DE102010063344B4

DE102010063344B4 - Method for performing a number of injector calibration operations in a coordinated manner

Info

Publication number: DE102010063344B4
Application number: DE102010063344.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Joos; Werner Hess; Ruben Schlueter; Christoph Heisen; Christian Reschke; Holger Rapp; Jörg König; Stephanie Haarmann; Harry Friedmann; Achim Hirchenhein; Andreas Koch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2030-12-18
Also published as: DE102010063344A1; CN103249935B; CN103249935A; EP2652301A1; WO2012079968A1

Abstract

Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Kalibrierungsvorgängen bei einem Injektor (18) in einer Brennkraftmaschine (10) während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wobei den einzelnen durchzuführenden Injektorkalibrierungsvorgängen jeweils ein Prioritätswert in Abhängigkeit von einer Emission, einer Laufruhe, einer Haltbarkeit und/oder einem Verschleiß der Brennkraftmaschine (10) zugewiesen wird, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge der Reihe nach entsprechend den ihnen zugewiesenen Prioritätswerten durchgeführt werden.Method for the coordinated execution of a number of calibration processes in an injector (18) in an internal combustion engine (10) during operation of the internal combustion engine, with the individual injector calibration processes to be carried out each having a priority value depending on an emission, smooth running, durability and/or wear of the internal combustion engine (10), the injector calibration operations being performed in order according to the priority values assigned to them.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Recheneinheit zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen.The present invention relates to a method and computing unit for carrying out a number of injector calibration processes in a coordinated manner.

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffeinspritzeinlagen ermöglichen die Zumessung des für eine Verbrennung in einer Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoffs mittels einer oder mehrerer Injektoren. Bei der Benzin-Direkteinspritzung und der Common-Rail-Einspritzung wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt. Für die Verbrennungsqualität und damit den Verbrauch sowie das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine ist die zugemessene Kraftstoffmenge von entscheidender Bedeutung.Fuel injection inserts enable the fuel required for combustion in an internal combustion engine to be metered by means of one or more injectors. With gasoline direct injection and common rail injection, the fuel is injected directly into the combustion chamber. The metered amount of fuel is of decisive importance for the combustion quality and thus the consumption and the exhaust gas behavior of the internal combustion engine.

Die zugemessene Kraftstoffmenge wird jedoch durch Eigenschaften des Injektors selbst beeinflusst. Aufgrund von Exemplarstreuungen, die bei den innerhalb einer Brennkraftmaschine verwendeten Injektoren auftreten, ist die von diesen Injektoren zugemessene Kraftstoffmenge meist unterschiedlich, was eine verminderte Verbrennungsqualität mit sich bringen. Insbesondere im sogenannten Kleinmengenbereich wirkt sich eine relative Exemplarstreuung der Injektoren besonders aus. Zur Adressierung dieses Problems werden Injektorkalibrierungsverfahren eingesetzt, bei denen ein Zusammenhang zwischen Ansteuerdauer und Einspritzmenge injektorindividuell hergestellt wird, um diesen für zukünftige Einspritzungen verwenden zu können.However, the fuel quantity metered is influenced by the properties of the injector itself. Due to sample variations that occur with the injectors used within an internal combustion engine, the fuel quantity metered by these injectors is usually different, which results in reduced combustion quality. In the so-called small quantity range in particular, a relative sample spread of the injectors has a particular effect. In order to address this problem, injector calibration methods are used in which a relationship between activation duration and injection quantity is established for each individual injector in order to be able to use this for future injections.

Ein Injektorkalibrierungsverfahren wird in der DE 10 2005 051 701 A1 vorgestellt. Auch in den DE 10 2009 003 212 A1 und DE 10 2009 003 211 A1 werden solche Verfahren beschrieben. Die DE 102 15 610 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Injektoren für den Kraftstoff am Ende einer Fertigung durch eine Messung in verschiedene Klassen eingeteilt werden. Die DE 697 01 738 T2 offenbart ein Verfahren zur Kalibrierung von Einspritzungen, bei dem zunächst eine Durchsatzverstärkung und dann eine Nullpunktverschiebung ermittelt wird. Aus dem Dokument DE 10 2008 041 658 A1 ist bereits ein Verfahren zur Kalibrierung eines Injektors einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Kalibrierung in einer vorgegebenen Reihenfolge erfolgt.An injector calibration procedure is described in DE 10 2005 051 701 A1 presented. Also in the DE 10 2009 003 212 A1 and DE 10 2009 003 211 A1 such procedures are described. The DE 102 15 610 A1 describes a procedure in which the injectors for the fuel are divided into different classes by a measurement at the end of production. The DE 697 01 738 T2 discloses a method for calibrating injections in which first a throughput gain and then a zero offset is determined. From the document DE 10 2008 041 658 A1 a method for calibrating an injector of an internal combustion engine is already known, in which the calibration takes place in a predetermined sequence.

Es ist wünschenswert, die Injektorkalibrierung weiter zu verbessern.It is desirable to further improve injector calibration.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und Recheneinheit zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method and computing unit for carrying out a number of injector calibration processes in a coordinated manner with the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous configurations are the subject of the dependent claims and the following description.

Die Erfindung basiert auf der Maßnahme, eine Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen in einer prioritätsabhängigen Reihenfolge durchzuführen. Effektiv werden Betriebspunkte und/oder Ansteuerdauern priorisiert und in der Reihenfolge ihrer Priorität abgehandelt.The invention is based on the measure of carrying out a number of injector calibration processes in a priority-dependent order. Operating points and/or control durations are effectively prioritized and dealt with in the order of their priority.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens liegt besonders darin, dass insbesondere solche Betriebspunkte oder Ansteuerdauern, welche - bpsw. aus Emissions- oder Laufruhegründen - eine besondere Relevanz für den Fahrzeugbetrieb haben, frühzeitig vermessen bzw. kalibriert werden. Die vorliegende Erfindung ist bei beliebigen Brennverfahren - ob Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung - einsetzbar und führt durch frühzeitige Kalibrierung priorisierter Injektorkalibrierungsvorgänge zu einem verbesserten Betrieb der Brennkraftmaschine in den Fällen, in denen diese Einspritzungen dann im Betrieb angefordert werden. Die Verbesserung kann sich bspw. in einer Abgas- und/oder Geräuschemissionsreduktion zeigen. Heutige Verfahren vermessen Betriebspunkte oder Ansteuerdauern hingegen nur dann, wenn sie sich zufällig ergeben. Eine konkrete Priorisierung findet nicht statt. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn einzelne Betriebspunkte oder Ansteuerdauern besonders kritisch für ein Erreichen eines optimierten Abgasverhaltens sind, da dann der Fall eintreten kann, dass diese besonderen Betriebspunkte zu Gunsten anderer, zufällig häufiger auftretender Betriebpunkte nicht rechtzeitig adaptiert werden können. Zur Erreichung dieses Ziels kann in Kauf genommen werden, kurzfristig auf mögliche Kalibrierungen anderer Betriebspunkte zu verzichten oder zeitlich begrenzt mit schlechterem Abgas als eigentlich notwendig zu fahren. Im Rahmen der Erfindung werden vorzugsweise ein definierter Betriebszustand und/oder eine definierte Ansteuerdauer gezielt herbeigeführt, um eine Kalibrierung durchzuführen.The advantage of the proposed method lies in particular in the fact that in particular those operating points or control durations which - bpsw. for reasons of emissions or smooth running - are of particular relevance to vehicle operation, are measured or calibrated at an early stage. The present invention can be used with any combustion process—whether intake manifold injection or direct injection—and, through early calibration of prioritized injector calibration processes, leads to improved operation of the internal combustion engine in those cases in which these injections are then requested during operation. The improvement can be seen, for example, in a reduction in exhaust gas and/or noise emissions. Today's methods, on the other hand, only measure operating points or control durations if they occur randomly. There is no specific prioritization. This is particularly disadvantageous when individual operating points or control durations are particularly critical for achieving optimized exhaust gas behavior, since it can then happen that these particular operating points cannot be adapted in good time in favor of other operating points that happen to occur more frequently. In order to achieve this goal, it is acceptable to forgo possible calibrations of other operating points in the short term or to temporarily drive with worse exhaust gases than actually necessary. Within the scope of the invention, a defined operating state and/or a defined control duration are preferably brought about in a targeted manner in order to carry out a calibration.

Zweckmäßigerweise wird die Priorisierung so gewählt, dass eine Emission reduziert wird, eine Laufruhe erhöht wird, eine Haltbarkeit bzw. Lebensdauer erhöht wird, und/oder ein Verschleiß vermindert wird.Expediently, the prioritization is selected such that emissions are reduced, smooth running is increased, durability or service life is increased, and/or wear is reduced.

In dem Maße, in dem immer kleinere Mengen zugemessen werden sollen, gewinnen Quereinflüsse eine immer größere Bedeutung für das tatsächliche Injektorverhalten. Als Beispiel seien Temperatur der Brennkraftmaschine, Einspritzdruck, Alterungseffekte oder Pausen zwischen zwei Ansteuerungen genannt. Um eine qualitativ hochwertige Injektorkalibrierung durchführen zu können, werden diese Quereinflüsse in der Funktionalität abgebildet, d.h. die Injektorkalibrierung wird betriebspunktabhängig durchgeführt. Darüber hinaus ist eine möglichst genaue Identifikation der gegenwärtigen Betriebsbedingungen zweckmäßig, um ein gemessenes Ergebnis korrekt zuordnen und in der Folge anwenden zu können.To the extent that smaller and smaller quantities are to be metered, cross-influences are becoming increasingly important for the actual injector behavior. As an example, temperature of the internal combustion engine, injection pressure, aging efficiency called fects or pauses between two controls. In order to be able to carry out a high-quality injector calibration, these cross-influences are mapped in the functionality, ie the injector calibration is carried out depending on the operating point. In addition, it is advisable to identify the current operating conditions as precisely as possible in order to be able to correctly assign a measured result and subsequently apply it.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.A computing unit according to the invention, e.g. a control unit of a motor vehicle, is set up, in particular in terms of programming, to carry out 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 results in particularly low costs, in particular if an executing control unit is also used for other tasks and is therefore available in any case. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard drives, 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 refinements of the invention result from the description and the attached drawing.

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 goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, 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 shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawing.

Figurenlistecharacter list

1 shows a highly schematic representation of an internal combustion engine with a fuel injection system and a plurality of injectors.
2 Figure 12 shows a flowchart illustrating an embodiment of the invention.

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

In 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 umfasst, aus dem mittels eines Fördersystems 14 Kraftstoff in eine Kraftstoffhochdruckleitung 16 gefördert wird. Die Hochdruckleitung 16 ist beispielsweise als Common-Rail ausgebildet. Die Hochdruckleitung 16 ist mit Injektoren 18 verbunden, die es ermöglichen, Kraftstoff direkt in den Injektoren 18 jeweils zugeordnete Brennräume 20 einzuspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 und insbesondere der Kraftstoffeinspritzanlage, die beispielsweise durch das Fördersystem 14, die Hochdruckleitung 16 und die Injektoren 18 gebildet ist, wird von einer Recheneinheit, hier einem Steuergerät 22, gesteuert bzw. geregelt. Das Steuergerät 22 ermöglicht die Erfassung von Eingabewerten und die Bereitstellung von Ausgabewerten bzw. die Ansteuerung von Aktoren, insbesondere die Ansteuerung der Injektoren 18.In 1 an internal combustion engine 10 is shown, which includes a fuel tank 12, from which fuel is delivered into a high-pressure fuel line 16 by means of a delivery system 14. The high-pressure line 16 is designed, for example, as a common rail. The high-pressure line 16 is connected to injectors 18 that make it possible to inject fuel directly into the injectors 18 in each case associated combustion chambers 20 . The operation of internal combustion engine 10 and in particular of the fuel injection system, which is formed, for example, by delivery system 14, high-pressure line 16 and injectors 18, is controlled or regulated by a computing unit, here a control unit 22. Control unit 22 enables the acquisition of input values and the provision of output values or the activation of actuators, in particular the activation of injectors 18.

Das Steuergerät 22 ist programmtechnisch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Zu diesem Zweck wird beispielsweise in dem Steuergerät eine Speichereinrichtung verwendet, in der zu kalibrierende Injektionsvorgänge mit zugehörigen Prioritätswerten abgelegt sind. Diese können beispielsweise vor der Auslieferung der Brennkraftmaschine eingespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Daten bei vorgesehenen Wartungsarbeiten, wie z.B. Werkstattbesuchen, Kundendiensten usw., erneuert werden.The control unit 22 is programmed to carry out a method according to the invention. For this purpose, a memory device is used in the control unit, for example, in which injection processes to be calibrated are stored with associated priority values. These can be stored, for example, before the internal combustion engine is delivered. Alternatively or additionally, the data can be renewed during planned maintenance work, such as workshop visits, customer services, etc.

Unter Bezugnahme auf 2 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.With reference to 2 a preferred embodiment of a method according to the invention will now be explained.

Die Erfindung beginnt in einem Schritt 200, in dem bestimmten Injektorkalibrierungsvorgängen bestimmte Prioritätswerte zugewiesen werden, um eine Reihenfolge der durchzuführenden Kalibriervorgänge zu bestimmen. Die Reihenfolge der durchzuführenden Kalibriervorgänge ist zweckmäßigerweise im Rahmen der Applikation festzulegen und kann sich z.B. an Erkenntnissen der Brennverfahrensentwicklung orientieren. Vorzugsweise werden hinsichtlich Emissionseinflüssen besonders kritische Betriebszustände des Injektors frühzeitig kalibriert. Der Schritt 200 findet üblicherweise beim Hersteller bzw. in einer Werkstatt statt.The invention begins at a step 200 in which particular injector calibration operations are assigned particular priority values to determine an order of calibration operations to be performed. The sequence of the calibration processes to be carried out is expediently to be determined within the framework of the application and can be based, for example, on findings from the development of the combustion process. Operating states of the injector that are particularly critical with regard to emission influences are preferably calibrated at an early stage. Step 200 usually takes place at the manufacturer's or in a workshop.

In einem Schritt 201 werden entsprechend der Priorisierung bestimmte Betriebspunkte und/oder Ansteuerdauern, welche den priorisierten Injektorkalibrierungsvorgängen zugeordnet sind, gezielt während des Betriebs der Brennkraftmaschine angefahren. Dazu steuert das Steuergerät 22 die Brennkraftmaschine 10 entsprechend an.In a step 201, according to the prioritization, specific operating points and/or control durations, which are assigned to the prioritized injector calibration processes, are approached in a targeted manner during the operation of the internal combustion engine. For this purpose, control unit 22 controls internal combustion engine 10 accordingly.

Beispielsweise haben beim sogenannten Katheiz-Betriebs (Aufheizen des Katalysator nach dem Kaltstart) insbesondere kurze Einspritzungen entscheidenden Einfluss auf die Güte des sich ergebenden Abgases. In der Folge werden diesen kurzen Einspritzungen - zweckmäßigerweise bei einem den Kaltstart kennzeichnenden Betriebspunkt - höhere Prioritätswerte zugewiesen als langen Einspritzungen. Es ist darüber hinaus bekannt, dass der Katheiz-Betrieb einen bestimmten Druck verwendet. Hier ist es vorgesehen, den hoch prioren Druck gezielt anzufahren, um die Kalibrierung für den kritischsten Adaptionspunkt schnell durchführen zu können. Die Priorisierung dieses Drucks allein ist hier nicht optimal, da nur ein Druck vorherrscht und daher keine prioritätsabhängige Auswahl aus mehreren Drücken erfolgen kann, wie es bspw. bei Ansteuerdauern möglich ist. Die Freigabebedingungen für einen solchen „erzwungenen Betriebspunkt“ müssen jedoch erfüllt sein.For example, in so-called catalytic converter operation (heating up of the catalytic converter after a cold start), short injections in particular have a decisive influence on the quality of the resulting exhaust gas. As a result, these short injections - expediently at an operating point that characterizes the cold start - assigned higher priority values than long injections. It is also known that the cat heating operation uses a certain pressure. Here it is intended to approach the high-priority pressure in a targeted manner in order to be able to quickly carry out the calibration for the most critical adaptation point. The prioritization of this pressure alone is not optimal here, since only one pressure prevails and therefore no priority-dependent selection from several pressures can take place, as is possible, for example, with control durations. However, the release conditions for such a "forced operating point" must be met.

Die Injektorkalibrierung wird zweckmäßigerweise von einem Koordinator (als Programmteil im Steuergerät abgelegt) gesteuert. Aufgabe des Koordinators ist es, die Einschaltbedingungen für die Funktionen zu überwachen, die Kalibrierung auszulösen und Korrekturwerte freizugeben. In Ausgestaltung der Erfindung wird der Koordinator so angepasst, dass er prioritätsabhängig vorgeht.The injector calibration is expediently controlled by a coordinator (stored as a program part in the control unit). The coordinator's task is to monitor the switch-on conditions for the functions, to trigger the calibration and to release correction values. In an embodiment of the invention, the coordinator is adapted in such a way that it proceeds as a function of priority.

In einem Schritt 202 wird dann der Kalibrierungsvorgang durchgeführt. Dazu bieten sich bekannte Methoden an, wie sie bspw. einleitend beschrieben sind.In a step 202, the calibration process is then carried out. Known methods are available for this purpose, such as those described in the introduction.

Claims

Method for the coordinated execution of a number of calibration processes in an injector (18) in an internal combustion engine (10) during operation of the internal combustion engine, with the individual injector calibration processes to be carried out each having a priority value depending on an emission, smooth running, durability and/or wear of the internal combustion engine (10), the injector calibration operations being performed in order according to the priority values assigned to them.

procedure after claim 1 , wherein a high priority value is assigned to injector calibration processes in which emissions of the internal combustion engine are reduced, smooth running of the internal combustion engine is increased, durability of the internal combustion engine is increased and/or wear of the internal combustion engine is reduced when the calibrated injections are requested during operation of the internal combustion engine become.

procedure after claim 1 or 2 , An injector calibration process being associated with an operating point of the internal combustion engine (10).

procedure after claim 3 , Operating points of the internal combustion engine (10) being approached according to the priority value of the injector calibration process to which the operating point is assigned.

procedure after claim 3 or 4 , An operating point being defined by a temperature of the internal combustion engine (10), an injection pressure, an age of the injector (18) and/or by a length of pauses between two injection processes.

Method according to one of the preceding claims, wherein the injector calibration processes are controlled by a coordinator which monitors a switch-on condition for an injector calibration process, triggers an injector calibration process and/or releases correction values.

Arithmetic unit (22) which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.