DE102018213114A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Einspritzsystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Einspritzsystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Common-Rail-Einspritzsystem (4) abhängig von einer Einspritzkraftstoffmenge, mit folgenden Schritten:- Bestimmen einer Angabe zu einem Relativdruckverlauf aus einem Verlauf eines absoluten Raildrucks in einem Hochdruckspeicher (42) des Common-Rail-Einspritzsystems (4);- Bestimmen der Einspritzkraftstoffmenge abhängig von der Angabe zu dem Relativdruckverlauf und mithilfe eines trainierten Funktionsmodells, insbesondere eines nicht-parametrischen Funktionsmodells oder eines neuronalen Netzes,- Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von der Einspritzkraftstoffmenge.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Einspritzsystem, insbesondere basierend auf einer zu ermittelnden Kraftstoffmenge. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zum Modellieren der eingespritzten Kraftstoffmenge bei einem Verbrennungsmotor mit einem Common-Rail-Einspritzsystem.
  • Technischer Hintergrund
  • In Verbrennungsmotoren mit einem Common-Rail-Einspritzsystem wird Kraftstoff in die Zylinder aus einem Hochdruckspeicher über Einspritzventile direkt in die Brennräume der Zylinder eingespritzt.
  • Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird derzeit basierend auf dem Raildruckverlauf in dem Hochdruckspeicher, durch Ventilhübe und Öffnungszeiten der Einspritzventile bestimmt. Diese Parameter und auch weitere Parameter, insbesondere Bauteilparameter, sind stark toleranzbehaftet. Um diese Toleranzen, insbesondere über Lebensdauer auszugleichen soll anhand des Raildruckverlaufs die eingespritzte Menge geschätzt werden, wobei auch der Raildruckverlauf etlichen Toleranzen unterliegt. So bestehen Fertigungstoleranzen bei dem Volumen des Common-Rail-Einspritzsystems, Toleranzen bei den Kraftstoffeigenschaften, die von der Kraftstoffart abhängen, Messtoleranzen bei der Messung der Kraftstofftemperatur und des Raildrucks. Daher weisen Raildruck-basierte Mengenschätzverfahren unabhängig von der Bestimmungsweise der eingespritzten Kraftstoffmenge große Toleranzen auf. Daher kann die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht ohne weiteres durch ein physikalisches Modell zuverlässig bestimmt werden.
  • Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 10 2005 006 361 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff wenigstens zeitweise in eine Kraftstoffsammelleitung gefördert wird, an die mindestens ein Injektor angeschlossen ist und bei dem eine Druckdifferenz, die in der Kraftstoffsammelleitung bei mindestens einer Einspritzung auftritt, erfasst wird. Für die Erfassung der Druckdifferenz wird die Kraftstoffsammelleitung als ein im Wesentlichen geschlossenes System angenommen und die Druckdifferenz zeitbasiert detektiert.
  • Die Druckschrift DE 10 2014 215 618 A1 betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Einspritzmenge von Kraftstoff, welcher aus einem Hochdruckspeicher entnommen und in einen oder mehrere Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der Verlauf des Kraftstoffdrucks im Hochdruckspeicher wird erfasst und ein frequenztransformierter Verlauf des Kraftstoffdrucks ermittelt. Aus einer zur Zündfrequenz der Brennkraftmaschine gehörigen Komponente im frequenztransformierten Verlauf des Kraftstoffdrucks wird die Einspritzmenge ermittelt.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2004 031 006 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer Einspritz-Kraftstoffmenge in einem Verbrennungsmotor mit einem Common-Rail-Einspritzsystem mithilfe eines Raildrucksensors und einer Motorsteuerung mit einem künstlichen neuronalen Netz bekannt. Das neuronale Netz wird verwendet, um eine Einspritzmengenbestimmung aus Raildruckdaten in Echtzeit zu ermöglichen. Dazu werden Absolutwerte des Raildruckverlaufs ermittelt und als Eingangsgrößenvektor dem neuronalen Netz zugeführt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Einspritzsystem gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Einspritzsystem abhängig von einer Einspritzkraftstoffmenge vorgesehen, mit folgenden Schritten:
    • - Bestimmen einer Angabe zu einem Relativdruckverlauf aus einem Verlauf eines absoluten Raildrucks in einem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems;
    • - Bestimmen der Einspritzkraftstoffmenge abhängig von der Angabe zu dem Relativdruckverlauf und mithilfe eines trainierten Funktionsmodells, insbesondere eines nicht-parametrischen Funktionsmodells oder eines neuronalen Netzes, und
    • - Betreiben des Verbrennungsmotors abhängig von der Einspritzkraftstoffmenge.
  • Das obige Verfahren zum Betreiben des Verbrennungsmotors basiert auf einer Bestimmung einer eingespritzten Kraftstoffmenge abhängig von einem Verlauf eines Kraftstoffdrucks in einem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems (Raildruckverlauf). Dieser Verlauf des Kraftstoffdrucks unterliegt etlichen Toleranzen. Die Modellierung erfolgt durch ein trainierbares Modell, insbesondere mithilfe eines nicht-parametrischen Modells, wie beispielsweise eines Gauß-Prozess-Modells, bzw. eines neuronalen Netzwerks. Eine wesentliche Idee des obigen Verfahrens besteht darin, das Modell so auszubilden, dass es möglichst von den Toleranzen der toleranzbehafteten Parameter unabhängig ist. Die Abhängigkeit des in dem Hochdruckspeicher aufgrund der Einspritzung einer Kraftstoffmenge resultierenden Druckabfalls Δp ergibt sich als: Δ p = K ( p , T ) V Δ V
    Figure DE102018213114A1_0001
    für das Einspritz-Kraftstoffvolumen ΔV und Δ p = c 2 ( p , T ) V Δ m
    Figure DE102018213114A1_0002
    für die Einspritz-Kraftstoffmasse Δm.
  • Somit kann die Einspritzkraftstoffmenge als volumenbezogene Einspritz-Kraftstoffmenge ΔV oder als massenbezogene Einspritz-Kraftstoffmenge Δm angegeben werden.
  • Man erkennt, dass der Faktor K ( p , T ) V  bzw .  c 2 ( p , T ) V
    Figure DE102018213114A1_0003
    toleranzbehaftete Größen, wie einen absoluten Raildruck p in dem Hochdruckspeicher, eine Kraftstofftemperatur T in dem Hochdruckspeicher und ein Speichervolumen V des Hochdruckspeichers sowie eine Kompressibilität K bzw. c2 aufweist.
  • Bei einem Training eines nicht-parametrischen Modells müssen die toleranzbehafteten Größen in ihren möglichen Toleranzbereichen nachgebildet werden, um entsprechende Trainingsdaten für das zu modellierende Modell zu erhalten. Dies ist aufwendig, und es wird daher vorgeschlagen, die Abschätzung der eingespritzten Kraftstoffmenge lediglich basierend auf einem Verlauf des Relativdrucks in dem Hochdruckspeicher durchzuführen und beim Trainingsverfahren keine sonstigen den Aufbau des Hochdruckspeichers und des darin gespeicherten Kraftstoffes betreffenden Einflussgrößen zu berücksichtigen. Insbesondere soll explizit auf die Berücksichtigung der Größen des Absolutdrucks, der Temperatur und des Hochdruckspeichervolumens sowie der Kompressibilität des Kraftstoffs abhängig von der verwendeten Kraftstoffart verzichtet werden.
  • Das Trainieren des nicht-parametrischen Modells lediglich basierend auf dem Relativdruckverlauf des Raildrucks ist sehr einfach durchführbar, und es ist somit in sehr kurzer Prüfstandszeit möglich, das Modell an den individuellen Verbrennungsmotor anzupassen. Durch die von den oben genannten Einflussgrößen unabhängige Betrachtung des Relativdruckverlaufs werden die Einflüsse der einzelnen toleranzbehafteten Parameter in dem Relativdruckverlauf subsummiert gelernt, so dass die Einspritz-Kraftstoffmenge durch eine geeignete Formulierung eines Eingangsgrößenvektors, der den Verlauf des Relativdrucks in dem Hochdruckspeicher beschreibt, möglich ist.
  • Weiterhin kann der Relativdruckverlauf abhängig von einem Referenzraildruck bestimmt werden, der sich als Mittelwert oder Anfangswert eines Raildruckverlaufs in einem aktuellen oder vorangegangenen Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors ergibt.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Einspritzkraftstoffmenge abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem maximalen Raildruck und einem minimalen Raildruck bestimmt werden.
  • Weiterhin kann die Angabe zu dem Relativdruckverlaufs als eine Relativdruckverlaufsinformation angegeben werden, die zumindest einen Teil eines Eingangsgrößenvektors für das trainierte Funktionsmodell darstellt.
  • Insbesondere kann die Relativdruckverlaufsinformation eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen:
    • - zeitlich oder bezüglich eines Kurbelwellenwinkels im aktuellen Arbeitszyklus äquidistante Werte des Relativdruckverlaufs;
    • - einen zeitlichen Gradienten eines Druckabfalls von einem Maximaldruck oder einem Minimaldruck des Relativdruckverlaufs; und
    • - einen FFT-Koeffizienten (d.h. Größe einer Harmonischen), insbesondere einen ersten FFT-Koeffizienten, aus einer Fourier-Transformation des Raildruckverlaufs.
  • Weiterhin kann die Einspritzmenge zusätzlich mit einer Drehzahlangabe, die insbesondere einer Durchschnittsdrehzahl des Verbrennungsmotors während des aktuellen Arbeitszyklusses entspricht, oder einer Lastangabe bestimmt werden.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor und einem Common-Rail-Einspritzsystem;
    • 2 ein Funktionsschaltbild zur Veranschaulichung der Funktion zum Ermitteln einer eingespritzten Kraftstoffmenge basierend auf einem Verlauf des Raildrucks im Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems;
    • 3 ein Funktionsschaltbild zur Veranschaulichung der Funktion zum Ermitteln einer eingespritzten Kraftstoffmenge basierend auf einem Verlauf des Raildrucks im Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
    • 4 ein zeitlicher Druckverlauf des Raildrucks im Bereich von 2000 bar.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems 1 mit einem Verbrennungsmotor 2 mit mehreren Zylindern 3 und einem Common-Rail-Einspritzsystem 4. Das Common-Rail-Einspritzsystem 4 weist einen üblichen Aufbau auf und umfasst je ein Einspritzventil 41 für jeden der Zylinder 3, über die Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher 42 in die Zylinder 3 eingespritzt werden kann. Der Hochdruckspeicher 42 ist mit einer Hochdruckpumpe 43 verbunden, um von einer Förderpumpe 44 aus einem Kraftstofftank 5 vorgeförderten Kraftstoff unter einem hohen Druck in dem Hochdruckspeicher 42 zu halten.
  • Weiterhin ist der Hochdruckspeicher 42 mit einem einstellbaren Druckregelventil 45 verbunden, um einen Raildruck in dem Hochdruckspeicher 42, d. h. den Druck des Kraftstoffs in dem Hochdruckspeicher 42, auf einen vorgegebenen Soll-Raildruck einzustellen. Zur Regelung des Raildrucks kann über die Hochdruckpumpe 43 Kraftstoff dem Hochdruckspeicher 42 zugeführt und über das Druckregelventil 45 Kraftstoff in den Kraftstofftank 5 zurückgeführt werden.
  • Die Steuerung des Motorsystems 1 erfolgt durch ein Motorsteuergerät 10, das zur Steuerung des Verbrennungsmotors Sensorsignale erfasst und entsprechende Stellsignale an Aktuatoren des Motorsystems 1 ausgibt. So erfasst das Motorsteuergerät 10 über einen Raildrucksensor 46 in dem Hochdruckspeicher 42 den Raildruck.
  • Weiterhin steuert das Motorsteuergerät 10 Aktuatoren des Motorsystems 1 basierend auf Stellgrößen und basierend auf einem vorgegebenen Soll-Motormoment an, das beispielsweise aus einem vorgegebenen Fahrerwunschmoment ermittelt werden kann.
  • Das Motorsteuergerät 10 umfasst neben anderen Funktionen eine Funktion zur Ermittlung einer eingespritzten Einspritz-Kraftstoffmenge. Die Einspritz-Kraftstoffmenge wird zum Betreiben des Motorsystems 1 benötigt, da daraus ein gestelltes Motormoment abgeleitet bzw. ermittelt werden kann. Zudem kann diese zur Plausibilisierung und Adaption der Funktion der Einspritzventile verwendet werden, um die tatsächliche Einspritz-Kraftstoffmenge genauer einstellen zu können.
  • Die Einspritz-Kraftstoffmenge kann durch ein trainiertes parameterfreies Funktionsmodell aus einem Druckverlauf des Raildrucks in dem Hochdruckspeicher 42 ermittelt werden. Das trainierte Funktionsmodell kann beispielsweise ein nicht-parametrisches Funktionsmodell, wie z. B. ein Gaußprozessmodell oder ein neuronales Netz sein. Im Allgemeinen ergibt sich für die eingespritzte Einspritz-Kraftstoffmenge folgende Beziehung: Δ p = K ( p , T ) V Δ V
    Figure DE102018213114A1_0004
    als volumenbezogene Einspritz-Kraftstoffmenge ΔV (Einspritz-Kraftstoffvolumen) und Δ p = c 2 ( p , T ) V Δ m
    Figure DE102018213114A1_0005
    als massenbezogene Einspritz-Kraftstoffmenge Δm (Einspritz-Kraftstoffmasse).
  • Dabei entsprechen p dem absoluten Raildruck in dem Hochdruckspeicher 42, Δp einem durch die Einspritzung bewirkten Abfall des Raildrucks (Druckdifferenz), T einer Kraftstofftemperatur in dem Hochdruckspeicher 42 und V einem Speichervolumen des Hochdruckspeichers 42 sowie K bzw. c2 einer eine Kompressibilität des Kraftstoffs abhängig vom Raildruck p und der Kraftstofftemperatur T. Die Funktion K bzw. c2 bildet die Kompressibilität des Kraftstoffs, die von der Kraftstoffart abhängen kann, ab.
  • Die Bestimmung der Kraftstoffart, die Bestimmung des absoluten Raildrucks p, die Bestimmung der Kraftstofftemperatur T in dem Hochdruckspeicher 42 sowie die Bestimmung des tatsächlichen Volumens V des Hochdruckspeichers 42 sind toleranzbehaftet, wobei insbesondere die Bestimmung des absoluten Raildrucks p stark fehlerbehaftet ist. Die Verwendung eines physikalischen Modells, das die obige Beziehung abbildet, kommt nicht in Betracht, da Fehler der verschiedenen Einflussgrößen sich verstärken können und so zu unbrauchbaren Modellwerten für zu bestimmende Einspritz-Kraftstoffmengen führen.
  • Es wird daher vorgeschlagen, mithilfe eines trainierbaren Funktionsmodells den gesamten Faktor X = K ( p , T ) V  bzw .  c 2 ( p , T ) V
    Figure DE102018213114A1_0006
    zwischen der Druckdifferenz und der Kraftstoffmenge entsprechend obiger Formel zu bestimmen. Zwar lässt sich für den Faktor X, der von den Einflussgrößen Kraftstoffart, absoluter Raildruck p, Kraftstofftemperatur T in dem Hochdruckspeicher 42 und Volumen des Hochdruckspeichers 42 abhängt, ein Funktionsmodell trainieren, jedoch lassen sich zur Berücksichtigung von Toleranzen nicht jede der obigen Einflussgrößen in einem Prüfstand variieren, um alle möglichen Systemzustände abzudecken. Insbesondere die gezielte Variation des Speichervolumens V des Hochdruckspeichers 42 ist schwierig zu bewerkstelligen, da diese mit dem Aus- und Einbau verschiedener Hochdruckspeicher verbunden wäre. Auch die Variation der Kraftstoffart über alle im Praxisbetrieb vorkommenden Kraftstoffe ist sehr aufwendig.
  • Es wurde festgestellt, dass der Druckverlauf p in dem Hochdruckspeicher 42 die Einflüsse der oben genannten Einflussgrößen widerspiegelt. Dies erfolgt unabhängig von dem absoluten Raildruck in dem Hochdruckspeicher 42. Somit kann ein trainierbares Funktionsmodell mithilfe der Druckvariation bzw. einem Druckänderungsverlauf basierend auf einem absoluten Referenzdruckwert trainiert werden, wobei der absolute Referenzdruckwert einem Druckmittelwert eines vorangegangenen Arbeitszyklus oder einem Zykluseingangsdrucks (als ersten Raildruckwert des aktuellen Arbeitszyklusses) entsprechen kann. Der Arbeitszyklus bezieht sich auf den Viertaktbetrieb eines Zylinders und entspricht einer zweifachen Umdrehung der Kurbelwelle bzw. einer dafür benötigten Zeitdauer.
  • Während die Messung des absoluten Raildrucks p in dem Hochdruckspeicher 42 stark fehlerbehaftet sein kann, können Messungen der Druckschwankungen des Raildrucks p, d. h. des relativen Druckverlaufs, relativ genau und fehlerfrei durchgeführt werden. Ein solcher Druckänderungsverlauf des Raildrucks in dem Hochdruckspeicher 42 bildet darüber hinaus die physikalischen Gegebenheiten des Common-Rail-Einspritzsystems 4 gut ab und weist zudem einen reduzierten Fehler auf. Insbesondere wird das trainierte Funktionsmodell so bereitgestellt, dass es lediglich Angaben zu dem relativen Druckverlauf des Raildrucks in dem Hochdruckspeicher 42 verarbeitet, nicht jedoch Angaben zur Kraftstoffart, zum absoluten Raildruck p, zur Kraftstofftemperatur T und zum Volumen V des Hochdruckspeichers 42. Dadurch wird von vornherein vermieden, dass fehlerbehaftete Größen in den Lernprozess für das trainierbare Funktionsmodell einbezogen werden.
  • In 2 ist ein in dem Motorsteuergerät 10 implementierbares Funktionsdiagramm entsprechend einer Ausführungsform dargestellt.
  • In einem Raildruckspeicherblock 11 wird über den Raildrucksensor 46 ein Verlauf des Raildrucks p zumindest für den aktuellen Arbeitszyklus aufgezeichnet und in geeigneter Weise gespeichert. Zudem kann in einem Drehzahlspeicherblock 12 die Motordrehzahl oder eine sonstige Lastangabe des Verbrennungsmotors 2 gespeichert werden.
  • In einem Druckänderungsverlaufblock 13 wird der gespeicherte Verlauf des absoluten Raildrucks p verarbeitet, um einen Relativdruckverlauf des Raildrucks p zu erhalten. Dies kann basierend auf dem absoluten Referenzraildruck erfolgen, der einem Mittelwert des Raildrucks während eines oder mehrerer Arbeitszyklen, eines Werts des absoluten Raildruck p am Anfang des aktuellen Arbeitszyklusses oder eines maximalen Werts des Raildrucks p während des Arbeitszyklusses entspricht.
  • In einem Differenzdruckblock 14 kann die Druckdifferenz Δp zwischen einem maximalen Raildruck pmax und einem minimalen Raildruck pmin innerhalb eines Arbeitszyklus ermittelt werden (siehe 3).
  • Zudem wird der Relativdruckverlauf in einem Verlaufsangabeblock 15 so verarbeitet, um den Relativdruckverlauf in geeigneter Weise zur Verarbeitung in dem Funktionsmodell zu beschreiben. Dabei wird der Relativdruckverlauf als Relativdruckverlaufangabe bereitgestellt. Dabei soll ein geeigneter Kompromiss zwischen Anzahl der bereitgestellten Eingangsgrößen und dem Detailgrad der Beschreibung des Relativdruckverlaufs angenommen werden. Als Ergebnis des Verlaufsangabeblocks 15 steht eine Relativdruckverlaufsinformation zur Verfügung.
  • Die Relativdruckverlaufsinformation kann nun gemeinsam mit einer Drehzahlangabe, die beispielsweise einer Durchschnittsdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 während des aktuellen Arbeitszklusses entspricht, oder einer sonstigen Lastangabe als Eingangsgrößenvektor für einen Funktionsmodellblock 16 bereitgestellt werden. Das in dem Funktionsmodellblock 16 implementierte Funktionsmodell bestimmt nun den Faktor X basierend auf dem durch den Eingangsgrößenvektor dargestellten Relativdruckverlauf.
  • Somit wird in dem Funktionsmodellblock 16, in dem das nicht-parametrische Funktionsmodell, wie z. B. das Gaußprozessmodell oder das neuronale Netz implementiert ist, aus der Relativdruckverlaufsinformation der Faktor X abgeleitet.
  • In einem Divisionsblock 17 kann nun der Differenzdruck durch den bestimmten Faktor X dividiert werden, um die Einspritz-Kraftstoffmenge ΔV, Δm zu erhalten.
  • Der Relativdruckverlauf des Raildrucks p in dem Hochdruckspeicher 42 kann auf verschiedene Arten durch die Relativdruckverlaufsinformation angegeben werden, die separat oder in Kombination in Form der Relativdruckverlaufsinformation des Eingangsgrößenvektors für das trainierbare Funktionsmodell verwendet werden können:
    • - Es können äquidistante (zeitlich oder bezüglich eines Kurbelwellenwinkels im aktuellen Arbeitszyklus) Stützstellen der relativen Raildruckwerte (bezogen auf den absoluten Referenzdruckwert) vorgegeben werden, wobei die Stützstellen den gesamten Arbeitszyklus, d. h. zwei Kurbelwellenumdrehungen, abdeckt.
    • - Es kann ein zeitlicher Gradient des Druckabfalls von einem Maximaldruck oder einem Minimaldruck des Relativdruckverlaufs verwendet werden.
    • - Es kann der erste FFT-Koeffizient und/oder ein oder mehrere weitere FFT-Koeffizienten aus einer Fourier-Transformation des Raildruckverlaufs verwendet werden.
  • In 3 ist ein in dem Motorsteuergerät 10 implementierbares Funktionsdiagramm entsprechend einer weiteren Ausführungsform dargestellt.
  • Die der Ausführungsform der 2 entsprechenden Komponenten sind mit 11', 12', 13', 15' und 16' bezeichnet. Im Unterschied zur Ausführungsform der 2 wird der Druckdifferenz (in dem Differenzdruckblock 14) nicht separat berechnet, sondern ist Bestandteil des Verlaufsangabeblocks 15', in dem die Druckdifferenz direkt oder indirekt als Teil des Relativdruckverlaufs ermittelt wird und als Eingangsgröße für den Funktionsmodellblock 16' bereitgestellt wird. Das Funktionsmodell wird dabei so vorgegebenen, dass abhängig von der Relativdruckverlaufangabe die Einspritz-Kraftstoffmenge ΔV, Δm direkt ermittelt wird.
  • Zum Training des trainierbaren Funktionsmodells wird in einem Prüfstand für verschiedene Betriebspunkte des Verbrennungsmotors, insbesondere bei verschiedenen Drehzahlen und Lastmomenten und der jeweiligen Relativdruckverlaufsinformation, ein Faktor X eingelernt, der sich aus einer tatsächlichen Einspritzkraftstoffmenge und einem Differenzdruck zwischen einem Maximaldruck und einem Minimaldruck des Relativdruckverlaufs, insbesondere als Quotient, ergibt. Die tatsächliche Einspritzkraftstoffmenge kann mithilfe bekannter Modelle aus einem Motormoment berechnet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005006361 A1 [0004]
    • DE 102014215618 A1 [0005]
    • DE 102004031006 A1 [0006]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Common-Rail-Einspritzsystem (4) abhängig von einer Einspritzkraftstoffmenge, mit folgenden Schritten: - Bestimmen einer Angabe zu einem Relativdruckverlauf aus einem Verlauf eines absoluten Raildrucks in einem Hochdruckspeicher (42) des Common-Rail-Einspritzsystems (4); - Bestimmen der Einspritzkraftstoffmenge abhängig von der Angabe zu dem Relativdruckverlauf und mithilfe eines trainierten Funktionsmodells, insbesondere eines nicht-parametrischen Funktionsmodells oder eines neuronalen Netzes, - Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von der Einspritzkraftstoffmenge.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Relativdruckverlauf abhängig von einem Referenzraildruck bestimmt wird, der einem Mittelwert, Anfangswert oder Maximalwert eines Raildruckverlaufs in einem aktuellen oder vorangegangenen Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors (2) entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einspritzkraftstoffmenge als volumenbezogene Einspritz-Kraftstoffmenge ΔV oder als massenbezogene Einspritz-Kraftstoffmenge Δm angegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einspritzkraftstoffmenge abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem maximalen Raildruck (pmax) und einem minimalen Raildruck (pmin) bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Angabe zu dem Relativdruckverlauf als eine Relativdruckverlaufsinformation angegeben wird, die Teil eines Eingangsgrößenvektors für das trainierte Funktionsmodell darstellt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Relativdruckverlaufsinformation eine oder mehrere der folgenden Informationen umfasst: - zeitlich oder bezüglich eines Kurbelwellenwinkels im aktuellen Arbeitszyklus äquidistante Werte des Relativdruckverlaufs; - einen zeitlichen Gradienten eines Druckabfalls von einem Maximaldruck oder einem Minimaldruck des Relativdruckverlaufs; und - einen FFT-Koeffizienten, insbesondere einen ersten FFT- Koeffizienten, aus einer Fourier-Transformation des Raildruckverlaufs.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Einspritzmenge zusätzlich mit einer Drehzahlangabe, die insbesondere einer Durchschnittsdrehzahl des Verbrennungsmotors (2) während des aktuellen Arbeitszyklusses entspricht, oder einer Lastangabe bestimmt wird.
  8. Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einem Common-Rail-Einspritzsystem (4) abhängig von einer Einspritzkraftstoffmenge, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um: - eine Angabe zu einem Relativdruckverlauf aus einem Verlauf eines absoluten Raildrucks in einem Hochdruckspeicher (42) des Common-Rail-Einspritzsystems (4) zu bestimmen; - die Einspritzkraftstoffmenge abhängig von der Angabe zu dem Relativdruckverlauf und mithilfe eines trainierten Funktionsmodells, insbesondere eines nicht-parametrischen Funktionsmodells oder eines neuronalen Netzes zu bestimmen, und - den Verbrennungsmotor (2) abhängig von der Einspritzkraftstoffmenge zu betreiben.
  9. Antriebssystem (1, 1') mit einem Verbrennungsmotor (2) mit einem Common-Rail-Einspritzsystem (4) und einer Vorrichtung nach Anspruch 8.
  10. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
  11. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
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