WO2013107559A1 - Verfahren zur korrektur einer einspritzmenge bei einer mehrfacheinspritzung durch einen injektor einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur korrektur einer einspritzmenge bei einer mehrfacheinspritzung durch einen injektor einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2013107559A1
WO2013107559A1 PCT/EP2012/074434 EP2012074434W WO2013107559A1 WO 2013107559 A1 WO2013107559 A1 WO 2013107559A1 EP 2012074434 W EP2012074434 W EP 2012074434W WO 2013107559 A1 WO2013107559 A1 WO 2013107559A1
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injection quantity
determined
actual
injector
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Wolfgang Samenfink
Andreas Kufferath
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting an injection quantity in a multiple injection by an injector of an internal combustion engine and a computing unit for its implementation.
  • In-use injectors for injecting fuel into the cylinder or the intake manifold of an internal combustion engine normally have to cover a wide range of quantities. This usually extends from the idle point or a fired overrun mode, whereby a minimum amount is defined, to full load at high speeds, whereby a maximum amount is defined.
  • the injected fuel quantity correlates linearly with the duration of injection (activation duration of the injector).
  • a very large linear range means a comparatively high production cost for the injector. This production cost is the higher, the less unwanted deviations from the linearity to be kept especially in the small amount range.
  • both the deviation from the linearity and the scattering between injectors with each other can be comparatively large, which makes a generally valid and non-injector-individual correction more difficult. This is due to the fact that the injectors do not open identically and therefore the opening time deviates more or less from the specified injection duration. The shorter the duration of injection, the more these deviations have an effect.
  • the Copy discrepancies in the small quantity range lead to poor running smoothness at idle and possibly also to a deterioration in the conversion of the pollutant components.
  • An adaptation method is proposed which allows the nonlinear (so-called ballistic) range of the injection duration / injection quantity characteristics to be determined for different pause times.
  • the entire usable Zumess Scheme is larger, which can also affect the direction of a cheaper production of the injector.
  • An adaptation is preferably carried out selectively for each injector.
  • the adaptation takes place at a first, earlier point in time and, as a result, provides a relationship between an actual injection quantity and a desired injection quantity of a multiple injection for different pause times.
  • the adaptation can be carried out regularly, for example. Depending on the operating time or mileage. It is expediently several times
  • the frequency can in particular be made dependent on the aging of the injector and / or adjusted by application.
  • a correction of an injection quantity in a multiple injection is carried out at a second, later point in time (usually during normal operation).
  • Subsets is therefore usually greater than the sum of the desired subsets, from which derive the individual injection periods.
  • the transverse influence is based, on the one hand, on the only slowly decreasing residual magnetization of the coil and, on the other hand, on the dynamics effects of the needle and the
  • Injektorindividuell determined in an adaptation process and taken into account for the subsequent control in the context of a correction.
  • the adaptation of the mass dispersion with multiple injection with different pause times is preferably carried out separately for each injector, i. the adaptation process is run through separately for each injector and the result stored in a corresponding map. Also preferably, the ambient and operating conditions (e.g., fuel pressure, temperature) are taken into account.
  • a fuel temperature and / or a fuel pressure to vary and take into account in a corresponding map.
  • individual variation parameters can also be omitted.
  • a total amount of fuel is required, which is determined by the engine control unit together with pause times of a multiple injection.
  • the actual required individual injection periods can now be determined based on at least these two variables, for example, from a map.
  • a preferred characteristic field therefore contains individual injection periods as a function of the pause time and the actual total injection quantity.
  • a determination of an injection quantity from a lambda signal is essentially based on the fact that the hydrocarbon emissions in the exhaust gas line rise when a single injector is activated in a coasting phase and no combustion is brought about.
  • the lambda probe which is preferably a
  • the method uses only the evaluation of a lambda signal of a lambda probe, preferably a broadband probe, which is usually installed anyway in the system.
  • a lambda signal of a lambda probe preferably a broadband probe, which is usually installed anyway in the system.
  • the effort for the design of the injectors and the interpretation of the Control requires power amplifier minimized. This manifests itself directly in a minimization of the manufacturing costs.
  • the invention preferably uses the lambda signal in unfired overrun mode for evaluation.
  • overrun mode the injections are normally blanked out and the engine is throttled (throttle valve almost closed). Accordingly, the mass flow of air through the engine is low, so that small amounts of fuel injected affect the lambda signal stronger than in de-throttled operation (throttle open).
  • the hydrocarbon content in the exhaust gas from the signal of the lambda probe is determined, in turn, to determine therefrom the injected fuel quantity. It has been found, in particular, that the relationship between lambda value and hydrocarbon fraction is essentially linear in all considered regions, so that this calculation can be carried out in a particularly simple manner, in particular using a linear relationship, which can be determined empirically, for example.
  • the hydrocarbon fraction can be determined from the lambda value, in particular taking into account the air mass, which is determined, for example, by an air mass meter. In a simple embodiment, the air mass in the throttled operation can also be assumed to be constant, so that only the lambda signal must be used for the evaluation.
  • the process can also be carried out with decreasing or increasing air filling.
  • the filling must be included in the lambda value.
  • calibration can also be carried out for longer injection periods.
  • 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.).
  • Figure 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with intake manifold injection through an injector.
  • FIG. 2 shows a diagram with a characteristic of the injector according to FIG. 1, which links an injection duration with an injection quantity.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a relationship between the injection amount of a sequence injection and the pause time.
  • FIG. 4 shows a flow chart for explaining a preferred embodiment of the method according to the invention.
  • an internal combustion engine as may be the basis of the present invention, is shown schematically and designated overall by 10.
  • the internal combustion engine 10 usually comprises a plurality of cylinders, of which, however, only one is shown in FIG. 1 with the reference numeral 11.
  • an inlet valve 14 or more
  • the combustion chamber 12 of the cylinder 1 1 can be connected to a suction pipe 16.
  • this fuel is injected via an injector 18.
  • the operating principles and methods described below are also applicable to internal combustion engine with direct fuel injection, for example, gasoline direct injection.
  • a throttle valve 20 is further arranged.
  • the air mass flowing in the intake manifold 16 is detected by an air mass sensor 22 in the present exemplary embodiment.
  • the present in the combustion chamber 12 fuel-air mixture is ignited in normal operation of a spark plug 24. Hot combustion exhaust gases then pass from the combustion chamber 12 via an exhaust valve 26 (or more) into an exhaust pipe 28.
  • a catalyst 30 and a lambda probe 32 which detects a lambda value through which the fuel-air mixture in Combustion chamber 12 is characterized, arranged.
  • An injected from the injector 18 in the intake manifold 16 fuel quantity Q is, at constant fuel pressure, mainly influenced by the injection duration ti of the injector 18.
  • a characteristic curve 34 is linear in a wide operating range of the injector 18 .
  • Such a linear characteristic curve or the slope and zero crossing parameters necessary for determining such a parameter are stored in a control device 36 (FIG. 1), which controls the injector 18, but also the throttle valve 20 and the spark plug 24 as a function of different sensor signals, for example the
  • an injector has a non-linear behavior with short injection periods ti ⁇ ti G or small injection quantities Q.
  • This area will be also referred to as "ballistic area”.
  • the corresponding area is shown dotted in FIG. 2 and denoted by 38. Due to manufacturing tolerances, behavior in this area also varies from one injector to another.
  • FIG. 3 shows the effect of the explained small quantity dispersion on multiple injections.
  • the relative actual injection quantity Q of a subsequent injection (second injection of a multiple injection) for a fixed injection duration ti over the pause time ⁇ t between the first and the second injection of the multiple injection is shown in a diagram.
  • a relative actual injection quantity of 100% corresponds to the target injection quantity expected for the given injection duration ti. It becomes clear that the actual injection quantity for small pause times can deviate very clearly from the target injection quantity.
  • the execution of the preferred method during the operation of an internal combustion engine can be subdivided in two parts, an adaptation in which at a first, earlier time a relationship between the actual injection quantity and target injection amount is determined injector individually as a function of the pause time, and a Correction in which, at a second, later time, a desired injection quantity is corrected on the basis of this relationship in such a way that the correct actual injection quantity results.
  • the adaptation to the first time begins in a step 400, in which the internal combustion engine is brought into a defined operating state. In this operating state should prevail a certain operating temperature, be completed an adaptation of a lambda control, expediently no errors in the controller present, a certain voltage in the electrical system of the motor vehicle may be present, etc. Furthermore, the internal combustion engine must be in overrun.
  • the optional variations of fuel temperature T and / or fuel pressure P are shown in an outer variation step 401.
  • the quantities T ⁇ and Q ⁇ are varied.
  • a first (general) relationship between injection duration ti and injection quantity Q is first determined. This determination preferably takes place in accordance with DE 10 2010 044 165 referred to. In this case, the lambda signal is detected and evaluated in an unfired overrun mode. As a result of this determination, a dependency Q (ti) of an injection amount is obtained from an injection period for a single injection.
  • step 403 the likewise optional variation of the single injection quantity Q is shown.
  • the single injection amount Q ⁇ is varied. From the relationship Q (ti) determined in step 402, the associated injection duration ti (Q.sup.-1) is obtained in each case.
  • a next step 404 the variation of the pause time At is shown.
  • the pause time At is varied, preferably from a long pause time to a short pause time.
  • the invention makes it possible to use pause times of less than 5 ms up to 0.1 ms.
  • a multiple injection is issued based on the currently valid injection quantity Q ⁇ (or the associated injection duration ti (Q ⁇ )) and the currently valid pause time At ⁇ . It is preferably a double injection comprising a first single injection Q ⁇ followed by a pause time At ⁇ followed by a second single injection Q ⁇ .
  • a next step 406 the resulting actual total injection amount Qist is determined. The determination takes place in accordance with the determination of the individual injection quantity in step 402.
  • a relative deviation of the actual total injection amount Qist from the target total injection amount Q so n (which in the present example results in 2Q ⁇ ) is determined and stored in a map 500 in FIG.
  • the map preferably contains at least one relationship of the form (Q is t, At, ti (Q)). Steps 408, 409 and 41 0 complete the respective variation. Optionally, a variation of the number of single injections per multiple injection may also take place.
  • the method ends in a step 41 1. This is an adaptation for an In jector done.
  • the determination of the relationship between total injection quantity and pause time is expediently carried out separately for each injector.
  • the adaptation process is performed separately for each injector and each cylinder.
  • the order is arbitrary.
  • a relationship determined in this way in particular is used in order to carry out a correction of the injection durations during operation (ie at the second, later time), whereby Preferably, a map 500 containing at least one context of the form (Q ist , At, ti) is used.
  • the correction is used when multiple injection is required.
  • step 600 an engine operating point is specified by the driver.
  • a target total injection amount Q ges and suitable pause times At are determined based on the engine operating point request.
  • a step 602 the associated control period ti for the respective individual injections of the multiple injection is taken from the map 500.
  • a step 603 the multiple injection is performed accordingly.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur einer Einspritzmenge bei einer Mehrfacheinspritzung, wobei zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt eine Soll-Einspritzmenge einer Mehrfacheinspritzung bestehend aus wenigstens zwei Einzeleinspritzungen mit je einer bestimmten Pausenzeit zwischen den wenigstens zwei Einzeleinspritzungen auf Grundlage eines zu einem ersten, früheren Zeitpunkt ermittelten Zusammenhangs zwischen einer Ist-Einspritzmenge und einer Soll-Einspritzmenge einer Mehrfacheinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten so korrigiert wird, dass die sich aus der korrigierten Soll-Einspritzmenge der Mehrfacheinspritzung ergebende Ist-Einspritzmenge einer erwünschten Einspritzmenge entspricht.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Korrektur einer Einspritzmenge bei einer Mehrfacheinspritzung durch einen Injektor einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur einer Einspritzmenge bei einer Mehrfacheinspritzung durch einen Injektor einer Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
Im Einsatz befindliche Einspritzventile (sog. Injektoren) zur Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder oder das Saugrohr einer Brennkraftmaschine müssen normalerweise einen weiten Mengenbereich abdecken. Dieser erstreckt sich in der Regel vom Leerlaufpunkt bzw. einem gefeuerten Schubbetrieb, wodurch eine Minimalmenge definiert wird, bis zur Volllast bei hohen Drehzahlen, wodurch eine Maximalmenge definiert wird.
Idealerweise korreliert die eingespritzte Kraftstoff menge linear mit der Einspritzdauer (Ansteuerdauer des Injektors). Ein sehr großer linearer Bereich bedeutet jedoch einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand für den Injektor. Dieser Fertigungsaufwand ist umso höher, je geringer unerwünschte Abweichungen von der Linearität vor allem im Kleinmengenbereich gehalten werden sollen. Gerade in diesem Bereich können sowohl die Abweichung von der Linearität als auch die Streuung zwischen Injektoren untereinander vergleichsweise groß sein, was eine allgemeingültige und nicht-injektorindividuelle Korrektur erschwert. Dies liegt u.a. daran, dass die Injektoren nicht identisch öffnen und daher die Öffnungszeit mehr oder weniger von der vorgegebenen Einspritzdauer abweicht. Je kürzer die Einspritzdauer, desto mehr wirken sich diese Abweichungen aus. Die Exemplarstreuungen im Kleinmengenbereich führen zu einer schlechten Laufruhe im Leerlauf und gegebenenfalls auch zu einer Verschlechterung in der Konvertierung der Schadstoffkomponenten.
Dieses Verhalten wird bei Mehrfacheinspritzungen noch verstärkt, da hier dynamische Effekte ins Gewicht fallen.
Es ist daher wünschenswert, den Kleinmengenbereich von Injektoren für Mehrfacheinspritzungen besser nutzen zu können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung ist es unabhängig vom eingesetzten Brennverfahren - ob Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung - möglich,
injektorindividuelle Zusammenhänge zwischen der Ist-Gesamteinspritzmenge einer Mehrfacheinspritzung und der Pausenzeit zwischen den Einzeleinspritzungen der Mehrfacheinspritzung besonders einfach zu bestimmen (im Folgenden auch als Adaption bezeichnet) und für den späteren Betrieb nutzbar zu machen (im Folgenden auch als Korrektur bezeichnet). Es versteht sich, dass die Adaption vor der Korrektur stattgefunden hat, welche auf dieser Adaption basiert.
Es wird ein Adaptionsverfahren vorgeschlagen, das es zulässt, auch den nichtlinearen (den sog. ballistischen) Bereich der Einspritzdauer/Einspritzmenge- Kennlinien für unterschiedliche Pausenzeiten zu bestimmen. Damit wird der gesamte nutzbare Zumessbereich größer, was sich auch in Richtung einer günstigeren Herstellung des Injektors auswirken kann. Eine Adaption wird vorzugsweise selektiv für jeden Injektor durchgeführt. Die Adaption findet zu einem ersten, früheren Zeitpunkt statt und liefert als Ergebnis einen Zusammenhang zwischen einer Ist-Einspritzmenge und einer Soll- Einspritzmenge einer Mehrfacheinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten. Die Adaption kann regelmäßig durchgeführt werden, bspw. in Abhängigkeit von der Betriebsdauer oder Fahrleistung. Sie wird zweckmäßigerweise mehrfach im
Fahrzeug/Komponentenleben durchlaufen. Die Häufigkeit kann insbesondere von der Alterung des Injektors abhängig gemacht und/oder applikativ eingestellt werden. Im Rahmen der Erfindung wird auf Grundlage eines solchen Zusammenhangs zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt (üblicherweise während des Normalbetriebs) eine Korrektur einer Einspritzmenge bei einer Mehrfacheinspritzung durchgeführt.
Bei einer Mehrfacheinspritzung ist ein deutlicher Quereinfluss der Pausenzeit zwischen den Einzeleinspritzungen auf die dabei tatsächlich eingespritzten Ist- Teilmengen erkennbar. Die Ist-Gesamteinspritzmenge als Summe der Ist-
Teilmengen ist daher meist größer als die Summe der Soll-Teilmengen, aus denen sich die Einzeleinspritzdauern ableiten.
Der Quereinfluss beruht einerseits auf der nur langsam abnehmenden Restmag- netisierung der Spule und andererseits auf Dynamikeffekten der Nadel und des
Ankers sowie Reibeffekten. Der Einfluss ist bei kleineren Pausenzeiten zudem injektorspezifisch (Exemplarstreuung), eine funktionale Berücksichtigung per Applikation ist damit kaum möglich. Üblich ist daher eine Begrenzung der Pausenzeit nach unten, um unerwünschte Mengenstreuungen gering zu halten. Diese Begrenzung schränkt jedoch den nutzbaren Betriebsbereich gerade bei höheren
Drehzahlen oder bei Vielfacheinspritzung erheblich ein. Auch eine sichere Start- barkeit bei tiefen Temperaturen mit kritischen Kraftstoffen ist beeinträchtigt. Die Erfindung überwindet diese beschriebenen Nachteile, indem sie die Abweichung zwischen Soll-Gesamteinspritzmenge und Ist-Gesamteinspritzmenge
injektorindividuell in einem Adaptionsvorgang ermittelt und für die spätere An- steuerung im Rahmen einer Korrektur berücksichtigt.
Es ist darüber hinaus anzunehmen, dass eine bei der Fertigung gemessene Abweichung bei kurzen Pausenzeiten nicht über die gesamte Lebensdauer des In- jektors konstant bleiben wird. Bspw. wird sich die Reibung der sich bewegenden Nadel über die Laufzeit verändern, was die Nadelbewegung und die ausgegebene Kraftstoff menge der Folgeeinspritzungen beeinflusst. Damit ist eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Adaptionsstrategie eine beson- ders vorteilhafte Lösung, da damit zu beliebigen Zeitpunkten während der Lebensdauer eine Bestimmung des Zusammenhangs stattfinden kann. Somit ist eine präzise Zumessung injektorindividuell während der gesamten Lebensdauer möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden ausgehend von einem bekannten
Zusammenhang zwischen Einspritzdauer und Ist-Einspritzmenge einer Einspritzung wenigstens zwei derartige Einspritzungen zu einer Mehrfacheinspritzung mit einer Pausenzeit zusammengefasst. Anschließend wird die Ist-Gesamtmenge ermittelt und die Abweichung der Ist-Gesamtmenge von der Soll-Gesamtmenge für unterschiedliche Pausenzeiten, vorzugsweise relativ, bestimmt. Die Abweichung wird dann für die Ansteuerung des Injektors verwendet, so dass bei einer vorgegebenen Pausenzeit eine entsprechend der Abweichung kleinere Soll- Gesamteinspritzmenge vorgegeben wird, um die erwünschte Ist- Gesamteinspritzmenge zu erhalten.
Die Adaption der Mengenstreuung bei Mehrfacheinspritzung mit unterschiedlichen Pausenzeiten erfolgt vorzugsweise für jeden Injektor separat, d.h. der Adaptionsvorgang wird für jeden Injektor gesondert durchlaufen und das Ergebnis in einem entsprechenden Kennfeld abgelegt. Ebenso vorzugsweise werden die Umgebungs- und Betriebsbedingungen (z.B. Kraftstoffdruck, -temperatur) berücksichtigt.
Es bietet sich an, neben der Pausenzeit auch die Einzeleinspritzmengen, eine Kraftstofftemperatur und/oder einen Kraftstoffdruck zu variieren und in einem entsprechenden Kennfeld zu berücksichtigen. Auf diese Weise kann die Anwendbarkeit der Erfindung auf große Betriebsbereiche ausgedehnt werden. Je nach Konfiguration und geforderter Genauigkeit können auch einzelne Variationsparameter weggelassen werden. Für jeden Motorbetriebspunkt, der vom Fahrer vorgegeben wird, ist eine Gesamtmenge an Kraftstoff erforderlich, welche vom Motorsteuergerät zusammen mit Pausenzeiten einer Mehrfacheinspritzung bestimmt wird. In vorteilhafter Ausführung der Erfindung können nun anhand zumindest dieser beiden Größen die tatsächlich notwendigen Einzeleinspritzdauern bestimmt werden, bspw. aus einem Kennfeld. Ein bevorzugtes Kennfeld enthält daher Einzeleinspritzdauern in Abhängigkeit von der Pausenzeit und der Ist-Gesamteinspritzmenge.
In der nachveröffentlichten DE 10 2010 044 165 wird eine besonders geeignete Möglichkeit zum Bestimmen eines Zusammenhangs zwischen Einspritzdauer und Einspritzmenge bei einem Injektor einer Brennkraftmaschine offenbart, welche sich einer Lambdamessung bedient. Das dort offenbarte Verfahren eignet sich besonders für die Bestimmung der Einspritzmenge im Rahmen dieser Erfindung. In dieser Hinsicht wird auf dieses Dokument Bezug genommen und deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung vollständig aufgenommen. Das dort beschriebene Verfahren wird dadurch erweitert, dass der Zusammenhang zwischen Einspritzmenge und Einspritzdauer für eine Folgeeinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten auf die dort beschriebene Weise bestimmt wird. Somit wird für jede untersuchte Pausenzeit ein Zusammenhang zwischen Einspritzmenge und Einspritzdauer erhalten.
Eine Bestimmung einer Einspritzmenge aus einem Lambdasignal beruht im Wesentlichen darauf, dass die Kohlenwasserstoff-Emissionen im Abgasstrang ansteigen, wenn ein einzelner Injektor in einer Schubphase angesteuert und keine Verbrennung herbeigeführt wird. An der Lambdasonde, die vorzugsweise eine
Breitbandsonde ist, können diese Emissionen detektiert werden, da durch die Kohlenwasserstoffanteile Lambda gegen kleinere Werte verschoben wird.
In einer solchen vorteilhaften Ausführungsform wird keine zusätzliche Sensorik oder ein spezifisch gestalteter Krümmer benötigt. Das Verfahren bedient sich lediglich der Auswertung eines Lambdasignals einer Lambdasonde, vorzugsweise einer Breitbandsonde, die üblicherweise ohnehin im System verbaut ist. Zudem wird der Aufwand für die Konstruktion der Injektoren sowie die Auslegung der zur Ansteuerung benötigen Endstufe minimiert. Dies äußert sich direkt in einer Minimierung der Fertigungskosten.
Die Erfindung verwendet zur Auswertung vorzugsweise das Lambdasignal im ungefeuerten Schubbetrieb. Im Schubbetrieb werden im Normalfall die Einspritzungen ausgeblendet und der Motor angedrosselt (Drosselklappe nahezu geschlossen). Dementsprechend ist der Massenstrom an Luft durch den Motor gering, womit kleine eingespritzte Kraftstoffmengen das Lambdasignal stärker beeinflussen als bei entdrosseltem Betrieb (Drosselklappe offen).
Vorzugsweise wird der Kohlenwasserstoffanteil im Abgas aus dem Signal der Lambdasonde bestimmt, um daraus wiederum die eingespritzte Kraftstoff menge zu bestimmen. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass der Zusammenhang zwischen Lambdawert und Kohlenwasserstoffanteil in allen betrachteten Bereichen im Wesentlichen linear ist, so dass diese Berechnung besonders einfach, insbesondere unter Verwendung eines linearen Zusammenhangs, der bspw. empirisch ermittelt werden kann, durchgeführt werden kann. Der Kohlenwasserstoffanteil lässt sich aus dem Lambdawert insbesondere unter Berücksichtigung der Luftmasse bestimmen, welche bspw. von einem Luftmassenmesser bestimmt wird. In einfacher Ausgestaltung kann die Luftmasse im angedrosselten Betrieb auch als konstant angenommen werden, so dass nur das Lambdasignal zur Auswertung herangezogen werden muss. Mit dem Wissen der Luftfüllung im Zylinder (aus Signalen des HFM oder aus dem p-Sensor) kann jedoch das Verfahren auch bei fallender oder steigender Luftfüllung durchgeführt werden. Hier muss dann die Füllung in den Lambdawert eingerechnet werden. Dadurch kann eine Kalibrierung auch für größere Einspritzdauern durchgeführt werden.
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 vorhan- den 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 von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung durch einen Injektor.
Figur 2 zeigt ein Diagramm mit einer Kennlinie des Injektors gemäß Figur 1 , welche eine Einspritzdauer mit einer Einspritzmenge verknüpft.
Figur 3 zeigt ein Diagramm, welches schematisch einen Zusammenhang zwischen der Einspritzmenge einer Folgeeinspritzung und der Pausenzeit zeigt.
Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsform(en) der Erfindung In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine, wie sie der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst üblicherweise mehrere Zylinder, von denen in Figur 1 jedoch nur einer mit dem Bezugszeichen 1 1 dargestellt ist. Über ein Einlassventil 14 (oder mehrere) kann der Brennraum 12 des Zylinders 1 1 mit einem Saugrohr 16 verbunden werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in dieses Kraftstoff über einen Injektor 18 eingespritzt. Die nachfolgend beschriebenen Funktionsprinzipien und Verfahren sind jedoch auch bei Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, beispielsweise Benzin-Direkteinspritzung anwendbar. In dem Saugrohr 16 ist ferner eine Drosselklappe 20 angeordnet.
Die im Saugrohr 16 strömende Luftmasse wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Luftmassensensor 22 erfasst.
Das im Brennraum 12 vorhandene Kraftstoff-Luftgemisch wird im Normalbetrieb von einer Zündkerze 24 gezündet. Heiße Verbrennungsabgase gelangen dann aus dem Brennraum 12 über ein Auslassventil 26 (oder mehrere) in ein Abgas- rohr 28. In diesem sind ein Katalysator 30 sowie eine Lambda-Sonde 32, welche einen Lambdawert erfasst, durch den das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 12 charakterisiert wird, angeordnet.
Eine vom Injektor 18 in das Saugrohr 16 eingespritzte Kraftstoffmenge Q wird, bei konstantem Kraftstoffdruck, vor allem durch die Einspritzdauer ti des Injektors 18 beeinflusst. Dabei wird bei der Auslegung des Injektors 18 darauf Wert gelegt, dass der Zusammenhang zwischen Einspritzdauer ti und eingespritzter Kraft- stoffmenge Q, welcher, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, durch eine Kennlinie 34 ausgedrückt wird, in einem weiten Betriebsbereich des Injektors 18 linear ist. Eine solche lineare Kennlinie bzw. die zur Bestimmung einer solchen notwendigen Parameter Steigung und Nulldurchgang sind in einem Steuergerät 36 (Figur 1 ) gespeichert, welches den Injektor 18, aber auch die Drosselklappe 20 sowie die Zündkerze 24 abhängig von verschiedenen Sensorsignalen, beispielsweise den
Signalen der Lambda-Sonde 32 und des Luftmassensensors 22, ansteuert.
Fertigungsbedingt weist ein Injektor bei kurzen Einspritzdauern ti < tiG bzw. kleinen Einspritzmengen Q ein nicht-lineares Verhalten auf. Dieser Bereich wird üb- licherweise auch als "ballistischer Bereich" bezeichnet. Der entsprechende Bereich ist in Figur 2 gepunktet dargestellt und mit 38 bezeichnet. Aufgrund von ebenfalls fertigungsbedingten Exemplarstreuungen variiert das Verhalten in diesem Bereich zudem von einem Injektor zum anderen.
Wie weiter aus Figur 2 hervorgeht, wird in diesem Bereich vorliegend eine kleinere Kraftstoffmenge Q eingespritzt, als es der linearen Kennlinie 34 entsprechen würde. Grundsätzlich sind aber auch Abweichungen in der anderen Richtung denkbar, also die Einspritzung einer größeren Kraftstoffmenge.
In Figur 3 ist die Auswirkung der erläuterten Kleinmengenstreuung auf Mehrfacheinspritzungen dargestellt. In einem Diagramm ist dabei die relative Ist- Einspritzmenge Q einer Folgeeinspritzung (zweite Einspritzung einer Mehrfacheinspritzung) für eine feste Einspritzdauer ti über der Pausenzeit At zwischen der ersten und der zweiten Einspritzung der Mehrfacheinspritzung dargestellt. Eine relative Ist-Einspritzmenge von 100 % entspricht der für die vorgegebene Einspritzdauer ti erwarteten Soll-Einspritzmenge. Es wird deutlich, dass die Ist- Einspritzmenge für kleine Pausenzeiten sehr deutlich von der Soll- Einspritzmenge abweichen kann.
Unter Bezugnahme auf Figur 4 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert, mit der diese Abweichung bei der Ansteuerung des Injektors berücksichtigt werden kann. Das Verfahren wird bevorzugt von dem programmtechnisch dazu eingerichteten Steuergerät 36 durchgeführt.
Die Ausführung des bevorzugten Verfahrens während des Betriebs einer Brennkraftmaschine kann zeitlich in zwei Teile unterteilt werden, eine Adaption, bei der zu einem ersten, früheren Zeitpunkt ein Zusammenhang zwischen Ist- Einspritzmenge und Soll-Einspritzmenge injektorindividuell in Abhängigkeit von der Pausenzeit ermittelt wird, und eine Korrektur, bei der zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt eine Soll-Einspritzmenge auf Grundlage dieses Zusammenhangs so korrigiert wird, dass sich die richtige Ist-Einspritzmenge ergibt. Die Adaption zu dem ersten Zeitpunkt beginnt in einem Schritt 400, in dem die Brennkraftmaschine in einen definierten Betriebszustand gebracht wird. In diesem Betriebszustand sollte eine bestimmte Betriebstemperatur herrschen, eine Adaption einer Lambdaregelung abgeschlossen sein, zweckmäßigerweise keine Fehler in dem Steuergerät vorliegen, eine gewisse Spannung im Bordnetz des Kraftfahrzeugs vorhanden sein usw. Ferner muss sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befinden.
Je nach Genauigkeitsanforderung können unterschiedliche Variationen während der Adaption durchgeführt werden.
Im vorliegenden Beispiel sind die optionalen Variationen von Kraftstofftemperatur T und/oder Kraftstoffdruck P in einem äußeren Variationsschritt 401 dargestellt. Bei jedem Durchlauf des Verfahrens werden die genannten Größen T~ und Q~ variiert.
In einem darauf folgenden Schritt 402 wird zunächst ein erster (allgemeiner) Zusammenhang zwischen Einspritzdauer ti und Einspritzmenge Q bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt vorzugsweise gemäß der in Bezug genommenen DE 10 2010 044 165. Dabei wird in einem ungefeuerten Schubbetrieb das Lambdasig- nal erfasst und ausgewertet. Als Ergebnis dieser Bestimmung wird eine Abhängigkeit Q(ti) einer Einspritzmenge von einer Einspritzdauer für eine Einzeleinspritzung erhalten.
In einem weiteren Variationsschritt 403 ist die ebenfalls optionale Variation der Einzeleinspritzmenge Q dargestellt. Bei jeder Ausführung dieses Schrittes wird die Einzeleinspritzmenge Q~ variiert. Aus dem in Schritt 402 ermittelten Zusammenhang Q(ti) wird jeweils die zugehörige Einspritzdauer ti(Q~) erhalten.
In einem nächsten Schritt 404 ist die Variation der Pausenzeit At dargestellt. Bei jeder Ausführung dieses Schrittes wird die Pausenzeit At~ variiert, vorzugsweise ausgehend von einer langen Pausenzeit hin zu einer kurzen Pausenzeit. Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Verwendung von Pausenzeiten kleiner 5 ms bis hin zu 0,1 ms. In einem nächsten Schritt 405 wird basierend auf der momentan gültigen Einspritzmenge Q~ (bzw. der zugehörigen Einspritzdauer ti(Q~)) und der momentan gültigen Pausenzeit At~ eine Mehrfacheinspritzung abgesetzt. Es handelt sich vorzugsweise um eine Zweifacheinspritzung umfassend eine erste Einzelsprit- zung Q~ gefolgt von einer Pausenzeit At~ gefolgt von einer zweiten Einzelsprit- zung Q~.
In einem nächsten Schritt 406 wird die sich ergebende Ist-Gesamteinspritzmenge Qist ermittelt. Die Ermittlung erfolgt entsprechend der Ermittlung der Einzeleinspritzmenge in Schritt 402.
In einem nächsten Schritt 407 wird eine relative Abweichung der Ist- Gesamteinspritzmenge Qist von der Soll-Gesamteinspritzmenge Qson (welche sich im vorliegenden Beispiel zu 2Q~ ergibt) ermittelt und in einem Kennfeld 500 in
Abhängigkeit von den relevanten Parametern At~ (und ggf. P~, T~, Q~ bzw. ti(Q~)) gespeichert. Das Kennfeld enthält vorzugsweise zumindest einen Zusammenhang der Form (Qist, At, ti(Q)). Die Schritte 408, 409 und 41 0 schließen die jeweilige Variation ab. Es kann optional auch eine Variation der Anzahl der Einzeleinspritzungen pro Mehrfacheinspritzung stattfinden.
Das Verfahren endet in einem Schritt 41 1 . Damit ist eine Adaption für einen In jektor erfolgt.
Die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Gesamteinspritzmenge und Pausenzeit erfolgt zweckmäßigerweise für jeden Injektor separat. Dazu wird der Adaptionsvorgang für jeden Injektor und jeden Zylinder gesondert durchlaufen. Die Reihenfolge ist dabei beliebig.
Im Rahmen der Erfindung wird ein insbesondere auf diese Weise bestimmter Zusammenhang verwendet, um eine Korrektur der Einspritzdauern während des Betriebs (d.h. zu dem zweiten, späteren Zeitpunkt) durchzuführen, wobei vor- zugsweise ein Kennfeld 500 enthaltend zumindest einen Zusammenhang der Form (Qist, At, ti) verwendet wird. Die Korrektur wird eingesetzt, wenn eine Mehrfacheinspritzung angefordert wird.
In einem Schritt 600 wird ein Motorbetriebspunkt vom Fahrer vorgegeben.
In einem Schritt 601 werden basierend auf der Motorbetriebspunktanforderung eine Soll-Gesamteinspritzmenge Qges sowie geeignete Pausenzeiten At bestimmt.
In einem Schritt 602 wird dem Kennfeld 500 die zugehörige Ansteuerdauer ti für die jeweiligen Einzeleinspritzungen der Mehrfacheinspritzung entnommen.
In einem Schritt 603 wird die Mehrfacheinspritzung entsprechend durchgeführt.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Korrektur einer Einspritzmenge bei einer Mehrfacheinspritzung, wobei zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt eine Soll-Einspritzmenge einer Mehrfacheinspritzung bestehend aus wenigstens zwei Einzeleinspritzungen mit je einer bestimmten Pausenzeit (At) zwischen den wenigstens zwei Einzeleinspritzungen auf Grundlage eines zu einem ersten, früheren Zeitpunkt ermittelten Zusammenhangs (500) zwischen einer Ist- Einspritzmenge (Qist) und einer Soll-Einspritzmenge (Qson) einer Mehrfacheinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten (At~) so korrigiert wird, dass die sich aus der korrigierten Soll-Einspritzmenge der Mehrfacheinspritzung ergebende Ist-Einspritzmenge einer erwünschten Einspritzmenge (Qges) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Korrektur der Soll-Einspritzmenge der Mehrfacheinspritzung eine Korrektur der jeweiligen Einspritzdauer der wenigstens zwei Einzeleinspritzungen umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zu dem ersten, früheren Zeitpunkt der Zusammenhang (500) zwischen einer Ist-Einspritzmenge (Qist) und einer Soll-Einspritzmenge (Qson) einer Mehrfacheinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten (At~) in einem ungefeuerten Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Soll- Einspritzmenge (Qsoii) eine Summe der Einzeleinspritzmengen (Q~), die sich für die Einzeleinspritzungen ergeben würden, verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Zusammenhang zwischen einer Ist-Einspritzmenge (Qist) und einer Soll-Einspritzmenge (Qsoii) einer Mehrfacheinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten (At~) in einem Kennfeld (500) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ausgehend von einem ermittelten Zusammenhang zwischen Einspritzdauer und Ist- Einspritzmenge einer Einzeleinspritzung wenigstens zwei derartige Einspritzungen zu einer Mehrfacheinspritzung mit einer Pausenzeit zusammenge- fasst werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zu dem ersten, früheren Zeitpunkt der Zusammenhang (500) zwischen einer Ist- Einspritzmenge (Qist) und einer Soll-Einspritzmenge (Qson) einer Mehrfacheinspritzung für unterschiedliche Pausenzeiten (At~) für unterschiedliche Einzeleinspritzmengen, Kraftstofftemperaturen und/oder ein Kraftstoffdrücke ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Ist- Einspritzmenge basierend auf einem aktuellen Lambdawert bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei in die Bestimmung der Einspritzmenge auch ein aktueller Luftmassenwert eingeht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei aus dem jeweiligen Lambdawert und ner Luftmasse der jeweilige Kohlenwasserstoffanteil im Abgas bestimmt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der jeweilige Kohlenwasserstoffanteil im Abgas über eine Korrelationsvermessung bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das für jeden Injektor
(18) wenigstens eines Zylinders (1 1 ) der Brennkraftmaschine (10) nacheinander durchgeführt wird und/oder das für jeden Injektor (18) eines jeden Zylinders (1 1 ) der Brennkraftmaschine (10) nacheinander durchgeführt wird.
13. Recheneinheit (36), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
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