DE102010044165A1 - Method for determining connection between injection time and injection quantity at injector of internal combustion engine, involves varying injection time of internal combustion engine in unfired overrun mode - Google Patents

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Abstract

The method involves varying an injection time of the internal combustion engine (10) in an unfired overrun mode, and determining an actual lambda value corresponding to the injection time. The injection quantity is determined from the actual lambda value, the initial lambda value, and the reference injection quantity. An independent claim is also included for a computing unit for determining a connection between an injection time and an injection quantity at an injector of an internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Zusammenhangs zwischen Einspritzdauer und Einspritzmenge bei einem Injektor einer Brennkraftmaschine.The present invention relates to a method for determining a relationship between injection duration and injection quantity in an injector of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Im Einsatz befindliche Einspritzventile (sog. Injektoren) zur Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder oder das Saugrohr einer Brennkraftmaschine müssen normalerweise einen weiten Mengenbereich abdecken. Dieser erstreckt sich in der Regel vom Leerlaufpunkt bzw. einem gefeuerten Schubbetrieb, wodurch eine Minimalmenge definiert wird, bis zur Volllast bei hohen Drehzahlen, wodurch eine Maximalmenge definiert wird.In-use injectors (so-called injectors) for injecting fuel into the cylinder or the intake manifold of an internal combustion engine normally have to cover a wide range of quantities. This usually extends from the idle point or a fired overrun mode, whereby a minimum amount is defined, to full load at high speeds, whereby a maximum amount is defined.

Idealerweise korreliert die eingespritzte Kraftstoffmenge linear mit der Einspritzdauer (Ansteuerzeit des Injektors). Ein sehr großer linearer Bereich bedeutet jedoch einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand für den Injektor. Dieser Fertigungsaufwand ist umso höher, je eher unerwünschte Abweichungen von der Linearität vor allem im Kleinmengenbereich gering gehalten werden sollen. Gerade in diesem Bereich können sowohl die Abweichung von der Linearität als auch die Streuung zwischen Injektoren untereinander vergleichsweise groß sein, was eine allgemeingültige und nicht-ventilindividuelle Korrektur erschwert. Dies liegt u. a. daran, dass die Injektoren nicht identisch öffnen und daher die Öffnungszeit mehr oder weniger von der vorgegebenen Einspritzdauer abweicht. Je kürzer die Einspritzdauer, desto mehr wirken sich diese Abweichungen aus. Die Exemplarstreuungen im Kleinmengenbereich führen zu einer schlechten Laufruhe im Leerlauf und auch zu einer Verschlechterung in der Konvertierung der Schadstoffkomponenten.Ideally, the injected fuel quantity correlates linearly with the injection duration (activation time of the injector). However, a very large linear range means a comparatively high production cost for the injector. This manufacturing effort is the higher, the more unwanted deviations from the linearity, especially in the small amount range, should be kept low. Especially in this area, both the deviation from the linearity and the scattering between injectors with each other can be comparatively large, which makes a generally valid and non-valve individual correction more difficult. This is u. a. because the injectors do not open identically and therefore the opening time deviates more or less from the specified injection duration. The shorter the duration of injection, the more these deviations have an effect. The specimen scatters in the small amount range lead to a bad running smoothness at idle and also to a deterioration in the conversion of the pollutant components.

In der DE 10 2005 051 701 A1 wird beschrieben, dass einerseits die minimale Einspritzdauer nach unten begrenzt wird, um die Einspritzung unterschiedlicher Kraftstoffmengen in die einzelnen Brennräume einer Brennkraftmaschine zu verhindern oder zumindest zu begrenzen. Dies reduziert jedoch den Einsatzbereich der Injektoren. Andererseits werden Adaptionsverfahren eingesetzt, um die Kennlinie eines Injektors zu bestimmen. Speziell wird dort ein Adaptionsverfahren vorgeschlagen, bei dem eine Einspritzung in Haupteinspritzung und Messeinspritzung unterteilt wird. Die Zeitdauer der Messeinspritzung wird sukzessive verringert und die Gesamteinspritzmenge wird über ein Signal der Lambdasonde erfasst. Aus der Beobachtung des Lambdasignals wird eine Korrekturkennlinie für den Injektor gebildet.In the DE 10 2005 051 701 A1 describes that on the one hand, the minimum injection duration is limited down to prevent or at least limit the injection of different amounts of fuel into the individual combustion chambers of an internal combustion engine. However, this reduces the range of application of the injectors. On the other hand, adaptation methods are used to determine the characteristic curve of an injector. Specifically, an adaptation method is proposed there, in which an injection is subdivided into main injection and measurement injection. The time duration of the measuring injection is successively reduced and the total injection quantity is detected via a signal of the lambda probe. From the observation of the lambda signal, a correction characteristic curve for the injector is formed.

Es ist wünschenswert, den Kleinmengenbereich von Injektoren einfacher und besser erfassen und dadurch auch besser nutzen zu können.It is desirable to be able to grasp the small quantity range of injectors more easily and better, and thereby make better use of them.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Zusammenhangs zwischen Einspritzdauer und Einspritzmenge bei einem Injektor einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for determining a relationship between injection duration and injection quantity in an injector of an internal combustion engine having the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit der vorliegenden Erfindung ist es unabhängig vom eingesetzten Brennverfahren – ob Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung – möglich, ventilindividuelle Einspritzdauer/Einspritzmenge-Kennlinien zu bestimmen und so Exemplarstreuungen in der zugemessenen Kraftstoffmenge der Injektoren im Kleinmengenbereich zu erfassen und zu berücksichtigen. Es wird ein Adaptionsverfahren vorgeschlagen, das es zulässt, auch den nichtlinearen (den sog. ballistischen) Bereich der Einspritzdauer/Einspritzmenge-Kennlinien zu bestimmen. Damit wird der gesamte nutzbare Zumessbereich größer, was sich auch in Richtung einer günstigeren Herstellung des Injektors auswirken kann. Eine Adaption wird vorzugsweise selektiv für jeden Injektor durchgeführt.With the present invention, regardless of the combustion method used - whether intake manifold injection or direct injection - possible to determine valve-individual injection duration / injection quantity characteristics and thus to detect and take into account specimen spreads in the metered fuel quantity of the injectors in the small amount range. An adaptation method is proposed which allows the nonlinear (so-called ballistic) range of the injection duration / injection quantity characteristics to be determined. Thus, the entire usable Zumessbereich is larger, which can also affect the direction of a cheaper production of the injector. An adaptation is preferably carried out selectively for each injector.

Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine zusätzliche Sensorik oder einen spezifisch gestalteten Krümmer, sondern bedient sich lediglich der Auswertung eines Lambdasignals einer Lambdasonde, vorzugsweise einer Breitbandsonde, die üblicherweise ohnehin im System verbaut ist. Zudem wird der Aufwand für die Konstruktion der Injektoren sowie die Auslegung der zur Ansteuerung benötigen Endstufe minimiert. Dies äußert sich direkt in einer Minimierung der Fertigungskosten.The inventive method requires no additional sensors or a specifically designed manifold, but uses only the evaluation of a lambda signal of a lambda probe, preferably a broadband probe, which is usually installed anyway in the system. In addition, the effort for the construction of the injectors as well as the design of the final stage required for the control is minimized. This manifests itself directly in a minimization of the manufacturing costs.

Die Erfindung vorzugsweise das Lambdasignal im ungefeuerten Schubbetrieb. Im Schubbetrieb werden im Normalfall die Einspritzungen ausgeblendet und der Motor angedrosselt (Drosselklappe nahezu geschlossen). Dementsprechend ist der Massenstrom an Luft durch den Motor gering, womit kleine eingespritzte Kraftstoffmengen das Lambdasignal stärker beeinflussen als bei entdrosseltem Betrieb (Drosselklappe offen).The invention preferably the lambda signal in the unfired overrun mode. In overrun mode, the injections are normally blanked out and the engine is throttled (throttle valve almost closed). Accordingly, the mass flow of air through the engine is low, so that small amounts of fuel injected affect the lambda signal stronger than in de-throttled operation (throttle open).

Es ist zu berücksichtigen, dass der Lambdawert selbst ohne Einspritzung endlich ist, da immer Restemissionen bspw. aus der Kurbelgehäuseentlüftung und anderen Quellen einen gewissen Anteil an Kohlenwasserstoffen (CmHn) mitbringen, typischerweise in der Größenordnung von 500 ppm bis 2000 ppm C1. Vorzugsweise wird daher bei der Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Einspritzdauer und Einspritzmenge auch ein Lambda- bzw. Kohlenwasserstoff-Offsetwert berücksichtigt. Dieser Offsetwert beschreibt die zuvor erläuterten Kohlenwasserstoffemissionen aus anderen Quellen. In einer kurzen Schubphase (konstanter Betriebspunkt) können diese Emissionen als konstant angenommen werden.It should be noted that even without injection, the lambda value is finite, since residual emissions, for example from the crankcase ventilation and other sources, always carry a certain amount of hydrocarbons (C m H n ), typically of the order of 500 ppm up to 2000 ppm C1. Preferably, therefore, a lambda or hydrocarbon offset value is taken into account in the determination of the relationship between injection duration and injection quantity. This offset value describes the previously discussed hydrocarbon emissions from other sources. In a short boost phase (constant operating point), these emissions can be assumed to be constant.

Wird ein einzelner Injektor in einer Schubphase angesteuert und keine Verbrennung herbeigeführt (bzw. ist eine Verbrennung aufgrund der kleinen Kraftstoffmenge gar nicht möglich), steigen die Kohlenwasserstoff-Emissionen im Abgasstrang an. Diese Emissionen werden vom noch heißen Katalysator konvertiert. An der Lambdasonde vor dem Katalysator, die vorzugsweise eine Breitbandsonde ist, können diese Emissionen detektiert werden, da durch die Kohlenwasserstoffanteile Lambda gegen kleinere Werte verschoben wird. Zwar wird aufgrund der eingeschränkten Konvertierung der Lambdasonde nicht zwingend der reale Lambdawert detektiert. Die Lambdasonde wird meist tendenziell zu magere Werte anzeigen. Dies ist aber unkritisch, wenn ein Referenzwert berücksichtigt wird.If a single injector is activated in a coasting phase and combustion is not brought about (or combustion is not possible due to the small amount of fuel), the hydrocarbon emissions in the exhaust gas line increase. These emissions are converted by the still hot catalyst. At the lambda probe in front of the catalyst, which is preferably a broadband probe, these emissions can be detected, since lambda is displaced by the hydrocarbon components to smaller values. It is true that due to the limited conversion of the lambda probe, the real lambda value is not necessarily detected. The lambda sensor will tend to display leaner values. However, this is not critical if a reference value is taken into account.

Vorzugsweise wird der Kohlenwasserstoffanteil im Abgas aus dem Signal der Lambdasonde bestimmt, um daraus wiederum die eingespritzte Kraftstoffmenge zu bestimmen. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass der Zusammenhang zwischen Lambdawert und Kohlenwasserstoffanteil in allen betrachteten Bereichen im Wesentlichen linear ist, so dass diese Berechnung besonders einfach, insbesondere unter Verwendung eines linearen Zusammenhangs, der bspw. empirisch ermittelt werden kann, durchgeführt werden kann. Der Kohlenwasserstoffanteil lässt sich aus dem Lambdawert insbesondere unter Berücksichtigung der Luftmasse bestimmen, welche bspw. von einem Luftmassenmesser bestimmt wird. In einfacher Ausgestaltung kann die Luftmasse im angedrosselten Betrieb auch als konstant angenommen werden, so dass nur das Lambdasignal zur Auswertung herangezogen werden muss. Mit dem Wissen der Luftfüllung im Zylinder (aus Signalen des HFM oder aus dem p-Sensor) kann jedoch das Verfahren auch bei fallender oder steigender Luftfüllung durchgeführt werden. Hier muss dann die Füllung in den Lambdawert eingerechnet werden. Dadurch kann eine Kalibrierung auch für größere Einspritzdauern durchgeführt werden.The hydrocarbon fraction in the exhaust gas is preferably determined from the signal of the lambda probe, in order in turn to determine the injected fuel quantity therefrom. It has been found, in particular, that the relationship between lambda value and hydrocarbon fraction is essentially linear in all considered regions, so that this calculation can be carried out in a particularly simple manner, in particular using a linear relationship, which can be determined empirically, for example. The hydrocarbon fraction can be determined from the lambda value, in particular taking into account the air mass, which is determined, for example, by an air mass meter. In a simple embodiment, the air mass in the throttled operation can also be assumed to be constant, so that only the lambda signal must be used for the evaluation. However, with the knowledge of air filling in the cylinder (from signals from the HFM or from the p-sensor), the process can also be carried out with decreasing or increasing air filling. Here then the filling must be included in the lambda value. As a result, calibration can also be carried out for longer injection periods.

Bevorzugterweise wird wenigstens ein Referenzwert bzw. Kalibrierungswert, der einen bestimmten Zusammenhang zwischen Einspritzdauer und Einspritzmenge beschreibt, verwendet, der in das erfindungsgemäße Verfahren eingeht. Üblicherweise wird bereits beim Hersteller ein Referenzwert bestimmt, heutzutage bspw. für eine Einspritzdauer von 1,5 ms (linearer Bereich). Es empfiehlt sich, auch einen Referenzwert für kleinere Einspritzdauern, insbesondere im ballistischen Bereich, bspw. f. 0,5 ms vorzusehen. Die Kalibrierung kann für unterschiedliche Betriebszustände des Motors, wie z. B. andere Androsselungsgrade oder Einspritzdrücke, durchgeführt werden. Es wird dann jeweils das dem Betriebszustand zugehörige Wertepaar der Einspritzmenge zur Einspritzdauer abgelegt. Ausgehend von dem Referenzwert mit bekanntem Einspritzdauer/Einspritzmengenverhältnis kann über Vergleich der entsprechenden Kohlenwasserstoffanteile (aus Lambdawert und ggf. Luftmasse) eine Kennlinie auch für den ballistischen Betrieb bestimmt werden. Der wenigstens eine Referenzwert wird am Injektor vermerkt, bspw. in einem Datenblatt und/oder in einem Data-Matrix-Code und wird beim Zusammenbau von Steuergerät und Brennkraftmaschine in das Steuergerät eingetragen und dort in einem nicht-flüchtigen Speicher abgelegt.Preferably, at least one reference value or calibration value which describes a specific relationship between injection duration and injection quantity is used, which enters into the method according to the invention. Usually, a reference value is already determined by the manufacturer, nowadays for example for an injection duration of 1.5 ms (linear range). It is also advisable to use a reference value for smaller injection periods, especially in the ballistic area, eg. F. 0.5 ms to provide. The calibration can be used for different operating conditions of the engine, such. As other throttling levels or injection pressures are performed. In each case, the value pair of the injection quantity associated with the operating state is then stored for the duration of the injection. Starting from the reference value with known injection duration / injection quantity ratio, a characteristic curve can also be determined for ballistic operation by comparing the corresponding hydrocarbon fractions (from lambda value and possibly air mass). The at least one reference value is noted on the injector, for example in a data sheet and / or in a data matrix code and is entered in the assembly of the control unit and internal combustion engine in the control unit and stored there in a non-volatile memory.

Nach der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine wird zudem zweckmäßigerweise ein Initialwert bestimmt, der einen Zusammenhang zwischen Kohlenwasserstoffanteil und Referenzeinspritzmenge beschreibt. Auch dieser Initialwert wird zweckmäßigerweise in einem nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts abgelegt und für die zukünftige Auswertung verwendet. Es ist nämlich bekannt, dass sich der Einstellwert des Injektors (Werkseinstellung) über die Laufzeit mehr oder weniger ändert. Die Änderungen können speziell im Kleinmengenbereich erheblich sein. Aus dem initial bestimmten Zusammenhang zwischen Kohlenwasserstoffanteil und Einspritzmenge, welcher sich im Wesentlichen nicht ändert, kann die Einspritzmenge auch zu späteren Zeitpunkten nach Alterung des Injektors bestimmt werden, insbesondere auch deshalb, weil sich die Füllung des Motors im angedrosselten Betrieb des Motors nur sehr gering ändert, da eventuelle Verschmutzungen des Einlasskanals keine zusätzliche Drosselung der Luftströmung verursachen.After the start-up of the internal combustion engine also advantageously an initial value is determined, which describes a relationship between hydrocarbon content and reference injection quantity. This initial value is expediently stored in a non-volatile memory of the controller and used for future evaluation. Namely, it is known that the set value of the injector (factory setting) changes more or less over the running time. The changes can be significant, especially in the small volume range. From the initially determined relationship between hydrocarbon content and injection quantity, which does not change substantially, the injection quantity can also be determined at later times after aging of the injector, in particular also because the filling of the engine changes only very slightly in the throttled operation of the engine because any contamination of the inlet duct will not cause any additional throttling of the air flow.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise mehrfach im Fahrzeug/Komponentenleben durchlaufen. Die Häufigkeit kann insbesondere von der Alterung des Injektors abhängig gemacht werden.The method according to the invention is expediently run through several times in the vehicle / component life. The frequency can in particular be made dependent on the aging of the injector.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z. B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, for. As a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u. a. m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists anyway. Suitable media for providing the In particular, computer programs are floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung durch einen Injektor. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with intake manifold injection through an injector.

2 zeigt ein Diagramm mit einer Kennlinie des Injektors gemäß 1, welche eine Einspritzdauer mit einer Einspritzmenge verknüpft. 2 shows a diagram with a characteristic of the injector according to 1 , which links an injection duration with an injection quantity.

3 zeigt ein Diagramm, welches mögliche Abweichungen der Einspritzmenge von der in 2 gezeigten Kennlinie bei kurzen Einspritzdauern zeigt. 3 shows a diagram which shows possible deviations of the injection quantity from the in 2 shown characteristic with short injection periods.

4 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 shows a flowchart for explaining a preferred embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist eine Brennkraftmaschine, wie sie der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst üblicherweise mehrere Zylinder, von denen in 1 jedoch nur einer mit dem Bezugszeichen 11 dargestellt ist. Über ein Einlassventil 14 kann der Brennraum 12 des Zylinders 11 mit einem Saugrohr 16 verbunden werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in dieses Kraftstoff über einen Injektor 18 eingespritzt. Die nachfolgend beschriebenen Funktionsprinzipien und Verfahren sind jedoch auch bei Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, beispielsweise Benzin-Direkteinspritzung anwendbar. In dem Saugrohr 16 ist ferner eine Drosselklappe 20 angeordnet. Die im Saugrohr 16 strömende Luftmasse wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Luftmassensensor 22 erfasst.In 1 is an internal combustion engine, as can be based on the present invention, shown schematically and in total with 10 designated. The internal combustion engine 10 usually includes several cylinders, of which in 1 however, only one with the reference numeral 11 is shown. Via an inlet valve 14 can the combustion chamber 12 of the cylinder 11 with a suction pipe 16 get connected. In the present embodiment, this fuel is injected through an injector 18 injected. However, the operating principles and methods described below are also applicable to internal combustion engine with direct fuel injection, for example, gasoline direct injection. In the suction pipe 16 is also a throttle 20 arranged. The in the intake manifold 16 flowing air mass is in the present embodiment of an air mass sensor 22 detected.

Das im Brennraum 12 vorhandene Kraftstoff-Luftgemisch wird im Normalbetrieb von einer Zündkerze 24 gezündet. Heiße Verbrennungsabgase gelangen dann aus dem Brennraum 12 über ein Auslassventil 26 in ein Abgasrohr 28. In diesem sind ein Katalysator 30 sowie eine Lambda-Sonde 32, welche einen Lambdawert erfasst, durch den das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 12 charakterisiert wird, angeordnet.That in the combustion chamber 12 existing fuel-air mixture is in normal operation of a spark plug 24 ignited. Hot combustion exhaust gases then pass out of the combustion chamber 12 via an exhaust valve 26 in an exhaust pipe 28 , In this are a catalyst 30 and a lambda probe 32 , which detects a lambda value, through which the fuel-air mixture in the combustion chamber 12 is characterized, arranged.

Eine vom Injektor 18 in das Saugrohr 16 eingespritzte Kraftstoffmenge Q wird, bei konstantem Kraftstoffdruck, vor allem durch die Einspritzdauer ti des Injektors 18 beeinflusst. Dabei wird bei der Auslegung des Injektors 18 darauf Wert gelegt, dass der Zusammenhang zwischen Einspritzdauer ti und eingespritzter Kraftstoffmenge Q, welcher, wie aus 2 ersichtlich ist, durch eine Kennlinie 34 ausgedrückt wird, in einem weiten Betriebsbereich des Injektors 18 linear ist. Eine solche lineare Kennlinie bzw. die zur Bestimmung einer solchen notwendigen Parameter Steigung und Nulldurchgang sind in einem Steuergerät 36 (1) gespeichert, welches den Injektor 18, aber auch die Drosselklappe 20 sowie die Zündkerze 24 abhängig von verschiedenen Sensorsignalen, beispielsweise den Signalen der Lambda-Sonde 32 und des Luftmassensensors 22, ansteuert.One from the injector 18 in the suction pipe 16 injected fuel quantity Q is, with constant fuel pressure, mainly by the injection duration ti of the injector 18 affected. It is used in the design of the injector 18 it is important that the relationship between injection duration ti and injected fuel quantity Q, which, as 2 can be seen by a characteristic curve 34 is expressed in a wide operating range of the injector 18 is linear. Such a linear characteristic or the parameters for determining such a necessary slope and zero crossing are in a control unit 36 ( 1 ) which stores the injector 18 but also the throttle 20 as well as the spark plug 24 depending on different sensor signals, for example the signals of the lambda probe 32 and the air mass sensor 22 , drives.

Fertigungsbedingt weist ein Injektor bei kurzen Einspritzdauern ti bzw. kleinen Einspritzmengen Q ein nicht-lineares Verhalten auf. Dieser Bereich wird üblicherweise auch als ”ballistischer Bereich” bezeichnet. Der entsprechende Bereich ist in 2 gepunktet dargestellt und mit 38 bezeichnet. Aufgrund von ebenfalls fertigungsbedingten Exemplarstreuungen variiert das Verhalten in diesem Bereich zudem von einem Injektor zum anderen.For manufacturing reasons, an injector has a short-term injection duration ti or small injection quantities Q non-linear behavior. This area is commonly referred to as the "ballistic area". The corresponding area is in 2 shown dotted and with 38 designated. Due to manufacturing tolerances, behavior in this area also varies from one injector to another.

Wie weiter aus 3 hervorgeht, wird in diesem Bereich vorliegend eine kleinere Kraftstoffmenge Q eingespritzt, als es der linearen Kennlinie 34 entsprechen würde. Grundsätzlich sind aber auch Abweichungen in der anderen Richtung denkbar, also die Einspritzung einer größeren Kraftstoffmenge.How farther 3 shows that in this area a smaller amount of fuel Q is injected as it is the linear characteristic 34 would correspond. In principle, however, deviations in the other direction are conceivable, ie the injection of a larger amount of fuel.

In 3 sind die Kennlinien zweier Exemplare des gleichen Injektors dargestellt, welche den Zusammenhang zwischen Einspritzmenge und Einspritzdauer beschreiben. Diese Kennlinien sind separat zu ermitteln und stehen üblicherweise in einem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs nicht zur Verfügung. Die bei verschiedenen Exemplaren des gleichen Injektors auftretenden Abweichungen dQ von der linearen Kennlinie sind in 3 über der Einspritzdauer ti aufgetragen. Man erkennt, dass die Abweichungen bis zu einer Einspritzdauer tiG kleiner sind als 10%. Bei noch kleineren Einspritzdauern ti steigt die Abweichungen jedoch deutlich an, weshalb dieser Bereich üblicherweise von einer Nutzung ausgeschlossen wird. Um auch diesen Bereich im Betrieb nutzen zu können, wird nun ein bevorzugtes Adaptionsverfahren für die Kennlinie 34 von dem programmtechnisch dazu eingerichteten Steuergerät 36 durchgeführt, welches im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird.In 3 the characteristics of two copies of the same injector are shown, which describe the relationship between injection quantity and injection duration. These characteristics are to be determined separately and are usually not available in a control unit of a motor vehicle. The deviations dQ from the linear characteristic curve occurring in different examples of the same injector are in 3 plotted over the injection period ti. It can be seen that the deviations up to an injection duration ti G are less than 10%. However, with even smaller injection durations ti, the deviations increase significantly, which is why this range is usually excluded from use. Order this area too To be able to use operation, now becomes a preferred adaptation method for the characteristic curve 34 from the programmatically set up control unit 36 which is described below with reference to 4 is explained.

In 4 wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms näher erläutert. Dem im Steuergerät durchgeführten Verfahren geht ein Schritt 400 voraus, der beispielsweise nach der Herstellung des Injektors noch im Werk durchgeführt wird. Bei diesem Schritt 400 werden ein oder mehrere Referenzwertepaare umfassend eine Einspritzdauer tiref und eine zugehörige Einspritzmenge Qref(tiref) für einen oder mehrere Drücke bestimmt. Diese Referenzwertepaare werden im Steuergerät 36 in einem nicht-flüchtigen Speicher abgelegt.In 4 a preferred embodiment of a method according to the invention is explained in more detail with reference to a flow chart. The procedure carried out in the control unit goes one step 400 preceded, for example, after the production of the injector is still carried out at the factory. At this step 400 one or more reference value pairs comprising an injection duration ti ref and an associated injection quantity Q ref (ti ref ) are determined for one or more pressures. These reference value pairs are in the control unit 36 stored in a non-volatile memory.

Die Ausführung des bevorzugten Verfahrens während des Betriebs einer Brennkraftmaschine beginnt in einem Schritt 401, in dem die Brennkraftmaschine in einem definierten Betriebszustand gebracht wird. In diesem Betriebszustand sollte eine bestimmte Betriebstemperatur herrschen, eine Adaption einer Lambdaregelung abgeschlossen sein, zweckmäßigerweise keine Fehler in dem Steuergerät vorliegen, eine gewisse Spannung im Bordnetz des Kraftfahrzeugs vorhanden sein usw. Ferner muss sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befinden.The execution of the preferred method during the operation of an internal combustion engine begins in one step 401 in which the internal combustion engine is brought into a defined operating state. In this operating state should prevail a certain operating temperature, be completed an adaptation of a lambda control, expediently no errors in the controller present, a certain voltage in the electrical system of the motor vehicle may be present, etc. Furthermore, the internal combustion engine must be in overrun.

In einem darauf folgenden Schritt 402 wird zunächst ohne Einspritzung ein Lambda-Offsetwert λ0 bestimmt, der Kohlenwasserstoffanteile im Abgas beschreibt, die beispielsweise von Ausgasungen aus dem Kurbelwellengehäuse herrühren. Dieser Lambda-Offsetwert λ0 wird bei der späteren Bestimmung des Zusammenhangs von Einspritzdauer ti und Einspritzmenge Q berücksichtigt. In der hier erläuterten Ausgestaltung des Verfahrens wird zudem die Luftmasse im Schubbetrieb als konstant betrachtet, so dass sie bei der Berechnung nicht berücksichtigt werden muss.In a subsequent step 402 Initially, a lambda offset value λ 0 is determined without injection, which describes hydrocarbon components in the exhaust gas, which originate, for example, from outgassings from the crankshaft housing. This lambda offset value λ 0 is taken into account in the later determination of the relationship between injection duration ti and injection quantity Q. In the embodiment of the method explained here, moreover, the air mass in the overrun mode is considered constant, so that it does not have to be taken into account in the calculation.

In einem anschließenden Schritt 403 wird als Ausgangspunkt für die Einspritzdauer ti die Referenzeinspritzdauer tiref gewählt.In a subsequent step 403 is chosen as the starting point for the injection duration ti the reference injection duration ti ref .

In einem anschließenden Schritt 404 wird entsprechend der gewählten Einspritzdauer ti eingespritzt und der sich daraus ergebende Lambdawert λ(ti) erfasst.In a subsequent step 404 is injected according to the selected injection duration ti and the resulting lambda value λ (ti) is detected.

In einem anschließenden Schritt 405 erfolgt eine Offsetkorrektur des erfassten Lambdawerts, um den effektiven Lambdawert λeff(ti) zu bestimmen.In a subsequent step 405 An offset correction of the detected lambda value takes place in order to determine the effective lambda value λ eff (ti).

In einem Schritt 406 wird geprüft, ob bereits ein Initialzusammenhang zwischen initialem effektiven Lambdawert λeff initial(tiref) und Referenz-Einspritzmenge Qref(tiref) abgespeichert ist. Wenn nicht, wird dieser Initialzusammenhang in einem Schritt 407 bestimmt und abgespeichert und das Verfahren wird mit Schritt 409 fortgesetzt. Ansonsten wird in Schritt 408 auf Grundlage des initialen effektiven Lambdawerts λeff initial(tiref), der Referenz-Einspritzmenge Qref(tiref) und des momentan bestimmten effektiven Lambdawert λeff(ti) die Einspritzmenge Q(ti) bestimmt.In one step 406 a check is made as to whether an initial relationship between the initial effective lambda value λeff initial (ti ref ) and the reference injection quantity Q ref (ti ref ) has already been stored. If not, this initial context becomes one step 407 determined and stored and the procedure is with step 409 continued. Otherwise, in step 408 based on the initial effective lambda value λ eff initial (ti ref ), the reference injection quantity Q ref (ti ref ) and the currently determined effective lambda value λ eff (ti) determines the injection quantity Q (ti).

In einem anschließenden Schritt 409 wird die momentane Einspritzdauer ti um einen vorgebbaren Differenzwert Δti verringert und als neue Einspritzdauer gewählt.In a subsequent step 409 the instantaneous injection duration ti is reduced by a predefinable difference value Δti and selected as the new injection duration.

In einem anschließenden Schritt 410 wird überprüft, ob die Einspritzdauer ti unterhalt eines vorgebbaren Schwellwerts ti0 liegt. Liegt die Einspritzdauer nicht unterhalb des Schwellwerts, kehrt das Verfahren zum Schritt 404 zurück. Andernfalls endet das Verfahren in einem Schritt 411, wobei ein Zusammenhang zwischen Einspritzdauer ti und Einspritzmenge Q(ti) bestimmt worden ist.In a subsequent step 410 a check is made as to whether the injection duration ti is below a predefinable threshold value ti 0 . If the injection duration is not below the threshold value, the process returns to the step 404 back. Otherwise, the process ends in one step 411 , where a relationship between injection duration ti and injection quantity Q (ti) has been determined.

Die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Einspritzdauer ti und Einspritzmenge Q(ti) erfolgt zweckmäßigerweise für jedes Ventil separat. Dazu wird der Adaptionsvorgang für jeden Injektor und jeden Zylinder gesondert durchlaufen. Die Reihenfolge ist dabei im beliebig.The determination of the relationship between injection duration ti and injection quantity Q (ti) is expediently carried out separately for each valve. For this purpose, the adaptation process is performed separately for each injector and each cylinder. The order is arbitrary.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005051701 A1 [0004] DE 102005051701 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zur Bestimmung eines Zusammenhangs zwischen Einspritzdauer (ti) und Einspritzmenge (Q(ti)) bei einem Injektor (18) einer Brennkraftmaschine (10), wobei in einem ungefeuerten Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (10) eine Einspritzdauer (ti) variiert wird (409) und ein aktueller Lambdawert (λ(ti), λeff(ti)) in Abhängigkeit von der Einspritzdauer (ti) bestimmt wird (404, 405), wobei die Einspritzmenge (Q(ti)) aus dem aktuellen Lambdawert (λ(ti), λeff(ti)), einem initialen Lambdawert (λeff initial(tiref)) und einer Referenz-Einspritzmenge (Q(tiref)) bestimmt wird (408).Method for determining a relationship between injection duration (ti) and injection quantity (Q (ti)) for an injector ( 18 ) an internal combustion engine ( 10 ), wherein in an unfired overrun operation of the internal combustion engine ( 10 ) an injection duration (ti) is varied ( 409 ) and a current lambda value (λ (ti), λ eff (ti)) is determined as a function of the injection duration (ti) ( 404 . 405 ), wherein the injection quantity (Q (ti)) from the current lambda value (λ (ti), λ eff (ti)), an initial lambda value (λ eff initial (ti ref )) and a reference injection quantity (Q (ti ref )) is determined ( 408 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der initiale Lambdawert (λeff initial(tiref)) bei einer Einspritzdauer bestimmt wird, die einer Referenzeinspritzdauer (tiref) für die Referenz-Einspritzmenge (Q(tiref)) entspricht (407).The method of claim 1, wherein the initial lambda value (λ eff initial (ti ref )) is determined at an injection duration that corresponds to a reference injection duration (ti ref ) for the reference injection quantity (Q (ti ref )) ( 407 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der Bestimmung des aktuellen Lambdawerts (λeff(ti)) und/oder des initialen Lambdawerts (λeff initial(tiref)) ein Lambda-Offsetwert (λ0) berücksichtigt wird, der Kohlenwasserstoffanteile im Abgas beschreibt, die nicht von der aktuellen Einspritzung herrühren.The method of claim 1 or 2, wherein in determining the current lambda value (λ eff (ti)) and / or the initial lambda value (λ eff initial (ti ref )) a lambda offset value (λ 0 ) is taken into account, the hydrocarbon fractions in Describes exhaust gas that does not derive from the current injection. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Lambda-Offsetwert (λ0) im ungefeuerten Schubbetrieb ohne Einspritzung bestimmt wird (402).Method according to claim 3, wherein the lambda offset value (λ 0 ) is determined in unfired overrun mode without injection ( 402 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine (10) zumindest einmalig ein Initialzusammenhang zwischen dem initialen Lambdawert (λeff initial(tiref)) und der Referenz-Einspritzmenge (Q(tiref)) bestimmt wird (407).Method according to one of the preceding claims, wherein after commissioning the internal combustion engine ( 10 ) at least once an initial relationship between the initial lambda value (λ eff initial (ti ref )) and the reference injection quantity (Q (ti ref )) is determined ( 407 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in die Bestimmung der Einspritzmenge (Q(ti)) auch ein aktueller Luftmassenwert eingeht.Method according to one of the preceding claims, wherein in the determination of the injection quantity (Q (ti)) also enters a current air mass value. Verfahren nach Anspruch 6, wobei aus dem jeweiligen Lambdawert und einer Luftmasse der jeweilige Kohlenwasserstoffanteil im Abgas bestimmt wird.The method of claim 6, wherein the respective hydrocarbon content in the exhaust gas is determined from the respective lambda value and an air mass. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das für jeden Injektor (18) wenigstens eines Zylinders (11) der Brennkraftmaschine (10) nacheinander durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, for each injector ( 18 ) at least one cylinder ( 11 ) of the internal combustion engine ( 10 ) is performed sequentially. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das für jeden Injektor (18) eines jeden Zylinders (11) der Brennkraftmaschine (10) nacheinander durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, for each injector ( 18 ) of each cylinder ( 11 ) of the internal combustion engine ( 10 ) is performed sequentially. Recheneinheit (36), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Arithmetic unit ( 36 ), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.
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