DE102018218020A1 - Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit, Regelvorrichtung und Computerprogramm - Google Patents

Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit, Regelvorrichtung und Computerprogramm Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit (3) zur Verfügung gestellt. Im Rahmen dieser Regelung wird eine Einspritzdauer (10) auf der Basis einer Einspritzdurchflussrate (11) berechnet. Erfindungsgemäß wird die dabei verwendete Einspritzdurchflussrate (11) berechnet. Ferner werden zum Durchführen des Verfahrens eine Regelvorrichtung und ein Computerprogramm zur Verfügung gestellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit in einem Verbrennungsmotor. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung Regelvorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Computerprogramm.
  • Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffeinspritzdüsen weisen nach einiger Zeit typischerweise eine Abweichung der eingespritzten Kraftstoffmenge von der vorgegebenen Kraftstoffmenge auf. Zusätzlich variieren die bei den jeweiligen Kraftstoffeinspritzdüsen auftretenden Abweichungen untereinander. Die Abweichungen der den einzelnen Verbrennungsräumen zugordneten Kraftstoffmengen sind hauptsächlich auf eine allgemeine Alterung der Kraftstoffeinspritzdüsen zurückzuführen. Es können jedoch auch Abweichungen der Kraftstoffmenge durch eine falsch eingestellte Einspritzdüsenströmungsrate aufgrund von Herstellungsfehlern vorliegen. Beide durch die Hardware verursachten Abweichungen, also die Abweichung aufgrund einer zeitlichen Alterung und die Abweichung aufgrund eines anfänglichen Herstellungsfehlers, führen bei gleicher Einspritzdauer zu unterschiedlichen eingespritzten Kraftstoffmengen in dem jeweiligen Verbrennungszylinder. Die Berechnung der Einspritzdauer, die heutzutage typischerweise in sehr kurzen Zeitintervallen durchgeführt wird, basiert auf einer Vielzahl von Parametern innerhalb der Motorsteuereinheit. Dabei sind zwei der für die Berechnung notwendigen Hauptparameter die gemessene Luftmenge und die im Gerätetreiber hinterlegte Einspritzdurchflussrate. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist für jeden Zylinder bei einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis mit einem Lambdawert gleich 1 vorgegeben. Ändert sich jedoch die eingespritzte Kraftstoffmenge für jeden Zylinder aufgrund einer Alterung der Kraftstoffeinspritzdüsen oder aufgrund eines anfänglich vorliegenden Herstellungsfehlers, so muss der Lambdawert von der Lambdaregelung korrigiert werden. Eine Korrektur der Berechnung des Lambdawertes erfolgt typischerweise durch die Lambdaregelung derart, dass die Einspritzdauer korrigiert wird. Dabei kann jedoch das Problem auftreten, dass die Lambdaregelung über ihren Toleranzbereich hinausgeht und zu einer ungenauen Regelung führt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn vorher kein genaues Motor-Mapping zum Erstellen eines Kennfeldes erfolgt ist.
  • Die US 5,657,735 B offenbart eine adaptive Steuerung, um einen Rückkopplungskorrekturkoeffizienten zu berechnen. Das Kraftstoffdosiersteuersystem der US 5,657,735 B ist für einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl an Zylindern ausgelegt. Das System umfasst dabei einen Kraftstoffluftverhältnissensor und eine Motorbetriebzustandserfassungseinrichtung zum Erfassen von Motorbetriebzuständen, die die Motordrehzahl und die Motorlast umfassen. Die Kraftstoffmenge der Kraftstoffeinspritzung wird über die Motordrehzahl und über die Motorlast ermittelt. Damit kann die eingespritzte Kraftstoffmenge über den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten korrigiert werden, so dass das erfasste Kraftstoffluftverhältnis dem gewünschten Kraftstoffluftverhältnis angepasst wird.
  • Die US 6,550,465 B2 offenbart ein Zylinderluftkraftstoffschätzsystem eines Verbrennungsmotors. Dabei ist der Verbrennungsmotor in einem von mehreren auswählbaren Betriebsmodi betreibbar. Das Schätzsystem wählt aus einem Datensatz von abgetasteten Kraftstoffluftverhältnissen einen Datensatz derart aus, dass an jedem Zylinder für den ausgewählten Betriebsmodus das Kraftstoffluftverhältnis genau geschätzt werden kann.
  • Die US 5,657,736 B offenbart ein Kraftstoffdosiersteuersystem für einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl an Zylindern. Das System umfasst einen Kraftstoffluftverhältnissensor und eine Motorbetriebszustandserfassungseinrichtung. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird anhand von Kennfelddaten entsprechend der Motordrehzahl und der Motorlast bestimmt. Über eine Steuereinheit werden Rückkopplungskorrekturkoeffizienten berechnet, um die Menge der Basiskraftstoffeinspritzungen zu korrigieren, so dass die Abweichungen zwischen den einzelnen Zylinderluftkraftstoffleerlaufraten verringert werden.
  • Die US 5,915,359 B offenbart ein Verfahren und ein System zum Bestimmen und Steuern des Kraftstoffluftverhältnisses während eines Motorkaltstartbetriebes. Dabei wird das gewünschte Kraftstoffluftverhältnis mit einem geschätzten Kraftstoffluftverhältnis verglichen und zur Steuerung des gewünschten Kraftstoffluftverhältnisses verwendet.
  • Die US 6,698,186 B2 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffluftverhältnisses eines Verbrennungsmotors. Das gewünschte Kraftstoffluftverhältnis für ein Abgas, welches sich stromaufwärts eines Katalysators befindet, wird sequenziell bestimmt, um einen Sensorwert stromabwärts des Katalysators auf einen Zielwert zu konvergieren. Die Steuerung erfolgt dabei über die dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmenge und basiert dabei auf Zeitreihendaten einer linearen Verschlechterungszustandsbewertungsfunktion.
  • Die US 5,781,875 B offenbart ein System zum Steuern einer Kraftstoffmenge eines Verbrennungsmotors. Dabei umfasst das System drei Rückkopplungsschleifen, die zum Korrigieren einer Kraftstoffeinspritzmenge jeweils einen Rückkopplungskorrekturkoeffizienten berechnen. Zwei der drei Rückkopplungsschleifen basieren auf einer PID-Regelung. Hierdurch wird die Abweichung der Kraftstoffverhältnisse unter den Zylindern minimiert.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit zur Verfügung zu stellen. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind das zur Verfügung stellen einer Regelvorrichtung und eines Computerprogramms, die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind.
  • Die erste Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die zweite Aufgabe wird durch eine Regelvorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Die dritte Aufgabe wird durch ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen offenbart.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit zur Verfügung gestellt. Im Rahmen dieser Regelung wird eine Einspritzdauer berechnet. Erfindungsgemäß wird dabei die für die Berechnung der Eispritzdauer verwendete Einspritzdurchflussrate berechnet.
  • In einer Motorsteuereinheit nach dem Stand der Technik wird die Einspritzdauer auf der Basis einer im Gerätetreiber hinterlegten Einspritzdurchflussrate ermittelt, so dass die Einspritzdauer immer auf derselben Durchflussrate basiert. Abweichungen in der Einspritzdurchflussrate werden in dem Stand der Technik nicht berücksichtigt. Eine Abweichung in der Einspritzdurchflussrate kann beispielsweise auftreten, wenn die Kraftstoffeinspritzeinheit einen Herstellungsfehler aufweist. Ferner kann eine Abweichung in der Einspritzdurchflussrate auftreten, wenn über eine längere Zeitdauer beispielsweise die Einspritzdüsen verkoken. Diese Abweichung der Einspritzdurchflussrate wird erfindungsgemäß dadurch berücksichtigt, dass eine zusätzliche Berechnung in der Motorsteuereinheit erfolgt, in der die für die Berechnung der Eispritzdauer verwendete Einspritzdurchflussrate berechnet wird. Insbesondere kann die Einspritzdurchflussrate dabei auf der Basis einer Ausgabegröße der Lambdaregelung berechnet werden. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist demnach, dass eine Einspritzdurchflussrate Verwendung finden kann, die von der im Gerätetreiber hinterlegten Einspritzdurchflussrate abweichen kann. Hierdurch können Änderungen der Einspritzdurchflussrate aufgrund von Herstellungsfehlern oder aufgrund von Verkokung ausgeglichen werden. Zudem verringert die berechnete Einspritzdurchflussrate den Regelaufwand der Lambdaregelung, so dass das Regelungsziel schneller als bei Verwendung der im Gerätetreiber hinterlegten Einspritzdurchflussrate erreicht werden kann. Da die Erfindung es darüber hinaus ermöglicht, Injektoren zu verwenden, für die nicht die exakte Einspritzdurchflussrate ermittelt worden ist, können die Herstellungskosten sowie die Herstellungszeit bei der Herstellung von Injektoren verringert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Berechnen der Einspritzdauer im Rahmen einer ersten PID-Regelung erfolgen und das Berechnen der Einspritzdurchflussrate im Rahmen einer zweiten PID-Regelung erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei einem Ermitteln eines Gasanteils im Abgas ein Fehleranteil berechnet. Auf Basis dieses Fehleranteils wird die Einspritzdurchflussrate berechnet. Die Einspritzdurchflussratenberechnung ist somit abhängig von einer Regelung, die einen Gasanteil im Abgas misst. Diese Regelung ermittelt einen Fehleranteil, wobei der durch diese Berechnung erhaltende Fehleranteil die Einspritzdurchflussratenberechnung beeinflusst. Über die Einspritzdurchflussratenberechnung geht somit auch der durch die Messeinheit berechnete Fehleranteil in die Berechnung der Einspritzdauer ein.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Berechnen des Fehleranteils im Rahmen einer dritten PID-Regelung. Der Fehleranteil ist dabei der I-Anteil der dritten PID-Regelung. Durch das Berechnen der Einspritzdurchflussrate anhand des I-Fehleranteils der dritten PID-Regelung können die Abweichungen der Einspritzdurchflussrate weitestgehend korrigiert werden. Eine werkseitige Vorabkalibrierung der Kraftstoffeinspritzdüsen ist somit unnötig.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im Rahmen des Ermittelns des Sauerstoffanteils im Abgas ein Fehleranteil berechnet, auf dessen Basis wiederum die Einspritzdurchflussrate ermittelt wird.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der vorliegenden Erfindung eine Regelvorrichtung zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit zur Verfügung gestellt. Die Regelvorrichtung umfasst eine Einspritzdauerberechnungseinrichtung, die unter Berücksichtigung einer Einspritzdurchflussrate eine Einspritzdauer berechnet. Erfindungsgemäß weist die Regelvorrichtung darüber hinaus eine Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung auf, welche die Einspritzdurchflussrate berechnet und die die berechnete Einspritzdurchflussrate an die Einspritzdauerberechnungseinrichtung ausgibt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Regelvorrichtung eine Lambdaregelvorrichtung auf. Die Lambdaregelvorrichtung empfängt von einer Lambdasonde ein Signal, das den Sauerstoffanteil im Abgas misst. Die Lambdaregelvorrichtung ist ferner dazu ausgebildet den Fehleranteil zu berechnen und diesen Fehleranteil an die Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung auszugeben. Die Lambdasonde kann dabei insbesondere eine Breitbandsonde sein, die den Sauerstoffanteil im Abgas misst. Zum Berechnen der Einspritzdauer kann ein erster PID-Regler vorhanden sein und/oder zum Berechnen der Einspritzdurchflussrate kann ein zweiter PID-Regler vorhanden sein. Gemäß einer solchen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die Einspritzdauer und Einspritzdurchflussrate unabhängig voneinander berechnet werden. Wenn sowohl eine erster PID-Regler als auch ein zweiter PID-Regler vorhanden sind, ist vorzugsweise ein Tiefpassfilter vorhanden, der den ersten PID-Regler und den zweiten PID-Regler voneinander trennt. Die Einspritzdauerberechnung erfolgt auf kurzen Zeitskalen. Die PID-Regelung der Einspritzdauerberechnung ist somit eine schnelle Regelung. Die Einspritzdurchflussratenberechnung auf der anderen Seite erfolgt auf längeren Zeitskalen. Die dazugehörige PID-Regelung ist somit eine langsame Regelung. Damit die PID-Regelung zur Einspritzdauerberechnung und die PID-Regelung zur Einspritzdurchflussratenberechnung sich gegenseitig nicht stören und es nicht zu einem Aufschaukeln kommt, sind diese beiden Regelungen über einen Tiefpassfilter voneinander getrennt. Eine Rückkopplung wird somit ausgeschlossen, so dass die Einspritzdurchflussrate unabhängig von der Einspritzdauer berechnet werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird außerdem ein Computerprogramm mit Programmcode zur Verfügung gestellt. Der Programmcode veranlasst eine Regelvorrichtung, wenn er in der Regelvorrichtung ausgeführt wird, zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
    • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anwenden eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Komponenten der Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit 3 und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens beschrieben. Im Rahmen der Regelung wird die Einspritzdauer 10 berechnet. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird sichergestellt, dass eine zeitliche Änderung der Einspritzdurchflussrate 11, sei es durch einen Herstellungsfehler oder beispielweise durch Verkokung der Kraftstoffeinspritzeinheit 3, in die Berechnung der Einspritzdauer 10 des Kraftstoffs mit einfließt.
  • 2 zeigt die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Die Vorrichtung, die Teil der Motorsteuerung 5, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Teil eines Kraftstoffeinspritzreglers 6 (siehe 1) der Motorsteuerung 5 ist, umfasst zum Berechnen einer Einspritzdauer 10 eine Einspritzdauerberechnungseinrichtung 20 und zum Berechnen einer Einspritzdurchflussrate 11 eine Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung 21. Dabei ist gemäß der Erfindung die von der Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung 21 ausgegebene Einspritzdurchflussrate 11 Eingangsparameter der Einspritzdauerberechnungseinrichtung 20, vgl. 2.
  • in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einspritzdauerberechnungseinrichtung 20 Teil einer PID-Regelung. Des Weiteren ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung 21 Teil einer weiteren PID-Regelung. Hierbei sind die die Einspritzdauerberechnungeinrichtung 20 beinhaltende PID-Regelung und die die Einspritzdurchflussratenberechnung 21 beinhaltende PID-Regelung durch einen Tiefpassfilter 12 voneinander getrennt. Die die Einspritzdauerberechnung ausführende PID-Regelung erfolgt auf sehr kurzen Zeitskalen, wohingegen die die Einspritzdurchflussratenberechnung ausführende PID-Regelung auf langen Zeitskalen erfolgt. Der Tiefpassfilter 12 trennt die beiden PID-Regelungen voneinander, so dass eine Rückkopplung zwischen beiden PID-Regelungen ausgeschlossen werden kann.
  • Zudem umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dritte PID-Regelung, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf der Basis des Messsignals der Messeinheit 4 regelt. Die Messeinheit 4 (siehe 1) ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel daher eine Lambdasonde 4, und die dritte Regelung ist eine Lambdaregelung. Die PID-Regelung der Messeinheit 4 berechnet mehrere Fehleranteile, u.a. den I-Anteil 13 der PID-Regelung. Der I-Anteil 13 ist ein Ausgabeparameter der PID-Regelung und wird erfindungsgemäß als Eingangsparameter an die Einspritzdurchflussratenberechnung 21 weitergeleitet. Erfindungsgemäß lassen sich durch diese zusätzliche Berechnung Einspritzströmungsschwankungen in der Motorsteuerung kompensieren.
  • Innerhalb der Motorsteuereinheit arbeitet die Lambdakorrektur somit mit einem PID-Regler 22 (siehe 2). Wenn eine Abweichung des gemessenen Lambdawertes vom Sollwert vorliegt, gibt der PID-Regler 22 der Lambdaregelung zum Korrigieren des Lambdawertes ein Ausgangssignal aus, das einen proportionalen Anteil (P-Anteil), einen inkrementellen Anteil (I-Anteil) und einen differenziellen Anteil (D-Anteil) umfasst. Der inkrementelle Teil, also der I-Anteil 13, ist identisch der Abweichung, die bei einer falschen Luftströmungsberechnung auftritt. Die zur Luftströmungsberechnung dienende Luftströmungsberechnungseinheit ist dabei ein separater Abschnitt innerhalb der Motorsteuereinheit 5. Der durch den inkrementellen Regelanteil des dritten PID-Reglers 22 vorgegebene Wert kann auch identisch mit der Abweichung sein, die auf der Strömungsratencharakteristik der Einspritzung selbst basiert. Durch diese Vorgehensweise können in der Einspritzdurchflussrate 11 häufig auftretende Schwankungen, die bspw. aufgrund von Herstellungsfehlern oder aufgrund von im Laufe der Zeit auftretenden Alterungserscheinungen auftreten, kompensiert werden.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der tatsächliche inkrementelle Teil der Lambdaregelung 22, also der I-Anteil 13, mit dem konstanten Wert der Lambdaregelung 22 multipliziert. Dabei beschreibt der konstante Wert die Einspritzdüsenströmungsrate.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, dass bei einer nicht exakt bekannten Einspritzdurchflussrate 11 für jede Kraftstoffeinspritzeinheit 3, insbesondere für jede Einspritzdüse, Herstellungskosten und Zeit eingespart werden können. Zuvor musste jede Kraftstoffeinspritzeinheit 3 bei der Einspritzeinheitenherstellung auf eine exakt dosierte Einspritzdurchflussrate 11 kalibriert werden. Dies kostet viel Zeit und Geld.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Lambdaregelung 22 nicht sehr viel arbeiten muss und die Abweichung des gemessenen Lambdawertes von dem Sollwert schneller reduziert werden kann als mit heutigen Verfahren.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Teil eines Kraftfahrzeugs. Dieses umfasst einen Verbrennungsmotor 2, eine Kraftstoffeinspritzeinheit 3 und eine Messeinheit, vgl. 1. Dabei ist die Kraftstoffeinspritzeinheit 3 dem Verbrennungsmotor 2 vorgeschaltet und die Messeinheit 4 dem Verbrennungsmotor 2 nachgeschaltet. Des Weiteren ist die Messeinheit 4 mit der Motorsteuerung 5 signalübertragend verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel misst die Messeinheit 4 den Sauerstoffanteil im Abgas, so dass die Messeinheit im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Lambdasonde 4 ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel vom Kraftstoffeinspritzregler 6 ausgeführt, es kann aber auch von anderen Einheiten der Motorsteuerung 5 ausgeführt werden.
  • Die Lambdasonde 4 ist dazu ausgebildet, den Sauerstoffgehalt in dem Abgas zu messen. Das an der Lambdasonde 4 vorbeigeleitete Abgas entsteht durch die Verbrennung des Kraftstoffes in dem Verbrennungsmotor 2. Die Lambdasonde 4 vergleicht dabei den Restsauerstoffgehalt im Abgas mit dem Sauerstoffgehalt der die Lambdasonde 4 umgegebenen Atmosphärenluft. Das Verbrennungsluftverhältnis Lambda kann daraus ermittelt und auf der Basis des ermittelten Wertes eingestellt werden. Die typischen Messprinzipien einer Lambdasonde 4 sind das Messen einer Spannung eines Festkörperelektrolyten, beispielsweise mit einer Nernstsonde, oder das Messen einer Widerstandsänderung einer Keramik, beispielsweise mit einer Widerstandssonde.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist insbesondere die Messeinheit eine Breitbandsonde 4, die den Sauerstoffanteil im Abgas misst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung, wird typischerweise dazu verwendet, um die Kraftstoffmenge so zu dosieren, dass das Verbrennungsluftverhältnis zu einer optimalen Wirkung des Abgaskatalysators führt. Dabei erfolgt die Dosierung der Kraftstoffzufuhr mittelbar über eine Drosselklappe. Je weiter die die Zuluft des Verbrennungsraumes regulierende Drosselklappe geöffnet ist, desto mehr Kraftstoff muss über die Kraftstoffeinspritzeinheit 3 in den Verbrennungsraum zugeführt werden, um den richtigen Lambdawert, d.h. das richtige Verbrennungsluftverhältnis, einzustellen. Beispielsweise bei einer spontanen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 wird die Drosselklappe stärker geöffnet, so dass mehr Zuluft in den Verbrennungsraum eindringen kann. Hierzu reguliert eine Motorelektronik das Einspritzen des Kraftstoffes durch die Kraftstoffeinspritzeinheit 3 mit Hilfe der Lambdaregelung 22.
  • Um den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 2 zu erhöhen und damit ebenfalls die Leistungsausbeute sowie die Abgasqualität zu verbessern, insbesondere bei der Verwendung eines 3-Wege-Katalysators, bei dem das genaue Verbrennungsluftverhältnis von Bedeutung ist, wird zum Nutzen der genannten Vorteile eine Benzineinspritzung verwendet. Dabei unterscheidet man zwischen einer Direkteinspritzung, bei der der Kraftstoff direkt in den Verbrennungsraum eingespritzt wird, und einer Saugrohreinspritzung, bei der der Kraftstoff in einem dem Verbrennungsraum vorgelagerten Raum, meist Ansaugrohr, eingespritzt wird.
  • Das Verkoken der Kraftstoffeinspritzeinheit 3, welches durch die Erfindung vermieden wird, tritt beispielsweise bei einem mit Benzin oder Diesel betriebenen Kraftfahrzeug 1 mit einer Direkteinspritzung auf. Die Direkteinspritzung verursacht insbesondere auch beim Benzinmotor Rußpartikelemissionen, welche mit der Inhomogenität des Kraftstoffluftgemisches zusammenhängt und vor allem dann auftritt, wenn das Gemisch lokal zu fett, d.h. zu sauerstoffarm, ist und/oder das entzündete Gemisch der Brennkammerwand oder der Kolbenwand zu nahegekommen ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels zu Erläuterungszwecken detailliert beschrieben. Ein Fachmann erkennt jedoch, dass Abweichungen von dem Ausführungsbeispiel möglich sind. Die Erfindung soll daher nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt sein, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Kraftstoffeinspritzeinheit
    4
    Lambdasonde / Breitbandsonde
    5
    Motorsteuerung
    6
    Kraftstoffeinspritzregler
    10
    Einspritzdauer
    11
    Einspritzdurchflussrate
    12
    Tiefpassfilter
    13
    Fehleranteil / I-Anteil
    20
    Einspritzdauerberechnungseinrichtung
    21
    Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung
    22
    Lambdaregelung
  • 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
    • US 5657735 [0003]
    • US 6550465 B2 [0004]
    • US 5657736 [0005]
    • US 5915359 [0006]
    • US 6698186 B2 [0007]
    • US 5781875 [0008]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit (3), in dem im Rahmen der Regelung die Einspritzdauer (10) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine für die Berechnung der Eispritzdauer (10) verwendete Einspritzdurchflussrate (11) berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen der Einspritzdauer (10) im Rahmen einer ersten PID-Regelung (20) erfolgt und/oder dass das Berechnen der Einspritzdurchflussrate (11) im Rahmen einer zweiten PID-Regelung (21) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ermitteln eines Gasanteils im Abgas ein Fehleranteil (13) berechnet wird und die Einspritzdurchflussrate (11) auf der Basis dieses Fehleranteils (13) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des Fehleranteils (13) im Rahmen einer dritten PID-Regelung (22) erfolgt und dass der Fehleranteil (13) der I-Anteil (13) der dritten PID-Regelung (22) ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdurchflussrate (11) auf der Basis eines Fehleranteils (13) ermittelt wird, der im Rahmen eines Ermittelns eines Sauerstoffanteils im Abgas berechnet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte PID-Regelung (22) eine Lambdaregelung und der Fehleranteil (13) eine Ausgabegröße der Lambdaregelung ist.
  7. Regelvorrichtung zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit (3) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Einspritzdauerberechnungseinrichtung (20), die unter Berücksichtigung einer Einspritzdurchflussrate (11) eine Einspritzdauer (10) berechnet, gekennzeichnet durch eine Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung, (21) welche die Einspritzdurchflussrate (11) berechnet und an die Einspritzdauerberechnungseinrichtung (20) ausgibt.
  8. Regelvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Lambdaregelvorrichtung (22), welche den Fehleranteil (13) berechnet und an die Einspritzdurchflussratenberechnungseinrichtung (21) ausgibt.
  9. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lambdaregelvorrichtung (22) mit einer den Sauerstoffanteil im Abgas messende Breitbandsonde (4) zum Empfang eines den Sauerstoffanteil im Abgas repräsentierenden Signals verbunden ist.
  10. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Berechnen der Einspritzdauer (10) ein erster PID-Regler (20) vorhanden ist und/oder zum Berechnen der Einspritzdurchflussrate (11) ein zweiter PID-Regler (21) vorhanden ist.
  11. Regelvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefpassfilter (12) den ersten PID-Regler (20) und den zweiten PID-Regler (21) voneinander trennt.
  12. Computerprogramm mit Programmcode zum Regeln einer Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzeinheit (3), wobei der Programmcode, wenn er in einer Regelvorrichtung ausgeführt wird, diese zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 veranlasst.
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