DE102016119043B4 - Lernverfahren zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors und Verfahren zur Regelung von Einspritzmengen eines Kraftstoffinjektors an einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Lernverfahren zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors (22) und zur Anpassung von Steuerparametern für den Kraftstoffinjektor (22), wobei der Injektor (22) zur Ausführung von Injektionen mit Hochdruck-Kraftstoff aus einem Kraftstoffversorgungssystem (10) gespeist und aktuiert wird und wobei eine Mehrzahl (i, n) von Injektionen bei im Wesentlichen gleichen Prozessbedingungen ausgeführt wird, und wobei zu den ausgeführten Injektionen jeweils einzeln oder gruppenweise tatsächliche Einspritzmengenwerte (Qi) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter, die die Durchführung des Lernverfahrens bestimmen, in Abhängigkeit von einer ermittelten Injektor-Präzision (D(Q)) für die in dem Lernverfahren ermittelten Einspritzmengenwerte (Qi) und/oder in Abhängigkeit von einem Erfassungs-Fehler (F(B), F(C)) für die zugrunde liegenden Druckmesswerte (Pj) festgelegt werden, und wobei in einem Lerndurchgang eine Mehrzahl (n) von Injektionen zur Erzeugung einer Soll-Einspritzmenge (Q*) ausgeführt wird, und wobei die Anzahl (Smin) der in dem Lerndurchgang erforderlichen Injektionen auf Basis der Injektor-Präzision (D(Q)) und/oder des Erfassungs-Fehlers (F(B), (F(C)) festgelegt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Lernverfahren zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors, insbesondere zur Bestimmung der tatsächlichen Einspritzmenge eines Kraftstoffinjektors auf Basis einer bestimmten Aktuierung. Betroffen ist insbesondere ein Lernverfahren, bei dem eine Mehrzahl von Injektionen bei übereinstimmenden Prozessbedingungen, insbesondere bei übereinstimmender Soll-Einspritzmenge, ausgeführt wird, wobei zu den Injektionen jeweils einzeln oder gruppenweise eine tatsächliche Einspritzmenge auf Basis von Messungen eines Kraftstoffdrucks bestimmt wird. Das Einspritzverhalten wird unter Bildung eines gemittelten Einspritzmengenwertes aus der Mehrzahl an Injektionen als Repräsentativwert für die tatsächliche Einspritzmenge bestimmt.
• Aus der Schrift DE 60 2004 003 390 T2 ist ein Verfahren zur Echtzeitbestimmung einer Kraftstoffeinspritzströmungscharakteristik bekannt. Die Schrift DE 10 2012 111 161 A1 offenbart einen Pumpen-Controller.
• Bisher bekannte Lernverfahren zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors sehen eine statische Anzahl von in einem Lerndurchgang erforderlichen Injektionen vor, aus denen das Einspritzverhalten zu bestimmen ist. Diese Verfahren sind nicht effizient durchführbar und können zu falschen Ergebnisses führen. Ferner können bisher bekannte Lernverfahren zu falschen Ergebnissen führen, wenn entweder zu starke Abweichungen zwischen den tatsächlichen Injektionsmengen innerhalb eines Lernzyklus bestehen oder wenn tatsächliche Injektionsmengen auf Basis von Messdaten über den Kraftstoffdruck berechnet werden, die beispielsweise aufgrund von Messrauschen eine schlechte Datenbasis bilden. Dieselben Probleme liegen bei bisher bekannten Verfahren zur Regelung der Einspritzmenge eines Kraftstoffinjektors vor.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Lernverfahren zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors sowie ein verbessertes Verfahren zur Regelung von Einspritzmengen eines Kraftstoffinjektors an einem Verbrennungsmotor aufzuzeigen.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale in den eigenständigen Ansprüchen.
• In der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe „Präzision“, „Richtigkeit“, „Genauigkeit“ und „Erfassungs-Fehler“ unterschieden.
• Nachfolgend wird der Begriff „Präzision“ (Englisch: Precision) gemäß einer mathematischen / statistischen Bedeutung verwendet. Er bezeichnet einen berechenbaren Zahlenwert für das Maß der Übereinstimmung zwischen unabhängigen Messwerten für ein wiederkehrendes Ereignis, d.h. vorliegend das Maß der Übereinstimmung zwischen den ermittelten Einspritzmengenwerten in der Mehrzahl an Injektionen. Liegen die ermittelten Einspritzmengenwerte für die Mehrzahl an Injektionen bei im Wesentlichen übereinstimmender Aktuierung nahe beieinander, so liegt eine gute Präzision vor (geringer Zahlenwert der Präzision). Mit anderen Worten bedeutet eine gute Injektor-Präzision eine geringe Abweichung innerhalb der ermittelten Einspritzmengenwerte für eine Mehrzahl von bei Injektionen, die bei übereinstimmenden Prozessbedingungen ausgeführt werden.
• Ferner werden die Begriffe „Richtigkeit“ (Englisch: Accuracy of the mean) und „Genauigkeit“ (Englisch: Accuracy) gemäß der mathematischen / statistischen Bedeutung verwendet.
• Ein gemittelter Messwert aus unablässig wiederholten Messungen derselben Messgröße unter vorgegebenen Bedingungen strebt mit steigender Anzahl der Messungen gegen den Erwartungswert, der bei rein zufälligen und normal verteilten Messabweichungen (Rauschen) mit dem wahren Wert der Messgröße oder dem Mittelwert der wahren Werte der Messgröße (= wahrer Mittelwert) übereinstimmen sollte. Da der wahre Wert der Messgröße und der wahre Mittelwert der Messgröße nicht bekannt sind, wird der gemittelte Messwert als Repräsentativwert für den wahren Mittelwert herangezogen. Der gemittelte Messwert ist also die beste Annahme für den wahren Mittelwert (=wahrscheinlichster Wert).
• Die „Richtigkeit“ ist ein Maß für die Übereinstimmung zwischen dem gemittelten Messwert und einem zugehörigen anerkannten Referenzwert, hier beispielsweise der Soll-Einspritzmenge. Eine gute Richtigkeit liegt für den Betrieb eines Injektors vor, wenn der gemittelte Einspritzmengenwert von der Soll-Einspritzmenge nicht oder nur um ein zulässiges Maß abweicht (geringer Zahlenwert der Richtigkeit).
• Die „Genauigkeit“ ist ein Maß für die Übereinstimmung eines (einzelnen) Messergebnisses mit dem wahren Wert der Messgröße oder mit dem Referenzwert. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegt eine gute Genauigkeit für den Betrieb eines Injektors vor, wenn sowohl eine gute Injektor-Präzision als auch eine gute Richtigkeit vorliegen.
• Unter einem Erfassungs-Fehler wird das Maß der Übereinstimmung mehrerer Messwerte, die bei der Erfassung desselben wahren Werts ermittelt werden, mit dem gemittelten Wert derselben Messwerte verstanden. Hier wird mit dem Erfassungs-Fehler konkret das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte vor einer Injektion bzw. einer Gruppe von Injektionen und/oder das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte nach der Injektion bzw. der Gruppe von Injektionen verstanden, auf deren Basis ein Einspritzmengenwert für diese Injektion oder Injektionen berechnet wird.
• Wenn die Übereinstimmung der Druckmesswerte jeweils vor oder nach einer Injektion oder jeweils vor oder nach einer Gruppe von Injektionen hoch ist, d.h. wenn eine geringe Streuung innerhalb dieser Druckmesswerte vorliegt, dann liegt ein geringer Zahlenwert des Erfassungs-Fehlers vor. In einem solchen Fall kann dem Wert der Einspritzmenge, der auf Basis dieser Druckmesswerte ermittelt ist, ein höheres Maß an Vertrauen geschenkt werden. Liegt hingegen eine geringe Übereinstimmung der Druckmesswerte vor (große Streuung), dann wird ein höherer Zahlenwert des Erfassungs-Fehlers ermittelt und einem auf Basis dieser Druckmesswerte ermittelten Wert der Einspritzmenge sollte weniger Vertrauen geschenkt werden.
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden Verfahren zur Bestimmung einer Injektor-Präzision und/oder eines Erfassungs-Fehlers bei der Ermittlung von tatsächlichen Einspritzmengen mindestens eines Injektors vorgeschlagen. Der Injektor wird zur Ausführung von Injektionen mit Hochdruck-Kraftstoff aus einem Kraftstoffversorgungssystem gespeist und aktuiert. Bevorzugt wird eine Mehrzahl von Injektionen bei im Wesentlichen gleichen Prozessbedingungen ausgeführt, damit aus den Einspritzwerten, die für jede Injektion separat oder in Gruppen ermittelt werden, ein gemittelter Einspritzmengenwert gebildet werden kann.
• Jeweils vor und nach einer einzelnen Injektion oder jeweils vor und nach einer Gruppe von Injektionen werden Druckwerte eines Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffversorgungssystem ermittelt.
• Zur Bestimmung der Injektor-Präzision wird das Maß der Übereinstimmung zwischen den ermittelten Einspritzmengenwerten ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird zur Bestimmung eines Erfassungs-Fehlers (für die zu Grunde liegende Messung) das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte vor einer Injektion und/oder das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte nach einer Injektion bzw. vor und/oder nach einer Gruppe von Injektionen ermittelt.
• Wie oben bereits ausgeführt worden ist, kann der Zahlenwert des Erfassung-Fehlers genutzt werden, um das Maß des Vertrauens festzulegen, das einem Einspritzmengenwert zugemessen wird, der auf Basis dieser Druckmesswerte berechnet ist. Die Bestimmung des Vertrauensmaßes kann für verschiedene Anwendungen genutzt werden. In einem weiter unten beschriebenen Lernverfahren kann in Abhängigkeit von dem Erfassungs-Fehler bestimmt werden, ob ein ermittelter Einspritzmengenwert zur Verwendung in einem Lernverfahren zugelassen wird. Dies entspricht einer ja/nein-Entscheidung. Alternativ oder zusätzlich kann dem ermittelten Einspritzmengenwert in Abhängigkeit von dem Erfassungs-Fehler der zu Grunde liegenden Druckmesswerte ein Gewichtungsfaktor zugewiesen werden, der das Maß des Vertrauens für die Verwendung dieses Einspritzmengenwertes als quantitative Größe angibt.
• Ein Einspritzmengenwert, der bei einem besonders niedrigen Zahlenwert eines Erfassungs-Fehlers ermittelt worden ist, kann in einem Lernverfahren ein deutlich höheres Gewicht erhalten, als ein anderer Einspritzmengenwert, der bei einem hohen Zahlenwert des Erfassungs-Fehlers ermittelt worden ist. Auf Basis eines Erfassungs-Fehlers kann also das Vertrauensmaß als digitale Größe (ja/nein) sowie als proportionale Größe oder als betragsmäßig angepasste Größe (Prozentsatz / Gewichtungsfaktor) festgelegt werden.
• Der Erfassungs-Fehler kann darüber hinaus außerhalb eines Lernverfahrens genutzt werden. Insbesondere kann in einem Verfahren zur Regelung von Einspritzmengen in einem geschlossenen Regelkreis ein Erfassungs-Fehler bestimmt werden, auf dessen Basis entschieden wird, ob oder in welchem Umfang eine kompensierende Veränderung einer nachfolgenden Injektion erfolgen soll.
• Auf Basis der Injektor-Präzision kann die Qualität des Kraftstoffinjektors und insbesondere dessen Eignung zur Erzeugung von Kraftstoffeinspritzungen mit einer bestimmten vorgegebenen Richtigkeit und/oder Genauigkeit bewertet werden.
• Mit anderen Worten stellen die Ermittlung des Erfassungs-Fehlers und die Ermittlung der Injektor-Präzision gemeinsam ein Bewertungssystem bereit, auf dessen Basis Parameter für die Durchführung eines Lernverfahrens sowie Parameter für die Durchführung einer Einspritzmengenregelung verändert werden können, um eine genauere und/oder schnellere Ausführung dieser Verfahren zu erreichen. Ferner kann auf Basis dieser Parameter ein unzulässiger Erfassungs-Fehler oder eine unzulässige Injektor-Präzision erkannt werden.
• Durch das Bewertungssystem können Störeinflüsse auf der Mikroebene (für eine einzelne Injektion und/oder für eine einzelne Gruppe von Injektionen) sowie auf der Makro-Ebene (innerhalb einer Mehrzahl von Einzelinjektionen und/oder innerhalb einer Mehrzahl von Gruppen von Injektionen) jeweils einzeln oder gemeinsam hinsichtlich der Vertrauenswürdigkeit der gemessenen oder berechneten Werte klassifiziert werden. Es kann also vermieden werden, dass wenig oder nicht vertrauenswürdige Messwerte oder daraus berechnete Werte in anschließende Adaptionsprozesse eingebunden werden, sodass eine Fehlerverkettung vermieden wird.
• Im Gegensatz zu bisher bekannten Bewertungssystemen, die in der Regel nur Einzelwerte oder Mittelwerte berücksichtigen, wird durch die Ermittlung eines Erfassungs-Fehlers und/oder einer Injektor-Präzision eine deutlich feine Charakterisierung von Einspritzprozessen ermöglicht, die eine bessere Form der Fehlerdetektion und insbesondere eine bessere Möglichkeit der Fehlerkompensation durch momentane oder dauerhafte Änderungen an Steuerparametern für einen Kraftstoffinjektor ermöglichen.
• Die Bestimmung der Injektor-Präzision und/oder des Erfassungs-Fehlers führt damit zu einer genaueren Steuerbarkeit des Verbrennungsprozesses im Motor und erleichtert damit die Einhaltung von strengen Emissionsgrenzen.
• Ein besonderer Vorteil des vorgenannten Bewertungssystems besteht darin, dass die Erfolgsaussichten für die Durchführung eines Lernverfahrens und/oder eine kompensierende Adaption einer Einspritzmenge für eine Folge-Injektion bestimmt werden können sowie dass die Parameter für die Durchführung eines Lernverfahrens oder einer Einspritzmengenregelung mit höherer Exaktheit und Sicherheit festgelegt werden können. Fehlerhafte Kompensationen auf Basis nicht vertrauenswürdiger Messungen können somit vermindert oder ausgeschlossen werden.
• Die vorgenannten Durchführungsparameter können in beliebiger Form vorliegen. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung umfassen die Durchführungsparameter für ein Lernverfahren die Anzahl der in dem Lerndurchgang erforderlichen Injektionen. Diese Anzahl wird bevorzugt auf Basis der Injektor-Präzision und/oder des Erfassungs-Fehlers festgelegt. Wenn eine schlechte Injektor-Präzision vorliegt (hoher Zahlenwert), sollte die Anzahl der erforderlichen Injektionen in dem Lerndurchgang erhöht werden. Hierdurch werden mehr Einzelwerte für die tatsächliche Einspritzmenge gewonnen, aus denen der gemittelte Messwert gebildet wird, auf dessen Basis eine Adaption der Steuerparameter des Injektors erfolgt. Es wird somit die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der gemittelte Messwert dem Mittelwert der wahren Einspritzmengen entspricht.
• Wenn in einem Lerndurchgang für eine Mehrzahl von Injektionen ein ungünstiger Erfassungs-Fehler (hoher Zahlenwert) vorliegt, sollte ebenfalls die Anzahl der in dem Lerndurchgang erforderlichen Injektionen erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich sollten solche Einspritzmengenwerte, die auf Basis von Druckmesswerten ermittelt sind, bei denen ein besonders ungünstiger oder unzulässiger Erfassungs-Fehler vorliegt, nicht für die Verwendung in dem Lerndurchgang zugelassen werden.
• Ein Durchführungsparameter für eine Einspritzmengenregelung kann in einem Korrekturfaktor bestehen, der auf Basis eines Erfassungs-Fehlers der zu Grunde liegenden Druckmesswerte bestimmt wird. In einem Verfahren zur Einspritzmengenregelung werden eine erste Injektion und mindestens eine nachfolgende Injektion bei Soll-Einspritzmengen ausgeführt und es wird jeweils eine tatsächliche Einspritzmenge für die erste Injektion und die mindestens eine folgende Injektion ermittelt. Wenn eine zu geringe oder zu hohe tatsächliche Einspritzmenge für die erste Injektion erfasst wird, wird eine Soll-Einspritzmenge für mindestens eine Folge-Injektion kompensatorisch angepasst, damit bspw. die Gesamtmenge an Kraftstoff, die in einem bestimmten Zeitintervall innerhalb einer oder mehrerer Brennkammern des Verbrennungsmotors verbrannt wird, der Einspritzmenge an Kraftstoff angenähert wird, die für die Bereitstellung eines bestimmten Drehmoments oder für die Einhaltung von Emissionsgrenzwerten optimal ist.
• Wenn eine tatsächliche Einspritzmenge für eine erste Injektion bei einem ungünstigen Erfassungs-Fehler bestimmt ist und diese Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge erheblich abweicht, kann der Umfang der kompensatorischen Änderung der Soll-Einspritzmenge für eine nachfolgende Injektion herabgesetzt werden. Insbesondere kann erfasst werden, dass etwaig ein nicht vertrauenswürdiger Wert für die tatsächliche Einspritzmenge vorliegt (der also vermutlich falsch ist). Durch eine Reduzierung des Umfangs der Adaption einer nachfolgenden Soll-Einspritzmenge wird die Gefahr einer Fehlerverkettung im Sinne einer Über- oder Fehlkompensation verringert.
• Es kann eine digitale Reduzierung des Adaptionsumfangs (ja/nein-Entscheidung, d.h. Adaption wird durchgeführt oder nicht) oder eine proportionale oder betragsmäßig angepasste Reduzierung des Adaptionsumfangs erfolgen.
• Die vorgenannten Entscheidungen über eine Veränderung der Durchführungsparameter für ein Lernverfahren und/oder ein Verfahren zur Einspritzmengenregelung können auf beliebige Weise unter Verwendung der jeweiligen Zahlenwerte für die Injektor-Präzision und/oder den Erfassungs-Fehler getroffen werden. Besonders bevorzugt können ein oder mehrere Grenzwerte definiert sein, mit denen die ermittelte Injektor-Präzision und/oder der ermittelte Erfassungs-Fehler verglichen werden. Für ein Unter- bzw. Überschreiten der jeweiligen Grenzwerte können Handlungsregeln vorgegeben sein, um in quantitativ angepasster Weise die Durchführungsparameter zu ändern, also beispielsweise die Anzahl der erforderlichen Injektionen in einem Lerndurchgang zu verändern und/oder das Maß der Zulassung zur Verwendung in dem jeweiligen Lerndurchgang oder Regelungsdurchgang festzulegen.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
• Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Es zeigen:
• 1: Eine schematische Darstellung des Kraftstoff-Versorgungssystems für einen Verbrennungsmotor;
• 2 und 3: Beispielhafte Darstellungen zur Erläuterung der Berechnung einer Injektor-Präzision in zwei Vergleichsfällen;
• 4 und 5: Beispielhafte Darstellungen zur Erläuterung der Berechnung eines Erfassungs-Fehlers in zwei Vergleichsfällen;
• 6: Darstellungen zur Erläuterung der Bestimmung einer Erfassungs-Genauigkeit;
• 7: Eine Darstellung zur Erläuterung einer kompensierenden Veränderung von Steuerparametern für einen KraftstoffInjektor auf Basis des Ergebnisses in einem Lerndurchgang.
• Die Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung können durch eine beliebige Datenverarbeitungseinrichtung und auf Basis von Druckmessungen in einem Kraftstoff-Versorgungssystem (10) durchgeführt werden. Ein solches Kraftstoff-Versorgungssystem (10) ist in 1 beispielhaft dargestellt. Es umfasst einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren (22), die dazu ausgebildet sind Hochdruck-Kraftstoff in die Brennkammer (32) eines Verbrennungsmotors (12) einzuspritzen. Die ein oder mehreren Injektoren (22) werden mit Hochdruck-Kraftstoff gespeist, der in einem Hochdruckabschnitt (HP) des Kraftstoff-Versorgungssystems (10) bereitgestellt und gespeichert ist.
• Eine Hochdruck-Pumpe (18) verfügt über eine Druckkammer (24), in der Kraftstoff in einer Kompressionsphase eingeschlossen und durch ein Kompressionsmittel (25) auf ein Hochdruck-Niveau (beispielsweise 1000 bar bis 3000 bar oder höher) komprimiert wird. Das Kompressionsmittel (25) wird bevorzugt durch einen Pumpentrieb (27) in eine Hin- und Herbewegung versetzt. Über ein Auslass-Ventil (26) wird der Hochdruck-Kraftstoff in Richtung zu einem Kraftstoffspeicher (20) ausgespeist. Der Hochdruck-Kraftstoff wird in dem Kraftstoffspeicher (20) akkumuliert und über eine oder mehrere HochdruckLeitungen zu den ein oder mehreren Injektoren (22) geführt.
• Die Hochdruck-Pumpe (18) weist bevorzugt ein steuerbares Ausspeiseverhalten auf. Die Steuerung des Ausspeiseverhaltens erfolgt insbesondere durch angepasste Betätigung eines Steuerventils (28). Über das Ausspeiseverhalten der Hochdruck-Pumpe (18) kann ein Basisdruck in dem Kraftstoff-Speicher (20) bzw. in dem Hochdruck-Abschnitt (HP) des Kraftstoff-Versorgungssystems (10) gesteuert oder auf einen SollDruck geregelt werden.
• In dem Niederdruck-Abschnitt (LP) des Kraftstoff-Versorgungssystems (10) gemäß 1 sind beispielhaft ein Kraftstoff-Tank (14) und eine Niederdruck-Pumpe (16) dargestellt. Die Niederdruckpumpe fördert den Kraftstoff aus dem Tank (14) zur Hochdruck-Pumpe (18).
• Der Verbrennungsmotor (12) weist bevorzugt einen Pleueltrieb mit einer Nockenwelle (34) auf, die bevorzugt mit dem Pumpentrieb (27) gekoppelt ist, sodass Pumpvorgänge in zeitlicher Synchronisierung mit dem Hebe- und Senkverhalten der Zylinder erfolgen können.
• In dem vorliegenden Beispiel ist eine elektronische Steuereinheit (30) dazu ausgebildet, mindestens ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Die elektronische Steuereinheit (30) ist bevorzugt mit dem mindestens einen Injektor (22) sowie einem Drucksensor (36) verbunden. Die elektronische Steuereinheit (30) aktuiert einen bzw. bevorzugt jeden Injektor (22) gemäß vorgegebenen Steuerparametern zur Erzeugung einer Soll-Einspritzmenge. Die Steuerparameter sind beispielsweise in einem Kennfeld oder einer Tabelle gespeichert. Sie können insbesondere für jeden Injektor (22) separat gespeichert sein und durch die Durchführung eines Lernverfahrens adaptiert werden, damit eine bei den jeweiligen Steuerparametern ausgeführte Injektion bei jedem Injektor (22) eine tatsächliche Einspritzmenge erzeugt, die mit der Soll-Einspritzmenge möglichst genau übereinstimmt.
• Die Druckmessung kann an einer oder mehreren beliebigen Stellen innerhalb des Hochdruck-Abschnitts (HP) des Kraftstoff-Versorgungssystems (10) stattfinden. In dem Beispiel von 1 ist ein Drucksensor (36) an oder in dem Kraftstoffspeicher (20) angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Drucksensoren an den ein oder mehreren Injektoren (22), dort insbesondere am jeweiligen Injektor-Eingang, und/oder an der Hochdruckpumpe (18), dort insbesondere am Pumpenausgang, angeordnet sein. Für die Durchführung der hier offenbarten Verfahren können die Druckmesswerte eines einzelnen Drucksensors (36) oder mehrerer Drucksensoren ausgewertet werden. Darüber hinaus können ein oder mehrere Temperatursensoren vorhanden sein, welche dieselbe Anordnung haben können, die für die Drucksensoren genannt ist. Insbesondere können kombinierte Druck- und Temperatursensoren vorgesehen sein.
• Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 die Ermittlung einer Injektor-Präzision erläutert.
• 2 und 3 zeigen jeweils im oberen Bereich mit Bezug auf die linke Achse bei mehreren Kraftstoffinjektionen erzeugte tatsächliche Einspritzmengen (Qi). Bevorzugt werden die Kraftstoffinjektionen eines einzelnen Injektors (22) ausgewertet. Die untere Achse in 2 und 3 kennzeichnet die Anzahl (n) der ausgeführten Injektionen bei übereinstimmenden Prozessbedingungen.
• In dem Beispiel von 2 und 3 liegen jeweils 300 Injektionen (i = 1 bis 300) vor. Für die Ausführung eines Lernverfahrens ist es aber nicht erstrebenswert, jeweils eine statische Anzahl von Injektionen auszuführen. Vielmehr ist es vorteilhaft, bei Vorliegen einer guten Injektor-Präzision (geringer Zahlenwert) einen relativ kurzen Lerndurchgang auszuführen und bei einer ungünstigen Injektor-Präzision jeweils einen längeren Lerndurchgang auszuführen.
• Im unteren Bereich von 2 und 3 ist jeweils mit Bezug auf die rechte Achse ein gemittelter erwarteter Fehler (E(Ai)) dargestellt. Der mittlere erwartete Fehler kann insbesondere durch ein Streuungsmaß ermittelt werden.
• Im vorliegenden Beispiel sind die tatsächlichen Einspritzmengen (Qi) gemäß einer Normalverteilung um einen Mittelwert (Ai) verteilt. In einem solchen Fall (oder wenn die Art der Verteilung nicht bekannt ist), kann der gemittelte Wert der Einspritzmengenwerte (Ai) als arithmetischer Mittelwert aller (zugelassenen) tatsächlichen Einspritzmengen (Qi) berechnet werden, die bis zum jeweiligen Indexwert (I = 1 bis n) ermittelt worden sind: $$Ai=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}Qi}$$

  

  Der gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)) ist mit der Standardabweichung gemäß der folgenden Formel berechnet: $$E\left(Ai\right)=\sqrt{\frac{1}{n-1}\cdot {\displaystyle \sum _1^n{\left(Qi-Ai\right)}^2}}$$

  
• Der gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)) - insbesondere berechnet durch die Standardabweichung über die zu Grunde liegenden Einspritzmengenwerte (Qi) - ist eine erste Möglichkeit, um das Maß der Übereinstimmung zwischen den ermittelten Eispritzmengen (Qi) zu berechnen.
• Alternativ können der gemittelte Wert der Einspritzmengenwerte (Ai) und der gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)) gemäß anderer Formeln berechnet sein, insbesondere wenn die Einzelwerte der Einspritzmengen (Qi) nicht normal verteilt sind, sondern beispielsweise einseitig schief. Besonders bevorzugt wird ein Verteilungstest ausgeführt, bspw. ein t-Test, und in Abhängigkeit von der festgestellten Art der Verteilung der Einspritzmengenwerte (Qi) wird festgelegt, gemäß welcher Formel der gemittelte Wert (Ai) und der gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)) zu berechnen sind.
• Bei einer schiefen Verteilung kann beispielsweise der Median (Zentralwert) als der gemittelte Wert der Einspritzmengenwerte (Ai) definiert sein. Ferner können für Einzelwerte, die oberhalb des Medians liegen, und Einzelwerte, die unterhalb des Medians liegen, separate gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)) berechnet werden.
• Aus einem Vergleich der 2 und 3 ist ersichtlich, dass das Maß der Übereinstimmung der ermittelten Einspritzmengen (Qi) in dem Beispiel von 2 deutlich enger und damit besser ist als in dem Beispiel von 3. Mit anderen Worten liegt bei einer geringen Streuung der Einspritzmengenwerte (Qi) um einen gemittelten Wert (Ai) eine enge und damit gute Übereinstimmung vor, und umgekehrt. Der Zahlenwert einer Injektor-Präzision (D(Q)) kann nach einer beliebigen Formel ermittelt werden. Bevorzugt wird hierfür ein Streuungsmaß unter den Einspritzmengenwerten (Qi) berechnet, insbesondere die Varianz- oder die Standardabweichung.
• Das Maß der Übereinstimmung kann besonders bevorzugt als Breite eines Bandes (D(Q)) definiert sein (Fehlerband), innerhalb dessen sich ein bestimmter Anteil der ermittelten tatsächlichen Injektionsmengen (Qi) befindet.
• In dem Beispiel von 2 und 3 sind beispielhaft die obere und die untere Grenze des (Fehler-) Bandes (D(Q)) gemäß der nachfolgenden Formel festgelegt: $$\begin{array}{l}\text{Obere Grenze von D}\left(\text{Q}\right)=\text{Ai}+\text{s}*\text{E}\left(\text{Ai}\right)\\ \end{array}$$

  

  $$\text{Untere Grenze von D}\left(\text{Q}\right)=\text{Ai}-\text{s}*\text{E}\left(\text{Ai}\right)$$

  
• Der Korrekturfaktor (s) liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 und 4. Wenn eine Normalverteilung anzunehmen ist, können insbesondere Werte von (2) zwischen 2 und 3 angenommen werden. Bei s=1 wird angenommen, dass etwa 68% der ermittelten Einspritzmengenwerte (Qi) innerhalb des Bandes liegen. Bei s=2 sind es ca. 95% und bei s=3 etwa 99,7 % der ermittelten Einspritzmengenwerte.
• Nachfolgend wird vereinfachend davon ausgegangen, dass das Band (D(Q)) mit Korrekturfaktor s=2 den Zahlenwert der Injektor-Präzision festlegt, sodass ca. 95% der jeweils ermittelten Einspritzmengenwerte (Qi) berücksichtigt sind. Dieser Definition und auch den vorgenannten Definitionen für das Maß der Übereinstimmung ist gemein, dass bei enger Streuung ein niedriger Zahlenwert für die Injektor-Präzision vorliegt, während bei breiter Streuung ein höherer Zahlenwert vorliegt.
• Wenn wie in 2 ein gutes Übereinstimmungsmaß vorliegt, ist der gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)) niedrig und die Breite des Bandes (D(Q)) ist gering, d.h. es liegt ein geringer Zahlenwert für die Injektor-Präzision (D(Q)) vor. In 3 liegt hingegen ein ungünstiges Maß der Übereinstimmung vor, d.h. es liegen eine breite Streuung vor, damit ein deutlich höherer gemittelter erwarteter Fehler (E(Ai)) und somit ein breites Band (D(Q)). Somit liegt ein hoher Zahlenwert für die Injektor-Präzision vor.
• Im oberen Bereich von 2 und 3 ist der gemittelte Wert (Ai) der Einspritzmengenwerte bis zum jeweiligen Index (i) innerhalb der Anzahl (n) der ausgeführten Injektionen als gestrichelte Linie dargestellt. Aus dem Vergleich der 2 und 3 ist ersichtlich, dass bei einem ungünstigen Übereinstimmungsmaß (3) dieser gemittelte Wert (Ai) der Einspritzmengenwerte erst bei einem hohen Index (hierbei beispielsweise i > 130) einen im Wesentlichen konstanten Wert annimmt. Wenn hingegen ein gutes Übereinstimmungsmaß (2) vorliegt, nährt sich der gemittelte Wert (Ai) der Einspritzmengenwerte schon bei einer verhältnismäßig geringen Anzahl (i > 45 bis 65) einem im Wesentlichen konstanten Wert an.
• Je ungünstiger das Übereinstimmungsmaß ist, desto höher sollte die Mindestanzahl (Smin) der in einem Lerndurchgang erforderlichen Injektionen gewählt werden, damit der gemittelte Wert (Ai) der Einspritzmengen einen möglichst vertrauenswürdigen Repräsentativwert für den wahren Mittelwert der Einspritzmengen darstellt.
• Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist es unerheblich, ob die in einem Lerndurchgang zu berücksichtigenden Injektionen direkt nacheinander oder in zeitlich getrennten Zeitfenstern ausgeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante können für die meisten oder für alle Injektionen, die durch die Kraftstoff-Injektoren ausgeführt werden, jeweils die Prozessbedingungen (Ausgangs-Druck, Kraftstoff-Temperatur, Motor-Temperatur, Soll-Einspritzmenge etc.) und die zugehörige tatsächliche Einspritzmenge (Qi) erfasst und gespeichert werden. Es kann mit anderen Worten eine Datenbank geführt werden, in der die jeweiligen Prozessbedingungen und die ermittelte tatsächliche Einspritzmenge (Qi) als Werte-Tupel abgelegt werden. Innerhalb der gespeicherten Werte können dann zu einem beliebigen Zeitpunkt gemäß den Prozessbedingungen übereinstimmende Injektionen zu einer Gruppe zusammengefasst werden. Sobald die Anzahl der gespeicherten Werte in einer solchen Gruppe ausreichend ist, kann ein Lerndurchgang durchgeführt werden, um die Steuerparameter für einen Injektor (22) zu adaptieren. Anschließend kann für diese Prozessbedingungen eine neue Gruppe von gespeicherten Werten begonnen werden.
• Alternativ oder zusätzlich können in einem Lerndurchgang ein oder mehrere Injektionen unter Vorgabe von Prozessbedingungen, insbesondere unter Vorgabe einer Soll-Einspritzmenge, in einem gesonderten Testzyklus ausgeführt werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn auch in großen Zeitintervallen der Gesamt-Betriebsdauer des Motors für bestimmte Prozessbedingungen keine ausreichende Anzahl an Injektionen auftritt, d.h. wenn ein Lerndurchgang zielgerichtet vervollständigt werden soll.
• Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 ein Verfahren zur Bestimmung eines Erfassungs-Fehlers (F(B), F(C)) erläutert.
• 4 und 5 zeigen eine Mehrzahl von Druckmesswerten (Pj) in einem Zeitintervall vor, während und nach einer Injektion oder einer Gruppe von Injektionen. Diese Zeitintervalle sind in 4 und 5 durch vertikale Strich-Punktlinien voneinander abgegrenzt. Auf der unteren Achse ist ein Index (j) für die Druckmesspunkte (Pj) aufgetragen. In dem dargestellten Beispiel ist der Zeitraum vor einer Injektion bei j = 1 bis 60. Der Zeitraum während einer Injektion oder Gruppe von Injektionen ist bei j = 61 bis 120. Der Zeitraum nach einer Injektion ist bei j = 121 bis 180.
• Ein wahrer gemittelter Verlauf des Drucks (P) im Hochdruck-Abschnitt des Kraftstoff-Versorgungssystems ist in 4 und 5 mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Dieser wahre gemittelte Verlauf ist in einem realen System nicht bekannt. Die Druckmesswerte (Pj) können wegen diverser Fehlereinflüsse um diesen wahren gemittelten Verlauf streuen. Je breiter die Streuung der Messwerte (Pj) ist, desto schwieriger ist es, einen verwertbaren Druck vor und/oder nach einer Injektion oder Gruppe von Injektionen als Basis für die Ermittlung der tatsächlichen Einspritzmenge (Qi) zu bestimmen.
• Ferner kann das Kraftstoff-Versorgungssystem (10) eine sog. statische Leckage aufweisen, d.h. einen Verlustaustritt von Kraftstoff, der unabhängig von der Aktuierung eines Injektors (22) auftritt und zu einer Verringerung des Kraftstoffdrucks (P) führt. In 4 ist beispielhaft ein Druckverlust (Pst) von ca. 20 bar gezeigt, der während des betrachteten Zeitraums (j = 0 bis 180) infolge statischer Leckage auftritt. Eine statische Leckagerate (rst) gibt in 4 einen Druckverlust pro Zeiteinheit bzw. pro Messintervall an, hier bspw. 2 bar pro 18 Messpunkte.
• Die Druckmesswerte (Pj) folgen wegen der statischen Leckage einem Trend mit der Steigung (rst). Dieser Trend kann die Berechnung eines gemittelten Wertes (Bj, Cj) der Druckmesswerte sowie die Berechnung eines Streuungsmaßes beeinträchtigen.
• Es sind Verfahren bekannt, mit denen eine statische Leckage und insbesondere eine statische Leckagerate (rst) erfasst werden können. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass ein Druckverlust infolge statischer Leckage bzw. eine statische Leckagerate (rst) bekannt sind.
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird vorgeschlagen, die ermittelten Druckmesswerte (Pj) von einem Druckverlust (Pst) infolge statischer Leckage bzw. von einer statischen Leckagerate (rst) zu bereinigen. Dies kann gemäß einer einfachen Ausführungsvariante dadurch geschehen, dass innerhalb eines betrachteten Zeitintervalls, hier insbesondere jeweils vor und nach einer Injektion, von jedem Druckmesswert (Pj) der Wert des Druckverlusts subtrahiert wird, der bis zu diesem Messwert zu erwarten ist.
• In dem Beispiel von 5 wurde eine solche Bereinigung der Druckmesswerte (Pj) durch Eliminierung der statischen Leckagerate (rst) ausgeführt. Es zeigt sich, dass hier die Druckmesswerte (Pj) jeweils in einem Intervall vor und nach einer Injektion oder Gruppe von Injektionen einem horizontalen Trend folgen.
• Ein Vergleich der 4 und 5 macht weiterhin deutlich, dass in 4 die Druckmesswerte (Pj) relativ schmal um ihren Mittelwert (Bj) streuen, sodass ein gutes Maß der Übereinstimmung der Druckmesswerte (Pj) vorliegt, während in 5 die Druckmesswerte (Pj) relativ breit streuen, sodass ein schlechteres Maß der Übereinstimmung vorliegt.
• Das Maß der Übereinstimmung der Druckmesswerte (Pj) kann durch beliebige Formeln oder Rechenanweisungen erfasst werden. Bevorzugt wird ein Streuungsmaß berechnet, insbesondere die Standardabweichung oder Varianz unter den jeweiligen Druckmesswerten (Pj). Auch hier kann die jeweils zu Grunde zu legende Berechnungsformel in Abhängigkeit von einer Verteilungsart der Messwerte festgelegt werden.
• Gemäß einer ersten Ausführungsvariante wird als gemittelter Wert (Bj, Cj) der Druckmesswerte (Pj) der arithmetische Mittelwert aus den Druckmesswerten (Pj) jeweils vor und nach einer Injektion oder Gruppe von Injektionen berechnet, d.h. im vorliegenden Beispiel als: $$Bj=\frac{1}{k}{\displaystyle \sum _{j=1}^{60}Pj}$$

  

  $$Cj=\frac{1}{k}{\displaystyle \sum _{j=121}^{180}Pj}$$

  

  bzw. mit Bereinigung um die statische Leckage als: $$Bj=\frac{1}{k}{\displaystyle \sum _{j=1}^{60}\left(Pj-\left(j-1\right)\ast rst\right)}$$

  

  $$Cj=\frac{1}{k}{\displaystyle \sum _{j=121}^{180}\left(Pj-\left(j-121\right)\ast rst\right)}$$

  

  Ferner wird das Maß der Übereinstimmung der Druckmesswerte durch den gemittelten erwarteten Fehler (E(Bj), E(Cj)) innerhalb der Druckmesswerte (Pj) jeweils vor und nach einer Injektion oder Gruppe von Injektionen definiert. Dieser erwartete Fehler (E(Bj), E(Cj)) kann mit der Standardabweichung (mittlerer Fehler der Messwerte (Pj) gegenüber dem Mittelwert (Bj, Cj)) jeweils vor oder nach einer Injektion oder Gruppe von Injektionen berechnet werden als: $$E\left(Bj\right)=\sqrt{\frac{1}{60-1}{\displaystyle \sum _{j=1}^{60}{\left(Pj-Bj\right)}^2}}$$

  

  $$E\left(Cj\right)=\sqrt{\frac{1}{180-121}{\displaystyle \sum _{j=121}^{180}{\left(Pj-Cj\right)}^2}}$$

  

  Der Erfassungs-Fehler (F(B), F(C)) kann gemäß einer ersten Ausführungsvariante mit dem Maß der Übereinstimmung innerhalb der Druckmesswerte gleichgesetzt werden.
• Bevorzugt wird der Erfassungs-Fehler (F(B), (F(C)) als (Fehler-)Band um den Mittelwert (Bj) der jeweiligen Druckmesswerte festgelegt, wobei die obere und untere Grenze des Bandes in Abhängigkeit von dem erwarteten Fehler (E(Bj), E(Cj)) festlegbar sind, insbesondere gemäß der nachfolgenden Formel: $$\text{Obere Grenze von F}\left(\text{B}\right)=\text{Bj}+\text{r}*\text{E}\left(\text{Bj}\right)$$

  

  $$\text{Untere Grenze von F}\left(\text{B}\right)=\text{Bj}-\text{r}*\text{E}\left(\text{Bj}\right)$$

  

  $$\text{Obere Grenze von F}\left(\text{C}\right)=\text{Cj}+\text{r}*\text{E}\left(\text{Cj}\right)$$

  

  $$\text{Untere Grenze von F}\left(\text{C}\right)=\text{Cj}-\text{r}*\text{E}\left(\text{Cj}\right)$$

  
• Der Korrekturfaktor (r) kann in Analogie zu den obigen Ausführungen in einem Bereich zwischen 1 und 5 liegen. Bei Normalverteilung der Druckmesswerte kann der Korrekturfaktor (r) bevorzugt zwischen 2 und 3 gewählt sein.
• Es ist weiterhin möglich, den gemittelten Wert der Druckmesswerte (Bj, Cj) als den Median (Zentralwert) der zu Grunde liegenden Druckmesswerte (Pj) im jeweiligen Intervall zu definieren. Ferner können insbesondere bei schiefer Verteilung ein mittlerer Fehler oberhalb und unterhalb des Medians separat berechnet werden.
• Wie oben bereits ausgeführt wurde, können Durchführungsparameter eines Lernverfahrens sowie einer Eispritzmengenregelung auf Basis eines Erfassungs-Fehlers (F(B), F(C)) der zu Grunde liegenden Druckmesswerte (Pj) angepasst werden. Die Durchführungsparameter eines Lernverfahrens können weiterhin auf Basis der ermittelten Injektor-Präzision (D(Q)) angepasst werden.
• Der Erfassungs-Fehler (F(B), (F(C)) wird gemäß der vorliegenden Erläuterung auf einer Mikro-Ebene erfasst, d.h. es werden viele Druckmesswerte (Pj) ausgewertet, auf deren Basis eine einzige Einspritzmenge (Qi) berechnet wird. Die Injektor-Präzision wird auf einer Makro-Ebene erfasst, d.h. es werden viele Einspritzmengenwerte (Qi) ausgewertet, auf deren Basis ein gemittelter Wert (Ai) berechnet und zur Anpassung der Steuerparameter für den jeweiligen Injektor (22) genutzt wird.
• Bisher wurden die Bestimmung der Injektor-Präzision (D(Q)) und die Bestimmung des Erfassungs-Fehlers (F(B), F(C)) als separate Vorgänge erläutert.
• Alternativ kann in einem Lernverfahren eine gemeinsame Berücksichtigung der Einspritzmengenwerte (Qi) sowie der jeweils zugehörigen Erfassungs-Fehler (F(B), (F(C)) erfolgen, um die Durchführungsparameter des Lernverfahrens anzupassen.
• Gemäß einer ersten Variante wird einem ermittelten Einspritzmengenwert (Qi) jeweils eine Erfassungs-Genauigkeit (Gi) zugewiesen, die insbesondere auf Basis des Erfassungs-Fehlers (F(B)) vor und/oder des Erfassungs-Fehlers (F(C)) nach der jeweiligen Injektion oder Gruppe von Injektionen festgelegt ist. Darüber hinaus kann eine bekannte und beispielsweise vom aktuellen Druckniveau abhängige Messtoleranz des Drucksensors in den Wert der Erfassungs-Genauigkeit (Gi) einfließen. Ferner kann ein bekannter Analog-zu-Digital Umwandlungsfehler für das Druckmesssignal, der ebenfalls vom Druckniveau abhängen kann, in den Wert der Erfassungs-Genauigkeit (Gi) einfließen.
• Die Vereinigung der vorgenannten Fehler-Größen in der Erfassungs-Genauigkeit (Gi) kann insbesondere gemäß den Gesetzen der Fehlerrechnung erfolgen, je nachdem ob es sich um unabhängige oder verkettete Fehler handelt.
• 6 zeigt beispielhaft erfasste Druckverläufe (P) bei zwei Injektionen (i=1, i=2) an einem Injektor (22). Bei der ersten Injektion (i=1) wurden relativ große Erfassungs-Fehler (F(B), F(C)) in den Druckmesswerten jeweils vor und nach der Injektion ermittelt. Die tatsächliche Einspritzmenge (Qi) wird auf Basis der jeweiligen gemittelten Werte (B, C) der Druckmesswerte vor und nach der ersten Injektion berechnet, bspw. auf Basis der Druckdifferenz (dP) und einem momentanen Wert des Elastizitätsmoduls. Alternativ kann eine andere Berechnungsart für die Ermittlung der Einspritzmenge (Qi) genutzt sein.
• Die Erfassungs-Genauigkeit (G1) für die erste Injektion (i=1) wird bspw. als Mittelwert zwischen dem Wert des Erfassungs-Fehlers (F(B)) vor der Injektion und dem Wert des Erfassungs-Fehlers (F(C)) nach der Injektion definiert. Alternativ kann das Maximum oder ein gewichteter Mittelwert aus den beiden Erfassungs-Fehlern (F(B), F(C)) genutzt werden.
• Die für die erste Injektion (i=1) berechnete Erfassungs-Genauigkeit (G1) wird zusammen mit der ermittelten Einspritzmenge (Q1) gespeichert.
• Bei der zweiten Injektion (i=2) wird analog vorgegangen. Aus den gemittelten Werten (B, C) der Druckmesswerte (P) wird die tatsächliche Einspritzmenge (Q2) erfasst. Aus den Erfassungs-Fehlern (F(B), F(C)) vor und nach der zweiten Injektion wird die Erfassungs-Genauigkeit (G2) berechnet.
• Ein derartiges Verfahren kann bevorzugt für alle Injektionen, insbesondere für alle Injektionen (i= 1 bis n) in einem Lerndurchgang durchgeführt werden, sodass für jede ermittelte tatsächliche Einspritzmenge (Qi) eine zugehörige Erfassungs-Genauigkeit (Gi) bekannt ist.
• 7 zeigt gespeicherte Einspritzmengenwerte (Qi) zu Beginn eines Lerndurchgangs mit jeweils zugeordneten Erfassungs-Genauigkeiten (Gi). Die Injektionen mit den Indexwerten i= 1, 2 und 5 bis 10 weisen eine recht ähnliche Streuung gegenüber dem Mittelwert (A) auf. Die vierte Injektion (Q4) liegt deutlich weiter von dem Mittelwert (A) entfernt und hat einen deutlich größeren Zahlenwert der Erfassungs-Genauigkeit (G4). Für die vierte Injektion (i=4) kann also angenommen werden, dass der berechnete Wert der tatsächlichen Einspritzmenge (Q4) mit einiger Wahrscheinlichkeit auf einer ungenauen und damit fehlerhaften Druckmessung basiert. Auf Basis des für die vierte Injektion zugrunde liegenden Erfassungs-Fehlers (F(B), F(B)) und insbesondere auf Basis der zugewiesenen Erfassungs-Genauigkeit (G4) kann entschieden werden, ob und/oder mit welcher Gewichtung der vierte Einspritzmengenwert (Q4) für die Berechnung der Injektor-Präzision (D(Q)) und/oder für die Anpassung der Steuerparameter für den Injektor (22) in dem Lernverfahren verwendet wird.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante werden ein oder mehrere Zulässigkeits-Grenzwerte für den Erfassungs-Fehler und/oder die Erfassungs-Genauigkeit definiert. Der Erfassungsfehler (F(B), F(C)) und/oder die Erfassungs-Genauigkeit (Gi) einer Injektion oder Gruppe von Injektionen können mit diesen Zulässigkeits-Grenzwerten verglichen werden. In Abhängigkeit von dem Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte können dann gemäß vorgegebenen Regeln:
• • Gewichtungsparameter für die Verwendung des jeweiligen Einspritzmengenwerts (Qi) bei der Berechnung der Injektor-Präzision (D(Q)) festgelegt werden; und/oder
• • Gewichtungsparameter für die Verwendung des jeweiligen Einspritzmengenwerts (Qi) bei der Anpassung von Steuerparametern für den jeweiligen Injektor (22) festgelegt werden; und/oder
• • die Anzahl der in dem Lerndurchgang mindestens erforderlichen Injektionen (Smin) festgelegt werden.
• Für die Festlegung der in dem Lerndurchgang mindestens erforderlichen Injektionen (Smin) können alternativ oder zusätzlich weitere Parameter herangezogen werden.
• Bevorzugt wird in einem Lernverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung also auf Basis der in einem Lerndurchgang bereits vorliegenden Druckmesswerte (Pj) und/oder Einspritzmengenwerte (Qi) und der vorgenannten Ermittlung einer Injektor-Präzision und/oder eines Erfassungs-Fehlers für diese vorliegenden Werte bestimmt, welche Anzahl (Smin) an Injektionen erforderlich ist, um diesen Lerndurchgang etwaig mit Erfolg abzuschließen. Eine derartige Prüfung kann bspw. nach den ersten zehn oder zwanzig Injektionen ausgeführt werden. Wenn dabei die erforderliche Anzahl (Smin) erhöht wird, kann bei Erreichen dieser erhöhten erforderlichen Anzahl (Smin) oder bereits davor eine erneute Prüfung stattfinden. Der Lerndurchgang wird beendet, wenn festgestellt wird, dass die in dem Lerndurchgang erforderliche Anzahl (Smin) an Injektionen, die auf Basis aller (zugelassenen) Druckmesswerte (Pj) und Eispritzmengenwerte (Qi) berechnet ist, erreicht oder überschritten ist, oder wenn eine Abbruchbedingung eintritt.
• In dem Beispiel von 7 ist der gemittelte Wert (A) der Einspritzmengen (Q) aus den ersten zehn Injektionen nur auf Basis der Einspritzmengenwerte mit Indexwerten i = 1, 2, 3 und 5 bis 10 ermittelt. Die zur Verwendung zugelassenen Einspritzmengenwerte weisen eine relativ geringe Streuung auf und beruhen auf relativ niedrigen Erfassungs-Fehlern bzw. Erfassungs-Genauigkeiten (Gi). In diesem Fall wird festgestellt, dass die erforderliche Anzahl (hier bspw. Smin = 9) an Injektionen für diesen Lerndurchgang erreicht ist und es wird auf Basis der zugelassenen Werte eine Anpassung der Steuerparameter vorgenommen.
• Der gemittelte Wert (A) wird im vorliegenden Beispiel mit der Soll-Einspritzmenge (Q*) verglichen. Eine Anpassung der Steuerparameter erfolgt auf Basis der Richtigkeit (R) der Injektionsmengen, d.h. aus der Abweichung des gemittelten Werts (A) von der Soll-Einspritzmenge (Q*). Wenn nur eine geringe bzw. eine zulässige Abweichung des ermittelten Werts (A) von der Soll-Einspritzmenge (Q*) vorliegt, kann etwaig auf die Anpassung von Steuerparametern verzichtet werden. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass die Richtigkeit (R) geringer ist als der gemittelte erwartete Fehler (E(Ai)).
• Ferner kann die Injektor-Präzision (D(Q)) mit einer Soll-Präzision oder Mindest-Präzision (D*) verglichen werden. Wenn festgestellt wird, dass der ermittelte Wert der Injektor-Präzision (D(Q)) größer ist als die Soll-Präzision (D*) können verschiedene Handlungen oder Ereignisse ausgelöst werden. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt der aktuelle Lerndurchgang abgebrochen und etwaig eine erneute Durchführung des betroffenen Lerndurchgangs angewiesen werden, um zu überprüfen, ob es sich bei der unzulässigen Injektor-Präzision (D*) um ein zufälliges Ergebnis handelt. Alternativ oder zusätzlich kann festgestellt werden, dass bei der unzulässigen Injektor-Präzision eine erfolgreiche des Lerndurchgangs, d.h. eine die Regelungsprozesse an dem Verbrennungsmotor (12) verbessernde Anpassung der Steuerparameter für den Injektor (22) nicht durchgeführt werden kann. Wenn in einem solchen Fall auch eine unzulässige Richtigkeit (R) vorliegt, kann eine Revision des betroffenen Injektors (22) angewiesen werden, bspw. durch einen Vermerk in einem Fehlerspeicher oder eine Fehlermeldung an einen Fahrzeugführer über einen vermuteten Defekt. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann eine Betätigung des Injektors (22) beschränkt werden, um beispielsweise die Erzeugung unzulässig hoher Einspritzmengen und damit einhergehende Überschreitungen von Emissionsgrenzen oder Beschädigungen an Abgasnachbehandlungsvorrichtungen zu verhindern.
• Abwandlungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die zu den Ausführungsbeispielen beschriebenen, gezeigten, beanspruchten oder in sonstiger Weise offenbarten Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden.
• Der Verbrennungsmotor (12) ist bevorzugt ein Dieselmotor an einem Kraftfahrzeug. Das Verfahren zur Bestimmung eines Erfassungs-Fehlers wird bevorzugt in oder parallel zu einem Verfahren zur Einspritzmengenregelung und/oder in oder parallel zu einem Lernverfahren ausgeführt, dasselbe gilt für das Verfahren zur Bestimmung einer Injektor-Präzision.
• In einem Verfahren zur Regelung von Einspritzmengen eines Kraftstoffinjektors an einem Verbrennungsmotor können auch ein (gespeicherter Wert) einer Injektor-Präzision und/oder eine Erfassungs-Genauigkeit berücksichtigt werden, um die Durchführungsparameter der Einspritzmengenregelung festzulegen.
• Bezugszeichenliste

10

Kraftstoff- Fuel supply system Versorgungssystem

12

Verbrennungsmotor Internal combustion engine

14

Kraftstoff-Tank Fuel tank

16

Niederdruck-Pumpe Low pressure pump

18

Hochdruck-Pumpe High pressure pump

20

Akkumulator / Speicher / Accumulator / storage Common-Rail / common rail

22

Injektor Injector

24

Kompressionskammer Compression chamber

25

Kompressionsmittel / Compression means / Kolben piston

26

Auslass-Ventil Outlet-Valve

27

Antrieb / Nockentrieb Drive / Cam drive

28

Steuerventil / PSV - pre Control valve / PSV - stroke control valve pre stroke control valve

30

Elektronische Electronic Control Steuereinheit Unit (ECU)

32

Brennkammer Combustion chamber

34

Nockenwelle Cam shaft

36

Drucksensor Pressure sensor

i

Index - Zähler für Index - Counter for Injektionen in Sample / Injections in sample / Lerndurchgang learning cycle

j

Index - Zähler für Index - Counter for Druckmesspunkt pressure measurement point

n

Anzahl der Injektionen Number of injections

rst

Statische Leckagerate Static leakage rate

A

Gemittelter Averaged injection Einspritzmengenwert quantity value

Ai

Gemittelter Wert der Averaged value of Einspritzmengenwerte bis injection quantity zum Index i values until Index i

B

Gemittelter Druckwert VOR Averaged pressure Injektion value BEFORE injection

Bj

Gemittelter Wert der Averaged value of Druckwerte VOR Injektion pressure values BEFORE für Messpunkt j injection for measured point j

C

Gemittelter Druckwert NACH Averaged pressure Injektion value AFTER injection

Cj

Gemittelter Wert der Averaged value of Druckwerte NACH Injektion pressure values AFTER für Messpunkt j injection for measured point j

D(Q)

Injektor-Präzision / Injector precision / Reproduzierbarkeit einer Reproducibility of an Einspritzmenge injection quantity

D*

Soll-Präzision / Mindest- Target precision / Präzision minimum required precision

E(Ai)

Gemittelter erwarteter Averaged expected Fehler des gemittelten error of averaged Wertes Ai value Ai

E(Bj)

Gemittelter erwarteter Averaged expected of Fehler des gemittelten averaged value Bj Wertes Bj

E(Cj)

Gemittelter erwarteter Averaged expected of Fehler des gemittelten averaged value Cj Wertes Cj

F(B)

Erwarteter Erfassungs- Expected detection-Fehler VOR Injektion error BEFORE injection

F(C)

Erwarteter Erfassungs- Expected detection-Fehler NACH Injektion error AFTER injection

Gi

Erfassungs-Genauigkeit für Detection-Accuracy for Injektion i injection i

LP

Niederdruck-Abschnitt Low pressure section

HP

Hochdruck-Abschnitt High pressure section

P

Druck / Kraftstoff-Druck Pressure / Fuel pressure

Pj

Druckwert Pressure value

Pst

Druckabfall infolge Pressure drop statischer Leckage resulting from static leakage

Q

Kraftstoffmenge Injection quantity

Qi

Einspritzmengenwert für Injection quantity Injektion i value for injection i

Q*

Soll-Einspritzmenge Target injection quantity

R

Richtigkeit Accuracy of the mean

Smin

Erforderliche Anzahl an Required number of Injektionen für injections for Lerndurchgang learning cycle

Claims (14)

1. Lernverfahren zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors (22) und zur Anpassung von Steuerparametern für den Kraftstoffinjektor (22), wobei der Injektor (22) zur Ausführung von Injektionen mit Hochdruck-Kraftstoff aus einem Kraftstoffversorgungssystem (10) gespeist und aktuiert wird und wobei eine Mehrzahl (i, n) von Injektionen bei im Wesentlichen gleichen Prozessbedingungen ausgeführt wird, und wobei zu den ausgeführten Injektionen jeweils einzeln oder gruppenweise tatsächliche Einspritzmengenwerte (Qi) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter, die die Durchführung des Lernverfahrens bestimmen, in Abhängigkeit von einer ermittelten Injektor-Präzision (D(Q)) für die in dem Lernverfahren ermittelten Einspritzmengenwerte (Qi) und/oder in Abhängigkeit von einem Erfassungs-Fehler (F(B), F(C)) für die zugrunde liegenden Druckmesswerte (Pj) festgelegt werden, und wobei in einem Lerndurchgang eine Mehrzahl (n) von Injektionen zur Erzeugung einer Soll-Einspritzmenge (Q*) ausgeführt wird, und wobei die Anzahl (Smin) der in dem Lerndurchgang erforderlichen Injektionen auf Basis der Injektor-Präzision (D(Q)) und/oder des Erfassungs-Fehlers (F(B), (F(C)) festgelegt wird.
2. Lernverfahren nach Anspruch 1, wobei die tatsächlichen Einspritzmengenwerte (Qi) zu den ausgeführten Injektionen auf Basis von gemessenen Druckwerten (Pj) jeweils vor und nach einer einzelnen Injektion oder jeweils vor und nach einer Gruppe von Injektionen ermittelt werden.
3. Lernverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf Basis des jeweiligen Erfassungs-Fehlers (F(B), F(C)) festgelegt wird, ob ein ermittelter Einspritzmengenwert (Qi) zur Verwendung in dem Lerndurchgang zugelassen wird.
4. Lernverfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Einspritzverhalten unter Bildung eines gemittelten Einspritzmengenwertes (A) zwischen den Einspritzmengenwerten (Qi) der Injektionen bestimmt wird, die zur Verwendung in dem Lerndurchgang zugelassen sind.
5. Lernverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine kompensierende Veränderung der Steuerparameter für eine Aktuierung des Injektors (22) vorgenommen wird, wenn in einem Lerndurchgang mindestens die erforderliche Anzahl (Smin) an Injektionen ausgeführt worden ist und der gemittelte Einspritzmengenwert (A) um ein unzulässiges Maß von der Soll-Einspritzmenge (Q*) abweicht.
6. Lernverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erfasste Injektor-Präzision (D(Q)) mit einer Soll-Präzision (D*) verglichen wird und ein Fehlerzustand ausgelöst wird, wenn die Injektor-Präzision (D(Q)) um ein unzulässiges Maß von der Soll-Präzision (D*) abweicht, wobei insbesondere im Falle des Fehlerzustands ein Lerndurchgang abgebrochen und/oder eine Fehlermeldung über einen vermuteten Defekt am Injektor (22) erzeugt wird.
7. Lernverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Bestimmung eines Erfassungs-Fehlers (F(B), F(C)) das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte (Pj) vor einer Injektion und/oder das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte (Pj) nach einer Injektion bestimmt wird.
8. Lernverfahren nach Anspruch 7, wobei das Maß der Übereinstimmung von Druckmesswerten (Pj) oder der Erfassungs-Fehler (F(B), F(C)) anhand eines Streuungsmaßes berechnet wird, insbesondere anhand der Varianz oder Standardabweichung unter den jeweiligen Druckmesswerten (Pj).
9. Lernverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine statische Leckagerate (rst) (Druckverlust pro Zeiteinheit oder Kraftstoffmengenverlust pro Zeiteinheit) bestimmt wird und die jeweiligen Druckmesswerte (Pj) bei der Bestimmung des Erfassungs-Fehlers (F(B), F(C)) von einem Druckabfall (Pst) infolge der statischen Leckagerate (rst) bereinigt werden.
10. Lernverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zur Bestimmung einer Injektor-Präzision (D(Q)) das Maß der Übereinstimmung zwischen den ermittelten Einspritzmengenwerten (Qi) ermittelt wird.
11. Lernverfahren nach Anspruch 10, wobei das Maß der Übereinstimmung von ermittelten Einspritzmengenwerten (Qi) oder die Injektor-Präzision (D(Q)) anhand eines Streuungsmaßes berechnet wird, insbesondere anhand der Varianz oder Standardabweichung unter den Einspritzmengenwerten (Qi) .
12. Lernverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einem ermittelten Einspritzmengenwert (Qi) eine Erfassungs-Genauigkeit (Gi) zugewiesen wird, die insbesondere berechnet wird auf Basis - eines Erfassungs-Fehlers (F(B)) vor und eines Erfassung-Fehlers (F(C)) nach der jeweiligen einzelnen Injektion oder Gruppe von Injektionen, und/oder - einer bekannten Mess-Toleranz des Drucksensors (36), und/oder - einem Analog-zu-Digital Umwandlungsfehler für das Druckmesssignal.
13. Lernverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Injektor-Präzision (D(Q)) zusätzlich auf Basis der jeweiligen Erfassungs-Fehler (F(B), F(C)) der zugrundeliegenden Druckmesswerte (Pj) berechnet wird, insbesondere auf Basis der Erfassungs-Genauigkeit (Gi).
14. Verfahren zur Regelung von Einspritzmengen eines Kraftstoffinjektors (22) an einem Verbrennungsmotor (12), umfassend die folgenden Schritte: - Ausführen einer ersten Injektion oder einer ersten Gruppe von Injektionen bei einer Soll-Einspritzmenge (Q*); - Erfassen der tatsächlichen Einspritzmenge (Q) für die erste Injektion oder die erste Gruppe von Injektionen; - Bestimmung eines Erfassungs-Fehlers (F(Bj), F(Cj)) für die tatsächliche Einspritzmenge (Q) als das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte (Pj) vor der ersten Injektion oder ersten Gruppe von Injektionen und/oder das Maß der Übereinstimmung mehrerer Druckmesswerte (Pj) nach der ersten Injektion oder ersten Gruppe von Injektionen; - Wenn die tatsächliche Einspritzmenge (Q) von der Soll-Einspritzmenge (Q*) um ein unzulässiges Maß abweicht, kompensierendes Adaptieren einer Soll-Einspritzmenge (Q*) für mindestens eine Folge-Injektion oder eine Folge-Gruppe von Injektionen, wobei der Umfang der kompensierenden Adaption in Abhängigkeit von dem Erfassungs-Fehler (F(Bj), F(Cj)) gewählt wird.

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