DE102011007028A1

DE102011007028A1 - Verfahren zum Einstellen eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011007028A1
Application number: DE102011007028A
Authority: DE
Inventors: Benoit Budiscak; Michael Muerlebach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11

Abstract

Es werden ein Verfahren zum Einstellen eines Einspritzsystems (16) einer Brennkraftmaschine (14) in einem Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine (14) und eine Anordnung (20) zur Durchführung des Verfahrens vorgestellt. Dabei ist vorgesehen, dass eine Adaptionsphase einer ZFL-Funktion in Abhängigkeit mindestens einer Bedingung ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung soll eine möglichst genaue Kraftstoffzumessung und eine geeignete Gemischaufbereitung des einzuspritzenden Kraftstoffs erreicht werden.
Aus der Druckschrift DE 198 09 173 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bekannt. Bei diesem legt ein mengenbestimmendes Element die in die Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge fest, wobei in wenigstens einem bestimmten Betriebszustand wenigstens ein Abgleichswert zur Korrektur eines die Ansteuerdauer des mengenbestimmenden Elements bestimmenden Signals ermittelt wird. Zur Ermittlung des Abgleichwerts wird ein Signal eines Sensors, der eine Abgaszusammensetzung erfasst, verwendet.
Zur Verbesserung der Gemischaufbereitung in Kraftstoff-Einspritzsystemen, wie bspw. in Common-Rail-Dieseleinspritzsystemen, ist es bekannt, vor oder nach einer entsprechenden Haupteinspritzung eine sogenannte Pilot- bzw. Teileinspritzung mit relativ kleinen Kraftstoffmengen vorzunehmen. Die genannte Haupteinspritzung wird dabei in der Regel auf Basis einer Momentenanforderung eines entsprechenden Nutzers berechnet. Die Einspritzmengen der genannten Pilot- bzw. Teileinspritzungen, Vor- oder Nacheinspritzung, sollen möglichst gering sein, um Emissionsnachteile zu vermeiden. Andererseits müssen die Einspritzmengen groß genug sein, damit unter Berücksichtigung aller Toleranzquellen stets die für den entsprechenden Verbrennungsprozess notwendige Mindestmenge abgesetzt wird.
Die geringen Kraftstoffmengen bei den genannten Piloteinspritzungen erfordern eine präzise Zumessung der jeweiligen Einspritzmengen. Eine wesentliche Toleranzquelle für die Mengengenauigkeit der Voreinspritzung ist dabei ein sogenannter Drift des jeweiligen Injektors. Insbesondere bei sehr kleinen Einspritzmengen wirken sich Toleranzen der Injektoren bei deren elektrischer Ansteuerung auf die eingespritzte Menge und damit auch auf die Entstehung von Schadstoffen aus. Um bei einer Drift des Injektors über dessen Laufzeit eine exakte Einhaltung einer Voreinspritzmenge gewährleisten zu können, ist es notwendig, noch im Betrieb der Brennkraftmaschine eine Kalibrierung der Voreinspritzungen vorzunehmen.
Aus der Druckschrift DE 103 43 759 ist ein Verfahren bekannt, bei dem im Leerlaufbetrieb der jeweiligen Brennkraftmaschine eine Voreinspritzung bei einem oder mehreren Zylindern abgeschaltet wird und aus den Stellmengen eines Leerlaufreglers sowie eines Mengenausgleichsreglers auf der Grundlage von zylinderindividuellen Korrekturen auf die Voreinspritzmenge geschlossen wird.
Die Druckschrift DE 10 2008 043 165 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Voreinspritzmenge in einem sogenannten gefeuerten Betrieb. Bei diesem Verfahren wird auf einem Zylinder abwechselnd eine Einfacheinspritzung, d. h. eine Haupteinspritzung, und eine Zweifacheinspritzung, d. h. eine Vor- und eine Haupteinspritzung abgesetzt. Die Ansteuerdauer der Voreinspritzung wird dabei solange verändert, bis eine Wirkung auf bestimmte Frequenzen des Drehzahlsignals zu Null wird. Alternativ kann das vorgeschlagene Verfahren auch mit zwei Voreinspritzungen und einer Haupteinspritzung durchgeführt werden. Dabei wird die erste Voreinspritzung alternierend abgeschaltet. Dieses Verfahren wird als Nullmengenkalibrierung im Leerlauf bzw. ZFL (Zero Fuel in Low-idle) bezeichnet.
Die Nullmengenkalibrierung bzw. de ZFL-Funktion ist somit ein Verfahren bzw. eine Funktion eines Motorsteuergeräts, bspw. eines Dieselsteuergeräts, das in Einspritzpausen, z. B. im Schub, durch kurzzeitige Ansteuerung der Injektoren mit wachsender Dauer misst, ab wann sich die Kleinst-Einspritzung auf das Drehmoment des Motors auswirkt.
Die Funktion ZFL ist somit sporadisch in Leerlaufphasen aktiv. Um Emissionen zu verringern, ist es erforderlich, die Piloteinspritzung regelmäßig erneut einzustellen bzw. erneut zu kalibrieren. Hierzu sind in zeitlichen Abständen sogenannte Adaptionsphasen vorgesehen, in denen das Einspritzsystem geänderten Randbedingungen, bspw. durch den Verschleiß einzelner Komponenten, angepasst wird. Diese Adaptionsphasen können auch als Lernphasen bezeichnet werden. Bekannt ist, diese Adaptionsphasen in regelmäßigen zeitlichen Abständen oder auch nach einer vorgegebenen Laufleistung des Kraftfahrzeugs gesteuert durch das Motorsteuergerät auszulösen.
Hierbei ist zu beachten, dass es in den Adaptionsphase, da in diesen die Piloteinspritzung deaktiviert ist, zu einem erheblichen Geräuschpegel kommen kann, der sowohl vom Nutzer des Kraftfahrzeugs als auch von der Umgebung als störend empfunden werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zum Einstellen eines Einspritzsystems nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
Um die Akzeptanz für die Funktion ZFL, die vornehmlich bei Fahrten im Gelände eingesetzt wird, zu erhöhen, ist somit vorgesehen, Adaptionsphasen bzw. Lernphasen von mindestens einer Bedingung abhängig zu machen, die wiederum vom Nutzer vorgegeben werden kann. Es erfolgt somit keine einmalige motorspezifische Einstellung, vielmehr kann diese Einstellung unabhängig vom Motor oder Motortyp zu beliebigen Zeitpunkten im Einsatz des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden.
So kann bspw. vorgesehen sein, dass mindestens eine zeitliche Bedingung vorgegeben wird. Dabei können vom Nutzer bestimmte Zeiträume am Tag oder auch bestimmte Tage bzw. Daten vorgegeben werden, in denen eine Adaptionsphase ermöglicht wird. Diese Information wird insbesondere vom Endnutzer vorgegeben.
Alternativ oder ergänzend kann mindestens eine räumliche Bedingung vorgegeben werden. Dies kann bedeuten, dass spezifische räumliche Bereiche, wie bspw. Autobahnen, Industrie- oder Hafengebiete, definiert werden, in denen eine Adaption erfolgen kann. Auf diese Weise soll vermieden werden, dass die Adaption in einem Wohngebiet erfolgt.
Informationen zu der Position des Fahrzeugs bei der Durchführung des Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine können über ein Navigationssystem bzw. ein globales Positionierungssystem (GPS) erlangt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, eine Bedingung bezogen auf den Fahrzustand, wie bspw. die Fahrzeuggeschwindigkeit, vorzugeben. Dann kann berücksichtigt werden, dass nur in dem Fall, dass Umgebungsgeräusche, in diesem Fall die Fahr- und Windgeräusche, hoch sind, eine Adaptionsphase ausgelöst wird. Dies kann sowohl bei stationären Anwendungen, wenn das Fahrzeug transportiert wird, oder bei definierten Fahrzeuggeschwindigkeiten erfolgen.
Die Information zur Fahrzeuggeschwindigkeit kann bspw. über einen CAN-Bus dem zuständigen Steuergerät bereitgestellt werden.
Beim Betreiben der Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass in regelmäßigen Abständen überprüft wird, ob die mindestens eine Bedingung erfüllt ist und dann, wenn dies der Fall ist, eine Adaptionsphase ausgelöst werden. Sind mehrere Bedingungen vorgegeben, kann festgelegt sein, dass alle diese Bedingungen erfüllt sein müssen. Alternativ kann auch ausreichend sein, wenn eine bestimmte Anzahl der Bedingungen oder auch eine bestimmte Kombination der Bedingungen erfüllt ist. Auch eine unterschiedliche Gewichtung der Bedingungen kann vorgenommen werden. Schwellenwerte, deren Über- oder Unterschreiten ein Erfüllen der Bedingungen bedeuten, können, bspw. in Abhängigkeit des Zeitraums, der seit der letzten Adaption vergangen ist, variieren.
In einer alternativen Ausführung wird kontinuierlich überprüft, ob die mindestens eine Bedingung erfüllt ist. Sobald dies festgestellt wird, wird dann eine Adaptionsphase ausgelöst.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform der beschriebenen Anordnung.
2 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf des Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug gezeigt, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Dieses Kraftfahrzeug 10 umfasst ein Steuergerät 12, in diesem Fall ein Motorsteuergerät, und eine Brennkraftmaschine 14. Mit dem Steuergerät 12 wird die Brennkraftmaschine 14 angesteuert. In der Brennkraftmaschine 14 ist ein Einspritzsystem 16, bspw. ein Einspritzsystem eines Common-Rail-Systems, und eine Brennkammer 18, üblicherweise ein Zylinder, in den der Kraftstoff eingespritzt wird, vorgesehen.
Das Steuergerät 12 weist eine Anordnung 20 auf, die eine Ausführung der vorgestellten Anordnung ist. In der Anordnung 20 wiederum ist eine Speichereinrichtung 22, eine Recheneinrichtung 24 und eine Steuereinrichtung 26 vorgesehen. In der Speichereinrichtung 22 ist mindestens eine Bedingung abgelegt, auf deren Grundlage entschieden wird, ob für das Einspritzsystem 16 eine Adaptionsphase ausgelöst werden soll oder kann. Dies wird mit Hilfe der Recheneinrichtung 24 entschieden, die bspw. die abgelegte Bedingung mit erfassten Daten vergleicht, um zu überprüfen, ob die mindestens eine Bedingung oder auch mehrere abgelegte Bedingungen oder eine gewisse Anzahl abgelegter Bedingungen erfüllt ist. In diesem Fall wird mit der Steuereinrichtung 26 ein entsprechendes Signal an das Einspritzsystem 16 weitergeleitet.
Die Darstellung zeigt die Anordnung 20 in dem Steuergerät 12, die für die vorstehend beschriebene Anwendung vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es möglich, hierfür Komponenten des Steuergeräts 12 zu verwenden, die auch für andere Funktionen zuständig sind. So kann bspw. ein ohnehin vorhandener Speicher zur Aufnahme der mindestens einen Bedingung und eine Recheneinheit zum Überprüfen der Bedingung bzw. Bedingungen und zum Abgeben eines entsprechenden Signals zum Auslösen der Adaptionsphase verwendet werden.
In 2 ist ein möglicher Ablauf des Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine dargestellt. In einem ersten Schritt 40 wird die Brennkraftmaschine, die ein Einspritzsystem aufweist, mit der die ZFL-Funktion ausgeführt werden kann, gestartet. In einem darauffolgenden Schritt 42 wird nach Ablauf eines gewissen Zeitraums überprüft, ob mindestens eine Bedingung erfüllt ist. Ist dies der Fall (Zweig 44), erfolgt in einem weiteren Schritt 46 eine Adadption der ZFL-Funktion, was bedeutet, dass die Piloteinspritzung deaktiviert wird und es zu einer, da diese von mindestens einer Bedingung abhängt, nicht störenden Geräuschentwicklung kommt. Nach Abschluss der Adaption erfolgt nach einer gewissen Zeit ein Rücksprung (Zweig 48) zum Schritt 42, in dem das Vorliegen der mindestens einen Bedingung überprüft wird.
Wird in Schritt 42 festgestellt, dass die mindestens eine Bedingung nicht erfüllt ist (Zweig 50), wird Schritt 42 sofort oder nach einer gewissen Zeit wiederholt. Bei der Wiederholung kann vorgesehen sein, dass Schwellenwerte der mindestens einen Bedingung geändert sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass andere Bedingungen von einer Anzahl abgelegter Bedingungen überprüft werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19809173 A1 [0003]
DE 10343759 [0006]
DE 102008043165 [0007]

Claims

Verfahren zum Einstellen eines Einspritzsystems (16) einer Brennkraftmaschine (14) in einem Kraftfahrzeug (10), bei dem das Einspritzsystem (16) dazu ausgelegt ist, eine ZFL-Funktion durchzuführen, die in zeitlichen Abständen Adadptionsphasen vorsieht, in denen eine Piloteinspritzung deaktiviert ist, wobei zum Einstellen des Einspritzsystems (16) mindestens eine Bedingung vorgegeben wird, die erfüllt sein muss, um eine Adaptionsphase zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine zeitliche Bedingung vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens eine räumliche Bedingung vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mindestens eine den Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (10) berücksichtigende Bedingung vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die mindestens eine Bedingung vom Nutzer vorgegeben wird.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (14) in einem Kraftfahrzeug (10) mit einem Einspritzsystem (16), das dazu ausgelegt ist, eine ZFL-Funktion durchzuführen, die in zeitlichen Abständen Adaptionsphasen vorsieht, in denen eine Piloteinspritzung deaktiviert ist, wobei Adaptionsphasen in Abhängigkeit von mindestens einer Bedingung bestimmt werden, die mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 festgelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem eine Position des Kraftfahrzeugs (10) mit einem Navigationssystem bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem ein Geräuschpegel anhand eines Fahrzustands des Kraftfahrzeugs (10) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem Informationen zu dem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (10) über einen CAN-Bus weitergegeben werden.
Anordnung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (14) in einem Kraftfahrzeug (10) mit einem Einspritzsystem (16), das dazu ausgelegt ist, eine ZFL-Funktion durchzuführen, die in zeitlichen Abständen Adaptionsphasen vorsieht, in denen eine Piloteinspritzung deaktiviert ist, wobei Adaptionsphasen in Abhängigkeit von mindestens einer Bedingung bestimmt werden, mit einer Speichereinrichtung (22), in der die mindestens eine Bedingung abgelegt ist, einer Recheneinrichtung (24), in der bestimmt wird, ob die mindestens eine Bedingung erfüllt ist, und einer Steuereinrichtung (26), die eine Adaptionsphase auslöst.