DE102017203794A1 - Verfahren zur Nullmengenkalibrierung von mittels Injektoren zugemessenem Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Nullmengenkalibrierung von mittels Injektoren zugemessenem Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Nullmengenkalibrierung von mittels Injektoren zugemessenem Kraftstoff insbesondere in einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mit wenigstens drei Zylindern, welche jeweils wenigstens einen Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff aufweisen, bei dem insbesondere vorgesehen ist, dass ein konstanter Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erkannt wird (305), dass bei erkanntem konstantem Betriebspunkt die Ansteuerdauer einer Haupteinspritzung eines Injektors eines vorgebbaren Zylinders verändert wird (315), und dass die Nullmengenkalibrierung auf der Grundlage einer erfassten (320), durch die Änderung der Ansteuerdauer der Haupteinspritzung des Injektors bewirkten Änderung eines Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine durchgeführt wird (325).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Nullmengenkalibrierung von mittels Injektoren zugemessenem Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinenlesbarer Datenträger zur Speicherung des Computerprogramms und ein elektronisches Steuergerät, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
  • Stand der Technik
  • In modernen Kraftstoffeinspritzsystemen insbesondere selbstzündender Brennkraftmaschinen werden zur Verbesserung der Gemischaufbereitung die mittels Injektoren in Verbrennungsräume eingespritzten Kraftstoffmengen in mehrere Teileinspritzungen aufgeteilt, welche zeitlich nah angeordnet sind und bspw. aus einer oder mehreren vor einer Haupteinspritzung applizierten Voreinspritzungen sowie aus einer oder mehreren Nacheinspritzungen bestehen. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Teileinspritzungen wird dabei durch die Pausenzeit zwischen zwei zeitlich aufeinander folgenden elektrischen Ansteuerimpulsen der Injektoren, durch einen Kurbelwellenwinkel oder durch eine Kombination dieser beiden Größen definiert. So werden in Common-Rail-Dieseleinspritzsystemen vor oder nach einer Haupteinspritzung sogenannte Teileinspritzungen mit relativ kleinen Kraftstoffmengen vorgenommen.
  • Die genannte Haupteinspritzung wird auf der Basis einer Momentenanforderung berechnet, wobei die Einspritzmengen von genannten Teileinspritzungen (Vor- oder Nacheinspritzungen) möglichst gering sein müssen, um Emissionsnachteile zu vermeiden. Andererseits müssen die Einspritzmengen groß genug sein, damit unter Berücksichtigung aller Toleranzquellen stets die für den entsprechenden Verbrennungsprozess notwendige Mindestmenge abgesetzt wird. Diese Mindestmengen erfordern eine präzise Zumessung der jeweiligen Einspritzmengen, wobei eine wesentliche Toleranzquelle für die Mengengenauigkeit eine sogenannte Drift des jeweiligen Injektors ist. Daher sind Funktionen notwendig, die noch im Betrieb der Brennkraftmaschine eine Kalibrierung der Teileinspritzmengen vorzunehmen ermöglichen.
  • So ist die sogenannte „Nullmengenkalibrierung“ (NMK) bzw. „Zero Fuel Calibration“ (ZFC) bekannt geworden, bei der in Einspritzpausen, z. B. im Schub, durch kurzzeitige Ansteuerung der Injektoren mit wachsender Ansteuerdauer gemessen wird, ab wann sich eine Kleinst-Einspritzung auf das Drehmoment des Motors auswirkt. Die ZFC funktioniert allerdings prinzipbedingt nur im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine.
  • Zudem geht aus DE 10 2007 058 228 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Abweichung einer tatsächlichen Vor- oder Nacheinspritzmenge von einer Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge in einem hier betroffenem Kraftstoffeinspritzsystem hervor. Das Verfahren wird bei einem konstanten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine sowie bei konstanten Umgebungsbedingungen durchgeführt. Die Abweichung wird individuell für einzelne Zylinder der Brennkraftmaschine bestimmt, wobei an dem betreffenden Zylinder zunächst eine Haupteinspritzung vorgenommen wird und die eingeregelte Soll-Einspritzmenge gemessen wird. Dann wird wenigstens eine Drehmoment-wirksame Vor- oder Nacheinspritzung und wenigstens eine Haupteinspritzung vorgenommen und ebenfalls die eingeregelte Soll-Einspritzmenge gemessen. Die Kraftstoffgesamtmenge der Vor- oder Nacheinspritzung und der Haupteinspritzung entspricht der Kraftstoffmenge, die während der zunächst durchgeführten Haupteinspritzung eingespritzt wurde. Aus der Differenz der beiden Soll-Einspritzmengen wird auf die Abweichung der tatsächlichen Vor- oder Nacheinspritzmenge von der Soll-Vor- oder Soll-Nacheinspritzmenge geschlossen.
  • Ferner geht aus DE 10 2008 043 165 A1 eine genannte Nullmengenkalibrierung hervor, die auch im Leerlauf bzw. bei Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine durchgeführt wird und als „Nullmengenkalibrierung im Leerlauf“ bzw. „Zero Fuel in Low-idle“ (ZFL) bezeichnet wird. Dabei werden an einem Zylinder abwechselnd eine Einfacheinspritzung, d. h. eine Haupteinspritzung sowie eine Vor- und eine Haupteinspritzung abgesetzt. Die Ansteuerdauer der Voreinspritzung wird dabei solange verändert, bis eine Wirkung auf bestimmte Frequenzen des Drehzahlsignals zu Null wird. Dabei wird die erste Voreinspritzung alternierend abgeschaltet. Bei der ZFL-Kalibrierung muss insbesondere der Einfluss einer (Kraftstoff-)Mengenwelle auf ein zu kalibrierendes Kennfeld berücksichtigt werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Dem vorgeschlagenen Verfahren liegt das Konzept zugrunde, bei der Durchführung einer hier betroffenen Nullmengenkalibrierung (NMK), in einem möglichst konstanten Betriebspunkt (bzw. Betriebsphase) der Brennkraftmaschine, nur jeweils die Ansteuerdauer einer Haupteinspritzung wenigstens eines Injektors eines vorgebbaren einzelnen Zylinders der Brennkraftmaschine zu verändern. Somit werden die Ansteuerdauern von zusätzlich etwa vorliegenden Vor- und/oder Nacheinspritzungen nicht verändert. Diese Verfahrensschritte werden bevorzugt nacheinander auf die jeweils anderen Zylinder der Brennkraftmaschine angewendet. Ein genannter konstanter Betriebspunkt der Brennkraftmaschine entspricht dabei bevorzugt einem Betrieb mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl, z.B. in einem unteren Leerlauf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird vor einer genannten Änderung der Ansteuerdauer einer Haupteinspritzung des vorgebbaren Zylinders die Ansteuerung des jeweiligen Injektors zunächst kurz oder zeitweilig ganz abgeschaltet. Dadurch werden im Ergebnis auch die Ansteuerdauern von bei diesem Injektor ggf. vorgesehenen Vor- oder Nacheinspritzungen vorübergehend auf den Wert Null gesetzt. Die Abschaltung eines genannten Injektors erfolgt bevorzugt für einen Zeitraum von einem oder von wenigen Arbeitszyklen (bzw. Arbeitsspiel) der Brennkraftmaschine. Während der Abschaltung wird durch einen Drehzahlregler der Brennkraftmaschine bekanntermaßen automatisch eine Mengenanpassung an den jeweils anderen Zylindern vorgenommen, da die Abschaltung des Injektors eine verbrennungstechnisch bedingte Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine verursacht.
  • Nach der Abschaltung wird der betroffene Injektor mit von Arbeitszyklus zu Arbeitszyklus schrittweise erhöhter Ansteuerdauer angesteuert bzw. bestromt, wodurch sich Haupteinspritzungen mit entsprechend veränderlicher Kraftstoffmenge ergeben. Die Erhöhung der Ansteuerdauer erfolgt, ähnlich der an sich bekannten Vorgehensweise bei der NMK, bis zum Einsetzen einer Reaktion bzw. Änderung eines Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine. Diese für das Drehzahlverhalten der Brennkraftmaschine minimal wirksame Ansteuerdauer wird bevorzugt als Lernwert für die NMK für den jeweils vorliegenden Injektor bzw. Zylinder in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine gespeichert.
  • Das gemäß der bevorzugten Ausgestaltung vorgeschlagene Verfahren beruht auf der besonderen Erkenntnis bzw. dem besonderen technischen Effekt, dass das vollständige Abschalten eines Zylinders bei modernen Brennkraftmaschinen mit wenigstens drei Zylindern, insbesondere im Gegensatz zur vollständigen Abschaltung von Voreinspritzungen, im Wesentlichen keine nachteiligen Auswirkungen auf den Betrieb und/oder die Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine bzw. auf den Fahrkomfort eines entsprechenden Kraftfahrzeugs hat.
  • Es ist zudem anzumerken, dass das gemäß der bevorzugten Ausgestaltung vorgeschlagene Verfahren auch bei Vorliegen einer nicht dem Leerlaufwert entsprechenden, anderen (konstanten) Drehzahl der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, sofern die für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche bzw. von einem Fahrzeugführer angeforderte Last auch mit einem deaktivierten Zylinder bereitgestellt werden kann. Bei Anwendungsszenarien, in denen keine ausreichend lange Phase konstanter Drehzahl vorliegt, kann das Verfahren auch z.B. vom Fahrzeugführer manuell aktiviert bzw. gestartet werden. Auch kann das Verfahren im Rahmen einer etwa durchgeführten Servicefunktion aktiviert werden.
  • Ferner beruht das generell vorgeschlagene Verfahren auf der weiteren Erkenntnis, dass insbesondere bei genannten CR-Einspritzsystemen bei „Off-Highway“(OHW) -betriebenen Arbeitsmaschinen oder Nutzfahrzeugen eine Nullmengenkalibrierung bzw. Erkennung/Kompensation einer Injektor-Mengendrift aus den folgenden Gründen nicht geeignet sind. Zum einen ist die an sich bekannte Nullmengenkalibrierung, wie erwähnt, nur in Schubbetriebsphasen der Brennkraftmaschine ausführbar und daher nicht für alle Einsatzbereiche eines Kraftfahrzeugs geeignet. Solche Schubbetriebsphasen kommen zudem in genannten OHW-Anwendungen in den meisten Fällen nur sehr selten oder sogar niemals vor. Darüber hinaus ist mit der bekannten Nullmengenkalibrierung bei vielen Injektortypen die z.B. seitens der Abgasgesetzgebung geforderte Einspritzgenauigkeit nicht erreichbar.
  • Die anhand des vorgeschlagenen Verfahrens ermittelten Lernwerte der Mengenabweichung bzw. entsprechenden Kalibrierungswerte ermöglichen insbesondere auch eine Korrektur der Ansteuerdauer von Kleinmengen zu genannten Zwecken der Driftkompensation. Die Lernwerte können zudem auch als Offsetwerte zur Mengenkorrektur eines Injektors in größeren Mengenbereichen eines zugrundeliegenden Mengen-Kennfeldes angewendet werden, sofern für alle Injektoren ein ähnliches oder übereinstimmendes Offsetverhalten angenommen werden kann.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann zudem vorgesehen sein, dass eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs von wie beschrieben gelernten Kalibrierungs- bzw. Korrekturwerten ermöglicht, in beiden Richtungen etwa auftretende Mengendriften zu ermitteln. Bei Überschreiten bzw. Unterschreiten von entsprechend vorgebbaren Grenzwerten für die jeweiligen Korrekturwerte kann eine Fehlermeldung, z.B. an den Fahrzeugführer, ausgegeben werden. Es ist hierbei hervorzuheben, dass auch eine negative Mengendrift zum vollständigen Ausbleiben kleiner Einspritzmengen und damit zur Verschlechterung von Verbrennungsabgas und/oder Verbrennungsgeräuschen führen kann.
  • Gegenüber der eingangs genannten Methode der Nullmengenkalibrierung benötigt das vorgeschlagene Verfahren keinen Schubbetrieb der Brennkraftmaschine und ist daher in gegenüber dem Stand der Technik mehr Betriebsphasen und damit häufiger anwendbar. Denn der Schubbetrieb zeichnet sich dadurch aus, dass die Drehung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine entweder durch die Trägheit des vorliegenden Kraftfahrzeugs z.B. bei einer Bergabfahrt oder bei einem Ausrollen, oder durch die Rotationsträgheit der Brennkraftmaschine bei einem Lastabfall aufrechterhalten wird. Im Falle des vorgeschlagenen Verfahrens wird durch die Verbrennungskräfte der verbleibenden, weiterhin arbeitenden Zylinder die Rotation der Kurbelwelle wirksam aufrechterhalten.
  • Zudem ist das Verfahren von der jeweils vorliegenden Ausgestaltung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen unabhängig und somit bei einer Vielzahl von Arbeitsmaschinen (Kraftfahrzeugtypen) mit den hierin beschriebenen Vorteilen einsetzbar. Denn bei Verfahren, die nur im Schubbetrieb arbeiten, wird das Drehzahlsignal beispielsweise von einer Getriebeübersetzung oder von fest mit der Kurbelwelle verbundenen Nebenaggregaten, z.B. Hydraulikpumpen, beeinflusst. Für das hierin vorgeschlagene Verfahren spielen diese Einflüsse jedoch eine untergeordnete Rolle. Für Brennkraftmaschinen zum Betrieb von Notstromaggregaten oder Blockheizkraftwerken, die normalerweise nicht in einem lastfreien, unteren Leerlauf betrieben werden, kann das vorgeschlagene Kalibrierverfahren auch in lastbeaufschlagten konstanten Betriebspunkten erfolgen. Die Voraussetzungen dafür sind, dass die Brennkraftmaschine die geforderte Last auch mit einer um 1 reduzierten Anzahl arbeitender Zylinder bereitstellen kann, und dass die genannten Voraussetzungen bezüglich der Drehzahl und der Einspritzmenge erfüllt werden können.
  • Gegenüber der eingangs genannten Methode der „ZFL“-Kalibrierung lässt sich das vorgeschlagene Verfahren mit erheblich geringerem Applikationsaufwand implementieren. Zudem unterliegt das vorgeschlagene Verfahren erheblich geringeren Einflüssen von Störgrößen, z.B. eingangs genannter Mengenwellen, und hat daher erheblich geringere negative Auswirkungen auf die verbrennungsbedingte Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine. Denn die Mengenwellen treten bekanntermaßen bei Mehrfacheinspritzungen auf. Dabei löst eine vorangehende Einspritzung eine Druckwelle im Einspritzsystem aus, wodurch der tatsächliche Druck während der nachfolgenden Einspritzung verändert wird. Abhängig vom zeitlichen Abstand zwischen den Einspritzungen kann die Menge der nachfolgenden Einspritzung im Falle einer positiven Mengenwelle vergrößert oder im Falle einer negativen Mengenwelle verkleinert werden. Da beim vorgeschlagenen Verfahren gegenüber der zu kalibrierenden Einspritzung keine weiteren Einspritzungen in einem Verbrennungszyklus auftreten, können somit auch keine störenden Mengenwelleneffekte ausgelöst werden.
  • Die Erfindung kann insbesondere bei einer mehrzylindrigen, selbstzündenden Brennkraftmaschine (Dieselmotor) mit einem Common-Rail-Einspritzsystem mit an sich driftbehafteten Injektoren zur Anwendung kommen, sofern diese Injektoren kein Plateau in der Charakteristik der Ansteuerdauer aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um ein hier betroffenes Kraftstoffzumesssystem bzw. eine entsprechende Brennkraftmaschine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch zeitliche Ansteuerverläufe und resultierende Drehzahlverläufe bei einer dreizylindrigen, selbstzündenden Brennkraftmaschine, zur Illustration eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Nullmengenkalibrierung (NMK).
    • 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms.
    • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • In 1 sind im oberen Teil schematisch bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine (Dieselmotor) mit vorliegend drei Zylindern („Zyl. 1“ - „Zyl. 3“) 100 - 110 durchgeführte Ansteuerungen 115 - 140 der entsprechenden Injektoren, und zwar für vorliegend fünf aufeinander folgende Arbeitszyklen („I“, „II“, „III“, IV“, „V“) 145 - 165 der Brennkraftmaschine, dargestellt.
  • Der erste Arbeitszyklus 145 stellt dabei nur eine angenommene Ausgangssituation bei der Ansteuerung dar, bei der am ersten Zylinder 100 eine Haupteinspritzung 115 sowie eine Nacheinspritzung 120, am zweiten Zylinder 105 eine Voreinspritzung 125 sowie eine Haupteinspritzung 130, und am dritten Zylinder 110 eine Voreinspritzung 135 sowie eine Haupteinspritzung 140 vorgesehen sind. Bei den im oberen Teil gezeigten Ansteuerungen wird zwischen durch „HE“ bezeichneten Haupteinspritzungen und durch „VE“ und „NE“ bezeichneten Vor- bzw. Nacheinspritzungen unterschieden.
  • Die in 1 gezeigten Ansteuerdauern entsprechen, am Beispiel des ersten Zylinders 100, z.B. ΔtAD,HE im Falle der gezeigten Haupteinspritzung 115 sowie ΔtAD,NE im Falle der gezeigten Nacheinspritzung 120. Entsprechendes gilt für die übrigen in 1 gezeigten Ansteuerungen bzw. Ansteuerdauern.
  • Im unteren Teil der 1 sind durch die genannten Ansteuerungen verursachte Änderungen eines Drehzahlverlaufs der Brennkraftmaschine, und zwar vorliegend anhand eines von einem oberen Nominalwert 170 abweichenden Differenzsignals (Δn) 175, dargestellt.
  • Es ist anzumerken, dass in der 1 sowohl die gezeigten Werte der Ansteuerungen 115 - 140 als auch die Werte der Drehzahldifferenz 175 nur rein qualitativ als z.B. auf den Wert 1 normierte Werte bzw. relative Werte dargestellt sind, und nicht deren Absolutwerte.
  • Im zweiten Arbeitszyklus 150 erfolgt nun zur Durchführung der NMK eine vollständige Abschaltung 180 des Injektors des zweiten Zylinders 105, d.h. es findet in diesem Arbeitszyklus 150 keine Ansteuerung dieses Injektors statt. Ein bei der Brennkraftmaschine vorgesehener Drehzahlregler regelt daher auf der durch das Abschalten verursachten Mengenabweichung die Ansteuerdauer der beiden anderen Zylinder 100, 110 automatisch nach, und zwar in dem vorliegenden Beispiel durch Verlängerung 185, 190 der jeweiligen Haupteinspritzungen 115, 140. Im Ergebnis führt dies dazu, dass das Drehzahl-Differenzsignal 175 sich im zweiten Arbeitszyklus 150 gegenüber dem ersten Arbeitszyklus 145 im Wesentlichen nicht ändert 195 bzw. den Drehzahl-Nominalwert 170 nicht überschreitet.
  • Im dritten Arbeitszyklus 155 wird am zweiten Zylinder 105 eine Haupteinspritzung 200 mit einer relativ kurzen Ansteuerdauer durchgeführt. Diese Haupteinspritzung 200 bewirkt noch keine Änderung des Drehzahlsignals 220 gegenüber den vorherigen Arbeitszyklen, da die entsprechende Einspritzmenge für eine solche Änderung noch nicht ausreichend ist. Im vierten Arbeitszyklus 160 wird die Ansteuerdauer der Haupteinspritzung 205 schrittweise erhöht, wobei sich ebenfalls noch keine Änderung des Drehzahlsignals 225 ergibt. Jedoch bewirkt die fortgesetzte, schrittweise Erhöhung der Ansteuerdauer der Haupteinspritzung 210 im fünften Arbeitszyklus 165 eine deutliche, den oberen Nominalwert 170 überschreitende Erhöhung 215 des Drehzahl-Differenzsignals, da die entsprechende Einspritzmenge für eine solche Änderung jetzt ausreichend ist.
  • Die in 1 erfasste Drehzahlerhöhung 215 wird nun in an sich bekannter Weise zur Durchführung einer Nullmengenkalibrierung (NMK) eingesetzt. So kann die Abweichung ΔtAD,korr. zwischen der bei dieser Drehzahlerhöhung zugrundeliegenden Ansteuerdauer ΔtAD,NMK des vorliegend zweiten Zylinders 105 von einem vorgegebenen Nominalwert ΔtAD,nominal gebildet werden und als NMK-Korrekturwert abgespeichert werden. Ein Ausführungsbeispiel des entsprechenden Verfahrens ist in der nachfolgend beschriebenen 2 gezeigt.
  • Bei der in 2 gezeigten Routine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein bestimmter i-ter Zylinder der Brennkraftmaschine ausgewählt 300. Für diesen i-ten Zylinder werden die nachfolgend beschriebenen Prozessschritte ausgeführt und nach Abschluss dieser Prozessschritte ein nächster Zylinder ausgewählt 300, an dem diese Prozessschritte erneut ausgeführt werden. Auf diese Weise werden sämtliche Zylinder der Brennkraftmaschine sequenziell abgearbeitet.
  • In Schritt 305 wird geprüft, ob die Brennkraftmaschine derzeit im Leerlauf oder einem anderen konstanten Betriebspunkt betrieben wird, d.h. eine konstante Drehzahl bzw. ein entsprechend konstanter Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorliegt. Erst wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird mit den nachfolgenden Schritten weiterverfahren, da der nachfolgende Prozess den konstanten Betrieb, z.B. Leerlaufbetrieb voraussetzt. In Schritt 310 wird der Injektor des i-ten Zylinders zunächst ganz abgeschaltet. Danach wird die Ansteuerdauer dieses Injektors um einen empirisch vorgebbaren Differenzwert erhöht 315. In Prüfschritt 320 wird geprüft, ob sich eine Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine ergibt. Ist dies nicht der Fall, wird zu vorherigem Schritt 315 zurückgesprungen und die Ansteuerdauer erneut um den empirisch vorgebbaren Differenzwert erhöht 315. Danach wird erneut geprüft 320, ob sich eine Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine ergibt. Ergibt der Prüfschritt 320, dass sich eine Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine ergeben hat, wird der vorliegende Wert der Ansteuerdauer bzw. die genannte Abweichung Δt AD,korr. als Lernwert für den vorliegenden Injektor z.B. in einem elektronischen Steuergerät der Brennkraftmaschine abgespeichert 325.
  • Nach Abschluss der genannten Prozessschritte 305 - 325 wird wieder ganz an den Anfang der Routine zu Schritt 300 zurückgesprungen 330 und ein nächster Zylinder ausgewählt 300, für den dann die beschriebenen Prozessschritte 305 - 325 erneut ausgeführt werden.
  • Bei der in 3 gezeigten Routine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst von einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine ausgegangen. In Prüfschritt 405 wird geprüft, ob die folgenden Betriebsbedingungen bevorzugt kumulativ erfüllt sind:
    • - Liegt eine Anforderung zur Nullmengenkalibrierung vor, z.B. laufzeitbedingt oder aktiv durch einen Tester?
    • - Sind die genannten erforderlichen Drehzahlbedingungen bezüglich der Konstanz und dem Liegen des Drehzahlwertes innerhalb eines vorgegebenen Kalibrierfensters erfüllt?
    • - Sind die genannten erforderlichen Einspritzmengenbedingungen bezüglich der Konstanz und dem Liegen des Einspritzmengenwertes innerhalb eines vorgegebenen Kalibrierfensters erfüllt?
    • - Sind die erforderlichen Umgebungsbedingungen, z.B. die erforderliche Betriebstemperatur der Brennkraftmaschinen, erfüllt?
    • - Sind ggf. weitere, für die Nullmengenkalibrierung erforderliche Bedingungen erfüllt?
  • Sind diese Bedingungen erfüllt, wird in Schritt 410 der Kalibrierbetrieb gestartet, wobei zunächst noch alle Zylinder aktiv sind. In Schritt 415 wird ein vorgebbarer Raildruck pRail,n eingestellt. Hierbei ist anzumerken, dass die bei der Nullmengenkalibrierung ermittelte, minimale Ansteuerdauer ΔtAD vom Raildruck abhängig ist. Daher werden bei dem Verfahren unterschiedliche Kalibrierdrücke eingestellt.
  • In Schritt 420 wird ein Zylinder der Brennkraftmaschine ganz abgeschaltet und in Schritt 425 geprüft, ob nach der Abschaltung dieses Zylinders bereits eine konstante Drehzahl eingeregelt wurde. Ist diese Bedingung erfüllt, werden in Schritt 430 die übrigen Zylinder mit einer minimale Ansteuerdauer ΔtAD_MIN angesteuert bzw. bestromt. In Schritt 435 wird geprüft, ob sich aufgrund dieser Ansteuerung eine Drehzahländerung ergeben hat. Ist dies nicht der Fall, wird die Ansteuerdauer um einen empirisch vorgebbaren Inkrementalwert auf den Wert Δt AD=ΔtAD_MIN+ΔtAD_INKREMENT erhöht und zu Schritt 430 zurückgesprungen, um die beiden Schritte 430 und 435 erneut durchzuführen. Ergibt der Prüfschritt 435 eine Drehzahländerung, insbesondere eine Drehzahlerhöhung, dann wird im nachfolgenden Schritt 440 der dann vorliegende Ansteuerwert ΔtAD als Lernwert gespeichert.
  • In Schritt 445 wird weiter geprüft, ob bei dem in Schritt 415 eingestellten Raildruck pRail,n für alle Zylinder (außer dem gemäß Schritt 420 abgestellten Zylinder) ein Lernwert vorliegt. Ist dies nicht der Fall, dann wird zu Schritt 420 zurückgesprungen 447 und die Schritte 420 - 445 für einen weiteren Zylinder erneut durchgeführt. Liegen für alle Zylinder Lernwerte vor, wird im nachfolgenden Schritt 450 geprüft, ob für alle Zylinder bei allen vorgegebenen Raildrücken jeweils ein Lernwert vorliegt. Ist dies nicht der Fall, dann wird zu Schritt 415 zurückgesprungen 453 und ein geänderter Raildruck pRail, z.B. ein höherer Raildruck pRail,n+1, eingestellt. In diesem Fall werden die Schritte 420 - 445 für den geänderten Raildruck erneut durchgeführt.
  • Ergibt der Prüfschritt 450, dass für alle Zylinder bei allen vorgegebenen Raildrücken bereits ein Lernwert vorliegt, dann wird wieder in den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine übergegangen 455, 400 und der beschriebene Prüfschritt 405 erneut durchgeführt.
  • Das beschriebene Verfahren kann in Form eines Steuerprogramms für ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung einer Brennkraftmaschine oder in Form einer oder mehrerer entsprechender elektronischer Steuereinheiten (ECUs) realisiert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007058228 A1 [0005]
    • DE 102008043165 A1 [0006]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Durchführung einer Nullmengenkalibrierung von mittels Injektoren zugemessenem Kraftstoff insbesondere in einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mit wenigstens drei, jeweils wenigstens einen Injektor aufweisenden Zylindern, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erkannt wird (305), dass bei erkanntem konstantem Betriebspunkt die Ansteuerdauer einer Haupteinspritzung wenigstens eines Injektors eines vorgebbaren Zylinders verändert wird (315), und dass die Nullmengenkalibrierung auf der Grundlage einer erfassten (320), durch die Änderung der Ansteuerdauer der Haupteinspritzung des wenigstens einen Injektors bewirkten Änderung eines Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine durchgeführt wird (325).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des wenigstens einen Injektors des vorgebbaren Zylinders zeitweilig abgeschaltet wird (310) und dass die Ansteuerdauer der Haupteinspritzung des Injektors nachfolgend schrittweise solange vergrößert wird, bis eine Änderung des Drehzahlsignals erfasst wird (325).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung der Ansteuerung des wenigstens einen Injektors für einen Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste (325) Änderung des Drehzahlsignals mit einem vorgegebenen Nominalwert der Drehzahl verglichen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erfasste (325) Werte einer Änderung des Drehzahlsignals einem Lernprozess zum Erlernen eines geeigneten oder optimalen Korrekturwertes für die Nullmengenkalibrierung unterzogen werden (335).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf gelernter Korrekturwerte ausgewertet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten oder Unterschreiten gelernter Korrekturwerte von einem vorgebbaren oberen oder unteren Grenzwert eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schritte nacheinander für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine (300) durchgeführt werden.
  9. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  10. Maschinenlesbarer Datenträger, auf welchem ein Computerprogramm gemäß Anspruch 9 gespeichert ist.
  11. Elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, eine Brennkraftmaschine bzw. ein Kraftstoffzumesssystem mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zu steuern.
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