EP3008316A1 - Bestimmung eines spritzbeginns eines injektors einer brennkraftmaschine - Google Patents

Bestimmung eines spritzbeginns eines injektors einer brennkraftmaschine

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EP3008316A1
EP3008316A1 EP14729214.8A EP14729214A EP3008316A1 EP 3008316 A1 EP3008316 A1 EP 3008316A1 EP 14729214 A EP14729214 A EP 14729214A EP 3008316 A1 EP3008316 A1 EP 3008316A1
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EP
European Patent Office
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test
injection
value
gradient
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14729214.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Walder
Andreas Mehr
Frank MLICKI
Markus Staudt
Robby Gerbeth
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Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
Publication of EP3008316A1 publication Critical patent/EP3008316A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the invention relates to a method for determining an injection start of an injector of an internal combustion engine according to claim 1, a control device for an internal combustion engine according to
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 A1 teaches a method
  • Injection start of an injector is determined, in which an individual storage pressure of the injector is detected, from which a representative start of injection and a test injection start are determined, and wherein the representative start of injection is plausibility against the start of the test injection.
  • the injector for which the start of injection is determined, is part of an injection system with a common rail, that is to say a common high-pressure accumulator, namely a so-called common-rail injection system.
  • the common high-pressure accumulator from which all injectors of the injection system are supplied, is supplied with fuel by a high-pressure pump. This creates during operation of the internal combustion engine in the
  • High-pressure system a wave-shaped pressure curve, which continues into the individual memories of the individual injectors.
  • This so-called pump shaft which has the delivery frequency of the high-pressure pump, is superimposed on the detected individual accumulator pressure profile.
  • varying results occur depending on which phase position the start of injection has relative to the pump shaft.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method which does not have the disadvantage mentioned.
  • the evaluation accuracy of the individual storage pressure analysis and thus the accuracy of Determination of the start of injection to increase, wherein preferably the result of the evaluation, thus the determined injection start, no longer from the phase angle relative to the
  • the invention is also based on the object to provide a control device for an internal combustion engine, with which the method is feasible. Furthermore, the invention has for its object to provide an internal combustion engine in which a start of injection according to the method proposed here can be determined.
  • the object is achieved by providing a method with the steps of claim 1.
  • an individual storage pressure curve is recorded in a time-resolved manner in a measuring interval. It is understood that the detected individual accumulator pressure profile is preferably stored, wherein the subsequent evaluation steps are preferably stored on the
  • test injection start is determined.
  • a tendency of the single reservoir pressure history is determined.
  • the term "before the start of the test injection” is based on the fact that the test interval extends from the start of the test injection, either measured in units of time or measured in units of a crank angle of the internal combustion engine.
  • the phrase "before the start of the test injection” means that the test interval extends to times before the test injection start or at smaller crank angles
  • the measuring interval preferably corresponds to a working cycle of the preferably designed as a reciprocating engine internal combustion engine.
  • a method is preferred which is characterized in that a first gradient profile of the individual accumulator pressure profile is calculated to determine the start of the test injection. In this case, a local minimum of the first gradient curve is determined. It will be a
  • the closest point on the left side of the local minimum in which a value of the first gradient curve corresponds to a predetermined first default value.
  • the phrase "left side of the local minimum” means that the point is ahead of the local minimum, namely - either in units of time or in units of the crank angle - shifted relatively early relative to the local minimum
  • Nearest point is that the first point on the left side of the local minimum is determined, in which the said condition is fulfilled, namely the first
  • Gradient curve corresponds to the first default value.
  • the abscissa value of the point thus determined is set as the abscissa value of the test injection start.
  • the determination of the test injection start corresponds to a first, relatively rough determination of the approximate position of the actual injection start.
  • the individual accumulator pressure profile is preferably filtered, wherein the first gradient profile is preferably calculated from the filtered individual accumulator pressure profile.
  • a first filter corner frequency is used for filtering the individual accumulator pressure profile, with which the individual accumulator pressure profile is filtered.
  • Filtereckfrequenz is preferably a characteristic field used, which includes a difference of the individual storage pressure as input and the output as the filter cut-off frequency.
  • a first characteristic curve for determining the first filter corner frequency is provided. The difference of the individual storage pressure is determined by entering in the measurement interval
  • Single accumulator pressure is determined by a test value of the individual storage pressure curve is determined at a predetermined left-side distance to the test injection start, wherein a line slope between the test value and the test injection start is calculated.
  • a test value is determined by starting from the abscissa value associated with the test injection start, namely, a time or a crankshaft angle, a predetermined one
  • This ordinate value is set as a test value. Subsequently, a straight line is placed on the one hand by the test value and on the other hand by the ordinate value assigned to the test injection start, and a slope of this straight line is calculated. Of course, it is not absolutely necessary to actually adapt a straight line to the corresponding values.
  • the difference between the ordinate values of the test value on the one hand and the test injection start on the other hand is divided by the difference between the correspondingly assigned abscissa values for determining the straight line slope.
  • test value is greater than the ordinate value assigned to the test injection start, it can be concluded that the actual injection start is arranged in a sloping region of the pump shaft. Conversely, it can be concluded that the actual start of injection is arranged in a rising region of the pump shaft if the test value is smaller than that assigned to the test injection start
  • a negative straight line slope thus indicates a descending course of the pump shaft at the time of start of injection, while a positive straight line slope correspondingly indicates an increasing course of the pump shaft during the start of injection.
  • crankshaft angle addressed.
  • ordinate value either addresses a pressure value assigned to the individual accumulator pressure profile or a pressure value assigned to the gradient profile and derived in time or after the crank angle.
  • a method is preferred, which is characterized in that the
  • a correction function is determined depending on the line slope in the test interval, the correction function is offset with the preferably filtered individual memory pressure curve in the test interval.
  • the correction function is preferably determined on the basis of a characteristic map in which
  • Individual accumulator pressure curve is calculated in the test interval with the correction function, it is corrected in view of the course of the pump shaft immediately before the start of injection or at the start of injection. In this case, in particular a generated by the pump shaft, steep gradient is smoothed, or the course of the individual storage pressure is flattened.
  • the slope of the individual accumulator pressure profile caused by the pump shaft is not completely compensated or, if necessary, even overcompensated. It has been shown that the accuracy of the evaluation can be increased if, depending on the actual slope of the individual storage pressure curve, no complete
  • Single memory pressure curve results. Preference is then given to the corrected, unfiltered Single memory pressure curve filtered after the correction, whereby the kink or the non-differentiable spot is smoothed. It is also possible that, alternatively, the filtered individual accumulator pressure curve is corrected and preferably subsequently filtered again.
  • the corrected individual accumulator pressure profile is preferably a
  • Filtering frequency is then - as will be described below - preferably determined by a further characteristic of the characteristic field, the here for filtering
  • used filter frequency preferably corresponds to a second filter corner frequency, which will be addressed in the following.
  • a method is preferred which is characterized in that a ramp is selected as a correction function.
  • the ramp is preferably a linear function with a predetermined slope.
  • the slope is chosen to be negative or positive, with a larger correction requirement typically occurring in the area of a left-hand boundary of the test interval than in the area of the right-hand end, where a seamless transition is desired at the point of the test injection start, so that no Correction more results. Accordingly, the ramp drops or rises based on the abscissa value of the
  • Test value thus the left-hand end of the test interval, preferably to a value at the abscissa value of the test injection start, so the right-hand boundary of the test interval, in which the ordinate value of the test injection start is not changed.
  • the ramp is added to the preferably unfiltered individual accumulator pressure profile. In this case, it preferably falls or rises to the value 0 at the end of the correction, namely the abscissa value of the test injection start, so that there is no correction here.
  • the preferably unfiltered individual accumulator pressure curve in the test interval is multiplied by the ramp.
  • the ramp preferably falls or increases to the value 1 at the end of the correction, that is to say at the right-hand limit of the test interval.
  • the ramp is particularly preferably read from a map in the ramps in
  • gradient values for the ramps are particularly preferably stored as a function of the line gradient, wherein the ramp gradient is typically sufficient to determine the complete ramp if its value at the right-hand limit of the test interval is 0 or 1 depending on the specific arithmetic operation selected - is fixed.
  • a method is also preferred which is characterized in that at least one left-sided limit value for an evaluation window for determining the start of injection is determined.
  • a left-side abscissa value is set as the limit value at a predetermined distance from the abscissa value of the test injection start.
  • a predetermined difference is subtracted from the abscissa value of the test injection start, resulting in a new abscissa value on the left side of the abscissa value of the test injection start, which is set as the limit value for the evaluation window.
  • the left-hand limit value of the evaluation window correspond precisely to the abscissa value of the test value, the test interval corresponding to the distance of the left-side limit value to the abscissa value of the test injection start.
  • the left-hand limit value of the evaluation window it is possible for the left-hand limit value of the evaluation window to correspond precisely to the abscissa value of the test value, the test interval corresponding to the distance of the left-side limit value to the abscissa value of the test injection start.
  • a right-sided limit value for the evaluation window is also determined.
  • the term "right-hand side” is based on the fact that this limit value has been shifted from the abscissa value of the test injection start to late, ie to longer times or larger crank angles
  • the right-side limit value is preferably determined by starting from the local minium of the first gradient curve in a first step, an abscissa value of a nearest point on the right-hand side of the local minimum is determined, in which a value of the first gradient curve corresponds to the first preset value.
  • the determination of the test value according to the present application essentially corresponds to the determination of the first limit of the evaluation window, thus the left-side limit value, described in DE 10 2009 056 381 A1.
  • the abscissa value associated with the test value is used as the left-hand limit.
  • the determination of the evaluation window ensures, in particular, that the same injection event or the same injection start is considered in the further evaluation as in the previous evaluation, wherein in particular the same local minimum of the gradient curve is considered. Without the determination of the score window, it may be possible that the other steps of the method would find another local minimum, which would no longer result in meaningful values as a result of the method.
  • the corrected individual accumulator pressure profile which is preferably based on the unfiltered
  • Rating window filtered In particular, it is possible to smooth a non-differentiable position resulting from the correction at the right-hand boundary of the test interval.
  • a pressure difference between a maximum pressure and a minimum pressure in the evaluation window for the corrected individual accumulator pressure profile is determined. On the basis of this pressure difference over a preferably different from the first characteristic curve of the characteristic field for the filter corner frequencies, preferably from the first
  • Filter corner frequency different filter corner frequency determined.
  • the corrected individual accumulator pressure is filtered with this filter corner frequency.
  • the thus corrected and filtered individual storage pressure curve is based on the further method.
  • a method is preferred in which a second gradient curve is calculated from the corrected and preferably filtered individual memory pressure profile in the evaluation window. The following calculation is thus now the means of
  • Correction function corrected and preferably filtered individual storage pressure curve based As already indicated, the choice of the evaluation window ensures that the second gradient curve is calculated for the region of the corrected individual accumulator pressure profile which corresponds to that region of the original individual accumulator pressure profile for which the previous method steps were carried out. A local minimum of the second gradient curve is determined. Subsequently, a nearest point on the left side of the local minimum is determined, in which the second gradient curve corresponds to a predetermined, second standard value. The abscissa value of this point thus determined is set as the abscissa value of the start of injection.
  • the determination of the start of injection is carried out analogously to the determination of the start of the test injection, although now the second gradient curve is used, which was calculated from the corrected and preferably filtered individual accumulator pressure profile.
  • the deformation caused by the pump shaft of the individual storage pressure curve is no longer included in the calculation of the injection start, since the individual storage pressure curve has been corrected accordingly.
  • the start of injection determined from the second gradient curve is much more accurate and reproducible than the test injection start or else as otherwise from the uncorrected one
  • the second default value used is a value which is the same as the first default value.
  • the second default value and the first default value are thus preferably identical.
  • a representative injection start is preferably determined by - as already described above - first a pressure difference between a maximum pressure and a minimum pressure in the
  • Evaluation window for the corrected individual storage pressure curve is determined. Based on this pressure difference is over a second characteristic of the characteristic field for the
  • Filter corner frequencies determines a second filter corner frequency.
  • the corrected but unfiltered individual accumulator pressure is filtered at the second filter threshold frequency.
  • the filtering described here corresponds to the previously described filtering of the corrected individual accumulator pressure profile.
  • the fact that the filtering is described here again does not mean that the corrected individual accumulator pressure curve is filtered twice. Rather, the corrected, unfiltered individual accumulator pressure profile is preferably filtered only once, in particular with the second filter corner frequency. It is also possible that to determine the
  • Filtereckfrequenz is used, as in the context of the previously described filtering the corrected Einzelel thoroughlydruckverlaufs, for example, a third characteristic described below and a third filter corner frequency or another, fourth characteristic and another fourth filter corner frequency can be used.
  • a gradient curve is again calculated, from which in turn the representative injection start is determined by determining the point on the left side of a local minimum, at which the gradient curve corresponds to the second preset value.
  • the test injection start is preferably determined by using the difference between the maximum pressure and the minimum pressure in the evaluation window, a third filter corner frequency over a third characteristic of the characteristic field for determining the filter corner frequencies is determined.
  • the corrected individual accumulator pressure curve is filtered with the third filter corner frequency. It is further gradient of the thus filtered, corrected Individual storage pressure curve calculated, and it is in the manner already described the
  • the representative start of injection and the beginning of the test injection are checked for plausibility. This means that the two values are compared with each other by forming a difference or a quotient of the values. In a preferred embodiment, if the difference is smaller than a predetermined difference limit, preferably taking into account the amount of the difference, then the representative start of injection is set as the relevant injection start. Otherwise, the representative start of injection and the
  • Test injection started discarded.
  • a quotient from the representative start of injection and the beginning of the test injection it is preferably checked whether the quotient lies in a predetermined interval by 1. If this is the case, the representative start of injection is set as the decisive injection start, otherwise both values are discarded. It is therefore ultimately checked whether in both types of calculation
  • the method is applicable to any type of injection event to determine the start of injection event injection.
  • injection event both a single injection event.
  • the start of injection can be determined for a single injection as well as for a pre-injection, a main injection and / or a post-injection.
  • control device with the features of claim 9. This is characterized in that it is set up for carrying out a method according to one of the previously described embodiments. It is possible that the method is firmly implemented in the interconnection of the controller, so to speak by the hardware of the controller is specified. Alternatively, it is possible that in the control unit a computer program is implemented, which includes instructions such that a method according to one of the embodiments described above is performed, if the
  • Computer program is executed on the control unit.
  • the object is also achieved by providing an internal combustion engine having the features of claim 10.
  • the internal combustion engine is characterized in that it comprises a control device according to one of the previously described embodiments.
  • Controller is thus adapted to carry out a method according to one of the embodiments described above.
  • the internal combustion engine also has an injection system, in particular a common rail injection system, with at least one injector, wherein the at least one injector comprises a single memory as an additional buffer volume.
  • an injection system in particular a common rail injection system, with at least one injector, wherein the at least one injector comprises a single memory as an additional buffer volume.
  • a pressure sensor for detecting the single accumulator pressure is provided in the region of the individual memory of the at least one injector. This is operatively connected to the control unit, so that with the help of the control unit and the pressure sensor of the individual storage pressure curve can be detected time-resolved, in particular as a function of time or in dependence of a crank angle of the internal combustion engine.
  • a rotational speed sensor or a crankshaft angle sensor is preferably additionally provided on a crankshaft of the internal combustion engine, which is operatively connected to the control unit in such a way that the rotational speed or the crank angle of the crankshaft can be detected by the control unit.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • FIG. 2 is a diagrammatic representation of an individual accumulator pressure profile
  • 3A is a diagrammatic representation of a section of a
  • 3B is a diagrammatic representation of the from the Einzeltechnischdruckverlauf according to
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine 1.
  • the internal combustion engine 1 is preferably designed as a reciprocating engine.
  • the internal combustion engine 1 is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine 1 is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine 1 to drive a defense vehicle, for example a tank.
  • An embodiment of the internal combustion engine 1 is preferably also stationary, for example, for stationary
  • the internal combustion engine 1 in this case preferably drives a generator. Also, a stationary application of the internal combustion engine 1 for driving auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs, is possible.
  • the internal combustion engine 1 is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or another suitable gas. Especially if the
  • Internal combustion engine 1 is designed as a gas engine, it is for use in one
  • Cogeneration plant suitable for stationary power generation.
  • the internal combustion engine 1 has a control unit 3, which is preferably designed as an electronic control unit and the internal combustion engine 1 controls and / or regulates. Furthermore, the internal combustion engine 1, an injection system 5, which has a common
  • High-pressure accumulator 7 comprises, which is acted upon by a high-pressure pump 9 with fuel becomes.
  • the common high-pressure accumulator 7 serves to supply all the injectors
  • FIG. 1 shows an injector 11 which has an individual accumulator 13 as an additional buffer volume. During an injection event, the fuel injected by the injector 11 is taken from the individual accumulator 13 and not directly from the high-pressure accumulator 7. Following the injection of the individual memory 13 from the
  • Storage of the individual storage pressure in the single memory 13 is operatively connected.
  • the delivery frequency of the high-pressure pump 9 has an effect on the pressure in the injection system 5, with a pressure wave which arises due to superimposition of the delivery frequency, namely a so-called pump shaft, except for the pressure wave
  • Single accumulator pressure sensor 15 detected individual accumulator pressure in the single memory 13 effects. This is shown schematically in FIG. FIG. 2 shows a diagrammatic representation of the time-resolved detected pressure p in FIG.
  • a first injection event is shown, wherein a first injection start S 1 in a rising portion of the pump shaft 17 is located.
  • a second injection event is shown, wherein a second injection start S2 is in a descending region of the pump shaft 17.
  • the varying due to the pump shaft 17 pitch of the pressure p in the single memory 13 causes known methods for determining a start of injection, in particular from the published patent DE 10 2009 056 381 AI known method, depending on the phase position of an injection event relative to the pump shaft 17th return varying results, so that the evaluation accuracy is limited in terms of the actual start of injection. This is where the present method comes in, by means of which, in particular, the evaluation accuracy of an individual accumulator pressure analysis can be increased.
  • 3A shows a diagrammatic representation of an individual accumulator pressure curve p plotted against the running variable i, wherein the solid curve 23 represents a not yet corrected individual accumulator pressure curve for an injection event in which the start of injection lies in an ascending region of the pump shaft 17. It can clearly be seen that the pressure p initially increases with the pump shaft 17 and then collapses due to the incipient injection, wherein it passes through a minimum approximately at the time of injection end and then rises again because the individual memory 13 is filled from the high-pressure accumulator 7. First, a first gradient curve of the individual accumulator pressure profile is calculated.
  • 3B shows a diagrammatic representation of the first gradient curve grad p
  • the first gradient gradient grad p initially has a positive value due to the rising pump shaft 17 and then collapses as a result of the incipient injection.
  • the first gradient progression grad p passes through a minimum MIN, whereupon it then increases again towards the end of the injection.
  • the individual accumulator pressure profile is filtered before the calculation of the first gradient curve grad p, wherein the first gradient progression grad p is calculated from the filtered individual accumulator pressure profile.
  • the test injection start TS will now be - retrieved for the individual accumulator pressure curve p on the left side is arranged at a predetermined distance Ai abscissa IIW, and an ordinate, and therefore a - in accordance with Figure 3
  • Line slope of the line 25 between the test value TW and the test injection start TS is calculated. Based on this line slope, a Korreki function is determined in the form of a ramp in a preferred embodiment of the method based on a map.
  • the distance Ai on the abscissa corresponds to a test interval in which the tendency of the individual storage pressure curve p is determined on the basis of the straight line gradient between the test value TW and the test injection start TS.
  • the preferably unfiltered individual accumulator pressure curve p is corrected - as shown in FIG. 3A - by being offset with the ramp.
  • a dashed curve section 27 of the individual accumulator pressure curve corrected in the test interval Ai is shown.
  • an evaluation window is preferably defined in the context of the method, wherein here under one
  • Evaluation window is an interval of the variable i to understand, with quasi a
  • the minimum value of the running variable i for the region of interest, and hence a left-hand limit value for the evaluation window, is determined by setting a left-side abscissa value as a limit, starting from the abscissa value ixs of the test injection start TS.
  • the abscissa value ixw assigned to the test value TW is used as the left-side limit value. In this respect, then corresponds to the predetermined distance just the test interval Ai.
  • a different definition of the predetermined distance for determining the left-side limit value is possible, in which case an abscissa value deviating from the abscissa value iiw results as a left-side limit value.
  • the corrected individual accumulator pressure profile is preferably filtered in the evaluation window.
  • a second gradient curve is now calculated in the evaluation window. This is typically similar to the first gradient curve illustrated in FIG. 3B, so that it does not require a new representation. Within the evaluation window, a local minimum of the second gradient curve is determined.
  • the second default value is equal to the first default value VW.
  • the second default value is chosen differently from the first default value VW.
  • step ST1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the method as a flowchart.
  • step ST2 the process starts.
  • step ST3 an individual accumulator pressure profile is recorded in a time-resolved manner in a measuring interval.
  • step ST3 a gradient curve of the individual accumulator pressure profile detected in step ST2 is calculated.
  • a local minimum of the gradient curve is determined, and a test injection start arranged on the left side of the local minimum is looked up as a point at which the gradient curve corresponds to a predetermined, first default value.
  • a test value of the individual storage pressure curve is determined at a predetermined left-side distance to the abscissa value of the test injection start, wherein in a subsequent step ST6, a line slope between the test value and the ordinate value of the individual memory pressure curve, the test injection start
  • a Koirel mr function in particular a ramp is determined based on the line slope from a map with which is corrected in a step ST8 of the individual storage pressure curve in the test interval between the abscissa value of the test value and the abscissa value of the test injection start it is preferably multiplied by the ramp, or by adding the ramp to the single accumulator pressure trace.
  • a step ST9 at least one left-side limit value for an evaluation window for determining the start of injection is determined.
  • a right-side limit value for the evaluation window is also set in step ST9. It turns out that the step ST9 does not have to be performed at the position shown in FIG. Rather, it is also possible to set an evaluation window or limit values for it at another, in particular earlier, point of the method. The corrected
  • Single storage pressure curve is preferably filtered by rating windows.
  • a step ST 10 is from the corrected and preferably filtered
  • a start of injection is determined as the closest point on the left side of the local minimum, at which point the from the corrected
  • Individual memory pressure gradient calculated gradient corresponding to a predetermined second setpoint which is preferably identical to the first setpoint that was used to determine the test injection start.
  • the method ends.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Spritzbeginns eines Injektors (11) einer Brennkraftmaschine (1) mit folgenden Schritten vorgeschlagen: • - Zeitaufgelöstes Erfassen eines Einzelspeicherdruckverlaufs (p, 23) in einem Messintervall; • - Bestimmen eines Test-Spritzbeginns (TS) anhand des Einzelspeicherdruckverlaufs (p, 23); • - Bestimmen einer Tendenz (25) des Einzelspeicherdruckverlaufs (p, 23) in einem vorherbestimmten Test-Intervall (Δί) vor dem Test- Spritzbeginn (TS); • - Korrigieren des Einzelspeicherdruckverlaufs (p, 23) in Abhängigkeit der Tendenz (25), und • - Bestimmen eines Spritzbeginns anhand des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs (27).

Description

BESCHREIBUNG
BESTIMMUNG EINES SPRITZBEGINNS EINES INJEKTORS EINER BRENNKRAFTMASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Spritzbeginns eines Injektors einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 9, sowie eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI geht ein Verfahren zur
Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine hervor, bei dem unter anderem ein
Spritzbeginn eines Injektors bestimmt wird, in dem ein Einzelspeicherdruck des Injektors erfasst wird, wobei daraus ein repräsentativer Spritzbeginn und ein Prüfspritzbeginn bestimmt werden, und wobei der repräsentative Spritzbeginn gegen den Prüfspritzbeginn plausibilisiert wird. Dabei ist der Injektor, für den der Spritzbeginn bestimmt wird, Teil eines Einspritzsystems mit gemeinsamer Leiste, also einem gemeinsamen Hochdruckspeicher, nämlich einem sogenannten Common-Rail-Einspritzsystem. Der gemeinsame Hochdruckspeicher, aus dem alle Injektoren des Einspritzsystems versorgt werden, wird von einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff beaufschlagt. Dabei entsteht im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine in dem
Hochdrucksystem ein wellenförmiger Druckverlauf, der sich bis in die Einzelspeicher der einzelnen Injektoren fortsetzt. Diese sogenannte Pumpenwelle, welche die Förderfrequenz der Hochdruckpumpe aufweist, ist dem erfassten Einzelspeicherdruckverlauf überlagert. Bei dem bekannten Verfahren zur Ermittlung des Spritzbeginns kommt es zu variierenden Ergebnissen abhängig davon, welche Phasenlage der Spritzbeginn relativ zu der Pumpenwelle aufweist.
Dieser Effekt beeinträchtigt die Genauigkeit der Bestimmung des Spritzbeginns und
entsprechend die Reproduzierbarkeit der Einzelspeicherdruckanalyse.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches den genannten Nachteil nicht aufweist. Insbesondere soll es mit Hilfe des Verfahrens möglich sein, die Auswertegenauigkeit der Einzelspeicherdruckanalyse und somit die Genauigkeit der Bestimmung des Spritzbeginns zu steigern, wobei bevorzugt das Ergebnis der Auswertung, mithin der ermittelte Spritzbeginn, nicht mehr von dessen Phasenlage relativ zu der
Pumpenwelle abhängig sein soll. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, mit welchem das Verfahren durchführbar ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, in der ein Spritzbeginn nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren bestimmbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dabei wird ein Einzelspeicherdruckverlauf in einem Messintervall zeitaufgelöst erfasst. Es versteht sich, dass der erfasst Einzelspeicherdruckverlauf vorzugsweise abgespeichert wird, wobei die nachfolgenden Auswertungsschritte vorzugsweise an dem gespeicherten
Einzelspeicherdruckverlauf vorgenommen werden. Anhand des Einzelspeicherdruckverlaufs wird ein Test-Spritzbeginn bestimmt. In einem vorherbestimmten Test-Intervall vor dem Test- Spritzbeginn wird eine Tendenz des Einzelspeicherdruckverlaufs bestimmt. Dabei spricht der Begriff„vor dem Test-Spritzbeginn" an, dass sich das Test-Intervall ausgehend von dem Test- Spritzbeginn nach früh - entweder gemessen in Einheiten der Zeit oder gemessen in Einheiten eines Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine - erstreckt. Es ist nämlich möglich, den
Einzelspeicherdruckverlauf zeitaufgelöst in Abhängigkeit von der Zeit oder in Abhängigkeit eines Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine zu erfassen, was letztlich auf der Grundlage einer vorzugsweise ebenfalls erfassten Drehzahl der Brennkraftmaschine ohne weiteres ineinander umrechenbar ist. Insoweit bedeutet die Formulierung„vor dem Test-Spritzbeginn", dass das Testintervall sich zu zeitlich vor dem Test-Spritzbeginn liegenden Zeiten oder zu kleineren Kurbelwinkeln erstreckt. Der Einzelspeicherdruckverlauf wird in Abhängigkeit der Tendenz korrigiert, und es wird ein Spritzbeginn anhand des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs bestimmt. Indem die Tendenz des Einzelspeicherdruckverlaufs vor dem Test- Spritzbeginn ermittelt wird, wird zumindest indirekt auch die Phasenlage des Test- Spritzbeginns relativ zu der Pumpenwelle ermittelt. Insbesondere kann mit Hilfe der Tendenz festgestellt werden, ob der durch die Pumpenwelle überlagerte Druckverlauf gerade ansteigt oder abfällt. Durch die
Korrektur des Einzelspeicherdruckverlaufs auf der Grundlage der Tendenz wird die Auswirkung der Phasenlage relativ zur Pumpenwelle zumindest abgemildert, vorzugsweise beseitigt. Es ist auf diese Weise daher unabhängig von der Phasenlage relativ zu der Pumpenwelle möglich, den Spritzbeginn sehr genau und reproduzierbar mit Hilfe des Verfahrens zu bestimmen. Dadurch wird die Auswertegenauigkeit der Einzelspeicherdruckanalyse signifikant erhöht. Das Messintervall entspricht vorzugsweise einem Arbeitsspiel der vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass zur Bestimmung des Test- Spritzbeginns ein erster Gradientenverlauf des Einzelspeicherdruckverlaufs berechnet wird. Dabei wird ein lokales Minimum des ersten Gradientenverlaufs ermittelt. Es wird ein
nächstliegender Punkt linksseitig des lokalen Minimums ermittelt, bei dem ein Wert des ersten Gradientenverlaufs einem vorherbestimmten ersten Vorgabewert entspricht. Dabei bedeutet die Formulierung„linksseitig des lokalen Minimums", dass der Punkt vor dem lokalen Minimum liegt, nämlich - entweder in Einheiten der Zeit oder in Einheiten des Kurbelwinkels - relativ zu dem lokalen Minimum nach früh verschoben ist. Es wird davon ausgegangen, dass der
Gradientenverlauf mit ansteigender Zeit oder ansteigendem Kurbelwinkel betrachtet wird, so dass bei einer entsprechenden Auftragung ein nach früh verschobener Punkt linksseitig eines betrachteten Referenzpunkts, hier des lokalen Minimums liegt. Mit der Formulierung
„nächstliegender Punkt" ist angesprochen, dass der erste Punkt linksseitig des lokalen Minimums ermittelt wird, bei dem die genannte Bedingung erfüllt ist, dass nämlich der erste
Gradientenverlauf dem ersten Vorgabewert entspricht. Der Abszissenwert des so ermittelten Punkts wird als Abszissenwert des Test-Spritzbeginns festgelegt. Die Bestimmung des Test- Spritzbeginns entspricht einer ersten, relativ groben Ermittlung der ungefähren Lage des tatsächlichen Spritzbeginns.
Vorzugsweise wird der Einzelspeicherdruckverlauf gefiltert, wobei der erste Gradientenverlauf bevorzugt aus dem gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf berechnet wird. Besonders bevorzugt wird zur Filterung des Einzelspeicherdruckverlaufs eine erste Filtereckfrequenz verwendet, mit welcher der Einzelspeicherdruckverlauf gefiltert wird. Zur Ermittlung der ersten
Filtereckfrequenz wird vorzugsweise ein Kennlinienfeld herangezogen, das als Eingangsgröße eine Differenz des Einzelspeicherdrucks und als Ausgangsgröße die Filtereckfrequenz umfasst. Dabei ist eine erste Kennlinie zur Bestimmung der ersten Filtereckfrequenz vorgesehen. Die Differenz des Einzelspeicherdrucks wird bestimmt, indem in dem Messintervall ein
Maximalwert und ein Minimalwert für den Einzelspeicherdruck ermittelt werden, wobei die Differenz dieser Werte berechnet wird. Anhand der so berechneten Differenz wird aus dem Kennlinienfeld die erste Filtereckfrequenz ermittelt. Diese Vorgehensweise zur Filterung des Einzelspeicherdruckverlaufs ist ausführlich in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI, dort insbesondere in den Absätzen [0021] und [0022], beschrieben. Die dortige Offenbarung wird insoweit vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen und es wird hierauf verwiesen.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Tendenz des
Einzelspeicherdrucks bestimmt wird, indem ein Testwert des Einzelspeicherdruckverlaufs in einem vorherbestimmten linksseitigen Abstand zu dem Test-Spritzbeginn ermittelt wird, wobei eine Geradensteigung zwischen dem Testwert und dem Test-Spritzbeginn berechnet wird.
Vorzugsweise wird hierbei der gefilterte Einzelspeicherdruckverlauf verwendet. Es wird also ein Testwert bestimmt, indem ausgehend von dem Abszissenwert, der dem Test-Spritzbeginn zugeordnet ist, nämlich einer Zeit oder einem Kurbelwellenwinkel, eine vorherbestimmte
Schrittweite nach früh, also zu kleineren Zeiten oder kleineren Kurbelwellenwinkeln, gegangen wird, der dem Test-Spritzbeginn zugeordnete Abszissenwert mithin um einen vorherbestimmten Differenzbetrag reduziert wird, und wobei bei dem derart berechneten, neuen Abszissenwert der entsprechende Ordinatenwert oder kurz Wert des vorzugsweise gefilterten
Einzelspeicherdruckverlaufs bestimmt wird. Dieser Ordinatenwert wird als Testwert festgesetzt. Anschließend wird eine Gerade einerseits durch den Testwert und andererseits durch den dem Test-Spritzbeginn zugeordneten Ordinatenwert gelegt, und es wird eine Steigung dieser Gerade berechnet. Selbstverständlich ist es nicht unbedingt nötig, tatsächlich eine Gerade an die entsprechenden Werte anzupassen. Es wird vorzugsweise zur Ermittlung der Geradensteigung die Differenz der Ordinatenwerte des Testwerts einerseits und des Test-Spritzbeginns andererseits durch die Differenz der entsprechend zugeordneten Abszissenwerte dividiert.
Selbstverständlich ist jede andere geeignete Möglichkeit, die Geradensteigung zwischen dem Testwert und dem Test-Spritzbeginn zu bestimmen, anwendbar. Es zeigt sich Folgendes: Ist der Testwert größer als der dem Test- Spritzbeginn zugeordnete Ordinatenwert, kann darauf geschlossen werden, dass der tatsächliche Spritzbeginn in einem abfallenden Bereich der Pumpenwelle angeordnet ist. Umgekehrt kann darauf geschlossen werden, dass der tatsächliche Spritzbeginn in einem ansteigenden Bereich der Pumpenwelle angeordnet ist, wenn der Testwert kleiner ist als der dem Test-Spritzbeginn zugeordnete
Ordinatenwert. Eine negative Geradensteigung deutet somit auf einen absteigenden Verlauf der Pumpenwelle zum Zeitpunkt des Spritzbeginns hin, während eine positive Geradensteigung entsprechend auf einen ansteigenden Verlauf der Pumpenwelle während des Spritzbeginns hinweist. Mit Hilfe des Testwerts und der hieraus ermittelten Geradensteigung kann also auf den Gradienten der Pumpenwelle zum Zeitpunkt der Einspritzung beziehungsweise unmittelbar vor der Einspritzung, nämlich in dem Test-Intervall geschlossen werden. Dabei entspricht das Test- Intervall gerade dem vorherbestimmten linksseitigen Abstand beziehungsweise der Differenz der Abszissenwerte zwischen dem Test-Spritzbeginn einerseits und dem Testwert andererseits. Wie bereits ausgeführt, ist hier mit einem Abszissenwert stets ein dem
Einzelspeicherdruckverlauf oder dem Gradientenverlauf zugeordneter Zeitpunkt oder
Kurbelwellenwinkel angesprochen. Mit dem Begriff Ordinatenwert ist dagegen entweder ein dem Einzelspeicherdruckverlauf zugeordneter Druckwert oder ein dem Gradientenverlauf zugeordneter, zeitlich oder nach dem Kurbelwinkel abgeleiteter Druckwert angesprochen.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der
Einzelspeicherdruckverlauf korrigiert wird, indem abhängig von der Geradensteigung in dem Test-Intervall eine Korrekturfunktion ermittelt wird, wobei die Korrekturfunktion mit dem vorzugsweise gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf in dem Test-Intervall verrechnet wird. Bevorzugt wird die Korrekturfunktion anhand eines Kennfelds ermittelt, in welchem
Koirel turfunktionen in Abhängigkeit von Geradensteigungen abgelegt sind. Indem der
Einzelspeicherdruckverlauf in dem Test-Intervall mit der Korrekturfunktion verrechnet wird, wird er in Hinblick auf den Verlauf der Pumpenwelle unmittelbar vor dem Spritzbeginn oder auch beim Spritzbeginn korrigiert. Dabei wird insbesondere ein durch die Pumpenwelle erzeugter, steiler Gradient geglättet, beziehungsweise der Verlauf des Einzelspeicherdrucks wird abgeflacht. Dabei ist es allerdings bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens möglich, dass die durch die Pumpenwelle verursachte Steigung des Einzelspeicherdruckverlaufs nicht vollständig kompensiert oder gegebenenfalls sogar überkompensiert wird. Es hat sich gezeigt, dass die Genauigkeit der Auswertung gesteigert werden kann, wenn abhängig von der konkret vorliegenden Steigung des Einzelspeicherdruckverlaufs keine vollständige
Kompensation oder sogar eine Überkompensation der Steigung vorgenommen wird. Dies ist entsprechend in den Korrekturfunktionen berücksichtigt, die in dem Kennfeld hinterlegt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der ungefilterte
Einzelspeicherdruckverlauf korrigiert. Diese Vorgehensweise wird bevorzugt, weil sich insbesondere an einem rechtsseitigen, also zu größeren Abszissenwerten hin gelegenen Ende des Test-Intervalls, mithin bei dem Abszissenwert des Test-Spritzbeginns, aufgrund der Korrektur ein Knick beziehungsweise eine nicht-differenzierbare Stelle in dem korrigierten
Einzelspeicherdruckverlauf ergibt. Bevorzugt wird dann der korrigierte, ungefilterte Einzelspeicherdruckverlauf im Anschluss an die Korrektur gefiltert, wodurch der Knick beziehungsweise die nicht-differenzierbare Stelle geglättet wird. Es ist auch möglich, dass alternativ der gefilterte Einzelspeicherdruckverlauf korrigiert und bevorzugt anschließend nochmals gefiltert wird.
Zur Filterung des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs wird bevorzugt eine
Filtereckfrequenz verwendet, die aus demselben Kennlinienfeld gewonnen wird, aus welchem auch die erste Filtereckfrequenz ausgelesen wird. Allerdings wird die Differenz des
Einzelspeicherdrucks, die als Eingangsgröße des Kennlinienfeldes herangezogen wird, nicht über das gesamte Messintervall, sondern vorzugsweise in einem Bewertungsfenster bestimmt, wobei die Festlegung des Bewertungsfensters im Folgenden noch beschrieben wird. Die
Filtereckfrequenz wird dann - wie dies im Folgenden noch beschrieben wird - bevorzugt über eine weitere Kennlinie des Kennlinienfelds bestimmt, wobei die hier zur Filterung
herangezogene Filtereckfrequenz vorzugsweise einer zweiten Filtereckfrequenz entspricht, die noch im Folgenden angesprochen wird.
In diesem Zusammenhang wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass als Korrekturfunktion eine Rampe gewählt wird. Die Rampe ist vorzugsweise eine lineare Funktion mit einer vorherbestimmten Steigung. Die Steigung wird insbesondere negativ oder positiv gewählt, wobei sich typischerweise im Bereich einer linksseitigen Grenze des Test-Intervalls ein größerer Korrekturbedarf ergibt, als im Bereich des rechtsseitigen Endes, wo ein nahtloser Übergang am Punkt des Test- Spritzbeginns gewünscht ist, sodass sich hier keine Korrektur mehr ergibt. Entsprechend fällt oder steigt die Rampe ausgehend von dem Abszissenwert des
Testwerts, mithin dem linksseitigen Ende des Test-Intervalls, bevorzugt auf einen Wert am Abszissenwert des Test-Spritzbeginns, also der rechtsseitigen Grenze des Test-Intervalls, bei dem der Ordinatenwert des Test- Spritzbeginns nicht verändert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Rampe auf den vorzugsweise ungefilterten Einzelspeicherdruckverlauf addiert. In diesem Fall fällt oder steigt sie vorzugsweise auf den Wert 0 am Ende der Korrektur, nämlich an dem Abszissenwert des Test-Spritzbeginns, sodass sich hier keine Korrektur ergibt.
Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der vorzugsweise ungefilterte Einzelspeicherdruckverlauf in dem Test-Intervall mit der Rampe multipliziert. In diesem fällt oder steigt diese bevorzugt auf den Wert 1 am Ende der Korrektur, mithin an der rechtsseitigen Grenze des Test-Intervalls. Dabei ergibt sich bei einer Multiplikation mit 1 keine Änderung des Ordinatenwerts des Test- Spritzbeginns und somit keine Korrektur. Die Rampe wird besonders bevorzugt aus einem Kennfeld ausgelesen, in dem Rampen in
Abhängigkeit von der Geradensteigung zwischen dem Testwert und dem Test-Spritzbeginn in dem Test-Intervall hinterlegt sind. Dabei sind besonders bevorzugt Steigungswerte für die Rampen in Abhängigkeit von der Geradensteigung hinterlegt, wobei die Rampensteigung typischerweise ausreicht, um die vollständige Rampe zu bestimmen, wenn deren Wert an der rechtsseitigen Grenze des Test-Intervalls - abhängig von der konkret gewählten Rechenoperation zu 0 oder 1 - festgelegt ist.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass zumindest ein linksseitiger Grenzwert für ein Bewertungsfenster zur Ermittlung des Spritzbeginns bestimmt wird. Hierzu wird ausgehend von dem Test-Spritzbeginn ein linksseitiger Abszissenwert in einem vorherbestimmten Abstand zu dem Abszissenwert des Test-Spritzbeginns als Grenzwert festgelegt. Es wird also von dem Abszissenwert des Test-Spritzbeginns eine vorherbestimmte Differenz subtrahiert, woraus ein neuer Abszissenwert linksseitig des Abszissenwerts des Test- Spritzbeginns resultiert, der als Grenzwert für das Bewertungsfenster festgelegt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass der linksseitige Grenzwert des Bewertungsfensters gerade dem Abszissenwert des Testwerts entspricht, wobei das Test- Intervall gerade dem Abstand des linkseitigen Grenzwerts zu dem Abszissenwert des Test- Spritzbeginns entspricht. In diesem Fall ist es selbstverständlich nicht nötig, den linksseitigen Grenzwert in einem separaten Verfahrensschritt zu ermitteln. Vielmehr ist es alternativ möglich, unmittelbar den Abszissenwert, der dem Testwert zugeordnet ist, als linksseitigen Grenzwert für das Bewertungsfenster heranzuziehen.
Vorzugsweise wird auch ein rechtsseitiger Grenzwert für das Bewertungsfenster ermittelt. Dabei spricht der Begriff„rechtsseitig" an, dass dieser Grenzwert ausgehend von dem Abszissenwert des Test-Spritzbeginns nach spät, also zu größeren Zeiten oder größeren Kurbel winkeln verschoben ist. Der rechtsseitige Grenzwert wird vorzugsweise ermittelt, indem ausgehend von dem lokalen Minium des ersten Gradientenverlaufs in einem ersten Schritt ein Abszissenwert eines nächstliegenden Punktes rechtsseitig des lokalen Minimums ermittelt wird, bei dem ein Wert des ersten Gradientenverlaufs dem ersten Vorgabewert entspricht. In einem zweiten Schritt wird dann zu dem entsprechenden Abszissenwert ein vorherbestimmter Summand addiert, wobei hieraus ein Abszissenwert resultiert, der als rechtsseitiger Grenzwert festgelegt wird. Eine geeignete Vorgehensweise zur Ermittlung des rechtsseitigen Grenzwerts ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI offenbart, dort insbesondere in Absatz [0021]. Insoweit wird der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen, und es wird hierauf verwiesen. Es wird
hervorgehoben, dass die Bestimmung des Testwerts gemäß der vorliegenden Anmeldung im Wesentlichen der in der DE 10 2009 056 381 AI beschriebenen Bestimmung der ersten Grenze des Bewertungsfensters, mithin des linksseitigen Grenzwerts, entspricht. Insoweit ist es folgerichtig, wenn bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kein separater linksseitiger Grenzwert für das Bewertungsfenster bestimmt wird, sondern vielmehr der dem Testwert zugeordnete Abszissenwert als linksseitiger Grenzwert verwendet wird.
Die Bestimmung des Bewertungsfensters gewährleistet insbesondere, dass im Rahmen der weiteren Auswertung das gleiche Einspritzereignis beziehungsweise der gleiche Spritzbeginn betrachtet wird wie in der vorhergehenden Auswertung, wobei insbesondere das gleiche lokale Minimum des Gradientenverlaufs betrachtet wird. Ohne die Festlegung des Bewertungsfensters wäre es gegebenenfalls möglich, dass bei den weiteren Schritten des Verfahrens ein anderes lokales Minimum aufgefunden würde, wodurch keine sinnvollen Werte mehr als Ergebnis des Verfahrens resultieren würden.
Der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf, der bevorzugt anhand des ungefilterten
Einzelspeicherdruckverlaufs berechnet wurde, wird vorzugsweise innerhalb des
Bewertungsfensters gefiltert. Dabei ist es insbesondere möglich, eine sich durch die Korrektur ergebende, nicht-differenzierbare Stelle an der rechtsseitigen Grenze des Test-Intervalls zu glätten. Für die Filterung des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs wird vorzugsweise zunächst eine Druckdifferenz zwischen einem Maximaldruck und einem Minimaldruck in dem Bewertungsfenster für den korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf bestimmt. Anhand dieser Druckdifferenz wird über eine vorzugsweise von der ersten Kennlinie verschiedene Kennlinie des Kennlinienfelds für die Filtereckfrequenzen eine vorzugsweise von der ersten
Filtereckfrequenz verschiedene Filtereckfrequenz bestimmt. Der korrigierte Einzelspeicherdruck wird mit dieser Filtereckfrequenz gefiltert. Bevorzugt wird der derart korrigierte und gefilterte Einzelspeicherdruckverlauf dem weiteren Verfahren zugrunde gelegt. Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem in dem Bewertungsfenster ein zweiter Gradientenverlauf aus dem korrigierten und vorzugsweise gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf berechnet wird. Der folgenden Berechnung wird somit nunmehr der mittels der
Korrekturfunktion korrigierte und bevorzugt gefilterte Einzelspeicherdruckverlauf zugrunde gelegt. Wie bereits angedeutet, gewährleistet die Wahl des Bewertungsfensters, dass der zweite Gradientenverlauf für den Bereich des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs berechnet wird, der demjenigen Bereich des ursprünglichen Einzelspeicherdruckverlaufs entspricht, für den die vorherigen Verfahrensschritte durchgeführt wurden. Es wird ein lokales Minimum des zweiten Gradientenverlaufs ermittelt. Anschließend wird ein nächstliegender Punkt linksseitig des lokalen Minimums ermittelt, bei dem der zweite Gradientenverlauf einem vorherbestimmten, zweiten Vorgabewert entspricht. Der Abszissenwert dieses derart ermittelten Punkts wird als Abszissenwert des Spritzbeginns festgelegt. Es zeigt sich, dass die Ermittlung des Spritzbeginns analog zu der Ermittlung des Test-Spritzbeginns vorgenommen wird, wobei allerdings nun der zweite Gradientenverlauf herangezogen wird, der aus dem korrigierten und bevorzugt gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf berechnet wurde. Somit geht die durch die Pumpenwelle verursachte Deformation des Einzelspeicherdruckverlaufs nicht mehr in die Berechnung des Spritzbeginns ein, da der Einzelspeicherdruckverlauf entsprechend korrigiert wurde. Somit ist der aus dem zweiten Gradientenverlauf ermittelte Spritzbeginn sehr viel genauer und reproduzierbarer als der Test-Spritzbeginn oder auch als ein anderweitig aus dem unkorrigierten
Einzelspeicherdruckverlauf berechneter Spritzbeginn.
Vorzugsweise wird als zweiter Vorgabewert ein Wert verwendet, der dem ersten Vorgabewert gleich ist. Der zweite Vorgabewert und der erste Vorgabewert sind somit vorzugsweise identisch. Selbstverständlich bedarf es bei einer konkreten Durchführung des Verfahrens keines separaten Speicherbereichs für einen zweiten Vorgabewert, sondern es kann unmittelbar auf den ersten Vorgabewert zurückgegriffen werden. Insoweit dient die Bezeichnung„zweiter
Vorgabewert" bei einer solchen Ausführungsform des Verfahrens lediglich der gedanklichen, nicht aber der tatsächlichen Unterscheidung. Alternativ ist allerdings auch ein Verfahren möglich, bei welchem der zweite Vorgabewert von dem ersten Vorgabewert abweicht.
Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass aus dem
korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf in dem Bewertungsfenster ein repräsentativer
Spritzbeginn und ein Prüfspritzbeginn bestimmt werden, wobei der repräsentative Spritzbeginn gegen den Prüfspritzbeginn plausibilisiert wird. Diese Vorgehensweise entspricht vorzugsweise genau dem Verfahren, das in der Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI offenbart ist, wobei dem Verfahren allerdings statt des Einzelspeicherdruckverlaufs nunmehr der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf zugrunde gelegt wird. Insbesondere wird vorzugsweise ein repräsentativer Spritzbeginn bestimmt, indem - wie zuvor bereits beschrieben - zunächst eine Druckdifferenz zwischen einem Maximaldruck und einem Minimaldruck in dem
Bewertungsfenster für den korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf bestimmt wird. Anhand dieser Druckdifferenz wird über eine zweite Kennlinie des Kennlinienfelds für die
Filtereckfrequenzen eine zweite Filtereckfrequenz bestimmt. Der korrigierte, aber ungefilterte Einzelspeicherdruck wird mit der zweiten Filtereckfrequenz gefiltert.
Die hier beschriebene Filterung entspricht der zuvor beschriebenen Filterung des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs. Dass die Filterung hier nochmals beschrieben wird, bedeutet nicht, dass der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf zweimal gefiltert wird. Vielmehr wird der korrigierte, ungefilterte Einzelspeicherdruckverlauf bevorzugt nur einmal insbesondere mit der zweiten Filtereckfrequenz gefiltert. Es ist auch möglich, dass zur Bestimmung des
repräsentativen Spritzbeginns eine andere Kennlinie und somit auch eine andere
Filtereckfrequenz herangezogen wird, als im Rahmen der zuvor beschriebenen Filterung des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs, für die beispielsweise eine unten beschriebene dritte Kennlinie und eine dritte Filtereckfrequenz oder eine andere, vierte Kennlinie und eine andere, vierte Filtereckfrequenz herangezogen werden können.
Aus dem gefilterten, korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf wird erneut ein Gradientenverlauf berechnet, aus dem wiederum der repräsentative Spritzbeginn durch Ermittlung des Punktes linksseitig eines lokalen Minimums bestimmt wird, an welchem der Gradientenverlauf dem zweiten Vorgabewert entspricht. Diese Vorgehensweise ist ausführlich in der deutschen
Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI, dort insbesondere in Absatz [0024] beschrieben. Insoweit wird der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit einbezogen, und es wird hierauf verwiesen. Der Prüfspritzbeginn wird vorzugsweise bestimmt, indem anhand der Differenz zwischen dem Maximaldruck und dem Minimaldruck in dem Bewertungsfenster eine dritte Filtereckfrequenz über eine dritte Kennlinie des Kennlinienfelds zur Bestimmung der Filtereckfrequenzen bestimmt wird. Der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf wird mit der dritten Filtereckfrequenz gefiltert. Es wird weiterer Gradientenverlauf des derart gefilterten, korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs berechnet, und es wird in bereits beschriebener Weise der
Prüfspritzbeginn als der Punkt linksseitig eines lokalen Minimums bestimmt, an dem der weitere Gradientenverlauf gerade dem zweiten Vorgabewert entspricht. Diese Vorgehensweise ist ausführlich in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI, dort insbesondere in Absatz [0025], offenbart. Insoweit wird die dortige Offenbarung vollständig in den
Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen, und es wird hierauf verwiesen.
Anschließend werden der repräsentative Spritzbeginn und der Prüfspritzbeginn gegeneinander plausibilisiert. Dies bedeutet, dass die beiden Werte miteinander verglichen werden, indem eine Differenz oder ein Quotient der Werte gebildet wird. Ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Differenz kleiner als ein vorherbestimmter Differenzen-Grenzwert, wobei vorzugsweise der Betrag der Differenz betrachtet wird, so wird der repräsentative Spritzbeginn als maßgeblicher Spritzbeginn gesetzt. Andernfalls werden der repräsentative Spritzbeginn und der
Prüfspritzbeginn verworfen. Alternativ ist es möglich einen Quotienten aus dem repräsentativen Spritzbeginn und dem Prüfspritzbeginn heranzuziehen. Hierbei wird vorzugsweise geprüft, ob der Quotient in einem vorherbestimmten Intervall um 1 liegt. Ist dies der Fall, wird der repräsentative Spritzbeginn als maßgeblicher Spritzbeginn gesetzt, andernfalls werden beide Werte verworfen. Es wird also letztlich geprüft, ob sich bei beiden Berechnungsarten
beziehungsweise aus den beiden, in verschiedener Weise gefilterten Gradientenverläufen hinreichend ähnliche Werte für den Spritzbeginn ergeben. Ist dies der Fall, ist das Ergebnis plausibel. Andernfalls liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Fehler vor, so dass es gerechtfertigt ist, das Ergebnis zu verwerfen.
Das Verfahren ist für jede Art von Einspritzereignis anwendbar, um den Spritzbeginn für das Einspritzereignis zu ermitteln. Dabei kann unter Einspritzereignis sowohl eine einzelne
Einspritzung als auch eine Mehrfacheinspritzung in Form einer Vor- einer Haupt- und/oder einer Nacheinspritzung verstanden werden. Mit Hilfe des Verfahrens ist also der Spritzbeginn sowohl für eine einzelne Einspritzung, als auch für eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung und/oder eine Nacheinspritzung ermittelbar.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9 geschaffen wird. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dabei ist es möglich, dass das Verfahren fest in die Verschaltung des Steuergeräts implementiert ist, also quasi durch die Hardware des Steuergeräts vorgegeben ist. Alternativ ist es möglich, dass in dem Steuergerät ein Computerprogramm implementiert ist, das Anweisungen derart umfasst, dass ein Verfahren nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt wird, wenn das
Computerprogramm auf dem Steuergerät ausgeführt wird.
Schließlich wird die Aufgabe auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 geschaffen wird. Die Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein Steuergerät nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele umfasst. Das
Steuergerät ist somit eingerichtet zur Ausführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Die Brennkraftmaschine weist außerdem ein Einspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail- Einspritzsystem, mit mindestens einem Injektor auf, wobei der mindestens eine Injektor einen Einzelspeicher als zusätzliches Puffervolumen umfasst. Dabei wird der einzuspritzende
Kraftstoff unmittelbar dem Einzelspeicher und nicht dem Rail beziehungsweise der
gemeinsamen Leiste oder dem gemeinsamen Hochdruckspeicher entnommen. Dies führt zu einer zusätzlichen Entkopplung der Injektoren untereinander, wobei Druckeinbrüche im Bereich einzelner Injektoren während einer Einspritzung den im Bereich anderer Injektoren anliegenden Hochdruck kaum oder gar nicht beeinflussen. Im Bereich des Einzelspeichers des mindestens einen Injektors ist ein Drucksensor zur Erfassung des Einzelspeicherdrucks vorgesehen. Dieser ist mit dem Steuergerät wirkverbunden, so dass mit Hilfe des Steuergeräts und des Drucksensors der Einzelspeicherdruckverlauf zeitaufgelöst, insbesondere in Abhängigkeit der Zeit oder in Abhängigkeit eines Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine erfasst werden kann. Insbesondere wenn der Einzelspeicherdruckverlauf in Abhängigkeit des Kurbelwinkels erfasst wird, ist vorzugsweise zusätzlich ein Drehzahlsensor oder ein Kurbelwinkelsensor an einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine vorgesehen, der mit dem Steuergerät derart in Wirkverbindung steht, dass die Drehzahl beziehungsweise der Kurbelwinkel der Kurbelwelle durch das Steuergerät erfassbar ist. Es zeigt sich, dass sich in Hinblick auf das Steuergerät und die Brennkraftmaschine die Vorteile ergeben, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Brennkraftmaschine;
Fig. 2 eine diagrammatische Darstellung eines Einzelspeicherdruckverlaufs;
Fig. 3A eine diagrammatische Darstellung eines Ausschnitts eines
Einzelspeicherdruckverlaufs im Bereich eines Einspritzereignisses;
Fig. 3B eine diagrammatische Darstellung des aus dem Einzelspeicherdruckverlauf gemäß
Figur 3A berechneten Gradientenverlaufs, und
Fig. 4 eine Flussdiagramm-Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1. Die Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine 1 dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine 1 in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine 1 zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären
Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine 1 in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine 1 zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Die Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die
Brennkraftmaschine 1 als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem
Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Steuergerät 3 auf, das vorzugsweise als elektronisches Steuergerät ausgebildet ist und die Brennkraftmaschine 1 steuert und/oder regelt. Weiterhin weist die Brennkraftmaschine 1 ein Einspritzsystem 5 auf, welches einen gemeinsamen
Hochdruckspeicher 7 umfasst, der durch eine Hochdruckpumpe 9 mit Kraftstoff beaufschlagt wird. Der gemeinsame Hochdruckspeicher 7 dient der Versorgung aller Injektoren der
Brennkraftmaschine 1 mit Kraftstoff. Insoweit ist das Einspritzsystem 5 als sogenanntes Common-Rail-Einspritzsystem ausgebildet. Beispielhaft ist in Fig. 1 ein Injektor 11 dargestellt, der als zusätzliches Puffervolumen einen Einzelspeicher 13 aufweist. Bei einem Einspritzereignis wird der durch den Injektor 11 eingespritzte Kraftstoff dem Einzelspeicher 13 und nicht unmittelbar dem Hochdruckspeicher 7 entnommen. Im Anschluss an die Einspritzung wird der Einzelspeicher 13 aus dem
Hochdruckspeicher 7 wieder aufgefüllt. Es ergibt sich auf diese Weise eine verbesserte
Entkopplung der verschiedenen Injektoren voneinander, wobei sich aufgrund der einzelnen
Einspritzereignisse entstehende Druckwellen wenig bis gar nicht auf an den Einspritzereignissen unbeteiligte Injektoren auswirken.
Zur Erfassung eines Einzelspeicherdrucks in dem Einzelspeicher 13 ist ein
Einzelspeicherdrucksensor 15 an dem Injektor 11, insbesondere an dem Einzelspeicher 13 angeordnet, der mit dem Steuergerät 3 zur insbesondere zeitaufgelösten Erfassung und
Speicherung des Einzelspeicherdrucks in dem Einzelspeicher 13 wirkverbunden ist.
Es zeigt sich, dass sich die Förderfrequenz der Hochdruckpumpe 9 auf den Druck in dem Einspritzsystem 5 auswirkt, wobei sich eine durch Überlagerung der Förderfrequenz entstehende Druckwelle, nämlich eine sogenannte Pumpenwelle, bis auf den durch den
Einzelspeicherdrucksensor 15 erfassten Einzelspeicherdruck in dem Einzelspeicher 13 auswirkt. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine diagrammatische Darstellung des zeitaufgelöst erfassten Drucks p in dem
Einzelspeicher 13, aufgetragen gegen eine Laufvariable i, wobei als Laufvariable vorzugsweise die Zeit oder ein Kurbelwinkel einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 gewählt wird. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der
Einzelspeicherdruckverlauf abhängig von dem Kurbelwinkel erfasst, so dass in diesem Fall die Laufvariable i den Kurbelwinkel repräsentiert.
Anhand von Fig. 2 ist dargestellt, dass der Druck p in dem Einzelspeicher 13 der als
durchgezogene Kurve 17 dargestellten Pumpenwelle folgt. Durch eine erste, gestrichelte Kurve 19 ist ein erstes Einspritzereignis dargestellt, wobei ein erster Spritzbeginn S 1 in einem ansteigenden Bereich der Pumpenwelle 17 liegt. Durch eine strichpunktierte Kurve 21 ist ein zweites Einspritzereignis dargestellt, wobei ein zweiter Spritzbeginn S2 in einem absteigenden Bereich der Pumpenwelle 17 liegt. Die aufgrund der Pumpenwelle 17 variierende Steigung des Drucks p in dem Einzelspeicher 13 führt dazu, dass bekannte Verfahren zur Ermittlung eines Spritzbeginns, insbesondere das aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI bekannte Verfahren, abhängig von der Phasenlage eines Einspritzereignisses relativ zu der Pumpenwelle 17 variierende Ergebnisse zurückgeben, so dass die Auswertegenauigkeit in Hinblick auf den tatsächlichen Spritzbeginn beschränkt ist. Hier setzt das vorliegende Verfahren an, durch das insbesondere die Auswertegenauigkeit einer Einzelspeicherdruckanalyse gesteigert werden kann.
Fig. 3A zeigt eine diagrammatische Darstellung eines Einzelspeicherdruckverlaufs p aufgetragen gegen die Laufvariable i, wobei die durchgezogene Kurve 23 einen noch nicht korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf für ein Einspritzereignis darstellt, bei dem der Spritzbeginn in einem aufsteigenden Bereich der Pumpenwelle 17 liegt. Deutlich erkennbar ist, dass der Druck p zunächst mit der Pumpenwelle 17 ansteigt und dann aufgrund der beginnenden Einspritzung einbricht, wobei er ungefähr zum Zeitpunkt des Spritzendes ein Minimum durchläuft und anschließend wieder ansteigt, weil der Einzelspeicher 13 aus dem Hochdruckspeicher 7 aufgefüllt wird. Es wird nun zunächst ein erster Gradientenverlauf des Einzelspeicherdruckverlaufs berechnet.
Fig. 3B zeigt eine diagrammatische Darstellung des ersten Gradientenverlaufs grad p
aufgetragen gegen die Laufvariable i. Dabei zeigt sich, dass der erste Gradientenverlauf grad p zunächst aufgrund der ansteigenden Pumpenwelle 17 einen positiven Wert aufweist und dann in Folge der beginnenden Einspritzung einbricht. Im Bereich des pro Einheit der Laufvariablen i am stärksten abfallenden Einzelspeicherdruckverlaufs durchläuft der erste Gradientenverlauf grad p entsprechend ein Minimum MIN, wobei er anschließend zum Ende der Einspritzung hin wieder ansteigt. Im Rahmen des Verfahrens wird nun zunächst das lokale Minimum MIN des ersten
Gradientenverlaufs grad p ermittelt. Anschließend wird ein dem lokalen Minimum MIN zu kleineren Werten der Laufvariable i hin, also linksseitig, am nächsten liegender Punkt ermittelt, bei welchem der erste Gradientenverlauf grad p gleich einem vorherbestimmten, ersten
Vorgabewert VW ist. Der Abszissenwert dieses Punkts wird als Abzissenwert ixs des Test- Spritzbeginns TS festgesetzt, wobei der zugeordneten Ordinatenwert des ersten
Gradientenverlaufs grad p in Fig. 3B mit dem Bezugszeichen TSg gekennzeichnet ist.
Bevorzugt wird der Einzelspeicherdruckverlauf - wie bereits beschrieben - vor der Berechnung des ersten Gradientenverlaufs grad p gefiltert, wobei der erste Gradientenverlauf grad p aus dem gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf berechnet wird.
Ausgehend von dem linksseitig des Abszissenwerts imjn angeordneten Abszissenwert ijs des Test- Spritzbeginns TS wird nun - gemäß Figur 3 A - für den Einzelspeicherdruckverlauf p ein linksseitig in einem vorherbestimmten Abstand Ai angeordneter Abszissenwert iiw aufgesucht, und es wird ein Ordinatenwert, mithin ein Wert des Einzelspeicherdruckverlaufs p ermittelt, welcher dem Abszissenwert ixw zugeordnet ist. Dieser Ordinatenwert wird als Testwert TW festgelegt. Durch den Testwert TW einerseits und den Test-Spritzbeginn TS andererseits wird - zumindest gedacht - eine hier strichpunktiert dargestellte Gerade 25 gelegt, und die entsprechende
Geradensteigung der Geraden 25 zwischen dem Testwert TW und dem Test-Spritzbeginn TS wird berechnet. Anhand dieser Geradensteigung wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens anhand eines Kennfelds eine Korreki funktion in Form einer Rampe ermittelt.
Der Abstand Ai auf der Abszisse entspricht einem Test-Intervall, in dem die Tendenz des Einzelspeicherdruckverlaufs p anhand der Geradensteigung zwischen dem Testwert TW und dem Test-Spritzbeginn TS ermittelt wird. In diesem Test-Intervall Ai wird nun der vorzugsweise ungefilterte Einzelspeicherdruckverlauf p - wie in Fig. 3 A dargestellt - korrigiert, indem er mit der Rampe verrechnet wird. Dabei ist in Fig. 3 A als strichlierter Kurvenabschnitt 27 der in dem Test-Intervall Ai korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf dargestellt.
Dabei zeigt sich, dass hier der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf in dem Test-Intervall Ai nicht vollständig parallel zu der Abszisse verläuft. Es findet also keine vollständige
Kompensation der durch die Pumpenwelle 17 verursachten Steigung statt. Dabei ist es im
Rahmen des Verfahrens möglich, dass abhängig von der konkreten Steigung des unkorrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs entweder keine vollständige Kompensation oder sogar eine
Überkompensation der Steigung erfolgt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass eine vollständige Kompensation abhängig von der konkreten Steigung erfolgt, wobei dann der Einzelspeicherdruckverlauf im Bereich des Kurvenabschnitts 27 parallel zur Abszisse verläuft. In dem Kennfeld, welches die Korrel mrfunktion, hier insbesondere die Rampe abhängig von der Geradensteigung umfasst, ist dies entsprechend berücksichtigt, wobei die Korrekturfunktionen beziehungsweise Rampen so gewählt werden, dass sich ein besonders genaues Ergebnis für die Bestimmung des Spritzbeginns ergibt.
Für die Analyse des Einzelspeicherdruckverlaufs und des Gradientenverlaufs wird im Rahmen des Verfahrens vorzugsweise ein Bewertungsfenster festgelegt, wobei hier unter einem
Bewertungsfenster ein Intervall der Laufvariable i zu verstehen ist, wobei quasi ein
interessierender Bereich der Laufvariable i zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert derselben bestimmt wird. Dabei wird der minimale Wert der Laufvariable i für den interessierenden Bereich, mithin ein linksseitiger Grenzwert für das Bewertungsfenster bestimmt, in dem ausgehend von dem Abszissenwert ixs des Test-Spritzbeginns TS in einem vorherbestimmten Abstand zu diesem ein linksseitiger Abszissenwert als Grenzwert festgelegt wird. Dabei ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass der dem Testwert TW zugeordnete Abszissenwert ixw als linksseitiger Grenzwert verwendet wird. Insofern entspricht dann der vorherbestimmte Abstand gerade dem Test-Intervall Ai.
Selbstverständlich ist jedoch auch eine abweichende Definition des vorherbestimmten Abstands zur Ermittlung des linksseitigen Grenzwerts möglich, wobei dann ein von dem Abszissenwert iiw abweichender Abszissenwert als linksseitiger Grenzwert resultiert. Vorzugsweise wird entsprechend - wie bereits beschrieben - auch ein rechtsseitiger Grenzwert für das
Bewertungsfenster bestimmt. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der deutschen
Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI sowie auf die Ausführungen oben verwiesen. Der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf wird bevorzugt indem Bewertungsfenster gefiltert.
Aus dem korrigierten und bevorzugt gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf wird nun ein zweiter Gradientenverlauf in dem Bewertungsfenster berechnet. Dieser ist typischerweise ähnlich dem in Fig. 3B dargestellten, ersten Gradientenverlauf, so dass es keiner erneuten Darstellung bedarf. Innerhalb des Bewertungsfensters wird ein lokales Minimum des zweiten Gradientenverlaufs ermittelt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als Spritzbeginn ein
nächstliegender Punkt linksseitig des lokalen Minimums ermittelt, bei welchem der zweite Gradientenverlauf einem vorherbestimmten, zweiten Vorgabewert entspricht. Dabei wird analog zu der Ermittlung des Test-Spritzbeginns TS vorgegangen, die anhand von Fig. 3B erläutert wurde. Vorzugsweise ist der zweite Vorgabewert gleich dem ersten Vorgabewert VW. Alternativ ist es auch möglich, dass der zweite Vorgabewert abweichend von dem ersten Vorgabewert VW gewählt wird.
Es ist möglich, dass der auf diese Weise anhand des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs ermittelte Spritzbeginn als maßgeblicher Spritzbeginn festgesetzt wird. Alternativ ist es möglich, dass aus dem korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf in dem
Bewertungsfenster ein repräsentativer Spritzbeginn und ein Prüfspritzbeginn bestimmt werden, wobei der repräsentative Spritzbeginn gegen den Prüfspritzbeginn plausibilisiert wird. Dabei wird auf eine Weise vorgegangen, die detailliert in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 056 381 AI beschrieben ist, so dass neben den Ausführungen oben auch auf den Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift verweisen wird, der insoweit in vollem Umfang in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. Im Unterschied zu der Vorgehensweise gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI wird allerdings dem Verfahren nunmehr der gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf zugrunde gelegt.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens als Flussdiagramm. In einem Schritt ST1 startet das Verfahren. In einem nachfolgenden Schritt ST2 wird ein Einzelspeicherdruckverlauf in einem Messintervall zeitaufgelöst erfasst. In einem nachfolgenden Schritt ST3 wird ein Gradientenverlauf des in dem Schritt ST2 erfassten Einzelspeicherdruckverlaufs berechnet.
In einem nachfolgenden Schritt ST4 wird ein lokales Minimum des Gradientenverlaufs ermittelt, und es wird ein linksseitig des lokalen Minimums angeordneter Test-Spritzbeginn als Punkt aufgesucht, bei welchem der Gradientenverlauf einem vorherbestimmten, ersten Vorgabewert entspricht.
In einem nachfolgenden Schritt ST5 wird ein Testwert des Einzelspeicherdruckverlaufs in einem vorherbestimmten linksseitigen Abstand zu dem Abszissenwert des Test-Spritzbeginns ermittelt, wobei in einem nachfolgenden Schritt ST6 eine Geradensteigung zwischen dem Testwert und dem Ordinatenwert des Einzelspeicherdruckverlaufs, der dem Test-Spritzbeginn
beziehungsweise dem Abszissenwert des Testspritzbeginns zugeordnet ist, berechnet wird. In einem nachfolgenden Schritt ST7 wird anhand der Geradensteigung aus einem Kennfeld eine Koirel mrfünktion, insbesondere eine Rampe ermittelt, mit welchem in einem Schritt ST8 der Einzelspeicherdruckverlauf in dem Test-Intervall zwischen dem Abszissenwert des Testwerts und dem Abszissenwert des Test- Spritzbeginns korrigiert wird, in dem er vorzugsweise mit der Rampe multipliziert wird, oder indem die Rampe auf den Einzelspeicherdruckverlauf addiert wird.
In einem Schritt ST9 wird zumindest ein linksseitiger Grenzwert für ein Bewertungsfenster zur Ermittlung des Spritzbeginns bestimmt. Vorzugsweise wird in dem Schritt ST9 auch ein rechtsseitiger Grenzwert für das Bewertungsfenster festgelegt. Dabei zeigt sich, dass der Schritt ST9 nicht an der in Figur 4 dargestellten Position durchgeführt werden muss. Vielmehr ist es auch möglich, an einer anderen, insbesondere früheren Stelle des Verfahrens entsprechend ein Bewertungsfenster beziehungsweise Grenzwerte für dieses festzulegen. Der korrigierte
Einzelspeicherdruckverlauf wird bevorzugt indem Bewertungsfenster gefiltert. In einem Schritt ST 10 wird aus dem korrigierten und bevorzugt gefilterten
Einzelspeicherdruckverlauf ein Gradientenverlauf berechnet, wobei in einem nachfolgenden Schritt ST11 ein lokales Minimum dieses Gradientenverlaufs ermittelt wird.
In einem nachfolgenden Schritt ST 12 wird schließlich ein Spritzbeginn als nächstliegender Punkt linksseitig des lokalen Minimums ermittelt bei welchem der aus dem korrigierten
Einzelspeicherdruckverlauf berechnete Gradientenverlauf einem vorherbestimmten, zweiten Vorgabewert entspricht, der vorzugsweise identisch ist zu dem ersten Vorgabewert, der zur Ermittlung des Test-Spritzbeginns verwendet wurde. In einem Schritt ST 13 endet das Verfahren.
Insgesamt zeigt sich, dass es mit Hilfe des Verfahrens möglich ist, insbesondere die Steigung eines Einzelspeicherdrucksignals in Abhängigkeit des Gradienten einer Pumpenwelle im Bereich des Spritzbeginns zu korrigieren und so die Auswertegenauigkeit einer Einzelspeicherdruckanalyse signifikant zu erhöhen. Die konkrete Phasenlage des Spritzbeginns auf der Pumpenwelle hat dann keinen Einfluss mehr auf den von dem Einzelspeicherdruck- Algorithmus erkannten Spritzbeginn.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Bestimmung eines Spritzbeginns eines Injektors (11) einer
Brennkraftmaschine (1), mit folgenden Schritten:
Zeitaufgelöstes Erfassen eines Einzelspeicherdruckverlaufs (p) in einem Messintervall;
- Bestimmen eines Test-Spritzbeginns (TS) anhand des Einzelspeicherdruckverlaufs (p);
- Bestimmen einer Tendenz des Einzelspeicherdruckverlaufs (p) in einem
vorherbestimmten Test-Intervall (Ai) vor dem Test-Spritzbeginn (TS);
- Korrigieren des Einzelspeicherdruckverlaufs (p) in Abhängigkeit der Tendenz, und
Bestimmen eines Spritzbeginns anhand des korrigierten Einzelspeicherdruckverlaufs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Test- Spritzbeginns (TS) ein erster Gradientenverlauf (grad p) des Einzelspeicherdruckverlaufs (p) berechnet wird, wobei ein lokales Minimum (MIN) des ersten Gradientenverlaufs (grad p) ermittelt wird, wobei als Abszissenwert (ixs) des Test-Spritzbeginns (TS) ein nächstliegender Punkt linksseitig des lokalen Minimums (MIN) ermittelt wird, bei dem ein Wert (TSg) des ersten Gradientenverlaufs (grad p) einem vorherbestimmten ersten Vorgabewert (VW) entspricht, wobei der Einzelspeicherdruckverlauf (p) vorzugsweise gefiltert wird, und wobei der erste Gradientenverlauf (grad p) vorzugsweise aus dem gefilterten Einzelspeicherdruckverlauf (p) berechnet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tendenz des Einzelspeicherdruckverlaufs (p) bestimmt wird, indem ein Testwert (TW) des vorzugsweise gefilterten Einzelspeicherdruckverlaufs (p) in einem vorherbestimmten
linksseitigen Abstand (Ai) zu dem Test-Spritzbeginn (TS) ermittelt wird, wobei eine
Geradensteigung zwischen dem Testwert (TW) und dem Test- Spritzbeginn (TS) berechnet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise ungefilterte Einzelspeicherdruckverlauf (p) korrigiert wird, indem - vorzugsweise anhand eines Kennfelds - abhängig von der Geradensteigung eine Korrekturfunktion ermittelt und mit dem vorzugsweise ungefilterten Einzelspeicherdruckverlauf (p) in dem Test-Intervall (Δί) verrechnet wird, wobei der korrigierte Einzelspeicherdruckverlauf (p) bevorzugt gefiltert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturfunktion eine Rampe gewählt wird, die auf den vorzugsweise ungefilterten Einzelspeicherdruckverlauf (p) addiert oder mit der der vorzugsweise ungefilterte Einzelspeicherdruckverlauf (p) in dem Test- Intervall (Ai) multipliziert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein linksseitiger Grenzwert für ein Bewertungsfenster zur Ermittlung des
Spritzbeginns bestimmt wird, indem ausgehend von dem Test-Spritzbeginn (TS) ein linksseitiger Abszissenwert (iiw) in einem vorherbestimmten Abstand zu dem Abszissenwert (ixs) des Test- Spritzbeginns (TS) als Grenzwert festgelegt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bewertungsfenster ein zweiter Gradienten verlauf aus dem korrigierten
Einzelspeicherdruckverlauf berechnet wird, wobei ein lokales Minimum des zweiten
Gradientenverlaufs ermittelt wird, und wobei als Abszissenwert des Spritzbeginns ein
nächstliegender Punkt linksseitig des lokalen Minimums ermittelt wird, bei dem ein Wert des zweiten Gradientenverlaufs einem vorherbestimmten zweiten Vorgabewert entspricht, wobei der zweite Vorgabewert vorzugsweise dem ersten Vorgabewert (VW) gleich ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem korrigierten Einzelspeicherdruckverlauf in dem Bewertungsfenster ein repräsentativer Spritzbeginn und ein Prüfspritzbeginn bestimmt werden, wobei der repräsentative Spritzbeginn gegen den Prüfspritzbeginn plausibilisiert wird.
9. Steuergerät (3) für eine Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch ein Steuergerät (3) gemäß Anspruch 9.
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