EP1945934A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

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EP1945934A1
EP1945934A1 EP06806836A EP06806836A EP1945934A1 EP 1945934 A1 EP1945934 A1 EP 1945934A1 EP 06806836 A EP06806836 A EP 06806836A EP 06806836 A EP06806836 A EP 06806836A EP 1945934 A1 EP1945934 A1 EP 1945934A1
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EP
European Patent Office
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injection
valve
duration
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06806836A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Samenfink
Andreas Kufferath
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in which the fuel passes through at least one injection valve in at least one combustion chamber and in which a characteristic curve of the injection valve is adapted.
  • the invention further relates to a computer program, an electrical storage medium, and a control and / or regulating device for an internal combustion engine.
  • this correlates to the injection valve injected fuel quantity linear with the opening time of the injector.
  • a very large linear range means a comparatively high production cost for the injection valve. This production cost is the higher the more unwanted deviations from the linearity, especially in the
  • the minimum injection duration is limited downwards.
  • an adaptation by which the characteristic curve of an injection valve is adapted to the actual conditions.
  • the smoothness at idle can be used in shift operation for such an adaptation.
  • a so-called “single cylinder lambda control” can be applied. While the first method is only suitable for very specific internal combustion engines, the second method requires a comparatively limited operating point.
  • the object of the present invention is to provide a method which also makes it possible, during normal operation of the internal combustion engine, to test the injection behavior of an injection valve.
  • the test of the injection valve for the user of the internal combustion engine scarcely or not at all, since the total injection quantity at least during a part of the test at least substantially constant and thus the torque and smoothness remain unchanged.
  • the test can be performed frequently, which increases the overall functional reliability of the internal combustion engine.
  • a deviation of a variable characterizing an actual fuel-air mixture detected by the successive reduction of the injection duration of the measuring injection, be detected by a variable characterizing a desired fuel-air mixture and the deviation or a characteristic of the variable Injector is adapted or corrected.
  • the injected fuel quantity is reliably detected in the small amount range, in the case of an individual injection valve, a deviation of the actual injected fuel quantity actually injected from the target fuel quantity, which is determined based on the applied characteristic, becomes unacceptably large.
  • the method is equally applicable to internal combustion engines
  • Intake manifold injection as suitable for internal combustion engine with direct fuel injection.
  • a general limitation of the minimum injection duration is therefore no longer necessary. This ensures a reliable and precise metering of the fuel even in the Small range facilitates, which improves the smoothness, for example, at idle and
  • Exemplary scattering have little effect.
  • the detection as to whether the actual fuel / air mixture deviates from the desired fuel / air mixture can be effected, for example, by monitoring the lambda value provided by a lambda sensor. But other methods by which the actual amount of fuel that has entered the combustion chamber can be determined can also be used.
  • the inventive method in which the deviation is quantified in the form of an error injection quantity and the characteristic curve of the injection valve is adapted accordingly.
  • the operating range of the injection valve in which the fuel can be injected with high precision, extends into the smallest amount range, since valve-individual copy variations are compensated by the adaptation of the characteristic curve.
  • the complexity in the construction of the injection valve can also be reduced since the linearity of the characteristic curve is no longer of such great importance due to the adaptation taking place in operation anyway. Also needed for the control of the injector power amplifier can be designed easier. This Everything is expressed directly in a reduction of the manufacturing costs.
  • the duration of the measuring injection at least reaches a lower limit.
  • the resolution can be increased if a total injection comprises several equally long injection-molded parts.
  • This fault may be, for example, a short circuit of a winding layer of a magnetic coil, which is an actuator of the Injection valve heard. Especially very short injection periods of an injector are particularly affected by such a short circuit.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Figure 2 is a diagram in which a characteristic of the
  • Injector of Figure 1 which combines an opening period with an injected amount of fuel
  • FIG. 3 shows a diagram which shows possible deviations of the injected fuel quantity from the characteristic curve shown in FIG. 2 with short opening periods;
  • FIG. 4 shows a flowchart for explaining the method for adapting the characteristic curve of FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a diagram in which the opening state of the injection valve of FIG. 1 during a
  • FIG. 6 shows a diagram in which correction values for the
  • Valve characteristic of Figure 2 are plotted at different injection durations.
  • An internal combustion engine carries in FIG. 1 in its entirety the reference numeral 10. It comprises a plurality of cylinders with a plurality of combustion chambers, of which only one is shown in FIG. 1 with the reference numeral 12. Via an inlet valve 14, the combustion chamber 12 can be connected to a suction pipe 16. In the present exemplary embodiment, this fuel is injected via an injection valve 18. However, the operating principles and methods described below are also applicable to internal combustion engine with direct fuel injection, for example, gasoline direct injection. In the suction pipe 16, a throttle valve 20 is further arranged. The current flowing in the intake manifold 16 air mass is detected in the present exemplary embodiment of an air mass sensor 22.
  • the present in the combustion chamber 12 fuel-air mixture is ignited by a spark plug 24.
  • Hot combustion exhaust gases pass from the combustion chamber 12 via an exhaust valve 26 into an exhaust pipe 28.
  • a catalyst 30 is arranged and a lambda probe 32, which detects a lambda value by which the fuel-air mixture in the combustion chamber 12 is characterized.
  • a fuel quantity Q injected from the injection valve 18 into the intake manifold 16 is influenced, above all, by the injection duration ti of the injection valve 18, with constant fuel pressure.
  • the relationship between injection duration ti and injected fuel quantity Q which, as can be seen from Figure 2, is expressed by a characteristic 34, in a wide operating range of the injection valve 18 is linear.
  • the characteristic curve 34 is stored in a control and regulating device 36 (FIG
  • Injector 18 but also the throttle valve 20 and the spark plug 24 depending on various sensor signals, such as the signals of the lambda probe 32 and the air mass sensor 22, controls.
  • the injection valve 18 Due to production-related specimen scattering from one injection valve to the other, the injection valve 18 at short injection times ti or small injection quantities Q on a non-linear behavior.
  • the corresponding area is shown dotted in FIG. 2 and denoted by 38.
  • a smaller quantity of fuel Q is injected in this area than would correspond to the linear characteristic curve 34.
  • deviations in the other direction are also conceivable, that is, the injection of a larger amount of fuel, even if this is not shown explicitly in FIG.
  • the deviations dQ occurring in different copies of the same injection valve are plotted in FIG. 3 over the injection duration ti.
  • Deviations up to an injection duration ti G are less than 10%. At even smaller injection durations ti, however, the deviations are significantly greater.
  • an adaptation method for the characteristic curve 34 is used, which will now be explained in detail with reference to FIGS. 4 to 6 (this method is stored as a computer program on a storage device of the control and regulation device 36): First, the internal combustion engine is brought into a precisely defined operating state. In this, the internal combustion engine must have a certain operating temperature, an adaptation of a lambda control must be completed, it may be in the control and
  • Control device 36 must be entered no error, the voltage of a vehicle electrical system must have a certain minimum value, etc. Furthermore, the method is performed when the internal combustion engine is in idle. This "preparation" of the internal combustion engine 10 is carried out in the flowchart shown in FIG. 4 in a step 40 which directly follows the starting step 42.
  • Base injection amount and a measurement injection quantity divided This is done by dividing a total injection duration titot into a basic injection duration tiB and a measurement injection duration tiM.
  • the injection duration ti is simplified by a delay time without fuel input and an effective opening time with constant fuel input. In the delay time of the opening and closing operation of the injection valve 18 are taken into account. In the present exemplary embodiment, the delay time is set to zero for the sake of simplicity. This is also evident from FIG. 5, where a total injection with dead, a measurement injection with M, and a base injection with B are designated.
  • the total injection quantity with Qtot, the measurement injection quantity with QM and the base injection quantity with QB are designated there.
  • the injection duration tiB for introducing the base injection amount and the injection duration tiM for introducing the measurement injection quantity are for the Process start is selected in a range of the valve characteristic 34, in which it can be assumed with high probability that the deviations of the injected fuel quantity from the injection quantity according to the valve characteristic are low. In order to be able to realize this while idling, it may be necessary to increase the air charge in the combustion chamber 12. For this purpose, for example, the ignition angle can be adjusted to late.
  • the measuring injection duration tiM is now reduced by a fixed value DELTA and the base injection duration tiB is increased by the same fixed value DELTA. This is successively in a process loop or a
  • Time step n based on the values of the previous process loop or the previous time step n-1 performed.
  • a method step 48 it is checked whether the measurement injection duration tiM n is less than a limit value Gl. If so, that ends
  • Lambda value determined. From this, in turn, an error injection quantity dQ n is determined in a block 54, and from this finally in a block 56 a corresponding error injection duration dti n .
  • This is based on the following idea: By increasing the base injection duration tiB and the absolute reduction in the meter injection duration tiM in block 46, the total injection quantity Qtot would have to remain the same according to the characteristic curve 34. If the injection valve 18 thus behave according to the characteristic curve 34, the actual mixture would have to follow the setpoint Mixture correspond, the deviation d ⁇ n in block 52 should therefore be zero.
  • a smaller quantity of fuel is injected from injection valve 18 at injection times ⁇ ti G than would correspond to characteristic curve 34.
  • the actual metered injection quantity therefore drops in relation to the metering quantity QM according to characteristic curve 34.
  • the actual total injection quantity is also smaller than the total injection quantity Qtot according to characteristic curve 34.
  • the error injection duration dti n ascertained in block 56 is the injection duration by which the injection duration tiB n would have to be increased so that the actual mixture corresponds to the solute mixture.
  • a correction value VKK n is formed in 58 for the time step n, with which the valve characteristic 34 has to be corrected, so that even very small injection quantities can be injected with high precision.
  • the correction value VKK n is added to the basic injection duration tiB n in 62.
  • the meter injection duration tiM n remains unchanged in accordance with block 46. It is then checked in 64 whether the deviation d ⁇ n is now smaller than a limit value G2. If this is not the case, an iteration is triggered in block 66, by means of which the deviation of the actual mixture from the desired mixture is reduced by varying the error injection duration dti in FIG. 56 until, in 64, the lambda deviation d ⁇ n is smaller than the limit G2 is. Thereafter, in 68, the next nozzle of the characteristic 34 is increased by raising the
  • Step payer i and a return jump 46 processed.
  • the correction characteristic curve 60 shown in FIG. 6 is expanded step by step until, in 48, the measurement injection duration tiM x falls below the limit value Gl. Then, as already stated above, the method ends in 50. Thereafter, if present, the next valve characteristic can be adapted. This is especially true for internal combustion engines with direct fuel injection, where successively all cylinders can be adapted.
  • the correction characteristic curve 60 is compared with a limit curve, and when exceeded a warning message is issued and / or an entry is made in a fault memory.
  • a very large change in the linearity of the characteristic 34 in the region of small injection quantities can be an indication of an error of the injection valve 18, for example, a short circuit of a winding layer of a solenoid, which belongs to an actuator of the injection valve 18.
  • the total injection duration titot was divided into a base injection duration tiB and a single injection duration tiM in FIG. 44.
  • a plurality of equally long injection molding can be discontinued. Accordingly, in Fig. 46, the value DELTA by which the base injection duration is prolonged has had to correspond to the sum of the reductions in the individual gauge injection durations.

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Abstract

Bei einer Brennkraftmaschine (10) gelangt der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil (18) in mindestens einen Brennraum (12). Es wird vorgeschlagen, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Aufteilen einer Gesamteinspritzung in eine Basiseinspritzung und in mindestens eine Messeinspritzung; b) Sukzessives Verringern der Einspritzdauer der Messeinspritzung und Erhöhen der Einspritzdauer der Basiseinspritzung derart, dass eine aus einer Ventilkennlinie ermittelte Gesamteinspritzmenge gleich bleibt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil in mindestens einen Brennraum gelangt und bei dem eine Kennlinie des Einspritzventils adaptiert wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, ein elektrisches Speichermedium, sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Stand der Technik
Vom Markt her sind Brennkraftmaschinen mit Einspritzung des Benzins in ein Saugrohr als auch mit Direkteinspritzung des Benzins in die jeweiligen Brennräume bekannt. Die Einspritzung des Benzins erfolgt dabei durch mindestens ein Einspritzventil. Dieses hat einen weiten Mengenbereich abzudecken. Er erstreckt sich in der Regel vom Leerlaufpunkt, bzw. auch von einem gefeuerten Schubbetrieb, wodurch eine Minimalmenge definiert wird, bis zur Volllast bei hohen Drehzahlen, wodurch eine Maximalmenge definiert wird.
Idealerweise korreliert die vom Einspritzventil eingespritzte Kraftstoffmenge linear mit der Öffnungszeit des Einspritzventils. Ein sehr großer linearer Bereich bedeutet jedoch einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand für das Einspritzventil. Dieser Fertigungsaufwand ist umso hoher, je eher unerwünschte Abweichungen von der Linearitat vor allem im
Kleinmengenbereich gering gehalten werden sollen. Gerade in diesem Bereich können die Streuungen zwischen den einzelnen Einspritzventilen vergleichsweise groß sein, was eine allgemeingültige und nicht-ventilindividuelle Korrektur erschwert .
Um die Einspritzung unterschiedlicher Kraftstoffmengen in die einzelnen Brennraume einer Brennkraftmaschine zu verhindern oder zumindest zu begrenzen, wird bei einem vom Markt her bekannten Verfahren die minimale Einspritzdauer nach unten begrenzt. Möglich ist auch eine Adaption, durch die die Kennlinie eines Einspritzventils an die tatsachlichen Verhaltnisse angepasst wird. Bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung kann beispielsweise die Laufruhe im Leerlauf im Schichtbetrieb für eine solche Adaption herangezogen werden. Bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung kann eine sogenannte "Einzelzylinder-Lambdaregelung" angewendet werden. Wahrend die erste Methode nur bei ganz bestimmten Brennkraftmaschinen in Frage kommt, setzt die zweite Methode einen vergleichsweise eingegrenzten Betriebspunkt voraus .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches es auch im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht, das Einspritzverhalten eines Einspritzventils zu testen..
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Lösungsmöglichkeiten sind in nebengeordneten Patentansprüchen angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt .
Vorteile der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fällt der Test des Einspritzventils für den Benutzer der Brennkraftmaschine kaum oder gar nicht auf, da die Gesamteinspritzmenge mindestens während eines Teils des Tests wenigstens im Wesentlichen konstant und somit auch das Drehmoment und die Laufruhe unverändert bleiben. Damit kann der Test häufig durchgeführt werden, was insgesamt die Funktionszuverlässigkeit der Brennkraftmaschine erhöht.
In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass eine durch die sukzessive Verringerung der Einspritzdauer der Messeinspritzung provozierte Abweichung einer ein Ist- Kraftstoff-Luft-Gemisch charakterisierenden Größe von einer ein Soll-Kraftstoff-Luft-Gemisch charakterisierenden Größe erfasst und die Abweichung oder eine Kennlinie des Einspritzventils adaptiert bzw. korrigiert wird. Somit wird zuverlässig die eingespritzte Kraftstoffmenge im Kleinmengenbereich erfasst, bei der bei einem individuellen Einspritzventil eine Abweichung der tatsächlich eingespritzten Ist-Kraftstoffmenge von der Soll- Kraftstoffmenge, die anhand der applizierten Kennlinie ermittelt wird, unzulässig groß wird. Das Verfahren ist gleichermaßen für Brennkraftmaschinen mit
Saugrohreinspritzung wie für Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung geeignet. Eine allgemeine Begrenzung der minimalen Einspritzdauer ist daher nicht mehr erforderlich. Hierdurch wird eine zuverlässige und präzise Zumessung des Kraftstoffes auch im Kleinmengenbereich erleichtert, was die Laufruhe beispielsweise im Leerlauf verbessert und
Schadstoffemissionen verringert. Eine zusatzliche Sensorik oder spezielle Komponenten, wie beispielsweise ein spezifisch gestalteter Krummer, sind nicht erforderlich.
Es versteht sich, dass die Einspritzdauer der Basiseinspritzung und jene der Messeinspritzung beim Verfahrensstart in einem Bereich der Ventilkennlinie liegen, in dem davon ausgegangen werden kann, dass
Exemplarstreuungen nur geringe Auswirkungen haben. Die Erfassung, ob das Ist-Kraftstoff-Luft-Gemisch vom Soll- Kraftstoff-Luft-Gemisch abweicht, kann beispielsweise durch eine Überwachung des von einer Lambda-Sonde bereitgestellten Lambda-Werts erfolgen. Aber auch andere Verfahren, durch die die tatsachlich in den Brennraum gelangte Kraftstoffmenge ermittelt werden kann, können verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist jene Weiterbildung des erfindungsgemaßen Verfahrens, bei der die Abweichung in Form einer Fehlereinspritzmenge quantifiziert und die Kennlinie des Einspritzventils entsprechend adaptiert wird. Auf diese Weise wird der Betriebsbereich des Einspritzventils, in dem der Kraftstoff mit hoher Präzision eingespritzt werden kann, bis in den Kleinstmengenbereich hinein erweitert, da ventilindividuelle Exemplarstreuungen durch die Adaption der Kennlinie kompensiert werden. Durch das erfindungsgemaße Verfahren kann auch der Aufwand bei der Konstruktion des Einspritzventils verringert werden, da die Linearitat der Kennlinie durch die ohnehin im Betrieb erfolgende Adaption nicht mehr von so großer Wichtigkeit ist. Auch die für die Ansteuerung des Einspritzventils benotigte Endstufe kann einfacher ausgelegt werden. Dies alles äußert sich direkt in einer Reduzierung der Herstellkosten.
Eine Adaption der Kennlinie des Einspritzventils ist insbesondere bei einer wiederholten Durchführung des
Verfahrens mit sukzessive verkürzten Einspritzdauern der Messeinspritzung möglich. Eine Anpassung der Basiseinspritzmenge um die Fehlereinspritzmenge hat den Vorteil, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens größere Abweichungen des Ist-Gemisches vom Soll- Gemisch vermieden werden, so dass während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn überhaupt, nur geringe Laufunruhen auftreten. Auch das Abgasverhalten bleibt während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf diese Weise innerhalb eines tolerierbaren Bereichs. Dies umso mehr, wenn die Fehlereinspritzmenge zusätzlich so angepasst wird, dass die das Ist-Gemisch charakterisierende Größe von der das Soll-Gemisch charakterisierenden Größe um weniger als einen Grenzwert abweicht.
Um die Dauer des erfindungsgemäßen Verfahrens zu begrenzen, kann es beendet werden, wenn die Dauer der Messeinspritzung einen unteren Grenzwert mindestens erreicht. Die Auflösung wiederum kann erhöht werden, wenn eine Gesamteinspritzung mehrere gleich lange Messeinspritzungen umfasst.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Umfang der Adaption für eine Diagnose des Einspritzventils verwendet wird. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass dann, wenn die tatsächliche Ventilkennlinie sehr stark von der applizierten Ventilkennlinie abweicht, von einem Fehler am Einspritzventil ausgegangen werden kann. Dieser Fehler kann beispielsweise ein Kurzschluss einer Wicklungslage einer Magnetspule sein, welche zu einem Aktor des Einspritzventils gehört. Gerade sehr kurze Einspritzdauern eines Einspritzventils werden durch einen solchen Kurzschluss besonders stark verändert.
Zeichnungen
Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung naher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer
Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung durch ein Einspritzventil;
Figur 2 ein Diagramm, in dem eine Kennlinie des
Einspritzventils von Figur 1 dargestellt ist, welche eine Offnungsdauer mit einer eingespritzten Kraftstoffmenge verknüpft;
Figur 3 ein Diagramm, welches mögliche Abweichungen der eingespritzten Kraftstoffmenge von der in Figur 2 gezeigten Kennlinie bei kurzen Offnungsdauern zeigt;
Figur 4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Adaption der Kennlinie von Figur 2;
Figur 5 ein Diagramm, in dem der Offnungszustand des Einspritzventils von Figur 1 wahrend eines
Verfahrens zur Adaption der Kennlinie von Figur 2 über der Zeit aufgetragen ist; und Figur 6 ein Diagramm, in dem Korrekturwerte für die
Ventilkennlinie von Figur 2 bei unterschiedlichen Einspritzdauern aufgetragen sind.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
Eine Brennkraftmaschine tragt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst mehrere Zylinder mit mehreren Brennraumen, von denen in Figur 1 jedoch nur einer mit dem Bezugszeichen 12 dargestellt ist. Über ein Einlassventil 14 kann der Brennraum 12 mit einem Saugrohr 16 verbunden werden. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel wird in dieses Kraftstoff über ein Einspritzventil 18 eingespritzt. Die nachfolgend beschriebenen Funktionsprinzipien und Verfahren sind jedoch auch bei Brennkraftmaschine mit Kraftstoff- Direkteinspritzung, beispielsweise Benzin- Direkteinspritzung anwendbar. In dem Saugrohr 16 ist ferner eine Drosselklappe 20 angeordnet. Die im Saugrohr 16 stromende Luftmasse wird im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel von einem Luftmassensensor 22 erfasst.
Das im Brennraum 12 vorhandene Kraftstoff-Luftgemisch wird von einer Zündkerze 24 gezündet. Heiße Verbrennungsabgase gelangen aus dem Brennraum 12 über ein Auslassventil 26 in ein Abgasrohr 28. In diesem ist ein Katalysator 30 angeordnet sowie eine Lambda-Sonde 32, welches einen Lambdawert erfasst, durch den das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 12 charakterisiert wird.
Eine vom Einspritzventil 18 in das Saugrohr 16 eingespritzte Kraftstoffmenge Q wird, bei konstantem Kraftstoffdruck, vor allem durch die Einspritzdauer ti des Einspritzventils 18 beeinflusst. Dabei wird bei der Auslegung des Einspritzventils 18 darauf Wert gelegt, dass der Zusammenhang zwischen Einspritzdauer ti und eingespritzter Kraftstoffmenge Q, welcher, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, durch eine Kennlinie 34 ausgedrückt wird, in einem weiten Betriebsbereich des Einspritzventils 18 linear ist. Die Kennlinie 34 ist in einer Steuer- und Regeleinrichtung 36 (Figur 1) gespeichert, welche das
Einspritzventil 18, aber auch die Drosselklappe 20 sowie die Zündkerze 24 abhängig von verschiedenen Sensorsignalen, beispielsweise den Signalen der Lambda-Sonde 32 und des Luftmassensensors 22, ansteuert.
Aufgrund von fertigungsbedingten Exemplarstreuungen von einem Einspritzventil zum anderen weist das Einspritzventil 18 bei kurzen Einspritzdauern ti bzw. kleinen Einspritzmengen Q ein nicht lineares Verhalten auf. Der entsprechende Bereich ist in Figur 2 gepunktet dargestellt und mit 38 bezeichnet. Wie weiter aus Figur 3 hervorgeht, wird in diesem Bereich vorliegend eine kleinere Kraftstoffmenge Q eingespritzt als es der linearen Kennlinie 34 entsprechen würde. Grundsätzlich sind aber auch Abweichungen in der anderen Richtung denkbar, also die Einspritzung einer größeren Kraftstoffmenge, auch wenn dies in Figur 3 nicht explizit dargestellt ist. Die bei verschiedenen Exemplaren des gleichen Einspritzventils auftretenden Abweichungen dQ sind in Figur 3 über der Einspritzdauer ti aufgetragen. Man erkennt, dass die
Abweichungen bis zu einer Einspritzdauer tiG kleiner sind als 10 %. Bei noch kleineren Einspritzdauern ti sind die Abweichungen jedoch deutlich größer. Um auch diesen Bereich nutzen zu können, wird ein Adaptionsverfahren für die Kennlinie 34 angewendet, welches nun unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 6 im Detail erläutert wird (dieses Verfahren ist als Computerprogramm auf einer Speichereinrichtung der Steuer- und Regeleinrichtung 36 abgespeichert) : Zunächst wird die Brennkraftmaschine in einen genau definierten Betriebszustand gebracht. In diesem muss die Brennkraftmaschine eine bestimmte Betriebstemperatur aufweisen, eine Adaption einer Lambda-Regelung muss abgeschlossen sein, es dürfen in der Steuer- und
Regeleinrichtung 36 keine Fehler eingetragen sein, die Spannung eines Bordnetzes muss einen bestimmten Mindestwert aufweisen, etc. Ferner wird das Verfahren durchgeführt, wenn sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf befindet. Diese "Vorbereitung" der Brennkraftmaschine 10 wird in dem in Figur 4 gezeigten Flussdiagramm in einem Schritt 40 durchgeführt, der unmittelbar auf den Startschritt 42 folgt.
Dann wird in 44 eine Gesamteinspritzmenge in eine
Basiseinspritzmenge und eine Messeinspritzmenge aufgeteilt. Dies geschieht, indem eine Gesamteinspritzdauer titot in eine Basiseinspritzdauer tiB und eine Messeinspritzdauer tiM aufgeteilt wird. In einem einfachen Modell setzt sich die Einspritzdauer ti vereinfacht aus einer Verzugszeit ohne Kraftstoffeintrag und einer effektiven Öffnungszeit mit konstantem Kraftstoffeintrag zusammen. In der Verzugszeit sind der Offnungs- und Schließvorgang des Einspritzventils 18 berücksichtigt. In dem hier vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel wird der Einfachheit halber die Verzugszeit zu Null gesetzt. Dies ergibt sich auch aus Figur 5, wo eine Gesamteinspritzung mit tot, eine Messeinspritzung mit M, und eine Basiseinspritzung mit B bezeichnet sind. Entsprechend ist dort die Gesamteinspritzmenge mit Qtot, die Messeinspritzmenge mit QM und die Basiseinspritzmenge mit QB bezeichnet.
Die Einspritzdauer tiB zum Einbringen der Basiseinspritzmenge und die Einspritzdauer tiM zum Einbringen der Messeinspritzmenge werden für den Verfahrensstart in einem Bereich der Ventilkennlinie 34 gewählt, in dem mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden kann, dass die Abweichungen der eingespritzten Kraftstoffmenge von der Einspritzmenge gemäß Ventilkennlinie gering sind. Um dies im Leerlauf realisieren zu können, kann es gegebenenfalls erforderlich sein, die Luftfüllung im Brennraum 12 zu erhöhen. Hierzu kann beispielsweise der Zündwinkel nach spät verstellt werden .
Wie weiter aus Figur 4 ersichtlich ist, wird nun in einem Block 46 die Messeinspritzdauer tiM um einen festen Wert DELTA verringert, und die Basiseinspritzdauer tiB wird um den gleichen festen Wert DELTA erhöht. Dies wird sukzessive in einer Verfahrensschleife beziehungsweise einem
Zeitschritt n aufbauend auf den Werten der vorhergehenden Verfahrensschleife beziehungsweise des vorhergehenden Zeitschritts n-1 durchgeführt. In einem Verfahrensschritt 48 wird abgeprüft, ob die Messeinspritzdauer tiMn kleiner ist als ein Grenzwert Gl. Ist dies der Fall, endet das
Verfahren in 50. Der Sinn dieser Maßnahme wird weiter unten erläutert werden.
Ist die Antwort im Block 48 dagegen nein, wird in 52 eine Abweichung dλn eines Ist-Lambda-Werts von einem SoIl-
Lambda-Wert ermittelt. Hieraus wird wiederum in einem Block 54 eine Fehlereinspritzmenge dQn ermittelt, und aus dieser schließlich in einem Block 56 eine entsprechende Fehlereinspritzdauer dtin. Dem liegt folgender Gedanke zu Grunde: Durch die Erhöhung der Basiseinspritzdauer tiB und die betragsmäßig identische Verringerung der Messeinspritzdauer tiM im Block 46 müsste gemäß der Kennlinie 34 die Gesamteinspritzmenge Qtot gleich bleiben. Würde sich das Einspritzventil 18 also entsprechend der Kennlinie 34 verhalten, müsste das Ist-Gemisch dem Soll- Gemisch entsprechen, die Abweichung dλn im Block 52 müsste also null sein.
Das in Figur 4 gezeigte Verfahren wird jedoch sukzessive durchlaufen mit einer schrittweisen Erhöhung der
Basiseinspritzdauer tiB und einer schrittweisen Absenkung der Messeinspritzdauer tiM jeweils um den konstanten Wert DELTA (vergleiche auch Figur 5) . Während die Basiseinspritzdauer tiB in jenem Bereich der Kennlinie 34 verbleibt, von dem bekannt ist, dass das tatsächliche
Verhalten des Einspritzventils 18 vom idealen Verhalten gemäß Kennlinie 34 nur gering abweicht, wandert die Einspritzdauer tiM der Messeinspritzung M immer weiter in jenen Bereich 38 der Kennlinie 34, in dem der ideal-lineare Zusammenhang nicht mehr gegeben ist.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß dem Diagramm von Figur 3 wird bei Einspritzdauern << tiG vom Einspritzventil 18 eine geringere Kraftstoffmenge eingespritzt als dies der Kennlinie 34 entsprechen würde. Die tatsächliche Messeinspritzmenge fällt also gegenüber der Messeinspritzmenge QM gemäß Kennlinie 34 ab. In der Folge ist auch die tatsächliche Gesamteinspritzmenge geringer als die Gesamteinspritzmenge Qtot gemäß Kennlinie 34. Damit ist das Gemisch magerer als vorgesehen, was im Block 52 als Abweichung dλn erfasst wird. Bei der im Block 56 ermittelten Fehlereinspritzdauer dtin handelt es sich um jene Einspritzdauer, um die die Messeinspritzdauer tiBn verlängert werden müsste, damit das Ist-Gemisch dem SoIl- Gemisch entspricht. Aus der Summe der Fehlereinspritzdauern dtin über die Zeitschritte von 1 bis n wird in 58 für den Zeitschritt n ein Korrekturwert VKKn gebildet, mit dem die Ventilkennlinie 34 korrigiert werden muss, damit auch sehr kleine Einspritzmengen mit hoher Präzision eingespritzt werden können. Beispielhaft sind die Fehlereinspritzdauern dtJ-1 für die Zeitschritte i = n-1, n sowie n+1 in Figur 6 aufgetragen. Man erkennt, dass aus der Summe für den jeweiligen Zeitschritt i eine Korrekturkennlinie VKK gebildet werden kann, die in Figur 6 das Bezugszeichen 60 tragt.
Zur Prüfung, ob durch den in 58 ermittelten Korrekturwert VKKn die Abweichung des tatsachlichen Verhaltens des Einspritzventils 18 vom idealen Verhalten gemäß Kennlinie 34 kompensiert werden kann, wird in 62 der Korrekturwert VKKn zu der Basiseinspritzdauer tiBn hinzugefugt. Die Messeinspritzdauer tiMn bleibt unverändert entsprechend Block 46. Dann wird in 64 geprüft, ob die Abweichung dλn nun kleiner ist als ein Grenzwert G2. Ist dies nicht der Fall, wird im Block 66 eine Iteration angestoßen, mit der durch eine Variation der Fehlereinspritzdauer dti in 56 die Abweichung des Ist-Gemisches vom Soll-Gemisch so weit reduziert wird, bis in 64 die Lambda-Abweichung dλn kleiner als der Grenzwert G2 ist. Danach wird in 68 die nächste Stutzstelle der Kennlinie 34 durch Erhohen des
Schrittzahlers i und einen Rucksprung 46 abgearbeitet. Auf diese Weise wird die in Figur 6 gezeigte Korrekturkennlinie 60 Schritt für Schritt erweitert, bis in 48 die Messeinspritzdauer tiMx den Grenzwert Gl unterschreitet. Dann endet, wie bereits oben ausgeführt worden ist, das Verfahren in 50. Danach kann, so vorhanden, die nächste Ventilkennlinie adaptiert werden. Dies gilt vor allem für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, wo sukzessive alle Zylinder adaptiert werden können.
Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, kann sich an den Verfahrensschritt 58, in dem die Stutzstellen VKKn für die Korrekturkennlinie 60 gebildet werden, eine Diagnose 70 anschließen. In dieser wird die Korrekturkennlinie 60 mit einer Grenzkurve verglichen, und bei einem Überschreiten wird eine Warnmeldung ausgegeben und/oder es erfolgt ein Eintrag in einen Fehlerspeicher. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass eine sehr starke Änderung der Linearitat der Kennlinie 34 im Bereich kleiner Einspritzmengen ein Hinweis auf einen Fehler des Einspritzventils 18 sein kann, beispielsweise auf einen Kurzschluss einer Wicklungslage einer Magnetspule, welche zu einem Aktor des Einspritzventils 18 gehört.
Bei dem oben beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel wurde in 44 die Gesamteinspritzdauer titot in eine Basiseinspritzdauer tiB und eine einzige Messeinspritzdauer tiM aufgeteilt. Um die Auflosung zu erhohen, kann aber auch eine Mehrzahl von gleich langen Messeinspritzungen abgesetzt werden. Entsprechend musste in 46 der Wert DELTA, um den die Basiseinspritzdauer verlängert wird, der Summe der Verringerungen der einzelnen Messeinspritzdauern entsprechen .

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil (18) in mindestens einen Brennraum (12) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
(a) Aufteilen einer Gesamteinspritzung (Qtot) in eine Basiseinspritzung (B) und in mindestens eine Messeinspritzung (M) ; und
(b) Sukzessives Verringern (46) der Einspritzdauer (tiMn) der Messeinspritzung (M) und Erhöhen (46) der Einspritzdauer (tiBn) der Basiseinspritzung (B) derart, dass eine Gesamteinspritzmenge (Qtot) gleich bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt (c) eine durch den Schritt (b) provozierte Abweichung (dλn) einer ein Ist-Gemisch charakterisierenden Größe von einer ein Soll-Gemisch charakterisierenden Größe erfasst oder ermittelt und in einem Schritt (d) die Abweichung (dλn) oder eine Kennlinie (34) des Einspritzventils (18) adaptiert bzw. korrigiert wird (58).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nach Schritt c folgende Schritte umfasst:
(d) Ermitteln (56) einer Fehlereinspritzmenge (dtin) aus der Abweichung (dλn) der das Ist-Gemisch charakterisierenden Größe von der das Soll- Gemisch charakterisierenden Größe für die jeweilige Messeinspritzdauer (tiMn) ;
(e) Adaptieren (58) der Kennlinie (34) des Einspritzventils (18) um die Summe (VKKn) der
Fehlereinspritzmengen ((ItI1) bei der jeweiligen Einspritzdauer (tiMn) der Messeinspritzung (M) .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es nach Schritt (e) folgenden Schritt umfasst:
(f) Rücksprung zu Schritt (b) .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen Schritt (d) und Schritt (e) folgenden Schritt umfasst:
(d2) Verändern (62) der Basiseinspritzmenge (tiBn) um die Summe (VKKn) der Fehlereinspritzmengen
(dtij .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe (VKKn) der Fehlereinspritzmengen ((ItI1) so angepasst wird, dass die das Ist-Gemisch charakterisierende Größe von der das Soll-Gemisch charakterisierenden Größe um weniger als einen Grenzwert (G2) abweicht (64) .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren beendet wird (50), wenn die Einspritzdauer (tiMn) der Messeinspritzung (M) einen unteren Grenzwert (Gl) mindestens erreicht (48) .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamteinspritzung mehrere gleich lange Messeinspritzungen umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Veränderung der Einspritzdauer (ti) eine Verzugszeit des Einspritzventils (18) berücksichtigt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption ausgewertet und das Ergebnis für eine Diagnose des Einspritzventils (18) verwendet wird (70) .
11. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
12. Elektrisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (36) einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10 abgespeichert ist.
13. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (36) für eine Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.
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