DE102012208456A1 - Method for correcting a quantity replacement signal - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur eines Mengenersatzsignals (ZFC), welches eine in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine (100) verbrannte Einspritzmenge anzeigt, wobei zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt ein Mengenersatzsignal (ZFC) ermittelt und das ermittelte Mengenersatzsignal (ZFC) auf Grundlage wenigstens eines Brennkraftmaschinenparameters (x1, x2, x3) und eines zu einem ersten, früheren Zeitpunkt ermittelten Zusammenhangs (200) zwischen dem Mengenersatzsignal (ZFC) und dem wenigstens einen Brennkraftmaschinenparameter (x1, x2, x3) korrigiert wird.The invention relates to a method for correcting a quantity replacement signal (ZFC), which displays an injection quantity burned in a cylinder of an internal combustion engine (100), wherein a quantity replacement signal (ZFC) is determined at a second, later time and the determined quantity replacement signal (ZFC) is based on at least an internal combustion engine parameter (x1, x2, x3) and a relationship (200) determined at a first, earlier time between the quantity replacement signal (ZFC) and the at least one internal combustion engine parameter (x1, x2, x3).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur eines Mengenersatzsignals sowie eine Recheneinheit zu dessen Durchführung. The present invention relates to a method for correcting a quantity replacement signal as well as a computing unit for its implementation.
Stand der TechnikState of the art
In modernen Kraftstoffeinspritzsystemen der hier betroffenen Art, bspw. in Common-Rail-Dieselsystemen, werden zur Verbesserung der Gemischaufbereitung zeitlich vor oder nach den eigentlichen Haupteinspritzungen liegende Teileinspritzungen mit relativ kleinen Kraftstoffmengen realisiert. Die genannten Haupteinspritzungen werden dabei gewöhnlich auf der Basis einer Momentenanforderung des Fahrers berechnet. Die Einspritzmengen der genannten Teileinspritzungen haben möglichst gering zu sein, um Emissionsnachteile zu vermeiden. Andererseits müssen die Einspritzmengen groß genug sein, damit auch unter Berücksichtigung aller Toleranzquellen stets die für den Verbrennungsprozess notwendige Mindestmenge abgesetzt wird. Eine derart verbesserte Gemischaufbereitung ermöglicht reduzierte Abgasemissionen sowie verringerte Verbrennungsgeräusche.In modern fuel injection systems of the type in question here, for example in common-rail diesel systems, partial injections which take place before or after the actual main injection are realized with relatively small fuel quantities in order to improve the mixture preparation. The mentioned main injections are usually calculated on the basis of a torque request of the driver. The injection quantities of said partial injections have to be as low as possible in order to avoid emission disadvantages. On the other hand, the injection quantities must be large enough so that even taking into account all sources of tolerance always the minimum amount necessary for the combustion process is discontinued. Such improved mixture preparation allows reduced exhaust emissions and reduced combustion noise.
Die geringen Kraftstoffmengen bei diesen Teileinspritzungen erfordern eine präzise Zumessung der jeweiligen Einspritzmenge. Fällt eine Teileinspritzung sogar gänzlich weg, bspw. weil eine vorliegende Einspritzkomponente, bei Common-Rail-Einspritzsystemen ein sog. Injektor, aufgrund von üblichen Toleranzen bei einem zugrundeliegenden Ansteuersignal noch nicht einspritzt, hat dies erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb der Brennkraftmaschine, was sich bspw. durch erhöhte Geräuschentwicklung bei der Verbrennung äußert.The small amounts of fuel in these partial injections require a precise metering of the respective injection quantity. Falls a partial injection even completely away, for example, because a present injection component in common rail injection systems, a so-called. Injector, due to conventional tolerances at an underlying drive signal is not yet injected, this has a significant impact on the operation of the engine, which is, for example . Expressed by increased noise during combustion.
Die Zumessung der genannten Kleinstmengen erfolgt auf der Grundlage einer Nullmengenkalibrierung, welche bspw. in der
In der
Es ist wünschenswert, eine Einspritzmengenkorrektur insbesondere für Kleinstmengen weiter zu verbessern.It is desirable to further improve injection quantity correction, especially for very small quantities.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Korrektur eines Mengenersatzsignals mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for correcting a quantity replacement signal with the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Im Rahmen der Erfindung erfolgt eine Korrektur und damit eine Genauigkeitserhöhung des bspw. von einer Laufruheregelung ober Zylindergleichstellung ermittelten Mengenersatzsignals. Für die Korrektur wird wenigstens ein Brennkraftmaschinenparameter berücksichtigt, für den insbesondere ein Einfluss auf die Verbrennung von Kleinstmengen (insbesondere im Bereich von 0,5–3 mm3) festgestellt worden ist. In diesem Sinne handelt es sich bei dem wenigstens einen Brennkraftmaschinenparamter um einen die Verbrennung beeinflussenden Brennkraftmaschinenparamter.In the context of the invention, a correction and thus an increase in the accuracy of, for example, determined by a Laufruheregelung upper cylinder equalization quantity replacement signal. For the correction, at least one internal combustion engine parameter is taken into account, for which in particular an influence on the combustion of very small amounts (in particular in the range of 0.5-3 mm 3 ) has been determined. In this sense, the at least one internal combustion engine parameter is an internal combustion engine parameter influencing the combustion.
Es hat sich gezeigt, dass im Schubbetrieb das Mengenersatzsignal (insbesondere bei modernen Dieselmotoren mit reduzierter Verdichtung, welche die Verbrennung erschwert) nicht nur von Raildruck und Ansteuerdauer, sondern auch von weiteren Einflussgrößen, wie in der Brennkraftmaschine herrschenden Drücken (Ladedruck, ...) und Temperaturen (Motortemperatur, Abgastemperatur, Ansauglufttemperatur, ...) abhängt. Dies liegt hauptsächlich daran, dass das Mengenersatzsignal nur auf tatsächlich verbrannten Kraftstoff sensitiv ist, so dass in Fällen, in denen aufgrund eines veränderten Brennkraftmaschinenparameters nicht die gesamte eingespritzte Kraftstoffmenge verbrennt, die Bestimmung einer tatsächlichen Einspritzmenge aus dem Mengenersatzsignal fehlerhaft wird. Auch Auswirkungen von Brennkraftmaschinenparametern auf den Einspritzvorgang selbst, bspw. über eine Formveränderung des Injektors, spielen eine Rolle. Die Erfindung hilft, störende Umwelteinflüsse auf das Mengenersatzsignal zu kompensieren. Hierdurch kann eine Steigerung der Genauigkeit durch Reduktion der Signalstreuung insbesondere unter ungünstigen Umweltbedingungen wie Höhe, Kälte etc. erreicht werden.It has been shown that in overrun the volume replacement signal (especially in modern diesel engines with reduced compression, which makes the combustion difficult) not only of rail pressure and driving time, but also of other factors, such as prevailing in the engine pressures (boost pressure, ...) and temperatures (engine temperature, exhaust gas temperature, intake air temperature, ...). This is mainly because the amount of replacement signal is sensitive only to actually burned fuel, so that in cases where due to a changed engine parameter does not burn the entire amount of fuel injected, the determination of an actual injection amount from the quantity replacement signal is incorrect. Also effects of internal combustion engine parameters on the injection process itself, for example. Via a Shape change of the injector, play a role. The invention helps to compensate for disturbing environmental influences on the volume replacement signal. As a result, an increase in accuracy can be achieved by reducing the signal scattering, in particular under unfavorable environmental conditions such as altitude, cold, etc.
Das im Rahmen der Erfindung korrigierte Mengenersatzsignal kann besonders vorteilhaft für eine Nullmengenkalibrierung verwendet werden. Bspw. ergibt sich bei der Nullmengenkalibrierung im Schubbetrieb aus Testeinspritzungen auf dem zu kalibrierenden Injektor eine Anregung des Antriebsstrangs. Die Drehzahlsignalauswertung ermittelt daraus die Amplitude der Schwingung als Mengenersatzsignal, das hier als Rohsignal betrachtet wird. Das Mengenersatzrohsignal wird nun im Rahmen der Erfindung zunächst unter Berücksichtigung des wenigstens einen Brennkraftmaschinenparameters korrigiert, bevor es zur Bestimmung der Nullmenge herangezogen wird. Dadurch wird die Robustheit der Nullmengenkorrektur gegenüber dem Brennkraftmaschinenparameter erhöht. Infolgedessen kann die Einspritzmengenkorrektur insbesondere für Kleinstmengen verbessert werden, weil ein genaueres Mengenersatzsignal berücksichtigt wird.The set compensation signal corrected in the context of the invention can be used particularly advantageously for zero-quantity calibration. For example. results in the zero quantity calibration in overrun operation from test injections on the injector to be calibrated excitation of the drive train. From this, the speed signal evaluation determines the amplitude of the oscillation as a quantity replacement signal, which is regarded here as a raw signal. The quantity replacement raw signal is now corrected in the context of the invention, first taking into account the at least one internal combustion engine parameter, before it is used to determine the zero quantity. This increases the robustness of the zero-quantity correction relative to the engine parameter. As a result, injection quantity correction can be improved, especially for very small quantities, because a more accurate quantity replacement signal is taken into account.
Die Korrektur des Mengenersatzsignals bedient sich eines zu einem ersten, früheren Zeitpunkt, insbesondere auf einem Prüfstand beim Hersteller, bestimmten Zusammenhangs. Dort werden (zweckmäßigerweise bei fester Ansteuerdauer und festem Raildruck) zahlreiche Mengenersatzsignalwerte für unterschiedliche Brennkraftmaschinenparameter ermittelt. Der Zusammenhang kann dann bspw. durch Regression bestimmt werden. Je nach Anzahl der berücksichtigten Brennkraftmaschinenparameter wird eine eindimensionale oder mehrdimensionale Regression durchgeführt. Es kann auch eine Bayessche Regression durchgeführt werden.The correction of the quantity replacement signal uses a relationship determined at a first, earlier point in time, in particular on a test bench at the manufacturer. There are (advantageously at fixed driving time and fixed rail pressure) determined numerous set value signal values for different engine parameters. The relationship can then be determined, for example, by regression. Depending on the number of engine parameters considered, a one-dimensional or multidimensional regression is performed. It is also possible to perform a Bayesian regression.
In einfacher Ausgestaltung wird eine lineare Abhängigkeit vorausgesetzt. Diese Näherung ist jedoch nicht immer gültig. Daher kann auch ein polynomischer Ansatz beliebiger Ordnung oder ein logarithmischer Ansatz beliebiger Ordnung gewählt werden. Dadurch können nichtlineare Effekte mit berücksichtigt werden. Eine Abhängigkeit kann auch stückweise aus den genannten zusammengesetzt werden. In a simple embodiment, a linear dependence is required. However, this approximation is not always valid. Therefore, a polynomial approach of arbitrary order or a logarithmic approach of arbitrary order can be chosen. This allows non-linear effects to be taken into account. A dependency can also be piecemeal from the mentioned.
Um die Abweichung von einer Nichtlinearität besser zu berücksichtigen, können auch der wenigstens eine Brennkraftmaschinenparameter und/oder der Ausgabewert (insbesondere der Korrekturfaktor) des Zusammenhangs jeweils auf einen Maximalwert und/oder Minimalwert begrenzt werden. In order to take better account of the deviation from a non-linearity, the at least one internal combustion engine parameter and / or the output value (in particular the correction factor) of the relationship can each be limited to a maximum value and / or minimum value.
In alternativ bevorzugter Ausgestaltung kann aus einem gemessenen (d.h. unkorrigierten) Mengenersatzsignal ZFC eine für einen Referenzinjektor zu erwartende Ansteuerdauer ADtheo bestimmt werden. Die Bestimmung der theoretischen Ansteuerdauer ADtheo kann sich vorzugsweise eines funktionalen Zusammenhangs f der Form ADtheo = f(ZFC, xi, pR) bedienen, wobei xi, der wenigstens eine Brennkraftmaschinenparamter und pR der Raildruck ist. Dabei wird vorzugsweise ein Referenzinjektor mit unterschiedlichen Ansteuerdauern, Brennkraftmaschinenparamtern und Raildrücken betrieben und das sich ergebende Mengenersatzsignal wird erfasst. Der Zusammenhang kann in einem Kennfeld oder hinterlegt oder durch Regression, wie oben beschrieben, ermittelt werden. Ein Referenzinjektor ist insbesondere ein Injektor, auf den die Ansteuerung der Brennkraftmaschine unkorrigiert ausgelegt ist. Dieser Zusammenhang wird insbesondere an einem Prüfstand ermittelt.In an alternatively preferred embodiment, it is possible to determine from a measured (ie uncorrected) quantity replacement signal ZFC an activation duration AD theo to be expected for a reference injector . The determination of the theoretical actuation duration AD theo can preferably be based on a functional relationship f of the form AD theo = f (ZFC, x i , p R ), where x i , which is at least one internal combustion engine parameter and p R is the rail pressure. In this case, preferably a reference injector is operated with different activation periods, internal combustion engine parameters and rail pressures and the resulting quantity replacement signal is detected. The relationship can be determined in a map or deposited or by regression, as described above. A reference injector is in particular an injector to which the control of the internal combustion engine is designed uncorrected. This relationship is determined in particular at a test bench.
Durch einen Vergleich dieser abgespeicherten, theoretischen Ansteuerdauer mit der Ansteuerdauer, die im Schubbetrieb an dem speziellen Injektor tatsächlich nötig ist, um dasselbe Mengenersatzsignal zu erhalten, kann eine Abweichung bestimmt werden, insbesondere eine Zeitdifferenz für die Ansteuerdauer. Die Zeitdifferenz kann als Lernwert gespeichert werden und im befeuerten Betrieb zur (im Stand der Technik bekannten) Korrektur von Einspritzzeiten eingesetzt werden. Bspw. wird die jeweilige Korrektur zu der nominellen Einspritzzeit addiert. Die Zeitdifferenz kann mittels üblicher Glättungs-/Mittelungsverfahren, wie PT1-Filter, gleitender Mittelwert, ..., geglättet und nichtflüchtig abgespeichert werden.By comparing this stored, theoretical actuation duration with the actuation time, which is actually necessary in the overrun operation on the special injector in order to obtain the same set substitute signal, a deviation can be determined, in particular a time difference for the actuation period. The time difference can be stored as a learning value and used in fired operation for the correction of injection times (known in the prior art). For example. the respective correction is added to the nominal injection time. The time difference can be stored using conventional smoothing / averaging methods, such as PT1 filter, moving average, ..., smoothed and non-volatile stored.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In
Das ZFC-Signal ZFC kann für eine Nullmengenkorrektur verwendet werden und wird dafür einem Block
Im Rahmen der Erfindung werden diese an sich bekannten Verfahren weitergebildet, indem eine Korrektur des ZFC-Signals durchgeführt wird, welche den Einfluss eines oder mehrerer Brennkraftmaschinenparameter auf das ZFC-Signal berücksichtigt. Gemäß der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird dazu das ZFC-Signal mit einem Korrekturfaktor f multipliziert, um ein korrigiertes ZFC-Signal ZFC' zu erzeugen, welches dann für weitere Verfahren, wie insbesondere die Nullmengenkorrektur
Für die Korrektur des ZFC-Signals ist eine Korrektureinheit
Die Einheiten
Der Zusammenhang wird vorzugsweise an einer Referenz-Brennkraftmaschine auf dem Prüfstand ermittelt. Dazu wird die Referenzbrennkraftmaschine im Schubbetrieb betrieben und es werden zahlreiche Kleinmengeneinspritzungen bei fester Einspritzdauer und festem Einspritzdruck (z.B. Raildruck), jedoch veränderten Brennkraftmaschinenparametern durchgeführt, wobei jeweils das sich ergebende ZFC-Signal bestimmt wird. Das sich ergebende ZFC-Signal wird auf ein ideales ZFC-Signal ZFC0, welches einer vollständig verbrannten Einspritzmenge entspricht, normiert, so dass ein Faktor f = ZFC/ZFC0 bestimmt werden kann, welcher eine Abweichung des sich für bestimmte Brennkraftmaschinenparameter ergebenden ZFC-Signals von dem idealen ZFC-Signal beschreibt. Dieser Faktor wird zweckmäßigerweise zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt, insbesondere im Feld, für die Korrektur verwendet. Der Faktor kann eine Abhängigkeit von den Brennkraftmaschinenparametern zeigen f = f(x1, x2, x3, ...). Auf diese Weise kann ein Zusammenhang zwischen dem ZFC-Signal und den variierten Brennkraftmaschinenparametern für eine feste Ansteuerdauer und einen festen Einspritzdruck ermittelt werden gemäß ZFC(x1, x2, x3, ...) = f(x1, x2, x3, ...)·ZFC0. The relationship is preferably determined on a reference internal combustion engine on the test bench. For this purpose, the reference internal combustion engine is operated in overrun mode and numerous small-quantity injections are carried out with fixed injection duration and fixed injection pressure (eg rail pressure), but with changed engine parameters, whereby the resulting ZFC signal is determined in each case. The resulting ZFC signal is normalized to an ideal ZFC signal ZFC 0 , which corresponds to a fully burnt injection quantity, so that a factor f = ZFC / ZFC 0 can be determined, which is a deviation of the ZFC result for certain engine parameters. Describes signals from the ideal ZFC signal. This factor is expediently used for the correction at a second, later point in time, in particular in the field. The factor can show a dependency on the engine parameters f = f (x 1 , x 2 , x 3 , ...). In this way, a relationship between the ZFC signal and the varied engine parameters for a fixed drive duration and a fixed injection pressure can be determined according to ZFC (x 1 , x 2 , x 3 , ...) = f (x 1 , x 2 , x 3 , ...) · ZFC 0 .
Als Zusammenhang wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Korrekturfaktor selbst ermittelt und verwendet. Die Hinterlegegung erfolgt zweckmäßigerweise in dem Steuergerät
In
Ist der Zusammenhang zwischen dem Korrekturfaktor f und dem wenigstens einem weiteren Brennkraftmaschinenparameter zu dem ersten Zeitpunkt ermitteln worden, wird damit das Steuergerät
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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