DE19952344A1 - Verfahren zum Bestimmen der Einspritzzeitdauer bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Bestimmen der Einspritzzeitdauer bei einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Bei einem beheizbaren Einspritzventil (15) einer Brennkraftmaschine (10) wird die Veränderung des Kraftstoffdurchflusses in der Abhängigkeit der Wärmeeinbringung bei der Bestimmung der Einspritzzeitdauer in Form einer gezielten Anpassung der Einspritzzeitdauer berücksichtigt, um in jedem beliebigen Betriebspunkt ein vorgegebenes Kraftstoff/Luft-Verhältnis einstellen zu können. Diese Anpassung wird über die Leistungsaufnahme des Heizelementes (25) des Einspritzventils meßtechnisch oder durch ein entsprechendes Modell in Abhängigkeit des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (10) quantifiziert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Ein
spritzzeitdauer bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Ober
begriff des Patentanspruches 1.
Im Hinblick auf eine zunehmende Verschärfung der Emissions
grenzwerte liegt der Schwerpunkt einer Optimierung des Emis
sionsverhaltens eines mit einer Brennkraftmaschine angetrie
benen Kraftfahrzeugs nicht allein auf einer effektiven Abgas
nachbehandlung, sondern zunehmend auf der Senkung der von der
Brennkraftmaschine emittierten Rohemissionen. Dies ist insbe
sondere während des Kaltstarts und des Warmlaufs der Brenn
kraftmaschine von Bedeutung, da trotz einer erheblichen Ver
kürzung der Anspringzeit (Light-off-Zeit) des Abgasnachbe
handlungssystems die Emissionen in den ersten Sekunden nach
dem Starten der Brennkraftmaschine einen maßgeblichen Anteil
an den Gesamtemissionen darstellen. Bekanntlich betragen die
HC-Massenemissionen während der Phase 1 des FTP 75-Zyklus ca.
80% der gesamten HC-Emissionen.
Dies hat dazu geführt, daß man Hilfsenergien zur Verbesserung
der Gemischaufbereitung einsetzt. Ein Überblick über die Mög
lichkeiten der Nutzung von Hilfsenergien für den Einsatz in
Kraftfahrzeugen zur Verbesserung der Gemischaufbereitung ist
in dem Aufsatz "Ein neu entwickeltes Flash-Boiling-
Einspritzventil zur Verbessserung von Kaltstart und Warmlauf"
von Dr. Peter Hofmann et. al., Aachener Kolloquium Fahrzeug-
und Motorentechnik 1998. angegeben. Eine Möglichkeit besteht
darin, Wärme direkt in das Einspritzventil einzubringen, in
dem der Kraftstoff im Einspritzventil mittels Stromfluß durch
einen elektrischen Widerstand erhitzt wird. In den Dokumenten
WO 99/05411 und WO 99/05412 sind derartige Einspritzventile
beschrieben.
Eine Erhöhung der Kraftstofftemperatur bewirkt prinzipiell
eine Herabsetzung der Oberflächenspannung und dadurch die
Bildung von kleineren Tropfen, bzw. einer größeren gesamten
Tropfenoberfläche, so daß eine erhöhte Verdampfungsrate er
zielt werden kann. Anderseits darf die Temperatur nicht zu
hoch gewählt werden, da es sonst zu Dampfblasenbildung kommt
und eine exakte Kraftstoffzumeßung nicht mehr gewährleistet
ist.
Mit Hilfe von solchen Einspritzventilen mit integrierter Hei
zung läßt sich während des Kaltstarts und der Warmlaufphase
der Brennkraftmaschine ein Gemisch erzielen, das zu einem Ab
gas mit wesentlich geringeren Schadstoffanteilen führt. Die
ser Heizvorgang beeinflußt jedoch nicht nur die Gemischbil
dung, sondern führt auch zu einer Veränderung des Kraftstoff
durchflusses, der sowohl durch die temperaturabhängigen Kenn
größen des Kraftstoffs (Zähigkeit, Dichte), als auch durch
die Eigenschaften des Materials und des Aufbaus des Ein
spritzventils bedingt ist. Diese Veränderungen des
Kraftstoffzumeßverhaltens des beheizbaren Einspritzventils
müssen bei der Bestimmung der Einspritzzeitdauer berücksich
tigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Bestimmung der Einspritzzeitdauer bei einer mit einem beheiz
baren Einspritzventil ausgestatteten Brennkraftmaschine an
zugeben, so daß eine möglichst genaue Zumessung der geforder
ten Kraftstoffmasse ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1
gelöst.
Durch Berücksichtigen der dem elektrischen Heizelement des
Einspritzventils zugeführten Heizenergie läßt sich auf einfa
che Weise eine Anpassung der Einspritzzeitdauer gegenüber ei
ner Einspritzzeitdauer bei vorgegebener definierter Energie
zuführung (z. B. ΔW = 0) erreichen, um die gleiche Kraft
stoffmenge einzuspritzen. In der Steuerungseinrichtung der
Brennkraftmaschine wird die Veränderung des Kraftstoffdurch
flusses in der Abhängigkeit der Wärmeeinbringung bei der Be
stimmung der Einspritzzeitdauer in Form einer gezielten An
passung der Einspritzzeitdauer berücksichtigt, um in jedem
beliebigen Betriebspunkt ein vorgegebenes Kraftstoff/Luft-
Verhältnis einstellen zu können. Diese Anpassung wird über
die Leistungsaufnahme der Einspritzventile meßtechnisch oder
durch ein entsprechendes Modell in der Abhängigkeit des Be
triebspunkts quantifiziert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht bei Verwendung ei
nes beheizten Einspritzventils eine exaktere Kraftstoffzumes
sung bei unterschiedlichen Heizstufen, um ein definiertes
Kraftstoff-/Luftgemisch einzustellen und über dieses eine
Rohemissionsoptimierung gemäß Zielvorgabe vornehmen zu kön
nen. Ohne diese Kompensation der Einspritzventilcharakteris
tik des beheizbaren Einspritzventils in Abhängigkeit der zu
geführten Heizenergie kommt es zu erheblichen Änderungen der
Luftzahl, die besonders beim ungeregelten Kraftstoff-
/Luftgemisch zu erheblichen Emissionsnachteilen führt. Die
größte Luftzahlabweichung tritt im Vergleich unbeheiztes zu
beheiztem Einspritzventil bei max. Leistungsaufnahme des Ein
spritzventils auf.
Über den gemessenen elektrischen Strom und die am Heizelement
anliegende elektrische Spannung kann die Heizleistung, die
Oberflächentemperatur und das Aufheizverhalten des Heizele
ments ermittelt werden. Über diese Größen kann wiederum die
Kraftstofftemperatur ermittelt werden. Kraftstofftemperatur
und Heizelementtemperatur können als Eingangsgrößen eines
Kennfelds verwendet werden, aus dem ein Korrekturfaktor aus
gelesen wird, mit dem der Wert für ermittelte Einspritzzeit
dauer ohne Beheizung des Einspritzventils multipliziert wird.
Ein rein modellgestützter Ansatz kann in Form zweier Ein
spritzkennfelder erfolgen; in einem werden betriebspunktab
hängig (Eingangsgrößen: Drehzahl und Last (angesaugte Luft
masse)) die Einspritzzeitdauern bei unbeheiztem Einspritzven
til zur Realisierung eines vorgegebenen Kraftstoff-
/Luftgemisches abgelegt, in dem anderen werden die Einspritz
zeitdauern gleichfalls betriebspunktabhängig bei definierter
Leistungsaufnahme des Einspritzventils abgelegt.
Anstelle der Strom- und Spannungsmessung zum Bestimmen der
Kraftstofftemperatur kann auch direkt das Signal eines Tempe
ratursensors verwendet werden, der unmittelbar die Temperatur
des Kraftstoffes in der Nähe des Heizelementes erfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Kraftstoff
menge exakt zu dosieren und ein gewünschtes Kraftstoff-/Luft-
Verhältnis unter Einbeziehung der sich durch das Beheizen än
dernden Durchflußcharakteristik des Einspritzventils genau
einzustellen. Dies ist insofern von besonderer Bedeutung, da
während der ersten Sekunden ab Motorstart eine Regelung des
Kraftstoff-/Luftverhältnis wegen verzögerter Sondenbereit
schaft bis heute noch nicht möglich ist und eine exakte Vor
steuerung der Einspritzung bezüglich der Emissionen von gro
ßer Bedeutung ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine, bei
der das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird,
Fig. 2 eine Tabelle, die den Zusammenhang zwischen Tempera
tur des Kraftstoffes, der Kraftstoffdichte und der
Durchflußrate zeigt,
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel zum Bestimmen der
Einspritzzeitdauer abhängig von der dem Heizelement
zugeführten Heizenergie,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel zum Bestimmen der
Einspritzzeitdauer abhängig von der dem Heizelement
zugeführten Heizenergie,
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel zum Bestimmen der
Einspritzzeitdauer abhängig von der dem Heizelement
zugeführten Heizenergie, kntIGUR
Fig. 6 eine Darstellung der Einspritzzeitveränderung in Ab
hängigkeit des Betriebspunktes bezogen auf die Ein
spritzzeitdauer ohne Beheizung des Einspritzventils
und
Fig. 7 eine Darstellung der Lambdaveränderung bei einem be
stimmten Betriebspunkt bei Ein- und Ausschalten der Be
heizung des Einspritzventils.
Bei der in der Fig. 1 in vereinfachter Form dargestellten
Brennkraftmaschine mit einer Einspritzeinrichtung und einem
Abgassystem sind nur diejenigen Teile dargestellt, die für
das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere
ist der Kraftstoffkreislauf weggelassen.
Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Brennkraftmaschine mit ei
nem daran angeschlossenen Ansaugtrakt 11 und einem Abgastrakt
12 bezeichnet. Im Ansaugtrakt 11 ist in Strömungsrichtung der
angesaugten Luft gesehen (Pfeilsymbol) nacheinander ein Last
sensor in Form eines Luftmassenmessers 13, eine Drosselklap
pe 14, ein Einspritzventil 15 und ein Einlaßventil 16 eines
nicht näher bezeichneten Zylinders angeordnet. Der Luftmas
senmesser 13 mißt die von der Brennkraftmaschine 10 angesaug
te Luftmasse und die Drosselklappe 14 dient zur Füllungssteu
erung. Das Abgas gelangt über ein Auslaßventil 17 in den Ab
gastrakt 12, in dessen weiterem Verlauf eine Lambdasonde 18
und ein zum Konvertieren der im Abgas der Brennkraftmaschine
10 enthaltenen Bestandteile HC, CO und NOX dienender Dreiwe
ge-Katalysator 19 eingefügt ist. Die Lambdasonde 18 gibt in
Abhängigkeit vom Restsauerstoffgehalt im Abgas ein Ausgangs
signal an eine elektronische Steuerungseinrichtung 20 der
Brennkraftmaschine 10 ab und dient in herkömmlicher Weise als
Regelglied für eine Lambda-Regelung des Kraftstoff-
Luftgemisches der Brennkraftmaschine.
Ferner sind an geeigneten Stellen der Brennkraftmaschine 10
weitere Sensoren zum Erfassen von Betriebsparametern der
Brennkraftmaschine vorgesehen, insbesondere ein Drehzahlsen
sor 21 zum Erfassen der Maschinendrehzahl N und ein Tempera
tursensor 22 zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur TKW. Die
Temperatur T_KAT des Katalysators 19 wird mittels eines Tem
peratursensors 24 erfasst. Neben der direkten Erfassung der
Katalysatortemperatur mittels des im oder am Katalysatormono
lithen angeordneten Temperatursensors 24 kann die Temperatur
des Katalysators 19 auch über ein bekanntes Temperaturmodell
mit Hilfe verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftma
schine berechnet werden. Die Ausgänge der genannten Sensoren
sind über Schnittstellen mit entsprechenden Eingängen der
elektronischen Steuerungseinrichtung 20 verbunden.
Solche elektronischen Steuerungseinrichtungen für Brennkraft
maschinen, die neben der Kraftstoffeinspritzung und der Zün
dung auch noch eine Vielzahl weiterer Aufgaben, u. a. auch die
Steuerung von Abgasnachbehandlungssystemen übernehmen können,
sind an sich bekannt, so daß im folgenden nur auf den im Zu
sammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehenden Aufbau
und dessen Wirkungsweise eingegangen wird.
Zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 10 ist die
Steuerungseinrichtung 20 über hier nicht im einzelnen darge
stellte Daten- und Steuerleitungen noch mit weiteren Sensoren
und Aktoren verbunden. Die Steuerungseinrichtung 20 wertet
die Sensorsignale aus und steuert bzw. regelt unter anderem
die Zündung und die Einspritzung.
Die elektronische Steuerungseinrichtung 20 weist hierzu in
bekannter Weise einen Mikrocomputer, entsprechende Schnitt
stellen für Signalaufbereitungsschaltungen und eine Ein- und
Ausgabeeinheit auf. Der Mikrocomputer umfaßt eine Zentralein
heit (CPU), welche die arithmetischen und logischen Operatio
nen mit den eingespeisten Daten durchführt. Die dazu notwen
digen Programme und Solldaten liefert ein Festwertspeicher
(ROM), in dem alle Programmroutinen, Kenndaten, Kennlinien,
Sollwerte usw. unverlierbar gespeichert sind. Insbesondere
ist die Steuerungseinrichtung mit einem Speicher 23 verbun
den, in dem u. a. eine Mehrzahl von Kennfeldern KF1-KF4 ge
speichert sind, deren Bedeutungen anhand der Beschreibung der
nachfolgenden Figuren noch näher erläutert werden. Ein Be
triebsdatenspeicher (RAM) dient u. a. dazu, die von den Senso
ren gelieferten Daten zu speichern, bis sie vom Mikrocomputer
abgerufen oder durch aktuellere Daten ersetzt, d. h. über
schrieben werden. Über einen Bus werden alle genannten Ein
heiten mit Daten, Speicheradressen und Kontrollsignalen ver
sorgt.
Bei einer sogenannten luftmassengeführten Motorsteuerung wird
mit Hilfe der von den Sensoren (Luftmassenmesser 13 und Dreh
zahlsensor 21) gelieferten und in entsprechenden Schaltungen
aufbereiteten Signale Luftmasse und Drehzahl eine Grundein
spritzzeitdauer oder Basiseinspritzzeitdauer berechnet und
abhängig von weiteren Betriebsparametern (z. B. Druck und Tem
peratur der Ansaugluft, Temperatur des Kühlmittels, Batterie
spannung, Restsauerstoffgehalt im Abgas usw.) Korrekturen
dieser Basiseinspritzzeitdauer derart durchgeführt, daß im
Regelfall durch Einsatz der Lambdaregelung ein Kraftstoff-
Luftgemisch erzielt wird, das dem stöchiometrischen Verhält
nis (λ = 1,00) entspricht. Der Kraftstoff für die Brenn
kraftmaschine 10 wird dann während der so berechneten Ein
spritzzeitdauer mit Hilfe eines oder mehrerer Einspritzventi
le 15 in den Ansaugtrakt 11 (Saugrohreinspritzung) oder al
ternativ hierzu direkt in den Brennraum der Zylinder einge
spritzt (Direkteinspritzung). Zur besseren Gemischaufberei
tung während des Kaltstarts und des Warmlaufs der Brennkraft
maschine ist in jedes Einspritzventil 15 ein elektrisches
Heizelement 25 integriert, das über nicht näher bezeichnete
Anschlußleitungen mit der Steuerungseinrichtung 20 verbunden
ist. Als Heizelement 25 kann dabei eine Heizwendel oder ein
PTC-Widerstand verwendet werden. Letzterer hat den Vorteil,
daß damit ein Selbstregeleffekt eintritt. Zur Begrenzung des
Einschaltstromes, insbesondere bei der Verwendung einer Heiz
wendel als Heizelement kann durch unterschiedliche Heizstufen
der Einschaltstrom begrenzt werden.
In der Fig. 2 sind in Form einer Tabelle die relativen Ände
rungen der Kraftstoffdichte und der Durchlfußrate in Abhän
gigkeit der Kraftstofftemperatur T_KST für einen bestimmten
Kraftstoff (Indolen SAE J1256 12.2) angegeben. Daraus ist er
sichtlich, daß mit steigender Kraftstofftemperatur die Dichte
und die Durchflußrate an der Düse des Einspritzventils sin
ken. Die durch das Heizen des Kraftstoffes im Einspritzventil
erzielte Temperaturerhöhung führt also bei gleichbleibender
Einspritzzeitdauer aufgrund des geringeren Durchflusses zu
einer Abmagerung des Luft-/Kraftstoffgemisches.
In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt,
wie in Abhängigkeit der zugeführten Heizenergie die Ein
spritzzeitdauer bestimmt werden kann. Hierzu wird der elekt
rische Strom I und die am Heizelement 25 anliegende elektri
sche Spannung U gemessen. Diese beiden Meßwerte sind Ein
gangsgrößen für ein Modell, in Fig. 3 als Block BL1 darge
stellt. Aus den Werten für Strom I und Spannung U kann direkt
die dem Heizelement 25 zugeführte Heizleistung berechnet wer
den. Über in dem Block BL1 abgelegten, experimentell ermit
telten Kennfelder werden weiters aus den genannten Eingangs
größen auch Werte für die Heizelementtemperatur T_HEIZ (Ober
flächentemperatur) und das Aufheizverhalten des Heizelementes
ermittelt. Das Aufheizverhalten des Heizelements dient zur
Berücksichtigung der Instationärvorgänge, zu denen auch der
Einschaltvorgang zählt. Über diese Größen wiederum kann über
ein weiteres Kennfeld die Kraftstofftemperatur T_KST ermit
telt werden. Dabei werden in den Kennfeldern Werte für den
Betriebspunkt (Last, Drehzahl), die Kraftstofftemperatur im
Zufluß des Einspritzventils berücksichtigt. Die Werte für die
Heizelementtemperatur T_HEIZ und Kraftstofftemperatur T_KST
sind Eingangsgrößen eines Kennfeldes KF1. Als Ausgangsgröße
des Kennfeldes wird ein Faktor FAC_HEIZ < 0 ausgelesen. Mit
diesem Faktor FAC_HEIZ wird die für eine, ein unbeheiztes
Einspritzventil charakteristische Einspritzzeitdauer
TI_UNBEH, die auf herkömmliche Weise aus Last und Drehzahl
berechnet wird, multipliziert. Da der Faktor FAC_HEIZ einen
Wert größer Null aufweist, ergibt sich eine korrigierte Ein
spritzzeitdauer TI_BEH, die im Vergleich zu der Einspritz
zeitdauer bei einem unbeheizten Einspritzventil länger ist.
Weitere Korrekturen für die Einspritzzeitdauer, die abhängig
vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine durchgeführt werden
und eingangs bereits beschrieben wurden, sind in dieser Dar
stellung nicht gezeigt. Diese bekannten Korrekturen können
entweder in die Einspritzzeitdauer TI_BEH oder in die Ein
spritzzeitdauer TI_UNBEH nach bekannten Methoden einberechnet
werden.
Um die Genauigkeit noch zu erhöhen, ist es möglich, bei der
Modellbildung für die Kraftstofftemperatur T_KST im Ein
spritzventil und der Heizelementtemperatur T_HEIZ auch noch
die Temperatur des Kraftstoffs im Zulauf des Einspritzventils
zu berücksichtigen. Diese Eingangsgröße T_KST ZU für den
Block BL1 ist deshalb in der Fig. 3 in strichlinierter Dar
stellung eingezeichnet. Diese Temperatur T_KST ZU kann direkt
mittels eines entsprechenden Temperatursensors oder über Mo
dellbildung aus anderen Größen, u. a. aus der Ansauglufttempe
ratur abgeleitet werden.
Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen
rein modellgestützten Ansatz zur Bestimmung der Einspritz
zeitdauer. Dabei sind zwei Kennfelder KF2 und KF3 vorgesehen,
die jeweils die Drehzahl N und einen die Last der Brennkraft
maschine 10 charakterisierenden Wert als Eingangsgröße auf
weisen. Als Lastgröße kann dabei beispielsweise das Signal
des Luftmassenmessers 13 (Fig. 1), also die angesaugte Luft
masse pro Hub oder bei einer sauggrohrdruckgeführten Mo
torsteuerung der Saugrohrdruck im Ansaugtrakt 11, der von ei
nem Drucksensor ermittelt wird, herangezogen werden.
In dem ersten Kennfeld KF1 werden betriebspunktabhängig die
Einspritzzeitdauern TI_UNBEH bei unbeheiztem Einspritzventil
zur Realisierung eines vorgegebenen Kraftstoff-/Luftgemisches
abgelegt, in dem zweiten Kennfeld KF2 werden die Einspritz
zeitdauern TI_BEH gleichfalls betriebspunktabhängig bei defi
nierter Leistungsaufnahme des Heizelementes abgelegt. Dieser
Zusammenhang wird für eine vorgegebene Brennkraftmaschine mit
einem beheizten Einspritzventil experimentell auf dem Prüf
stand und/oder durch Fahrversuche ermittelt. Die Ausgangsgrö
ßen TI_BEH und TI_UNBEH der beiden Kennfelder KF1 und KF2
werden einer Umschalteinrichtung S1 zugeführt, die entweder
den Wert TI_BEH oder den Wert TI_UNBEH durchschaltet. Gesteu
ert wird die Umschalteinrichtung S1 über Signale einer An
steuerschaltung STG, die vorzugsweise in die elektronische
Steuerungseinrichtung 20 der Brennkraftmaschine integriert
ist. Umschaltkriterium ist dabei die Temperatur T_KAT des Ka
talysators 19.
Beim Kaltstart oder Warmlauf der Brennkraftmaschine ist die
Anspringtemperatur des Katalysators noch nicht erreicht, das
Einspritzventil wird beheizt und der Schaltkontakt der Um
schalteinrichtung S1 befindet sich in der in der Fig. 4 mit
durchgezogenen Linien eingezeichneten Stellung. Hat der Kata
lysator eine Temperatur erreicht, die eine volle Konvertie
rungsfähigkeit gewährleistet (Light-Off-Temperatur), so
braucht das Einspritzventil nicht mehr beheizt werden. Der
Schaltkontakt der Umschalteinrichtung S1 befindet sich dann
in der in der Fig. 4 mit strichlinerter Linie eingezeichne
ten Stellung und der Wert für die Einspritzzeitdauer TI_UNBH
wird zur weiteren Verarbeitung durchgeschaltet.
Die Fig. 5 zeigt ein weiteres, vereinfachtes Ausführungsbei
spiel, bei dem die Temperatur des Kraftstoffes T_KST im Ein
spritzventil in der Nähe des Heizelementes direkt mittels ei
nes Temperatursensors 151 gemessen wird. Diese Größe ist Ein
gangsgröße eines vierten Kennfeldes KF4, aus dem der Korrek
turfaktor FAC_HEIZ ausgelesen wird. Das weitere Vorgehen ent
spricht dem Verfahren, wie es anhand der Fig. 3 beschrieben
wurde.
In Fig. 6 ist in Tabellenform eine Darstellung der Ein
spritzzeitdauerveränderung in der Abhängigkeit des Betriebs
punkts (Drehzahl N [1/min] und Lastgröße angesaugte Luftmasse
MAF [mg/Hub]) bezogen auf die Einspritzzeitdauer des Ein
spritzventils ohne Beheizung und Vorgabe gleicher Luftzahl
(LAMBDA = 1) gezeigt. Die Tabellenwerte beschreiben somit den
Faktor FAC = TI_BEHA/TI_UNBEH. Beispielsweise ergibt sich bei
dem Betriebspunkt 2500 l/min und 75 mg/Hub eine Einspritz
zeitdauerveränderung von ca. 12, 5%.
Die Fig. 7 zeigt ein Diagramm der Lambdaveränderung im Be
triebspunkt N = 2000 l/min. effektiver Mitteldruck = 2 bar
bei inaktiver Lambdaregelung und unveränderter Einspritzzeit.
Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ördinate
die Luftzahl Lambda und der Ansteuerstrom I für das Heizele
ment. Zum Zeitpunkt t1 wird die Heizung des Einspritzventils
aktiviert und zum Zeitpunkt t2 wird die Heizung wieder ausge
schaltet. Der sich dabei einstellende Kurvenverlauf für den
Ansteuerstrom ist mit I(t) und derjenige für die Luftzahl
Lambda mit λ(t) bezeichnet. Deutlich ist die Abmagerung des
Kraftstoff-Luftgemisches (Lambda steigt auf Werte von
1.05-1,07) aufgrund der Beheizung des Kraftstoffes zu erkennen.
Nach Beendigung des Heizvorganges pendelt sich der Wert für
die Luftzahl wieder um einen engen Bereich um Lambda = 1 ein.
Claims (9)
1. Verfahren zum Bestimmen der Einspritzzeitdauer bei einer
Brennkraftmaschine, bei dem während einer, in Abhängigkeit
von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine
ermittelten Einspritzzeitdauer Kraftstoff der angesaugten
Verbrennungsluft mittels mindestens eines, ein elektrisch be
heizbares Heizelement aufweisenden Einspritzventils zugemes
sen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzzeitdauer (TI_UNBEH)
in Abhängigkeit der dem elektrischen Heizelement (25) zuge
führten Energie angepasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einspritzzeitdauer (TI_UNBEH) mit einem Korrekturfaktor
(FAC_HEIZ) beaufschlagt wird, der abhängig von der Kraft
stofftemperatur (T_KST) im Einspritzventil (15) und der Tem
peratur (T_HEIZ) des Heizelementes (25) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftstofftemperatur (T_KST) im Einspritzventil (15) und die
Temperatur (T_HEIZ) des Heizelementes (25) mittels einer Mo
dellbildung aus der dem Heizelement (25) zugeführten elektri
schen Heizleistung (U, I) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
der Korrekturfaktor (FAC_HEIZ) in einem ersten Kennfeld (KF1)
einer Speichereinrichtung (23) einer die Brennkraftmaschine
(10) steuernden Steuerungseinrichtung (20) abhängig von der
Kraftstofftemperatur (T_KST) im Einspritzventil (15) und der
Temperatur (T_HEIZ) des Heizelementes (25) abgelegt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Korrekturfaktor (FAC_HEIZ) einen Wert größer als 1
aufweist, so daß die korrigierte Einspritzzeitdauer (TI_BEH)
länger ist als die Einspritzzeitdauer (TI_UNBEH) ohne Behei
zung des Einspritzventils (15).
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wert für die Einspritzzeitdauer (TI_UNBEH) bei unbeheiztem
Einspritzventil (15) in einem zweiten Kennfeld (KF2) und der
Wert für die Einspritzzeitdauer (TI_BEH) bei beheiztem Ein
spritzventil (15) in einem dritten Kennfeld (KF3) einer Spei
chereinrichtung (23) einer die Brennkraftmaschine (10) steu
ernden Steuerungseinrichtung (20) jeweils abhängig vom Be
triebspunkt der Brennkraftmaschine (10) abgelegt ist und ab
hängig von der Temperatur (T_KAT) eines im Abgastrakt (12)
der Brennkraftmaschine (10) angeordneten Katalysators (19)
der für eine optimale Abgasemission nötige Wert der Ein
spritzzeitdauer (TI_BEHA, TI_UNBEH) entweder aus dem zweiten
Kennfeld (KF2) oder aus dem dritten Kennfeld (KF3) ausgewählt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einer Temperatur (T_KAT) des Katalysators (19), die unterhalb
seiner Anspringtemperatur liegt, der Wert für die Einspritz
zeitdauer (TI_BEH) aus dem dritten Kennfeld (KF3) ausgewählt
wird, so daß die Einspritzzeitdauer (TI_BEH) länger ist als
die Einspritzzeitdauer (TI_UNBEH) ohne Beheizung des Ein
spritzventils (15).
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einspritzzeitdauer (TI_UNBEH) mit einem Korrekturfaktor
(FAC_HEIZ) beaufschlagt wird, der abhängig von der Kraft
stofftemperatur (T_KST) im Einspritzventil (15) ermittelt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftstofftemperatur (T_KST) mittels eines Temperatursensors
(151) gemessen wird und dieser Wert Eingangsgröße eines vier
ten Kennfeldes (KF4) ist, aus dem der Korrekturfaktor
(FAC_HEIZ) ausgelesen wird.
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