DE102017214397A1

DE102017214397A1 - Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102017214397A1
Application number: DE102017214397.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Bliklen; Erik Tonner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-02-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffzumessung, wobei die minimale Ansteuerdauer ermittelt wird, bei der gerade eine Einspritzung erfolgt, dass bei einer Ansteuerdauer, bei der keine Einspritzung erfolgt, ein Signal eines NCS-Sensors im Bereich des Injektors erfasst wird, dass die Ansteuerdauer erhöht wird, bis das Signal des NCS-Sensors eine Einspritzung anzeigt, und dass die Ansteuerdauer als minimale Ansteuerdauer verwendet wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine nach Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Aus der DE 39 29 747 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt. Mit diesem Verfahren wird die minimale Ansteuerdauer ermittelt, bei der gerade eine Einspritzung erfolgt. Ausgehend von einem Startwert wird die Ansteuerdauer schrittweise erhöht, bis eine Einspritzung erfolgt. Eine Einspritzung wird anhand verschiedener Signale, wie beispielsweise dem Brennraumdruck oder anderer Signale erkannt. Dabei wird überprüft, ob eine Voreinspritzung erfolgt oder nicht.
Bei diesem Verfahren werden lediglich indirekte Signale verwendet, die nur indirekt anzeigen, ob eine Einspritzung erfolgt ist. Ändern sich die rückgemeldeten Signale aufgrund anderer Störeinflüsse, so wird ggf. fälschlicher Weise eine erfolgte Einspritzung erkannt und ein fehlerhaftes Signal abgespeichert.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine erfolgende Einspritzung unmittelbar erkannt wird. Dies wird dadurch erzielt, dass bei einem die minimale Ansteuerdauer ermittelt wird, bei der gerade eine Einspritzung erfolgt, wobei ausgehend von einer Ansteuerdauer bei der keine Einspritzung erfolgt, die Ansteuerdauer erhöht wird, bis das Signal eines NCS-Sensors eine Einspritzung anzeigt. Diese Ansteuerdauer, bei der das Signal des NCS-Sensors eine Einspritzung anzeigt, wird als minimale Ansteuerdauer verwendet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Einspritzung erkannt wird, wenn das Signal des NCS-Sensors um mehr als ein Schwellwert gegenüber dem Signal des NCS-Sensors ansteigt, das vorliegt, wenn keine Einspritzung erfolgt. Das heißt es wird eine Einspritzung erkannt, wenn das Signal sich gegenüber einer Ansteuerung ohne Einspritzung wesentlich ansteigt. Durch diese relative Betrachtung der Änderung des Signals des NCS-Sensors ist eine robustere Auswertung möglich, da das Signal starke Störungen und Schwankungen aufweist. Auch bei einem solchen störungsbehafteten Signal ist eine sichere Unterscheidung zwischen einer erfolgten und einer nicht erfolgten Einspritzung möglich.
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.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm verschiedener Elemente eines Einspritzsystems,
2 verschiedene, über der Zeit aufgetragenen Signale und
3 ein Flussdiagramm der erfindungsgemä0en Vorgehensweise.

Ausführungsformen der Erfindung
In 1 sind die wesentlichen Elemente eines Kraftstoffinjektors und eines Steuergeräts dargestellt. Ein Kraftstoffinjektor ist mit 100 bezeichnet. Dieser beinhaltet im Wesentlichen einen Aktor 110 sowie eine Ventilnadel 120. Diese Ventilnadel 120 wird von dem Aktor 110 direkt oder indirekt zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position des Injektors bewegt. In der geöffneten Position erfolgt eine Einspritzung. In der geschlossenen Position erfolgt keine Einspritzung.
Ferner beinhaltet der Injektor 100 einen so genannten NCS-Sensor 130. Dieser Sensor 130 erfasst Druckänderungen im Injektor, insbesondere in der Injektorhochdruckleitung. Durch geeignete Signalverarbeitungsverfahren werden ausgehend von diesen Signalen des Sensors Informationen über das Verhalten des Injektors ermittelt. Hierzu gelangt das Signal des Sensors 130 zu einer Auswertung 170 in einem Steuergerät 150. Dieses Steuergerät 150 beinhaltet ferner eine Ansteuerung 180, die den Aktor 110 mit Ansteuersignalen beaufschlagt.
Vorzugsweise erfasst der NCS-Sensor den Kraftstoffdruck im Injektor. Vorzugsweise wird der Druck in der Hochdruckleitung im Injektor erfasst. Solange keine Einspritzung erfolgt nimmt dieser Druck einen hohen Wert an. Mit Beginn der Einspritzung fällt der Druck auf einen niederen Wert ab. Dies hat ein entsprechendes Signal des NCS Sensors zur Folge.
Üblicher Weise berechnet das Steuergerät 150 das Ansteuersignal zur Beaufschlagung des Aktors, ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen. Üblicher Weise sind die Injektoren 100 mit Toleranzen behaftet. Insbesondere bei kleinen Kraftstoffeinspritzmengen sind diese Toleranzen problematisch. So kann der Fall eintreten, dass bei einer bestimmten Ansteuerdauer ein Injektor Kraftstoff zumisst und ein anderer Injektor kein Kraftstoff zumisst. Deshalb werden Verfahren zur so genannten Nullmengenkalibrierung eingesetzt. Bei diesen Verfahren zur Nullmengenkalibrierung wird die Ansteuerdauer ermittelt, bei der gerade eine Kraftstoffzumessung erfolgt. Unter dieser ermittelten Mindestansteuerdauer erfolgt keine Kraftstoffzumessung. Diese Mindestansteuerdauer wird dann bei der Berechnung der Ansteuerdauer berücksichtigt.
Bei diesem Verfahren wird üblicher Weise derart vorgegangen, dass ausgehend von einer Ansteuerdauer, bei der sicher keine Kraftstoffzumessung erfolgt, die Ansteuerdauer so lange erhöht wird, bis eine Kraftstoffeinspritzung erkannt wird. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass zur Erkennung, ob eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, das Signal des NCS-Sensors 130 verwendet wird.
Das Signal des NCS-Sensors 130 ist mit zahlreichen Störungen behaftet. Ein Beispiel des Signalverlaufs über der Zeit des NCS-Sensors ist in 2 dargestellt. In 2a ist der Verlauf des Signals ohne Ansteuerung des Injektors dargestellt. In 2b ist eine Ansteuerdauer dargestellt, bei der der Injektor so kurz angesteuert wird, dass der Aktor betätigt wird, die Ventilnadel aber noch nicht abhebt. Bei dieser Art der Ansteuerung gelangt kein Kraftstoff in die Brennräume die Brennkraftmaschine. Es wird aber eine so genannte Steuermenge aus dem Injektor wieder zurück in den Niederdruckkreislauf geleitet. Diese Art der Ansteuerung wird als Blankshot-Ansteuerung bezeichnet. In 2c ist das Signal des NCS-Sensors für eine Ansteuerung dargestellt, bei der gerade eine Einspritzung erfolgt.
In 2b ist zu sehen, dass das Signal des NCS-Sensors deutlich welliger ist als in 2a. In 2c ist ein deutlicher Signalanstieg zu erkennen, der eine erfolgte Einspritzung anzeigt.
Zur Ermittlung der Mindestansteuerdauer wird nun wie folgt vorgegangen: in einem ersten Schritt 300 wird eine so genannte Blankshot-Ansteuerung durchgeführt, bei der noch keine Menge eingespritzt wird. Dies entspricht einer Ansteuerdauer TA mit dem Wert 0. Dieses entspricht dem Signalverlauf der 2b. Das Signal des NCS-Sensors beinhaltet somit keine Information über das Nadelöffnen, weil die Ventilnadel sich noch nicht geöffnet hat. Im Schritt 310 wird dabei das Ausgangssignal des NCS-Sensors im Schritt 310 erfasst. Dieses Signal NCS (T0) entspricht dem Signal, so lange keine Einspritzung erfolgt. Im sich anschließenden Schritt 320 wird die Ansteuerdauer TA um den Wert DT erhöht. Im anschließenden Schritt 330 wird die Differenz DNCS zwischen dem aktuellen Signal NCS (TA) und dem im Schritt 310 ermittelten Signal NCS(T0) ermittelt. Die anschließende Abfrage 340 überprüft, ob diese Differenz größer als ein Schwellwert ist. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 320 erneut die Ansteuerdauer TA erhöht. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 350 die Mindestansteuerdauer Tmin mit dem Wert TA gesetzt.
Dies bedeutet, es wird sukzessive die Ansteuerdauer erhöht und jeweils die Differenz des NCS-Sensors Signals zur Blankshot-Ansteuerung gebildet. Wird die Ansteuerdauer so groß, dass Kraftstoff eingespritzt wird, öffnet die Ventilnadel und die Information über das Nadelöffnen ist im Ausgangssignal des Sensors NCS-Sensor erkennbar. Dabei wird sich die Differenz zwischen dem Signal mit der Blankshot-Ansteuerung und dem aktuellen Ansteuersignal größer. Die erste Ansteuerdauer, bei der ein definierter Schwellwert S überschritten wird, ist diejenige Ansteuerdauer, bei der zum ersten Mal eine Kraftstoffmenge eingespritzt wird und die Mittel des vorgestellten Verfahrens ermittelt werden soll.
Da das Signal des NCS-Sensors sehr störungsbehaftet ist, ist es vorteilhaft, nicht das Absolutsignal zu verwenden, sondern die Differenz zwischen dem aktuellen Signal und einem Signal, bei dem sicher keine Einspritzung erfolgt zu bewerten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3929747 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffzumessung, wobei die minimale Ansteuerdauer ermittelt wird, bei der gerade eine Einspritzung erfolgt, wobei ausgehend von einer Ansteuerdauer bei der keine Einspritzung erfolgt, die Ansteuerdauer erhöht wird, bis das Signal eines NCS-Sensors eine Einspritzung anzeigt, und dass diese Ansteuerdauer, bei der das Signal des NCS-Sensors eine Einspritzung anzeigt, als minimale Ansteuerdauer verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspritzung erkannt wird, wenn das Signal des NCS-Sensors um mehr als ein Schwellwert gegenüber dem Signal des NCS-Sensors ansteigt, das vorliegt, wenn keine Einspritzung erfolgt.
Computerprogramm, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 3 gespeichert ist.
Steuergerät, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2 auszuführen.
Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, wobei der Programmcode das Computerprogramm nach Anspruch 4 ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird.