outlet to control fuel pressure forces acting on the injector.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff einer Zumesseinheit einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine zu verbessern.The object of the invention is to improve pilot control of a volume flow of fuel of a metering unit of a high-pressure pump of a fuel injection system of an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.According to the invention, this object is achieved by a method of the above Art solved with the method steps specified in claim 1. Advantageous configurations of the invention are described in the further claims.

Dazu sind bei einem Verfahren der o. g. Art erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen,

  1. (a) Bestimmen eines Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge;
  2. (b) Bestimmen eines ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors;
  3. (c) Bestimmen eines zweiten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors;
  4. (d) Bestimmen eines Leckagevolumenstromes des Kraftstoffs des Injektors;
  5. (e) Addieren von Einspritzvolumenstrom, erstem Steuervolumenstrom, zweitem Steuervolumenstrom und Leckagevolumenstrom zu einem Volumenstrom des Kraftstoffs zur Vorsteuerung der Zumesseinheit der Hochdruckpumpe.
For this purpose, the following steps are provided according to the invention in a method of the above type,
  1. (a) determining an injection volume flow of the fuel of an actually injected amount of fuel;
  2. (b) determining a first control volumetric flow rate of the fuel during activation of the injector;
  3. (c) determining a second control volume flow of the fuel during activation and deactivation of the injector;
  4. (d) determining a leakage volume flow of the fuel of the injector;
  5. (e) adding the injection volume flow, first control volume flow, second control volume flow and leakage volume flow to a volume flow of the fuel for pilot control of the metering unit of the high-pressure pump.

Dies hat den Vorteil, dass sich der Volumenstrom auf einfache Weise mit Größen bzw. Parametern berechnen lässt, die alle in einer Software eines Steuergerätes der Brennkraftmaschine bereits vorhanden sind. Durch die physikalische Modellierung des Volumenstroms der Hochdruckpumpe wird eine Verbesserung der Regelgüte des Raildruckreglers in der Dynamik erzielt. Dadurch ergeben sich Verbesserungen in der Zumessung, die sich positiv auf Emission, Akustik und Verbrauch eines Fahrzeuges auswirken.This has the advantage that the volume flow can be calculated in a simple manner using variables or parameters, all of which are already present in the software of a control unit of the internal combustion engine. The physical modeling of the volume flow of the high-pressure pump improves the control quality of the rail pressure regulator in terms of dynamics. This results in improvements in metering, which have a positive effect on a vehicle's emissions, acoustics and fuel consumption.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (a) ein gesamtes Einspritzvolumen des Kraftstoffs pro Hub aus momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmengen des Kraftstoffs pro Hub bestimmt und zum Bestimmen des Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs mit einem ersten Umrechnungsfaktor von Volumen des Kraftstoffs pro Hub in Volumen des Kraftstoffs pro Zeiteinheit multipliziert. Hierbei wird der erste Umrechnungsfaktor bevorzugt mittels einer momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet.In a preferred embodiment, in step (a) a total injection volume of the fuel per stroke is determined from torque-forming and non-torque-forming injection quantities of the fuel per stroke and to determine the injection volume flow of the fuel with a first conversion factor from the volume of the fuel per stroke to the volume of the fuel per time unit multiplied. In this case, the first conversion factor is preferably calculated using an instantaneous speed of the internal combustion engine.

Zweckmäßigerweise wird in Schritt (a) eine Summe aller momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmassen des Kraftstoffs bzw. Einspritzgewichtsmengen des Kraftstoffs pro Hub bestimmt und zum Bestimmen des gesamten Einspritzvolumens des Kraftstoffs pro Hub durch eine Kraftstoffdichte geteilt. Hierbei wird bevorzugt die Kraftstoffdichte mittels einer momentanen Kraftstofftemperatur aus einer Kennlinie der Kraftstoffdichte in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur bestimmt.A sum of all torque-forming and non-torque-forming fuel injection masses or fuel injection weight quantities per stroke is expediently determined in step (a) and divided by a fuel density to determine the total fuel injection volume per stroke. In this case, the fuel density is preferably determined using an instantaneous fuel temperature from a characteristic curve of the fuel density as a function of the fuel temperature.

Erfindungsgemäß wird in Schritt (c) zum Bestimmen des zweiten Steuervolumens des Kraftstoffes eine Anzahl der Einzeleinspritzereignisse mit einem Wert für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes multipliziert. Hierbei wird bevorzugt der Wert für den einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes mit einem momentanen Raildrucksollwert aus einer Kennlinie des einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstromes des Kraftstoffes in Abhängigkeit von einem Raildrucksollwert bestimmt.According to the invention, in step (c) to determine the second control volume of the fuel, a number of the individual injection events is multiplied by a value for an injection-event-dependent control volume flow of the fuel. The value for the injection event-dependent control volume flow of fuel is preferably determined with an instantaneous rail pressure setpoint from a characteristic curve of the injection event-dependent control volume flow of fuel as a function of a rail pressure setpoint.

Zweckmäßigerweise wird in Schritt (d) der Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs der Injektor mit einem momentanen Raildrucksollwert und mit einer momentanen Kraftstofftemperatur aus einem Kennfeld des Leckagevolumenstromes in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert und der Kraftstofftemperatur bestimmt.In step (d), the leakage volume flow of the injector fuel is expediently determined with a current rail pressure setpoint and with a current fuel temperature from a map of the leakage volume flow as a function of the rail pressure setpoint and the fuel temperature.

Erfindungsgemäß wird in Schritt (b) zum Bestimmen des ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit einem Wert für ein Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer multipliziert. Hierbei wird bevorzugt der Wert für das Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer mittels eines momentanen Raildrucksollwertes aus einer Kennlinie des Steuervolumens der Einspritzungen pro Ansteuerdauer in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert bestimmt. Zum Bestimmen der Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit wird bevorzugt eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Hub mit einem zweiten Umrechnungsfaktor von Ansteuerdauer pro Hub in Ansteuerdauer pro Zeiteinheit multipliziert. Hierbei wird der zweite Umrechnungsfaktor bevorzugt mittels einer momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet.According to the invention, in step (b) to determine the first control volume flow of the fuel, a sum of the control durations of all individual injections per time unit is multiplied by a value for a control volume of the injections per control duration. In this case, the value for the control volume of the injections per control period is preferably determined by means of an instantaneous rail pressure setpoint from a characteristic curve of the control volume of the injections per control period as a function of the rail pressure setpoint. To determine the sum of the activation durations of all individual injections per unit time, a sum of the activation durations of all individual injections per stroke is preferably multiplied by a second conversion factor from activation duration per stroke to activation duration per unit time. In this case, the second conversion factor is preferably calculated using an instantaneous speed of the internal combustion engine.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. einen schematischen Ablaufplan einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the only figure, this shows a schematic flow chart of a preferred embodiment of the method according to the invention.

Bei der in der einzigen Fig. beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Vorsteuerwertes für die Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff einer Zumesseinheit, insbesondere eines Injektors, einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine wird in einem Dividierer 10 eine Summe 12 aller momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmassen des Kraftstoffs bzw. Einspritzgewichtsmengen des Kraftstoffs pro Hub mit der Einheit [mg/Hub] durch einen Wert 14 für eine Kraftstoffdichte mit der Einheit [kg/m3] geteilt. In the preferred embodiment of a method according to the invention, shown as an example in the single figure, for determining a pilot control value for the pilot control of a volume flow of fuel of a metering unit, in particular an injector, a high-pressure pump of a fuel injection system of an internal combustion engine, a sum 12 of all torque-forming and non-torque-forming is calculated in a divider 10 torque-forming injection masses of the fuel or injection weight quantities of the fuel per stroke with the unit [mg/stroke] divided by a value 14 for a fuel density with the unit [kg/m 3 ].

Hierbei wird dieser Wert 14 für die Kraftstoffdichte mit einem Wert 16 für die momentane Kraftstofftemperatur mit der Einheit [°C] aus einer Kennlinie 18 der Kraftstoffdichte in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur bestimmt. Auf diese Weise wird ein Wert 20 für das gesamte Einspritzvolumen (momentenbildend und nicht momentenbildend) pro Hub mit der Einheit [mm3/Hub] bestimmt.In this case, this value 14 for the fuel density is determined with a value 16 for the instantaneous fuel temperature with the unit [° C.] from a characteristic curve 18 of the fuel density as a function of the fuel temperature. In this way, a value 20 is determined for the total injection volume (torque-forming and non-torque-forming) per stroke with the unit [mm 3 /stroke].

Dieser Wert 20 für das gesamte Einspritzvolumen (momentenbildend und nicht momentenbildend) pro Hub wird in einem ersten Multiplizierer 22 mit einem ersten Umrechnungsfaktor 24 zur Umrechnung von [mm3/Hub] in [mm3/s] multipliziert. Dieser erste Umrechnungsfaktor 24 wird mittels eines Wertes 26 für eine momentanen Drehzahl [1/min] der Brennkraftmaschine in einem Schritt 28 berechnet. Auf diese Weise wird ein Wert 30 für einen gesamten Einspritzvolumenstrom des Kraftstoffes einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge mit der Einheit [mm3/s] bestimmt.This value 20 for the total injection volume (torque-forming and non-torque-forming dend) per stroke is multiplied in a first multiplier 22 with a first conversion factor 24 for converting [mm 3 /stroke] into [mm 3 /s]. This first conversion factor 24 is calculated in a step 28 using a value 26 for an instantaneous speed [1/min] of the internal combustion engine. In this way, a value 30 for a total injection volume flow of the fuel of an actually injected quantity of fuel is determined with the unit [mm 3 /s].

In einem zweiten Multiplizierer 32 wird ein Wert 34 für die Summer der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Hub mit der Einheit [µs/Hub] mit einem zweiten Umrechnungsfaktor 36 zum Umrechnen von [µs/Hub] in [µs/s] multipliziert. Dieser zweite Umrechnungsfaktor 36 wird mittels eines Wertes 40 für eine momentanen Drehzahl [1/min] der Brennkraftmaschine in einem Schritt 42 berechnet. Auf diese Weise wird ein Wert 38 für die Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit der Einheit [µs/s] bestimmt. Dieser Wert 38 entspricht im Wesentlichen einem Anteil der Öffnungsdauer des Injektors für eine bestimmte Zeiteinheit, die sich aus der Ansteuerdauer ergibt. Je höher die Drehzahl 40, desto kürzer ist die Ansteuerdauer bezogen auf die Zeiteinheit.In a second multiplier 32, a value 34 for the sum of the control durations of all individual injections per stroke with the unit [μs/stroke] is multiplied by a second conversion factor 36 for converting [μs/stroke] into [μs/s]. This second conversion factor 36 is calculated in a step 42 using a value 40 for an instantaneous speed [rpm] of the internal combustion engine. In this way, a value 38 is determined for the sum of the activation durations of all individual injections per time unit with the unit [μs/s]. This value 38 essentially corresponds to a portion of the opening duration of the injector for a specific time unit, which results from the activation duration. The higher the speed 40, the shorter the control duration based on the unit of time.

In einem dritten Multiplizierer 44 wird der Wert 38 für die Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit der Einheit [µs/s] mit einem Wert 46 für das Steuervolumen des Kraftstoffes der Einspritzung pro Ansteuerdauer mit der Einheit [mm3/µs] multipliziert. Dieser Wert 46 wird mittels eines Wertes 48 für einen momentanen Raildrucksollwert [hPa] aus einer Kennlinie 50 des Steuervolumens der Einspritzungen pro Ansteuerdauer in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert bestimmt. Auf diese Weise wird ein Wert 52 für einen ersten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors mit der Einheit [mm3/s] bestimmt.In a third multiplier 44, the value 38 for the sum of the control durations of all individual injections per time unit with the unit [μs/s] is multiplied by a value 46 for the control volume of the fuel of the injection per control duration with the unit [mm 3 /μs]. This value 46 is determined by means of a value 48 for an instantaneous rail pressure setpoint [hPa] from a characteristic curve 50 of the control volume of the injections per control period as a function of the rail pressure setpoint. In this way, a value 52 for a first control volume flow of the fuel is determined during activation of the injector with the unit [mm 3 /s].

In einem vierten Multiplizierer 54 wird ein Wert 56 für die Anzahl der Einzeleinspritzereignisse mit einem Wert 58 für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes mit der Einheit [mm3/s] multipliziert. Der Wert 58 für den einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes wird mittels eines Wertes 60 für einen momentanen Raildrucksollwert [hPa] aus einer Kennlinie 62 des einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstromes des Kraftstoffes in Abhängigkeit von einem Raildrucksollwert [hPa] bestimmt. Auf diese Weise wird ein Wert 64 für einen zweiten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors mit der Einheit [mm3/s] bestimmt.In a fourth multiplier 54, a value 56 for the number of individual injection events is multiplied by a value 58 for an injection event-dependent control volume flow of the fuel with the unit [mm 3 /s]. The value 58 for the injection event-dependent control volume flow of the fuel is determined by means of a value 60 for an instantaneous rail pressure setpoint [hPa] from a characteristic 62 of the injection event-dependent control volume flow of the fuel as a function of a rail pressure setpoint [hPa]. In this way, a value 64 for a second control volume flow of the fuel is determined during activation and deactivation of the injector with the unit [mm 3 /s].

Weiterhin wird mittels eines Wertes 66 für den momentanen Raildrucksollwert [hPa] und eines Wertes 68 für eine momentane Kraftstofftemperatur [°C] aus einem Kennfeld 70 eines Leckagevolumenstromes in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert und der Kraftstofftemperatur ein Wert 72 für einen Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs des Injektors mit der Einheit [mm3/s] bestimmt.Furthermore, using a value 66 for the instantaneous rail pressure setpoint [hPa] and a value 68 for an instantaneous fuel temperature [°C] from a map 70 of a leakage volume flow as a function of the rail pressure setpoint and the fuel temperature, a value 72 for a leakage volume flow of the fuel of the injector is determined of the unit [mm 3 /s].

In Addierern 74, 76 und 78 werden der Wert 30 für den gesamten Einspritzvolumenstrom des Kraftstoffes einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge, der Wert 52 für den ersten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors, der Wert 64 für den zweiten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors und der Wert 72 für den Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs des Injektors zusammen addiert und auf diese Weise wird ein Wert 80 für einen Volumenstrom zur Vorsteuerung der Zumesseinheit bzw. des Injektors an der Hochdruckpumpe mit der Einheit [mm3/s] bestimmt.In adders 74, 76 and 78, the value 30 for the total injection volume flow of the fuel of an actually injected fuel quantity, the value 52 for the first control volume flow of the fuel during activation of the injector, the value 64 for the second control volume flow of the fuel during the activation and Deactivation of the injector and the value 72 for the leakage volume flow of the fuel of the injector are added together and in this way a value 80 for a volume flow for pilot control of the metering unit or the injector on the high-pressure pump with the unit [mm 3 /s] is determined.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Dividiererdivider
1212
Summe aller momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmassen des Kraftstoffs bzw. Einspritzgewichtsmengen des Kraftstoffs pro Hub mit der Einheit [mg/Hub]Sum of all torque-forming and non-torque-forming fuel injection masses or fuel injection weight quantities per stroke with the unit [mg/stroke]
1414
Wert für eine Kraftstoffdichte mit der Einheit [kg/m3]Value for a fuel density with the unit [kg/m 3 ]
1616
Wert für die momentane Kraftstofftemperatur mit der Einheit [°C]Value for the current fuel temperature with the unit [°C]
1818
Kennlinie der Kraftstoffdichte in Abhängigkeit von der KraftstofftemperaturCharacteristic of fuel density as a function of fuel temperature
2020
Wert für das gesamte Einspritzvolumen (momentenbildend und nicht momentenbildend) pro Hub mit der Einheit [mm3/Hub]Value for the total injection volume (torque-generating and non-torque-generating) per stroke with the unit [mm 3 /stroke]
2222
erster Multipliziererfirst multiplier
2424
erster Umrechnungsfaktor zur Umrechnung von [mm3/Hub] in [mm3/s]First conversion factor to convert from [mm 3 /stroke] to [mm 3 /s]
2626
Wert für eine momentanen Drehzahl [1/min] der BrennkraftmaschineValue for a current speed [1/min] of the internal combustion engine
2828
Schritt: Berechnen eines ersten Umrechnungsfaktors 24Step: Calculate a first conversion factor 24
3030
Wert für einen gesamten Einspritzvolumenstrom des Kraftstoffes einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge mit der Einheit [mm3/s]Value for a total injection volume flow of the fuel of an actually injected fuel quantity with the unit [mm 3 /s]
3232
zweiter Multiplizierersecond multiplier
3434
Wert für die Summer der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Hub mit der Einheit [µs/Hub]Value for the sum of the control durations of all individual injections per stroke with the unit [µs/stroke]
3636
zweiten Umrechnungsfaktor zum Umrechnen von [µs/Hub] in [µs/s]second conversion factor to convert from [µs/stroke] to [µs/s]
3838
Wert für die Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit der Einheit [µs/s]Value for the sum of the control durations of all individual injections per time unit with the unit [µs/s]
4040
Wert für eine momentane Drehzahl [1/min] der BrennkraftmaschineValue for a current speed [1/min] of the internal combustion engine
4242
Schritt: Berechnen des zweiten Umrechnungsfaktors 36Step: Calculate the second conversion factor 36
4444
dritter Multipliziererthird multiplier
4646
Wert für das Steuervolumen des Kraftstoffes der Einspritzung pro Ansteuerdauer mit der Einheit [mm3/µs]Value for the control volume of the fuel for the injection per control duration with the unit [mm 3 /µs]
4848
Wert für einen momentanen Raildrucksollwert [hPa]Value for a current rail pressure setpoint [hPa]
5050
Kennlinie des Steuervolumens der Einspritzungen pro Ansteuerdauer in Abhängigkeit von dem RaildrucksollwertCharacteristic curve of the control volume of the injections per control period as a function of the rail pressure setpoint
5252
Wert für einen ersten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors mit der Einheit [mm3/s]Value for a first control volume flow of the fuel during activation of the injector with the unit [mm 3 /s]
5454
vierter Multipliziererfourth multiplier
5656
Wert für die Anzahl der EinzeleinspritzereignisseValue for the number of single injection events
5858
Wert für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes mit der Einheit [mm3/s]Value for an injection event-dependent control volume flow of the fuel with the unit [mm 3 /s]
6060
Wertes für einen momentanen Raildrucksollwert [hPa]value for a current rail pressure setpoint [hPa]
6262
Kennlinie des einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstromes des Kraftstoffes in Abhängigkeit von einem Raildrucksollwert [hPa]Characteristic of the injection event-dependent control volume flow of the fuel as a function of a rail pressure setpoint [hPa]
6464
Wert für einen zweiten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors mit der Einheit [mm3/s]Value for a second control volume flow of the fuel during activation and deactivation of the injector with the unit [mm 3 /s]
6666
Wert für den momentanen Raildrucksollwert [hPa]Value for the current rail pressure setpoint [hPa]
6868
Wert für eine momentane Kraftstofftemperatur [°C]Value for a current fuel temperature [°C]
7070
Kennfeld eines Leckagevolumenstromes in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert und der KraftstofftemperaturMap of a leakage volume flow as a function of the rail pressure setpoint and the fuel temperature
7272
Wert für einen Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs des Injektors mit der Einheit [mm3/s]Value for a leakage volume flow of fuel from the injector with the unit [mm 3 /s]
7474
Addiereradder
7676
Addiereradder
7878
Addiereradder
8080
Wert für einen Volumenstrom zur Vorsteuerung der Zumesseinheit an der Hochdruckpumpe mit der Einheit [mm3/s]Value for a volume flow for pilot control of the metering unit on the high-pressure pump with the unit [mm 3 /s]

Claims (10)

Verfahren zum Bestimmen eines Vorsteuerwertes für die Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff wenigstens einer Zumesseinheit mit einem Injektor, einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit folgenden Schritten, (a) Bestimmen eines Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge; (b) Bestimmen eines ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors, wobei zum Bestimmen des ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffes eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit einem Wert für ein Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer multipliziert wird; (c) Bestimmen eines vom ersten Steuervolumenstrom verschiedenen zweiten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors, wobei zum Bestimmen des zweiten Steuervolumens des Kraftstoffes eine Anzahl der Einzeleinspritzereignisse mit einem Wert für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes multipliziert wird; (d) Bestimmen eines Leckagevolumenstromes des Kraftstoffs des Injektors; (e) Addieren von Einspritzvolumenstrom, erstem Steuervolumenstrom, zweitem Steuervolumenstrom und Leckagevolumenstrom zu einem Volumenstrom des Kraftstoffs zur Vorsteuerung der Zumesseinheit der Hochdruckpumpe.Method for determining a pre-control value for the pre-control of a volume flow of fuel in at least one metering unit with an injector, a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular a common rail injection system, an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with the following steps, (a) determining an injection volume flow of the fuel of an actually injected amount of fuel; (b) determining a first control volume flow of the fuel during activation of the injector, a sum of the activation durations of all individual injections per time unit being multiplied by a value for a control volume of the injections per activation duration to determine the first control volume flow of the fuel; (c) determining a second control volume flow of the fuel, which is different from the first control volume flow, during activation and deactivation of the injector, a number of individual injection events being multiplied by a value for an injection-event-dependent control volume flow of the fuel to determine the second control volume of the fuel; (d) determining a leakage volume flow of the fuel of the injector; (e) adding the injection volume flow, first control volume flow, second control volume flow and leakage volume flow to a volume flow of the fuel for pilot control of the metering unit of the high-pressure pump. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (a) ein gesamtes Einspritzvolumen des Kraftstoffs pro Hub aus momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmengen des Kraftstoffs pro Hub bestimmt und zum Bestimmen des Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs mit einem ersten Umrechnungsfaktor von Volumen des Kraftstoffs pro Hub in Volumen des Kraftstoffs pro Zeiteinheit multipliziert wird.procedure after claim 1 , characterized in that in step (a) a total injection volume of the fuel per stroke is determined from torque-forming and non-torque-forming injection quantities of the fuel per stroke and for determining the injection volume flow of the fuel with a first conversion factor from the volume of the fuel per stroke to the volume of the fuel per unit of time is multiplied. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umrechnungsfaktor mittels einer momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet wird.procedure after claim 2 , characterized in that the first conversion factor is calculated using a current speed of the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (a) eine Summe aller momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmassen des Kraftstoffs bzw. Einspritzgewichtsmengen des Kraftstoffs pro Hub bestimmt und zum Bestimmen des gesamten Einspritzvolumens des Kraftstoffs pro Hub durch eine Kraftstoffdichte geteilt wird.procedure after claim 2 or 3 , characterized in that in step (a) a sum of all torque-forming and non-torque-forming fuel injection masses or injection weight quantities of fuel per stroke is determined and divided by a fuel density to determine the total injection volume of fuel per stroke. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffdichte mittels einer momentanen Kraftstofftemperatur aus einer Kennlinie der Kraftstoffdichte in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur bestimmt wird.procedure after claim 4 , characterized in that the fuel density is determined by means of an instantaneous fuel temperature from a characteristic curve of the fuel density as a function of the fuel temperature. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für den einspritzereignisabhängige Steuervolumenstrom des Kraftstoffes mit einem momentanen Raildrucksollwert aus einer Kennlinie des einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstromes des Kraftstoffes in Abhängigkeit von einem Raildrucksollwert bestimmt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the value for the injection event-dependent control volume flow of the fuel is determined with an instantaneous rail pressure setpoint from a characteristic curve of the injection event-dependent control volume flow of the fuel as a function of a rail pressure setpoint. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (d) der Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs der Zumesseinheit mit einem momentanen Raildrucksollwert und mit einer momentanen Kraftstofftemperatur aus einem Kennfeld des Leckagevolumenstromes in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert und der Kraftstofftemperatur bestimmt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in step (d) the leakage volume flow of the fuel of the metering unit is determined with a current rail pressure setpoint and with a current fuel temperature from a map of the leakage volume flow as a function of the rail pressure setpoint and the fuel temperature. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für das Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer mittels einem momentanen Raildrucksollwert aus einer Kennlinie des Steuervolumens der Einspritzungen pro Ansteuerdauer in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert bestimmt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the value for the control volume of the injections per control period is determined by means of an instantaneous rail pressure setpoint from a characteristic curve of the control volume of the injections per control period as a function of the rail pressure setpoint. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Hub mit einem zweiten Umrechnungsfaktor von Ansteuerdauer pro Hub in Ansteuerdauer pro Zeiteinheit multipliziert wird.procedure after claim 1 or 8th , characterized in that to determine the sum of the activation durations of all individual injections per unit time, a sum of the activation durations of all individual injections per stroke is multiplied by a second conversion factor from activation duration per stroke to activation duration per unit time. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umrechnungsfaktor mittels einer momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet wird.procedure after claim 9 , characterized in that the second conversion factor is calculated using a current speed of the internal combustion engine.
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