DE102013207555B3

DE102013207555B3 - Verfahren zur Einspritzmengenadaption

Info

Publication number: DE102013207555B3
Application number: DE102013207555.3A
Authority: DE
Inventors: Janos Radeczky
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: CN105378251B; CN105378251A; US20160069290A1; US10746124B2; WO2014173742A1; KR20150136543A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Einspritzmengenadaption bei Einspritzsystemen von Verbrennungsmotoren von mild-Hybrid-Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen mit Starter-Generator (SG) oder integriertem Starter-Generator (ISG) beschrieben. In einer Betriebsphase, in der die E-Maschine des Kraftfahrzeuges den Verbrennungsmotor desselben betreibt, wird mindestens eine Kleinstmengentesteinspritzung in einen Zylinder des Verbrennungsmotors durchgeführt. Über das resultierende Drehmoment wird die zugehörige Einspritzmenge ermittelt. Hieraus werden entsprechende Korrekturgrößen für die Einspritzmengenadaption bestimmt. Das Verfahren hat den Vorteil, dass hierbei keine Testeinspritzungen während Schubphasen des Verbrennungsmotors durchgeführt werden müssen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einspritzmengenadaption bei Einspritzsystemen von Verbrennungsmotoren von mild-Hybrid-Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen mit Starter-Generator (SG) oder integriertem Starter-Generator (ISG).
Die Anforderungen hinsichtlich Verbrennungsverlauf/Emissionen/Akustik können Einspritzsysteme von Kraftfahrzeugen nur mithilfe intelligenter Adaptionsverfahren erfüllen. Dabei ist nicht nur die Systemperformance im neuen Zustand, sondern auch bei gealterten Systemen von hoher Bedeutung.
Derartige Adaptionsverfahren sind bekannt. So ist beispielsweise ein sogenanntes MFMA-(Minimum Fuel Mass Adaption)-Verfahren bekannt, bei dem während der Lebensdauer des Kraftfahrzeuges die Abweichungen der Ist- und Solleinspritzmengen im Kleinstmengenbereich (< 3 mg) mittels Drehzahländerungen bestimmt und ständig angepasst werden. Hierbei werden in Schubphasen, in denen normalerweise keine Einspritzungen stattfinden, an einem Zylinder kleine Einspritzungen vorgenommen, und es wird über die Änderung der Drehzahl die zugehörige Einspritzmenge anhand von Modellen errechnet. Die Korrekturgrößen werden injektorindividuell für die geprüften Kleinstmengen in Kennfeldern abgelegt. Ein derartiges Verfahren ist in der DE 102 57 686 A1 beschrieben.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 009 270 A1 ist weiterhin ein Verfahren bekannt mit dem aufbauend auf dem zuvor beschriebenen Verfahren, ebenfalls in Betriebszuständen die keine Einspritzung erfordern, eine Anpassung der Einspritzmengen in einem Mengenbereich von 3 bis 20 mg vorgenommen werden kann.
Ein ähnliches Verfahren zur Anpassung der Injektoreigenschaften bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor mit Unterstützung durch eine elektrische Maschine, ist aus Dokument WO 2012/076561 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren werden die durch Testeinspritzungen hervorgerufenen Drehmomentschwingungen mit Hilfe der elektrischen Maschine kompensiert. Dadurch können die Testeinspritzungen sowohl in Betriebszuständen, die keine Einspritzung erfordern als auch während normaler Zündphasen vorgenommen werden.
Schließlich offenbart auch Dokument WO 2009/019584 A2 ein Verfahren zur Anpassung einer Einspritzmenge eines Verbrennungsmotors während einer Abbremsphase des Verbrennungsmotors. Dabei werden die durch Einspritzung kleiner Kraftstoffmengen während der Abbremsphase erzeugten Drehmomente zum Beispiel durch entsprechende Ansteuerung eines vorhandenen CVT-Getriebes oder eines vorhandenen Elektromotors im Falle eines Hybrid-Fahrzeugkonzeptes neutralisiert.
Neue Fahrzeugfunktionen, wie beispielsweise Segeln, stellen jedoch für die Aktivierung des MFMA-Verfahrens erhebliche Einschränkungen dar, da hierbei immer weniger Schubphasen auftreten. Dies führt dazu, dass bei solchen Fahrzeugen dieses Korrekturverfahren immer seltener aktiviert wird, so dass letztendlich keine Einspritzmengenadaption mehr stattfindet. Darüber hinaus ist der Applikationsaufwand wegen zahlreicher Getriebe/Kupplungs-Varianten verhältnismäßig hoch.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, das eine Kleinstmengenadaption ohne erforderliche Schubphasen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Einspritzmengenadaption bei Einspritzsystemen von Verbrennungsmotoren von mild-Hybrid-Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen mit Starter-Generator (SG) oder integriertem Starter-Generator (ISG), bei dem in einer Betriebsphase, in der die E-Maschine des Kraftfahrzeuges den Verbrennungsmotor desselben betreibt, mindestens eine Kleinstmengentesteinspritzung in einen Zylinder des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, über das resultierende Drehmoment die zugehörige Einspritzmenge ermittelt wird und hieraus entsprechende Korrekturgrößen für die Einspritzmengenadaption bestimmt werden.
Bei den hier angesprochenen Kraftfahrzeugen ist durch die zugehörige E-Maschine ein Starten des Verbrennungsmotors aber auch das Schleppen des unbefeuerten Verbrennungsmotors möglich. Erfindungsgemäß wird bei derartigen Systemen eine Adaption der Einspritzmenge durchgeführt. Die für das normale MFMA-Verfahren nötigen Schubphasen sind nicht mehr erforderlich. Vielmehr findet das erfindungsgemäße Verfahren in einer Betriebsphase Anwendung, in der die E-Maschine des Kraftfahrzeuges den Verbrennungsmotor betreibt. Neben der Startphase des Verbrennungsmotors kann das Verfahren dabei insbesondere beim Schleppen des unbefeuerten Verbrennungsmotors durch die E-Maschine (beim Segeln) durchgeführt werden. Das Verfahren kann auch als Werkstattfunktion durchgeführt werden, was gegenüber dem heute durchgeführten Werkstatt-MFMA-Verfahren den Vorteil hat, das es die dynamischen Phasen einer Hochbeschleunigung nicht benötigt und dadurch wesentlich flexibler und schneller arbeitet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Anzahl der Varianten und dadurch der Applikationsaufwand gegenüber dem Fahr-MFMA-Verfahren geringer ist. Der Grund hierfür ist, dass die Schwingungscharakteristik der Kurbelwelle nicht durch unterschiedliche Getriebe/Wandler/Übersetzungs-Kombinationen überlagert wird.
Das erfindungsgemäße Adaptionsverfahren kann grundsätzlich im Fahrbetrieb oder im Werkstattbetrieb durchgeführt werden. So sind grundsätzlich zwei verschiedene Methoden möglich:

1. Regelung der E-Maschine auf eine stabile Drehzahl bei gleichzeitigen Testeinspritzungen und
2. Generieren von Drehungleichförmigkeit bei konstantem Drehmoment der E-Maschine.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel für die vorstehend genannte erste Variante ist das Segeln. In diesem Fall wird der Motor ausgekuppelt, und das Fahrzeug rollt ohne zusätzliche Bremswirkung des Motors. Der Verbrennungsmotor wird hierbei durch den Starter-Generator (SG) oder den integrierten Starter-Generator (ISG) auf Leerlaufdrehzahl gehalten. In dieser Phase wird eine Testeinspritzung in einen Motorzylinder durchgeführt. Der bei der elektronischen Drehzahlregelung als Negativmoment (bezogen auf den Zyklus ohne Einspritzung) gemessene Wert korreliert dabei mit dem Drehmoment, das durch die Testeinspritzung indiziert wurde. Über das resultierende Drehmoment kann dann die zugehörige Einspritzmenge ermittelt und hieraus können entsprechende Korrekturgrößen für die Einspritzmengenadaption bestimmt werden.
Vorzugsweise kann dabei die Testeinspritzmenge stufenweise erhöht und parallel dazu das Moment der E-Maschine am jeweiligen Motorzylinder reduziert werden. Die durch die Testeinspritzung erzielte Drehmomenterhöhung des Verbrennungsmotors wird daher durch die Regelung der E-Maschine kompensiert.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein derartiger Adaptionsvorgang im Leerlauf als Werkstattfunktion durchgeführt. In diesem Fall ist eine für den Fahrer stabile Drehzahl nicht von großer Bedeutung. Daher wird hierbei vorzugsweise bei konstantem Drehmoment der E-Maschine in die einzelnen Zylinder eingespritzt. Die durch die Verbrennung generierte Drehungleichförmigkeit korreliert mit dem Drehmoment, also mit der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmasse. Für ein derartiges Adaptionsverfahren ist der bekannte MFMA-Algorithmus ohne wesentliche Modifikationen anwendbar. Zu berücksichtigen ist lediglich, dass die für die Bewegung der Kurbelwelle nötige Kraft nicht über den Antriebsstrang des Fahrzeuges geliefert wird, sondern von der zugehörigen E-Maschine.
Die vorstehend beschriebene Verfahrensvariante entspricht daher der weiter oben angegebenen zweiten Methode, bei der Drehungleichförmigkeit bei konstantem Drehmoment der E-Maschine generiert wird. Diese Methode ist bei sämtlichen SG/ISG-Systemen durchführbar. Für die angegebene erste Methode wird eine zeitlich hochauflösende Drehzahl/Drehmoment-Regelung der E-Maschine (welche bei asynchronen Motoren gegeben ist) vorausgesetzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Ablaufdiagramm der einzelnen Verfahrensschritte bei einem Verfahren zur Einspritzmengenadaption.
Das beispielhafte Verfahren betrifft die Einspritzmengenadaption bei einem mehrere Einspritzventile aufweisenden Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, das mit einem integrierten Starter-Generator (ISG) versehen ist. Bei Erreichen der entsprechenden Aktivierungsbedingungen erfolgt in einem ersten Schritt eine Einregelung des Raildrucksollwertes für die anstehende Adaption. Es folgt dann eine Ausregelung der Drehzahl mit ISG ohne Einspritzungen. Die entsprechenden Reglerparameter werden dann eingefroren. Das Drehzahlprofil mit den zugehörigen Reglerparametern wird gespeichert.
Es wird jetzt das zu adaptierende Einspritzventil selektiert. Dann folgt mit diesem Einspritzventil eine Aktivierung einer bestimmten Anzahl von Einspritzungen mit einer definierten Soll-Kraftstoffmasse. Das resultierende Drehzahlprofil wird gespeichert, und es folgt ein Vergleich des Drehzahlprofils mit und ohne Einspritzung. Die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmasse wird bestimmt, und die Differenz Soll-Ist-Kraftstoffmasse wird ermittelt. Die erhaltene Differenz wird als Korrekturwert abgespeichert, und zwar zum jeweiligen Raildruck/Einspritzventil zugeordnet.
Dieses Verfahren wird wiederholt, bis alle Injektoren bei sämtlichen Raildruckstützstellen adaptiert worden sind. Mit den gewonnenen Korrekturgrößen kann die entsprechende Einspritzmengenadaption durchgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Einspritzmengenadaption bei Einspritzsystemen von Verbrennungsmotoren von mild-Hybrid-Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen mit Starter-Generator (SG) oder integriertem Starter-Generator (ISG), bei dem in einer Betriebsphase, in der die E-Maschine des Kraftfahrzeuges den Verbrennungsmotor desselben betreibt, mindestens eine Kleinstmengentesteinspritzung in einen Zylinder des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, über das resultierende Drehmoment die zugehörige Einspritzmenge ermittelt wird und hieraus entsprechende Korrekturgrößen für die Einspritzmengenadaption bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Starten des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Schleppen des unbefeuerten Verbrennungsmotors durch die E-Maschine durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Segeln durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Testeinspritzung erzielte Drehmomenterhöhung des Verbrennungsmotors durch Regelung der E-Maschine kompensiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinspritzmenge stufenweise erhöht und parallel dazu das Moment der E-Maschine am jeweiligen Motorzylinder reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es im Leerlauf des Verbrennungsmotors als Werkstattfunktion durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinspritzung bei konstantem Drehmoment der E-Maschine durchgeführt wird.