EP1730394B1 - Verfahren zur steuerung und regelung einer brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1730394B1
EP1730394B1 EP05857300A EP05857300A EP1730394B1 EP 1730394 B1 EP1730394 B1 EP 1730394B1 EP 05857300 A EP05857300 A EP 05857300A EP 05857300 A EP05857300 A EP 05857300A EP 1730394 B1 EP1730394 B1 EP 1730394B1
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EP
European Patent Office
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injection
injector
deviation
dtsb
dtse
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Albert Kloos
Michael Willmann
Günther Schmidt
Ralf Speetzen
Stefan Müller
Andreas Kunz
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Rolls Royce Solutions GmbH
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MTU Friedrichshafen GmbH
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and regulating an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the start of injection and the end of injection significantly determine the quality of the combustion and the composition of the exhaust gas. To comply with the legal limits, these two parameters are usually controlled by an electronic control unit.
  • an electronic control unit In practice occurs in an internal combustion engine with a common rail system, the problem that there is a time offset between the start of energization of the injector, the needle stroke of the injector and the actual injection start. The same applies to the end of injection.
  • the object of the invention is for an internal combustion engine with a common rail injection system including individual storage as in DE 43 44 190 A1 to design a test method for the injector.
  • the invention provides a method for control and regulation in which an injection end deviation is calculated from a desired injection end and the measured actual injection end and an injection start deviation from a desired injection start and the virtual actual injection start is determined. Thereafter, an injector is evaluated based on the injection end deviation and the start of injection deviation and the further control and regulation of the internal combustion engine is based on the injector evaluation.
  • an injection end tolerance band is selected and it is checked whether the injection end deviation lies within the injection end tolerance band.
  • a start of injection tolerance band is selected and also checked whether the injection start deviation is within the tolerance band. The selection of the respective tolerance band as well as its limit values takes place as a function of the operating state of the internal combustion engine.
  • the injector is then rated as error-free if the injection end deviation and the start of injection deviation lie within the respective tolerance band. Are these outside the respective Tolerance band, the injector is rated as faulty. Depending on the location of the start of injection deviation or injection end deviation to an evaluation threshold, it is then determined whether the injector is deactivated or the parameters of the injector, in particular energization start and energization duration are adjusted.
  • the individual properties of the injectors can be determined over their lifetime. Based on the knowledge of these individual properties, the injectors can then be assimilated, i. H. their injection behavior is identical. The better knowledge of the injectors makes it possible to optimize their potential for use in terms of a reduction in consumption and emission reduction. For the maintenance of the internal combustion engine, this means that the maintenance intervals can be extended. In addition, a targeted diagnosis with maintenance suggestions for the service personnel can be issued.
  • FIG. 1 shows a system diagram of an electronically controlled internal combustion engine 1.
  • the fuel is injected via a common rail system comprising the following components: Pumps 3 with a suction throttle for conveying the fuel from a fuel tank 2, a rail 6, single memory. 8 and injectors 7 for injecting the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine 1.
  • a common rail system is the hydraulic resistance of the individual memory 8 and the supply lines adapted accordingly.
  • the rail 6 comprises a storage volume or is designed only as a simple line.
  • the operation of the internal combustion engine 1 is controlled by an electronic control unit (ADEC) 4.
  • the electronic control unit 4 includes the usual components of a microcomputer system, such as a microprocessor, I / O devices, buffers and memory devices (EEPROM, RAM). In the memory modules relevant for the operation of the internal combustion engine 1 operating data in maps / curves are applied. About this calculates the electronic control unit 4 from the input variables, the output variables.
  • FIG. 1 the following input variables are exemplarily shown: a rail pressure pCR, which is measured by means of a rail pressure sensor 5, a speed signal nMOT of the internal combustion engine 1, pressure signals pE (i) of the individual memory 8 and an input variable E.
  • the input quantity E is, for example, the charge air pressure a turbocharger and the temperatures of the coolant / lubricant and the fuel subsumes.
  • FIG. 1 are shown as outputs of the electronic control unit 4, a signal ADV for controlling the pump 3 with the suction throttle and an output size A.
  • the output variable A is representative of the other control signals for controlling and regulating the internal combustion engine 1, for example, a current start BB and a current end BE.
  • an injector characteristic is shown.
  • the energizing duration BD is plotted on the ordinate an injection qV.
  • the injector characteristic curve is used to calculate a calculated injection quantity Energizing duration BD assigned.
  • the injection quantity qV (A) is assigned an operating point A and, correspondingly, the energizing duration BD (A).
  • dashed lines two limit lines are shown.
  • the operating point A changes over the life of the injector. The causes for this are the magnetic changes of the magnetic circuit, the hydraulic changes, z. B. Change of the throttle cross-section, and the mechanical changes, eg. B. wear.
  • the changes of the operating point A are indicated in the figure with corresponding arrows, resulting z. B. a new operating point A1.
  • FIG. 3 For example, several pressure profiles are shown.
  • the abscissa indicates the crankshaft angle Phi or the equivalent time.
  • the measured pressure pE (i) of a single memory is plotted.
  • a desired spray course with the points A; B and C is shown as a solid line.
  • a dashed line with the points D, E and F a first actual injection profile is shown.
  • a dot-dash line with the points A, G, H and J a second actual injection profile is shown.
  • a pre- and post-injection was omitted for reasons of clarity in the respective spray progressions.
  • the reference character TBSB designates an injection start tolerance band with the limit values GW3 and GW4.
  • the reference symbol TBSE determines an injection end tolerance band with the associated limit values GM1 and GW2.
  • an ordinal parallel line according to the evaluation threshold BWGW.
  • the electronic control unit outputs an energization start BB and a current end BE for the injector. This period corresponds to the energizing duration BD.
  • the pressure curve pE (i) of the individual memory the actual injection end can be recognized without any doubt.
  • the pressure value pE (SE) includes the point E and the associated time value tE (dashed line).
  • the associated virtual injection start can be calculated via a mathematical function, here the point D with the time value tD.
  • a mathematical function here the point D with the time value tD.
  • a time tSE (IST) is calculated from the current end BE to the measured end of injection, here time tE.
  • a time tSB (IST) is calculated from the start of energization BB until the virtual start of injection, time tD.
  • an injection end deviation dtSE is calculated from the desired injection profile and the first actual injection profile. This deviation corresponds to FIG. 3 the distance of the points E and B.
  • a start of injection deviation dtSB is calculated. This corresponds to the difference between the two points D and A.
  • the injection end tolerance band TBSE is selected as a function of operating parameters of the internal combustion engine.
  • Operating parameters of the internal combustion engine are to be understood as meaning the rail pressure, the speed of the internal combustion engine, the fuel temperature and the energizing duration BD.
  • the injection end tolerance band TBSB is selected and it is checked whether the start of injection deviation dtSB lies within the tolerance band with the limit values GW3 and GW4. In FIG.
  • the injection start deviation dtSB (points A, D) is also within the associated tolerance band. Since both the injection end deviation dtSE and the start of injection deviation dtSB lie within the respective tolerance band, the injector is rated as error-free.
  • FIG. 4 a program flowchart of the method is shown as a subroutine.
  • the FIG. 4 consists of subfigures 4A and 4B.
  • the subroutine can be both time-controlled and event-driven, if z. B. a high exhaust gas temperature dispersion is detected.
  • S1 it is checked whether a stationary operating state exists.
  • a stationary operating condition is z. B. at a constant speed. If it is determined at S1 that there is an unsteady state, a corresponding waiting loop is run through with S2. Is the query included? S1 positive, an injector to be evaluated is selected at S3.
  • a mode MOD is selected. The operating mode is specified by the operator.
  • the pre- and post-injection is deactivated for the evaluation of the injector, step S5. Thereafter, at S6, the energization start BB is retarded in the sense of smaller crankshaft angles before top dead center. In addition, the energizing duration BD is adjusted.
  • the injector including the pre, main and post injection is evaluated.
  • the injection end SE is detected. From the injection end SE and the current end BE, a time tSE (IST) is calculated.
  • a virtual injection start SBv is determined from the injection end SE.
  • a time tSB (IST) is determined at S10 from the start of energization BB and the virtual start of injection SBV.
  • an injection start deviation dtSB and an injection end deviation dtSE are calculated from the respective target / actual comparison.
  • the injection end tolerance band TBSE and the start of injection tolerance band TBSB are calculated at S12.
  • test at S15 indicates that the injection end deviation is outside the tolerance band

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Für eine Brennkraftmaschine (1) mit einem Common-Rail-Systeme einschliesslich Einzelspeichern (8) wird ein Verfahren zur Steuerung und Regelung vorgeschlagen, bei dem aus einem Soll-Ist-Vergleich des Spritzendes und des Spritzbeginns eine Spritzende-Abweichung und eine Spritzbeginn-Abweichung bestimmt wird. Anhand dieser Abweichungen wird sodann ein Injektor (7) bewertet, wobei die weitere Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Injektor-Bewertung erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Bei einer Brennkraftmaschine bestimmen der Einspritzbeginn und das Einspritzende maßgeblich die Güte der Verbrennung und die Zusammensetzung des Abgases. Um die gesetzlichen Grenzwerte einzuhalten, werden diese beiden Kenngrößen üblicherweise von einem elektronischen Steuergerät geregelt. In der Praxis tritt bei einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System das Problem auf, dass zwischen dem Bestromungsbeginn des Injektors, dem Nadelhub des Injektors und dem tatsächlichen Einspritzbeginn ein zeitlicher Versatz besteht. Für das Einspritzende gilt Entsprechendes.
  • Aus der DE 198 50 221 C1 ist ein Prüfverfahren für einen Injektor bekannt. Bei diesem werden für den Injektor verschiedene Betriebspunkte ermittelt, indem bei konstantem Eingangsdruck der Druck am Injektor-Ausgang variiert wird. Der Injektor ist fehlerfrei, wenn die Betriebspunkte innerhalb eines zulässigen Bereichs eines Prüfkennfelds liegen. Das Prüfverfahren wird auf einem Injektor-Prüfstand angewendet. Dieses ist nicht verwendbar, wenn der Injektor in einer Brennkraftmaschine bereits eingebaut ist.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 103 44 181.6 ist ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem aus dem Druckverlauf in einem Einzelspeicher eines Common-Rail-Systems das Spritzende detektiert wird. Aus dem gemessenen Spritzende wird danach über eine mathematische Funktion ein virtueller Spritzbeginn berechnet. Die Veränderungen der Injektoreigenschaften über dessen Lebensdauer sind bei diesem Verfahren jedoch nicht berücksichtigt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Einspritzsystem einschließlich Einzelspeichern wie in DE 43 44 190 A1 ein Prüfverfahren für den Injektor zu entwerfen.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die vorteilhaften Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Steuerung und Regelung vor, bei dem eine Spritzende-Abweichung aus einem Soll-Spritzende und dem gemessenen Ist-Spritzende berechnet wird und eine Spritzbeginn-Abweichung aus einem Soll-Spritzbeginn und dem virtuellen Ist-Spritzbeginn bestimmt wird. Danach wird ein Injektor anhand der Spritzende-Abweichung sowie der Spritzbeginn-Abweichung bewertet und die weitere Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine erfolgt auf Grundlage der Injektor-Bewertung. Zur Bewertung des Injektors ist vorgesehen, dass ein Spritzende-Toleranzband ausgewählt wird und geprüft wird, ob die Spritzende-Abweichung innerhalb des Spritzende-Toleranzbandes liegt. Ergänzend wird ein Spritzbeginn-Toleranzband ausgewählt und ebenfalls geprüft, ob die Spritzbeginn-Abweichung innerhalb des Toleranzbandes liegt. Die Auswahl des jeweiligen Toleranzbandes sowie dessen Grenzwerte, erfolgt in Abhängigkeit des Betriebszustands der Brennkraftmaschine Der Injektor wird dann als fehlerfrei bewertet, wenn die Spritzende-Abweichung und die Spritzbeginn-Abweichung innerhalb des jeweiligen Toleranzbandes liegen. Liegen diese außerhalb des jeweiligen Toleranzbandes, so wird der Injektor als fehlerbehaftet bewertet. In Abhängigkeit der Lage der Spritzbeginn-Abweichung oder Spritzende-Abweichung zu einem Bewertungs-Grenzwert wird danach festgelegt, ob der Injektor deaktiviert wird oder die Parameter des Injektors, insbesondere Bestromungs-Beginn und Bestromungs-Dauer, angepasst werden.
  • Durch die Erfindung können die individuellen Eigenschaften der Injektoren über deren Lebenszeit bestimmt werden. Aufgrund der Kenntnis dieser individuellen Eigenschaften können danach die Injektoren gleichgestellt werden, d. h. ihr Einspritz-Verhalten ist identisch. Die bessere Kenntnis der Injektoren gestattet es deren Nutzungs-Potentiale im Sinne einer Verbrauchsreduktion und Emissions-Reduktion zu optimieren. Für die Wartung der Brennkraftmaschine bedeutet dies, dass die Wartungsintervalle verlängert werden können. Ergänzend kann eine gezielte Diagnose mit Wartungsvorschlägen für das Servicepersonal ausgegeben werden.
  • In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Systemschaubild;
    Fig. 2
    eine Injektor-Kennlinie;
    Fig. 3
    Druckverläufe;
    Fig. 4
    einen Programmablaufplan.
  • Die Figur 1 zeigt ein Systemschaubild einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine 1. Bei der dargestellten Brennkraftmaschine 1 wird der Kraftstoff über ein Common-Rail-System eingespritzt Dieses umfasst folgende Komponenten: Pumpen 3 mit einer Saugdrossel zur Förderung des Kraftstoffs aus einem Kraftstofftank 2, ein Rail 6, Einzelspeicher 8 und Injektoren 7 zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1. Bei diesem Common-Rail-System ist der hydraulische Widerstand der Einzelspeicher 8 und der Zulaufleitungen entsprechend angepasst. Für die Erfindung ist es unwesentlich, ob das Rail 6 ein Speichervolumen umfasst oder lediglich als einfache Leitung ausgeführt ist.
  • Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch ein elektronisches Steuergerät (ADEC) 4 geregelt. Das elektronische Steuergerät 4 beinhaltet die üblichen Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor, I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronische Steuergerät 4 aus den Eingangsgrößen die Ausgangsgrößen. In Figur 1 sind exemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt: ein Raildruck pCR, der mittels eines Rail-Drucksensors 5 gemessen wird, ein Drehzahl-Signal nMOT der Brennkraftmaschine 1, Drucksignale pE(i) der Einzelspeicher 8 und eine Eingangsgröße E. Unter der Eingangsgröße E sind beispielsweise der Ladeluftdruck eines Turboladers und die Temperaturen der Kühl-/Schmiermittel und des Kraftstoffs subsumiert.
  • In Figur 1 sind als Ausgangsgrößen des elektronischen Steuergeräts 4 ein Signal ADV zur Steuerung der Pumpen 3 mit der Saugdrossel und eine Ausgangsgröße A dargestellt. Die Ausgangsgröße A steht stellvertretend für die weiteren Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise ein Bestromungs-Beginn BB und ein Bestromungs-Ende BE.
  • In Figur 2 ist eine Injektor-Kennlinie dargestellt. Auf der Abszisse ist hierbei die Bestromungs-Dauer BD und auf der Ordinate eine Einspritzmenge qV aufgetragen. Über die Injektor-Kennlinie wird einer berechneten Einspritzmenge eine Bestromungs-Dauer BD zugeordnet. Beispielsweise wird der Einspritzmenge qV(A) ein Betriebspunkt A und entsprechend die Bestromungs-Dauer BD(A) zugeordnet. Als strichpunktierte Linien sind zwei Grenzwertlinien dargestellt. Der Betriebspunkt A verändert sich über die Lebensdauer des Injektors. Die Ursachen hierfür sind die magnetischen Änderungen des magnetischen Kreises, die hydraulischen Änderungen, z. B. Veränderung des Drosselquerschnitts, und die mechanischen Änderungen, z. B. Verschleiß. Die Veränderungen des Betriebspunkts A sind in der Figur mit entsprechenden Pfeilen bezeichnet, hieraus resultierend z. B. ein neuer Betriebspunkt A1.
  • In Figur 3 sind exemplarisch mehrere Druckverläufe dargestellt. Auf der Abszisse ist hierbei der Kurbelwellenwinkel Phi oder als Äquivalent die Zeit aufgetragen. Auf der Ordinate ist der gemessene Druck pE(i) eines Einzelspeichers aufgetragen. Ein Soll-Spritzverlauf mit den Punkten A; B und C ist als durchgezogene Linie dargestellt. Als gestrichelte Linie ist mit den Punkten D, E und F ist ein erster Ist-Spritzverlauf dargestellt. Als strichpunktierte Linie mit den Punkten A, G, H und J ist ein zweiter Ist-Spritzverlauf dargestellt. Eine Vor- und Nacheinspritzung wurde aus Übersichtlichkeitsgründen bei den jeweiligen Spritzverläufen weggelassen. Mit dem Bezugszeichen TBSB ist ein Spritzbeginn-Toleranzband mit den Grenzwerten GW3 und GW4 bezeichnet. Das Bezugszeichen TBSE bestimmt ein Spritzende-Toleranzband mit den dazugehörenden Grenzwerten GM1 und GW2. Ebenfalls in der Figur 3 eingezeichnet ist eine ordinatenparallele Linie, entsprechend dem Bewertungsgrenzwert BWGW.
    • Das Verfahren gemäß der Erfindung läuft folgendermaßen ab:
  • Das elektronische Steuergerät gibt einen Bestromungs-Beginn BB und ein Bestromungs-Ende BE für den Injektor aus. Dieser Zeitraum entspricht der Bestromungs-Dauer BD. Aus dem Druckverlauf pE(i) des Einzelspeichers kann zweifelsfrei das Ist-Spritzende erkannt werden. Zum Beispiel gehört zu dem Druckwert pE(SE) der Punkt E und der dazugehörige Zeitwert tE (gestrichelte Linie). Aus diesem Spritzende kann über eine mathematische Funktion der dazugehörende virtuelle Spritzbeginn berechnet werden, hier der Punkt D mit dem Zeitwert tD. Ein derartiges Berechnungsverfahren ist aus der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 103 44 181.6 bekannt. Deren Offenbarungsgehalt gehört zur Offenbarung dieser Anmeldung. Selbstverständlich ist es auch möglich den Spritzbeginn unmittelbar aus den Messwerten des Einzelspeicher-Druckverlaufs zu bestimmen, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern. Aus dem ersten Ist-Spritzverlauf wird eine Zeit tSE(IST) vom Bestromungs-Ende BE bis zum gemessenen Spritzende, hier Zeitpunkt tE, berechnet. Für den Spritzbeginn wird eine Zeit tSB(IST) vom Bestromungs-Beginn BB bis zum virtuellen Spritzbeginn, Zeitpunkt tD, berechnet. Danach wird eine Spritzende-Abweichung dtSE aus dem Soll-Spritzverlauf und dem ersten Ist-Spritzverlauf berechnet. Diese Abweichung entspricht in Figur 3 dem Abstand der Punkte E und B. Für den Spritzbeginn wird ebenfalls eine Spritzbeginn-Abweichung dtSB berechnet. Dies entspricht der Differenz der beiden Punkten D und A.
  • Als nächster Schritt wird in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine das Spritzende-Toleranzband TBSE ausgewählt. Unter Betriebsparametern der Brennkraftmaschine sind der Rail Druck, die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Kraftstofftemperatur und die Bestromungs-Dauer BD zu verstehen. Nach Auswahl des Toleranzbandes wird geprüft, ob die Spritzende-Abweichung dtSE innerhalb der beiden Grenzwerte GW1 und GW2 des Spritzende-Toleranzbandes TBSE liegt. In Figur 3 ist dies der Fall im Bezug auf den ersten Ist-Spritzverlauf. Im Anschluss daran wird das Spritzbeginn-Toleranzband TBSB ausgewählt und geprüft, ob die Spritzbeginn-Abweichung dtSB innerhalb des Toleranzbandes mit den Grenzwerte GW3 und GW4 liegt. In Figur 3 liegt die Spritzbeginn-Abweichung dtSB (Punkte A, D) ebenfalls innerhalb des zugehörigen Toleranzbandes. Da sowohl die Spritzende-Abweichung dtSE als auch die Spritzbeginn-Abweichung dtSB innerhalb des jeweiligen Toleranzbandes liegen, wird der Injektor als fehlerfrei bewertet.
  • Beim zweiten Ist-Spritzverlauf (strichpunktierte Linie) liegen sowohl das Spritzende (Punkt H, Zeitpunkt tH) als auch der Spritzbeginn (Punkt G) außerhalb des jeweiligen Toleranzbandes. Als nächsten wird geprüft, ob das Spritzende größer einem Bewertungs-Grenzwert BWGW ist. In Figur 3 liegt der Punkt H innerhalb des Bewertungs-Grenzwerts BWGW. Als Folgereaktion dieser Prüfung wird ein Diagnoseeintrag erstellt, welcher vorsieht, dass beim nächsten Wartungstermin der Injektor getauscht werden soll. Danach werden die Steuerungs-Parameter des Injektors, insbesondere Bestromungs-Beginn und Bestromungs-Dauer, angepasst.
  • In der Figur 4 ist ein Programmablaufplan des Verfahrens als Unterprogramm dargestellt. Die Figur 4 besteht aus den Teilfiguren 4A und 4B. Das Unterprogramm kann sowohl zeitgesteuert als auch ereignisgesteuert sein, wenn z. B. eine zu hohe Abgas-Temperaturstreuung festgestellt wird. Bei S1 wird geprüft, ob ein stationärer Betriebszustand vorliegt. Ein stationärer Betriebszustand liegt z. B. bei einer konstanten Drehzahl vor. Wird bei S1 festgestellt, dass ein instationärer Zustand vorliegt, so wird mit S2 eine entsprechende Warteschleife durchlaufen. Ist die Abfrage bei S1 positiv, so wird bei S3 ein zu bewertender Injektor ausgewählt. Bei S4 wird eine Betriebsart MOD ausgewählt. Die Betriebsart wird vom Betreiber vorgegeben. Bei einer Betriebsart MOD1 wird für die Bewertung des Injektors die Vor- und Nacheinspritzung deaktiviert, Schritt S5. Danach wird bei S6 der Bestromungs-Beginn BB nach spät im Sinne von kleineren Kurbelwellenwinkeln vor dem oberen Totpunkt, verstellt. Ergänzend wird die Bestromungs-Dauer BD angepasst. Bei einer Betriebsart MOD2 wird der Injektor einschließlich der Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung bewertet. Bei S7 wird das Spritzende SE detektiert. Aus dem Spritzende SE und dem Bestromungs-Ende BE wird eine Zeit tSE(IST) berechnet. Bei S9 wird aus dem Spritzende SE ein virtueller Spritzbeginn SBv bestimmt. Im Anschluss daran wird bei S10 aus dem Bestromungs-Beginn BB und dem virtuellen Spritzbeginn SBV eine Zeit tSB(IST) bestimmt. Bei S11 werden aus dem jeweiligen Soll-Ist-Vergleich eine Spritzbeginn-Abweichung dtSB und eine Spritzende-Abweichung dtSE berechnet.
  • In Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine werden bei S12 das Spritzende-Toleranzband TBSE und das Spritzbeginn-Toleranzband TBSB berechnet. Bei S13 wird geprüft, ob die Spritzbeginn-Abweichung dtSB innerhalb des Toleranzbandes liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird der Programmablauf beim Punkt B fortgesetzt. Ergibt die Prüfung bei S13, dass die Spritzbeginn-Abweichung dtSB innerhalb des Spritzbeginn-Toleranzbandes TBSB mit den Grenzwerten GW1 und GW2 liegt, so wird bei S15 geprüft, ob die Spritzende-Abweichung dtSE innerhalb des Spritzende-Toleranzbandes TBSE mit den Grenzwerten GW3 und GW4 liegt. Liegen sowohl die Spritzbeginn-Abweichung als auch die Spritzende Abweichung innerhalb des jeweiligen Toleranzbandes, so wird bei S14 der Injektor als fehlerfrei bewertet und das Unterprogramm beendet.
  • Ergibt die Prüfung bei S15, dass die Spritzende-Abweichung außerhalb des Toleranzbandes liegt, so wird bei S16 geprüft, ob die Spritzbeginn-Abweichung dtSB oder die Spritzende-Abweichung dtSE größer dem Bewertungs-Grenzwert BWGW sind. Ist dies der-Fall, so wird bei S19 ein Diagnoseeintrag veranlasst und bei S20 der entsprechende Injektor deaktiviert. Alternativ kann vorgesehen werden, dass anstelle der Deaktivierung des Injektors die Brennkraftmaschine stillgesetzt wird. Danach ist der Programmablaufplan für diesen Fall beendet. Ergibt die Prüfung bei S16, dass die Spritzende-Abweichung und die Spritzbeginn-Abweichung kleiner als der Bewertungsgrenzwert BWGW sind, so wird bei S17 ein Diagnoseeintrag veranlasst. Der Diagnoseeintrag empfiehlt dem Servicetechniker beim nächsten Wartungstermin den Injektor auszutauschen. Danach werden bei S18 die Steuer-Parameter des Injektors angepasst und das Unterprogramm beendet.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Brennkraftmaschine
    2
    Kraftstofftank
    3
    Pumpen
    4
    elektronisches Steuergerät (ADEC)
    5
    Rail-Drucksensor
    6
    Rail
    7
    Injektor
    8
    Einzelspeicher

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Common-Rail-System einschließlich Einzelspeichern (8) bei dem ein Ist-Spritzende (SE(IST)) aus dem Druckverlauf (pE(i), i = 1,2 ... n) der Einzelspeicher (8) detektiert wird und ein virtueller Ist-Spritzbeginn (SBv(IST)) bestimmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Spritzende-Abweichung (dtSE) aus einem Soll-Spritzende (SE(SL)) und dem Ist-Spritzende (SE(IST)) berechnet wird, eine Spritzbeginn-Abweichung (dtSB) aus einem Soll-Spritzbeginn (SB(SL)) und dem virtuellen Ist-Spritzbeginn (SBv(IST)) berechnet wird, ein Injektor (7) anhand der Spritzende-Abweichung (dtSE) sowie der Spritzbeginn-Abweichung (dtSB) bewertet wird und die weitere Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine (1) auf Grundlage der Injektor-Bewertung erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Spritzende-Toleranzband (TBSE) ausgewählt wird und geprüft wird, ob die Spritzende-Abweichung (dtSE) innerhalb des Spritzende-Toleranzbandes (TBSE) liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Spritzbeginn-Toleranzband (TBSB) ausgewählt wird und geprüft wird, ob die Spritzbeginn-Abweichung (dtSB) innerhalb des Spritzbeginn Toleranzbandes (TBSB) liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Injektor (7) als fehlerfrei bewertet wird, wenn die Spritzende-Abweichung (dtSE) und die Spritzbeginn-Abweichung (dtSB) innerhalb des jeweiligen Toleranzbandes (TBSE, TBSB) liegen.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Injektor (7) als fehlerbehaftet bewertet wird, wenn die Spritzende-Abweichung (dtSE) außerhalb des Spritzende-Toleranzbandes (TBSE) oder die Spritzbeginn-Abweichung (dtSB) außerhalb des Spritzbeginn-Toleranzbandes (TBSB) liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei fehlerhaft bewertetem Injektor (7) geprüft wird, ob die Spritzende-Abweichung (dtSE) oder die Spritzbeginn-Abweichung (dtSB) größer einem Bewertungs-Grenzwert (BWGW) sind und in Abhängigkeit des Vergleichs entweder die Steuer-Parameter des Injektors (7) angepasst werden (dtSE < BWGW; dtSB < BWGW) oder der Injektor (7) deaktiviert wird (dtSE > BWGW; dtSB > BWGW) oder die Brennkraftmaschine (1) deaktiviert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuer-Parameter des Injektors (7) für jede Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung und/oder Mehrfach-Einspritzung angepasst werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 6
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zusätzlich ein Diagnose-Eintrag erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bewertung des Injektors (7) bei einem stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Bewertung des Injektors (7) Voreinspritzungen und Nacheinspritzungen deaktiviert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei Deaktivierung die Steuer-Parameter des Injektors (7), insbesondere ein Bestromungs-Beginn und eine Bestromungs-Dauer, angepasst werden.
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