DE102015212157A1 - Method for determining at least one property of a fuel medium - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft eines Kraftstoffs einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffinjektoren, bei dem aus einer Schließdauer wenigstens eines Injektors auf die mindestens eine Eigenschaft geschlossen wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass – eine tatsächliche Ist-Schließdauer gemessen wird, – eine theoretische Soll-Schließdauer bei einer angenommenen Referenz- Eigenschaft berechnet wird, – die Differenz der beiden Werte als Nadelschließdauerabweichung ermittelt wird und – aus der Nadelschließdauerabweichung auf die aktuelle Eigenschaft des Kraftstoffs geschlossen wird.A method for determining at least one property of a fuel of an internal combustion engine having fuel injectors, in which at least one injector is closed on the at least one property is characterized in that - an actual actual closing duration is measured, - a theoretical target closing duration is calculated with an assumed reference property, - the difference between the two values is determined as the needle closing duration deviation, and - it is concluded from the valve closing duration deviation on the actual property of the fuel.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft eines Brennstoffmediums einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffinjektoren nach der Gattung des Anspruchs 1. Brennstoffmedium bedeutet gemäß vorliegender Erfindung ein beliebiges in einer Brennkraftmaschine einsetzbares Medium. Dies kann beispielsweise ein Kraftstoff sein. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for determining at least one property of a fuel medium of an internal combustion engine with fuel injectors according to the preamble of claim 1. Fuel medium according to the present invention means any usable in an internal combustion engine medium. This can be for example a fuel. Furthermore, the invention relates to a computer program, which executes each step of the method according to the invention, when it runs on a computing device, as well as a machine-readable storage medium, which stores the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device which is set up to carry out the method according to the invention.
Stand der TechnikState of the art
Die Einspritzmenge bei Common-Rail-Systemen von Kraftfahrzeugen ist unter anderem von verschiedenen Kraftstoffeigenschaften abhängig, die wiederum von der Art des Kraftstoffs und den Umgebungsbedingungen abhängen. Among other things, the injection quantity in common-rail systems of motor vehicles depends on different fuel properties, which in turn depend on the type of fuel and the ambient conditions.
Beispielsweise ist die Viskosität des Kraftstoffs von der Kraftstoffsorte sowie von der Temperatur abhängig. Solange beispielsweise die Viskosität des Kraftstoffs oder andere Kraftstoffeigenschaften nicht berücksichtigt werden, können Mengeneinflüsse dieser Eigenschaften nur ungenügend oder überhaupt nicht korrigiert werden.For example, the viscosity of the fuel depends on the type of fuel and on the temperature. As long as, for example, the viscosity of the fuel or other fuel properties are not taken into account, the effects of these properties on quantities can not be corrected adequately or not at all.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Bestimmung mindestens einer Eigenschaft des Kraftstoffs während des Betriebs der Brennkraftmaschine. Es ist gekennzeichnet dadurch, dass eine tatsächliche Ist-Schließdauer der Nadel gemessen wird, die abhängt von der aktuellen Eigenschaft des Kraftstoffs, dass eine theoretische Soll-Schließdauer der Nadel bei einer angenommenen Referenz-Eigenschaft berechnet wird, die dem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine entspricht, dass die Differenz der beiden Werte als Nadelschließdauerabweichung ermittelt wird und dass aus der Nadelschließdauerabweichung auf mindestens eine aktuelle Eigenschaft des Kraftstoffs geschlossen wird.The method according to the invention makes it possible to determine at least one property of the fuel during operation of the internal combustion engine. It is characterized in that an actual actual closing duration of the needle is measured, which depends on the current property of the fuel, that a theoretical target closing duration of the needle is calculated at an assumed reference property, which corresponds to the current operating state of the internal combustion engine, that the difference between the two values is determined as the needle closing duration deviation and that the conclusion of the valve closing duration deviation is based on at least one current property of the fuel.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Bestimmung einer Eigenschaft des Kraftstoffs. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist diese Eigenschaft die Viskosität. Nachfolgend wird daher immer auf die Viskosität Bezug genommen, ohne dass hierdurch jedoch ausgedrückt sein soll, dass die Erfindung auf die Bestimmung der Viskosität beschränkt ist. The method according to the invention makes it possible to determine a property of the fuel. According to a particularly preferred embodiment, this property is the viscosity. In the following, therefore, reference will always be made to the viscosity, without, however, expressing that the invention is limited to the determination of the viscosity.
Das Verfahren ermöglicht ohne Einsatz zusätzlicher Sensorik und dergleichen die Bestimmung der aktuellen Kraftstoffeigenschaft während des Betriebs der Brennkraftmaschine. Dabei ist zu bemerken, dass die aktuellen Eigenschaften des Kraftstoffs von dem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhangenabhängen. Insbesondere hängt beispielsweise die Viskosität des Kraftstoffs von dessen Temperatur ab.The method allows without the use of additional sensors and the like, the determination of the current fuel property during operation of the internal combustion engine. It should be noted that the actual properties of the fuel depend on the current operating state of the internal combustion engine. In particular, for example, the viscosity of the fuel depends on its temperature.
Die Messungen basieren auf den an sich bekannten Funktionen NCA/NCD/NCC (Needle closing adaption/Needle closing detection/ Needle closing control). Dabei werden mittels eines Sensorstroms der Schließzeitpunkt und der Zeitpunkt des maximalen Nadelhubs bestimmt.The measurements are based on the known functions NCA / NCD / NCC (Needle closing adaptation / Needle closing detection / Needle closing control). In this case, the closing time and the time of the maximum needle stroke are determined by means of a sensor current.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nadelschließdauerabweichung und die Bestimmung der aktuellen Viskosität kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine erfolgen und dass aus der Differenz der aktuellen Viskosität und einer arbiträren Referenz-Viskosität (z.B. eine onboard bestimmte Referenzviskosität und/oder gespeicherte Referenzwerte und/oder irgendein vorher festgelegter Referenzwert bzw. ein(e) Referenzkennlinie/-Kennfeld und/oder ein mit Referenzparametern auf der Basis von Gleichungen berechneter Wert) auf eine Viskositätsänderung geschlossen wird. Die aktuelle Eigenschaft, die Viskosität des Mediums, wird also kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine bestimmt und es wird kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Viskositätsänderung bestimmt. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the needle closing duration deviation and the determination of the actual viscosity are carried out continuously during the operation of the internal combustion engine and that from the difference of the current viscosity and an arbitrary reference viscosity (eg an onboard determined reference viscosity and / or stored reference values and / or any predetermined reference value or characteristic curve and / or value calculated using reference parameters based on equations) for a change in viscosity. The current property, the viscosity of the medium is thus determined continuously during operation of the internal combustion engine and it is determined continuously during operation of the internal combustion engine, the change in viscosity.
Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass auf der Basis der aktuellen Viskosität und/oder der Viskositätsänderung des Kraftstoffs die Ansteuerdauern der Injektoren korrigiert werden und/oder eine Anpassung des Einspritzdruckniveaus erfolgt, um die Viskositätseinflüsse in der Einspritzrate zu kompensieren Dies erhöht die Genauigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge erheblich. It is advantageously provided that on the basis of the current viscosity and / or the change in viscosity of the fuel, the actuation periods of the injectors are corrected and / or adjustment of the injection pressure to compensate for the viscosity influences in the injection rate This significantly increases the accuracy of the injected fuel quantity ,
Die Korrektur der Ansteuerdauern erfolgt dabei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens durch kraftstoffviskositätsabhängige Korrekturbeiträge zur Verlängerung/Verkürzung der Ansteuerdauer gegenüber einer Ansteuerdauer bei der Referenz-Viskosität. The correction of the drive times is carried out according to an advantageous embodiment of the method by fuel viscosity-dependent correction contributions to lengthening / shortening of the drive time against a drive time at the reference viscosity.
Die Korrektur kann auch durch eine Verschiebung des Ansteuerbeginns erfolgen. Die Adaption des Einspritzdruckniveaus erfolgt dabei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens durch kraftstoffviskositätsabhängige Korrekturbeiträge zur Erhöhung / Absenkung des Einspritzdrucks gegenüber einem Einspritzdruck bei der Referenz-Viskosität.The correction can also be done by a shift of the start of control. The adaptation of the injection pressure level is carried out according to an advantageous embodiment of the method by fuel viscosity-dependent correction contributions to increase / decrease the injection pressure against an injection pressure at the reference viscosity.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem elektronischen Steuergerät ausgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen.The invention further comprises a computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention, in particular when it is executed on a computing device or an electronic control device. It allows the implementation of the method according to the invention in an electronic control unit, without having to make any structural changes thereto.
Die Erfindung umfasst außerdem ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. The invention also comprises a machine-readable storage medium on which the computer program is stored, and an electronic control unit which is set up to carry out the method according to the invention.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments in conjunction with the drawings. In this case, the individual features can be implemented individually or in combination with each other.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
In den Zeichnungen zeigen: In the drawings show:
Ausführungsbeispieleembodiments
Das nachfolgend beschriebene Verfahren und seine Implementierungen in einem Steuergerät stellt ein Onboard-Messverfahren zur Bestimmung der aktuellen Viskosität bzw. der Viskositätsänderung des Kraftstoffs einer Brennkraftmaschine während des Betriebs der Brennkraftmaschine dar. Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit die Ermittlung der absoluten kinematischen Viskosität des Kraftstoffs in der Hochdruckhydraulik des Injektors im Kaltstart, im Kaltlauf sowie im normalen warmen Betriebszustand des Motors. Die Kraftstoffviskosität wird während der Cranking-Phase und über die Laufzeit bzw. über dem Motorerwärmungsprofil berechnet. Die Ermittlung der Viskosität erfolgt über die Erfassung des Nadelschließzeitpunkts von Injektoren. The method described below and its implementations in a control unit represents an on-board measuring method for determining the current viscosity or the change in viscosity of the fuel of an internal combustion engine during operation of the internal combustion engine. The core of the method according to the invention is thus the determination of the absolute kinematic viscosity of the fuel in the high-pressure hydraulics of the injector in cold start, cold running and normal warm engine operation. The fuel viscosity is calculated during the cranking phase and over the runtime or over the engine warming profile. The determination of the viscosity takes place via the detection of the needle closing time of injectors.
In
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, die tatsächliche Ist-Schließdauer zu messen. In einem weiteren Schritt wird eine theoretische Soll-Schließdauer bei einer angenommenen Referenzviskosität, beispielsweise bei einem Kraftstoff niedrigerer Temperatur, berechnet. Es wird die Differenz der beiden Werte als Nadelschließdauerabweichung ermittelt und aufgrund dieser Nadelschließdauerabweichung auf die aktuelle Viskosität des Kraftstoffs geschlossen. Im vorliegenden Fall entspricht daher die Abweichung der Nadelschließdauer der Differenz aus Nadelschließdauer
Diese Bestimmung der aktuellen Viskosität erfolgt kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine und aus der Differenz der aktuellen Viskosität und einer einen Messschritt zuvor bestimmten aktuellen Viskosität kann auf eine Viskositätsänderung geschlossen werden.This determination of the actual viscosity occurs continuously during the operation of the Internal combustion engine and from the difference of the current viscosity and a measurement step previously determined current viscosity can be concluded that a change in viscosity.
Die bekannte aktuelle Viskosität und die Viskositätsänderung werden nun kontinuierlich zur Bildung eines Faktors und/oder eines Offsetwertes verwendet. Damit wird die Ansteuerung des Injektors nicht nur zeitlich, sondern insbesondere viskositätsbedingt berechnet. Dies ist veranschaulicht in
Die Präzision einer solchen Onboard-Bestimmung der Viskosität des Kraftstoffs ist in
Die Kenntnis der aktuellen Viskosität bzw. der Viskositätsänderung wird verwendet, um die Ansteuerung des Injektors viskositätsbedingt zusätzlich zu den anderen üblichen und an sich bekannten Parametern (z.B. Einspritzdruck) zu berechnen. Es erfolgt die Ansteuerung des Injektors und des Einspritzdruckes in Kenntnis der ermittelten aktuellen Viskosität bzw. der Viskositätsänderung. Die aktuellen Viskositätswerte bzw. die Kenntnis der Viskositätsänderung werden verwendet zur Bestimmung aktuell notwendiger Korrekturbeiträge der Ansteuerung, also beispielsweise Korrekturbeiträge zur Verlängerung/Verkürzung der Ansteuerdauer gegenüber der Ansteuerung bei einer Referenzviskosität des Injektors und/oder Erhöhung/Absenkung des Einspritzdruckes. Die aktuellen Viskositätswerte sowie Viskositätsänderungen werden auch verwendet, um die aktuell notwendigen Korrekturbeiträge zur Verschiebung des Ansteuerbeginns zu bestimmen. Durch die Verschiebung des Ansteuerbeginns bzw. die Verlängerung/Verkürzung der Spritzdauern und/oder die geeignete Anpassung des Einspritzdruckes findet eine Einspritzmengenkorrektur in Abhängigkeit von dem viskositätsbedingten Durchfluss an der Düsennadel statt. Diese Korrektur findet kontinuierlich während des Betriebs der Brennkraftmaschine statt.The knowledge of the actual viscosity or viscosity change is used to calculate the drive of the injector viscous in addition to the other common and known parameters (e.g., injection pressure). There is the control of the injector and the injection pressure in knowledge of the determined current viscosity or the change in viscosity. The current viscosity values or the knowledge of the change in viscosity are used to determine currently necessary correction contributions of the activation, that is to say, for example, correction contributions to lengthening / shortening the activation duration with respect to triggering at a reference viscosity of the injector and / or increasing / decreasing the injection pressure. The current viscosity values and changes in viscosity are also used to determine the currently required correction contributions to the shift of the start of activation. By shifting the start of actuation or the extension / shortening of the injection durations and / or the suitable adaptation of the injection pressure, an injection quantity correction takes place as a function of the viscosity-related flow at the nozzle needle. This correction takes place continuously during the operation of the internal combustion engine.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann in einem Steuergerät als Computerprogramm implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem Speichermedium gespeichert sein und von dem Steuergerät eingelesen werden. Es versteht sich aber, dass das Verfahren auch beispielsweise durch eine im Steuergerät implementierte Schaltung realisiert werden kann.The method described above can be implemented in a control unit as a computer program. The computer program can be stored on a storage medium and read in by the control unit. However, it is understood that the method can also be implemented, for example, by a circuit implemented in the control unit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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