Beschreibungdescription
Verfahren zur Zylindergleichstellung bei einer mit Direkteinspritzung arbeitenden BrennkraftmaschineMethod for cylinder equalization in an internal combustion engine working with direct injection
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylindergleichstellung bei einer mit Direkteinspritzung arbeitenden Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for cylinder equalization in an internal combustion engine working with direct injection according to the preamble of claim 1.
Bei mehrzylindrigen, direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen kommt es aufgrund verschiedener Störeinflüsse trotz gleicher Ansteuerung zu hohen Varianzen des Massendurchflusses zwischen einzelnen Einspritzdüsen. Die unterschiedlichen Kraftstoffmengen führen zu unterschiedlichen Drehmomentbei- trägen der einzelnen Zylinder, was neben einer Steigerung der Laufunruhe durch Drehzahlschwankungen der Kurbelwelle auch zu einer erhöhten Emmision führen kann.In the case of multi-cylinder, direct-injection internal combustion engines, due to various interfering influences, despite the same control, there are high variances in the mass flow between individual injection nozzles. The different amounts of fuel lead to different torque contributions from the individual cylinders, which in addition to increasing the uneven running due to fluctuations in the speed of the crankshaft can also lead to increased emissions.
Aus der DE 41 22 139 AI ist ein Verfahren zur Zylindergleich- Stellung bezüglich der Kraftstoff-Einspritzmengen bei einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Drehbeschleunigung jedes einzelnen Zylinders erfaßt wird. Die einzelnen Meßwerte der Drehbeschleunigung werden miteinander verglichen und bei Abweichungen zwischen den einzelnen Meßwerten werden die Kraftstoffeinspritzmengen der einzelnen Zylinder so verändert, daß schließlich Abweichungen vermieden und damit Dreh- ungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine eliminiert werden .From DE 41 22 139 AI a method for equalizing the cylinder with respect to the fuel injection quantities in an internal combustion engine is known, in which the rotational acceleration of each individual cylinder is detected. The individual measured values of the rotational acceleration are compared with one another and, in the event of deviations between the individual measured values, the fuel injection quantities of the individual cylinders are changed in such a way that deviations are ultimately avoided and thus rotational irregularities in the internal combustion engine are eliminated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der Eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auf einfache und schnelle Weise der systematische Fehler der einzelnen Einspritzdüsen der Einspritzanlage sowohl bei stationärem als auch bei instationärem Betrieb der Brennkraftmaschine ausge- glichen werden kann.
2The invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned at the outset, with which the systematic error of the individual injection nozzles of the injection system can be compensated for in a simple and rapid manner both when the internal combustion engine is operating in a stationary and in a non-stationary manner. 2
Die genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The stated object is achieved by the features of patent claim 1. Advantageous further developments are specified in the subclaims.
Die durch die Verbrennung in den einzelnen Zylindern freiwerdende Energie wird in Bewegungsenergie der Kurbelwelle umgewandelt. Zylinderindividuelle Verbrennungsunterschiede äußern sich also in Drehzahlschwankungen, aus denen ein Fehler bestimmt werden kann. Dieses zylinderindividuelle Fehlersignal ist charakteristisch für den systematischen Fehler beim Einspritzvorgang in den Zylinder. Um auch bei instationärem Betrieb der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einer Beschleunigung Fehladaptionen auszuschließen, werden die charakteristischen Werte, d.h die vom Drehzahlsensor erfassten Drehzahlwerte, mit einem akausalen Filter dynamisch korrigiert. Durch diese dynamische Korrektur wird es ermöglicht, auch bei Drehzahlübergängen einen Fehler zu bestimmen und eine Adaption im gesamten Kennfeldbereich durchzuführen. Da das Verfahren als Eingangsgröße die für andere Steuer-und Re- gelzwecke ohnehin der Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine zugeführte Kurbelwellendrehzahl nutzt und somit keinerlei zusätzliche Hardware-Komponenten nötig sind, ergibt sich eine sehr kostengünstige Realisierung zur Erhöhung der Laufruhe der Brennkraftmaschine.The energy released by the combustion in the individual cylinders is converted into kinetic energy of the crankshaft. Cylinder-specific combustion differences are expressed in speed fluctuations from which an error can be determined. This cylinder-specific error signal is characteristic of the systematic error during the injection process into the cylinder. In order to rule out incorrect adaptations even during unsteady operation of the internal combustion engine, for example when accelerating, the characteristic values, i.e. the speed values detected by the speed sensor, are corrected dynamically with an acausal filter. This dynamic correction makes it possible to determine an error even during speed transitions and to carry out an adaptation in the entire map area. Since the method uses the crankshaft speed supplied to the control device of the internal combustion engine anyway for other control and control purposes and therefore no additional hardware components are required, there is a very inexpensive implementation for increasing the smooth running of the internal combustion engine.
Ein Ausführ.ungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it
Figur 1 den Drehzahlverlauf für fehlerfreie und fehlerbehaf- tete Injektoren im stationären Betrieb,FIG. 1 shows the speed curve for faultless and faulty injectors in stationary operation,
Figur 2 den Drehzahlverlauf für fehlerfreie Injektoren im stationären und instationären Betrieb,FIG. 2 shows the speed curve for error-free injectors in stationary and transient operation,
Figur 3 den Drehzahlverlauf und die Mittelungszeitspannen für die dynamische Korrektur,
3FIG. 3 the speed curve and the averaging time periods for the dynamic correction, 3
Figur 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Laufzeit des Mittelwertfilters,FIG. 4 shows a diagram to clarify the running time of the mean filter,
Figur 5 eine Darstellung der dynamischen Korrektur anhand ei- nes Beschleunigungsvorganges und5 shows a representation of the dynamic correction on the basis of an acceleration process and
Figur 6 Drehzahl- und Residuenverlauf bei leichter Beschleunigung der BrennkraftmaschineFigure 6 speed and residual curve with slight acceleration of the internal combustion engine
Um eine eventuelle Abweichung der tatsachlich eingespritzten Kraftstoffmenge von der Sollemspritzmenge ausregeln zu können ist es notig, ein Maß für diese Abweichung, also einen Fehler zu bestimmen. Genutzt wird dazu das Signal eines Drehzahlsensors. Die durch die Verbrennung m den einzelnen Zy- lindern freiwerdende Energie wird m Bewegungsenergie derIn order to be able to correct a possible deviation of the actually injected fuel quantity from the target injection quantity, it is necessary to determine a measure for this deviation, that is to say an error. The signal from a speed sensor is used for this. The energy released by the combustion of the individual cylinders becomes m kinetic energy
Kurbelwelle umgewandelt. Zylinderindividuelle Verbrennungsunterschiede äußern sich also in Drehzahlschwankungen, aus denen ein Fehler bestimmt werden kann. Die kinetische Energie, die wahrend der Verbrennung in einem Zylinder l frei wird, errechnet sich zuConverted crankshaft. Cylinder-specific combustion differences are expressed in speed fluctuations from which an error can be determined. The kinetic energy that is released during combustion in a cylinder 1 is calculated
ΔEk,„( = 2-ö"(ö,u(,)-ö,OT(1)) (1) ΔEk , "(= 2 -ö" ( ö, u (,) - ö, OT ( 1 )) (1)
mit θ mittleres Trägheitsmoment der Kurbelwelle ω 0T( Winkelgeschwindigkeit im oberen Totpunkt (vor der Expansionsphase) J JJJI Winkelgeschwindigkeit im unteren Totpunkt (nach derwith θ mean moment of inertia of the crankshaft ω 0T ( angular velocity at top dead center (before the expansion phase) J JJJI angular velocity at bottom dead center (after the
Expansionsphase)Expansion phase)
Der untere Totpunkt (Index UT) des Zylinders l entspricht aber dem oberen Totpunkt (Index OT) des als nächsten gezündeten Zylinders z+1. Deshalb laßt sich diese Gleichung auch folgendermaßen angeben:
ΔEkin « *-(ωθT(ι+l) 0OT(ι), (2;The bottom dead center (index UT) of the cylinder l corresponds to the top dead center (index OT) of the next fired cylinder z + 1. Therefore this equation can also be given as follows: ΔEkin «* - ( ω θT (ι + l) 0 OT (ι), (2;
Eine positive Änderung der kinetischen Energie (AEkm(i) > 0) entspricht einer zu großen Einspritzmenge mB l an Kraftstoff und eine negative Änderung der kinetischen EnergieA positive change in the kinetic energy (AE km (i)> 0) corresponds to an excessive injection quantity m B l of fuel and a negative change in the kinetic energy
(AEkιn(i) < 0) entspricht einer zu kleinen Einspritzmenge mB l .(AE kιn (i) <0) corresponds to an injection quantity m B l that is too small.
Ist AEkιn(l) = 0 f so wurde d e richtige Brennstoffmenge eingespritzt .If AE kιn (l) = 0 f , the correct amount of fuel has been injected.
Diese Aussagen gelten jedoch nur, wenn man von einem quasi- stationaren Betriebszustand ausgehen kann (die mittlere Drehzahl also konstant bleibt) und das Lastmoment keine Sprunge aufweist .However, these statements only apply if one can assume a quasi-steady-state operating state (ie the mean speed remains constant) and the load torque shows no jumps.
In Figur 1A ist der Verlauf der Drehzahl n über der Zeit t für fehlerfreie Injektoren, m Figur 1B der Drehzahlverlauf über der Zeit für fehlerbehaftete Injektoren jeweils für den stationären Betrieb der Brennkraftmaschine aufgetragen. In beiden Fallen sind m Form von Kreisen die zylmdeπndividdu- ellen Signalwerte, nämlich die Drehzahlen vor der Zündung n(OT(ι)) und nach der Zündung n(UT(ι)) für den Zylinder I gekennzeichnet .The course of the speed n over time t for fault-free injectors is plotted in FIG. 1A, and the speed curve over time for faulty injectors is plotted for the steady-state operation of the internal combustion engine. In both cases, in the form of circles, the cylinder-individual signal values, namely the speeds before the ignition n (OT (ι)) and after the ignition n (UT (ι)) are identified for the cylinder I.
Durch einfache Umrechnung laßt sich aus der Drehzahl n die Winkelgeschwindigkeit CO und somit auch ΔsfaΛ berechnen.The angular velocity CO and thus also Δs faΛ can be calculated from the speed n by simple conversion.
Wird das Verfahren auch angewandt, wenn sich die Brennkraftmaschine nicht im stationären Betrieb befindet, können keine Aussagen über die Fehler der Injektoren gemacht werden. Wird z.B. die Brennkraftmaschine gerade beschleunigt, wird ein Fehler erkannt, wo unter Umstanden gar keiner sein muß.If the method is also used when the internal combustion engine is not in stationary operation, no statements can be made about the errors of the injectors. E.g. the internal combustion engine is accelerating, an error is recognized where, under certain circumstances, none has to be.
Dieses Problem ist m Figur 2 aufgezeigt. Der zeitliche Dreh- zahlverlauf m Figur 2A wurde mit fehlerfreien Injektoren im stationären Betrieb simuliert. Das oben genannte Verfahren
liefert einen Wert für die Änderung der kinetischen Energie AEkm i = 0 , also keinen Fehler. In Figur 2B wurde die Brennkraftmaschine mit den gleichen fehlerfreien Injektoren beschleunigt. Das Verfahren errechnet jetzt einen Wert f r die Änderung der kinetischen Energie Δ£^ (z) > 0 , da die Drehzahl nach der Verbrennung großer ist als vorher und schließt daraus, daß der aktuelle Injektor einen positiven Fehler aufweist, also zuviel einspritzt.This problem is shown in FIG. 2. The temporal speed curve in FIG. 2A was simulated with faultless injectors in stationary operation. The above procedure provides a value for the change in kinetic energy AE km i = 0, i.e. no error. In FIG. 2B, the internal combustion engine was accelerated using the same fault-free injectors. The method now calculates a value for the change in the kinetic energy Δ £ ^ (z)> 0, since the rotational speed after the combustion is greater than before and concludes that the current injector has a positive error, that is to say injects too much.
Um die Einschränkung eines quasistationaren Betriebszustandes zu beseitigen und auch in dynamischen Drehzahlubergangen einen Fehler bestimmen zu können, fuhrt man eine dynamische Korrektur der Drehzahl durch. Erklart wird diese dynamische Korrektur im folgenden am Beispiel einer 4-Zylmder-Brenn- kraftmaschme .In order to eliminate the limitation of a quasi-stationary operating state and to be able to determine an error even in dynamic speed transitions, a dynamic correction of the speed is carried out. This dynamic correction is explained below using the example of a 4-cylinder internal combustion engine.
Der Grundgedanke bei der dynamischen Korrektur ist, die Tendenz der mittleren Drehzahl mit zu berücksichtigen. Dazu werden zur Bestimmung des Fehlers nicht die tatsächlichen Dreh- zahlen noτ^l+]^ und noτ^ benutzut, sondern korrigierte Drehzahlen üHι+]) und noHl) .The basic idea behind dynamic correction is to take the tendency of the average speed into account. For this purpose, the actual speeds n oτ ^ l +] ^ and n oτ ^ are not used to determine the error, but corrected speeds üHι +]) and n oHl) .
Diese sind vom Trend der mittleren Drehzahl befreit und lassen somit eine Aussage über das Einspritzverhalten des be- trachteten Injektors zu.These are freed from the trend of the average speed and thus allow a statement about the injection behavior of the injector under consideration.
Um diesen Trend zu bestimmen, werden mittlere Drehzahlen berechnet und mit den aktuellen Werten m Beziehung gesetzt.To determine this trend, average speeds are calculated and related to the current values.
Um aber einen Vergleich der aktuellen Drehzahl mit einem Mittelwert zu ermöglichen, muß das verwendete Mittelwertfilter eine Gruppenlaufzeit von r=0 besitzen. Dies ist nur durch ein akausales Filter zu erreichen, bei dem der aktuelle Zeitpunkt in der Mitte des Mittelungsmtervalles liegt.However, in order to enable a comparison of the current speed with an average, the average filter used must have a group delay of r = 0. This can only be achieved with an acausal filter where the current time is in the middle of the averaging interval.
Die Mittelungszeitspanne sollte dabei so kurz wie möglich gewählt werden, um eventuelle Änderungen der Drehzahltendenz
schnell zu erkennen. Auf der anderen Seite muß aber über mindestens ein Arbeitsspiel ge ittelt werden, um die systematischen Fehler der Injektoren herauszurechnen.The averaging time should be as short as possible to avoid any changes in the speed trend quickly recognizable. On the other hand, however, at least one work cycle must be worked out in order to calculate the systematic errors of the injectors.
Da es sich bei der hier untersuchten Brennkraftmaschine um eine 4-Zylmder-Brennkraftmaschme handelt, müssen bei Mitteilung über ein Arbeitsspiel vier Drehzahlwerte (jeweils im oberen Totpunkt) berücksichtigt werden. Um aber die erforderliche Laufzeit des Mittelwertfilters von τ = 0 einhalten zu können, muß, wie oben beschrieben, der aktuelle Zeitpunkt in der Mitte des Mittelungsintervalls liegen. Da es bei vier Drehzahlwerten aber keinen mittleren Wert gibt, wird über fünf Werte gemittelt. Die dynamische Korrektur der Drehzahl ergibt sich somit aus der akausalen Mittelwertbildung zu:Since the internal combustion engine examined here is a 4-cylinder internal combustion engine, four speed values (each at top dead center) must be taken into account when communicating a work cycle. However, in order to be able to maintain the required runtime of the mean value filter of τ = 0, the current point in time must be in the middle of the averaging interval, as described above. Since there is no mean value for four speed values, the mean is averaged over five values. The dynamic correction of the speed results from the acausal averaging:
_ 1 1 1 1 1 n0T(ι) ~ g nθT ι-2) + ~^HOT{ι-\) + 4 n0T(ι) + ~^nθT(ι+\) + ~^nθT(ι+2) < 3 )_ 1 1 1 1 1 n 0T (ι) ~ g n θT ι-2) + ~ ^ H OT {ι- \) + 4 n 0T (ι) + ~ ^ n θT (ι + \) + ~ ^ n θT (ι + 2) < 3 )
n 0T(ι-2) unc n θT(ι+2) 9ehoren dabei zum gleichen Zylinder und werden jeweils nur halb so stark gewichtet wie die anderen drei Werte. Damit ist die Mitteilung über genau ein Arbeitsspiel gewährleistet. n 0T (ι - 2) n unc θT (ι + 2) 9 e hear while at the same cylinder and are each only half as heavily weighted as the other three values. This guarantees notification of exactly one work cycle.
Die Akausalitat kann man in den Griff bekommen, indem man die Berechnung für den zum Zeitpunkt l aktuellen Zylinder erst am Ende der Mittelungszeitspanne zum Zeitpunkt i + 2 durchfuhrt. Da der entsprechende Wert erst im nächsten Arbeitsspiel wieder benotigt wird, also zum Zeitpunkt 1 + 4 , ist dies ohne Probleme möglich.You can get a handle on the acausality by performing the calculation for the cylinder that is current at time l only at the end of the averaging period at time i + 2. Since the corresponding value is only needed again in the next work cycle, i.e. at time 1 + 4, this is possible without any problems.
Ein Gleichung (3) entsprechender Mittelwert wird auch auch für OT(1+i) berechnet:An average corresponding to equation (3) is also calculated for OT (1+ i):
_ 1 1 1 _ J_ πθ7(,+ι) - g noι(,-\) + . noτ(\) + 4 noι(>+\) + 4 "θ7(ι+2) + g noτ(,+ι) ( 4 ι
7_ 1 1 1 _ J_ π θ7 (, + ι) - g n oι (, - \) +. n oτ (\) + 4 n oι (> + \) + 4 "θ7 (ι + 2) + g n oτ (, + ι) (4 ι 7
In Figur 3 ist der Drehzahlverlauf über zwei Arbeitsspiele ASP und die Mittelungszeitspannen für «OT(/+1)und noτ{l+]) für die dynamische Korrektur graphisch dargestellt.FIG. 3 shows the speed curve over two work cycles ASP and the averaging time periods for “ OT (/ + 1) and n oτ {l +]) for the dynamic correction.
Um den Einfluß der Laufzeit T des Mittelwertfllters zu verdeutlichen, sei auf Figur 4 verwiesen. In Figur 4A ist ein Sinussignal aufgezeichnet. Darunter (Figur 4B) ist der Verlauf des Mittelwertes bei Mittelung über ein Viertel der Periodendauer bei Verwendung eines klassischen Verfahrens mit Hilfe eines kausalen Mittelwertfllters, dessen Laufzeit r>0 ist. Zur Berechnung des Mittelwertes für den aktuellen Zeitpunkt (hier durch eine vertikale Gerade angedeutet) werden nur Werte aus der Vergangenheit benutzt. Es ist deutlich eine Phasenverschiebung zwischen Smussignal und der mittleren Kurve (Mittelwert 1) zu erkennen.To clarify the influence of the transit time T of the mean filter, reference is made to FIG. 4. A sinusoidal signal is recorded in FIG. 4A. Below (FIG. 4B) is the course of the mean value when averaging over a quarter of the period when using a classic method with the aid of a causal mean filter whose runtime is r> 0. Only values from the past are used to calculate the mean value for the current point in time (indicated here by a vertical straight line). A phase shift between the smussignal and the middle curve (mean value 1) can be clearly seen.
In Figur 4C ist der Mittelwertverlauf bei Verwendung eines akausalen Filters (T=0) zu sehen. Zur Berechnung werden gleich viele Werte aus der Vergangenheit und der Zukunft be- nutzt (der aktuelle Zeitpunkt liegt als in der Mitte des M t- telungsmtervalls) . Hier ist deutlich zu sehen, daß das Si- nussignal und das Mittelwertsignal 2 phasengleich sind.FIG. 4C shows the mean value curve when using an acausal filter (T = 0). The same number of values from the past and the future are used for the calculation (the current point in time is in the middle of the averaging interval). It can be clearly seen here that the sinusoidal signal and the mean value signal 2 are in phase.
Mit Hilfe der Mittelwerte aus den Gleichungen (3) und (4) werden nun die korrigierten Drehzahlen berechnet:The corrected speeds are now calculated using the mean values from equations (3) and (4):
_ nθT{ι+\) ~ nθT(ι) nθT{ι+\) ~ HOT{ι+\) ö ( 5 >_ n θT {ι + \) ~ n θT (ι) n θT {ι + \) ~ H OT {ι + \) ö (5 >
01(ι+ϊ - n n ■07 (ι) or(ή = n ,lorτ(ή01 (ι + ϊ - nn ■ 07 (ι) or (ή = n , l o r τ (ή
Die Werte n0τ<ι) und noτu+u bezeichnen dabei die mit Hilfe des Drehzahlsensors gemessenen Werte.The values n 0 τ < ι ) and d n oτu + u denote the values measured with the aid of the speed sensor.
In Figur 5 ist ein Beispiel zur dynamischen Drehzahlkorrektur gezeigt. Es werden fehlerfreie Injektoren angenommen. Dies
ist daran zu erkennen, daß die aktuellen Drehzahlwerte n0τ(Λ und fT-oτ(ι+\) unc die dazugehörigen Mittelwerte noτiΛ und ~ 0τ(ι+\) die gleichen Abstände (hier Δλ?=10) haben. Die Brennkraftmaschine wird beschleunigt. Es ergeben sichAn example of dynamic speed correction is shown in FIG. Flawless injectors are assumed. This can be recognized by the fact that the current speed values n 0 τ ( Λ and fT-oτ ( ι + \) unc the associated mean values n oτ iΛ and ~ 0 τ (ι + \) have the same distances (here Δλ? = 10) The internal combustion engine is accelerated
oτiΛ = 1220 [1/min] ~oτ{ι+\) = 1220 [1 min] oτ iΛ = 1220 [1 / min] ~ oτ { ι + \ ) = 1220 [1 min]
Die korrigierten Drehzahlen sind also gleich groß, woraus sich schließen läßt, daß die Injektoren fehlerfrei arbeiten. Der steigende Trend der Drehzahl konnte also herausgefiltert werden .The corrected speeds are therefore the same, from which it can be concluded that the injectors are working correctly. The rising trend of the speed could therefore be filtered out.
Mit den korrigierten Drehzahlwerten aus den Gleichungen (5) und (6) wird nun für den Zylinder Z(i) die Änderung der kinetischen Energie IΔEkιnZ,J nach folgender Gleichung berechnet:With the corrected speed values from equations (5) and (6), the change in the kinetic energy IΔE kιnZ , J is now calculated for the cylinder Z (i) according to the following equation:
ΔE km {<)F 2F n2 ή nθ2 T(ι und daraus ein Residuum berechnet zuΔE km {<) F 2F n 2 ή n θ 2 T (ι and from this a residual is calculated
R∑(ι ) - Knorm ' nθT(k,ι+\) OT{k,ι) mitR∑ (ι) - Knorm 'n θT (k, ι + \) OT {k, ι) with
1 . (2π 2 1 . (2π 2
K,m„„ = 2 H ^ 300 und Rz ) Residuum des Zylinders Z(i)K, m „„ = 2 H ^ 300 and R z ) residual of the cylinder Z (i)
Θ mittleres Trägheitsmoment der KurbelwelleΘ average moment of inertia of the crankshaft
(appliziert ) Hu unterer Heizwert für den verwendeten Kraftstoff πϊBmax maximal einspritzbare Kraftstoffmenge nω(l) korrigierte Drehzahl am oberen Totpunkt des Zylinders i
"f7(ι+D korrigierte Drehzahl am oberen Totpunkt -des Zylinders l+l Knorm als Normierungsfaktor(Applied) H u lower calorific value for the fuel used πϊBmax maximum amount of fuel that can be injected n ω (l) corrected speed at top dead center of the cylinder i " f7 (ι + D corrected speed at top dead center of the cylinder l + l K norm as a normalization factor
das bei entsprechender Normierung eine Aussage darüber enthalt, wieviel Prozent Kraftstoff zuviel oder zuwenig eingespritzt wurde.that, with appropriate standardization, contains a statement as to what percentage of fuel was injected too much or too little.
2π2π
In Gleichung (8) dient der Faktor zur Umrechnung von Um-In equation (8), the factor is used to convert conversion
60 drehung pro Minute (Einheit von n ) m Radian pro Sekunde60 rotations per minute (unit of n) m radians per second
(Einheit von CO ) . Durch Multiplikation mit — 1 • ü n erhalt man(Unit of CO). By multiplying by - 1 • ü n you get
2 eine Energiedifferenz, die der in Gleichung (2) entspricht. Die Division durch Htl - mBmBX und die Multiplikation mit 100 ergeben einen prozentualen Fehler, da die Differenz an kme- tischer Energie, die durch Injektorfehler wahrend einer Zündung auftritt, auf die Gesamtenergie der eingespritzten Kraftstoffmasse mn bezogen wird.2 an energy difference corresponding to that in equation (2). The division by H tl - m BmBX and the multiplication by 100 result in a percentage error, since the difference in chemical energy that occurs due to injector errors during ignition is related to the total energy of the injected fuel mass m n .
In Figur 6 st ein Drehzahlverlauf bei einer leichten Be- schleunigung der Brennkraftmaschine gezeigt, bei dem auf den Zylinder Z(l) eine größere Einspritzmenge an Kraftstoff vorgegeben wurde. Aus der unteren Darstellung der Figur 6 sieht man, daß trotz einem Ansteigen der Drehzahl die zylinderindividuellen Residuen, gleichbedeutend mit den Fehlern, aufgrund der angegebenen dynamischen Korrrektur gleich bleiben. Jeder vierte Wert gehört zum gleichen Zylinder l. Man sieht deutlich, daß die Fehlermuster gleich bleiben.FIG. 6 shows a speed curve with a slight acceleration of the internal combustion engine, in which a larger injection quantity of fuel was predefined on the cylinder Z (l). From the lower representation in FIG. 6 it can be seen that, despite an increase in the speed, the cylinder-individual residuals, which are synonymous with the errors, remain the same due to the dynamic correction indicated. Every fourth value belongs to the same cylinder l. One can clearly see that the error patterns remain the same.
Aus den mit diesem Verfahren gewonnenen, zylmdenndividuel- len Residuen können nun anteilmäßige Einspritzkorrekturen vorgenommen werden. Da die Residuen nur Relativmaße für die Änderung der einzuspritzenden Menge an Kraftstoff darstellen, wird auch der Adaptionsalgoπthmus unter diesem Aspekt erstellt. Es muß gewährleistet sein, daß die Brennkraftmaschine zu keinem Korrekturzeitpunkt mehr oder weniger Kraftstoff er-
10 hält als im unkorrigierten Fall. Der Algorithmus soll also nur die Aufgabe einer gleichmäßigen Verteilung der Einspritzmenge übernehmen. Damit ergibt sich der Adaptionsalgorithmus für eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine zuProportional injection corrections can now be made from the cylinder-individual residuals obtained with this method. Since the residuals are only relative measures for the change in the amount of fuel to be injected, the adaptation algorithm is also created from this aspect. It must be ensured that the internal combustion engine does not generate more or less fuel at any correction time. 10 holds as in the uncorrected case. The algorithm should therefore only take on the task of uniformly distributing the injection quantity. This results in the adaptation algorithm for a 4-cylinder internal combustion engine
^z(ιμ Z(l),k-1 ' RZ(l),k Z(2),k + Z(3),k + RZ(4),k Z(2),k Z(2),k-1 Z(2)k 1 RZ(3),k + RZ(4),k + RZ(l),k^ z (ιμ Z (l), k-1 ' R Z (l), k Z (2), k + Z (3), k + R Z (4), k Z (2), k Z (2 ), k-1 Z (2) k 1 R Z (3), k + R Z (4), k + R Z (l), k
+ a +-•+ a + - •
^Z(3),k Z(3),k-1 Z(3),k 3 RZ(4),k + RZ(l),k + RZ(2),k
^Z(4),k δ Z 4 ,k-l VRZ(4),k7 V Z(l),k + Z(2),k + RZ(3),k^ Z (3), k Z (3), k-1 Z (3), k 3 R Z (4), k + R Z (l), k + R Z (2), k ^ Z (4), k δ Z 4, kl V R Z (4), k7 VZ (l), k + Z (2), k + R Z (3), k
υz(\) υ z (\)
3∑(2),0 mit 3ψ).0 ^Z(4),0 als Initialisierung für einen multiplikativen Adaptionsfall3∑ (2), 0 with 3ψ) .0 ^ Z (4), 0 as initialization for a multiplicative adaptation case
Darin ist δ Z(i),k Korrekturterm für Zylinder i nach Adaptionsschritt k RZ(i),k Residuum des Zylinders i zum Adaptionsschritt k a positiver frei wählbarer Adaptionsparameter zwischen 0 und 1, der die Geschwindigkeit der Adaption festlegtTherein δ Z (i), k correction term for cylinder i after adaptation step k R Z (i), k residual of cylinder i at adaptation step ka is a positive, freely selectable adaptation parameter between 0 and 1, which determines the speed of the adaptation
Spritzt man bei einem Zylinder mehr Kraftstoff ein (d.h. das Residuum des Zylinders war positiv) , so wird diese Kraftstoffmenge anteilsmäßig (d.h. zu je einem Drittel bei einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine, allgemein l/(z-l) bei einer Brennkraftmaschine mit z-Zylindern) bei den anderen Zylindern abgezogen .If more fuel is injected into a cylinder (i.e. the residual of the cylinder was positive), this amount of fuel becomes proportional (i.e. one third each for a 4-cylinder internal combustion engine, generally l / (zl) for an internal combustion engine with z-cylinders ) deducted from the other cylinders.
Spritzt man bei einem Zylinder weniger Kraftstoff ein (d.h. das Residuum des Zylinders war negativ) , so wird diese Kraft- stoffmenge anteilmäßig (d.h. zu je einem Drittel bei einer 4- Zylinder-Brennkraftmaschine, allgemein l/(z-l) bei einer
11If you inject less fuel into a cylinder (ie the residual of the cylinder was negative), this amount of fuel becomes proportional (ie one third each for a 4-cylinder internal combustion engine, generally l / (zl) for one 11
Brennkraftmaschine mit z-Zylindern) bei den anderen Zylinder draufgeschlagen.Internal combustion engine with z-cylinders) struck on the other cylinders.
Dadurch ist sichergestellt, daß das Drehmoment während der Zylindergleichstellung konstant bleibt, da sich die insgesamt zuzuführende Kraftstoffmenge nicht ändert.This ensures that the torque remains constant during cylinder equalization, since the total amount of fuel to be supplied does not change.
Die Summe der Korrekturterme ist zu jedem Zeitpunkt gleich der Zylinderzahl.The sum of the correction terms is equal to the number of cylinders at all times.
Zur Korrektur der Einspritzmenge mB,ι in einen Zylinder steht nur eine einzige Steuergröße zur Verfügung, nämlich die Einspritzdauer TE. Wegen der stets positiven Steigung einer invertierten Düsenkennlinie (Einspritzmenge als Funktion der Einspritzdauer) zieht eine längere Ansteuerung eine größereTo correct the injection quantity m B , ι into a cylinder, only a single control variable is available, namely the injection duration T E. Because of the always positive slope of an inverted nozzle characteristic (injection quantity as a function of the injection duration), a longer activation pulls a larger one
Einspritzmenge mit sich. Die Einspritzkorrektur kann also direkt über die Einspritzdauer erfolgen, indem die Korrekturterme δztΛ κ aus dem Adaptionsalgorithmus mit den von der Motorsteuerung vorgegebenen idealen Einspritzzeiten TE,ιdeai mul- tipliziert werden.
Injection quantity with itself. The injection correction can thus take place directly over the injection duration by multiplying the correction terms δ z tΛ κ from the adaptation algorithm by the ideal injection times T E , ιdeai specified by the engine control.