DE102012009007A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Kraftstoffeinspritzanlage (4) mit wenigstens einem Injektor (5) je Brennraum (3) der Brennkraftmaschine (1) aufweist. Über einen verlängerten Zeitraum der Lebensdauer der Brennkraftmaschine (1) verbesserte Verbrennungseigenschaften lassen sich erreichen, wenn während eines vorbestimmten Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) für wenigstens einen Brennraum (3) eine Ist-Brenndauer des mit dem jeweiligen Injektor (5) in diesen Brennraum (3) eingespritzten Kraftstoffs während eines Verbrennungsvorgangs ermittelt wird, wenn die Ist-Brenndauer mit einer Soll-Brenndauer verglichen wird, die für den vorbestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) vorgegeben ist, und wenn abhängig von einer ermittelten Soll-Ist-Abweichung wenigstens ein Einspritzparameter der Kraftstoffeinspritzanlage (4) zur Reduzierung der Soll-Ist-Abweichung adaptiert wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem eine zugehörige Brennkraftmaschine.
  • Moderne Brennkraftmaschinen weisen eine Kraftstoffeinspritzanlage mit wenigstens einem Injektor je Brennraum der Brennkraftmaschine auf. Der jeweilige Injektor ist üblicherweise ein Nadelventil, das sich durch ein nadelförmiges Ventilglied zum Steuern von Einspritzlöchern auszeichnet. Über die Auswahl der Anzahl an Einspritzlöchern je Injektor sowie über die Auswahl der Geometrie der Einspritzlöcher, wie Lochquerschnitt und Lochlänge, lässt sich die Kraftstoffeinspritzung beeinflussen. Vorteilhaft sind dabei kleine Lochquerschnitte, da dies die Zerstäubungswirkung beim Einspritzvorgang verbessert und kleinere, schneller verdampfende Kraftstofftröpfchen erzeugt. Je kleiner jedoch die Lochquerschnitte sind, desto größer ist die Gefahr einer Verkokung der Einspritzlöcher. Durch die Verkokung der Injektoren im Bereich der Einspritzlöcher nimmt der durchströmbare Querschnitt der Einspritzlöcher ab, was die Menge des eingespritzten Kraftstoffs je Einspritzvorgang beeinflusst, nämlich reduziert. In der Folge verändert sich der Verbrennungsprozess, was sich auf den Betriebszustand der Brennkraftmaschine auswirkt. Zum einen kann die Brennkraftmaschine, insbesondere im Leerlaufbereich, unruhig laufen. Zum anderen ändert sich der energetische Wirkungsgrad, der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen.
  • Aus der DE 10 2005 034 449 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Verkokung an Einspritzdüsen in Brennräumen von Brennkraftmaschinen bekannt. Hierbei ist vorgesehen, dass in einem vorgebbaren Betriebspunkt der Einspritzung von Kraftstoff in eine unverschmutzte Einspritzdüse mindestens ein Zylinderdruckverlauf-Kriterium bzw. mindestens ein thermodynamisches Kriterium in einem Ursprung zu einem vorgebbaren Zeitpunkt (Ursprungszeitpunkt) gemessen wird und in demselben Betriebspunkt das mindestens eine gemessene Kriterium des Zylinderdruckverlaufs bzw. des thermodynamischen Verlaufs derselben Einspritzdüse zu einem vorgebbaren Zeitpunkt zu Diagnosezwecken (Diagnosezeitpunkt) gemessen wird, wobei der zum Diagnosezeitpunkt gemessene Wert zur Erkennung von Verkokungen mit dem im Ursprungszeitpunkt gemessenen Wert verglichen wird.
  • Ein geeignetes Zylinderdruckverlauf-Kriterium ist bspw. ein maximaler Zylinderdruckanstieg je Arbeitsspiel im Ursprungszeitpunkt und im Diagnosezeitpunkt. Ein weiteres Zylinderdruckverlauf-Kriterium ist bspw. ein Mitteldruck, der je Arbeitsspiel aus dem Zylinderdruckverlauf berechenbar ist. Ein geeignetes thermodynamisches Kriterium ist bspw. ein Niveau eines Plateaus eines integralen Heizverlaufs je Arbeitsspiel zwischen der Verbrennung einer Vor- und Haupteinspritzung. Ein weiteres thermodynamisches Kriterium ist bspw. eine Winkellage des 5% Energieumsatzpunktes je Arbeitsspiel oder alternativ eine Winkellage eines Minimums des Heizverlaufs je Arbeitsspiel. Die Erkennung der Verkokung soll im Rahmen einer On-Board-Diagnose erfolgen und im Falle einer festgestellten Verkokung ein entsprechendes Fehlersignal generieren und ggf. über eine Warneinrichtung signalisiert werden. Hierdurch ist es bspw. möglich, im Falle einer Verkokung die Einspritzdüsen reinigen zu lassen, um für die Brennkraftmaschine wieder einen ordnungsgemäßen Betrieb zu ermöglichen.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren bzw. für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Auswirkungen einer Verkokung des jeweiligen Injektors auf das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine reduziert sind.
  • Dieses Problem wird bei der vorliegenden Erfindung insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Vorhandensein einer Verkokung zu erkennen, um im Falle einer Verkokung die Kraftstoffeinspritzanlage so zu adaptieren, dass ein Einfluss der Verkokung auf den Verbrennungsvorgang im jeweiligen Brennraum reduziert bzw. eliminiert wird. Mit anderen Worten, die Verkokung der Injektoren wird überwacht und die Kraftstoffeinspritzanlage wird abhängig von der ermittelten Verkokung so adaptiert, dass die nachteiligen Folgen der Verkokung eliminiert oder zumindest reduziert sind.
  • Im einzelnen schlägt die Erfindung hierzu insbesondere vor, während eines vorbestimmten Betriebszustands der Brennkraftmaschine für wenigstens einen Brennraum eine Ist-Brenndauer des mit dem jeweiligen Injektor in diesen Brennraum eingespritzten Kraftstoffs während eines Verbrennungsvorgangs zu ermitteln. Anschließend kann diese Ist-Brenndauer mit einer Soll-Brenndauer verglichen werden, die für den vorbestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorgegeben ist. Sofern eine Soll-Ist-Abweichung auftritt, kann nun abhängig von dieser Soll-Ist-Abweichung wenigstens ein Einspritzparameter der Kraftstoffeinspritzanlage zur Reduzierung der Soll-Ist-Abweichung adaptiert werden. Das bedeutet, dass die Adaption der Kraftstoffeinspritzanlage mit der Zielsetzung erfolgt, dass die in einem früheren Verbrennungsvorgang auftretende Soll-Ist-Abweichung der Brenndauer bei einem späteren Verbrennungsvorgang reduziert und bestenfalls eliminiert ist, also innerhalb tolerierbarer Grenzen liegt. Dieser Vorgang kann bspw. nach Art einer Regelung bzw. nach Art eines geschlossenen Regelkreises realisiert sein.
  • Die Soll-Brenndauer, die für den Soll-Ist-Vergleich herangezogen wird, kann bspw. im Rahmen einer Referenzmessung bei neuen Injektoren ermittelt werden.
  • Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass die charakteristische Brenndauer des im Brennraum während eines Verbrennungsvorgangs umgesetzten Kraftstoffs zumindest im vorbestimmten Betriebszustand eine signifikante Korrelation zur eingespritzten Kraftstoffmenge bzw. zum Massenstromverlauf des eingespritzten Kraftstoffs besitzt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist jedoch für den vorbestimmten Betriebszustand vergleichsweise exakt vorgegeben, nämlich durch die hierfür relevanten Einspritzparameter, wie z. B. Lochquerschnitt, Lochanzahl, Einspritzdruck und Öffnungszeitdauer während des Einspritzvorgangs. Über eine Soll-Ist-Abweichung der Brenndauer kann somit vergleichsweise genau auf eine Abweichung der eingespritzten Kraftstoffmenge geschlossen werden. Die Erfindung nutzt nun außerdem die Überlegung, dass sich durch eine Verkokung am jeweiligen Injektor im Wesentlichen nur der effektive Lochquerschnitt, also der zur Durchströmung vorhandene Querschnitt, verändern kann, während die übrigen Einspritzparameter im Wesentlichen von einer Verkokung nicht betroffen sind. Folglich lässt eine reduzierte Kraftstoffmenge auf eine Verkokung der Einspritzlöcher schließen.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es insbesondere möglich, über einen verlängerten Zeitraum in der Lebensdauer der Brennkraftmaschine nahezu konstante Verbrennungseigenschaften zu erzielen, da sich die Kraftstoffeinspritzanlage automatisch an den Grad der Verkokung der Injektoren anpasst. Dies gilt nicht nur für eine zunehmende Verkokung. Vielmehr kann auch eine abnehmende Verkokung durch den Soll-Ist-Vergleich der Brenndauer und Anpassung des jeweiligen Einspritzparameters adaptiert werden. Eine abnehmende Verkokung kann bspw. dann auftreten, wenn sich Verkokungsrückstände von den Einspritzlöchern ablösen, bspw. aufgrund thermischer Dehnungseffekte, Erschütterungen und dergleichen. Da sich die Verkokung der Einspritzlöcher aufgrund der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kompensieren lässt, lassen sich auch sehr kleine und kleinste Düsenlochgeometrien verwenden. Hierdurch kann bspw. die Rohemission der Brennkraftmaschine verbessert werden. Ferner kann dadurch eine Abgasnachbehandlung verbessert werden. Auch kommt es dann zu einer reduzierten Ölverdünnung durch geringere Kraftstoffanlagerung an Brennraumwänden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann als vorbestimmter Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine verwendet werden. Diese Ausführungsform beruht auf der Überlegung, dass gerade im Volllastbetrieb eine direkte Korrelation zwischen Brenndauer und Kraftstoffmenge je Verbrennungsvorgang vorliegt. Bspw. sind im Volllastbetrieb störende Einflüsse, wie z. B. eine hohe Abgasrückführrate und/oder eine stöchiometrische Luftzuführung, reduziert. Selbstverständlich kann auch ein Betriebspunkt in der Teillast als vorbestimmter Betriebszustand verwendet werden.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Ist-Brenndauer zwischen charakteristischen Umsatzpunkten der Verbrennung ermittelt werden. Diese Ausführungsform beruht auf der Überlegung, dass es zur Ermittlung der Brenndauer nicht zwingend erforderlich ist, den gesamten Kurbelwellenwinkelbereich des dem Verbrennungsvorgang zugeordneten Arbeitsspiels des den Brennraum enthaltenden Zylinders zu überwachen. Hierdurch kann die Ermittlung der Ist-Brenndauer schneller durchgeführt werden, was die Auswertung und die Adaption der Kraftstoffeinspritzanlage verbessert. Hierbei kann beispielsweise die Brenndauer zwischen den sogenannten H5- und H90-Umsatzpunkten oder H20- und H70-Umsatzpunkten ermittelt werden. An diesen Punkten beträgt die Energieumsatzrate des bis zu diesem Zeitpunkt umgesetzten bzw. verbrannten Kraftstoffs jeweils 5%, 20%, 70% oder 90%. Selbstverständlich ist das Ermitteln von Brenndauern zwischen weiteren geeigneten Umsatzpunkten denkbar.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Ist-Brenndauer anhand eines Druckverlaufs ermittelt werden, der im jeweiligen Brennraum während des Verbrennungsvorgangs gemessen wird. Es ist klar, dass die Brennkraftmaschine hierzu mit einer entsprechenden, geeigneten Druckmesssensorik ausgestattet sein kann, mit der es insbesondere möglich ist, den Druck innerhalb des jeweiligen Brennraums zu messen. Der Druckverlauf im Brennraum korreliert mit der während des Verbrennungsvorgangs freigesetzten chemischen Energie, also dem Umsatz bzw. der Umsatzrate des eingespritzten Kraftstoffs. Aus der Umsatzrate lassen sich die Umsatzpunkte bestimmen. Die Brenndauer zwischen den Umsatzpunkten ist somit bestimmbar. Diese wiederum korreliert mit der eingespritzten Kraftstoffmenge. Somit lässt sich über den zeitaufgelösten Druckverlauf die eingespritzte Kraftstoffmenge ermitteln.
  • Besonders zweckmäßig ist nun eine Ausführungsform, bei welcher als Einspritzparameter ein dem jeweiligen Injektor bereitgestellter Einspritzdruck adaptiert wird. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge im Wesentlichen das Produkt aus dem zur Verfügung stehenden, durchströmbaren Querschnitt der Einspritzlöcher, der Einspritzzeitdauer und dem zur Verfügung stehenden Einspritzdruck ist. Um bei einer reduzierten Ist-Brenndauer, die einer reduzierten Kraftstoffmenge entspricht, die Auswirkung der Verkokung zu reduzieren, wird somit der Einspritzdruck erhöht. Auf diese Weise kann der durch die Verkokung reduzierte durchströmbare Querschnitt der Einspritzlöcher ausgeglichen werden. Zweckmäßig bleibt dabei die Einspritzzeitdauer konstant. Zur Kompensation der Verkokung wird erfindungsgemäß somit nur ein einziger Parameter, nämlich der Einspritzdruck variiert, sodass die Adaption der Kraftstoffeinspritzanlage besonders einfach realisierbar ist.
  • Bei einer Kraftstoffeinspritzanlage, die mit mindestens einer gemeinsamen Druckversorgungsleitung, sog. „Common-Rail”, arbeitet, an welche mehrere Injektoren angeschlossen sind, kann der Einspritzdruck durch Variieren des Kraftstoffdrucks in dieser Druckversorgungsleitung variiert werden. Mit anderen Worten, bei einem Common-Rail-System wird der Raildruck variiert, um die gewünschte Adaption der Kraftstoffeinspritzanlage zu erzielen. Der Raildruck, also der Kraftstoffdruck in der jeweiligen gemeinsamen Druckversorgungsleitung kann bspw. durch eine entsprechende Ansteuerung einer der jeweiligen Druckversorgungsleitung vorgeschalteten Kraftstoffhochdruckpumpe realisiert werden.
  • Im Unterschied dazu kann bei einer Kraftstoffeinspritzanlage, die mit einer Kraftstoffpumpe je Injektor arbeitet, sog. „Pumpe-Düse-System”, kann der Einspritzdruck durch Variieren eines mit der jeweiligen Kraftstoffpumpe erzeugten Pumpendrucks variiert werden.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein Spritzdauerkennfeld, das allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine Einspritzzeitdauern zuordnet, abhängig vom geänderten Einspritzdruck adaptiert werden. Ein derartiges Spritzdauerkennfeld ordnet allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die jeweils erforderliche Kraftstoffmenge zu, indem es bei konstantem Einspritzdruck die zur Erzielung der gewünschten Einspritzmenge erforderliche Einspritzzeitdauer zuordnet. Durch die hier vorgeschlagene Adaption des Einspritzdrucks abhängig von der Verkokung bzw. abhängig vom Soll-Ist-Vergleich der Brenndauer, verändert sich ein wesentlicher Parameter zur Berechnung bzw. Auslegung des Spritzdauerkennfelds, nämlich der Einspritzdruck.
  • Durch eine geeignete Adaption des Spritzdauerkennfelds an dem geänderten Einspritzdruck, bspw. durch die Berücksichtigung eines vom geänderten Einspritzdruck abhängigen Korrekturfaktors, ist es möglich, für alle Betriebszustände der Brennkraftmaschine die Einspritzzeitdauern zu adaptieren, obwohl die Soll-Ist-Abweichung der Brenndauer vorzugsweise nur für einen einzigen vorbestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine ermittelt worden ist. Hierdurch ergibt sich ein enormer Vorteil für die Adaption der Steuerung der Brennkraftmaschine.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können während des vorbestimmten Betriebszustands mehrere Ist-Brenndauern erfasst werden, wobei zum Bestimmen der Soll-Ist-Abweichung dann eine mittlere Ist-Brenndauer mit der vorgegebenen Soll-Brenndauer verglichen wird. Hierdurch kann entweder für alle Injektoren eine gemeinsame mittlere Ist-Brenndauer ermittelt werden oder für jeden einzelnen Injektor kann eine gemittelte Ist-Brenndauer ermittelt werden. Die ermittelten Ist-Brenndauern besitzen dann eine höhere Zuverlässigkeit.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Adaption des wenigstens einen Einspritzparameters global für alle Injektoren der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Bei dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass eine Verkokung bei allen Injektoren im Wesentlichen gleichermaßen auftritt. Die Realisierung einer derartigen Ausführungsform ist vergleichsweise einfach. In diesem Fall kann auch die Ist-Brenndauer zweckmäßig für alle Injektoren gemittelt werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Adaption des wenigstens einen Einspritzparameters lokal für den jeweiligen Injektor, also individuell durchgeführt werden.
  • In diesem Fall wird eine individuelle Verkokung je Injektor berücksichtigt. In diesem Fall erfolgt auch die Erfassung der Ist-Brenndauer individuell für den jeweiligen Injektor.
  • Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, die bspw. in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, umfasst eine Kraftstoffeinspritzanlage, die für jeden Brennraum der Brennkraftmaschine zumindest einen Injektor aufweist. Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, die so ausgestaltet bzw. programmiert ist, dass sie das vorstehend beschriebene Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine durchführen kann. Hierzu kann die Steuereinrichtung zweckmäßig mit den Injektoren bzw. mit geeigneten Drucksensoren bzw. mit wenigstens einer Kraftstoffpumpe gekoppelt sein.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend 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.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine.
  • Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1, die bspw. in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann, mehrere Zylinder 2, die jeweils einen Brennraum 3 umschließen. Im jeweiligen Zylinder 2 ist ein hier nicht erkennbarer Kolben hubverstellbar angeordnet. Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einer Kraftstoffeinspritzanlage 4 ausgestattet, die im gezeigten, bevorzugten Beispiel als Common-Rail-System ausgestaltet ist. Die Kraftstoffeinspritzanlage 4 weist für jeden Brennraum 3 einen Injektor 5 auf, der mit einem Injektorende 6, das mehrere, hier nicht gezeigte Einspritzlöcher aufweist, in den jeweiligen, zugeordneten Brennraum 3 hineinragt. Alle Injektoren 5 sind an eine gemeinsame Druckversorgungsleitung 7 angeschlossen, sog. „Rail” oder „Common-Rail”. Eine Kraftstoffhochdruckpumpe 8 ist druckseitig an die Druckversorgungsleitung 7 angeschlossen und erzeugt einen Kraftstoffdruck in der Druckversorgungsleitung 7, der dem Einspritzdruck der Injektoren 5 entsprechen kann. Die einzelnen Injektoren 5 können bei speziellen Ausführungsformen auch sog. Druckübersetzer beinhalten, die den über die Druckversorgungsleitung 7 bereitgestellten Kraftstoffdruck in einen deutlich höheren Einspritzdruck übersetzen können. Da die Druckübersetzer nur eine relative Druckverstärkung wirken, führt eine Variation des Kraftstoffdrucks in der Druckversorgungsleitung 7 zu einer proportionalen Variation des Einspritzdrucks am jeweiligen Injektor 5. Zur vereinfachten Darstellung werden hier Injektoren 5 ohne derartigen Druckübersetzer betrachtet, sodass der Kraftstoffdruck in der Druckversorgungsleitung 7 dem Einspritzdruck des Injektors 5 entspricht.
  • Von den Injektoren 5 nicht benötigter Kraftstoff wird über eine Drossel 9 und eine Rücklaufleitung 10 einem Kraftstofftank 11 zugeführt, von dem im Beispiel eine Vorlaufleitung 12 zur Hochdruckpumpe 8 führt. Bei anderen Konfigurationen können weitere Pumpen, Ventilmittel und dergleichen vorhanden sein.
  • Die Brennkraftmaschine 1 ist mit mehreren Zylinderdrucksensoren 13 ausgestattet, wobei je Zylinder 2 ein derartiger Zylinderdrucksensor 13 vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der. Druck im Brennraum 3 des jeweiligen Zylinders 2 gemessen werden kann. Im Beispiel ist außerdem ein Leitungsdrucksensor 14 vorgesehen, mit dessen Hilfe der Druck in der Druckversorgungsleitung 7 gemessen werden kann.
  • Die Brennkraftmaschine 1 ist außerdem mit einer Steuereinrichtung 15 ausgestattet. Diese ist über Steuerleitungen 16 mit den Injektoren 5, über einer Steuerleitung 17 mit der Hochdruckpumpe 8, über Signalleitungen 18 mit den Zylinderdrucksensoren 13 und über eine Signalleitung 19 mit dem Leitungsdrucksensor 14 elektrisch verbunden. Die Steuereinrichtung 15 kann somit die Injektoren 5 und die Hochdruckpumpe 8 ansteuern. Ferner empfängt sie die Druckmesssignale der Zylinderdrucksensoren 13 sowie des Leitungsdrucksensors 14. Des Weiteren kennt die Steuerung 15 den aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 15 mit einem entsprechenden Motorsteuergerät gekoppelt sein. Ebenso ist es möglich, die Steuereinrichtung 15 zumindest teilweise hardwaremäßig in das Motorsteuergerät zu integrieren und/oder zumindest teilweise softwaremäßig in das Motorsteuergerät zu implementieren.
  • Die hier vorgestellte Brennkraftmaschine 1 kann mit Hilfe der Steuereinrichtung 15 wie folgt betrieben werden:
    Während eines vorbestimmten Betriebszustands der Brennkraftmaschine 1, vorzugsweise bei Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine 1, kann mit Hilfe der Zylinderdrucksensoren 13 der zeitliche Druckverlauf innerhalb der Brennräume 3 während des jeweiligen Verbrennungsvorgangs ermittelt werden. Aus dem Druckverlauf im jeweiligen Brennraum 3 während eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs kann eine Ist-Brenndauer des mit dem jeweiligen Injektor 5 in den jeweiligen Brennraum 3 eingespritzten Kraftstoffs während des Verbrennungsvorgangs ermittelt werden. Die so ermittelte Ist-Brenndauer kann nun mit einer Soll-Brenndauer verglichen werden, die für den vorbestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 vorgegeben bzw. bekannt ist. Diese Soll-Brenndauer kann bspw. während des vorbestimmten Betriebszustands im Rahmen einer Referenzmessung, die zweckmäßig mit neuen Injektoren 5 durchgeführt wird, ermittelt worden sein.
  • Durch einen Soll-Ist-Vergleich der Brenndauer kann nun eine Soll-Ist-Abweichung ermittelt werden. Abhängig von dieser Soll-Ist-Abweichung kann nun zumindest ein Einspritzparameter der Kraftstoffeinspritzanlage 4 adaptiert werden, derart, dass sich eine Reduzierung der Soll-Ist-Abweichung einstellt. Bspw. kann die Steuereinrichtung 15 den Einspritzdruck adaptieren, der den Injektoren 5 für die Durchführung der Kraftstoffeinspritzung zur Verfügung steht. Im Einzelnen kann die Steuereinrichtung 15 hierzu die Hochdruckpumpe 8 zum Erzeugen eines erhöhten Kraftstoffdrucks ansteuern. Auf diese Weise lässt sich die Soll-Ist-Abweichung der Brenndauer minimieren, sodass im besten Fall über die gesamte Lebensdauer der Brennkraftmaschine 1 nahezu konstante Verbrennungseigenschaften gewährleistet werden können.
  • Die Steuereinrichtung 15 hat zweckmäßig Zugriff auf ein Spritzdauerkennfeld 20, das allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 1 Einspritzzeitdauern zuordnet. Falls die Steuereinrichtung 15 nun aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs der Brenndauer eine Adaption des Einspritzdrucks durchführt, kann die Steuereinrichtung 15 zusätzlich eine entsprechende Adaption des Spritzdauerkennfelds 20 an den geänderten Einspritzdruck durchführen. In der Folge kann das adaptierte Spritzdauerkennfeld 20 wie zuvor bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 1 zur Anwendung kommen, obwohl die Soll-Ist-Abweichung der Brenndauer nur für einen einzigen, vorbestimmten Betriebszustand, nämlich vorzugsweise den Volllastbetrieb ermittelt worden ist.
  • 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 102005034449 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Kraftstoffeinspritzanlage (4) mit wenigstens einem Injektor (5) je Brennraum (3) der Brennkraftmaschine (1) aufweist, – bei dem während eines vorbestimmten Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) für wenigstens einen Brennraum (3) eine Ist-Brenndauer des mit dem jeweiligen Injektor (5) in diesen Brennraum (3) eingespritzten Kraftstoffs während eines Verbrennungsvorgangs ermittelt wird, – bei dem die Ist-Brenndauer mit einer Soll-Brenndauer verglichen wird, die für den vorbestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) vorgegeben ist, – bei dem abhängig von einer ermittelten Soll-Ist-Abweichung wenigstens ein Einspritzparameter der Kraftstoffeinspritzanlage (4) zur Reduzierung der Soll-Ist-Abweichung adaptiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als vorbestimmter Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) ein Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine (1) verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Brenndauer zwischen charakteristischen Umsatzpunkten der Verbrennung ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Brenndauer zwischen H5- und H90-Umsatzpunkten oder H20- und H70-Umsatzpunkten der Verbrennung ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Brenndauer anhand eines Druckverlaufs ermittelt wird, der im jeweiligen Brennraum (3) während des Verbrennungsvorgangs gemessen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Einspritzparameter ein dem jeweiligen Injektor (5) bereitgestellter Einspritzdruck adaptiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, – dass bei einer Kraftstoffeinspritzanlage (4), die mit mindestens einer gemeinsamen Druckversorgungsleitung (7) arbeitet, an welche mehrere Injektoren (5) angeschlossen sind, der Einspritzdruck durch Variieren des Kraftstoffdrucks in der Druckversorgungsleitung (7) variiert wird, oder – dass bei einer Kraftstoffeinspritzanlage (4), die mit einer Kraftstoffpumpe je Injektor (5) arbeitet, der Einspritzdruck durch Variieren eines mit der jeweiligen Kraftstoffpumpe erzeugten Pumpendrucks variiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzdauerkennfeld (20), das allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (1) Einspritzzeitdauern zuordnet, abhängig vom geänderten Einspritzdruck adaptiert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des vorbestimmten Betriebszustands mehrere Ist-Brenndauer erfasst werden, wobei zum Bestimmen der Soll-Ist-Abweichung eine mittlere Ist-Brenndauer mit der Soll-Brenndauer verglichen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass die Adaption des wenigstens einen Einspritzparameters global für alle Injektoren (5) der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird, oder – dass die Adaption des wenigstens einen Einspritzparameters lokal für den jeweiligen Injektor (5) individuell durchgeführt wird.
  11. Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einer Kraftstoffeinspritzanlage (4), die für jeden Brennraum (3) der Brennkraftmaschine (1) wenigstens einen Injektor (5) aufweist, – mit einer Steuereinrichtung (15) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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