DE102010044210A1 - Method for operating internal combustion engine, involves adjusting reference operational mode in which parameter is provided for characterizing temporal difference between end of one partial injection and start of other partial injection - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Kraftstoffzumessung in mindestens eine erste Teileinspritzung und einer auf die erste Teileinspritzung folgende zweite Teileinspritzung aufgeteilt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in which a fuel metering is divided into at least a first partial injection and a second partial injection following the first partial injection. The invention further relates to a device for operating an internal combustion engine.
Die Einhaltung von Schadstoffgrenzwerten ist eines der vorrangigen Ziele bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren. Fortschritte wurden hier mit Common-Rail-Einspritzsystemen erzielt, durch die ein entscheidender Beitrag zur Reduzierung von Schadstoffen erzielbar ist. Der Vorteil derartiger Common-Rail-Systeme liegt darin, dass sie unabhängig vom Einspritzdruck, von der Drehzahl und von der Last betrieben werden können. Um auch zukünftige Abgasgrenzwerte zu erreichen, ist bei Dieselmotoren eine Verbesserung der Gemischbildung erforderlich. Dies wird zum einen durch den Einsatz von sogenannten Abgasrückführungen (AGR) erreicht, mit denen erfolgreich einer Stickoxidbildung entgegengewirkt wird. Eine hohe Abgasrückführrate begünstigt jedoch andererseits die Bildung von Russ. Um dies zu verhindern, muss eine schnelle Durchmischung des Kraftstoff-Luftgemisches erfolgen, was bei aktuellen Common-Rail-Systemen unter anderem durch eine Erhöhung der Einspritzdrücke realisiert wird.Compliance with emission limits is one of the priority objectives in the development of internal combustion engines. Progress has been made here with common-rail injection systems, which make a decisive contribution to the reduction of pollutants. The advantage of such common rail systems is that they can be operated independently of the injection pressure, the speed and the load. In order to achieve future exhaust emission limits, an improvement in the mixture formation is required in diesel engines. This is achieved on the one hand through the use of so-called exhaust gas recirculation (EGR), which successfully counteracts nitric oxide formation. On the other hand, a high exhaust gas recirculation rate favors the formation of soot. To prevent this, a rapid mixing of the fuel-air mixture must take place, which is realized in current common-rail systems, inter alia by increasing the injection pressures.
Hohe Einspritzdrücke erfordern andererseits eine Ratenformung, die heute üblicherweise über mehrere Teileinspritzungen realisiert wird. Dabei sind variable Gestaltungen verschiedener Einspritzungen vorgesehen, wobei diese Teileinspritzungen bis auf einen hydraulischen Abstand von null aufeinanderfolgen.On the other hand, high injection pressures require rate shaping, which today is usually realized over several partial injections. In this case, variable designs of different injections are provided, these partial injections following each other up to a hydraulic distance of zero.
Solche nah aneinander angelagerten Mehrfacheinspritzungen, beispielsweise eine oder mehrere Voreinspritzungen, eine Haupteinspritzung und eine oder mehrere Nacheinspritzungen, erfordern zum einen sehr schnelle Ventilschaltzeiten, die mit heutigen druckausgeglichenen Magnetventilen oder aber mit Piezoventilen realisiert werden können. Zum anderen ist eine ”harte” Injektormechanik erforderlich, die ein schnelles Zurückstellen ermöglicht. Eine solche Injektormechanik weisen nun allerdings gerade insbesondere mit einer Niederdruckstufe ausgestattete, elektrisch ansteuerbare Injektoren mit Magnetventilen nicht auf. Vielmehr wird durch die Niederdruckstufe die Düsennadel bei hohen Raildrücken stark vorgespannt. Diese Vorspannung bewirkt gewisse Zeitverzögerungen sowohl beim Öffnen als auch beim Zurückstellen nach dem Spritzende. Wenn in diesem Falle eine zweite Teileinspritzung zeitlich so nah auf die vorhergehende Teileinspritzung folgt, dass der Injektor noch nicht zurückgestellt wurde, hat dies eine ungewollte und für das Emissionsverhalten des Motors nachteilige Mehrmenge aufgrund einer sogenannten Blockeinspritzung zur Folge.Such close coupled multiple injections, for example, one or more pilot injections, a main injection and one or more post-injections, require on the one hand very fast valve switching times, which can be realized with today's pressure-balanced solenoid valves or with piezo valves. On the other hand, a "hard" injector mechanism is required, which allows a quick reset. Such injector mechanics, however, are not equipped with electrically operated injectors with solenoid valves, especially with a low-pressure stage. Rather, the nozzle needle is strongly biased at high Raildrücken by the low pressure stage. This bias causes some time delays both when opening and when returning to the end of the injection. If, in this case, a second partial injection follows in time so close to the preceding partial injection that the injector has not yet been reset, this results in an undesired additional quantity which is disadvantageous for the emission behavior of the engine due to a so-called block injection.
Ferner ist zu beachten, dass durch Mehrfacheinspritzungen die jeweils nachfolgende Einspritzung aufgrund der Druckwelle der vorherigen Einspritzung beeinflusst wird. Diese Druckwelle kann bei sehr kleinen Spritzabständen zu einer starken Erhöhung der Einspritzmenge führen. In heutigen Applikationen können nicht beliebig kleine Spritzabstände realisiert werden, da kein Verfahren vorhanden ist, das über die gesamte Lebensdauer der verwendeten Kraftstoffeinspritzventile kleine Spritzabstände robust gegenüber Injektorstreuungen-/driften darstellen kann beziehungsweise verhindert, dass eine Blockeinspritzung (Spritzabstand zu klein, keine Trennung der einzelnen Einspritzungen, die Gesamtmenge ist größer als die gewünschte Sollmenge der Einzeleinspritzungen) auftritt.It should also be noted that multiple injections influence the respective subsequent injection due to the pressure wave of the previous injection. This pressure wave can lead to a large increase in the injection quantity at very small spray intervals. In today's applications can not be arbitrarily small spray distances can be realized, since no method is available, the small injection distances can be robust over Injektorstreuungen- / drift over the entire life of the fuel injectors used or prevents a block injection (spray distance too small, no separation of the individual Injections, the total amount is greater than the desired target amount of individual injections) occurs.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass kleine Spritzabstände zwischen aufeinander folgenden Teileinspritzungen robust über die gesamte Lebensdauer eines Kraftstoffeinspritzventils hinweg, insbesondere bei konstanter Einspritzmenge, sichergestellt werden können. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte gelöst:
- – Einstellen einer Referenzbetriebsart, in der eine einen zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung charakterisierende Größe so gewählt wird, dass sie größer oder gleich einem vorgebbaren Mindestwert für die Referenzbetriebsart ist,
- – Ermitteln einer Referenzmenge, die eine in der Referenzbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge charakterisiert,
- – Einstellen einer von der Referenzbetriebsart verschiedenen Normalbetriebsart, in der die den zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung charakterisierende Größe so gewählt wird, dass sie kleiner als der vorgebbare Mindestwert für die Referenzbetriebsart ist, und dass sich eine in der Normalbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge einstellt, die gleich der Referenzmenge (Q_ref) ist oder um ein vorgebbares Maß (ΔQ) abweicht von der Referenzmenge (Q_ref).
- Setting a reference operating mode in which a variable characterizing a time interval between the end of the first partial injection and the beginning of the second partial injection is selected to be greater than or equal to a predefinable minimum value for the reference operating mode,
- Determining a reference quantity which characterizes an amount of fuel actually injected in the reference mode,
- Setting a normal operating mode different from the reference mode, in which the variable characterizing the time interval between the end of the first partial injection and the beginning of the second partial injection is selected to be smaller than the predefinable minimum value for the reference mode, and in that a the normal operating mode actually set injected fuel amount that is equal to the reference amount (Q_ref) or by a predetermined amount (.DELTA.Q) deviates from the reference amount (Q_ref).
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Bestimmung eines Referenzbetriebspunkts in Form der Referenzbetriebsart, der durch den vorgebbaren Mindestwert für den Spritzabstand sowie die hierbei auftretende Referenzmenge gekennzeichnet ist, besonders vorteilhaft ist für einen Betrieb der Brennkraftmaschine in einer von der Referenzbetriebsart verschiedenen Normalbetriebsart, bei der geringere Spritzabstände als bei der Referenzbetriebsart verwendet werden. Ausgehend von dem Betriebspunkt der Referenzbetriebsart kann nämlich vorteilhaft die den zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung (Spritzabstand) charakterisierende Größe so gewählt werden, dass sie kleiner ist als der vorgebbare Mindestwert für die Referenzbetriebsart, und dass sich eine in der Normalbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge einstellt, die gleich der Referenzmenge (Q_ref) ist oder um ein vorgebbares Maß (ΔQ) abweicht von der Referenzmenge (Q_ref) Die Einstellung von kleineren Spritzabständen in der Normalbetriebsart gegenüber der Referenzbetriebsart ermöglicht vorteilhaft einen Betrieb der Brennkraftmaschine, bei dem geringere Geräusche, ein geringerer Kraftstoffverbrauch und geringere Emissionen realisiert werden können, als zum Beispiel in der Referenzbetriebsart. Darüber hinaus kann ausgehend von dem Betriebspunkt der Referenzbetriebsart präzise ein geeigneter Betriebspunkt für die Normalbetriebsart gewählt werden, der insbesondere auch sich zeitlich ändernden Eigenschaften des Injektors (Injektordrift, Alterung) Rechnung trägt. Beispielsweise kann ausgehend von dem Betriebspunkt der Referenzbetriebsart der Spritzabstand aufeinander folgender Teileinspritzungen, insbesondere schrittweise, so weit verringert werden, bis eine eingespritzte Kraftstoffmenge in der Normalbetriebsart gleich der Referenzmenge ist oder um ein vorgebbares von der Referenzmenge abweicht. Dadurch kann u. a. vorteilhaft vermieden werden, dass unerwünscht große Einspritzmengen, nämlich Einspritzmengen größer als die Referenzmenge auftreten, und gleichzeitig ist sichergestellt, dass in der Normalbetriebsart kleinere Spritzabstände als in der Referenzbetriebsart verwendet werden, was die vorstehend diskutierten Vorteile bedingt.According to the invention, it has been recognized that the determination of a reference operating point in Form of the reference mode, which is characterized by the predetermined minimum value for the spray distance and the reference quantity occurring here, is particularly advantageous for operation of the internal combustion engine in a different from the reference mode normal mode, are used in the lower spray intervals than in the reference mode. Namely, starting from the operating point of the reference operating mode, the variable characterizing the time interval between the end of the first partial injection and the start of the second partial injection (spray distance) can be selected to be smaller than the predefinable minimum value for the reference operating mode, and a set in the normal mode actually injected fuel amount that is equal to the reference amount (Q_ref) or by a predetermined amount (.DELTA.Q) deviates from the reference amount (Q_ref) The setting of smaller injection intervals in the normal mode over the reference mode advantageously allows operation of the internal combustion engine, at the lower noise, lower fuel consumption and lower emissions can be realized, for example, in the reference mode. Moreover, starting from the operating point of the reference operating mode, a suitable operating point for the normal operating mode can be selected precisely, which also takes into account, in particular, time-varying properties of the injector (injector drift, aging). For example, starting from the operating point of the reference operating mode, the spraying distance of successive partial injections, in particular stepwise, can be reduced until an injected fuel quantity in the normal operating mode is equal to the reference quantity or deviates from the reference quantity by a predeterminable amount. This can advantageously be avoided, inter alia, that undesirable large injection quantities, namely injection quantities greater than the reference amount occur, and at the same time it is ensured that smaller spray distances are used in the normal mode than in the reference mode, which causes the advantages discussed above.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demnach das robuste Einlernen eines minimal applizierbaren Spritzabstands zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Teileinspritzungen für die Normalbetriebsart ausgehend von dem Betriebspunkt der Referenzbetriebsart.The method according to the invention thus makes it possible to robustly teach in a minimally applicable injection distance between temporally successive partial injections for the normal operating mode, starting from the operating point of the reference operating mode.
Besonders vorteilhaft wird der Betriebspunkt für die Referenzbetriebsart, also der Spritzabstand zwischen den beiden Teileinspritzungen in der Referenzbetriebsart, so gewählt, dass er im Wesentlichen unabhängig von Drifteffekten des Injektors ist. Beispielsweise kann der Spritzabstand für die Referenzbetriebsart hinreichend groß, zum Beispiel größer als 1000 μs (Mikrosekunden), gewählt werden, wodurch bei gängigen Kraftstoffeinspritzsystemen in der Regel sichergestellt ist, dass auch unter dem Auftreten von Alterungseffekten kein unerwünschtes Zusammenlaufen von Teileinspritzungen in der Referenzbetriebsart, also eine Blockeinspritzung, stattfindet. Ausgehend von diesem Referenzpunkt und der sich hierbei einstellenden Referenzmenge kann in der nachfolgend eingestellten Normalbetriebsart der Spritzabstand verringert werden, wobei sich entsprechend ergebende Einspritzmengen der Normalbetriebsart ausgewertet werden. Der Spritzabstand kann beispielsweise so weit verringert werden, bis die Einspritzmenge in der Normalbetriebsart gleich der Referenzmenge ist, oder von dieser um ein vorgebbares, tolerierbares Maß, abweicht.Particularly advantageously, the operating point for the reference operating mode, that is to say the spray distance between the two partial injections in the reference operating mode, is selected such that it is essentially independent of drift effects of the injector. For example, the spray distance for the reference mode sufficiently large, for example, greater than 1000 microseconds (microseconds) are selected, which is usually ensured in common fuel injection systems that even under the occurrence of aging effects no unwanted convergence of partial injections in the reference mode, ie a block injection takes place. Starting from this reference point and the resulting reference quantity, the spray distance can be reduced in the subsequently set normal operating mode, correspondingly resulting injection quantities of the normal operating mode being evaluated. The spray distance can be reduced, for example, until the injection quantity in the normal operating mode is equal to the reference quantity, or deviates therefrom by a prescribable, tolerable level.
Es versteht sich, dass die Referenzbetriebsart nicht andauernd, insbesondere nicht bei jedem Start der Brennkraftmaschine ausgeführt werden muss. Eine regelmäßige Ausführung in größeren Zeitabständen (z. B. entsprechend Wartungsintervallen der Brennkraftmaschine) kann einer Ausführungsform zufolge ausreichen, um einen für den Normalbetrieb geeigneten minimalen Spritzabstand einzulernen. Insoweit können die erfindungsgemäßen Schritte des Einstellens der Referenzbetriebsart und des Ermittelns der Referenzmenge einerseits und der weitere Schritt des Einstellens der Normalbetriebsart (zum Zwecke der Anwendung des minimalen Spritzabstands, wie er sich zumindest mittelbar aus den Ermittlungen der Referenzbetriebsart ergibt) entsprechend zeitlich auseinanderfallen. Unter Kenntnis einer z. B. bei einem Werkstattaufenthalt in der Referenzbetriebsart ermittelten Referenzmenge kann beispielsweise bis zu einem nächsten Werkstattaufenthalt ein Normalbetrieb eingestellt werden, dessen Betriebspunkt in Abhängigkeit der zuvor ermittelten Referenzmenge gewählt wird.It is understood that the reference mode does not have to be continuous, in particular does not have to be executed at every start of the internal combustion engine. A regular execution at longer intervals (eg, corresponding to maintenance intervals of the internal combustion engine), according to one embodiment, sufficient to train a suitable for normal operation minimum spray distance. In that regard, the inventive steps of setting the reference mode and determining the reference quantity on the one hand and the further step of setting the normal mode (for the purpose of applying the minimum injection distance, as it results, at least indirectly, from the determinations of the reference mode) correspondingly coincide in time. Under knowledge of a z. B. in a workshop visit in the reference mode determined reference quantity, for example, can be set to a next workshop stay normal operation, the operating point is selected in dependence on the previously determined reference quantity.
Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge kann das erfindungsgemäße Verfahren auch permanent oder zumindest in bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine eingesetzt werden, so dass ständig aktuelle Werte für den minimalen Spritzabstand ermittelbar sind.According to a further advantageous embodiment, the method according to the invention can also be used permanently or at least in certain operating points of the internal combustion engine, so that constantly updated values for the minimum spray distance can be determined.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der vorgebbare Mindestwert für die Referenzbetriebsart, vorzugsweise zylinderindividuell, in Abhängigkeit eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine gewählt wird, wobei der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine insbesondere durch einen Kraftstoffdruck und/oder ein die Anzahl und Ansteuerdauer einzelner Teileinspritzung charakterisierendes Einspritzmuster gekennzeichnet ist.In an advantageous embodiment, it is provided that the predefinable minimum value for the reference operating mode, preferably cylinder-specific, is selected as a function of an operating point of the internal combustion engine, wherein the operating point of the internal combustion engine is characterized in particular by a fuel pressure and / or an injection pattern characterizing the number and activation duration of individual partial injection ,
Das bedeutet, für unterschiedliche Betriebspunkte (Kraftstoffdruck, Einspritzmuster) der Brennkraftmaschine können jeweils unterschiedliche Parameter (Spritzabstand) vorgegeben sein, die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips aus einer entsprechenden Referenzbetriebsart zu ermitteln sind.This means, for different operating points (fuel pressure, injection pattern) of the internal combustion engine, different parameters (spray distance) can be specified in each case, the lower Application of the principle of the invention are to be determined from a corresponding reference mode.
Eine besonders wenig aufwändige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Referenzmenge und/oder die in der Normalbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit einer durch die Teileinspritzungen verursachten Änderung des Kraftstoffstoffdrucks ermittelt wird. Da diese Erfindungsvariante auf der Auswertung des Signals eines Raildrucksensors beruht, ist vorteilhaft keine zusätzliche Sensorik erforderlich, denn der Raildrucksensor kann serienmäßig bei allen Applikationen als vorhanden vorausgesetzt werden. Alternativ oder ergänzend zu der Betrachtung einzelner Teileinspritzungen kann auch nur ein aggregierter Druckeinbruch des Kraftstoffdrucks betrachtet werden, der auf mehrere oder alle Teileinspritzungen zurückgeht.A particularly inexpensive embodiment of the invention is provided in that the reference quantity and / or the fuel quantity actually injected in the normal operating mode is determined as a function of a change in the fuel pressure caused by the partial injections. Since this variant of the invention is based on the evaluation of the signal of a rail pressure sensor, advantageously no additional sensor technology is required, because the rail pressure sensor can be presupposed as standard in all applications as available. As an alternative or in addition to the consideration of individual partial injections, only an aggregated pressure drop of the fuel pressure, which is due to several or all partial injections, can be considered.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei dem Schritt des Einstellens der Normalbetriebsart die den zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung charakterisierende Größe, also die den Spritzabstand charakterisierende Größe, mittels eines Reglers so eingestellt wird, dass die in der Normalbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge gleich der Referenzmenge ist oder um ein vorgebbares Maß abweicht von der Referenzmenge. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell auch ohne Anwendung eines Regelkreises durchführbar ist, ermöglicht die Verwendung eines Reglers eine besonders präzise Minimierung des Spritzabstandes beziehungsweise ein entsprechendes Einlernen des minimal möglichen Spritzabstandes, bei dem die Einspritzmenge in der Normalbetriebsart nicht mehr als um ein vorgebbares Maß von der Referenzmenge abweicht.In a further preferred embodiment, it is provided that, in the step of setting the normal operating mode, the variable characterizing the time interval between the end of the first partial injection and the beginning of the second partial injection, that is to say the variable characterizing the spray distance, is adjusted by means of a controller such that the fuel quantity actually injected in the normal operating mode is equal to the reference quantity or deviates from the reference quantity by a predeterminable amount. Although the method according to the invention can in principle also be carried out without the use of a control loop, the use of a controller allows a particularly precise minimization of the spray distance or a corresponding teach-in of the minimum possible spray distance, in which the injection quantity in the normal operating mode is not more than a predefinable measure of the reference quantity differs.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als den zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung charakterisierende Größe mindestens ein Ansteuerbeginn und/oder eine Ansteuerdauer einer Teileinspritzung verwendet wird. Das bedeutet, die Einstellung eines gewünschten Spritzabstands zwischen aufeinander folgenden Teileinespritzungen kann unter anderem durch eine Ansteuerdauer einer entsprechenden Teileinspritzung beziehungsweise eines Ansteuerbeginns einer entsprechenden Teileinspritzung beeinflusst werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one actuation start and / or one actuation duration of a partial injection is used as the variable characterizing the time interval between the end of the first partial injection and the beginning of the second partial injection. That is, the setting of a desired spray distance between successive Teileinpritzungen can be influenced inter alia by a drive duration of a corresponding partial injection or a start of control of a corresponding partial injection.
Generell kann der Spritzabstand, das heißt die Zeitdifferenz zwischen dem Ende einer vorausgehenden Teileinspritzung und dem Beginn einer nachfolgenden Teileinspritzung, sowohl durch Modifikation einer Ansteuerdauer einer oder beider Teilspritzungen beeinflusst werden, sowie durch eine Ansteuerdauer, das heißt Länge, einzelner Teileinspritzungen. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Spritzabstand auch gleichbleiben, und es wird die Ansteuerdauer der nachfolgenden Einspritzung angepasst, wodurch ebenfalls die Auswirkung eines kleinen Spritzabstands kompensiert werden kann.In general, the spray distance, that is to say the time difference between the end of a preceding partial injection and the start of a subsequent partial injection, can be influenced both by modifying a drive duration of one or both partial injections, and by a drive duration, ie length, of individual partial injections. In a further embodiment, the spraying distance can also remain constant, and the activation duration of the subsequent injection is adapted, whereby the effect of a small spraying distance can likewise be compensated.
Ein besonders geringer Einfluss auf den Betriebsablauf der Brennkraftmaschine ergibt sich bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zufolge dann, wenn das erfindungsgemäße Verfahren jeweils nur für einen Zylinder der Brennkraftmaschine gleichzeitig durchgeführt wird.A particularly small effect on the operating sequence of the internal combustion engine results in a further advantageous embodiment, according to the method according to the invention is carried out simultaneously only for one cylinder of the internal combustion engine.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgehen, dass die Schritte des Einstellens der Referenzbetriebsart, des Ermittelns der Referenzmenge, und des Einstellens der Normalbetriebsart periodisch wiederholt werden, wodurch vorteilhaft ein differentielles Messprinzip hinsichtlich der Erfassung der Einspritzmengen umgesetzt wird, das i. w. unabhängig ist von zeitlichen Änderungen der Genauigkeit verwendeter Sensoren oder sonstiger Komponenten. Besonders bevorzugt wird bei der vorliegenden Ausführungsform also vor jedem Einstellen der Normalbetriebsart zunächst in die Referenzbetriebsart gewechselt, um eine definierte Ausgangsbasis für die nachfolgende Einstellung der Normalbetriebsart zu gewährleisten.In a further advantageous embodiment, the steps of setting the reference operating mode, determining the reference quantity, and setting the normal operating mode are repeated periodically, thereby advantageously implementing a differential measuring principle with regard to the detection of the injection quantities, which i. w. is independent of temporal changes in the accuracy of sensors used or other components. In the present embodiment, it is therefore particularly preferred to first change to the reference operating mode before each setting of the normal operating mode in order to ensure a defined starting basis for the subsequent setting of the normal operating mode.
Durch Injektordrift kommt es vor allem im Bereich kleiner Spritzabstände zu einer Phasenverschiebung der Mengenwelle. Es existieren bereits Funktionen, die eine gesteuerte Druck- bzw. Mengenwellenkorrektur ausführen. Eine alternative Ausführung der Erfindung kann auch darin bestehen, eine erfindungsgemäß ermittelte, auf den Spritzabstand wirkende Stellgröße nicht direkt anzuwenden, sondern einer bereits vorhandenen Funktion zur Verfügung zu stellen, die im übrigen eine gesteuerte Druck- bzw. Mengenwellenkorrektur ausführt.Injector drift leads to a phase shift of the bulk wave, especially in the area of small spray intervals. Functions already exist which execute a controlled pressure or quantity wave correction. An alternative embodiment of the invention can also consist in not directly applying a manipulated variable which is determined according to the invention and acting on the spray distance, but instead makes it available to an already existing function which, moreover, carries out a controlled pressure or quantity wave correction.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8 angegeben.As a further solution of the object of the present invention, a device according to claim 8 is given.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments of the invention are shown. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
In
Der Kraftstoff wird vom Hochdruckanschluss
Im geschlossenen Zustand der Ablaufdrossel
Bei nicht mehr angesteuertem Magnetventil wird der Anker
Diese indirekte Ansteuerung der Düsennadel
Heutige Common-Rail-Systeme werden mit einem Druck von bis zu 2500 bar betrieben. Dabei werden zur Erzielung optimaler Abgasemissionswerte eine Mehrzahl von Voreinspritzungen, eine Haupteinspritzung und gegebenenfalls eine Mehrzahl von Nacheinspritzungen, die zusammen ein sogenanntes Einspritzmuster bilden, abgesetzt. Dabei ist es erforderlich, auch sehr nah aneinander angelagerte Teileinspritzungen vorzunehmen, die wiederum schnelle Ventilschaltzeiten erfordern, die allerdings mit dem vorbeschriebenen Magnetventil oder auch mit Piezoventilen nicht ohne Weiteres realisiert werden können. Die mechanische Rückstellzeit derartiger Ventile ist durch injektorspezifische Größen, wie Axialsteifigkeit der Düsennadel
Um sicher zu stellen, dass auch unter Einwirkung von Alterungs- beziehungsweise Drifteffekten ein Spritzabstand t_diff so gewählt werden kann, dass die Teileinspritzungen VE, HE beziehungsweise HE, NE nicht ineinander laufen, mithin zu einer unerwünschten Blockeinspritzung führen, welche in der Regel einen Fehler der eingespritzten Kraftstoffmenge, insbesondere eine zu große eingespritzte Kraftstoffmenge, hervorruft, wird das nachfolgend unter Bezugnahme auf
In einem ersten Schritt
Bei diesem Spritzabstand t_diff_ref ergibt sich eine von dem aktuellen Erhaltungszustand des Injektors
Das starke Ansteigen der Einspritzmenge Q für sehr kleine Spritzabstände t_diff kann dadurch erklärt werden, dass die benachbarten Teileinspritzungen VE, HE ineinanderlaufen und eine Blockeinspritzung mit erhöhter Einspritzmenge bilden, was u. a. durch die vorstehend erläuterten Trägheitseffekte des Injektors
Besonders vorteilhaft wird für die Referenzbetriebsart
Nach der Ermittlung des Referenzbetriebspunkts R in der in Schritt
Unter Bezugnahme auf die Mengenwelle M gemäß
Wie aus
Das bedeutet, der Injektor
Der in
Die vorstehenden Ausführungen zu
Wenn das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren demnach mit dem gealterten Injektor durchgeführt wird, bedeutet dies, dass die Normalbetriebsart entlang der dem gealterten Injektor entsprechenden Mengenwelle M1' eingestellt wird. Dies führt bei dem vorliegenden Beispiel gemäß
Die Mengenwellen gemäß
Das bedeutet, unter Auswertung des Signals des Kraftstoffdrucksensors, beispielsweise des Raildrucksensors, kann ein das erfindungsgemäße Verfahren ausführendes Steuergerät die entsprechende Mengenwelle gemäß
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schritt
Eine entsprechende Reglerstruktur ist in
Eingangsseitig erhält die Reglerstruktur als Sollwert die Größe ΔQ, die angibt, um welches Maß die Einspritzmenge Q_norm in der Normalbetriebsart größer sein soll als die Referenzmenge Q_ref. Für einen Sollwert ΔQ = 0 ergibt sich demnach die Situation nach
Dem Addierer a1 wird eine tatsächliche Differenz ΔQ_ist der in dem n-ten Regelzyklus tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge Q_n und der Referenzmenge Q_ref zugeführt. Aus dieser Differenz ΔQ_ist und dem vorgebbaren Maß ΔQ wird durch den Addierer a1 die Regeldifferenz eq gebildet und dem Regler
Unter Anwendung der vorstehend unter Bezugnahme auf
Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Reglerstruktur gemäß
Alternativ oder ergänzend kann eine erhöhte Einspritzmenge Q bei kleinen Spritzabständen t_diff ganz oder teilweise durch Anpassung einer Ansteuerdauer der Teileinspritzung VE, HE, NE kompensiert werden. Der in
Als Stellgröße up des Reglers
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Spritzabstand t_diff auch gleichbleiben, und es wird die Ansteuerdauer der nachfolgenden Einspritzung angepasst, wodurch ebenfalls die Auswirkung eines kleinen Spritzabstands (z. B. zu große Einspritzmenge) kompensiert werden kann.In a further embodiment, the spray distance t_diff can also remain constant, and the activation duration of the subsequent injection is adapted, whereby the effect of a small injection distance (eg, too large an injection quantity) can likewise be compensated.
Generell ist anzumerken, dass bei gängigen Magnetventil-Injektoren
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft eine Einstellung bzw. Einregelung der Einspritzmenge Q_norm für aufeinander folgende Teileinspritzungen derart, dass auch ein unter Drifteffekten leidender Injektor
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgehen, dass die Schritte des Einstellens
Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf einen elektromagnetisch betätigten Injektor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008043166 A1 [0036] DE 102008043166 A1 [0036]
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