DE10317684B4 - Method and control device for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei während des Betriebs eine Ansteuerung von mindestens einem Einspritzventil der Brennkraftmaschine nach Maßgabe durch eine das individuelle Verhalten des verwendeten Einspritzventils repräsentierende Durchfluss zu Ladungsmenge-Kennlinie erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Berechnen der Durchfluss zu Ladungsmenge-Kennlinie eine Steigung der Kennlinie für das individuelle Einspritzventil (i) ermittelt wird, indem eine Ladung, mit der das individuelle Einspritzventil (i) angesteuert wird, gegenüber einer Referenzladung (Qref) um einen vorbestimmten Betrag (ΔQ) verändert wird und eine aus der Veränderung der Ladung (ΔQ) resultierende Veränderung eines Lambda-Wertes (Δλ) bei der Brennkraftmaschine erkannt wird, und die Steigung der Kennlinie für das individuelle Einspritzventil (i) aus der Veränderung der Ladung (ΔQ) und der Veränderung des Lambda-Wertes (Δλ) berechnet wird.Method for operating an internal combustion engine, wherein a control of at least one injection valve of the internal combustion engine takes place in accordance with the individual behavior of the injector used representing flow to charge quantity characteristic during operation, characterized in that for calculating the flow to charge quantity characteristic curve a slope characteristic curve for the individual injection valve (i) is determined by varying a charge with which the individual injection valve (i) is actuated with respect to a reference charge (Qref) by a predetermined amount (ΔQ) and changing the charge ( ΔQ) is detected in the internal combustion engine, and the slope of the characteristic curve for the individual injection valve (i) is calculated from the change in the charge (ΔQ) and the change in the lambda value (Δλ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und insbesondere zur Ansteuerung von deren Einspritzventilen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zum Betreiben der Brennkraftmaschine sowie ein Computerprogramm für ein derartiges Steuergerät.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine and in particular for controlling the injection valves thereof. The invention further relates to a control device for operating the internal combustion engine and a computer program for such a control device.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik sind Verfahren zur Mengenfehlerkompensation von Einspritzventilen von Brennkraftmaschinen grundsätzlich bekannt, zum Beispiel aus der
Die
Die
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Im Hinblick auf zukünftige Brennkraftmaschinen mit optimierter Strahlführung sind Kraftstoff-Hochdruckeinspritzventile entwickelt worden, bei denen der Durchfluss beziehungsweise die in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge über die Einspritzzeit ti und/oder über den Nadelhub NH des Einspritzventils i gesteuert wird. Ein gewünschter Nadelhub NH wird bei diesen Hochdruckeinspritzventilen für eine gewünschte Einspritzzeit ti dadurch eingestellt, dass eine entsprechende erforderliche Ladungsmenge auf sie aufgebracht wird. Die für eine gewünschte Ansteuerung erforderliche Ladungsmenge wird im Einzelfall anhand einer in einem Steuergerät zur Ansteuerung der Einspritzventile hinterlegten Referenzkennlinie berechnet. Bei dieser Referenz-Kennlinie ist der Durchfluss D über der aufzubringenden Ladung Q aufgetragen.With regard to future internal combustion engines with optimized jet guidance, high-pressure fuel injection valves have been developed in which the flow or the amount of fuel to be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine is controlled via the injection time ti and / or via the needle stroke NH of the injection valve i. A desired needle lift NH is set in these high-pressure injectors for a desired injection time ti by applying a corresponding required amount of charge thereto. The amount of charge required for a desired activation is calculated in the individual case on the basis of a reference characteristic stored in a control unit for controlling the injection valves. In this reference characteristic, the flow D is plotted against the charge Q to be applied.
Eine derartige D(Q)-Referenz-Kennlinie NHRef ist in
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, ein Steuergerät und ein Computerprogramm zum Betreiben einer Brennkraftmaschine so auszubilden, dass mit ihnen eine erhöhte Genauigkeit bei der Zumessung von Kraftstoff durch Hochdruckeinspritzventile bei Brennkraftmaschinen realisierbar ist.Based on this prior art, it is the object of the invention to provide a method, a control unit and a computer program for operating an internal combustion engine in such a way that with them increased accuracy in the metering of fuel by high-pressure injection valves in internal combustion engines can be realized.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine Ansteuerung von mindestens einem Einspritzventil der Brennkraftmaschine nach Maßgabe durch eine das individuelle Verhalten des Einspritzventils repräsentierende Durchfluss/Ladungsmenge-Kennlinie erfolgt.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims. Accordingly, the invention provides that during operation of the internal combustion engine, a control of at least one injection valve of the internal combustion engine is carried out in accordance with by a the individual behavior of the injection valve representing flow / charge quantity characteristic.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch die Berücksichtigung dieser individuellen Kennlinie ist im Vergleich zum Stand der Technik, wo lediglich eine das durchschnittliche Verhalten von Einspritzventilen gleichen Typs repräsentierende Kennlinie verwandt wurde, eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit bei der Zumessung von Kraftstoff realisierbar. Diese erhöhte Zumessgenauigkeit ermöglicht auch den zukünftig geplanten Einsatz von strahlgeführten Brennverfahren für den Betrieb der Brennkraftmaschine, die sich durch eine verringerte Abgasemission und einen verringerten Verbrauch gegenüber herkömmlichen Verfahren auszeichnen.By taking into account this individual characteristic curve, a substantial improvement in the accuracy in the metering of fuel can be realized in comparison with the prior art, where only a characteristic curve representing the average behavior of injection valves of the same type was used. This increased metering accuracy also allows the future planned use of spray-guided combustion method for the operation of the internal combustion engine, which are characterized by a reduced exhaust emission and reduced consumption compared to conventional methods.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of this method are the subject of the dependent claims.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuergerät zum Steuern einer Brennkraftmaschine sowie durch ein Computerprogramm für ein derartiges Steuergerät gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Steuergerätes und Computerprogramms entsprechen den oben unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren genannten Vorteilen.The above object is further achieved by a control device for controlling an internal combustion engine and by a computer program for such a control device. The advantages of the control device and computer program according to the invention correspond to the advantages mentioned above with reference to the method according to the invention.
Zeichnungendrawings
Der Beschreibung sind drei Figuren beigefügt, wobeiThe description is attached to three figures, wherein
zeigt.
shows.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die Erfindung wird nachfolgend in Form von verschiedenen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.The invention will now be described in detail in the form of various embodiments with reference to the figures.
Genauer gesagt ist in
Es wird dann in einem nachfolgenden Schritt b) ein sogenannter Adaptionsbereich festgelegt, innerhalb dessen ein Referenz-Betriebspunkt geeignet gewählt werden kann. Solange dieser Adaptionsbereich nicht festgelegt worden ist, wird das erfindungsgemäße Verfahren nicht weiter fortgeführt und es findet stattdessen immer wieder ein Rücksprung auf Verfahrensschritt a) statt.Then, in a subsequent step b), a so-called adaptation range is defined, within which a reference operating point can be suitably selected. As long as this adaptation range has not been established, the method according to the invention will not be continued further and instead there will always be a return to method step a).
Nach erfolgreichem Anfahren des Adaptionsbereiches wird innerhalb dieses Adaptionsbereiches der Referenz-Betriebspunkt eingestellt. Der Referenz-Betriebspunkt zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine sowie die ihr jeweils zugeführte relative Luftmasse quasistationär sind. Weiterhin ist zum Beispiel λ = 1 und es werden die zu diesem Referenz-Betriebspunkt gehörende Einspritzzeit tiRef und die zugehörige auf das Einspritzventil aufzubringende Ladung QRef angesteuert (Verfahrensschritt c)).After successful approach of the adaptation range, the reference operating point is set within this adaptation range. The reference operating point is characterized in particular by the fact that the speed of the internal combustion engine and the respective relative air mass supplied to it are quasi-stationary. Further, for example, λ = 1 and there are belonging to this reference operating point injection time ti and the associated Ref be applied to the injector charge Q Ref actuated (process step c)).
Sobald dieser Referenz-Betriebspunkt eingestellt ist, wird geprüft, ob bei der Brennkraftmaschine eine Einzelzylinder-Lambdamessung aktiv ist (Verfahrensschritt d)). Solange dies nicht der Fall ist, begibt sich das erfindungsgemäße Verfahren in eine Warteschleife, welche durch einen Rücksprung auf Verfahrensschritt c) realisiert wird. Wenn jedoch die Einzelzylinder-Lambdamessung aktiv ist, wird die auf das Einspritzventil aufzubringende Ladung gegenüber der für die Einstellung des Referenz-Betriebspunktes aufzubringenden Ladung QRef um einen vorbestimmten Betrag ΔQ vertrimmt. Diese Vertrimmung der Ladung um ΔQ resultiert zunächst in einer Veränderung von Lambda um den Betrag Δλ. Der Referenz-Betriebspunkt bleibt dabei im Wesentlichen unverändert, da der Momentenaufbau bei homogenem Betrieb nur schwach von dem Verbrennungslambda beeinflusst wird.As soon as this reference operating point is set, it is checked whether an individual cylinder lambda measurement is active in the internal combustion engine (method step d)). As long as this is not the case, the method according to the invention enters a waiting loop, which is realized by a return to method step c). However, if the single-cylinder lambda measurement is active, the charge to be applied to the injector will be offset from the charge Q Ref applied for adjustment of the reference operating point by a predetermined amount ΔQ. This calibration of the charge by ΔQ initially results in a change of lambda by the amount Δλ. The reference operating point remains essentially unchanged, since the torque build-up in homogeneous operation is only weakly influenced by the combustion lambda.
Unter den hier beschriebenen Voraussetzungen, nämlich dass sowohl die relative Luftmasse rl wie auch die Einspritzdauer ti jeweils quasistationär bleiben, entspricht diese erkannte Veränderung von Lambda einer bestimmten Veränderung der durch das Einspritzventil fließenden Kraftstoffmenge ΔD. Aus den beiden Größen Δλ und ΔQ beziehungsweise ΔD und ΔQ lässt sich dann die individuelle Steigung des verwendeten Einspritzventils i gemäß folgender Formel berechnen:
Mit Hilfe dieser individuellen Steigung ki lässt sich ein Korrekturfaktor fKorr berechnen, welcher die Abweichung der individuellen Steigung ki gegenüber der Steigung einer vorgegebenen Referenzkennlinie, welche das durchschnittliche Verhalten einer Vielzahl von produzierten Einspritzventilen gleichen Typs repräsentiert. Die Berechnung des Korrekturfaktors fKorr erfolgt gemäß folgender Formel:
Das Erkennen der aus dem Vertrimmen der Ladung resultierenden Veränderung der Größe λ und die Berechnung des Korrekturfaktors erfolgen in
Sollte demgegenüber jedoch die Berechnung des Korrekturfaktors erfolgreich verlaufen sein, so wird dieser dazu verwendet, in Schritt g) für das verwendete Einspritzventil i eine individuelle Di/Qi-Kennlinie zu berechnen. Wie bereits oben angedeutet dient der erfindungsgemäß berechnete Korrekturfaktor fKorr lediglich dazu, die Steigung der D(Q)-Kennlinie an das tatsächliche Verhalten des Einspritzventils anzupassen. Ein möglicher Offsetfehler wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht berücksichtigt.If, on the other hand, however, the calculation of the correction factor has been successful, then this is used to calculate an individual D i / Q i characteristic curve in step g) for the injection valve i used. As already indicated above, the present invention calculated correction factor f corr serves only to the slope of the D (Q) characteristic of the actual behavior of the injection valve to adjust. A possible offset error is not taken into account by the method according to the invention.
Eine Verwendung der erfindungsgemäß berechneten angepassten Di(Qi)-Kennlinie bei einem späteren Betrieb der Brennkraftmaschine, wie dies in
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich zumindest teilweise auch als Computerprogramm realisieren, welches vorzugsweise auf einem dem Steuergerät
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |