DE102016213383A1 - Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection - Google Patents

Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection Download PDF

Info

Publication number
DE102016213383A1
DE102016213383A1 DE102016213383.7A DE102016213383A DE102016213383A1 DE 102016213383 A1 DE102016213383 A1 DE 102016213383A1 DE 102016213383 A DE102016213383 A DE 102016213383A DE 102016213383 A1 DE102016213383 A1 DE 102016213383A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
injector
fuel
pressure
mass flow
injectors
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.)
Pending
Application number
DE102016213383.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Joerg NAFE
Tobias Rukwid
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 DE102016213383.7A priority Critical patent/DE102016213383A1/en
Priority to CN201780058164.1A priority patent/CN109715922B/en
Priority to PCT/EP2017/065158 priority patent/WO2018015091A1/en
Publication of DE102016213383A1 publication Critical patent/DE102016213383A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406Intake manifold pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406Intake manifold pressure
    • F02D2200/0408Estimation of intake manifold pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602Fuel pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

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

Verfahren (100) zur Bestimmung des Massenstroms Q an Kraftstoff (2) durch einen geöffneten Injektor (1, 1a–1f), umfassend die Bestimmung des Drucks p (110) und der Temperatur T (120) des Kraftstoffs (2) an mindestens einem Messort (31) in der Zuleitung (3, 3a–3f) zum Injektor (1a–1f) sowie die Auswertung (150) des Massenstroms Q als proportional zum Druck p und umgekehrt proportional zur Wurzel der Temperatur T, wobei der Druck p um den Druckabfall Δp, der beim Öffnen des Injektors in der Zuleitung (3, 3a–3f) zwischen dem Messort (31) und dem Injektor (1a–1f) entsteht, zum Druck p' korrigiert wird (140), wobei bei der Ermittlung (130) von Δp der Massenstrom Q, die Länge L, L1–L6, der Durchmesser D, DR, D1–D6, die Rohrreibungszahl λ, und/oder der Druckverlustbeiwert ζ, der Zuleitung (3, 3a–3f) zwischen dem Messort (31) und dem Injektor (1a–1f) berücksichtigt werden. Verfahren (200) zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff (2) in einem Motor (10) mit mehreren Injektoren (1a–1f) und einer Zuleitung (3, 3a–3f) zu den Injektoren (1a–1f), die eine gemeinsame Verteilerschiene (32) für den Kraftstoff (2) umfasst, wobei die Öffnungsdauer jedes Injektors (1a–1f) aus der Soll-Einspritzmasse M an Kraftstoff (2) und dem Massenstrom Q des Injektors (1a–1f) im geöffneten Zustand ermittelt wird (210), wobei für jeden der Injektoren (1a–1f) individuell der Massenstrom Q im geöffneten Zustand gemäß der Erfindung bestimmt wird (100). Steuergerät (300) und Computerprogrammprodukt.Method (100) for determining the mass flow Q of fuel (2) through an opened injector (1, 1a-1f), comprising determining the pressure p (110) and the temperature T (120) of the fuel (2) at at least one Measuring location (31) in the supply line (3, 3a-3f) to the injector (1a-1f) and the evaluation (150) of the mass flow Q as proportional to the pressure p and inversely proportional to the root of the temperature T, wherein the pressure p to the Pressure drop .DELTA.p, which arises when opening the injector in the supply line (3, 3a-3f) between the measuring point (31) and the injector (1a-1f) is corrected (140) to the pressure p ', wherein in the determination (130 ) of Δp the mass flow Q, the length L, L1-L6, the diameter D, DR, D1-D6, the pipe friction coefficient λ, and / or the pressure loss coefficient ζ, the supply line (3, 3a-3f) between the measuring point (31 ) and the injector (1a-1f). Method (200) for controlling the injection of fuel (2) in a motor (10) having a plurality of injectors (1a-1f) and a supply line (3, 3a-3f) to the injectors (1a-1f) having a common rail (32) for the fuel (2), wherein the opening duration of each injector (1a-1f) is determined from the desired injection mass M of fuel (2) and the mass flow Q of the injector (1a-1f) in the open state (210 ), wherein for each of the injectors (1a-1f), the mass flow Q in the open state according to the invention is determined individually (100). Controller (300) and computer program product.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Bestimmung eines Kraftstoffmassenstroms und zur Steuerung der Einspritzung in Einspritzanlagen für Fahrzeuge. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Steuergerät und Computerprogrammprodukt.The present invention relates to methods for determining a fuel mass flow and for controlling the injection in fuel injection systems for vehicles. The invention also relates to an associated control device and computer program product.

Stand der Technik State of the art

Einspritzsysteme für Verbrennungsmotoren haben im Allgemeinen einen oder mehrere Injektoren zur Kraftstoffzumessung. Die Effizienz der Verbrennung, und damit die Laufruhe sowie die Energie- und Umweltbilanz des Motors, hängen entscheidend davon ab, dass für jeden Arbeitszyklus eines Zylinders eine exakt definierte Kraftstoffmenge eingespritzt wird.Injection systems for internal combustion engines generally have one or more injectors for fuel metering. The efficiency of combustion, and thus the smoothness and the energy and environmental balance of the engine, depend crucially on the fact that for each working cycle of a cylinder a precisely defined amount of fuel is injected.

Die Injektoren werden typischerweise über eine gemeinsame Verteilerschiene (Rail) versorgt und von einem elektronischen Steuergerät mit geeigneter Software angesteuert. Dabei wird der Massenstrom Q an Kraftstoff pro Zeiteinheit im geöffneten Zustand des Injektors an Hand des Drucks p und der Temperatur T des Kraftstoffs bestimmt. Die einzuspritzende Masse M an Kraftstoff wird durch diesen Massenstrom Q dividiert. Hieraus ergibt sich die Zeitdauer, für die der Injektor zu öffnen ist, um die gewünschte Masse M einzuspritzen.The injectors are typically supplied via a common rail and actuated by an electronic control unit with suitable software. In this case, the mass flow Q of fuel per unit time in the opened state of the injector is determined on the basis of the pressure p and the temperature T of the fuel. The mass M to be injected is divided by this mass flow Q. This results in the period of time for which the injector is to be opened in order to inject the desired mass M.

Der Druck p und die Temperatur T des Kraftstoffs werden typischerweise an einem Messort in der Verteilerschiene gemessen, da es in der Regel nicht möglich ist, Druck- und Temperatursensoren direkt am Ein- und Ausgang der Injektoren zu platzieren. Die Genauigkeit der Zumessung wird also dadurch beeinflusst, dass Druck p und Temperatur T unmittelbar am Injektor sich von den in der Verteilerschiene gemessenen Werten unterscheiden.The pressure p and the temperature T of the fuel are typically measured at a measuring location in the busbar, since it is usually not possible to place pressure and temperature sensors directly at the inlet and outlet of the injectors. The accuracy of the metering is thus influenced by the fact that pressure p and temperature T directly at the injector differ from the values measured in the distributor rail.

Aus der DE 10 2005 036 192 A1 ist eine Korrektur für systematische Abweichungen des Drucks p bekannt. Die US 4 636 620 A offenbart, über den Temperaturkoeffizienten der Injektorspule deren tatsächliche Temperatur zu ermitteln und die Ansteuerung des Injektors entsprechend zu korrigieren. Die US 7,047,942 B2 verfolgt einen anderen Ansatz und offenbart, die Zuleitungen von der Verteilerschiene zu allen Injektoren gleich lang zu gestalten, um zumindest Abweichungen der von den einzelnen Injektoren eingespritzten Kraftstoffmassen untereinander zu minimieren.From the DE 10 2005 036 192 A1 a correction for systematic deviations of the pressure p is known. The US 4 636 620 A discloses using the temperature coefficient of the injector coil to determine the actual temperature and to correct the control of the injector accordingly. The US Pat. No. 7,047,942 B2 takes a different approach and discloses to make the supply lines from the busbar to all injectors of the same length to minimize at least deviations of the fuel masses injected by the individual injectors with each other.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Bestimmung des Massenstroms Q an, insbesondere gasförmigem, Kraftstoff durch einen geöffneten Injektor entwickelt. Gemäß diesem Verfahren werden der Druck p und die Temperatur T des Kraftstoffs an mindestens einem Messort in der Zuleitung zum Injektor bestimmt. Der Massenstrom Q wird als proportional zum Druck p und umgekehrt proportional zur Wurzel der Temperatur T ausgewertet.In the context of the invention, a method for determining the mass flow Q, in particular gaseous, fuel has been developed by an open injector. According to this method, the pressure p and the temperature T of the fuel are determined at at least one measuring location in the supply line to the injector. The mass flow Q is evaluated as proportional to the pressure p and inversely proportional to the root of the temperature T.

Erfindungsgemäß wird der Druck p um den Druckabfall Δp, der beim Öffnen des Injektors in der Zuleitung zwischen dem Messort und dem Injektor entsteht, zum Druck p' korrigiert. Dabei werden bei der Ermittlung von Δp der Massenstrom Q, die Länge L, der Durchmesser D, die Rohrreibungszahl λ, und/oder der Druckverlustbeiwert ζ, der Zuleitung zwischen dem Messort und dem Injektor berücksichtigt. Optional kann auch das Volumen der Verteilerschiene, die den Injektor versorgt, berücksichtigt werden.According to the invention, the pressure p is corrected by the pressure drop .DELTA.p, which arises when the injector opens in the supply line between the measuring location and the injector, to the pressure p '. In the determination of Δp, the mass flow Q, the length L, the diameter D, the pipe friction coefficient λ, and / or the pressure loss coefficient ζ, the supply line between the measuring location and the injector are taken into account. Optionally, the volume of the busbar that supplies the injector can also be taken into account.

Insbesondere kann die Kombination von Länge L und Durchmesser D der Zuleitung mit der Rohrreibungszahl λ, und/oder mit Druckverlustbeiwert ζ, berücksichtigt werden. Die letztendlichen Auswirkungen der Rohrreibungszahl λ und des Druckverlustbeiwerts ζ auf den Druckabfall Δp hängen von Länge L und Durchmesser D, sowie von eventuellen Rohrbögen und Abzweigungen, der Zuleitung ab.In particular, the combination of length L and diameter D of the supply line with the pipe friction coefficient λ, and / or with a pressure loss coefficient ζ, can be taken into account. The ultimate effects of the pipe friction coefficient λ and the pressure loss coefficient ζ on the pressure drop Δp depend on length L and diameter D, as well as on any pipe bends and branches, the supply line.

Es wurde zum Einen erkannt, dass speziell beim Einsatz gasförmiger Kraftstoffe die genannten Größen die Haupteinflussfaktoren sind, von denen der Druckabfall Δp abhängt. Flüssige Kraftstoffe haben üblicherweise eine höhere Dichte als gasförmige. Da der Druckverlust in Rohrleitungen proportional zum Massenstrom Q und den Stoffeigenschaften ist, zeigt sich bei gasförmigen Kraftstoffen ein höherer Druckverlust Δp.On the one hand, it was recognized that, especially with the use of gaseous fuels, the variables mentioned are the main influencing factors on which the pressure drop Δp depends. Liquid fuels usually have a higher density than gaseous. Since the pressure loss in pipelines is proportional to the mass flow Q and the material properties, gaseous fuels show a higher pressure drop Δp.

Es wurde zum Anderen erkannt, dass der Kraftstoffdruck speziell bei gasförmigen Kraftstoffen die dominierende Größe für die Ermittlung des Massenstroms ist. Wird der Injektor mit einem Druckverhältnis vor und nach dem Injektor betrieben, das über dem kritischen Druckverhältnis liegt, so bestimmen der Druck p und die Temperatur T des Kraftstoffs vor dem Injektor unabhängig vom Gegendruck nach dem Injektor den Massenstrom Q an Kraftstoff durch den geöffneten Injektor. Dabei geht der Druck p linear in den Massenstrom Q ein (Potenz 1), die Temperatur T jedoch nur mit dem Reziproken ihrer Wurzel (Potenz –0,5), also deutlich schwächer.On the other hand, it has been recognized that the fuel pressure, especially for gaseous fuels, is the dominant factor for determining the mass flow. If the injector is operated at a pressure ratio before and after the injector that is above the critical pressure ratio, the pressure p and the temperature T of the fuel upstream of the injector determine the pressure independent of the counterpressure after the injector Mass flow Q of fuel through the open injector. The pressure p is linear in the mass flow Q (power 1), the temperature T, however, only with the reciprocal of its root (power -0.5), so much weaker.

Da die mehreren Injektoren des Motors sich räumlich über ein Gebiet von nicht vernachlässigbarer Größe erstrecken, unterscheiden sich die Geometrien der Zuleitungen, die jeweils von dem Ort in der Verteilerschiene, an dem Druck p und Temperatur T gemessen werden, zu den einzelnen Injektoren führen. Dies führt dazu, dass der Kraftstoff auf den unterschiedlichen Wegen zu den einzelnen Injektoren unterschiedliche Reibung erfährt, so dass an den einzelnen Injektoren letztendlich unterschiedliche Drücke p anliegen. Dies wiederum führt dazu, dass bei gleicher Ansteuerdauer aller Injektoren die einzelnen Injektoren unterschiedliche Kraftstoffmassen einspritzen. Die diesbezügliche Korrektur durch Ermittlung des Druckabfalls Δp kann daher insbesondere die Laufruhe des Motors, die von einer korrekten Choreographie der Verbrennung zwischen den einzelnen Zylindern abhängt, deutlich verbessert werden. In der Folge werden auch der Kraftstoffverbrauch sowie die Emissionen des Motors verringert. Dies gilt insbesondere dann, wenn die von einem jeden Injektor eingespritzte Kraftstoffmenge genau einem von mehreren Zylindern zugeführt wird, beispielsweise durch eine Multipoint-Saugrohreinspritzung.Since the multiple injectors of the engine extend spatially over a region of non-negligible magnitude, the geometries of the leads, each of which is measured from the location in the bus bar at which pressure p and temperature T are measured, will be different to the individual injectors. As a result, the fuel experiences different friction on the different paths to the individual injectors, so that finally different pressures p are present at the individual injectors. This in turn means that with the same drive duration of all injectors, the individual injectors inject different fuel masses. The correction in this regard by determining the pressure drop .DELTA.p can therefore be significantly improved in particular the smooth running of the engine, which depends on a correct choreography of the combustion between the individual cylinders. As a result, fuel consumption and engine emissions are also reduced. This is especially true when the amount of fuel injected by each injector is accurately delivered to one of a plurality of cylinders, for example, through multipoint port injection.

Weiterhin werden mittelbar auch die Fertigungskosten des Motors vermindert. Abweichungen im Einspritzverhalten untereinander ergeben sich in einem realen Motor nicht nur aus dem beschriebenen injektorindividuellen Druckabfall Δp, sondern auch aus herstellungsbedingten Abweichungen der Injektoren voneinander. Ein Motor muss in der Regel ein vorgegebenes Pflichtenheft in Bezug auf Verbrauchs- und Umwelteigenschaften erfüllen. Kann das vorgegebene Pflichtenheft durch die Korrektur des injektorindividuellen Druckabfalls Δp übererfüllt werden, können auf der anderen Seite die Fertigungstoleranzen der Injektoren erheblich aufgeweitet und gleichzeitig das Pflichtenheft noch immer erfüllt werden. Einen Motor, der das Pflichtenheft erfüllt, bekommt man somit im Ergebnis zu geringen Fertigungskosten, da die Herstellungskosten für Injektoren mit strengeren Fertigungstoleranzen überproportional ansteigen.Furthermore, the production costs of the motor are also indirectly reduced. Deviations in the injection behavior among each other arise in a real engine not only from the described injector-specific pressure drop Δp, but also from production-related deviations of the injectors from one another. As a rule, an engine must fulfill a specified specification in terms of consumption and environmental properties. If the specified specification can be exceeded by the correction of the injector-specific pressure drop Δp, on the other hand, the manufacturing tolerances of the injectors can be significantly expanded and at the same time the specifications are still met. As a result, an engine which fulfills the specifications can be obtained at low production costs since the production costs for injectors with more stringent manufacturing tolerances increase disproportionately.

Prinzipiell könnte der Druckabfall Δp auch auf physikalischem Wege minimiert werden, z.B. durch so große Durchmesser der Zuleitung und der Verteilerschiene, dass die Druckunterschiede prozentual nicht im Endergebnis auffallen. Dies würde jedoch zusätzlichen Bauraum im Motor erfordern und zugleich die Fertigungskosten deutlich erhöhen.In principle, the pressure drop Δp could also be minimized physically, e.g. due to the large diameter of the supply line and the busbar, the pressure differences are not noticeable in the final result. However, this would require additional space in the engine and at the same time significantly increase the production costs.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Druck pS an mindestens einem Messort in einem Saugrohr, in das der Kraftstoff aus dem Injektor geleitet wird, bestimmt. Der Massenstrom Q wird zusätzlich als proportional zur aus dem Druck pS und dem Kraftstoffdruck p gebildeten Ausflussfunktion Ψ ausgewertet.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the pressure p S at at least one measuring location in a suction pipe, in which the fuel is passed from the injector determined. The mass flow Q is additionally evaluated as proportional to the outflow function Ψ formed from the pressure p S and the fuel pressure p.

Der Druck pS im Saugrohr ist der Gegendruck, gegen den der Kraftstoff durch den Injektor eingespritzt wird. Ist das Druckverhältnis am Injektor kleiner als das kritische Druckverhältnis (unterkritische Durchströmung), geht über die Ausflussfunktion Ψ der Saugrohrdruck als weiterer Einflussparameter auf den eingeblasenen Massenstrom Q ein. The pressure p S in the intake manifold is the back pressure against which the fuel is injected through the injector. If the pressure ratio at the injector is smaller than the critical pressure ratio (subcritical flow), the intake manifold pressure is applied to the injected mass flow Q as a further influencing parameter via the outflow function Ψ.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Druck pS um den Druckabfall ΔpS, der im Saugrohr zwischen dem Messort und dem Injektor entsteht, zum Druck pS' korrigiert. Bei der Ermittlung von ΔpS werden der durch das Saugrohr geförderte Luftmassenstrom QS sowie die Länge LS, der Durchmesser DS, die Rohrreibungszahl λS, und/oder der Druckverlustbeiwert ζS, des Saugrohrs zwischen dem Messort und dem Injektor berücksichtigt. Analog zur Korrektur von p zu p' kann insbesondere die Kombination der Länge LS und des Durchmessers DS mit der Rohrreibungszahl λS, und/oder mit dem Druckverlustbeiwert ζS, berücksichtigt werden.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the pressure p S is corrected by the pressure drop Δp S , which arises in the intake manifold between the measuring location and the injector, to the pressure p S '. When determining Δp S , the air mass flow Q S conveyed through the intake manifold and the length L S , the diameter D S , the pipe friction coefficient λ S , and / or the pressure loss coefficient ζ S , of the intake manifold between the measuring location and the injector are taken into account. Analogous to the correction of p to p ', in particular the combination of the length L S and the diameter D S with the pipe friction coefficient λ S , and / or with the pressure loss coefficient ζ S , can be taken into account.

Der Druck pS geht über die Ausflussfunktion Ψ näherungsweise mit linearer Potenz in den Massenstrom Q ein. Ein Abfall ΔpS dieses Drucks pS wirkt sich somit genauso stark auf die Genauigkeit des eingespritzten Massenstroms Q aus wie ein Abfall Δp des Drucks p.The pressure p S enters via the outflow function Ψ approximately with linear power in the mass flow Q a. A drop Δp S of this pressure p S thus has the same effect on the accuracy of the injected mass flow Q as a drop Δp of the pressure p.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperatur T des Kraftstoffs um den Temperaturunterschied ΔT, der zwischen dem Messort und dem Injektor entsteht, zur Temperatur T' korrigiert. Bei der Ermittlung von ΔT wird die Wärmeleitung an Befestigungsstellen der Zuleitung und/oder des Injektors, und/oder die Konvektion mit der Umgebungsluft, und/oder die Wärmeübertragung durch Strahlung z.B. von heißen Motorteilen, berücksichtigt.In a further advantageous embodiment of the invention, the temperature T of the fuel is corrected by the temperature difference .DELTA.T, which arises between the measuring location and the injector, to the temperature T '. In the determination of ΔT, the heat conduction at attachment points of the supply line and / or the injector, and / or the convection with the ambient air, and / or the heat transfer by radiation, e.g. of hot engine parts, considered.

Der Temperaturunterschied ΔT, der durch Konvektion mit der Umgebungsluft entsteht, ist typischerweise proportional zur Temperaturdifferenz zwischen der Zuleitung (bzw. dem Injektor) und der Umgebung, der für den Wärmeübergang relevanten Fläche und einem Wärmeübergangskoeffizienten. Der Temperaturunterschied ΔT, der durch Wärmeleitung entsteht, ist typischerweise proportional zum Temperaturunterschied, der von der Befestigungsstelle überbrückt wird, zur für den Wärmedurchgang relevanten Fläche und Länge, zum thermischen Kontaktwiderstand sowie zu einem Wärmedurchgangskoeffizienten. Der Temperaturunterschied ΔT, der durch Wärmestrahlung entsteht, ist in der vierten Potenz proportional zur Temperaturdifferenz zwischen den Flächen der Rohrleitungen und der Verteilerschienen einerseits und Flächen von heißen Motorteilen andererseits. The temperature difference .DELTA.T, which arises by convection with the ambient air, is typically proportional to the temperature difference between the supply line (or the injector) and the environment, the area relevant for the heat transfer and a heat transfer coefficient. The temperature difference .DELTA.T resulting from thermal conduction is typically proportional to the temperature difference bridged by the attachment site, the area and length relevant to heat transfer, the thermal contact resistance, and a heat transfer coefficient. The temperature difference .DELTA.T resulting from thermal radiation is in the fourth power proportional to the temperature difference between the surfaces of the piping and the distribution rails on the one hand and areas of hot engine parts on the other.

Insgesamt kann der Temperaturunterschied ΔT typischerweise bis zu 30 K betragen.Overall, the temperature difference .DELTA.T can typically be up to 30 K.

Der Messort, an dem die Temperatur des Kraftstoffs in der Zuleitung bzw. in der Verteilerschiene gemessen wird, muss nicht mit dem Messort identisch sein, an dem der Druck des Kraftstoffs gemessen wird. Die Temperatur wird idealerweise in der Mitte der Verteilerschiene gemessen.The measuring location at which the temperature of the fuel in the supply line or in the distributor rail is measured does not have to be identical to the measuring location at which the pressure of the fuel is measured. The temperature is ideally measured in the middle of the busbar.

Der Temperaturunterschied ΔT ließe sich prinzipiell auch auf physikalischem Wege einebnen, etwa durch thermische Isolierung der Verteilerschiene gegen die Umgebung und thermische Entkopplung von Befestigungsstellen zum Motor. Diese Maßnahmen sind jedoch, ähnlich wie die Maßnahmen zum Einebnen des Druckabfalls Δp, mit Kosten verbunden und beanspruchen zusätzlichen Bauraum.The temperature difference .DELTA.T could in principle be leveled by physical means, for example by thermal insulation of the busbar against the environment and thermal decoupling of attachment points to the engine. These measures, however, similar to the measures for leveling the pressure drop Δp, associated with costs and take up additional space.

Vorteilhaft wird bei der Ermittlung von Δp, und/oder bei der Ermittlung von ΔT, zusätzlich ein Näherungswert Q* für den Massenstrom Q berücksichtigt. Die Genauigkeit der Ermittlung von Δp kann hierdurch weiter gesteigert werden. Beispielsweise kann der Näherungswert Q* als proportional zum Druck p und umgekehrt proportional zur Wurzel der Temperatur T ohne Berücksichtigung von Δp ermittelt werden.In the determination of Δp, and / or in the determination of ΔT, an approximate value Q * for the mass flow Q is additionally taken into account. The accuracy of the determination of Δp can thereby be further increased. For example, the approximate value Q * may be determined to be proportional to the pressure p and inversely proportional to the root of the temperature T without regard to Δp.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Ermittlung von ΔpS zusätzlich ein Näherungswert QS* für den durch das Saugrohr geförderten Luftmassenstrom QS verwendet. Auf diese Weise wird die Ermittlung von ΔpS genauer.In a further advantageous embodiment of the invention, an approximate value Q S * is additionally used in the determination of Δp S for the air mass flow Q S conveyed through the intake manifold. In this way, the determination of Δp S becomes more accurate.

Nach dem zuvor Gesagten bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in einem Motor. Dabei umfasst der Motor einen oder mehrere Injektoren. Die Zuleitung zu den Injektoren umfasst eine gemeinsame Verteilerschiene für den Kraftstoff. Dabei wird die Zeitdauer, für die jeder Injektor geöffnet wird, aus der jeweils einzuspritzenden Masse M an Kraftstoff und dem Massenstrom Q des Injektors im geöffneten Zustand ermittelt.From the foregoing, the invention also relates to a method of controlling the injection of fuel in an engine. The engine comprises one or more injectors. The supply line to the injectors comprises a common rail for the fuel. In this case, the time duration for which each injector is opened is determined from the mass M to be injected in each case and the mass flow Q of the injector in the open state.

Erfindungsgemäß wird für jeden der Injektoren individuell der Massenstrom Q im geöffneten Zustand nach einem Verfahren gemäß der Erfindung bestimmt. Auf diese Weise wird die gemäß der Erfindung verbesserte Genauigkeit, mit der der Massenstrom Q des Kraftstoffs durch den geöffneten Injektor bestimmt werden kann, in eine genauere, injektorindividuelle Einhaltung der einzuspritzenden Masse M an Kraftstoff umgemünzt. Dadurch werden letztendlich die Laufruhe, sowie die Energie- und Umweltbilanz des Motors, verbessert.According to the invention, the mass flow Q in the open state is determined individually for each of the injectors according to a method according to the invention. In this way, the improved according to the invention accuracy with which the mass flow Q of the fuel can be determined by the open injector, converted into a more accurate, injector-specific compliance of the injected mass M of fuel. This will ultimately improve the smoothness, as well as the energy and environmental balance of the engine.

Die Verfahren gemäß der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht auf den Einbau zusätzlicher Sensoren oder anderer Komponenten im Einspritzsystem angewiesen sind. Vielmehr kann ein bestehendes Einspritzsystem durch eine Änderung derjenigen Funktionalität im Steuergerät des Einspritzsystems, die die Bestromungsdauer eines jeden Injektors festlegt, mit der Funktionalität und den Vorteilen gemäß der Erfindung versehen werden. Die Erfindung bezieht sich daher ausdrücklich auch auf ein Steuergerät für die Einspritzung von Kraftstoff in einen Motor. Dieses Steuergerät umfasst Mittel zur Zumessung der von mehreren Injektoren jeweils eingespritzten Masse M an Kraftstoff durch Beaufschlagung eines jeden Injektors mit einem Strom I nach einem Zeitprogramm I(t). Erfindungsgemäß ist das Steuergerät dazu ausgebildet, bei der Ermittlung des Zeitprogramms I(t) ein Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen.The methods according to the invention are characterized in that they are not dependent on the installation of additional sensors or other components in the injection system. Rather, an existing injection system can be provided with the functionality and the advantages according to the invention by a change of that functionality in the control unit of the injection system, which determines the energization duration of each injector. The invention therefore expressly also relates to a control unit for the injection of fuel into an engine. This control unit comprises means for metering the mass M of fuel injected by a plurality of injectors by charging each injector with a current I according to a time program I (t). According to the invention, the control device is designed to carry out a method according to the invention when determining the time program I (t).

Die Verfahren gemäß der Erfindung zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass die Integration der entsprechenden Funktionalität in das Steuergerät nicht auf eine hardwaremäßige Abänderung des Steuergeräts angewiesen ist. Vielmehr kann die Funktionalität gemäß der Erfindung durch eine reine Erweiterung der Software des Steuergeräts nachgerüstet werden. Eine entsprechende Software stellt daher ein eigenes verkaufbares Produkt dar. Somit bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer und/oder auf einem Steuergerät für die Einspritzung von Kraftstoff in einen Motor ausgeführt werden, den Computer und/oder das Steuergerät zu einem Steuergerät gemäß der Erfindung aufwerten, und/oder den Computer und/oder das Steuergerät dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen.The method according to the invention is further distinguished by the fact that the integration of the corresponding functionality into the control unit is not dependent on a hardware modification of the control unit. Rather, the functionality can be retrofitted according to the invention by a pure extension of the software of the controller. Such software therefore constitutes a salable product of its own. Thus, the invention also relates to a computer program product having machine-readable instructions which, when executed on a computer and / or on a controller for injecting fuel into an engine, the computer and / or the controller to a Upgrade control unit according to the invention, and / or cause the computer and / or the control unit to carry out a method according to the invention.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to figures.

Ausführungsbeispieleembodiments

Es zeigt: It shows:

1 Aufbau eines Motors mit zentraler Saugrohreinspritzung (1a) und mit Multipoint-Saugrohreinspritzung (1b); 1 Construction of an engine with central intake manifold injection ( 1a ) and with multipoint port injection ( 1b );

2 Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100 und des übergeordneten Verfahrens 200; 2 Embodiment of the method 100 and the parent procedure 200 ;

3 Druckabfall an einem einzelnen Injektor 1a1f während des Einspritzvorgangs; 3 Pressure drop on a single injector 1a - 1f during the injection process;

4 Kraftstoffeinspritzsystem 10a mit zusätzlicher Berücksichtigung zu- und abfließender Wärmeströme WK durch Konvektion, WS durch Wärmestrahlung und WL durch Wärmeleitung; 4 Fuel injection system 10a with additional consideration of incoming and outgoing heat flows W K by convection, W S by heat radiation and W L by heat conduction;

5 Druckunterschied zwischen verschiedenen Injektoren 1a1f an unterschiedlichen Einbaupositionen; 5 Pressure difference between different injectors 1a - 1f in different installation positions;

6 Abweichung der Temperatur an den Eingängen der Injektoren 1a1f von der am Messort 31 gemessenen Temperatur T für verschiedene Arbeitspunkte des Motors 10. 6 Deviation of the temperature at the inputs of the injectors 1a - 1f from the place of measurement 31 measured temperature T for different operating points of the engine 10 ,

Nach 1a umfasst der Motor 10 sechs Zylinder 12a12f, die über ein gemeinsames Saugrohr 4 mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt werden. Die Luftzufuhr zum Saugrohr 4 wird über eine Drosselklappe 42 gesteuert. Mit einem Sensor 41 innerhalb des Saugrohrs 4 wird der Druck pS gemessen.To 1a includes the engine 10 six cylinders 12a - 12f that have a common intake manifold 4 be supplied with a fuel-air mixture. The air supply to the intake manifold 4 is via a throttle 42 controlled. With a sensor 41 inside the suction pipe 4 the pressure p S is measured.

Eine zentrale Verteilerschiene (Kraftstoffrail) 32 bildet die Zuleitung 3 zu den sechs Injektoren 1a1f. Temperatur T und Druck p werden mit Sensoren 31 innerhalb des Kraftstoffrails 32 gemessen. Die Injektoren 1a1f werden über ein zentrales Steuergerät 300 und einen Steuerbus 301 durch Bestromung geöffnet. Der durch die sechs Injektoren 1a1f geförderte Kraftstoff wird in einem zentralen Sammler 11 gesammelt und im Saugrohr 4 mit Luft vermischt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird dann den Zylindern 12a12f zugeführt.A central distribution rail (fuel rail) 32 forms the supply line 3 to the six injectors 1a - 1f , Temperature T and pressure p are using sensors 31 within the fuel rail 32 measured. The injectors 1a - 1f be via a central control unit 300 and a tax bus 301 opened by energization. The one through the six injectors 1a - 1f subsidized fuel is in a central collector 11 collected and in the intake manifold 4 mixed with air. The fuel-air mixture is then added to the cylinders 12a - 12f fed.

Nach 1b sind die Injektoren 1a1f unmittelbar vor den Zylindern 12a12f angeordnet. Damit ist jeder der Injektoren 1a1f jeweils genau einem der Zylinder 12a12f zugeordnet. Im Unterschied zu 1a werden Unterschiede in den durch die einzelnen Injektoren 1a1f geförderten Massen M an Kraftstoff 2 nicht mehr im zentralen Sammler 11 und im Saugrohr 4 zumindest teilweise nivelliert. Stattdessen schlagen derartige Unterschiede unmittelbar auf das Mischungsverhältnis des Kraftstoffs 2 mit Luft durch, das den einzelnen Zylindern 12a12f zugeführt wird. Somit kommt es bei der Multipoint-Saugrohreinspritzung mehr als bei der zentralen Saugrohreinspritzung darauf an, dass die durch die einzelnen Injektoren 1a1f geförderten Massen M an Kraftstoff 2 untereinander stimmig sind.To 1b are the injectors 1a - 1f right in front of the cylinders 12a - 12f arranged. This is each of the injectors 1a - 1f exactly one of the cylinders 12a - 12f assigned. In contrast to 1a will be differences in through the individual injectors 1a - 1f conveyed masses M of fuel 2 no longer in the central collector 11 and in the intake manifold 4 at least partially leveled. Instead, such differences directly affect the mixing ratio of the fuel 2 with air passing through the individual cylinders 12a - 12f is supplied. Thus, in multi-port intake manifold injection, it is more important than the central injector injection that the individual injectors 1a - 1f conveyed masses M of fuel 2 are consistent with each other.

Die in den 1a und 1b gezeigte Anzahl der Zylinder 12a12f und Injektoren 1a1f ist lediglich beispielhaft. Das Verfahren funktioniert bereits mit nur einem Injektor 1a1f und nur einem Zylinder 12a12f. Auch ist das Verfahren nicht darauf angewiesen, dass die Anzahl der Zylinder 12a12f gleich der Anzahl der Injektoren 1a1f ist.The in the 1a and 1b shown number of cylinders 12a - 12f and injectors 1a - 1f is just an example. The procedure already works with only one injector 1a - 1f and only one cylinder 12a - 12f , Also, the method does not depend on the number of cylinders 12a - 12f equal to the number of injectors 1a - 1f is.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens 200 zur Steuerung der Einspritzung des Kraftstoffs 2. Im übergeordneten Schritt 210 wird aus der einzuspritzenden Masse M an Kraftstoff 2 und dem Massenstrom Q durch den jeweiligen Injektor 1a1f im geöffneten Zustand das Zeitprogramm I(t) der Bestromung für diesen Injektor 1a1f ermittelt. Der Massenstrom Q wird jeweils mit dem Verfahren 100 gemäß der Erfindung ermittelt. 2 shows an embodiment of the method 200 for controlling the injection of the fuel 2 , In the parent step 210 is from the injected mass M of fuel 2 and the mass flow Q through the respective injector 1a - 1f in the opened state, the time program I (t) of the energization for this injector 1a - 1f determined. The mass flow Q is in each case with the method 100 determined according to the invention.

Im Rahmen des Verfahrens 100 wird zunächst in Schritt 110 am Messort 31 der Druck p des Kraftstoffs 2 gemessen. Zugleich wird die Temperatur T des Kraftstoffs 2 im Schritt 120 ebenfalls gemessen, wobei der Messort 31 der gleiche wie für den Druck sein kann, aber auch ein anderer. In Schritt 130 wird der Druckabfall Δp zwischen dem Messort 31 und dem Injektor 1a1f ermittelt, und parallel wird in Schritt 144 der Temperaturunterschied ΔT zwischen dem Messort 31 und dem Injektor 1a1f ermittelt. Dabei wird jeweils auch ein Näherungswert Q* für den Massenstrom durch den Injektor 1a1f im geöffneten Zustand verwendet.As part of the procedure 100 will step in first 110 at the measuring location 31 the pressure p of the fuel 2 measured. At the same time, the temperature T of the fuel 2 in step 120 also measured, with the measuring location 31 the same as for the print, but also another. In step 130 is the pressure drop Δp between the site 31 and the injector 1a - 1f determined, and in parallel will be in step 144 of the Temperature difference ΔT between the measuring location 31 and the injector 1a - 1f determined. In each case, an approximate value Q * for the mass flow through the injector 1a - 1f used in the opened state.

Der Druck p wird in Schritt 140 um den Druckabfall Δp zum Druck p‘ korrigiert. Die Temperatur T wird in Schritt 145 um den Temperaturunterschied ΔT zur Temperatur T' korrigiert. In Schritt 150 wird die proportionale Abhängigkeit des Massenstroms Q vom Druck p' und vom Reziproken der Wurzel von T' ausgewertet.The pressure p is in step 140 corrected by the pressure drop Δp to the pressure p '. The temperature T will be in step 145 corrected by the temperature difference ΔT to the temperature T '. In step 150 the proportional dependence of the mass flow Q on the pressure p 'and on the reciprocal of the root of T' is evaluated.

Der Druck pS im Saugrohr 4 wird in Schritt 160 am Messort 41 gemessen. In Schritt 170 wird der Druckunterschied ΔpS zwischen dem Messort 41 und dem Injektor 1a1f bestimmt, wobei zusätzlich ein Näherungswert QS* für den Luftmassenstrom QS verwendet wird. In Schritt 180 wird der Druck pS um den Druckunterschied ΔpS zum Druck pS' korrigiert. In Schritt 190 wird die Abhängigkeit des gesuchten Massenstroms Q von der aus den Drücken p' und pS' gebildeten Ausflussfunktion Ψ ausgewertet.The pressure p S in the intake manifold 4 will be in step 160 at the measuring location 41 measured. In step 170 the pressure difference Δp S between the measuring location 41 and the injector 1a - 1f determined, wherein in addition an approximate value Q S * for the air mass flow Q S is used. In step 180 the pressure p S is corrected by the pressure difference Δp S to the pressure p S '. In step 190 the dependence of the sought mass flow Q is evaluated by the outflow function Ψ formed from the pressures p 'and p S '.

In Schritt 195 wird die Abhängigkeit des Massenstroms Q von p' und T' mit der Abhängigkeit des Massenstroms Q von Ψ multiplikativ zusammengeführt. Damit wird das Endergebnis für den Massenstrom Q erhalten.In step 195 the dependence of the mass flow Q of p 'and T' is multiplicatively combined with the dependence of the mass flow Q of Ψ. Thus the final result for the mass flow Q is obtained.

Es wird also injektorindividuell der Ansatz gemacht:

Figure DE102016213383A1_0002
mit der Stoffgröße κ als Isentropenkoeffizient.The injector-specific approach is therefore taken:
Figure DE102016213383A1_0002
with the substance size κ as isentropic coefficient.

3 zeigt beispielhaft den Verlauf des tatsächlichen Drucks p1 an einem Injektor 1a, den Verlauf des am Messort 31 gemessenen Drucks p sowie den Verlauf des Stroms I1 durch den Injektor 1a über dem Drehwinkel α der Kurbelwelle, der den Zeittakt im Motor 10 vorgibt. Der Start der Einspritzung ist mit SOI (Start Of Injection) und das Ende der Einspritzung mit EOI (End Of Injection) bezeichnet. Zusätzlich ist der gemäß der Erfindung korrigierte Druck p' eingezeichnet. Diese Korrektur gleicht im Mittel über den Zeitraum der Einspritzung (zwischen SOI und EOI) den Unterschied zwischen dem tatsächlichen Druck p1 und dem am Messort 31 gemessenen Druck p näherungsweise aus. 3 shows by way of example the course of the actual pressure p 1 at an injector 1a , the course of the place of measurement 31 measured pressure p and the course of the current I 1 through the injector 1a above the angle of rotation α of the crankshaft, which is the timing in the engine 10 pretends. The start of the injection is designated with SOI (Start Of Injection) and the end of the injection with EOI (End Of Injection). In addition, the corrected according to the invention pressure p 'is located. This correction, on average over the period of injection (between SOI and EOI), equals the difference between the actual pressure p 1 and that at the measurement site 31 measured pressure p approximately.

4 zeigt schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem 10a mit einem Kraftstoffrail 32, das von einer Zuleitung 3 gespeist wird und sechs Injektoren 1a1f über Zuleitungen 3a3f mit Durchmessern D1 bis D6 versorgt. Die Injektoren 1a1f werden von Strömen I1 bis I6 durchflossen, wobei der Übersichtlichkeit halber nur der Strom I1 eingezeichnet ist. Am Messort 31 werden die Temperatur T und der Druck p des Kraftstoffs 2 gemessen. Unmittelbar vor den Injektoren 1a1f hat der Kraftstoff 2 jeweils eine Temperatur T1, ..., T6 und einen Druck p1, ..., p6. Bei der Ermittlung des jeweiligen Druckabfalls Δp und des jeweiligen Temperaturunterschieds ΔT werden jeweils der Durchmesser DR des Kraftstoffrails 32, die Durchmesser D1 bis D6 der Zuleitungen 3a3f sowie die ausgehend vom Messort 31 gemessenen Distanzen L1 bis L6 zu den Injektoren 1a1f berücksichtigt. Für die Bestimmung des Temperaturunterschieds ΔT wird weiterhin berücksichtigt, dass aus dem Kraftstoffrail 32 ein Wärmestrom WK durch Konvektion in die Umgebung auf der Umgebungstemperatur TU, ein Wärmestrom WS durch Wärmestrahlung zwischen heißen Motorteilen und dem Kraftstoffsystem und ein weiterer Wärmestrom WL durch Wärmeleitung in die Befestigungsstelle und den nachgeschalteten Motor 10 auf der Motortemperatur TM ab- oder zufließt. 4 schematically shows a fuel injection system 10a with a fuel rail 32 that from a supply line 3 is fed and six injectors 1a - 1f via supply lines 3a - 3f supplied with diameters D 1 to D 6 . The injectors 1a - 1f are traversed by currents I 1 to I 6 , wherein for the sake of clarity, only the current I 1 is located. At the measuring location 31 become the temperature T and the pressure p of the fuel 2 measured. Immediately before the injectors 1a - 1f has the fuel 2 in each case a temperature T 1 ,..., T 6 and a pressure p 1 ,..., p 6 . When determining the respective pressure drop .DELTA.p and the respective temperature difference .DELTA.T in each case the diameter D R of the fuel rail 32 , the diameter D 1 to D 6 of the supply lines 3a - 3f as well as the starting from the measuring location 31 measured distances L 1 to L 6 to the injectors 1a - 1f considered. For the determination of the temperature difference .DELTA.T is further considered that from the fuel rail 32 a heat flow W K by convection into the environment at the ambient temperature T U , a heat flow W S by heat radiation between hot engine parts and the fuel system and another heat flow W L by heat conduction into the attachment point and the downstream motor 10 at the engine temperature T M drops or flows.

5 zeigt beispielhaft den Verlauf der tatsächlichen Drücke p1, p2 und p6 unmittelbar vor den Injektoren 1a, 1b und 1f über dem Drehwinkel α der Kurbelwelle, der den Zeittakt im Motor 10 vorgibt. Die unterschiedlichen Einbaupositionen der Injektoren 1a1f führen zu deutlichen Unterschieden zwischen den Drücken p1 bis p6. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung werden diese Unterschiede korrigiert und ihr Einfluss auf die Bestimmung des Massenstroms Q durch geöffnete Injektoren 1a1f zurückgedrängt. 5 shows by way of example the course of the actual pressures p 1 , p 2 and p 6 immediately before the injectors 1a . 1b and 1f above the angle of rotation α of the crankshaft, which is the timing in the engine 10 pretends. The different installation positions of the injectors 1a - 1f lead to significant differences between the pressures p 1 to p 6 . With the method according to the invention, these differences are corrected and their influence on the determination of the mass flow Q through opened injectors 1a - 1f pushed back.

6 zeigt die Temperatur T am zentralen Messort 31 für verschiedene Arbeitspunkte des Motors 10, symbolisiert durch waagerechte Linien X1 bis X8 für die 8 verschiedenen Arbeitspunkte. Zugleich ist für die gleichen Arbeitspunkte der Verlauf der Temperatur an den Eingängen der sechs Injektoren 1a bis 1f eingezeichnet (Kurven Y1 bis Y8 für die 8 verschiedenen Arbeitspunkte Bp1–Bp8). Die Arbeitspunkte Bp1 bis Bp8 unterscheiden sich in der Umdrehungszahl und/oder in der Belastung P des Motors 10. Der Unterschied zwischen der am Messort 31 gemessenen Temperatur T und der tatsächlichen Temperatur am Eingang der Injektoren 1a1f kann bis zu 30 K betragen. 6 shows the temperature T at the central measuring location 31 for different operating points of the engine 10 , symbolized by horizontal lines X1 to X8 for the 8th different working points. At the same time, the course of the temperature at the inputs of the six injectors is the same for the operating points 1a to 1f plotted (curves Y1 to Y8 for the 8 different operating points Bp1-Bp8). The operating points Bp1 to Bp8 differ in the number of revolutions and / or in the load P of the motor 10 , The difference between the one at the site 31 measured temperature T and the actual temperature at the entrance of the injectors 1a - 1f can be up to 30K.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005036192 A1 [0005] DE 102005036192 A1 [0005]
  • US 4636620 A [0005] US 4636620 A [0005]
  • US 7047942 B2 [0005] US 7047942 B2 [0005]

Claims (10)

Verfahren (100) zur Bestimmung des Massenstroms Q an, insbesondere gasförmigem, Kraftstoff (2) durch einen geöffneten Injektor (1, 1a1f), umfassend die Bestimmung des Drucks p (110) und der Temperatur T (120) des Kraftstoffs (2) an mindestens einem Messort (31) in der Zuleitung (3, 3a3f) zum Injektor (1a1f) sowie die Auswertung (150) des Massenstroms Q als proportional zum Druck p und umgekehrt proportional zur Wurzel der Temperatur T, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck p um den Druckabfall Δp, der beim Öffnen des Injektors in der Zuleitung (3, 3a3f) zwischen dem Messort (31) und dem Injektor (1a1f) entsteht, zum Druck p' korrigiert wird (140), wobei bei der Ermittlung (130) von Δp der Massenstrom Q, die Länge L, L1–L6, der Durchmesser D, DR, D1–D6, die Rohrreibungszahl λ, und/oder der Druckverlustbeiwert ζ, der Zuleitung (3, 3a3f) zwischen dem Messort (31) und dem Injektor (1a1f) berücksichtigt werden.Procedure ( 100 ) for determining the mass flow Q an, in particular gaseous, fuel ( 2 ) through an opened injector ( 1 . 1a - 1f ), comprising the determination of the pressure p ( 110 ) and the temperature T ( 120 ) of the fuel ( 2 ) at least one measuring location ( 31 ) in the supply line ( 3 . 3a - 3f ) to the injector ( 1a - 1f ) as well as the evaluation ( 150 ) of the mass flow Q as being proportional to the pressure p and inversely proportional to the root of the temperature T, characterized in that the pressure p is the pressure drop Δp which occurs when the injector is opened in the supply line ( 3 . 3a - 3f ) between the measuring location ( 31 ) and the injector ( 1a - 1f ), is corrected for printing p '( 140 ), whereby in the investigation ( 130 ) of Δp the mass flow Q, the length L, L 1 -L 6 , the diameter D, D R , D 1 -D 6 , the pipe friction coefficient λ, and / or the pressure loss coefficient ζ, the supply line ( 3 . 3a - 3f ) between the measuring location ( 31 ) and the injector ( 1a - 1f ). Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck pS an mindestens einem Messort (41) in einem Saugrohr (4), in das der Kraftstoff (2) aus dem Injektor (1a1f) geleitet wird, bestimmt wird (160) und dass der Massenstrom Q zusätzlich als proportional zur aus dem Druck pS und dem Kraftstoffdruck p gebildeten Ausflussfunktion Ψ ausgewertet wird (190).Procedure ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the pressure p S at at least one measuring location ( 41 ) in a suction tube ( 4 ) into which the fuel ( 2 ) from the injector ( 1a - 1f ) is determined ( 160 ) and that the mass flow Q is additionally evaluated as proportional to the outflow function Ψ formed from the pressure p S and the fuel pressure p ( 190 ). Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck pS um den Druckabfall ΔpS, der im Saugrohr (4) zwischen dem Messort (41) und dem Injektor (1a1f) entsteht, zum Druck pS' korrigiert wird (180), wobei bei der Ermittlung (170) von ΔpS der durch das Saugrohr (4) geförderte Luftmassenstrom QS, die Länge LS, der Durchmesser DS, die Rohrreibungszahl λS, und/oder der Druckverlustbeiwert ζS, des Saugrohrs (4) zwischen dem Messort (41) und dem Injektor (1a1f) berücksichtigt werden. Procedure ( 100 ) according to claim 2, characterized in that the pressure p S to the pressure drop Δp S , in the intake manifold ( 4 ) between the measuring location ( 41 ) and the injector ( 1a - 1f ), is corrected for printing p S '( 180 ), whereby in the investigation ( 170 ) of Δp S passing through the suction pipe ( 4 ) conveyed air mass flow Q S , the length L S , the diameter D S , the pipe friction coefficient λ S , and / or the pressure loss coefficient ζ S , the intake manifold ( 4 ) between the measuring location ( 41 ) and the injector ( 1a - 1f ). Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur T des Kraftstoffs (2) um den Temperaturunterschied ΔT der zwischen dem Messort (31) und dem Injektor (31) entsteht, zur Temperatur T' korrigiert wird (145), wobei bei der Ermittlung (144) von ΔT die Wärmeleitung an Befestigungsstellen der Zuleitung (3, 3a3f) und/oder des Injektors (1a1f), die Wärmeübertragung durch Strahlung, und/oder die Konvektion mit der Umgebungsluft, berücksichtigt wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature T of the fuel ( 2 ) by the temperature difference ΔT between the measuring location ( 31 ) and the injector ( 31 ), is corrected to the temperature T '( 145 ), whereby in the investigation ( 144 ) of ΔT the heat conduction at attachment points of the supply line ( 3 . 3a - 3f ) and / or the injector ( 1a - 1f ), the heat transfer by radiation, and / or the convection with the ambient air, is taken into account. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung (130) von Δp, und/oder bei der Ermittlung (144) von ΔT, zusätzlich ein Näherungswert Q* für den Massenstrom Q berücksichtigt wird.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the determination ( 130 ) of Δp, and / or in the determination ( 144 ) of ΔT, in addition an approximate value Q * for the mass flow Q is taken into account. Verfahren (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungswert Q* als proportional zum Druck p und umgekehrt proportional zur Wurzel der Temperatur T ohne Berücksichtigung von Δp ermittelt wird.Procedure ( 100 ) according to claim 5, characterized in that the approximate value Q * is determined to be proportional to the pressure p and inversely proportional to the root of the temperature T without regard to Δp. Verfahren (100) nach Anspruch 3 und optional einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung (170) von ΔpS zusätzlich ein Näherungswert QS* für den durch das Saugrohr (4) geförderten Luftmassenstrom QS verwendet wird.Procedure ( 100 ) according to claim 3 and optionally one of claims 4 to 6, characterized in that in the determination ( 170 ) of Δp S additionally an approximate value Q S * for the through the suction pipe ( 4 ) conveyed air mass flow Q S is used. Verfahren (200) zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff (2) in einem Motor (10), wobei der Motor (10) einen oder mehrere Injektoren (1a1f) umfasst und die Zuleitung (3, 3a3f) zu den Injektoren (1a1f) eine gemeinsame Verteilerschiene (32) für den Kraftstoff (2) umfasst, wobei die Zeitdauer, für die jeder Injektor (1a1f) geöffnet wird, aus der jeweils einzuspritzenden Masse M an Kraftstoff (2) und dem Massenstrom Q des Injektors (1a1f) im geöffneten Zustand ermittelt wird (210), dadurch gekennzeichnet, dass für jeden der Injektoren (1a1f) individuell der Massenstrom Q im geöffneten Zustand nach einem Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 bestimmt wird.Procedure ( 200 ) for controlling the injection of fuel ( 2 ) in an engine ( 10 ), the engine ( 10 ) one or more injectors ( 1a - 1f ) and the supply line ( 3 . 3a - 3f ) to the injectors ( 1a - 1f ) a common busbar ( 32 ) for the fuel ( 2 ), wherein the period of time for which each injector ( 1a - 1f ) is opened, from the respectively injected mass M of fuel ( 2 ) and the mass flow Q of the injector ( 1a - 1f ) is determined in the opened state ( 210 ), characterized in that for each of the injectors ( 1a - 1f ) individually the mass flow Q in the opened state according to a method ( 100 ) is determined according to one of claims 1 to 7. Steuergerät (300) für die Einspritzung von Kraftstoff (2) in einen Motor (10), umfassend Mittel (301) zur Zumessung der von mehreren Injektoren (1a1f) jeweils eingespritzten Masse M an Kraftstoff durch Beaufschlagung eines jeden Injektors (1a1f) mit einem Strom I nach einem Zeitprogramm I(t), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (300) dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung des Zeitprogramms I(t) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.Control unit ( 300 ) for the injection of fuel ( 2 ) in an engine ( 10 ), comprising means ( 301 ) for the metering of several injectors ( 1a - 1f ) each injected mass M of fuel by pressurizing each injector ( 1a - 1f ) with a current I according to a time program I (t), characterized in that the control unit ( 300 ) is designed to perform in the determination of the time program I (t) a method according to one of claims 1 to 8. Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer und/oder auf einem Steuergerät (300) für die Einspritzung von Kraftstoff (2) in einen Motor (10) ausgeführt werden, den Computer und/oder das Steuergerät (300) zu einem Steuergerät (300) nach Anspruch 9 aufwerten, und/oder dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.Computer program product containing machine-readable instructions which, when stored on a computer and / or on a control unit ( 300 ) for the injection of fuel ( 2 ) in an engine ( 10 ) the computer and / or the control unit ( 300 ) to a controller ( 300 ) according to claim 9, and / or cause to carry out a method according to any one of claims 1 to 8.
DE102016213383.7A 2016-07-21 2016-07-21 Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection Pending DE102016213383A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016213383.7A DE102016213383A1 (en) 2016-07-21 2016-07-21 Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection
CN201780058164.1A CN109715922B (en) 2016-07-21 2017-06-21 Method for determining a fuel mass flow and for controlling an injection
PCT/EP2017/065158 WO2018015091A1 (en) 2016-07-21 2017-06-21 Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016213383.7A DE102016213383A1 (en) 2016-07-21 2016-07-21 Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016213383A1 true DE102016213383A1 (en) 2018-01-25

Family

ID=59091522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016213383.7A Pending DE102016213383A1 (en) 2016-07-21 2016-07-21 Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN109715922B (en)
DE (1) DE102016213383A1 (en)
WO (1) WO2018015091A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3094417B1 (en) 2019-03-28 2022-07-01 Continental Automotive DETERMINATION OF A DIFFERENCE IN THE STATIC FUEL FLOW OF A PIEZO-ELECTRIC INJECTOR OF A MOTOR VEHICLE THERMAL ENGINE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636620A (en) 1985-09-13 1987-01-13 Allied Corporation Temperature compensation injector control system
US7047942B2 (en) 2003-04-04 2006-05-23 Komatsu Ltd. Piping structure of fuel injection pipes for engine
DE102005036192A1 (en) 2005-08-02 2007-02-08 Robert Bosch Gmbh Fuel injection system e.g. high pressure-based fuel injection system, controlling method for e.g. self-ignition internal combustion engine, involves implementing compression wave correction based on periodic model that models masses wave

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6405947B2 (en) * 1999-08-10 2002-06-18 Siemens Automotive Corporation Gaseous fuel injector having low restriction seat for valve needle
JP3979167B2 (en) * 2002-04-26 2007-09-19 株式会社デンソー Injection amount control device for internal combustion engine
CA2444163C (en) * 2003-10-01 2007-01-09 Westport Research Inc. Method and apparatus for controlling combustion quality of a gaseous-fuelled internal combustion engine
JP2005240755A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection control device of engine
CA2538984C (en) * 2006-03-10 2007-11-06 Westport Research Inc. Method of accurately metering a gaseous fuel that is injected directly into a combustion chamber of an internal combustion engine
DE102007019640A1 (en) * 2007-04-26 2008-10-30 Robert Bosch Gmbh Method and control unit for controlling the injection in an internal combustion engine
US7717088B2 (en) * 2007-05-07 2010-05-18 Ford Global Technologies, Llc Method of detecting and compensating for injector variability with a direct injection system
EP2058498B1 (en) * 2007-11-09 2013-07-10 Continental Automotive GmbH Method to determine the fuel temperature in a common rail injection system
JP5105422B2 (en) * 2008-01-18 2012-12-26 三菱重工業株式会社 Pressure accumulation chamber pressure control method and control apparatus for pressure accumulation type fuel injection device
US7938101B2 (en) * 2009-02-11 2011-05-10 GM Global Technology Operations LLC Adaptive control of fuel delivery in direct injection engines
DE102009043124B4 (en) * 2009-09-25 2011-06-01 Continental Automotive Gmbh Method and device for determining a fuel pressure applied to a direct injection valve
JP5126311B2 (en) * 2010-07-22 2013-01-23 株式会社デンソー Fuel temperature detector
US8095294B1 (en) * 2010-08-19 2012-01-10 Westport Power Inc. Method for determining fuel injection on-time in a gaseous-fuelled internal combustion engine
IT1402820B1 (en) * 2010-11-10 2013-09-27 Magneti Marelli Spa METHOD TO DETERMINE THE LAW OF INJECTION OF A FUEL INJECTOR
ITBO20120310A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-07 Magneti Marelli Spa METHOD TO DETERMINE THE LAW OF INJECTION OF A FUEL INJECTOR
DE102012222899A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Method for determining the fuel quality in an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle
DE102013202038B3 (en) * 2013-02-07 2013-07-25 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for correction of amount of fuel injected by fuel injector in operation of combustion engine, involves calculating engine supplied fuel mass from one of air and exhaust heat characteristics, and heat distribution factors
DE102013223756B4 (en) * 2013-11-21 2015-08-27 Continental Automotive Gmbh Method for operating injectors of an injection system
DE102013224706A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-03 Robert Bosch Gmbh Method for calculating the injection rate profile
US9593637B2 (en) * 2013-12-05 2017-03-14 Ford Global Technologies, Llc Method of diagnosing injector variability in a multiple injector system
US9334824B2 (en) * 2014-02-27 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for characterizing a port fuel injector
JP2015178804A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社デンソー Common rail and fuel injection device using the common rail

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636620A (en) 1985-09-13 1987-01-13 Allied Corporation Temperature compensation injector control system
US7047942B2 (en) 2003-04-04 2006-05-23 Komatsu Ltd. Piping structure of fuel injection pipes for engine
DE102005036192A1 (en) 2005-08-02 2007-02-08 Robert Bosch Gmbh Fuel injection system e.g. high pressure-based fuel injection system, controlling method for e.g. self-ignition internal combustion engine, involves implementing compression wave correction based on periodic model that models masses wave

Also Published As

Publication number Publication date
CN109715922B (en) 2021-11-23
WO2018015091A1 (en) 2018-01-25
CN109715922A (en) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007028900A1 (en) Method and device for diagnosing an injection valve of an internal combustion engine that is in communication with a fuel rail
DE4117440A1 (en) Adaptively setting fuel-air mixt. ratio to fuel properties - responding to deviations from desired value of engine operation parameters with variable rate of mixt. adjustment
DE102010042736B4 (en) Method for quantity compensation control in an internal combustion engine
DE102013220589B3 (en) Method for operating an internal combustion engine and device for controlling and regulating an internal combustion engine, injection system and internal combustion engine
WO2016155986A1 (en) Method and device for determining a correction value for a fuel injection amount
DE102007054650B3 (en) Determination of the fuel quality in a self-igniting internal combustion engine
DE102009007365B4 (en) Error analysis method and error analysis device for an internal combustion engine
DE102007053082A1 (en) Method for determining fuel temperature in high pressure range in common rail fuel inject system, involves determining fuel temperature in low-pressure range of fuel injection system
DE102005054735B4 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
DE102016213383A1 (en) Method for determining a fuel mass flow and for controlling the injection
DE102014209174A1 (en) Method and device for controlling an air-fuel mixture for operating an internal combustion engine
EP3411579B1 (en) Method for calculating a residual gas mass in a cylinder of an internal combustion engine and controller
DE102014214438B3 (en) Method for controlling the fuel supply for setting a desired air-fuel ratio in a cylinder of an internal combustion engine
DE102015207578B3 (en) Method for determining the fuel temperature and / or the fuel quality
DE10335399B4 (en) Method and device for operating a drive unit with an internal combustion engine
DE102020209118A1 (en) Method for determining a temperature of a nozzle tip
DE102011005981B4 (en) Method for determining a change in a control amount of an injector of an internal combustion engine
DE10016900A1 (en) Method for regulating the accumulator pressure prevailing in a pressure accumulator of a fuel metering system
DE102019214144A1 (en) Method for controlling the coasting behavior of an internal combustion engine
DE102013213310A1 (en) Method for controlling internal combustion engines with variable valve timing
DE102009031630A1 (en) Method for determination of value of drive size of internal-combustion engine, involves determining drive size by theoretical model, which illustrates conditions dominant in inlet tract
DE102007038727A1 (en) Mixed gas exhaust portion determining method for internal combustion engine, involves maintaining temperature difference between air temperature and exhaust gas temperature by temperature actuation device above predetermined threshold value
DE102009021793A1 (en) Method for determining nitrogen oxide emission in combustion chamber of diesel engine, involves forming nitrogen oxides in injection jet, and determining nitrogen oxide emission by transfer function that is provided into control device
EP1429008B1 (en) Method and device for controlling the exhaust gas recirculation for internal combustion engines
DE10251364A1 (en) Method and device for determining the secondary air mass in an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed