DE102018009101A1 - Method for correcting a fuel quantity to be introduced into at least one combustion chamber of an internal combustion engine for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur einer mittels einer Kraftstoffeinspritzung in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug einzubringenden Menge eines Kraftstoffes, mit den Schritten: während eines Referenzzustands, während welchem ein Einbringen der zu korrigierenden Menge unterbleibt: Ermitteln von Referenzwerten, welche wenigstens einen Druckanstieg (p_incr_s1) und wenigstens eine in die Verbrennungskraftmaschine eingebrachte Kraftstoffmenge während des Referenzzustands charakterisieren (Schritt S1); während eines Testzustands, während welchem die zu korrigierende Menge in den Brennraum eingebracht wird: Ermitteln von Testwerten, welche wenigstens einen Druckanstieg (p_incr_s2) und wenigstens eine in die Verbrennungskraftmaschine eingebrachte Kraftstoffmenge während des Testzustands charakterisieren (Schritt S2); Vergleichen der Referenzwerte mit den Testwerten (Schritt S3); und Korrektur der Menge in Abhängigkeit von dem Vergleich (Schritt S4). The invention relates to a method for correcting an amount of fuel to be introduced into at least one combustion chamber of an internal combustion engine for a motor vehicle by means of a fuel injection, comprising the steps: during a reference state, during which the amount to be corrected is not introduced: determining reference values, which are at least one Characterize pressure increase (p_incr_s1) and at least one amount of fuel introduced into the internal combustion engine during the reference state (step S1); during a test state during which the quantity to be corrected is introduced into the combustion chamber: determining test values which characterize at least one pressure increase (p_incr_s2) and at least one quantity of fuel introduced into the internal combustion engine during the test state (step S2); Comparing the reference values with the test values (step S3); and correcting the amount depending on the comparison (step S4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur einer mittels einer Kraftstoffeinspritzung in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug einzubringenden Menge eines Kraftstoffes.The invention relates to a method for correcting a quantity of fuel to be introduced into at least one combustion chamber of an internal combustion engine for a motor vehicle by means of a fuel injection.
Die
Aus der
Des Weiteren ist der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, sodass ein besonders kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gewährleistet werden kann.It is an object of the present invention to provide a method so that operation of an internal combustion engine for a motor vehicle with particularly low fuel consumption can be ensured.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur einer mittels einer Kraftstoffeinspritzung in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug einzubringenden Menge eines vorzugsweise flüssigen Kraftstoffes umfasst einen ersten Schritt, bei welchem während eines Referenzzustands, während welchem ein Einbringen der zu korrigierenden Menge in den Brennraum unterbleibt, Referenzwerte ermittelt werden, welche wenigstens einen oder mehrere Druckanstiege in dem Brennraum oder wenigstens einen oder mehrere Druckanstiege in einem Krümmer der Verbrennungskraftmaschine über einen bestimmten Kurbelwinkelbereich sowie wenigstens eine oder mehrere in die Verbrennungskraftmaschine eingebrachte Kraftstoffmengen während des Referenzzustands charakterisieren. Mit anderen Worten charakterisieren die Referenzwerte wenigstens ein oder mehrere, über wenigstens eine oder mehrere, während des Referenzzustands in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in dem Brennraum, ablaufende Verbrennungen auf eine als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine eingebrachte oder ausgeübte und während des Referenzzustands auftretende Drehmomente der Verbrennungskraftmaschine, welche während des Referenzzustands auftreten.The method according to the invention for correcting a quantity of a preferably liquid fuel to be introduced into at least one combustion chamber of an internal combustion engine for a motor vehicle by means of a fuel injection comprises a first step in which reference values are determined during a reference state during which the quantity to be corrected is not introduced into the combustion chamber which characterize at least one or more pressure increases in the combustion chamber or at least one or more pressure increases in a manifold of the internal combustion engine over a specific crank angle range and at least one or more fuel quantities introduced into the internal combustion engine during the reference state. In other words, the reference values characterize at least one or more, at least one or more burns occurring during the reference state in the internal combustion engine, in particular in the combustion chamber, on an output shaft of the internal combustion engine designed as a crankshaft, or applied and exerted torques of the internal combustion engine occurring during the reference state which occur during the reference state.
Des Weiteren charakterisieren die Referenzwerte wenigstens eine oder mehrere Kraftstoffmengen, die während des Referenzzustands in die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zumindest in den Brennraum, eingebracht werden. Hierzu wird beispielsweise wenigstens ein oder mehrere Referenzsignale während des Referenzzustands erfasst, insbesondere aufgezeichnet, wobei das wenigstens eine Referenzsignal beziehungsweise die Referenzsignale die Referenzwerte charakterisiert beziehungsweise charakterisiert. Mit anderen Worten wird beispielsweise das jeweilige Referenzsignal durch die Referenzwerte gebildet beziehungsweise das Referenzsignal umfasst die Referenzwerte.Furthermore, the reference values characterize at least one or more fuel quantities which are introduced into the internal combustion engine, in particular at least into the combustion chamber, during the reference state. For this purpose, for example, at least one or more reference signals are recorded, in particular recorded, during the reference state, the at least one reference signal or the reference signals characterizing or characterizing the reference values. In other words, for example, the respective reference signal is formed by the reference values or the reference signal comprises the reference values.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens werden während eines Testzustands, während welchem die zu korrigierende Menge in den Brennraum eingebracht wird, Testwerte ermittelt, welche wenigstens einen oder mehrere Druckanstiege in dem Brennraum oder wenigstens einen oder mehrere Druckanstiege in dem Krümmer (
Bei einem dritten Schritt des Verfahrens werden die Referenzwerte mit den Testwerten verglichen, wobei bei einem vierten Schritt des Verfahrens die Menge in Abhängigkeit von dem Vergleich korrigiert wird. Beispielsweise wird, insbesondere bei dem zweiten Schritt, wenigstens ein Soll-Wert der zu korrigierenden Menge vorgegeben. Je nach Zustand, insbesondere Alterungszustand, der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Injektors der Verbrennungskraftmaschine, resultiert aus dem vorgegebenen Soll-Wert ein Ist-Wert der zu korrigierenden Menge, wobei der Ist-Wert beziehungsweise die zu korrigierende Menge mit dem Ist-Wert tatsächlich in den Brennraum eingebracht wird. Beispielsweise wird die zu korrigierende Menge mittels des Injektors in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt in den Brennraum eingespritzt. Insbesondere mit zunehmender Lebensdauer beziehungsweise mit zunehmendem Alter der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere des Injektors, kann der Ist-Wert von dem Soll-Wert abweichen. Der Soll-Wert charakterisiert somit eine Soll-Menge der zu korrigierenden Menge, und der Ist-Wert charakterisiert eine Ist-Menge der zu korrigierenden Menge.In a third step of the method, the reference values are compared with the test values, with the amount being corrected as a function of the comparison in a fourth step of the method. For example, in particular in the second step, at least one target value of the quantity to be corrected is specified. Depending on the condition, in particular the aging condition, of the internal combustion engine, in particular an injector of the internal combustion engine, an actual value of the quantity to be corrected results from the predetermined target value, the actual value or the quantity to be corrected actually having the actual value in the Combustion chamber is introduced. For example the quantity to be corrected is introduced into the combustion chamber by means of the injector, in particular injected directly into the combustion chamber. The actual value can deviate from the target value in particular with increasing service life or with increasing age of the internal combustion engine, in particular of the injector. The target value thus characterizes a target quantity of the quantity to be corrected, and the actual value characterizes an actual quantity of the quantity to be corrected.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, dass, insbesondere anhand der Testwerte, der Ist-Wert beziehungsweise die Ist-Menge indirekt ermittelt wird. Der ermittelte Ist-Wert des Druckanstiegs, beziehungsweise die ermittelte Ist-Menge wird mit dem Soll-Wert beziehungsweise mit der Soll-Menge verglichen, wobei die Menge anhand des Vergleichs korrigiert wird. Die Soll-Menge wird beispielsweise durch Ansteuern, insbesondere durch elektrisches Ansteuern, des Injektors vorgegeben. Wird anhand des Vergleichs ermittelt, dass der Ist-Wert übermäßig von dem Soll-Wert abweicht, so wird die zu korrigierende Menge derart korrigiert, dass die Ansteuerung des Injektors korrigiert, das heißt an die Abweichung angepasst wird. Die Menge beziehungsweise die Ansteuerung wird derart korrigiert, dass ein Unterschied zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert zumindest verringert oder aufgehoben wird.It has proven to be particularly advantageous that the actual value or the actual quantity is determined indirectly, in particular on the basis of the test values. The determined actual value of the pressure rise, or the determined actual quantity, is compared with the target value or with the target quantity, the quantity being corrected on the basis of the comparison. The target quantity is predetermined, for example, by actuation, in particular by electrical actuation, of the injector. If it is determined on the basis of the comparison that the actual value deviates excessively from the target value, the quantity to be corrected is corrected in such a way that the control of the injector is corrected, that is to say adapted to the deviation. The quantity or the control is corrected in such a way that a difference between the actual value and the target value is at least reduced or eliminated.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit ein Verfahren zur Korrektur der auch als Einspritzmenge bezeichneten Menge auf Basis wenigstens einer zusätzlichen Testeinspritzung und Mengenerkennung über eine Differenz des Druckanstiegs. Unter der zuvor genannten Testeinspritzung ist das Einbringen, insbesondere das Einspritzen, der zu korrigierenden Menge während des Testzustands zu verstehen. Dabei liegt der Erfindung insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: In heutigen Motorapplikationen bestehen im Hinblick auf Emissionsstabilität immer höhere Anforderungen an die Einspritzmengengenauigkeit von Injektoren. Des Weiteren wird es in diesem Zusammenhang stets wichtiger, die Einspritzmengen über Lebensdauer zumindest im Wesentlichen konstant beziehungsweise stabil zu halten. Hierbei spielen vor allem kleine Einspritzmengen für sogenannte Pilot- oder Voreinspritzungen und/oder für sogenannte Post- oder Nacheinspritzungen eine große Rolle. Bisherige Mengenkorrekturen zur Korrektur von solchen, auch als Kleinstmengen bezeichneten Mengen erfolgen meist während eines Schubbetriebs. In heutigen Applikationen gibt es durch Rollbeziehungsweise Segelfunktionen kaum noch Schubphasen. Dies bedeutet, dass eine Schubphase aktiv angefordert werden müsste, was jedoch zu einer Kraftstoffverbrauchserhöhung führen würde. Außerdem kann eine Korrektur der Nacheinspritzung während des Schubbetriebs, das heißt im Schub, nicht erfolgen, sodass die Verhältnisse durch die fehlende Haupteinspritzung komplett unterschiedlich sind. Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, da vorzugsweise sowohl der Referenzzustand als auch der Testzustand während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird beziehungsweise ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ist. Während des befeuerten Betriebs wird die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zumindest der Brennraum, mit Kraftstoff und Luft versorgt, sodass in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in dem Brennraum, Verbrennungsvorgänge ablaufen. Dabei umfassen sowohl der Referenzzustand als auch der Testzustand vorzugsweise jeweils mehrere, aufeinanderfolgende Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine.The method according to the invention is thus a method for correcting the quantity also referred to as the injection quantity on the basis of at least one additional test injection and quantity detection via a difference in the pressure increase. The aforementioned test injection means the introduction, in particular the injection, of the amount to be corrected during the test state. The invention is based in particular on the following knowledge: In today's engine applications, there are ever increasing demands on the injection quantity accuracy of injectors with regard to emission stability. Furthermore, it is becoming more and more important in this context to keep the injection quantities at least essentially constant or stable over their service life. Small injection quantities for so-called pilot or pre-injections and / or for so-called post or post-injections play an important role here. Previous quantity corrections for the correction of such quantities, also referred to as very small quantities, are usually carried out during overrun operation. In today's applications, there are hardly any overrun phases due to roll or sailing functions. This means that an overrun phase would have to be actively requested, but this would lead to an increase in fuel consumption. In addition, the post-injection cannot be corrected during the overrun operation, that is to say during the overrun, so that the conditions are completely different due to the lack of main injection. The aforementioned problems and disadvantages can be avoided by means of the method according to the invention, since both the reference state and the test state are preferably carried out during a fired operation of the internal combustion engine or is a fired operation of the internal combustion engine. During the fired operation, the internal combustion engine, in particular at least the combustion chamber, is supplied with fuel and air, so that combustion processes take place in the internal combustion engine, in particular in the combustion chamber. Both the reference state and the test state preferably each comprise several successive work cycles of the internal combustion engine.
Der Referenzzustand ist ein Zustand der Verbrennungskraftmaschine ohne die zu Einbringung, insbesondere Einspritzung, der korrigierende Menge, sodass der Referenzzustand beispielsweise ein Betrieb mit einer Voreinspritzung und einer darauffolgenden Haupteinspritzung innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels ist. Hierbei werden die Verbrennungsluftverhältnisse, die Luftmassen und die eingespritzten Kraftstoffmengen für eine applizierbare Anzahl von Arbeitsspielen aufgezeichnet. Daraufhin wird während des Referenzzustands, insbesondere innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels des Referenzzustands, jeweils wenigstens oder genau eine zusätzliche Testeinspritzung durchgeführt, in deren Rahmen die zu korrigierende Menge in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. Die Testeinspritzung wird beispielsweise mit einer für die Applikation wichtigen Wunscheinspritzmenge für eine applizierbare Anzahl von Arbeitsspielen aktiviert beziehungsweise durchgeführt. The reference state is a state of the internal combustion engine without the amount to be introduced, in particular injection, of the correcting quantity, so that the reference state is, for example, an operation with a pre-injection and a subsequent main injection within the respective work cycle. The combustion air conditions, the air masses and the injected fuel quantities are recorded for an applicable number of work cycles. Thereupon at least or exactly one additional test injection is carried out during the reference state, in particular within the respective working cycle of the reference state, in the course of which the quantity to be corrected is introduced into the combustion chamber, in particular injected directly. The test injection is activated or carried out, for example, with a desired injection quantity that is important for the application for an applicable number of work cycles.
Außerdem werden während des Testzustands die oben genannten Signale, das heißt die Verbrennungsluftverhältnisse, die Luftmassen und die eingespritzten Kraftstoffmengen aufgezeichnet beziehungsweise erfasst. Über einen Relatiwergleich der Signale während des Testzustands und während des Referenzzustands wird ein Mengenkorrekturbedarf ermittelt.In addition, the above-mentioned signals, that is to say the combustion air conditions, the air masses and the injected fuel quantities, are recorded or recorded during the test state. A quantity correction requirement is determined by comparing the signals during the test state and during the reference state.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können wichtige Einspritzmengenbereiche des Injektors korrigiert und über seine Lebensdauer zumindest im Wesentlichen konstant beziehungsweise stabil gehalten werden. Es kann zusätzlich auch eine Nacheinspritzung mit völlig anderen Verhältnissen korrigiert und stabil gehalten werden. Es werden keine Schubphasen mehr benötigt, wobei sich das Verfahren nicht auf Kleinstmengen beschränkt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.With the aid of the method according to the invention, important injection quantity ranges of the injector can be corrected and at least essentially kept constant or stable over its lifetime. Post-injection with completely different conditions can also be corrected and kept stable. There are no longer any overrun phases, although the process is not restricted to very small quantities.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment as well as from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 Diagramme zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens; -
3 ein Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens; -
4 ein weiteres Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens; und -
5 ein weiteres Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.
-
1 a flowchart to illustrate a method according to the invention; -
2nd Diagrams to further illustrate the method; -
3rd a diagram to further illustrate the method; -
4th another diagram to further illustrate the method; and -
5 another diagram to further illustrate the method.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols.
Bei einem sich vorzugsweise an den ersten Schritt
Aus diesem Ansteuern des Injektors resultiert die Menge als eine Ist-Menge, welche anhand der Signale beziehungsweise anhand der Testwerte ermittelt, insbesondere berechnet, wird. Die Ansteuerung basiert dabei auf einer Soll-Menge, welche vorgegeben wird. Mit anderen Worten ist es gewünscht, dass aus der Ansteuerung des Injektors die Ist-Menge derart resultiert, dass die Ist-Menge der Soll-Menge entspricht beziehungsweise nur geringfügig von der Soll-Menge abweicht. Beispielsweise wird die Ist-Menge mit der Soll-Menge verglichen. Weicht die Ist-Menge von der Soll-Menge übermäßig ab, so kann durch diese Abweichung darauf rückgeschlossen werden, dass die Ansteuerung des Injektors nicht zu der Einbringung der gewünschten Soll-Menge geführt hat. In der Folge können die Ansteuerung des Injektors und somit die Ist-Menge korrigiert werden, sodass die Ist-Menge der Soll-Menge, welche auch als Zielmenge bezeichnet wird, entspricht. Beispielsweise wird die Ist-Menge mit der Soll-Menge durch ein Kennfeld und/oder eine Übertragungsfunktion verglichen. Anhand des Vergleichs beziehungsweise anhand der Abweichung wird beispielsweise ein Korrekturwert ermittelt, um welchen die Ansteuerung beziehungsweise die Menge korrigiert wird, sodass die Ist-Menge der Soll-Menge entspricht. Dieser Korrekturwert wird beispielsweise in einer Speichereinrichtung einer elektronischen Recheneinrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Verbrennungskraftmaschine gespeichert. Insbesondere erfolgt die Korrektur durch eine Korrektur einer Ansteuerdauer des Injektors.From this activation of the injector, the quantity results as an actual quantity, which is determined, in particular calculated, on the basis of the signals or on the basis of the test values. The control is based on a target quantity, which is specified. In other words, it is desired that the actual quantity results from the control of the injector in such a way that the actual quantity corresponds to the nominal quantity or deviates only slightly from the nominal quantity. For example, the actual quantity is compared with the target quantity. If the actual quantity deviates excessively from the nominal quantity, it can be concluded from this deviation that the control of the injector did not lead to the introduction of the desired nominal quantity. As a result, the control of the injector and thus the actual quantity can be corrected so that the actual quantity corresponds to the target quantity, which is also referred to as the target quantity. For example, the actual quantity is compared with the target quantity by means of a map and / or a transfer function compared. On the basis of the comparison or on the basis of the deviation, for example, a correction value is determined, by which the control or the quantity is corrected, so that the actual quantity corresponds to the target quantity. This correction value is stored, for example, in a storage device of an electronic computing device for controlling and / or regulating the internal combustion engine. In particular, the correction is carried out by correcting a control period of the injector.
Durch hydraulische Druckwelleneffekte in einem auch als Rail bezeichneten Kraftstoffverteilungselement kann die durch die zusätzliche Testeinspritzung eingebrachte Einspritzmenge betriebspunktabhängig systematisch abweichen. Deshalb ist gegebenenfalls eine Übertragungsfunktion beziehungsweise ein Kennfeld für die betriebsunabhängige Ziel-Druckanstiegsdifferenz notwendig, wobei das Kennfeld in
Die Druckanstiegsdifferenz wird analog
- Die Methode kann sowohl für den Brennraumdruck (Pcyl) Als auch den Druck im Auslasskrümmer (
P3 ) angewendet werden - Dabei können in einem Ausführungsbeispiel die Winkelbereiche betriebspunktabhängig unterschiedlich festgelegt werden.
- The method can be used for both the combustion chamber pressure (Pcyl) and the pressure in the exhaust manifold (
P3 ) be applied - In one embodiment, the angle ranges can be defined differently depending on the operating point.
Variante 1:Version 1:
Variante 2:Variant 2:
Zwischen kalibierbaren Kurbelwinkel Start (
Liegt der Wert der Differenz des Druckanstiegs zwischen
Liegt die
Is that
Ferner zeigt
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010th
- Diagrammdiagram
- 1212
- Diagrammdiagram
- 1414
- Abszisseabscissa
- 1616
- Abszisseabscissa
- 1818th
- Ordinateordinate
- 2020th
- Abszisseabscissa
- 2222
- Ordinateordinate
- 2424th
- Abszisseabscissa
- 2626
- Ordinateordinate
- DD
- Differenzdifference
- KK
- KorrekturfunktionCorrection function
- p_incr_s1p_incr_s1
- DruckanstiegPressure increase
- p_incr_s2p_incr_s2
- DruckanstiegPressure increase
- Diff_p_incr_s2-s1Diff_p_incr_s2-s1
- Differenz DruckanstiegDifference in pressure increase
- PP
- PunktPoint
- S1S1
- erster Schrittfirst step
- S2S2
- zweiter Schrittsecond step
- S3S3
- dritter SchrittThird step
- S4S4
- vierter Schrittfourth step
- S5S5
- Schrittstep
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102008051820 A1 [0003]DE 102008051820 A1 [0003]
- DE 102004053418 A1 [0004]DE 102004053418 A1 [0004]
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |