DE102015212209A1 - Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102015212209A1
DE102015212209A1 DE102015212209.3A DE102015212209A DE102015212209A1 DE 102015212209 A1 DE102015212209 A1 DE 102015212209A1 DE 102015212209 A DE102015212209 A DE 102015212209A DE 102015212209 A1 DE102015212209 A1 DE 102015212209A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
injection
test
internal combustion
combustion engine
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015212209.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Bhavish Kallare
Joachim Palmer
Andreas Gessler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102015212209.3A priority Critical patent/DE102015212209A1/de
Publication of DE102015212209A1 publication Critical patent/DE102015212209A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2438—Active learning methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • F02D41/247—Behaviour for small quantities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass während Schubphasen der Brennkraftmaschine an wenigstens einem Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils wenigstens zwei Testeinspritzungen (105, 120) mit variierender Menge durchgeführt werden und dass wenigstens zwei sich dabei ergebende Mengenersatzsignale (100, 115) dahingehend ausgewertet wird, dass durch die Momente der wenigstens zwei Testeinspritzungen (105, 120) erzeugte Drehzahlschwingungen im Triebstrang bei der Bestimmung von Injektor-Mengenfehlern berücksichtigt werden.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinenlesbarer Datenträger zur Speicherung des Computerprogramms sowie ein elektronisches Steuergerät, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
  • Stand der Technik
  • Im Bereich von elektronisch geregelten Common-Rail-Einspritzsystemen, mittels derer vorwiegend bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen (Dieselmotoren) von Kraftfahrzeugen Kraftstoff mittels Injektoren in jeweilige Brennräume eingespritzt wird, werden von der Abgasgesetzgebung (insbesondere CARB-Gesetzgebung) Mechanismen zum einen zur Einhaltung vorgegebener Emissionsgrenzen und zum anderen zur On-Board-Überwachung bzw. -Diagnose von verbrennungsbedingten Emissionen gefordert. Im Einspritzsystem etwa auftretende Mengenfehler müssen dabei durch das Einspritzsystem vollständig und innerhalb kürzester Zeit ausgeregelt werden. Nicht entsprechend ausregelbare Mengenfehler, z.B. spontan auftretende und eine bestimmte Höhe überschreitende Fehlmengen, müssen zudem innerhalb kürzester Zeit diagnostiziert werden und z.B. durch Aktivierung einer Kontrollleuchte angezeigt werden.
  • Aus DE 10 2008 002 482.1 geht ein Verfahren zur drehzahlbasierten Nullmengenkalibrierung hervor, mit dem Mengendriften eines genannten Injektors adaptiert bzw. kompensiert werden können, wobei die Menge einzuspritzenden Kraftstoffs solange in kleinen Schritten erhöht wird, bis sich eine merkliche Drehzahländerung der Brennkraftmaschine einstellt. Liegt der sich dabei ergebende Adaptionswert außerhalb eines geforderten Intervalls, so wird der Injektor als defekt diagnostiziert. Nachteilig an diesem Verfahren ist die logistisch und zeitlich aufwändige triebstrang- und fahrzeugindividuelle Applikation der Nullmengenkalibrierung. Die Überwachung des Adaptionswertes mittels Nullmengenkalibrierung kann auch triebstrangunabhängig erfolgen, indem die Effekte des Triebstrangs eines Kraftfahrzeugs in geeigneter Weise adaptiert werden. Allerdings werden dabei aufgrund der erheblich geringeren Adaptionsgeschwindigkeit gegenüber der triebstrangabhängigen Nullmengenkalibrierung nicht die strengen Anforderungen der genannten CARB-Gesetzgebung hinsichtlich Diagnosegeschwindigkeit erfüllt.
  • Aus DE 10 2014 202 121.9 geht zudem ein Verfahren zu Bestimmung von Kraftstoffmengen bei einer Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs hervor. Hierbei werden innerhalb eines Arbeitsspiels Testeinspritzungen in zwei Zylindern einer Brennkraftmaschine während Schubphasen durchgeführt, die dadurch erzeugte Drehzahlschwingungen von bewegten Massen der Zylinder gemessen und eine relative Mengendifferenz der Kraftstoffmenge der Testeinspritzungen innerhalb eines Arbeitsspiels aus den Drehzahlschwingungen bestimmt. Durch Auswertung eines relativen Signals zwischen den Testeinspritzungen innerhalb eines Arbeitsspiels in den zwei Zylindern wird eine intrinsische Triebstrangabhängigkeit des Signals der Kraftstoffmenge kompensiert, und zwar ausreichend schnell, um die Anforderungen der CARB-Gesetzgebung hinsichtlich Diagnosegeschwindigkeit zu erfüllen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Bestimmung und/oder Adaption bzw. Diagnose von hier betroffenen Injektor-Mengenfehlern während Schubphasen einer Brennkraftmaschine an wenigstens einem Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils wenigstens zwei insbesondere sequenziell erfolgende Testeinspritzungen mit variierender Menge durchzuführen und wenigstens ein sich dabei ergebendes bevorzugt relatives Mengenersatzsignal dahingehend auszuwerten, dass durch die Momente dieser Testeinspritzungen erzeugte Drehzahlschwingungen im Triebstrang der Brennkraftmaschine bei der Bestimmung von Injektor-Mengenfehlern berücksichtigt werden. Die Drehzahlschwingungen werden dabei bevorzugt als komplexe Schwingungsamplituden mit Betrag und Phase gemessen, wobei diejenigen Schwingungsamplituden bei der Bestimmung von Injektor-Mengenfehlern den größten Beitrag leisten, welche zu Frequenzen gehören, die geeigneten, empirisch vorgebbaren Betriebseigenschaften bzw. -größen der Brennkraftmaschine gehören, z.B. einer Nockenwellenfrequenz oder einer Kurbelwellenfrequenz.
  • Bei den genannten wenigstens zwei Testeinspritzungen wird jeweils eine Grundfrequenz f0 vorgegeben. Üblicherweise entspricht diese Grundfrequenz der Nockenwellenfrequenz f0 = fNW. Aus physikalischen Gründen werden dabei auch immer Frequenzen höherer Ordnung angeregt, allerdings mit jeweils abnehmender Amplitude: f0, 2·f0, 3·f0, 4·f0, .... Alle diese Ordnungen können Beiträge zum Messsignal liefern, jedoch werden im Allgemeinen nur die beiden Frequenzen f0 (= Nockenwelle) sowie 2·f0 (= Kurbelwelle) betrachtet.
  • Dabei liegt der technische Effekt zugrunde, dass die genannten Schwingungsamplituden proportional zu den momentenerzeugenden Kraftstoffmengen sind. Setzt man nun diese Schwingungsamplituden in Relation zueinander, lassen sich bei geeigneter Wahl von Einspritzmuster und/oder Einspritzsequenz Mengenfehler sowohl qualitativ als auch quantitativ bestimmen, da das Verhältnis der Schwingungsamplituden unabhängig von der triebstrang- und betriebspunktabhängigen Verstärkungswirkung des Einspritzsystems ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat daher den Vorteil, dass Mengenfehler von Injektoren triebstrangunabhängig quantitativ erfasst werden können und die erfassten Werte einerseits einem hier betroffenen Einspritzsystem zur unmittelbaren bzw. kontinuierlichen Adaption bzw. Kompensation der Injektor-Mengenfehler und andererseits einem fahrzeugeigenen Diagnosesystem zur schnellen (Komponenten-)Überwachung von nicht-kompensierbaren Mengenfehlern zur Verfügung gestellt werden können. Dadurch können beide Anforderungen der eingangs genannten CARB-Gesetzgebung erfüllt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt zur Bestimmung des Mengenfehlers vorteilhaft nur zwei sequenzielle Messungen bzw. Messzyklen, wobei insbesondere keine statistischen Methoden erforderlich sind, welche ein umfangreiches Erfassen von Messwerten über einen längeren Zeitraum erfordern würden. Somit ist das Verfahren besonders ressourcenschonend und Änderungen von Mengenfehlern können besonders schnell bestimmt bzw. erkannt werden.
  • Durch die genannte relative Auswertung der Schwingungsamplituden wird die intrinsische Triebstrangabhängigkeit eines genannten Mengenersatzsignals kompensiert, wodurch sich auch der Applikationsaufwand im Vergleich zu einem triebstrangabhängigen Verfahren erheblich reduziert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ausreichend schnell, um die genannten Anforderungen der CARB-Gesetzgebung zu erfüllen.
  • Durch parallele bzw. gleichzeitige Anwendung bzw. Applikation an zwei oder mehreren Zylindern kann gegenüber der Anwendung nur an einem Zylinder die doppelte oder eine größere Anzahl an Injektoren innerhalb derselben Zeitspanne adaptiert und diagnostiziert werden und dadurch noch engere, aufgrund von Emissionsgesetzen einzuhaltende Emissionsgrenzen bzw. sogar entsprechende zukünftige Gesetzesänderungen erfüllt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass an wenigstens einem Zylinder der Brennkraftmaschine zwei Testeinspritzungen sequenziell durchgeführt werden, und zwar eine erste Testeinspritzung mit einer empirisch vorgegebenen ersten Ansteuerdauer, bei der eine erste nominale Einspritzmenge zu erwarten ist, und eine zweite Testeinspritzung mit einer empirisch vorgegebenen zweiten Ansteuerdauer, bei der eine um eine gegenüber dem Wert der ersten nominalen Einspritzmenge relativ geringe Differenzmenge angehobene zweite nominale Einspritzmenge bzw. Gesamteinspritzmenge zu erwarten ist. Die Durchführung solcher Testeinspritzungen lässt sich technisch einfach und damit kostengünstig in ein bestehendes Einspritzsystem bzw. entsprechendes Steuergerät implementieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Injektor-Mengenfehler δV auf der Grundlage der Gleichung δV = [R·(V0 + ΔV) – V0]/(1 – R) bestimmt wird, wobei R das arithmetische Verhältnis der wenigstens zwei Mengenersatzsignale, V0 die nominale Einspritzmenge und ΔV die genannte geringe Differenzmenge bedeuten. Diese Gleichung ermöglicht eine schnelle Auswertung der gemessenen Daten, wodurch die genannte CARB-Gesetzgebung noch besser erfüllt werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die genannten wenigstens zwei Testeinspritzungen an zwei Zylindern parallel durchgeführt werden, bei denen jeweilige Einzelsignale der durch die zwei Testeinspritzungen verursachten Schwingungsamplituden jeweils um 180° gegeneinander phasenverschoben sind. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine noch schnellere und effektivere Bereitstellung der auszuwertenden Daten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die parallele Durchführung an zwei Zylindern dadurch erfolgen, dass an dem ersten Zylinder eine erste Testeinspritzung mit einer nominalen Einspritzmenge und an dem zweiten Zylinder eine erste Testeinspritzung mit einer von der genannten nominalen Einspritzmenge abweichenden Differenzmenge durchgeführt werden, dass an dem ersten Zylinder eine zweite Testeinspritzung mit derselben nominalen Einspritzmenge und an dem zweiten Zylinder eine zweite Testeinspritzung mit einer Einspritzmenge durchgeführt wird, welche gegenüber der genannten nominalen Einspritzmenge um dieselbe Differenzmenge wie bei der ersten Testeinspritzung abweicht. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die an dem zweiten Zylinder durchgeführte zweite Testeinspritzung mit einer Einspritzmenge durchgeführt wird, welche gegenüber der genannten nominalen Einspritzmenge um dieselbe Differenzmenge wie bei der ersten Testeinspritzung abgesenkt ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei vorgesehen sein, dass zur Berechnung von Injektor-Mengenfehlern der beiden Zylinder aus den Messergebnissen der beiden Testeinspritzungen diejenigen Schwingungsamplituden ausgewertet werden, welche jeweils proportional zu den beiden genannten Differenzmengen sind, wobei aus den sich ergebenden Schwingungsamplituden zwei arithmetische Verhältnisse gebildet werden.
  • Die Erfindung kann insbesondere in Kraftfahrzeugen (PKW und LKW) mit bevorzugt selbstzündenden Brennkraftmaschinen (Dieselmotoren) zur Anwendung kommen, z.B. in einem Steuergerät einer solchen Brennkraftmaschine eingerichtet sein, um die genannten stetig strengeren Abgasgesetzgebungen und die zunehmenden Komfort-Anforderungen der Kraftfahrzeughersteller erfüllen zu können.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um ein hier betroffenes Kraftstoffeinspritzsystem mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch eine Signalauswertung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt schematisch eine Signalauswertung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 zeigt schematisch einen Adaptions- bzw. Diagnoseablauf gemäß dem genannten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 4 zeigt schematisch einen Adaptions- bzw. Diagnoseablauf gemäß dem genannten zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Bei dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an einem Zylinder einer ein Common-Rail-Einspritzsystem aufweisenden selbstzündenden Brennkraftmaschine (z.B. ein Dieselmotor) in einer Schubbetriebsphase zwei sequenziell durchgeführte Testeinspritzungen durchgeführt, und zwar in einem ersten Messzyklus 130 mit einer empirisch vorgegebenen ersten Ansteuerdauer, bei der eine nominale Einspritzmenge V0 105 zu erwarten ist. Die Einspritzmenge V0 105 wird dabei in dem ersten Messzyklus 130 ungewollt um einen Mengenfehler bzw. eine Fehlmenge δV 110 verfälscht.
  • Die durch die Testeinspritzung im ersten Messzyklus 130 verursachten Drehzahlschwingungen der Brennkraftmaschine mit einer Schwingungsamplitude A1 100 werden dabei als komplexe Schwingungsamplituden mit Betrag und Phase gemessen, wobei diejenigen Schwingungsamplituden den größten Beitrag leisten, welche zu Frequenzen gehören, die bestimmten geeigneten Betriebseigenschaften bzw. Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine gehören, z.B. einer Nockenwellenfrequenz oder einer Kurbelwellenfrequenz. Die so gemessene Schwingungsamplitude A1 100 ist proportional zur momentenbildenden Gesamteinspritzmenge V0 + δV.
  • Die Eingangsgröße zur Berechnung des Betrags und der Phase der komplexen Schwingungsamplitude ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein anderweitig, z.B. in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine, bereits vorhandenes Drehzahlsignal. Das Drehzahlsignal wird hierzu über einen ausreichend langen Zeitraum mit möglichst hoher zeitlicher bzw. winkeltreuer Auflösung gemessen. Anschließend werden die gemessenen Drehzahlwerte in ihre Frequenzkomponenten zerlegt. Diese Zerlegung geschieht in dem vorliegenden Beispiel durch eine an sich bekannte Fourier-Transformation.
  • In einem zweiten Messzyklus 135 wird an demselben Zylinder eine zweite Testeinspritzung mit einer zweiten Ansteuerdauer durchgeführt, die sich von der ersten Ansteuerdauer um einen empirisch vorgegebenen Wert unterscheidet, wobei eine um eine geringe Differenzmenge ΔV angehobene nominale Gesamteinspritzmenge V0 + ΔV 120 zu erwarten ist. Auch dabei wird wieder die sich ergebende Schwingungsamplitude A2 115 von Drehzahlschwingungen gemessen. Auch die Gesamteinspritzmenge V0 + ΔV 120 wird im zweiten Messzyklus 135 ungewollt um einen Mengenfehler δV 125 verfälscht. Die gemessene Schwingungsamplitude A2 115 ist proportional zur Gesamteinspritzmenge V0 + ΔV + δV (120 + 125).
  • Aus den in den beiden Messzyklen 130, 135 gemessenen Schwingungsamplituden wird das arithmetische Verhältnis R = A1/A2 140 der beiden gemessenen Schwingungsamplituden A1 und A2 berechnet, aus dem direkt der zu quantifizierende Mengenfehler δV berechnet werden kann, um den sich die tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen von den nominalen Einspritzmengen V0 und V0 + ΔV abweichen. Das so berechnete arithmetische Verhältnis 140 ist insbesondere unabhängig von der vom Triebstrang abhängigen Verstärkungswirkung des Einspritzsystems auf die genannten Drehzahlschwingungen, da sich diese Effekte dabei sozusagen herauskürzen.
  • Durch einfache Umrechnung der genannten Gleichungen ergibt sich folgende Gleichung (1), anhand der sich der Wert des Mengenfehlers berechnen lässt: δV = [R·(V0 + ΔV) – V0]/(1 – R) (1)
  • Bei dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden gleichzeitig auf zwei als geeignet ausgewählten Zylindern einer genannten Brennkraftmaschine wiederum in einer Schubbetriebsphase sequenziell Testeinspritzungen durchgeführt, und zwar in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils zwei aufeinanderfolgende Testeinspritzungen. Als geeignete Zylinder kommen z.B. solche Zylinder in Frage, bei denen die jeweiligen Einzelsignale der durch die jeweils zwei Testeinspritzungen verursachten Schwingungsamplituden jeweils um 180° gegeneinander phasenverschoben sind.
  • In einem ersten Messzyklus 260 wird bei den Testeinspritzungen an dem ersten Zylinder eine empirisch vorgegebene nominale Einspritzmenge mit dem Wert V1 = V0 210 appliziert und bei der ersten Testeinspritzung an dem zweiten Zylinder eine davon abweichende Einspritzmenge mit dem Wert V2 = (V0 + ΔV) 215 appliziert, welche gegenüber der nominalen Einspritzmenge V0 wiederum um eine geringe Differenzmenge ΔV angehoben ist. Die nominalen Einspritzmengen V0 105 werden auch in diesem ersten Messzyklus 260 ungewollt durch jeweils eine zylinderindividuelle Fehlmenge δV1 220 für den ersten Zylinder bzw. δV2 225 für den zweiten Zylinder verfälscht. Die Gesamtamplitude A1– 205 dieses Frequenzanteils ist somit proportional zur Differenzmenge der an den beiden Zylindern tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen. Die Gesamtamplitude A1+ 200 eines anderen und geeigneten Frequenzanteils, z.B. der doppelten Frequenz zu A1– 205, ist wiederum proportional zur an den beiden Zylindern tatsächlich eingespritzten Kraftstoffgesamtmenge.
  • In einem zweiten Messzyklus 265 wird an dem genannten ersten Zylinder dieselbe nominale Einspritzmenge V1 = V0 240 appliziert, wohingegen an dem genannten zweiten Zylinder eine Einspritzmenge V2 = (V0 – ΔV) 245 appliziert wird, welche gegenüber der nominalen Einspritzmenge V0 um dieselbe Differenzmenge ΔV wie im ersten Messzyklus jedoch abgesenkt ist. Die jeweiligen Einspritzmengen V1 = V0 240 und V2 = (V0 – ΔV) 245 werden auch in dem zweiten Messzyklus 265 ungewollt durch zylinderindividuelle Fehlmengen δV1 250 und δV2 255 verfälscht. Die in dem zweiten Messzyklus 265 gemessenen Schwingungsamplituden A2– 235 und A2+ 230 sind wiederum proportional zur tatsächlichen Differenzmenge bzw. tatsächlichen Gesamteinspritzmenge.
  • Zur Berechnung der Mengenfehler bzw. Fehlmengen δV1 250 und δV2 255 der beiden Zylinder aus den Messergebnissen der beiden Messzyklen 260, 265 sind diejenigen Schwingungsamplituden von Interesse, die jeweils proportional zur Differenzmenge VD = (V2 – V1) bzw. proportional zur Gesamtmenge VG = (V2 + V1) sind. Diese relevanten Schwingungsamplituden gehören zu Frequenzen, welche bestimmten geeigneten Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine, z.B. der Nockenwellenfrequenz oder der Kurbelwellenfrequenz. Aus den Schwingungsamplituden pro Messzyklus 260 bzw. 265, welche proportional zur genannten Gesamtmenge VG und Differenzmenge VD sind, werden ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zwei arithmetische Verhältnisse R1 = A1–/A2– und R2 = A1+/A2+ gebildet 270. Aus den beiden Messzyklen 260, 265 ergeben sich somit insgesamt zwei Gleichungen 270 mit zwei, den jeweiligen Mengenfehlern bzw. Fehlmengen δV1 250 und δV2 255 entsprechenden Unbekannten. Das sich ergebende Gleichungssystem 270 ist vorteilhaft in an sich bekannter Weise analytisch oder numerisch lösbar.
  • 3 zeigt schematisch einen beispielhaften Adaptions- bzw. Diagnoseverlauf im Fall des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1, und zwar am Beispiel einer vier Zylinder 300 aufweisenden Brennkraftmaschine. Insbesondere ist hier gezeigt, wie im zeitlichen Ablauf für jeden Zylinder 300 separat, d.h. sequenziell hintereinander, die Quantifizierung von genannten Fehlmengen bzw. Mengenfehlern erfolgt. Wie beschrieben, werden für jeden Zylinder 300 die Amplitudenverhältnisse 305 gebildet und anhand der sich dabei ergebenden Werte für jeden Zylinder 300 die Adaption und/oder Diagnose durchgeführt 310. Im Ergebnis ergeben sich für jeden der vier Zylinder (1)–(4) 300 Werte δV(1), δV(2), δV(3), und δV(4) der jeweils quantifizierten Fehlmenge.
  • 4 zeigt schematisch einen beispielhaften Adaptions- bzw. Diagnoseverlauf im Fall des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 2, und zwar wieder am Beispiel einer vier Zylinder bzw. zwei Zylinderpaare 400 aufweisenden Brennkraftmaschine. Im Gegensatz zu 3 werden die Amplitudenverhältnisse nicht sequenziell hintereinander, sondern jeweils anhand von Testeinspritzungen für die Zylinderpaare (1, 3) und (2, 4) parallel gebildet 405. Anhand der sich dabei ergebenden Amplitudenverhältniswerte erfolgt für die genannten Zylinderpaare 400 die Adaption und/oder Diagnose 410. Im Ergebnis ergeben sich in diesem Ausführungsbeispiel wiederum für jeden der vier Zylinder (1)–(4) 400 quantifizierte Fehlmengen 415, und zwar δV(1) und δV(3) für das erste Zylinderpaar sowie δV(2) und δV(4) für das zweite Zylinderpaar.
  • Anhand von 5 wird eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Nach dem Start 500 der in 5 gezeigten Routine wird gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel zunächst geprüft, ob die Brennkraftmaschine sich in der Schubphase befindet. Ist diese Bedingung erfüllt, wird ein erster Messzyklus durchgeführt 510, bei dem zunächst eine oder sequenziell mehrere Testeinspritzungen mit einer jeweiligen nominalen Einspritzmenge V0 durchgeführt werden 515. Die für diese nominale Zielmenge erforderliche Ansteuerdauer kann vorab empirisch, z.B. an einem Prüfstand für eine hier betroffene Brennkraftmaschine, ermittelt werden. Bei diesen Testeinspritzungen wird die beschriebene Schwingungsamplitude A1 gemessen und zwischengespeichert 520.
  • Danach wird ein zweiter Messzyklus durchgeführt 525, bei dem wiederum zunächst eine oder sequenziell mehrere Testeinspritzungen jeweils mit einer gegenüber der im ersten Messzyklus 510 abgeänderten nominalen Einspritzmenge (V0 + ΔV) durchgeführt werden 530. Auch die für diese nominale Zielmenge erforderliche Ansteuerdauer kann vorab empirisch, z.B. an einem Prüfstand für eine hier betroffene Brennkraftmaschine, ermittelt werden. Bei diesen Testeinspritzungen 530 wird die beschriebene Schwingungsamplitude A2 gemessen und zwischengespeichert 535.
  • Im diesen Messzyklen 510, 525 nachfolgenden Berechnungsschritten wird zunächst aus den zwischengespeicherten Amplitudenwerten A1 und A2 das genannte arithmetische Verhältnis R = A1/A2 berechnet. Gemäß obiger Gleichung (1) wird auf der Grundlage des sich dabei ergebenden Wertes R sowie der an sich bekannten Größen V0 und (V0 + ΔV) der Mengenfehler δV berechnet 545.
  • Für das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel kann ein entsprechend modifiziertes Verfahren angewendet werden, wobei ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 vorliegend die genannten zwei arithmetische Verhältnisse R1 = A1–/A2– und R2 = A1+/A2+ 270 berücksichtigt werden und sich anstelle der genannten Gleichung (1) zwei genannte Gleichungen mit zwei, den jeweiligen Mengenfehlern bzw. Fehlmengen δV1 250 und δV2 255 entsprechenden Unbekannten ergeben.
  • Das beschriebene Verfahren kann in Form eines Steuerprogramms für ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung einer Brennkraftmaschine oder in Form einer oder mehrerer entsprechender elektronischer Steuereinheiten (ECUs) realisiert 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 102008002482 [0003]
    • DE 102014202121 [0004]

Claims (14)

  1. Verfahren zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass während Schubphasen der Brennkraftmaschine an wenigstens einem Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils wenigstens zwei Testeinspritzungen (105, 120) mit variierender Menge durchgeführt werden und dass wenigstens zwei sich dabei ergebende Mengenersatzsignale (100, 115) dahingehend ausgewertet werden, dass durch die Momente der wenigstens zwei Testeinspritzungen (105, 120) erzeugte Drehzahlschwingungen im Triebstrang bei der Bestimmung von Injektor-Mengenfehlern berücksichtigt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlschwingungen im Triebstrang als komplexe Schwingungsamplituden (100, 115) mit Betrag und Phase gemessen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen gemessenen Schwingungsamplituden (100, 115) der Drehzahlschwingungen bei der Bestimmung von Injektor-Mengenfehlern den größten Beitrag leisten, welche zu Frequenzen empirisch vorgebbarer Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine gehören.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass arithmetische Verhältnisse (140) der wenigstens zwei Mengenersatzsignale (100, 115) ausgewertet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Zylinder der Brennkraftmaschine zwei Testeinspritzungen sequenziell durchgeführt werden, und zwar eine erste Testeinspritzung mit einer empirisch vorgebbaren ersten Ansteuerdauer, bei der eine erste nominale Einspritzmenge (105) zu erwarten ist, und eine zweite Testeinspritzung mit einer empirisch vorgebbaren zweiten Ansteuerdauer, bei der eine gegenüber der ersten nominalen Einspritzmenge (105) um eine Differenzmenge angehobene zweite nominale Einspritzmenge (120) zu erwarten ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Injektor-Mengenfehler δV auf der Grundlage der Gleichung δV = [R·(V0 + ΔV) – V0]/(1 – R) bestimmt wird, wobei R das arithmetische Verhältnis der wenigstens zwei Mengenersatzsignale, V0 die nominale Einspritzmenge (105) und ΔV die genannte Differenzmenge bedeuten.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Testeinspritzungen parallel an wenigstens zwei Zylindern (400) durchgeführt werden (210, 240).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Testeinspritzungen (210, 240) an zwei Zylindern (400) durchgeführt werden, bei denen jeweilige Einzelsignale der durch die zwei Testeinspritzungen verursachten Schwingungsamplituden (100, 115) jeweils um 180° gegeneinander phasenverschoben sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Zylinder (400) eine erste Testeinspritzung (210) mit einer nominalen Einspritzmenge und an dem zweiten Zylinder (400) eine erste Testeinspritzung (215) mit einer von der genannten nominalen Einspritzmenge abweichenden Differenzmenge durchgeführt werden, dass an dem ersten Zylinder eine zweite Testeinspritzung (240) mit derselben nominalen Einspritzmenge und an dem zweiten Zylinder (400) eine zweite Testeinspritzung mit einer Einspritzmenge durchgeführt wird (245), welche gegenüber der genannten nominalen Einspritzmenge um dieselbe Differenzmenge wie bei der ersten Testeinspritzung abweicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem zweiten Zylinder (400) durchgeführte zweite Testeinspritzung mit einer Einspritzmenge durchgeführt wird (245), welche gegenüber der genannten nominalen Einspritzmenge um dieselbe Differenzmenge wie bei der ersten Testeinspritzung abgesenkt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung von Injektor-Mengenfehlern (250, 255) der beiden Zylinder (400) aus den Messergebnissen der beiden Testeinspritzungen (215, 240) diejenigen Schwingungsamplituden ausgewertet werden, welche jeweils proportional zu den beiden genannten Differenzmengen sind, wobei aus den sich ergebenden Schwingungsamplituden zwei arithmetische Verhältnisse gebildet werden.
  12. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.
  13. Maschinenlesbarer Datenträger, auf welchem ein Computerprogramm gemäß Anspruch 12 gespeichert ist.
  14. Elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zu steuern.
DE102015212209.3A 2015-06-30 2015-06-30 Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine Withdrawn DE102015212209A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015212209.3A DE102015212209A1 (de) 2015-06-30 2015-06-30 Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015212209.3A DE102015212209A1 (de) 2015-06-30 2015-06-30 Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015212209A1 true DE102015212209A1 (de) 2017-01-05

Family

ID=57582809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015212209.3A Withdrawn DE102015212209A1 (de) 2015-06-30 2015-06-30 Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015212209A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002482A1 (de) 2008-06-17 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102014202121A1 (de) 2014-02-06 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmengen bei einer Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002482A1 (de) 2008-06-17 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102014202121A1 (de) 2014-02-06 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmengen bei einer Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19844994A1 (de) Verfahren zur Diagnose einer stetigen Lambdasonde
DE102013201734A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Lambdasondenanordnung im Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE102008001569A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde
EP0929794B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur korrektur von toleranzen eines geberrades
DE102008040626A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmasse einer Einzeleinspritzung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102014215618A1 (de) Bestimmen einer Einspritzmenge von Kraftstoff durch Frequenzanalyse eines Speicherdruckverlaufs
EP2094960A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der betriebsweise einer brennkraftmaschine
DE4302779A1 (de) Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von Abgaskatalysatoren
DE102015214780A1 (de) Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102011086150A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102005059908A1 (de) Verfahren zur Dosierung von Kraftstoff in Brennräume eines Verbrennungsmotors
DE102019100577B3 (de) Verfahren zur Überwachung von Sensorsignalen und quantitative Ermittlung des stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses des gefahrenen Kraftstoffs mittels Injektortest und Katalysatordiagnose in einem Fahrzeug
DE102008052245A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer kurbelwellentorsionsoptimalen Betriebsweise einer Brennkraftmaschine
DE102008006327A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102019213092A1 (de) Verfahren zur Diagnostik von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine
EP2699783B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung eines kraftstoffzumesssystems eines kraftfahrzeugs
DE102014202121A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Kraftstoffmengen bei einer Direkteinspritzung eines Kraftfahrzeugs
AT506339B1 (de) Verfahren zur dynamischen totzeitkompensation der abgaskonzentration
EP2019195B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge
DE102016214286A1 (de) Verfahren zur Nullmengenkalibrierung von mittels Injektoren zugemessenem Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine
DE102015212209A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen von Injektor-Mengenfehlern eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine
DE102011004562B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102012200032A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dynamik-Diagnose von Sensoren
WO2009043737A1 (de) Verfahren zur ermittlung der dynamischen eigenschaften eines abgassensors einer brennkraftmaschine
DE102011005289B3 (de) Verfahren zur Auswertung eines Messsignals

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee