DE102017212180A1 - Method for cylinder equalization in an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylindergleichstellung bei einer Brennkraftmaschine. Wenigstens zwei Injektoren der Brennkraftmaschine weisen einen NC-Sensor au. Ausgehend von der Amplitude des NC-Sensors wird eine, die eingespritzte Kraftstoffmeng charakterisierende Größe ermittelt. Diese Größe wird zur Korrektur der eingespritzten Menge im Sinne einer Zylindergleichstellung verwendet.The invention relates to a method for cylinder equalization in an internal combustion engine. At least two injectors of the internal combustion engine have an NC sensor. Based on the amplitude of the NC sensor, a variable characterizing the injected fuel quantity is determined. This variable is used to correct the injected quantity in the sense of a cylinder equalization.
Description
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen ausgehend von einem Drehzahlsignal die einzelnen Momentbeiträge der einzelnen Zylinder zum Gesamtmoment bestimmt werden. Diese werden dann auf einen gemeinsamen Sollwert eingeregelt.Methods are known from the prior art in which, based on a speed signal, the individual moment contributions of the individual cylinders to the total torque are determined. These are then adjusted to a common setpoint.
Ferner ist aus der
Eine Zylindergleichstellung ist insbesondere bei kleinen Einspritzmengen problematisch. Eine Auswertung auf Basis der Drehzahl ist nicht ohne weiteres möglich, da solche Einspritzungen keinen oder nur einen sehr geringen Beitrag zum Drehmoment liefern. Dadurch ist auf Basis der Drehzahl nur eine sehr ungenaue Zylindergleichstellung möglich.A cylinder equalization is problematic especially for small injection quantities. An evaluation on the basis of the speed is not readily possible because such injections provide no or only a very small contribution to the torque. As a result, only a very inaccurate cylinder balance is possible based on the speed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine genaue Erfassung der Einspritzmenge bzw. eines Ersatzsignals der Einspritzmenge auch bei kleinen Einspritzmengen möglich ist und dadurch eine Zylindergleichstellung bei kleinen Einspritzmengen, die insbesondere bei der Voreinspritzung eingesetzt werden, möglich ist.The method according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that an accurate detection of the injection quantity or a replacement signal of the injection quantity is possible even with small injection quantities and thereby a cylinder equalization with small injection quantities, which are used in particular in the pilot injection, is possible ,
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ausgehend von der Amplitude eines NC-Sensors eine, die eingespritzte Kraftstoffmenge charakterisierende Größe ermittelt wird und dass diese Größe zur Korrektur der eingespritzten Menge. Vorzugsweise wird diese Korrektur zur Zylindergleichstellung verwendetAccording to the invention, this is achieved by determining, based on the amplitude of an NC sensor, a variable which characterizes the injected fuel quantity, and that this variable is used to correct the injected quantity. Preferably, this correction is used for cylinder alignment
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Signalamplitude unmittelbar verwendet wird. Als Signalamplitude wird vorzugsweise die Differenz zwischen einem Ruhepotential und einem Minimalwert bezeichnet.It is particularly advantageous if the signal amplitude is used directly. The signal amplitude is preferably the difference between a rest potential and a minimum value.
Eine besonders genaue Auswertung ergibt sich, wenn eine integrierte Signalamplitude verwendet wird.A particularly accurate evaluation results when an integrated signal amplitude is used.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Signal zwischen dem Beginn und dem Ende der Ventiloffendauer auf integriert wird.It is particularly advantageous if the signal between the beginning and the end of Ventiloffendauer is integrated.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahren möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim method are possible.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen neuen Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird, also insbesondere kompiliert und/oder verlinkt wird. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar ist.In a further aspect, the invention relates to a new program code together with processing instructions for creating a computer program executable on a control unit, in particular source code with compilation and / or linking instructions, the program code giving the computer program for carrying out all the steps of one of the described methods, if he the processing instructions are converted into an executable computer program, that is in particular compiled and / or linked. This program code can be given in particular by source code, which can be downloaded for example from a server on the Internet.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 wesentliche Elemente eines Kraftstoffeinspritzsystems, -
2 verschiedenen über der Zeit aufgetragene Signale und -
3 verschiedene Signalverläufe des Ausgangssignalsensors, der den Druck im Ventilraum des Common-Rail-Injektors erfasst
Show it:
-
1 essential elements of a fuel injection system, -
2 various signals plotted over time and -
3 various signal waveforms of the output signal sensor, which detects the pressure in the valve chamber of the common rail injector
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In der
Das Ausgangssignal des Sensors
In
Zum Zeitpunkt
In
Bei der Einspritzung sehr kleiner Einspritzmengen, insbesondere zur Voreinspritzung, sind die eingespritzten Kraftstoffmengen so klein, dass die Düse immer in der Sitzdrossel betrieben wird, d.h. die Hauptdrosselung erfolgt nicht in den Spritzlöchern, sondern davor im Düsensitz. Die Stärke der dortigen Drosselung, die sich wiederum auf den Ratenverlauf auswirkt, ist hauptsächlich vom Hub bzw. der Beschleunigung der Geschwindigkeit der Düsennadel abhängig. Dieses Verhalten ist jedoch nicht bekannt.When injecting very small injection quantities, in particular for pre-injection, the quantities of fuel injected are so small that the nozzle is always operated in the seat throttle, i. the main throttling does not take place in the spray holes, but before that in the nozzle seat. The strength of the throttling there, which in turn affects the course of the rate, is mainly dependent on the stroke or acceleration of the speed of the nozzle needle. However, this behavior is unknown.
Aus der Variation der Ratenhöhe resultieren auch bei eingeregeltem Zeitpunkt des Beginns und des Ende der Einspritzung Mengenunterschiede. Da die Beschleunigung/Geschwindigkeit der Düsennadel bei kleinen Einspritzungen wesentlich von der Drosselung des Schaltventils bzw. vom sich einstellenden Ventilraumdruck bei geöffnetem oder ballistischem Ventil abhängt, und diese wiederum aus dem Signal des Sensors
In
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass ausgehend von dem Signal des Sensors
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für jeden Zylinder ein Regler vorgesehen ist. Den jeweiligen Reglern wird das jeweilige Signal des entsprechenden NC-Sensors zugeführt und auf einen gemeinsamen Sollwert eingeregelt. Dabei wird vorzugsweise das Signal U des NC-Sensors auf integriert und das auf integrierte Signal als Istwert verwendet. Dabei wird vorzugsweise über den Einspritzvorgang, das heißt zwischen den Zeitpunkten tb und te integriert. Als Sollwert wird vorzugsweise der Mittelwert über alle Istwerte.In one embodiment, it is provided that a regulator is provided for each cylinder. The respective controller is the respective signal of the corresponding NC sensor supplied and adjusted to a common setpoint. In this case, preferably, the signal U of the NC sensor is integrated and used as an actual value to integrated signal. It is preferably integrated via the injection process, that is, between the times tb and te. The desired value is preferably the mean value over all actual values.
Die Ansteuerdauer der einzelnen Zylinder wird dabei ausgehend von einem Startwert solange erhöht bis der Sollwert den Istwert erreicht hat.The activation duration of the individual cylinders is increased starting from a starting value until the setpoint has reached the actual value.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird als Sollwert ein Wert vorgegeben, der sich bei einem Nominalinjektor einstellt. Ein Nominalinjektor ist ein bzgl. Einspritzmengenverhalten mittellagiger Injektor der im gesamten Betriebskennfeld die Nominalmenge (Sollmenge) bei der jeweiligen Ansteuerdauer einspritzt („goldenes Kennfeld“).In a particularly advantageous embodiment, a value is specified as the desired value, the occurs with a nominal injector. A Nominal injector is a fuel injector with respect to the average injection quantity of the nominal amount (target amount) injected at the respective actuation duration in the entire operating map ("golden map").
Um den Effekt von unterschiedlichen Signalstärken des Sensors, der nicht mengenrelevant ist, von relevanten Rateneffekten zu trennen, muss eine Normierung aller Sensorsignale beim jeweiligen Raildruck erfolgen. Die Normierung kann z.B. auf die Differenz zwischen Minimum (Umin) und dem Maximum des Signals z.B. beim Ventilschließen (te) bezogen werden, die bei großen Ansteuerdauern des Schaltventils (>500µs) berechnet wird.In order to separate the effect of different signal strengths of the sensor, which is not relevant to quantity, from relevant rate effects, a normalization of all sensor signals must take place at the respective rail pressure. The normalization may e.g. to the difference between minimum (Umin) and the maximum of the signal e.g. at valve closing (te), which is calculated at high actuation durations of the switching valve (> 500μs).
Der Wert US, der auch als Ruhepotential bezeichnet wird, kann sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Injektors ermittelt werden. Vorzugsweise wird die Spannung am Sensor unmittelbar vor dem Öffnen des Injektors, beispielsweise beim Zeitpunkt
Besonders vorteilhaft ist es wenn ein Referenzlevels des Signals bestimmt wird. Dies dient zur Normierung des Signals, um ungewollte Einflüsse aus der Signalhöhe auszublenden. Dieser Referenzlevel gibt an, um welchen Spannungswert sich das Ausgangssignal des NC-Sensors des jeweiligen Injektors bei einer Ansteuerung ändert. Dieser Wert ist üblicherweise von Injektor zu Injektor unterschiedlich. Diese Unterschiede werden durch die Normierung des Signals des NC-Sensors ausgeglichen.It is particularly advantageous if a reference level of the signal is determined. This is used to normalize the signal to hide unwanted effects from the signal level. This reference level indicates by which voltage value the output signal of the NC sensor of the respective injector changes during a control. This value is usually different from injector to injector. These differences are compensated by the normalization of the signal of the NC sensor.
Hierzu ist erforderlich, dass für jeden Injektor individuell der Einfluss der Signalamplitude korrigiert wird. Dazu sind im Wesentlichen zwei Ansätze vorteilhaft. Die für jeden Zylinder (Injektor) individuelle Signalamplitude kann beim Ventilöffnen oder beim Ventilschließen bestimmt werden.For this it is necessary that for each injector the influence of the signal amplitude is individually corrected. Essentially, two approaches are advantageous. The individual signal amplitude for each cylinder (injector) can be determined when opening the valve or when closing the valve.
Beim Ventilöffnen werden die Messwerte kurz vor der Bestromung, beispielsweise beim Zeitpunkt
Die Bestimmung der Spannungsamplitude beim Ventilschließen erfolgt in ähnlicher Weise. Herangezogen wird der erste Wert in einem Messfenster, dass kurz vor dem Zeitpunkt te beginnt und nach dem ersten lokalen Maximum der Spannung U endet. Als Signalamplitude wird die Differenz zwischen den ersten Messwert in diesem Zeitfenster und dem lokalem Maximum verwendet. Vorzugsweise wird auch hier über 5 bis 10 Werte gemittelt.The determination of the voltage amplitude when closing the valve takes place in a similar manner. The first value is taken in a measurement window which begins shortly before the time te and ends after the first local maximum of the voltage U. The signal amplitude used is the difference between the first measured value in this time window and the local maximum. Preferably, over 5 to 10 values are also averaged here.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014204098 A1 [0002]DE 102014204098 A1 [0002]
- DE 102014204098 [0012]DE 102014204098 [0012]
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2017
- 2017-07-17 DE DE102017212180.7A patent/DE102017212180A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102014204098A1 (en) | 2014-03-06 | 2015-09-10 | Robert Bosch Gmbh | Method for controlling a common rail injector |
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