WO2012079968A1 - Verfahren zum koordinierten durchführen einer anzahl von injektorkalibrierungsvorgängen - Google Patents

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Klaus Joos
Harry Friedmann
Achim Hirchenhein
Christian Reschke
Holger Rapp
Werner Hess
Andreas Koch
Joerg Koenig
Ruben Schlueter
Christoph Heisen
Stephanie Wirth
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors

Definitions

  • the present invention relates to a method of coordinating a number of injector calibration operations.
  • Fuel injection pads allow the metering of the fuel required for combustion in an internal combustion engine by means of one or more injectors.
  • gasoline direct injection and common rail injection the fuel is injected directly into the combustion chamber.
  • the metered amount of fuel is of crucial importance.
  • injector calibration methods are used in which a connection between activation duration and injection quantity is produced individually for each injector in order to be able to use it for future injections.
  • An injector calibration method is presented in DE 10 2005 051 701 A1. Such methods are also described in DE 10 2009 003 212 A1 and DE 10 2009 003 211 A1. It is desirable to further improve injector calibration.
  • the invention is based on the measure of performing a number of injector calibration operations in a priority-dependent order. Effectively, operating points and / or drive times are prioritized and handled in order of priority.
  • the advantage of the proposed method lies in the fact that in particular those operating points or drive periods, which - bpsw. for emission or running rest reasons - have a particular relevance to the vehicle operation, early measured or calibrated.
  • the present invention can be used in any combustion process - whether port injection or direct injection - and leads by early calibration of prioritized injector calibration operations to improved operation of the internal combustion engine in cases where these injections are then requested during operation.
  • the improvement can be shown, for example, in an exhaust gas and / or noise emission reduction.
  • Today's methods only measure operating points or activation periods, however, if they result randomly. A concrete prioritization does not take place.
  • the prioritization is selected so that emission is reduced, smoothness is increased, durability and / or life is increased, and / or wear is reduced.
  • cross influences are becoming increasingly important for the actual injector behavior.
  • temperature of the internal combustion engine injection pressure, aging effects or pauses between two activations may be mentioned.
  • these cross-influences are mapped in functionality, i. the injector calibration is performed depending on the operating point.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for the provision of the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.). Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • Figure 1 shows a highly schematic representation of an internal combustion engine with a fuel injection system and a plurality of injectors.
  • FIG. 2 shows a flowchart for illustrating an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 10 which comprises a fuel reservoir 12, from which fuel is conveyed into a high-pressure fuel line 16 by means of a delivery system 14.
  • the high pressure line 16 is formed for example as a common rail.
  • the high-pressure line 16 is connected to injectors 18, which make it possible to inject fuel directly into the injectors 18 each associated combustion chambers 20.
  • the operation of the internal combustion engine 10 and in particular the fuel injection system, which is formed for example by the conveyor system 14, the high pressure line 16 and the injectors 18 is controlled by a computing unit, here a controller 22.
  • the controller 22 allows the detection of input values and the provision of output values or the actuation of actuators, in particular the control of the injectors 18th
  • the control unit 22 is program-technically designed to carry out a method according to the invention. For this purpose, for example, in the
  • Control unit uses a memory device are stored in the calibrated injection operations with associated priority values. These can be stored, for example, before the delivery of the internal combustion engine. Alternatively or additionally, the data may be stored in the event of scheduled maintenance, e.g. Workshop visits, customer service, etc., to be renewed.
  • scheduled maintenance e.g. Workshop visits, customer service, etc.
  • the invention begins at a step 200 where certain priority values are assigned to particular injector calibration operations to determine an order of calibrations to be performed.
  • the order of the calibrations to be performed is expediently to be determined within the scope of the application and may be e.g. based on findings of the combustion process development.
  • Preferably, particularly critical operating states of the injector are calibrated early with regard to the effects of emissions.
  • the step 200 usually takes place at the manufacturer or in a workshop.
  • a step 201 according to the prioritization, specific operating points and / or activation periods, which are assigned to the prioritized injector calibration processes, are targeted during the operation of the internal combustion engine.
  • the control unit 22 controls the internal combustion engine 10 accordingly.
  • Katforming operation heating of the catalytic converter after the cold start
  • these short injections advantageously at an operating point characterizing the cold start - are assigned higher priority values than long injection periods. tions.
  • the Katching operation uses a certain pressure.
  • the injector calibration is expediently controlled by a coordinator (filed as a program part in the control unit).
  • the role of the coordinator is to monitor the switch-on conditions for the functions, to trigger the calibration and to release correction values.
  • the coordinator is adapted so that it proceeds depending on priority.
  • a step 202 the calibration process is then performed.
  • known methods are available, as described, for example, in the introduction.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Kalibrierungsvorgängen bei einem Injektor einer Brennkraftmaschine, wobei den einzelnen durchzuführenden Injektorkalibrierungsvorgängen jeweils ein Prioritätswert zugewiesen wird, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge dann der Reihe nach entsprechend den ihnen zugewiesenen Prioritätswerten durchgeführt werden.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungs- vorgängen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen.
Stand der Technik
Kraftstoffeinspritzeinlagen ermöglichen die Zumessung des für eine Verbrennung in einer Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoffs mittels einer oder mehrerer Injektoren. Bei der Benzin-Direkteinspritzung und der Common-Rail-Einspritzung wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt. Für die Verbrennungsqualität und damit den Verbrauch sowie das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine ist die zugemessene Kraftstoffmenge von entscheidender Bedeutung.
Die zugemessene Kraftstoffmenge wird jedoch durch Eigenschaften des Injektors selbst beeinflusst. Aufgrund von Exemplarstreuungen, die bei den innerhalb einer Brennkraftmaschine verwendeten Injektoren auftreten, ist die von diesen Injektoren zugemessene Kraftstoffmenge meist unterschiedlich, was eine verminderte Verbrennungsqualität mit sich bringen. Insbesondere im sogenannten Kleinmen- genbereich wirkt sich eine relative Exemplarstreuung der Injektoren besonders aus. Zur Adressierung dieses Problems werden Injektorkalibrierungsverfahren eingesetzt, bei denen ein Zusammenhang zwischen Ansteuerdauer und Einspritzmenge injektorindividuell hergestellt wird, um diesen für zukünftige Einspritzungen verwenden zu können. Ein Injektorkalibrierungsverfahren wird in der DE 10 2005 051 701 A1 vorgestellt. Auch in den DE 10 2009 003 212 A1 und DE 10 2009 003 211 A1 werden solche Verfahren beschrieben. Es ist wünschenswert, die Injektorkalibrierung weiter zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum koordinierten Durchführen einer An- zahl von Injektorkalibrierungsvorgängen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung basiert auf der Maßnahme, eine Anzahl von Injektorkalibrierungs- Vorgängen in einer prioritätsabhängigen Reihenfolge durchzuführen. Effektiv werden Betriebspunkte und/oder Ansteuerdauern priorisiert und in der Reihenfolge ihrer Priorität abgehandelt.
Vorteile der Erfindung
Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens liegt besonders darin, dass insbesondere solche Betriebspunkte oder Ansteuerdauern, welche - bpsw. aus Emissions- oder Laufruhegründen - eine besondere Relevanz für den Fahrzeugbetrieb haben, frühzeitig vermessen bzw. kalibriert werden. Die vorliegende Erfin- dung ist bei beliebigen Brennverfahren - ob Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung - einsetzbar und führt durch frühzeitige Kalibrierung priorisierter Injektorkalibrierungsvorgänge zu einem verbesserten Betrieb der Brennkraftmaschine in den Fällen, in denen diese Einspritzungen dann im Betrieb angefordert werden. Die Verbesserung kann sich bspw. in einer Abgas- und/oder Ge- räuschemissionsreduktion zeigen. Heutige Verfahren vermessen Betriebspunkte oder Ansteuerdauern hingegen nur dann, wenn sie sich zufällig ergeben. Eine konkrete Priorisierung findet nicht statt. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn einzelne Betriebspunkte oder Ansteuerdauern besonders kritisch für ein Erreichen eines optimierten Abgasverhaltens sind, da dann der Fall eintreten kann, dass diese besonderen Betriebspunkte zu Gunsten anderer, zufällig häufiger auftretender Betriebpunkte nicht rechtzeitig adaptiert werden können. Zur Erreichung dieses Ziels kann in Kauf genommen werden, kurzfristig auf mögliche Kalibrierungen anderer Betriebspunkte zu verzichten oder zeitlich begrenzt mit schlechterem Abgas als eigentlich notwendig zu fahren. Im Rahmen der Erfindung werden vorzugsweise ein definierter Betriebszustand und/oder eine definierte Ansteuerdauer gezielt herbeigeführt, um eine Kalibrierung durchzuführen.
Zweckmäßigerweise wird die Priorisierung so gewählt, dass eine Emission reduziert wird, eine Laufruhe erhöht wird, eine Haltbarkeit bzw. Lebensdauer erhöht wird, und/oder ein Verschleiß vermindert wird.
In dem Maße, in dem immer kleinere Mengen zugemessen werden sollen, gewinnen Quereinflüsse eine immer größere Bedeutung für das tatsächliche Injek- torverhalten. Als Beispiel seien Temperatur der Brennkraftmaschine, Einspritzdruck, Alterungseffekte oder Pausen zwischen zwei Ansteuerungen genannt. Um eine qualitativ hochwertige Injektorkalibrierung durchführen zu können, werden diese Quereinflüsse in der Funktionalität abgebildet, d.h. die Injektorkalibrierung wird betriebspunktabhängig durchgeführt. Darüber hinaus ist eine möglichst ge- naue Identifikation der gegenwärtigen Betriebsbedingungen zweckmäßig, um ein gemessenes Ergebnis korrekt zuordnen und in der Folge anwenden zu können.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzanlage und einer Mehrzahl von Injektoren.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die einen Kraftstoffvorrats- behälter 12 umfasst, aus dem mittels eines Fördersystems 14 Kraftstoff in eine Kraftstoffhochdruckleitung 16 gefördert wird. Die Hochdruckleitung 16 ist beispielsweise als Common-Rail ausgebildet. Die Hochdruckleitung 16 ist mit Injektoren 18 verbunden, die es ermöglichen, Kraftstoff direkt in den Injektoren 18 jeweils zugeordnete Brennräume 20 einzuspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 und insbesondere der Kraftstoffeinspritzanlage, die beispielsweise durch das Fördersystem 14, die Hochdruckleitung 16 und die Injektoren 18 gebildet ist, wird von einer Recheneinheit, hier einem Steuergerät 22, gesteuert bzw. geregelt. Das Steuergerät 22 ermöglicht die Erfassung von Eingabewerten und die Bereitstellung von Ausgabewerten bzw. die Ansteuerung von Aktoren, insbesondere die Ansteuerung der Injektoren 18.
Das Steuergerät 22 ist programmtechnisch zur Durchführung eines erfindungs- gemäßen Verfahrens eingerichtet. Zu diesem Zweck wird beispielsweise in dem
Steuergerät eine Speichereinrichtung verwendet, in der zu kalibrierende Injektionsvorgänge mit zugehörigen Prioritätswerten abgelegt sind. Diese können beispielsweise vor der Auslieferung der Brennkraftmaschine eingespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Daten bei vorgesehenen Wartungsarbeiten, wie z.B. Werkstattbesuchen, Kundendiensten usw., erneuert werden.
Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Die Erfindung beginnt in einem Schritt 200, in dem bestimmten Injektorkalibrierungsvorgängen bestimmte Prioritätswerte zugewiesen werden, um eine Reihenfolge der durchzuführenden Kalibriervorgänge zu bestimmen. Die Reihenfolge der durchzuführenden Kalibriervorgänge ist zweckmäßigerweise im Rahmen der Applikation festzulegen und kann sich z.B. an Erkenntnissen der Brennverfah- rensentwicklung orientieren. Vorzugsweise werden hinsichtlich Emissionseinflüssen besonders kritische Betriebszustände des Injektors frühzeitig kalibriert. Der Schritt 200 findet üblicherweise beim Hersteller bzw. in einer Werkstatt statt.
In einem Schritt 201 werden entsprechend der Priorisierung bestimmte Betriebs- punkte und/oder Ansteuerdauern, welche den priorisierten Injektorkalibrierungsvorgängen zugeordnet sind, gezielt während des Betriebs der Brennkraftmaschine angefahren. Dazu steuert das Steuergerät 22 die Brennkraftmaschine 10 entsprechend an. Beispielsweise haben beim sogenannten Katheiz-Betriebs (Aufheizen des Katalysator nach dem Kaltstart) insbesondere kurze Einspritzungen entscheidenden Einfluss auf die Güte des sich ergebenden Abgases. In der Folge werden diesen kurzen Einspritzungen - zweckmäßigerweise bei einem den Kaltstart kennzeichnenden Betriebspunkt - höhere Prioritätswerte zugewiesen als langen Einsprit- zungen. Es ist darüber hinaus bekannt, dass der Katheiz-Betrieb einen bestimmten Druck verwendet. Hier ist es vorgesehen, den hoch prioren Druck gezielt anzufahren, um die Kalibrierung für den kritischsten Adaptionspunkt schnell durchführen zu können. Die Priorisierung dieses Drucks allein ist hier nicht optimal, da nur ein Druck vorherrscht und daher keine prioritätsabhängige Auswahl aus mehreren Drücken erfolgen kann, wie es bspw. bei Ansteuerdauern möglich ist. Die Freigabebedingungen für einen solchen "erzwungenen Betriebspunkt" müssen jedoch erfüllt sein.
Die Injektorkalibrierung wird zweckmäßigerweise von einem Koordinator (als Programmteil im Steuergerät abgelegt) gesteuert. Aufgabe des Koordinators ist es, die Einschaltbedingungen für die Funktionen zu überwachen, die Kalibrierung auszulösen und Korrekturwerte freizugeben. In Ausgestaltung der Erfindung wird der Koordinator so angepasst, dass er prioritätsabhängig vorgeht.
In einem Schritt 202 wird dann der Kalibrierungsvorgang durchgeführt. Dazu bieten sich bekannte Methoden an, wie sie bspw. einleitend beschrieben sind.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Kalibrierungsvorgängen bei einem Injektor (18) einer Brennkraftmaschine (10), wobei den einzelnen durchzuführenden Injektorkalibnerungsvorgängen jeweils ein Prioritätswert zugewiesen wird, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge der Reihe nach entsprechend den ihnen zugewiesenen Prioritätswerten durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei einem Injektorkalibrierungsvorgang ein Betriebspunkt und/oder eine Ansteuerdauer zugeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Betriebspunkte der Brennkraftmaschine (10) entsprechend dem Prioritätswert des Injektorkalibrierungsvorgangs, welchem der Betriebspunkt zugeordnet ist, angefahren werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Betriebspunkt durch eine
Temperatur der Brennkraftmaschine (10), einen Einspritzdruck, ein Alter des Injektors (18) und/oder durch eine Länge von Pausen zwischen zwei Einspritzvorgängen definiert ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei den einzelnen durchzuführenden Injektorkalibrierungsvorgängen jeweils ein Prioritätswert in Abhängigkeit von einer Emission, einer Laufruhe, einer Haltbarkeit und/oder einem Verschleiß zugewiesen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei Injektorkalibnerungsvorgängen ein hoher Prioritätswert zugewiesen wird, bei denen eine Emission reduziert wird, eine Laufruhe erhöht wird, eine Haltbarkeit erhöht wird und/oder ein Verschleiß vermindert wird. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge von einem Koordinator gesteuert werden, der eine Einschaltbedingung für einen Injektorkalibrierungsvorgang überwacht, einen Injektorkalibrierungsvorgang auslöst und/oder Korrekturwerte freigibt.
Recheneinheit (22), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
PCT/EP2011/071253 2010-12-17 2011-11-29 Verfahren zum koordinierten durchführen einer anzahl von injektorkalibrierungsvorgängen WO2012079968A1 (de)

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