WO2008145617A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines ansteuerparameters für einen kraftstoffinjektor einer brennkraftmaschine - Google Patents

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Dirk Baranowski
Klaus Hengl-Betz
Thorsten Lauer
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a control parameter for a fuel injector of an internal combustion engine, in which at least one of the Kraftstoffinj ektor applied fuel pressure value is detected, and in which a drive parameter for the fuel injector is determined taking into account the detected fuel pressure value.
  • the invention also relates to a device for determining a control parameter for a fuel injector of an internal combustion engine, comprising a measuring device with which at least one fuel pressure value applied to the fuel injector can be detected, and an evaluation device with which a control parameter takes into account the detected fuel pressure value can be determined for the fuel injector.
  • the term fuel injector is intended in the present context to include all types of control elements that are used to allocate the requested fuel mass into the cylinders (injectors, injection valves, etc.). Usually these are electrically controlled actuators. In addition to single injections, multiple injections are used in all combustion processes, in particular in engines operated with direct fuel injection, ie more than once is injected per working cycle.
  • the conversion of the fuel mass to be allocated into a particular electrical drive signal of the fuel injectors is dependent on the pressure applied to the fuel injector fuel pressure.
  • This fuel pressure is therefore measured, possibly filtered, and thus used to operate a model which, depending on the detected fuel pressure, calculates a drive parameter corresponding to the desired injection quantity, for example the injection time. For the duration of this injection time fuel is then injected by the fuel injector.
  • IO-SW real-time software
  • application software For example, the injection time and the start or end point of the injections are continuously calculated by the application software and transferred to the IO-SW.
  • the real-time software gets the data in the fixed time and / or event grid from the application software and executes it by implementing the specifications autonomously.
  • a corresponding problem occurs when, after a successful injection, the injection quantity or injection time of the first injection is controlled in order to correct, if necessary with a second injection, an incorrect quantity injection in the first injection. If the applied fuel pressure has changed between the first injection and the time of the control calculation of the associated injection quantity or time, the control calculation may come to the conclusion that a wrong quantity was injected during the first injection although this is not actually the case Case was. A subsequent corrective injection thus does not lead to an improvement, but a deterioration of the injection result.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which a drive parameter for a fuel injector of a fuel machine in a more accurate manner even with changes in the applied fuel pressure is possible.
  • the evaluation device can be closed, taking into account the time of the fuel pressure value detection and / or the crankshaft angle position of the internal combustion engine in the fuel pressure value detection on the fuel pressure applied to the injection at the fuel injector, and that with Evaluation of the control parameters based on the fuel pressure can be determined, was closed on.
  • the device according to the invention can have a device for taking into account the time of fuel pressure value detection and / or the crankshaft angle position of the internal combustion engine in the fuel pressure value detection and a device for closing the fuel pressure applied to the fuel injector during the injection.
  • the invention thus provides for the calculation of the respective control parameter taking into account when or at which angle of the crankshaft of the internal combustion engine the fuel pressure value detection has taken place. Based on this information, the fuel pressure applied to the fuel injector during injection is closed. So there is a fuel pressure allocation to the injection event instead.
  • the control parameter is in particular a parameter influencing the amount of fuel allocated in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the determination of the drive parameter is thus optimized by means of a position or time reference of the pressure detection value.
  • the information about the fuel pressure which is likely to be present at the time of injection can then be used in pressure models, which on this basis determine the fuel injector driving parameters corresponding to a desired quantity of fuel to be dispensed.
  • a reference can be established between the time or the position, ie the crankshaft angle, in the pressure measurement and the time or position in the calculation of the control parameter and / or the injection. For example, if it is known that a certain temporal pressure gradient exists, it can be determined by the time interval of the fuel pressure detection to be performed Injection estimated at the time of injection fuel pressure can be estimated.
  • the driving parameter for the fuel injector may be performed on the basis of the presumably applied fuel pressure at the time of injection.
  • the result is a more accurate determination of the control parameter, in particular also with changes in the applied fuel pressure.
  • Errors in the offset fuel quantity are therefore minimized by the more accurate pilot control according to the invention. This ensures lower lambda deviations, especially during dynamic processes such as transient processes of the system.
  • the more accurate feedforward leads to smaller deviations from the nominal operating point, relieves the regulator and ensures that application tolerances, eg. As a temperature-induced ridge during high load, can be reduced.
  • a more precise catalyst management is made possible so that the same exhaust emission requirements can be met with much cheaper catalysts than before.
  • a plurality of fuel pressure values can be detected, which can then be taken into account in the manner according to the invention.
  • a plurality of drive parameters for the fuel injector can also be determined.
  • the detected fuel pressure is the pressure applied to the fuel injector. It may, for example, also be the pressure applied in a fuel rail of a common-rail injection system, which pressure is detected by means of a suitable pressure measurement. Other ways of detecting the fuel pressure are of course possible.
  • the internal combustion engine may be any type of internal combustion engine which requires an injection of fuel, in particular gasoline engines or diesel engines of motor vehicles.
  • fuel injector encompasses all types of actuating elements which are used for allocating a fuel mass into the cylinders of an internal combustion engine (injectors, injection valves, etc.), in particular electrically controlled actuating elements. Such adjusting elements are known per se to those skilled in the art.
  • crankshaft angle reference values or points in time of the pressure detection and the times or crankshaft angle positions of the injection phase ie the calculated injection time, as well as the time or crankshaft angle position of the injection time computation, are therefore related and thus to the one acting during the injection Fuel pressure closed.
  • the control parameter it can then be evaluated with the aid of the angular position or the time at which the fuel pressure of the injector of the relevant cylinder will be at the next injection.
  • the drive parameter may be the injection time.
  • it may also be other driving parameters.
  • control parameters are known per se to the person skilled in the art, depending on the particular injector used.
  • corresponding injection valves eg piezo valves
  • corresponding injection valves may be the opening stroke of the fuel injector and / or the opening cross section of the fuel injector.
  • electrically controlled injectors eg solenoid valves
  • it may alternatively or additionally also be an electrical variable serving to control the fuel injector, for example the electric current level.
  • the injection time with which the injector is controlled is of central importance for the injected fuel quantity of a fuel injector.
  • Opening stroke in this context means, for example in an injection valve, the height of the valve needle from the needle seat when opening the injection hole of the valve.
  • the opening cross-section of the injector correspondingly means the size of the injection hole (s) for injecting the fuel into the combustion chamber.
  • the start and end time of the injection to be carried out is of essential importance for the injection result and can also be taken into account accordingly.
  • Other control parameters are of course conceivable, for example, the speed when lifting a valve needle of an injection valve from the needle seat, etc.
  • the drive parameter can be determined in particular for an injection taking place after the fuel pressure detection.
  • the evaluation device of the device of the An Kunststoff- erparameter for a taking place after the fuel pressure detection injection be determinable.
  • the time of the fuel pressure value detection and / or the crankshaft angle position of the internal combustion engine present in the fuel pressure value detection can be estimated.
  • the device according to the invention can have an estimating device with which the time of the fuel pressure value detection and / or the crankshaft angle position of the internal combustion engine present in the fuel pressure value detection can be estimated.
  • Such an embodiment is particularly advantageous when the fuel pressure acquisition takes place in a fixed time grid (eg fixed 10 ms grid / segment synchronous). It is therefore estimated in the determination of the drive parameter, when the fuel pressure was last detected (sampled), ie in particular at which crankshaft angle position or at what time.
  • An advantage of this embodiment is that no additional pressure detection is necessary. Likewise, no additional time or crankshaft angle information has to be stored for a specific detected fuel pressure value. This saves memory and computational effort, so that the drive parameter can be calculated quickly and in a favorable manner.
  • the time of the fuel pressure value detection and / or the crankshaft angle position of the internal combustion engine present during the fuel pressure value detection can be detected and stored.
  • the device can for this purpose have a detection and storage device.
  • the fuel pressure value during the detection is thus a time and / or angular position given, which is taken into account in the further course for the determination of the drive parameter.
  • the time of fuel pressure value detection or the crankshaft angle position in the fuel pressure value detection can be taken into account in a particularly accurate manner.
  • At least two fuel pressure values can be detected, taking into account the times of the at least two fuel pressure value detections and / or the crankshaft angle positions of the internal combustion engine in the case of the at least two fuel pressure value readings on the fuel pressure applied during the injection. Accordingly, it can be provided that at least two fuel pressure values can be detected with the measuring device of the device, wherein the evaluating device, taking into account the times of the at least two fuel pressure value and / or the crankshaft angle positions of the internal combustion engine at the at least two Kraftstoffbuchwerter desken on the applied during the injection fuel pressure can be closed.
  • fuel pressures applied to the fuel injector are measured at at least two different times.
  • the pressure measurement can take place, for example, in a fixed grid, in particular several times per one revolution of the crankshaft.
  • B. four pressure measurements per crankshaft revolution are performed.
  • the measured fuel pressure values can be related to each other, so that it is possible to conclude the fuel pressure present at the time of injection in a particularly accurate manner. It is possible in this way, for example, in a timely manner
  • a particularly simple and accurate evaluation option when detecting at least two fuel pressure values is that the fuel pressure applied to the injection is closed by means of interpolation and / or extrapolation of the detected fuel pressure values.
  • the evaluation device of the device can be provided to close by means of an interpolation and / or extrapolation of the detected fuel pressure values to the applied during injection fuel pressure. For example, upon detection of two fuel pressure values, a linear course of the fuel pressure gradient may be assumed, and based on this, the fuel pressure presumably applied at the time of injection may be determined. If more than two fuel pressure values are detected, the accuracy of the interpolation or extrapolation increases accordingly. Also, it is then possible to examine a variety of other courses of the pressure gradient in addition to a linear course and to close on this basis on the pressure applied to the injection fuel pressure.
  • the evaluation device can be used to conclude the fuel pressure applied during the injection by assuming the detected fuel pressure value as the fuel pressure applied during the injection. It is in particular possible to request a fuel pressure detection at a specific crankshaft angle. The result of this pressure measurement can then be used directly to operate the corresponding models which calculate the activation parameter. This refinement is particularly advantageous when the detection of the fuel pressure value applied to the fuel injector takes place shortly before the determination of the actuation parameter.
  • the fuel pressure value applied to the fuel injector may be detectable with the measuring device of the device shortly before the determination of the drive parameter.
  • the injection to be determined also occurs at a short time interval from the detection of the fuel pressure, it can then be assumed that the applied fuel pressure has changed only insignificantly compared to the detected fuel pressure. In this case, it is thus possible to assume the detected fuel pressure as the fuel pressure also present during the injection.
  • the approach to request a fuel pressure detection targeted just before an injection is particularly advantageous if a very accurate injection is required, such. B. HCCI or CAI combustion process.
  • the activation parameter for an injection performed before the fuel pressure detection) and / or the quantity of fuel injected at an injection performed before the fuel pressure detection can be determined.
  • the activation parameter for an injection performed before the fuel pressure detection and / or the quantity of fuel injected at a fuel injection prior to the fuel pressure detection can be determined. According to the invention, therefore, both future injection events and injection events that have already taken place can be calculated in a precise manner. Accordingly, even with a specific request for fuel pressure detection, this can be carried out shortly after an injection has already taken place.
  • an error detected in the determination is corrected by a second injection.
  • the device according to the invention can be designed accordingly.
  • an error detected in the correction calculation is reported to other components of the internal combustion engine. This is particularly advantageous if the error in the injection can not be corrected, for example, too much fuel was injected.
  • the injection error can be passed to a lambda controller, so that this the
  • the device may in particular be adapted to carry out the method steps of the patent claims.
  • the time (time) is plotted on the x-axis.
  • three different cases of the determination of a drive parameter are schematically shown one above the other (Case 1, Case 2, Case 3). In the example shown, these are in each case calculations of the injection time, with which a fuel injector is controlled. Of course, additionally or alternatively, other control parameters can also be calculated.
  • the three cases Case 1, Case 2 and Case 3 are delimited by horizontal dividing lines Cl, C2 and C3 for clarity, with Case 1 above dividing line Cl, Case 2 between the dividing lines Cl and C2, and Case 3 between the dividing lines C2 and C3 is shown.
  • a fuel pressure FUP rising linearly with time is applied to the fuel injector. This is shown in the diagram below the dividing line C3.
  • the fuel pressure values FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4, etc. applied to the fuel injector are detected by means of a measuring device not shown in detail in a fixed time grid, in the example shown at intervals of 10 ms. At regular intervals, taking into account the detected fuel pressure values FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4, a calculation of the injection time for the fuel injector takes place by means of an evaluation device, not shown, of the device. The calculations are shown in FIG.
  • TI_Calculation A designate and take place at the times TI_A, TI_B, TI_C, TI_D, TI_E, TI_F, TI_G, TI_H.
  • the injection time calculation takes place in a segment-synchronous manner, that is to say in the case of a six-cylinder engine, in each case after 120 ° rotation angle of the crankshaft.
  • the segment time in the example shown is 5 ms.
  • the injection time calculation and the pressure acquisition are autarkic.
  • the combustion process in the illustrated example uses double injection, i. H. per cycle two injections Il and 12 are discontinued at different times. In each case, the injection times for both injections are calculated for each calculation of the injection time. False amounts of the first pulse can be corrected with the second injection pulse. It can be corrected by appropriate adjustment of the second injection both a shortfall and too much offset fuel quantity.
  • there is an ignition of the injected fuel as illustrated in the figure by the arrow IG.
  • the injection times of the two injections II, 12 are calculated as part of the injection time calculation TI_Calculation B on the basis of the previously detected fuel pressure FUP_1 applied to the fuel injector.
  • the injection II is then carried out.
  • TI Calculation C the injection times for both injections are recalculated in TI Calculation C.
  • TI Calculation C is again based on the previously recorded fuel pressure value FUP 1. Consequently is changed in the calculation TI Calculation C at the injection time for the injection 12 nothing. In fact, however, the pressure FUP has meanwhile increased considerably compared with the first detected pressure FUP_1. It is thus injected at 12 significantly too much fuel. This is not detected in the injection time calculation TI_Calculation C. If the ignition IG takes place at a later time, the performance of the internal combustion engine is undesirably impaired.
  • Case 2 shows an example that differs from Case 1 in that only one injection per cycle is performed. This injection is designated in Case 2 with II '.
  • the injection time for the injection II ' is calculated at the time TI_E on the basis of the last-detected fuel pressure value FUP 2 at TI_Calculation E. Since the injection II ', however, takes place considerably later than the detection of the fuel pressure FUP_2, the fuel pressure FUP at the time of the injection II' is significantly higher than the previously detected fuel pressure FUP 2. Consequently, in this example, an excessively large fuel quantity is caused by the fuel Fuel injector discontinued. In the case of the ignition of the fuel, which is illustrated by the arrow IG ', there are again undesirable effects on the operation of the internal combustion engine.
  • a second embodiment of the invention is shown, which is particularly at very high requirements on the injection accuracy, such as. can be used in HCCI or CAI combustion process.
  • the injection time for a subsequent injection H "and an associated crankshaft angle are calculated in the context of the calculation TI_Calculation E.
  • the last detected fuel pressure FUP_2 is taken into account.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine. Das Problem, eine genauere Bestimmung des Ansteuerparameters auch bei sich änderndem an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) zu ermöglichen, wird dadurch gelöst, dass unter Berücksichtigung des Zeitpunkts der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder der Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine bei der Kraftstoffdruckwerterfassung auf den bei der Einspritzung (I1, I2, I1', I1'') an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen wird, und der Ansteuerparameter auf Grundlage des Kraftstoffdrucks (FUP) bestimmt wird, auf den geschlossen wurde. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Vorrichtung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine, bei dem mindestens ein an dem Kraftstoffinj ektor anliegender Kraftstoffdruckwert erfasst wird, und bei dem unter Berücksichtigung des erfassten Kraftstoffdruckwertes ein Ansteuerparameter für den Kraftstoffinjektor bestimmt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Bestim- mung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine, mit einer Messeinrichtung, mit der mindestens ein an dem Kraftstoffinjektor anliegender Kraftstoffdruckwert erfassbar ist, und mit einer Auswerteeinrichtung, mit der unter Berücksichtigung des erfassten Kraft- stoffdruckwertes ein Ansteuerparameter für den Kraftstoffinjektor bestimmbar ist.
Zunehmende gesetzliche Vorgaben hinsichtlich des Abgasverhaltens sowie Vorgaben durch die Fahrzeughersteller erfordern eine immer genauere Vorsteuerung der KraftstoffZuteilung bei Brennkraftmaschinen. Bei den meisten Brennverfahren ist es notwendig, das Luft-/Kraftstoffverhältnis oder die dem Brennraum zugeführte Kraftstoffmasse pro Arbeitsspiel möglichst genau zu berechnen und vorzusteuern. So benötigt beispiels- weise die bei Ottomotoren übliche homogene Verbrennung ein möglichst genaues Luft-Kraftstoffverhältnis zum einen für das Katalysatormanagement und zum anderen für das Temperaturmanagement im Verbrennungsraum und in den abgasführenden Komponenten. Komplexere Brennverfahren wie beispielsweise HCCI (Homogenous Charge compression ignition) oder CAI (Compressed auto ignition) stellen Verbrennungsparameter, wie z. B. Zündzeitpunkt und Brenngeschwindigkeit mit Hilfe von genauen Kraftstoffmassenabgaben ein. Zur Zuteilung der angeforderten Kraftstoffmasse in die Zylinder der Brennkraftmaschine werden Kraftstoffinjektoren verwendet. Der Begriff Kraftstoffinjektor soll in dem vorliegen- den Zusammenhang sämtliche Arten von Stellelementen umfassen, die zur Zuteilung der angeforderten Kraftstoffmasse in die Zylinder eingesetzt werden (Injektoren, Einspritzventile etc.). Üblicherweise handelt es sich dabei um elektrisch angesteuerte Stellelemente. Neben Einfacheinspritzungen kommen bei allen Brennverfahren, insbesondere bei mit Kraftstoff- Direkteinspritzung betriebenen Motoren, auch Mehrfacheinspritzungen zum Einsatz, d. h. pro Arbeitsspiel wird mehr als einmal eingespritzt.
Die Umrechnung der zuzuteilenden Kraftstoffmasse in ein insbesondere elektrisches Ansteuersignal der Kraftstoffinjektoren ist abhängig von dem an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck. Dieser Kraftstoffdruck wird daher gemessen, ggf. gefiltert und damit ein Modell bedient, das abhän- gig von dem erfassten Kraftstoffdruck einen der gewünschten Einspritzmenge entsprechenden Ansteuerparameter, beispielsweise die Einspritzzeit, berechnet. Für die Dauer dieser Einspritzzeit wird durch den Kraftstoffinjektor dann Kraftstoff eingespritzt .
Übliche Motorsteuerungen haben dabei mehrere Software-Ebenen, eine Echtzeitsoftware (auch IO-SW genannt) und eine Applikationssoftware. Beispielsweise werden die Einspritzzeit und der Start- oder Endpunkt der Einspritzungen kontinuierlich von der Applikationssoftware berechnet und der IO-SW übergeben. Die Echtzeitsoftware bekommt die Daten im festen Zeit- und/oder Eventraster von der Applikationssoftware und führt diese aus, indem sie die Vorgaben autonom umsetzt.
Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass noch während einer laufenden Einspritzung Veränderungen beispielsweise der Einspritzzeit vorgenommen werden. Auch kann möglicherweise eine zweite Einspritzung aktiviert werden. Auf diese Weise ist ei- ne besonders schnelle Umsetzung von Veränderungen der einzuspritzenden Kraftstoffmasse möglich.
Ein Problem stellt dabei die Abhängigkeit der Berechnung von Ansteuerparametern, wie der Einspritzzeitberechnung, von dem Einspritzdruck, also dem an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck dar. So kommt es insbesondere bei einer Veränderung des anliegenden Kraftstoffdrucks zwischen dem Zeitpunkt der Einspritzzeitberechnung und dem Zeitpunkt der Einspritzung je nachdem, ob eine Erhöhung oder eine Verringerung des Kraftstoffdrucks eintritt, zur Einspritzung von zu viel oder zu wenig Kraftstoff. Derartige Falschmengeneinspritzungen führen zu einem ungünstigen Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, beispielsweise erhöhten Abgaswerten.
Ein entsprechendes Problem tritt auf, wenn nach einer erfolgten Einspritzung die Einspritzmenge oder Einspritzzeit der ersten Einspritzung kontrolliert wird, um ggf. mit einer zweiten Einspritzung eine Falschmengeneinspritzung bei der ersten Einspritzung zu korrigieren. Sofern sich der anliegende Kraftstoffdruck zwischen der ersten Einspritzung und dem Zeitpunkt der Kontrollberechnung der zugehörigen Einspritzmenge oder -zeit verändert hat, kommt die Kontrollberechnung unter Umständen zu dem Ergebnis, dass bei der ersten Ein- spritzung eine Falschmenge eingespritzt wurde, obwohl dies tatsächlich gar nicht der Fall war. Eine anschließende Korrektureinspritzung führt also nicht zu einer Verbesserung, sondern einer Verschlechterung des Einspritzergebnisses.
Es wurde versucht, durch Übergangskennfelder in der Kraftstoffmasse bei Betriebspunktwechseln durch Fehleinspritzungen erzeugte Lambdaabweichungen zu kompensieren. Auch ist versucht worden, die Lambdaregler so auszulegen, dass sie auf Abweichungen aufgrund von Falschmengeneinspritzungen reagie- ren können. Auch die Abgasreinigungskomponenten und andere Bauteile von Kraftfahrzeugen wurden so dimensioniert bzw. ausgelegt, dass sie evtl. Abweichungen in der eingespritzten Kraftstoffmenge kompensieren können und thermische Störungen aushalten können, die durch Lambdaschwankungen hervorgerufen werden. Schließlich ist versucht worden, im Lambdasetpoint applikative Vorhalte zur Verfügung zu stellen, um die Brennkraftmaschine jederzeit in einem für die Komponenten sicheren Lambdabereich zu halten. Eine zufriedenstellende Lösung für das oben diskutierte Problem besteht derzeit jedoch nicht.
Ausgehend von dem voran erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen ein Ansteuerparameter für einen Kraftstoffinjektor einer Brennstoffmaschine in genauerer Weise auch bei Änderungen des anliegenden Kraftstoffdrucks möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren.
Für das eingangs genannte Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass unter Berücksichtigung des Zeitpunkts der Kraftstoffdruckerfassung und/oder der Kurbelwellenwinkelposi- tion der Brennkraftmaschine bei der Kraftstoffdruckwerterfassung auf den bei der Einspritzung an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen wird, und der Ansteuerparameter auf Grundlage des Kraftstoffdrucks bestimmt wird, auf den geschlossen wurde.
Entsprechend ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorge- sehen, dass mit der Auswerteeinrichtung unter Berücksichtigung des Zeitpunkts der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder der Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine bei der Kraftstoffdruckwerterfassung auf den bei der Einspritzung an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck geschlos- sen werden kann, und dass mit der Auswerteeinrichtung der Ansteuerparameter auf Grundlage des Kraftstoffdrucks bestimmbar ist, auf den geschlossen wurde. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere eine Einrichtung zur Berücksichtigung des Zeitpunkts der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder der Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine bei der Kraftstoffdruckwerterfassung sowie eine Einrichtung zum Schließen auf den bei der Einspritzung an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck aufweisen.
Die Erfindung sieht also vor, dass für die Berechnung des je- weiligen Ansteuerparameters berücksichtigt wird, wann bzw. bei welchem Winkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine die Kraftstoffdruckwerterfassung stattgefunden hat. Auf Grundlage dieser Information wird auf den bei der Einspritzung an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen. Es findet also eine Kraftstoffdruckzuordnung zu dem Einspritzereignis statt. Der Ansteuerparameter ist dabei insbesondere ein die in die Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeteilte Kraftstoffmenge beeinflussender Parameter.
Auf diese Weise wird eine mögliche Veränderung des Kraftstoffdrucks an dem Kraftstoffinjektor bei der Berechnung des Ansteuerparameters berücksichtigt. Die Bestimmung des Ansteuerparameters wird also mit Hilfe eines Positions- bzw. Zeitbezugs des Druckerfassungswerts optimiert. Die auf diese Wei- se gewonnene Information über den zum Zeitpunkt der Einspritzung voraussichtlich anliegenden Kraftstoffdruck kann dann in Druckmodellen verwendet werden, die auf dieser Grundlage den einer gewünschten abzugebenden Kraftstoffmenge entsprechenden Ansteuerparameter für den Kraftstoffinjektor bestimmen.
Dabei kann beispielsweise ein Bezug hergestellt werden zwischen dem Zeitpunkt bzw. der Position, also dem Kurbelwellenwinkel, bei der Druckmessung und dem Zeitpunkt bzw. der Position bei der Berechnung des Ansteuerparameters und/oder der Einspritzung. Ist beispielsweise bekannt, dass ein bestimmter zeitlicher Druckgradient vorliegt, kann anhand des zeitlichen Abstands der Kraftstoffdruckerfassung zu der zu erfolgenden Einspritzung der zum Zeitpunkt der Einspritzung voraussichtlich wirkende Kraftstoffdruck abgeschätzt werden.
Es ist auch denkbar, bei einer kurz vor der Einspritzung er- folgenden Kraftstoffdruckerfassung für den Schluss auf den bei der Einspritzung wirkenden Kraftstoffdruck davon auszugehen, dass sich der anliegende Kraftstoffdruck gegenüber dem Zeitpunkt der Kraftstoffdruckerfassung praktisch nicht verändert haben wird.
Indem also der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwerterfassung bzw. die Kurbelwellenwinkelposition bei der Kraftstoffdru- ckerfassung berücksichtigt wird, kann der Ansteuerparameter für den Kraftstoffinjektor auf Grundlage des zum Zeitpunkt der Einspritzung voraussichtlich anliegenden Kraftstoffdrucks durchgeführt werden. Das Ergebnis ist eine genauere Bestimmung des Ansteuerparameters, insbesondere auch bei Veränderungen des anliegenden Kraftstoffdrucks .
Fehler in der abgesetzten Kraftstoffmenge werden durch die erfindungsgemäße genauere Vorsteuerung also minimiert. Dies sorgt für geringere Lambdaabweichungen, insbesondere auch bei dynamischen Vorgängen, wie Einschwingvorgängen des Systems. Die genauere Vorsteuerung führt zu geringeren Abweichungen vom Sollbetriebspunkt, entlastet Regler und sorgt dafür, dass Applikationstoleranzen, z. B. eine temperaturbedingte Anfet- tung während Hochlast, verringert werden können. Außerdem wird ein genaueres Katalysatormanagement ermöglicht, so dass mit deutlich günstigeren Katalysatoren die gleichen Anforde- rungen an die Abgasemissionen erfüllt werden können wie bisher .
Selbstverständlich kann insbesondere eine Mehrzahl von Kraftstoffdruckwerten erfasst werden, die anschließend in der er- findungsgemäßen Weise berücksichtigt werden kann. Ebenfalls können selbstverständlich eine Mehrzahl von Ansteuerparametern für den Kraftstoffinjektor bestimmt werden. Der erfasste Kraftstoffdruck ist der an dem Kraftstoffin- jektor anliegende Druck. Er kann beispielsweise auch der in einem Kraftstoffrail einer Common-Rail-Einspritzanlage anliegende Druck sein, der über eine geeignete Druckmessung er- fasst wird. Auch andere Wege zur Erfassung des Kraftstoffdrucks sind selbstverständlich möglich.
Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um jegliche Art von Brennkraftmaschine handeln, die eine Einspritzung von Kraft- stoff erfordert, insbesondere Ottomotoren oder Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen. Der Begriff Kraftstoffinjektor umfasst in dem Zusammenhang der Erfindung sämtliche Arten von Stellelementen, die zur Zuteilung einer Kraftstoffmasse in die Zylinder einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden (Injekto- ren, Einspritzventile etc.), insbesondere elektrisch angesteuerte Stellelemente. Solche Stellelemente sind dem Fachmann an sich bekannt.
Die Kurbelwellenwinkelbezugswerte bzw. Zeitpunkte der Dru- ckerfassung und die Zeitpunkte bzw. Kurbelwellenwinkelpositi- onen des Einspritzphasings, also des berechneten Einspritzzeitpunkts, sowie der Zeitpunkt bzw. die Kurbelwellenwinkel- position der Einspritzzeitberechnung, werden also in Bezug gesetzt und damit auf den während der Einspritzung wirkenden Kraftstoffdruck geschlossen. Bei einer Bestimmung des Ansteuerparameters kann dann mit Hilfe der Winkelposition bzw. des Zeitpunkts ausgewertet werden, unter welchem Kraftstoffdruck der Injektor des betreffenden Zylinders bei der nächsten Einspritzung stehen wird.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen bleibt hingegen eine Kraftstoffdruckveränderung unberücksichtigt. Insbesondere wird nicht geprüft, ob die Einspritzung für eine Verbrennung schon stattgefunden hat o- der noch stattfinden wird, oder gerade stattfindet. Eine
Druckzuordnung zu dem Einspritzereignis ist beim Stand der Technik nicht gegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es sich bei dem Ansteuerparameter um die Einspritzzeit handeln. Je nach Art des Kraftstoffinjektors kann es sich aber auch um andere Ansteuerparameter handeln. Solche Ansteuerparameter sind dem Fachmann abhängig von dem jeweilig eingesetzten Injektor an sich bekannt. So kann es sich alternativ oder zusätzlich beispielsweise bei entsprechenden Einspritzventilen (z.B. Piezoventilen) um den Öffnungshub des Kraftstoffinjektors und/oder den Öffnungsquerschnitt des Kraftstoffinjektors handeln. Insbesondere bei elektrisch angesteuerten Injektoren (z.B. Solenoidventilen) kann es sich alternativ oder zusätzlich auch um eine zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors dienende elektrische Größe, beispielsweise die elektrische Stromhöhe, handeln. Insbesondere die Einspritzzeit, mit der der Injektor angesteuert wird, ist von zentraler Bedeutung für die eingespritzte Kraftstoffmenge eines Kraftstoffinjektors . In die zuzuteilende Kraftstoffmenge gehen neben der Einspritzzeit und dem Kraftstoffdruck auch z.B. die Öffnungsweite und der Hub des Injektors ein. Öffnungshub meint in diesem Zusammenhang beispielsweise bei einem Einspritzventil die Höhe der Ventilnadel vom Nadelsitz beim Öffnen des Einspritzlochs des Ventils. Öffnungsquerschnitt des Injektors meint entsprechend die Größe des bzw. der Einspritzlöcher zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum. So ist es bei- spielsweise denkbar, dass abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge nur eines oder mehrere Einspritzlöcher freigegeben werden. Auch der Start- und Endzeitpunkt der zu erfolgenden Einspritzung ist von wesentlicher Bedeutung für das Einspritzergebnis und kann entsprechend ebenfalls berücksich- tigt werden. Auch andere Ansteuerparameter sind selbstverständlich denkbar, beispielsweise die Geschwindigkeit beim Abheben einer Ventilnadel eines Einspritzventils vom Nadelsitz etc.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Ansteuerparameter insbesondere für eine nach der Kraftstoffdruckerfassung erfolgende Einspritzung bestimmt werden. Dazu kann mit der Auswerteeinrichtung der Vorrichtung der Ansteu- erparameter für eine nach der Kraftstoffdruckerfassung erfolgende Einspritzung bestimmbar sein. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, in der Zukunft liegende Einspritzungen genauer zu berechnen, so dass eine Falschmengeneinspritzung, also eine Einspritzung von zu viel oder zu wenig Kraftstoff, von Anfang an sicher vermieden wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder die bei der Kraftstoffdruckwerterfassung vorliegende Kurbel- wellenwinkelposition der Brennkraftmaschine abgeschätzt werden. Dazu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abschätzeinrichtung aufweisen, mit der der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder die bei der Kraftstoffdruck- werterfassung vorliegende Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine abschätzbar sind.
Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kraftstoffdruckakquisition in einem festen zeitli- chen Raster (z. B. festes 10 ms-Raster/Segmentsynchron) stattfindet. Es wird also bei der Bestimmung des Ansteuerparameters abgeschätzt, wann der Kraftstoffdruck das letzte Mal erfasst (gesampelt) wurde, also insbesondere bei welcher Kurbelwellenwinkelposition oder zu welchem Zeitpunkt. Ein Vor- teil dieser Ausgestaltung ist, dass keine zusätzliche Druckerfassung notwendig ist. Ebenfalls muss zu einem bestimmten erfassten Kraftstoffdruckwert keine zusätzliche Zeit- bzw. Kurbelwellenwinkelinformation abgelegt werden. Dies spart Speicher- und Rechenaufwand, so dass der Ansteuerparameter schnell und in günstiger Weise berechenbar ist.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens kann der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder die bei der Kraftstoffdruckwerterfassung vorliegende Kurbelwel- lenwinkelposition der Brennkraftmaschine erfasst und gespeichert werden. Die Vorrichtung kann dazu eine Erfassungs- und Speichereinrichtung aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung wird dem Kraftstoffdruckwert bei der Erfassung also eine Zeit- und/oder Winkelposition mitgegeben, die im weiteren Verlauf zur Bestimmung des Ansteuerparameters berücksichtigt wird. Auf diese Weise kann der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwerter- fassung bzw. die Kurbelwellenwinkelposition bei der Kraft- Stoffdruckwerterfassung in besonders genauer Weise berücksichtigt werden.
Gemäß einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens können mindestens zwei Kraftstoffdruckwerte erfasst wer- den, wobei unter Berücksichtigung der Zeitpunkte der mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen und/oder der Kurbel- wellenwinkelpositionen der Brennkraftmaschine bei den mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen wird. Ent- sprechend kann vorgesehen sein, dass mit der Messeinrichtung der Vorrichtung mindestens zwei Kraftstoffdruckwerte erfassbar sind, wobei mit der Auswerteeinrichtung unter Berücksichtigung der Zeitpunkte der mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen und/oder der Kurbelwellenwinkelpositionen der Brennkraftmaschine bei den mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen werden kann.
Gemäß dieser Ausgestaltung werden also zu mindestens zwei verschiedenen Zeitpunkten an dem Kraftstoffinjektor anliegende Kraftstoffdrücke gemessen. Die Druckmessung kann beispielsweise in einem festen Raster, insbesondere mehrfach pro einer Umdrehung der Kurbelwelle erfolgen. Abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine können z. B. vier Druckmes- sungen pro Kurbelwellenumdrehung durchgeführt werden. Dabei können die gemessenen Kraftstoffdruckwerte in Beziehung zueinander gesetzt werden, so dass in besonders genauer Weise auf den zum Zeitpunkt der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen werden kann. Es ist auf diese Weise beispielsweise möglich, in genauer Weise einen zeitlichen
Gradienten des anliegenden Kraftstoffdruck zu bestimmen, und damit die Entwicklung des Kraftstoffdrucks zu ermitteln. Aus dieser Information kann wiederum auf den zu einem anderen Zeitpunkt anliegenden Druck geschlossen werden.
Eine besonders einfache und genaue Auswertungsmöglichkeit bei der Erfassung von mindestens zwei Kraftstoffdruckwerten besteht darin, dass mittels einer Interpolation und/oder Extrapolation der erfassten Kraftstoffdruckwerte auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen wird. Dazu kann die Auswerteeinrichtung der Vorrichtung dazu vorge- sehen sein, mittels einer Interpolation und/oder Extrapolation der erfassten Kraftstoffdruckwerte auf den bei Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck zu schließen. So kann beispielsweise bei einer Erfassung von zwei Kraftstoffdruckwerten von einem linearen Verlauf des Kraftstoffdruckgradienten ausgegangen werden, und auf dieser Grundlage der voraussichtlich zum Zeitpunkt der Einspritzung anliegende Kraftstoffdruck bestimmt werden. Sofern mehr als zwei Kraftstoffdruckwerte erfasst werden, erhöht sich die Genauigkeit der Interpolation bzw. Extrapolation entsprechend. Auch ist es dann möglich, neben einem linearen Verlauf eine Vielzahl anderer Verläufe des Druckgradienten zu untersuchen und auf dieser Grundlage auf den zur Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck zu schließen.
In besonders einfacher Weise kann auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen werden, indem gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfasste Kraftstoffdruckwert als bei der Einspritzung anliegender Kraftstoffdruck angenommen wird. Dazu kann bei der Vorrichtung vorgese- hen sein, dass mit der Auswerteeinrichtung auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen werden kann, indem der erfasste Kraftstoffdruckwert als bei der Einspritzung anliegender Kraftstoffdruck angenommen wird. Es ist dabei insbesondere möglich, eine Kraftstoffdruckerfassung zu einem bestimmten Kurbelwellenwinkel anzufordern. Mit dem Ergebnis dieser Druckmessung können dann direkt die entsprechenden Modelle bedient werden, die den Ansteuerparameter berechnen . Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Erfassung des an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruckwerts kurz vor der Bestimmung des Ansteuerpa- rameters erfolgt. Dazu kann mit der Messeinrichtung der Vorrichtung der an dem Kraftstoffinjektor anliegende Kraftstoffdruckwert kurz vor der Bestimmung des Ansteuerparameters erfassbar sein. Insbesondere wenn die zu bestimmende Einspritzung ebenfalls in geringem zeitlichen Abstand zu der Erfas- sung des Kraftstoffdrucks erfolgt, kann dann davon ausgegangen werden, dass sich der anliegende Kraftstoffdruck gegenüber dem erfassten Kraftstoffdruck nur unwesentlich verändert hat. Es ist in diesem Fall also möglich, den erfassten Kraftstoffdruck als den auch bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck anzunehmen. Die Vorgehensweise, eine Kraftstoffdruckerfassung gezielt kurz vor einer Einspritzung anzufordern, ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine sehr genaue Einspritzung erforderlich ist, wie z. B. bei HCCI oder CAI Brennverfahren.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Ansteuerparameter für eine vor der Kraftstoffdruckerfassung erfolgte Einspritzung) und/oder die bei einer vor der Kraftstoffdruckerfassung erfolgten Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt werden. Dazu kann mit der Auswerteeinrichtung der Vorrichtung der Ansteuerparameter für eine vor der Kraftstoffdruckerfassung erfolgte Einspritzung und/oder die bei einer vor der Kraftstoffdruckerfassung erfolgten Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmbar sein. Erfindungsgemäß können also sowohl zukünftige Einspritzereignisse als auch bereits erfolgte Einspritzereignisse in genauer Weise berechnet werden. Entsprechend kann auch bei einer gezielten Anforderung einer Kraftstoffdruckerfassung diese kurz nach einer bereits erfolgten Einspritzung durchgeführt werden.
Es ist mit der Erfindung also nicht nur möglich, in der Zukunft liegende Einspritzereignisse in genauer Weise zu bestimmen, sondern es können auch in gegenüber dem Stand der Technik genauerer Weise bereits erfolgte Einspritzungen dahingehend kontrolliert werden, ob Ansteuerparameter, wie beispielsweise die Einspritzzeit, richtig berechnet worden sind und, ob die richtige Kraftstoffmenge eingespritzt wurde. In diesem Fall wird also auf den bei der bereits erfolgten Einspritzung herrschenden Kraftstoffdruck zurückgeschlossen. Ein Fehler in der Einspritzung kann ermittelt werden und, sofern gewünscht und möglich, können geeignete Gegenmaßnahmen er- griffen werden.
So ist es möglich, dass ein bei der Bestimmung festgestellter Fehler durch eine zweite Einspritzung korrigiert wird. Dazu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend ausgestal- tet sein. Auch ist es denkbar, dass ein bei der Korrekturberechnung festgestellter Fehler anderen Komponenten der Brennkraftmaschine gemeldet wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Fehler bei der Einspritzung nicht mehr korrigiert werden kann, beispielsweise zu viel Kraftstoff eingespritzt wurde. Durch eine Meldung dieses Fehlers an andere Komponenten können diese geeignet auf die Folgen der Fehleinspritzung vorbereitet werden, so dass eine Beeinträchtigung oder Beschädigung solcher Komponenten weitestgehend vermieden werden kann. Beispielsweise kann der Einspritzfeh- ler einem Lambdaregler übergeben werden, damit dieser die
Fehleinspritzung in gezielter Weise bei verschiedenen Fehlereingängen berücksichtigen kann. Viele Korrekturfaktoren, die bis jetzt nicht modellgestützt eingeführt werden und aufwendig appliziert werden müssen, können wegfallen und durch phy- sikalische Modelle ersetzt werden, deren Bedatung in einfacher Weise aus wenigen Messdaten und mit Hilfe von Berechnungen erfolgen kann.
Die Vorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die Verfahrensschritte der Patentansprüche auszuführen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch in einem Diagramm drei verschiedene Fälle der Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine.
In dem Diagramm ist auf der x-Achse die Zeit (time) aufgetragen. Auf der y-Achse sind übereinander drei verschiedene Fälle der Bestimmung eines Ansteuerparameters schematisch dargestellt (Case 1, Case 2, Case 3) . In dem dargestellten Bei- spiel handelt es sich jeweils um Berechnungen der Einspritzzeit, mit der ein Kraftstoffinjektor angesteuert wird. Selbstverständlich können zusätzlich oder alternativ auch andere Ansteuerparameter berechnet werden. Die drei Fälle Case 1, Case 2 und Case 3 werden der Übersichtlichkeit halber durch horizontale Trennlinien Cl, C2 und C3 eingegrenzt, wobei Case 1 oberhalb von Trennlinie Cl, Case 2 zwischen den Trennlinien Cl und C2, und Case 3 zwischen den Trennlinien C2 und C3 dargestellt ist.
In dem dargestellten Beispiel liegt ein mit der Zeit linear ansteigender Kraftstoffdruck FUP am Kraftstoffinjektor an. Dieser ist in dem Diagramm unterhalb der Trennlinie C3 eingezeichnet .
In dem Beispiel ist der Fall eines Sechszylinderverbrennungsmotors bei einer Drehzahl von 4000 RPM dargestellt.
In einem festen Zeitraster, in dem dargestellten Beispiel im Abstand von jeweils 10 ms, werden mittels einer nicht näher dargestellten Messeinrichtung die an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruckwerte FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4 usw. erfasst. Ebenfalls in regelmäßigen Abständen findet unter Berücksichtigung der erfassten Kraftstoffdruckwerte FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4 eine Berechnung der Einspritzzeit für den Kraftstoffinjektor mittels einer nicht näher dargestellten Auswerteeinrichtung der Vorrichtung statt. Die Berechnungen sind in Fig. 1 mit TI Calculation A, TI Calculation B, TI Calculation C, TI Calculation D, TI_Calculation E, TI_Calculation F, TI_Calculation G und TI_Calculation H bezeichnet und finden zu den Zeitpunkten TI_A, TI_B, TI_C, TI_D, TI_E, TI_F, TI_G, TI_H statt. Die Einspritzzeitberechnung erfolgt dabei segmentsynchron, bei einem Sechszylindermotor also jeweils nach 120° Drehwinkel der Kurbelwelle. Die Segmentzeit beträgt im dargestellten Beispiel 5 ms.
Zur Veranschaulichung sollen zunächst anhand der Beispiele Case 1 und Case 2 Einspritzzeitberechnungen nach dem Stand der Technik sowie die dabei auftretenden Probleme erläutert werden .
Zuerst soll auf das Beispiel Case 1 eingegangen werden. Die Einspritzzeitberechnung und die Druckakquisition laufen autark voneinander ab. Das Brennverfahren in dem dargestellten Beispiel benutzt eine Doppeleinspritzung, d. h. pro Arbeitsspiel werden zwei Einspritzungen Il und 12 zu unterschiedlichen Zeiten abgesetzt. Dabei werden bei jeder Berechnung der Einspritzzeit die Einspritzzeiten für beide Einspritzungen berechnet. Mit dem zweiten Einspritzpuls können Falschmengen des ersten Pulses korrigiert werden. Dabei kann durch entsprechende Anpassung der zweiten Einspritzung sowohl eine Mindermenge als auch eine zu viel abgesetzte Kraftstoffmenge korrigiert werden. Zu einem späteren Zeitpunkt kommt es zu einer Zündung des eingespritzten Kraftstoffes, wie in der Figur durch den Pfeil IG veranschaulicht.
Zum Zeitpunkt TI B werden im Rahmen der Einspritzzeitberech- nung TI_Calculation B die Einspritzzeiten der beiden Einspritzungen II, 12 unter Zugrundelegung des zuvor erfassten, an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdrucks FUP_1 berechnet. Die Einspritzung Il wird anschließend ausgeführt.
Zum Zeitpunkt TI C werden bei TI Calculation C die Einspritzzeiten für beide Einspritzungen erneut berechnet. Gemäß dem Stand der Technik wird bei TI Calculation C wiederum der zuvor erfasste Kraftstoffdruckwert FUP 1 zugrunde gelegt. Somit wird im Rahmen der Berechnung TI Calculation C an der Einspritzzeit für die Einspritzung 12 nichts geändert. Tatsächlich hat sich der Druck FUP mittlerweile gegenüber dem ersten erfassten Druck FUP_1 jedoch erheblich erhöht. Es wird somit bei 12 erheblich zuviel Kraftstoff eingespritzt. Dies wird bei der Einspritzzeitberechnung TI_Calculation C nicht festgestellt. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt die Zündung IG erfolgt, wird das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine in unerwünschter Weise beeinträchtigt.
Es soll nun anhand von Beispiel Case 2 ebenfalls eine Einspritzzeitberechnung nach dem Stand der Technik erläutert werden. Case 2 zeigt ein Beispiel, das sich von Case 1 darin unterscheidet, dass nur eine Einspritzung pro Arbeitsspiel durchgeführt wird. Diese Einspritzung ist in Case 2 mit II' bezeichnet. In Case 2 wird zum Zeitpunkt TI_E auf Grundlage des zuletzt erfassten Kraftstoffdruckwerts FUP 2 bei TI_Calculation E die Einspritzzeit für die Einspritzung II' berechnet. Da die Einspritzung II' jedoch zeitlich erheblich später erfolgt als die Erfassung des Kraftstoffdrucks FUP_2, ist der Kraftstoffdruck FUP zum Zeitpunkt der Einspritzung II' deutlich höher als der zuvor erfasste Kraftstoffdruck FUP 2. Folglich wird in diesem Beispiel eine zu große Kraft- stoffmenge durch den Kraftstoffinjektor abgesetzt. Bei der durch den Pfeil IG' veranschaulichten späteren Zündung des Kraftstoffs kommt es also wiederum zu unerwünschten Beeinträchtigungen des Betriebs der Brennkraftmaschine.
Die erläuterten Probleme werden gemäß einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung dadurch gelöst, dass beispielsweise bei dem in Case 2 dargestellten Beispiel zwei Kraftstoffdruckwerte FUP_1 und FUP_2 von der Messeinrichtung er- fasst werden und unter Berücksichtigung der Zeitpunkte der Kraftstoffdruckwerterfassungen und/oder Kurbelwellenwinkelpo- sitionen bei den Kraftstoffdruckwerterfassungen auf den bei der Einspritzung tatsächlich anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen wird. In dem dargestellten Beispiel geschieht dies mittels einer Interpolation und Extrapolation der erfassten Kraftstoffdruckwerte FUP 1 und FUP 2. Durch dieses Vorgehen wird festgestellt, dass ein linear ansteigender Kraftstoffdruck FUP vorliegt.
Da der Zeitpunkt bzw. der Kurbelwellenwinkel bei der zu erfolgenden Einspritzung II' bekannt ist, kann bei der Berechnung TI Calculation E der Einspritzzeit auf den tatsächlich zu diesem Zeitpunkt anliegenden Kraftstoffdruck FUP geschlossen werden. Auf Grundlage dieses tatsächlich vorliegenden Kraftstoffdrucks wird dann die Einspritzzeit der Einspritzung II' berechnet. Es wird somit sichergestellt, dass es nicht zu einer Falscheinspritzung kommen kann.
In entsprechender Weise ist auch die Berechnung einer zweiten Einspritzung in einem Arbeitsspiel erfindungsgemäß in genauerer Weise als beim Stand der Technik möglich. Ebenso können zurückliegende Einspritzereignisse besser kontrolliert werden und ggf. geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Dabei ergeben sich die oben erläuterten Vorteile.
In dem Beispiel Case 3 in der Figur ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das insbesondere bei sehr hohen Anforderungen an die Einspritzgenauigkeit, wie z.B. bei HCCI oder CAI Brennverfahren zum Einsatz kommen kann. Zu dem mit A bezeichneten Zeitpunkt wird im Rahmen der Berechnung TI_Calculation E die Einspritzzeit für eine nachfolgende Einspritzung H'' sowie ein zugehöriger Kurbelwellenwinkel berechnet. Bei der Berechnung wird der zuletzt er- fasste Kraftstoffdruck FUP_2 berücksichtigt.
Bei der Berücksichtigung des Zeitpunkts bzw. der Kurbelwel- lenwinkelposition dieses Kraftstoffdruckwerts FUP_2 wird festgestellt, dass die abzusetzende Einspritzung H'' zeitlich weit hinter der letzten Erfassung des Kraftstoffdrucks FUP 2 liegt. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Einspritzzeitberechnung wird daher die Erfassung eines weiteren Kraftstoffdruckwerts FUP 3'' kurz vor der nächsten Einspritzzeitberechnung TI Calculation F angefordert. Die Einspritzzeitbe- rechnung TI Calculation F liegt wiederum kurz vor der abzusetzenden Einspritzung H''.
Da die Erfassung des Kraftstoffdruckwerts FUP_3' ' kurz vor der Einspritzung H'' liegt, wird auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck geschlossen, indem der zuletzt erfasste Kraftstoffdruck FUP 3'' als auch bei der Einspritzung H'' anliegender Kraftstoffdruck angenommen wird. Tatsächlich führt die zeitliche Nähe zwischen Kraftstoffdru- ckerfassung und Einspritzung dazu, dass sich der Kraftstoffdruck FUP bei der Einspritzung kaum verändert hat. Bei der anschließenden Zündung IG' ' werden also weitgehend optimale Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erreicht.
Ebenso kann auf diese Weise eine zeitlich kurz vor einer Druckerfassung erfolgte Einspritzung kontrolliert werden.
Mit den Ausführungsbeispielen der Erfindung ergeben sich die bereits eingangs erläuterten Vorteile der Erfindung.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinj ektor einer Brennkraftmaschine, - bei dem mindestens ein an dem Kraftstoffinjektor anliegender Kraftstoffdruckwert (FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4) er- fasst wird, und bei dem unter Berücksichtigung des erfassten Kraftstoffdruckwerts (FUP_1,FUP_2,FUP_3,FUP_4) ein Ansteuerparame- ter für den Kraftstoffinjektor bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung des Zeitpunkts der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder der Kurbelwellenwinkel- position der Brennkraftmaschine bei der Kraftstoffdruck- werterfassung auf den bei der Einspritzung
(II, 12, II' , II' ' ) an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen wird und, dass der Ansteuerparameter auf Grundlage des Kraftstoffdrucks (FUP) bestimmt wird, auf den geschlossen wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ansteuerparameter um die Einspritzzeit und/oder den Öffnungshub des Kraftstoffinjektors und/oder den Öffnungsquerschnitt des Kraftstoffinjektors und/oder eine zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors dienende e- lektrische Größe handelt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerparameter für eine nach der Kraftstoffdruckerfassung erfolgende Einspritzung (II, 12, II' , II" ) bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwert- erfassung und/oder die bei der Kraftstoffdruckwerterfas- sung vorliegende Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine abgeschätzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwert- erfassung und/oder die bei der Kraftstoffdruckwerterfas- sung vorliegende Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine erfasst und gespeichert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kraftstoffdruckwerte (FUP_1,FUP_2,FUP_3,FUP_4) erfasst werden, wobei unter Berücksichtigung der Zeitpunkte der mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen und/oder der Kurbel- wellenwinkelpositionen der Brennkraftmaschine bei den mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen auf den bei der Einspritzung (II, 12, II' , II' ' ) anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Interpolation und/oder Extrapolation der erfassten Kraftstoffdruckwerte (FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4) auf den bei der Einspritzung (II, 12, II' , II' ' ) anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den bei der Einspritzung anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen wird, indem der erfasste Kraftstoffdruckwert (FUP_1, FUP_2, FUP_3,
FUP_4) als bei der Einspritzung (II, 12, II' , II' ' ) anliegender Kraftstoffdruck (FUP) angenommen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des an dem Kraftstoffinjektor anliegenden Kraftstoffdruckwerts
(FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4) kurz vor der Bestimmung des An- Steuerparameters erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerparameter für eine vor der Kraftstoffdruckerfassung erfolgte Einspritzung (II, 12, II' , II' ' ) und/oder die bei einer vor der Kraftstoffdruckerfassung erfolgten Einspritzung ( Il , 12 , Il ', Il '') eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt wird.
11. Vorrichtung zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine, mit einer Messeinrichtung, mit der mindestens ein an dem Kraftstoffinj ektor anliegender Kraftstoffdruckwert (FUP_1,FUP_2,FUP_3,FUP_4) erfassbar ist, und - mit einer Auswerteeinrichtung, mit der unter Berücksichtigung des erfassten Kraftstoffdruckwerts (FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4) ein Ansteuerparameter für den Kraftstoffinj ektor bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass mit der Auswerteeinrichtung unter Berücksichtigung des Zeitpunkts der Kraftstoffdruckwerterfassung und/oder der Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftmaschine bei der Kraftstoffdruckwerterfassung auf den bei der Einspritzung ( Il , 12 , Il ' , Il ' ' ) an dem Kraftstoffinjektor an- liegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen werden kann und, dass mit der Auswerteeinrichtung der Ansteuerparameter auf Grundlage des Kraftstoffdrucks (FUP) bestimmbar ist, auf den geschlossen wurde.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ansteuerparameter um die Einspritz zeit und/oder den Öffnungshub des Kraftstoffinjektors und/oder den Öffnungsquerschnitt des Kraftstoffinjektor und/oder eine zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors dienende elektrische Größe handelt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurc gekennzeichnet, dass eine Abschätzeinrichtung vorgesehe ist, mit der der Zeitpunkt der Kraftstoffdruckwerterfas sung und/oder die bei der Kraftstoffdruckwerterfassung vorliegende Kurbelwellenwinkelposition der Brennkraftma schine abschätzbar sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurc gekennzeichnet, dass eine Erfassungs- und Speichereinrichtung vorgesehen ist, mit der der Zeitpunkt der Kraf stoffdruckwerterfassung und/oder die bei der Kraftstoff druckwerterfassung vorliegende Kurbelwellenwinkelpositi der Brennkraftmaschine erfassbar und speicherbar sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Messeinrichtung mindestens zwei Kraftstoffdruckwerte (FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4) erfassbar sind, wobei mit der Auswerteeinrichtung unter B< rücksichtigung der Zeitpunkte der mindestens zwei Kraft Stoffdruckwerterfassungen und/oder der Kurbelwellenwin- kelpositionen der Brennkraftmaschine bei den mindestens zwei Kraftstoffdruckwerterfassungen auf den bei der Ein spritzung (II, 12, II' , II' ' ) anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Auswerteeinrichtung mittels einer Interpolation und/oder Extrapolation der erfassten Kraftstoffdruckwerte (FUP_1, FUP_2, FUP_3, FUP_4) auf den bei der Einspritzung (II, 12, II' , II' ' ) anliegenden Kraftstoffdruck (FUP) geschlossen werden kann.
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