WO2010043479A1

WO2010043479A1 - Verfahren zur korrektur von einspritzmengen bzw. -dauern eines kraftstoffinjektors

Info

Publication number: WO2010043479A1
Application number: PCT/EP2009/062361
Authority: WO
Inventors: Christian Hauser
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2010-04-22
Also published as: CN102187075A; DE102008051820B4; US20110202255A1; DE102008051820A1; CN102187075B; US9002621B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur individuellen Korrektur von Einspritzmengen bzw. -dauern (mf₁, mf₂, mf...; ti₁, ti₂, ti... ) insbesondere für einen ballistischen Betriebsbereich eines Kraftstoffinjektors (1, 2,... ), wobei in einem Betrieb des Kraftstoffinjektors (1, 2,...) eine Mengen-Abweichung einer tatsächlichen Einspritzmenge (mf₁, mf₂, mf...) von einer nominalen Einspritzmenge (mf_nom) des Kraftstoffinjektors (1, 2,...) ermittelt wird, und durch diese Mengen-Abweichung eine typische Einspritz-Kennlinie (fup₁, fup₂, fup... ) des Kraftstoffinjektors (1, 2,...) an eine nominale Einspritz-Kennlinie (fup_nom) adaptiert wird Ferner betrifft die Erfindung eine Steuerung, insbesondere eine Motorsteuerung, mittels welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist und durchgeführt wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Korrektur von Einspritzmengen bzw. -dauern ei- nes Kraftstoffin jektors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur individuellen Korrektur von Einspritzmengen bzw. Einspritzdauern insbesondere für einen ballistischen Betriebsbereich eines Kraftstoffin- jektors. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuerung, insbesondere eine Motorsteuerung, welche ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt.

Immer strenger werdende, gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge machen es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, durch welche die Schadstoffemissionen gesenkt werden können. Ein Ansatzpunkt hierbei ist es, eine verbesserte Gemischaufbereitung in den Zylindern des Verbrennungsmotors zu erzie- len . Eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden, wenn Kraftstoff unter einem bestimmten Druck mittels Kraftstoff in jektoren zugemessen wird. Im Falle eines Diesel-Verbrennungsmotors betragen solche Kraftstoffdrücke bis über 2.000 bar.

Bei einem Kraftstoffin jektor erfolgt eine Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff üblicherweise mittels einer Düsennadel, die in einer Düsenbaugruppe des Kraftstoffin jektors verschiebbar gelagert ist und ein oder eine Mehrzahl von Spritzlöchern eines Düsenkörpers der Düsenbaugruppe in Abhängigkeit von ihrer Stellung für den einzuspritzenden Kraftstoff freigibt oder verschließt. Eine mechanische Ansteuerung der Düsennadel erfolgt üblicherweise durch einen Aktor, bevorzugt einen Piezoaktor, der entweder mechanisch mit der Dü- sennadel, oder über ein Servoventil und einen Steuerraum auf ein Übertragungsglied (Kolben) wirkt, welches mit der Düsennadel mechanisch zusammenwirkt oder mit dieser integral ausgebildet ist. Die Düsennadel und das Übertragungsglied sind hierbei üblicherweise in einer Gleitführung mit einem geringen Spiel gleitgelagert, wobei eine Schmierung dieser Lagerung in der Regel durch den einzuspritzenden Kraftstoff erfolgt.

Um die Schadstoffemissionen zu senken und auch einen Verbrauch des Verbrennungsmotors so gering wie möglich zu halten, ist es wünschenswert, eine möglichst optimale Verbrennung innerhalb der Zylinder des Verbrennungsmotors zu erzie- len. Für eine gute Prozessführung bzw. Steuerung/Regelung einer Verbrennung in den Zylindern des Verbrennungsmotors ist es notwendig, den einzuspritzenden Kraftstoff möglichst genau dosieren zu können, um zu jedem Zeitpunkt eine möglichst optimale Verbrennung und/oder eine möglichst vollständige Rege- nerierung eines Partikelfilters zu erreichen.

Drehmomentanforderungen des Verbrennungsmotors werden in Einspritzmengen umgerechnet. Jede Einspritzmenge korreliert mit einer Einspritzdauer in Abhängigkeit eines Einspritzdrucks . Die daraus resultierenden Einspritz-Kennlinien werden als ein nominales Einspritz-Kennfeld (siehe auch Fig. 1) in einer Software einer Steuerung für den Verbrennungsmotor abgelegt. Diese Korrelationen werden für alle Kraftstoffin jektoren verwendet, wobei individuelle Unterschiede der Kraftstoffin jek- toren, verursacht z. B. durch Fertigungsabweichungen oder Alterung und Verschleiß der Bauteile, während der gesamten Lebensdauer der Kraftstoffin jektoren nicht berücksichtigt werden .

Abweichungen der Ist-Einspritzmengen von den Soll-Einspritzmengen (siehe auch Fig. 2), letztere werden im Folgenden als nominale Einspritzmengen bezeichnet, haben immer negative Auswirkungen auf eine Verbrennung bzw. die dadurch entstehenden Schadstoffemissionen. Sind die Einspritzmengen zu klein und somit die Ansteuerdauern der Kraftstoff in jektoren zu kurz, so kann es darüber hinaus zu einem Ausbleiben von Einspritzungen und somit zu einer Laufunruhe des betreffenden Verbrennungsmotors kommen. Sind die Einspritzmengen der Kraftstoffin jektoren zu groß bzw. deren Ansteuerdauern zu lang, so kann eine Überhitzung des Verbrennungsmotors die Folge sein.

Aus diesen Gründen ist eine individuelle Anpassung der Einspritzmengen bzw. -dauern der betreffenden Kraftstoff in jektoren wünschenswert. D. h. die Einspritzmengen bzw. -dauern eines jeden Kraftstoffin jektors sollen an das nominale Einspritzdauer- bzw. Einspritzmengen-Kennfeld angepasst werden. Dies ist insbesondere aufgrund ständig sinkender gesetzlicher Emission sgrenzwerte erforderlich .

Im Stand der Technik (siehe auch unten) existieren zwei Verfahren, durch welche eine injektorindividuelle Anpassung an das nominale Einspritz-Kennfeld teilweise realisiert wird.

Dies ist die so genannte UC (Injector Individual Correction) und die MFMA (Minimum Fuel Mass Adaption), wobei die MFMA nur für einen unteren ballistischen Bereich einer Düsennadelbewe- gung für Einspritzmengen bis ca. 3mg geeignet ist, und die UC im ballistischen Bereich zu ungenau arbeitet.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur individuellen Korrektur von Einspritzmengen bzw. Einspritzdauern insbesondere für einen ballistischen Be- triebsbereich eines Kraftstoffin jektors anzugeben. Das erfindungsgemäße Verfahren soll dabei während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Kraftstoffin jektors durchführbar sein, um Alters- bzw. Verschleißerscheinungen des Kraftstoffin jektors kompensieren zu können. Ferner soll das erf indungemäße Ver- fahren kostengünstig implementierbar und schnell durchführbar sein .

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur individuellen Korrektur von Einspritzmengen bzw. Einspritzdauern insbesondere für einen ballistischen Betriebsbereich eines

Kraftstoffin jektors, nach Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe der Erfindung mittels einer Steuerung, insbesondere einer Motorsteuerung, nach Anspruch 17 gelöst, welche ein er- f indungsgemäßes Verfahren durchführen kann. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur individuellen Korrektur von Einspritzmengen und/oder Einspritzdauern wird in einem Betrieb des Kraftstoffin jektors eine Mengen-Abweichung einer tatsächlichen Einspritzmenge von einer nominalen Einspritzmenge und/oder eine Zeitdauer-Abweichung einer tatsäch- liehen Einspritzdauer von einer nominalen Einspritzdauer des Kraftstoffin jektors ermittelt. Durch diese Mengen- und/oder Zeitdauer-Abweichung wird dann im Anschluss daran eine für den Kraftstoffin jektor typische Einspritz-Kennlinie an eine nominale Einspritz-Kennlinie adaptiert bzw. angepasst. Hier- durch kann eine für den Kraftstoffin jektor korrigierte, also individuelle Einspritz-Kennlinie erhalten werden.

Hierbei kann die jeweilige Einspritz-Kennlinie eine Einspritzdauer- oder eine Einspritzmengen-Kennlinie aus einem entsprechenden Einspritz-Kennfeld sein. Bevorzugt wird eine Einspritzdauer-Kennlinie aus einem Einspritzdauer-Kennfeld ausgewählt. Es kann gemäß der Erfindung aus der ermittelten Mengen-Abweichung eine Zeitdauer-Abweichung einer tatsächlichen Einspritzdauer von einer nominalen Einspritzdauer be- rechnet werden. Gemäß der Erfindung wird dann durch die Zeitdauer-Abweichung die typische Einspritz-Kennlinie des Kraftstoffin jektors an die nominale Einspritz-Kennlinie adaptiert bzw. angepasst.

Gemäß der Erfindung kann aus der Abweichung der tatsächlichen Einspritzmenge und/oder -dauer von der nominalen Einspritzmenge bzw. -dauer, die korrigierte Einspritz-Kennlinie aufgestellt werden, durch welche der Kraftstoffin jektor erfindungsgemäß angesteuert wird. Hierbei kann die typische Ein- spritz-Kennlinie unter Berücksichtigung ihrer ursprünglichen Lage bzw. Position gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie an die nominale Einspritz-Kennlinie adaptiert werden. Dies erfolgt bevorzugt unter Berücksichtigung eines ab- schnittsweisen Parallel-, Aufspreiz-, Polynom- oder Exponen- tialverhaltens der typischen Einspritz-Kennlinie gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird anhand der Mengen- und/oder Zeitdauer-Abweichung die für den Kraftstoffin jektor typische Einspritz-Kennlinie in die nominale Einspritz-Kennlinie verschoben und/oder gedreht. Hierbei ist es bevorzugt, dass die für den Kraftstoffin jektor typische Einspritz-Kennlinie um die Abweichung wenigstens parallel verschoben wird. Dies erfolgt wenigstens für einen Teilabschnitt der für den Kraftstoffin jektor typischen Einspritz- Kennlinie, an einen Teilabschnitt der nominalen Einspritz- Kennlinie .

D. h. die typische Einspritz-Kennlinie wird um die ermittelte Mengen- und/oder Zeitdauer-Abweichung innerhalb ihres Ein- spritz-Kennfelds zunächst parallel verschoben. Zeitlich daran anschließend oder dem zeitlich vorausgehend, kann ein wie auch immer geartetes, sich bei einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren wiederholendes, Kennlinien-Verhalten gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie, auf die typische Einspritz-Kennlinie angewendet werden. Die typische Einspritz- Kennlinie kann dabei neben einem Verschieben im Einspritz- Kennfeld, in ihrer Lage gedreht oder in ihrer Form angepasst werden. Die typische Einspritz-Kennlinie erhält dann in ihrer neuen Lage im Einspritz-Kennfeld eine Form und/oder Lage, die der nominalen Einspritz-Kennlinie nahe kommt.

In Ausführungsformen der Erfindung wird anhand der Mengen- und/oder Zeitdauer-Abweichung wenigstens ein Teilabschnitt der für den Kraftstoffin jektor typischen Einspritz-Kennlinie an einen korrespondierenden Teilabschnitt der nominalen Einspritz-Kennlinie adaptiert. Bevorzugt wird das Verfahren über im Wesentlichen den gesamten ballistischen Betriebsbereich des Kraftstoffin jektors durchgeführt. Ferner ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch in einem Nadelanschlag- Betriebsbereich des Kraftstoffin jektors durchzuführen, wobei es bevorzugt ist, das Verfahren in einem Übergangsbereich zwischen dem ballistischen Betriebsbereich und dem Nadelanschlag-Betriebsbereich durchzuführen .

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Mengen-Abweichung einer tatsächlichen Einspritzmenge von der nominalen Einspritzmenge des Kraftstoff in jektors bezüglich einer ersten nominalen Einspritz-Kennlinie ermittelt werden, wobei im Anschluss daran durch diese Mengen-Abweich- ung eine für den Kraftstoffin jektor typische zweite Einspritz-Kennlinie an eine zweite nominale Einspritz-Kennlinie adaptiert wird. Dies erfolgt dann wie oben beschrieben und kann natürlich auch wieder über die Zeitdauer-Abweichung erfolgen. Hierbei repräsentiert die zweite Kennlinie einen an- deren Einspritzdruck als die Erste. Bei der Adaption der typischen zweiten Einspritz-Kennlinie an die zweite nominale Einspritz-Kennlinie kann eine Korrekturfunktion oder ein Korrekturwert berücksichtigt werden, der z. B. empirisch ermittelt wurde.

Gemäß der Erfindung ist es ausreichend, dass die Mengen- und/oder Zeitdauer-Abweichung für das Aufstellen einer oder einer Mehrzahl von korrigierten Einspritz-Kennlinien nur an einem einzigen Betriebspunkt des Kraftstoff in jektors ermit- telt wird. Dies erfolgt bevorzugt in einem Kleinstmengen-Einspritzbereich des Kraftstoff in jektors . Ferner ist es bevorzugt, dass die Mengen- und/oder Zeitdauer-Abweichung der tatsächlichen Einspritzmenge/-dauer von der nominalen Einspritz- menge/-dauer in einem Schubbetrieb eines betreffenden Ver- brennungsmotors ermittelt wird, wobei eine Drehzahländerung aufgrund einer oder einer Mehrzahl von Einspritzungen ermittelt wird. Bevorzugt erfolgt dies im Rahmen einer Anpassung einer minimalen Einspritzmenge des Kraftstoffin jektors (MFMA) .

Gemäß der Erfindung ist eine injektorindividuelle Korrektur von Abweichungen der Einspritzmengen durch eine Extrapolation von Messabweichungen durch Bereitstellung einer geeigneten Funktion möglich. Hierdurch ist es möglich, eine wesentliche Verringerung der injektorindividuellen Abweichungen der Einspritzmengen zu erzielen. Dies ist gemäß der Erfindung vor Allem im gesamten ballistischen Betriebsbereich eines Kraft- stoffin jektors möglich. Ferner kann das erf indungemäße Verfahren kostengünstig umgesetzt werden, da nur eine Anpassung von Ansteuerzeiten des Kraftstoff in jektors erfolgt, und keine baulichen Veränderungen vorgenommen werden müssen. Darüber hinaus werden Alterungs- und Verschleißprozesse des Kraft- stoffin jektors berücksichtigt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung näher erläutert. In den Diagrammen der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein nominales Einspritz-Kennfeld für einen Kraftstoffinjektor, mit drei Einspritz-Kennlinien, die jeweils einen Einspritzdruck repräsentieren; Fig. 2 individuelle Einspritz-Kennlinien zweier Kraftstoffinjektoren, deren Einspritzmengen von den nominalen Einspritzmengen bei zugehörigen Einspritzdauern abweichen;

Fig. 3 zwei zeitliche Verläufe einer Drehzahl eines Verbren- nungsmotors in einer Schubphase mit und ohne MFMA

(Minimum Fuel Mass Adaption) ;

Fig. 4 eine allgemeine Form einer gesamten Einspritz-Kenn- linie eines Kraftstoffin jektors in einem ballistischen Betriebsbereich und einen Nadelanschlags- Betriebsbereich des Kraftstoffin jektors ;

Fig. 5 eine individuelle Abweichung einer Einspritzmenge eines Kraftstoff in jektors im ballistischen Betriebsbereich von einer nominalen Einspritzmenge;

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Verlagerung einer typischen Einspritz-Kennlinie eines Kraftstoffin jektors an die nominale Einspritz-Kennlinie; Fig. 7 eine erfindungsgemäße Adaption von typischen Ein- spritz-Kennlinien zweier Kraftstoffin jektoren an die nominale Einspritz-Kennlinie; und

Fig. 8 eine erfindungemäße Übertragung einer bezüglich einer ersten nominalen Einspritz-Kennlinie ermittelten Abweichung einer Einspritzmenge, auf eine zweite typische Einspritz-Kennlinie gegenüber einer zweiten nominalen Einspritz-Kennlinie.

Wenn im Folgenden von einer „Kennlinie" die Rede ist, so sollen damit auch die Begriffe „Kennfeld" oder „Kennbereich" um- fasst sein. D. h. eine Kennlinie kann selbst auch wiederum ein Kennfeld bzw. ein Kennbereich sein. Wenn ferner im Folgenden von einer typischen Kennlinie die Rede ist, so soll damit eine allgemeine, eine Mehrzahl von Kraftstoff in jektoren betreffende Kennlinie gemeint sein. D. h. eine solche Kennlinie ist eine für eine Mehrzahl von Kraftstoffin jektoren ge- mittelte Kennlinie. Hieraus ergibt sich dann gemäß der Erfindung eine korrigierte bzw. individuelle Kennlinie eines Kraftstoffin jektors unter der Voraussetzung, dass eine Abweichung der typischen Kennlinie zu einer nominalen bzw. idealen Kennlinie in wenigstens einem Punkt bekannt ist und so die typische Kennlinie gegenüber der nominalen Kennlinie positionierbar ist.

Die Fig. 1 zeigt ein nominales Einspritzmengen-Kennfeld mit drei nominalen Einspritz-Kennlinien fup_nom,i_? fup_nOm,n_? fup- _nom,iπ, welche jeweils einen bestimmten Einspritzdruck repräsentieren. Diese nominalen Einspritz-Kennlinien fup_nom,i_? fup- nom,ii_? fupnom, in stellen ein gewünschtes ideales Verhalten al^¬ ler Kraftstoffin jektoren für eine bestimmte Anwendung dar, die alle bei einer bestimmten Einspritzdauer ti eine bestimmte Einspritzmenge mf abgeben sollen.

Die Fig. 2 zeigt nun ein reales Verhalten zweier Kraftstoffinjektoren 1, 2 gegenüber dem idealen nominalen Verhalten. Über den gesamten Betriebsbereich hinweg differieren die Einspritzmengen von den idealen Einspritzmengen, was in der Fig. 2 bei der Zeitdauer t dargestellt ist. Hierbei ist die eingespritzte Kraftstoffmenge mfi(t) des Kraftstoffin jektors 1 größer als die nominal einzuspritzende Kraftstoffmenge mf_nom(t), welche wiederum größer als die vom Kraftstoffin jek- tor 2 eingespritzte Kraftstoffmenge mf₂(t) ist. Dies gilt auch für die in der Fig. 2 nicht dargestellten anderen Einspritz-Kennlinien fup der Kraftstoffin jektoren 1, 2 bei anderen Einspritzdrücken.

Derzeit gibt es zwei Verfahren, die eine injektorindividuelle Anpassung von Einspritzmengen-Kennfeldern zumindest teilweise ermöglichen. Dies ist die oben schon erwähnte UC (Injector Indiviudal Correction) und die ebenfalls schon genannte MFMA (Minimum Fuel Mass Adaption) .

Die UC wurde ursprünglich entwickelt, um eine auszubringende Anzahl von Kraftstoffin jektoren aus der Fertigung zu erhöhen. Hierbei werden bei einer großen Anzahl an Kraftstoffin jektoren die Einspritzmengen-Kennfelder mittels einer Mengen-Mess- technik vermessen und ein mittleres Einspritzmengen-Kennfeld errechnet. Die Abweichungen des Einspritzmengen-Kennfelds aller anschließend vermessenen Kraftstoffin jektoren zum mittleren Einspritzmengen-Kennfeld werden bei bestimmten Messpunkten gemessen, anhand statistischer Methoden für das gesamte Einspritzmengen-Kennfeld extrapoliert und für einen Fahrzeugbetrieb in entsprechenden Einspritzmengen-Kennfeldern abgelegt. Die Vermessung muss wegen der benötigten Messmittel an einem Prüfstand durchgeführt werden, wodurch eine Wiederholung im Fahrbetrieb nicht möglich ist. D. h. es kann keine Korrektur während der Lebensdauer der Kraftstoff in jektoren vorgenommen werden. Ferner ergibt sich insbesondere im ballistischen Betriebsbereich der Kraftstoffin jektoren nur eine geringe Genauigkeit.

Bei der MFMA werden während der Lebensdauer die Abweichungen der Ist- von den Soll-Einspritzmengen von Kraftstoffin jektoren in einem Kleinstmengen-Einspritzbereich mittels Drehzahländerungen bestimmt und angepasst. Hierbei wird in Schubpha- sen des Verbrennungsmotors (siehe auch Fig. 3), in welchen normalerweise keine Einspritzungen stattfinden, in einem Zylinder Einspritzungen mit sehr geringen Mengen vorgenommen und über eine dadurch erfolgende Änderung einer Drehzahl n (gepunktete Linie in Fig. 3) eine zugehörige Einspritzmenge anhand von Modellen errechnet. Die sich dadurch ergebenden Korrekturgrößen werden injektorindividuell für die geprüften Kleinstmengen in Einspritzmengen-Kennfeldern abgelegt. Problematisch bei der MFMA ist, dass diese nur in einem Kleinst- mengen-Einspritzbereich anwendbar ist, da ansonsten die Einspritzungen vom Fahrer akustisch oder als eine Beschleunigung wahrgenommen werden.

In einem Nadelanschlag-Betriebsbereich des Kraftstoff in jek- tors 1, 2 kann zur Mengenkorrektur ICC, und in einem ballistischen Betriebsbereich bis ca. 3mg pro Einspritzung kann die MFMA angewendet werden; siehe hierzu die Fig. 4. In dem Bereich von ca. 3mg bis ca. 15-20mg pro Einspritzung gibt es derzeit kein ausreichend genaues Korrekturverfahren. Der Na- delanschlag-Betriebsbereich (Einspritzmengen von mehr als ca. 15-20mg pro Einspritzung) und der ballistische Betriebsbereich (Einspritzmengen bis ca. 15-20mg pro Einspritzung) des Kraftstoffin jektors 1, 2 sind durch eine Gradientenänderung (Knick) in der jeweiligen Einspritz-Kennlinie voneinander un- terscheidbar .

Eine Korrektur für ein vollständiges Einspritz-Kennfeld während einer gesamten Lebensdauer des Kraftstoffin jektors 1, 2 ist mit den zur Verfügung stehenden Verfahren nicht möglich. Insbesondere steht kein Verfahren zur Verfügung, durch welches eine ausreichende Korrektur für den vollständigen ballistischen Betriebsbereich möglich wäre.

Gemäß der Erfindung kann eine injektorindividuelle Korrektur der Einspritzmengen-Abweichungen über den gesamten ballistischen Betriebsbereich einer Düsennadel erfolgen. Darüber hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch in einem Übergangsbereich vom ballistischen Betriebsbereich in den Nadelanschlags-Betriebsbereich sowie im gesamten Nadelan- schlags-Betriebsbereich des Kraftstoff in jektors 1, 2 anzuwenden .

Eine Vermessung von mehreren Kraftstoffin jektoren 1, 2, ... hat gezeigt, dass die individuellen Abweichungen der jeweiligen Kraftstoffin jektoren 1, 2, ... insbesondere im ballistischen Betriebsbereich aber auch im Nadelanschlags-Betriebsbereich vorhersagbaren Mustern entsprechen. D. h. die Kraftstoffin- jektoren 1, 2, ... besitzen im Wesentlichen alle ein gemeinsames Verhalten; die jeweiligen individuellen Kennlinien fupi, fup₂, fup sind zueinander ähnlich, befinden sich jedoch jeweils in einer anderen Lage im Einspritz-Kennfeld. Dieses Muster ist abhängig von einer konstruktiven, also mechani- sehen und hydraulischen, Auslegung der Kraftstof fin jektoren 1, 2, ....

So nimmt bei bestimmten Kraftstof fin jektoren 1, 2, ... z. B. mit zunehmender Einspritzmenge mfi, mf₂, mf eine Abweichung zur nominalen Einspritzmenge mf_nom zu, d. h. die betreffende individuelle Einspritz-Kennlinie fupi, fup₂, fup klafft gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom auf, was in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist. D. h. die Abweichungen sind als eine Spreizung zur nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom feststellbar.

Darüber hinaus sind andere einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 1, 2, ... gemeinsame Verhalten möglich. So kann sich die jeweilige individuelle Einspritz-Kennlinie fupi, fup₂, fup parallel zur nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom erstrecken. Auch ein Polynom- oder Exponentialverhalten ist möglich. Hierbei kann das jeweilige Parallel-, Aufspreiz-, Polynom- oder Exponentialverhalten auch nur abschnittsweise gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom in Erschei- nung treten.

Ist nun eine jeweilige Abweichung Δmfi,i, Δmf₂,i, Δmf _fl einer Einspritzmenge mfi,i, mf₂,i, mf _fI an nur einem einzigen Punkt, also für nur eine einzige Einspritzdauer tii,i, ti₂,i, ti ,_τ bekannt, so ist es gemäß der Erfindung möglich, die Abweichungen für alle anderen Punkte der betreffenden individuellen Kennlinie fupi,i, fup₂,i, fup ,i (siehe auch Fig. 5 bis 7) und auch die anderen betreffenden individuellen Kennlinien fupi,n, fup₂,n, fup ,n; fupi, , fup₂, , fup , ; ... (siehe auch Fig. 8) des Einspritz-Kennfelds zu berechnen und entsprechend zu korrigieren. D. h. es werden jeweils korrigierte Einspritz-Kennlinien fupi,i,_korr, fup₂,i,korr, fup ,i,_kOr_r; fupi,n,_korr, fup₂,II,_korr, fup ,II,_kor_r; fupi, ,_korr, fup₂, ,korr, fup , ,_korr; ... aufgestellt. Der Index I, II, ... repräsentiert dabei unterschiedliche Einspritzdrücke.

Die in Fig. 5 dargestellte individuelle Einspritz-Kennlinie fupi,i des Kraftstoffin jektors 1 weicht von der ebenfalls in der Fig. 5 dargestellten nominalen Einspritz-Kennlinie fup- _no_m, i ab. Hierbei ist in Fig. 5 nur der jeweilige ballistische Betriebsbereich des Kraftstoffin jektors 1 bzw. die entsprechenden Abschnitte der Einspritz-Kennlinien fupi,i, fup_nom,i dargestellt. Mit einer zunehmenden Ansteuerdauer ti des

Kraftstoffin jektors 1 weicht die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge mfi immer mehr von der nominal einzuspritzenden Kraftstoffmenge mf_nom ab.

D. h. die individuelle Einspritz-Kennlinie fupi,i spreizt sich gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom,i auf, ist also nicht nur parallel verschoben, sondern auch um einen gewissen Winkelbetrag gedreht gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom,i vorgesehen. Diese individuelle Ein- spritz-Kennlinie fupi,i wird dadurch erhalten, dass eine vielen Kraftstoffin jektoren gemeinsame, mittlere bzw. typische Einspritz-Kennlinie fupi durch eine Ermittlung einer real eingespritzten Kraftstoffmenge mfi eines Kraftstoffin jektors 1 in ihrer Lage im Einspritz-Kennfeld bekannt ist. Die indi- viduelle Einspritz-Kennlinie fupi,i unterscheidet sich von einer typischen Einspritz-Kennlinie fupi dadurch, dass ihre Position im Einspritz-Kennfeld genau bekannt ist, eine Form entspricht nach wie vor der typischen Einspritz-Kennlinie fu-

Gemäß der Erfindung wird nun bei einer bestimmten Ansteuer- dauer ti eine durch den Kraftstoffin jektor 1 bei einem Einspritzdruck: I real eingespritzte Kraftstoffmenge mfi,i(ti) bestimmt; siehe Fig. 5. Dies kann z. B. in einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftstoff in jektors 1 in einem Verbrennungsmotor während einer Fahrt, z. B. mittels MFMA oder über die Ermittlung eines generierten Drehmoments in einem jeweiligen Zylinder des Verbrennungsmotors, erfolgen. Darüber hinaus ist aus der zugeordneten nominalen Einspritz-Kennlinie fupnom,i für die Ansteuerdauer ti = t_nOm die eigentlich einzu^¬ spritzende Kraftstoffmenge mf_nom,i (ti) bekannt.

Somit kann die Mengen-Abweichung Δmfi,i (ti) = |mfi,i(ti) - mf_nom, i (ti) I der real eingespritzten Kraftstoffmenge mfi,i (ti) mit der nominal einzuspritzenden Kraftstoffmenge mf_nom, i bestimmt werden. Aus der Mengen-Abweichung Δmfi,i (ti) kann eine Zeitdauer-Abweichung Δtii,i(ti) bestimmt werden, mit welcher dann eine tatsächliche Ansteuerdauer t₂ des Kraftstoffin jektors 1 bestimmbar ist, damit dieser die gewünschte Kraft- stoffmenge mf_nom,i (ti) einspritzt. Im vorliegenden Beispiel ist dies t₂ = ti - Δtii,i(ti), wobei Δtii,i(ti) vorzeichenbehaftet eingeht.

Somit ist es möglich, die individuelle Einspritz-Kennlinie fupi,i und auch die typische Einspritz-Kennlinie fupi an die nominale Einspritz-Kennlinie fup_nom,i zu adaptieren bzw. anzu- passen, was in der Fig. 6 dargestellt ist. Hierbei wird die individuelle Einspritz-Kennlinie fupi,i oder die typische Einspritz-Kennlinie fupi bei mf_nom,i (ti) bei ti mit der nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom,i zur Deckung gebracht, d. h. hier schneiden sich die beiden Kennlinien fupi,i/fupi, fup_nom,i-

Ferner ist es möglich, die individuelle Einspritz-Kennlinie fupi,i oder die typische Einspritz-Kennlinie fupi zusätzlich an die nominale Einspritz-Kennlinie fup_nom,i anzupassen, so- weit ein gegenseitiges Verhalten bekannt ist. Fig. 6 zeigt z. B. zusätzlich die Möglichkeit, die individuelle Einspritz- Kennlinie fupi,i oder die typische Einspritz-Kennlinie fupi gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie fup_nom,i zu ver- drehen; siehe auch unten. Darüber hinaus sind auch noch andere Anpassungsfunktionen (Polynom-, Exponential-Funktionen, etc.) anwendbar.

Fig. 7 erläutert die Erfindung an einem Beispiel. Bei einer Einspritzmenge von mfi = mf₂ = 2mg Kraftstoff beträgt die jeweilige Zeitabweichung Δtii,i, Δti₂,i für den Kraftstoffin jek- tor 1 Δtii,i = lOμs und für den Kraftstoffin jektor 2 Δti₂,i = - 15μs. Durch die Auf spreizung betragen diese Zeit-Abweichungen bei einer Einspritzmenge von mfi = mf₂ = 15mg Kraftstoff 20μs bzw. -30μs. D. h. erfindungsgemäß werden die Zeitabweichungen bei mfi = mf₂ = 2mg mit dem Faktor 2 multipliziert, um die Zeitabweichungen bei mfi = mf₂ = 15mg zu berechnen und zu korrigieren. Zwischenwerte werden entsprechend interpoliert.

Fig. 8 zeigt in den Schritten A, B, C eine Übertragung eines adaptierten Werts von einer Einspritz-Kennlinie fupi (fupi,i, fupnom, i) auf eine zweite Einspritz-Kennlinie fupn (fupi,n, fupnom, _II) ■ Der bei der Einspritz-Kennlinie fupi bei der Ein^¬ spritzmenge mf = 2mg adaptierte Wert wird mittels einer Funk- tion auf die Einspritz-Kennlinie fup_π übertragen. Da der

Verlauf der Einspritz-Kennlinie fup_π ebenfalls bekannt ist, ist es nun erfindungsgemäß möglich, bei der Einspritz- Kennlinie fupn bei der Einspritzmenge mf = 2mg alle anderen Einspritzmengen bei fup_π zu bestimmen, was in der Fig. 8 beispielhaft für die Einspritzmenge mf = 12mg dargestellt ist .

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur individuellen Korrektur von Einspritzmen- gen bzw. -dauern (mfi, mf₂, mf ; tii, ti₂, ti ) insbesondere für einen ballistischen Betriebsbereich eines Kraftstoffin jektors (1, 2, ... ) , wobei in einem Betrieb des Kraftstoffin jektors (1, 2, ...) eine Mengen-Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ) einer tatsächlichen Einspritzmenge (mfi, mf₂, mf ) von einer nominalen Einspritzmenge (mf_nom) des Kraftstoffin jektors (1, 2, ...) ermittelt wird, und durch diese Mengen-Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ) eine injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) des Kraftstoff in jektors (1, 2, ...) an eine nominale Einspritz-Kennlinie (fup_nom) adaptiert wird, wo^¬ bei eine typische Einspritz-Kennlinie (fup) für den Kraftstoffin jektor (1, 2, ...) eine allgemeine, eine Mehrzahl von Kraftstoffin jektoren betreffende Einspritz- Kennlinie ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) aus der typischen Einpritz-Kennlinie (fup) erhalten wird, indem ein betreffender Punkt der typischen Einspritz- Kennlinie (fup) in einen Punkt einer tatsächlichen Einspritzmenge (mfi, mf₂, mf ... ) verlagert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei aus der ermit- telten, insbesondere einzigen, Mengen-Abweichung (Δmfi,

Δmf₂, Δmf ) unter Berücksichtigung der nominalen Einspritz-Kennlinie (fup_nom) die tatsächliche Einspritz- Kennlinie für den Kraftstoffin jektor (1, 2, ...) berechnet wird.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei aus der Mengen-Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ) eine Zeitdauer- Abweichung (Δtii, Δti₂, Δti ) einer tatsächlichen Ein- spritzdauer (tii, ti₂, ti ) von einer nominalen Einspritzdauer (tinom) berechnet wird, wobei durch die Zeitdauer-Abweichung (Δtii, Δti₂, Δti ) die injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) an die nominale Einspritz-Kennlinie (fup_nom) adaptiert wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei aus der Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) der tatsächlichen Einspritzmenge/-dauer (mfi, mf₂, mf ; tii, ti₂, ti ) von der nominalen Einspritzmenge/-dauer (mf_nom; tinom) , eine korrigierte Einspritz-Kennlinie (fupi,_korr, fup₂,_kθrr/' fup , korr ) aufgestellt wird, durch welche der Kraftstoffin jektor (1, 2, ...) angesteuert wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) unter Berücksichtigung ihrer Lage gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie (fup_nom) an diese adap- tiert wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) unter Berücksichtigung eines Parallel-, ei- nes Aufspreiz-, eines Polynom- oder Exponentialverhal- tens gegenüber der nominalen Einspritz-Kennlinie (fup_nom] an diese adaptiert wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei an- hand der Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) die injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) in die nominale Einspritz-Kennlinie (fup_no_m) verschoben und/oder ggf. gedreht wird.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die injektorindividuell typische Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) um die Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) parallel verschoben wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei anhand der Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) ein Teilabschnitt der injektorindividuell typischen Einspritz-Kennlinie (fupi, fup₂, fup ) an einen Teilabschnitt der nominalen Einspritz-Kennlinie (fup_nom) adap^¬ tiert wird.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei durch eine Abweichung (Δmfi,i, Δmf₂,i, Δmf _rI; Δtii,i,

Δti₂,i, Δti ,i) bezüglich einer ersten nominalen Einspritz-Kennlinie (fup_nom,i), eine injektorindividuell typische zweite Einspritz-Kennlinie (fupi,n, fup₂,n, fup ,n) an eine zweite nominale Einspritz-Kennlinie (fupnom, Ii ) adaptiert wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei bei der Adaption der injektorindividuell typischen zweiten Einspritz- Kennlinie (fupi,n, fup₂,n, fup ,n) an die zweite nominale Einspritz-Kennlinie (fup_nom,π) , eine Korrekturfunktion (f) oder ein Korrekturwert (f) berücksichtigt wird.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) für das Aufstellen einer (fupi,_korr, fup₂,korr, fup ,_korr) oder einer Mehrzahl von korrigierten Einspritz-Kennlinien

( f UPi , I, korr; f Up₂, I , korr f f up , i , korr j f UPl , 11 , korr r f Up₂ , n , korr r fup ,_II, korr; •••) nur an einem einzigen Betriebspunkt des Kraftstoffin jektors (1, 2, ...) ermittelt wird.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) der tatsächlichen Einspritzmenge/-dauer (mfi, mf₂, mf ; tii, ti₂, ti ) des Kraftstoffin jektors (1, 2, ...) von der no- minalen Einspritzmenge/-dauer (mf_nom, ti_nom) in einem

Kleinstmengen-Einspritzbereich des Kraftstoffin jektors (1, 2, ...) ermittelt wird.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) der tatsächlichen Einspritzmenge/-dauer (mfi, mf₂, mf ; tii, ti₂, ti ) von der nominalen Einspritzmenge/-dauer (mf_nom, ti_no_m) in einem Schubbetrieb eines betreffenden Verbrennungsmotors ermittelt wird.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Abweichung (Δmfi, Δmf₂, Δmf ; Δtii, Δti₂, Δti ) der tat- sächlichen Einspritzmenge/-dauer (mfi, mf₂, mf ; tii, ti₂, ti ) von der nominalen Einspritzmenge (mf_nom, ti_nom) durch eine Drehzahländerung aufgrund einer Einspritzung ermittelt wird.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Verfahren im ballistischen Betriebsbereich, bevorzugt über im Wesentlichen den gesamten ballistischen Betriebsbereich des Kraftstoffin jektors (1, 2, ... ) , und/oder in einem Nadelanschlag-Betriebsbereich des Kraftstoffin jektors (1, 2, ...) durchgeführt wird.

18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Verfahren in einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftstoffin jektors im Verbrennungsmotor, durchgeführt wird.

19. Steuerung, insbesondere Motorsteuerung, die ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 durchzuführen .