WO2013156377A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2013156377A1
WO2013156377A1 PCT/EP2013/057557 EP2013057557W WO2013156377A1 WO 2013156377 A1 WO2013156377 A1 WO 2013156377A1 EP 2013057557 W EP2013057557 W EP 2013057557W WO 2013156377 A1 WO2013156377 A1 WO 2013156377A1
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WO
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fuel
injection
pressure
change
cylinder
Prior art date
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PCT/EP2013/057557
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lars Empacher
Stephan Olbrich
Michael Schenk
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to IN7312DEN2014 priority patent/IN2014DN07312A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a device and a storage medium according to the independent claims.
  • ZFC Abbreviation "ZFC"
  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine having at least two cylinders, wherein fuel from a pressure accumulator ("rail") is injected into the at least two cylinders associated combustion chambers. It is characterized by the following steps, which do not necessarily have to follow each other chronologically in the given order:
  • Pressure accumulator results in a combustion chamber of a second cylinder
  • the three preceding process steps may optionally be repeated repeatedly or continuously.
  • the "first" cylinder is a so-called guide cylinder, which in
  • the guide cylinder or the measuring device is designed such that the injected into the combustion chamber fuel quantity can be determined quantitatively.
  • a time characteristic of an in-cylinder pressure of the guide cylinder can be determined, and it can be calculated on a specific drive energy and continue to be closed on the amount injected and burned each fuel.
  • a cylinder internal pressure which is determined without injection of fuel, can be used as a reference.
  • the guide cylinder is made in a special way to allow a particularly precise injection of fuel.
  • the guide cylinder for example by means of previously known method - before the application of the method according to the invention with respect to the injected fuel amount previously (optimally) has been set.
  • the method of the invention uses the first change in fuel pressure detected on the master cylinder to approximate or equalize the second change in fuel pressure to the first change in fuel pressure. This allows all cylinders of the internal combustion engine with respect to the injected
  • the invention provides that the fuel pressure in the pressure accumulator is determined, preferably with a comparatively high temporal resolution.
  • the fuel pressure in the pressure accumulator is determined, preferably with a comparatively high temporal resolution.
  • the fuel pressure in the pressure accumulator is determined, preferably with a comparatively high temporal resolution.
  • the fuel pressure in the pressure accumulator is determined, preferably with a comparatively high temporal resolution.
  • the determination of the fuel pressure in the first cylinder preferably takes place in direct relation to that injection for which the injected fuel quantity is determined, for example by means of the said cylinder internal pressure.
  • An associated first change of the fuel pressure in the pressure accumulator is determined from the fuel pressure determined in each case before and after the first injection in a time interval.
  • the determination of more than one sample per time interval is advantageous in order to average out a fuel pressure that may be variable in time in the time intervals, for example caused by pressure waves.
  • the second change in the fuel pressure is determined as a result of the "second" injection, which in the combustion chamber of the second cylinder - or at higher cylinder number in the combustion chamber of any other cylinder - takes place. This determination is made in a similar way as for the first cylinder.
  • a further step of the invention is to transmit (to "copy") the change of the fuel pressure determined on the first cylinder to the remaining cylinders of the internal combustion engine. Since there is a monotonous and unambiguous relationship between the change of the fuel pressure and the injected fuel quantity, even for these other cylinders, although they have no specific measuring devices or evaluations as in the master cylinder, each injected fuel quantity ("injection quantity") with comparatively large Accuracy can be determined or set.
  • the thus determined injection quantity makes it possible to optionally adjust the execution of further injections of fuel into the combustion chamber of the second and the further cylinder with respect to a set value of the injection quantity.
  • a control in particular a control period, an electrical actuating device for an injection valve of the respective cylinder can be changed. This change can even be subsequently checked by means of the respective change in the fuel pressure and thus regulated.
  • the method according to the invention can be used, for example, for the cylinders of the internal combustion engine with respect to the injected one
  • Fuel quantity or the contributions generated thereby to the torque of the internal combustion engine "equalize". Individual “drifting" of
  • Injectors can be compensated.
  • the invention has the advantage that the quantities of fuel injected into the combustion chambers of the cylinders can be adjusted individually and comparatively accurately.
  • only one guide cylinder of the internal combustion engine is required, which comprises an additional sensor and / or its operation is evaluated in an additional way.
  • only a pressure sensor for determining the fuel pressure in the pressure accumulator of a fuel system of the internal combustion engine is required, so that comparatively low
  • the inventive method regardless of specific properties of a drive train of a Motor vehicle, in which the internal combustion engine is installed, carried out.
  • the method may be performed in the normal operation of the internal combustion engine without requiring the use of coasting or idling phases.
  • the method is substantially independent of variables which affect all cylinders of the internal combustion engine in the same way, for example, a fuel quality, a permanent leakage, a fuel temperature, an offset in the rail pressure (offset of a medium
  • Fuel pressure in the accumulator and other influences.
  • the use of a quantitative relationship between the change of the fuel pressure and the associated injected fuel quantity is not absolutely necessary. It is sufficient if this relationship is the same for all cylinders of the internal combustion engine.
  • the invention preferably relates to components of the fuel system and requires essentially no
  • An embodiment of the method provides that a difference value of the second change of the fuel pressure to the first change of the fuel pressure and / or an associated difference value of a control of an injection valve for the second cylinder is determined and stored. For example, a difference value of a drive duration of an electromagnetic
  • Actuating the injector to be determined and stored.
  • a correction of the fuel quantity injected into the second (and possibly further) cylinder takes place.
  • the cylinder-specific correction is stored, which has resulted through equality with the guide cylinder.
  • this correction-which takes place with respect to a nominal setpoint value of a drive duration or injection quantity-can also be used when a current injection pattern is no longer suitable for determining the change in the fuel pressure. Therefore, it is provided that the difference value below for carrying out another
  • the method is improved when the amount of fuel injected into the combustion chamber of the first cylinder is detected and / or adjusted using a cylinder pressure sensor.
  • a cylinder pressure sensor allows a particularly simple and accurate determination of the cylinder internal pressure already described above.
  • a further embodiment of the method provides that the injected fuel quantity determined for the first cylinder is determined by means of a so-called "zero quantity calibration".
  • the electrical actuator is determined, from which fuel is actually injected into the combustion chamber of the respective cylinder.
  • the injected fuel quantity can be determined at least approximately, in particular during pilot injections.
  • Internal combustion engine and can be used in addition or alternatively to the determination of the cylinder internal pressure.
  • ZFC zero-quantity calibration
  • the inventive method is particularly versatile because the first and / or the second injection may comprise at least a partial injection and / or a main injection.
  • the injected first and / or the second injection may comprise at least a partial injection and / or a main injection.
  • the partial injection may be at least one pre-injection and / or at least one post-injection with respect to the main injection. Insofar as the injection comprises a partial injection and a main injection, it may be responsible for any subsequent injection
  • Correction of the injected fuel quantity or the injection pattern may be required to divide a resulting correction amount by means of a specific algorithm on the partial injection (s) and the main injection.
  • the accuracy of the method is further improved if a temporal position and / or duration of the first and / or second injection and / or the
  • Injection pattern is set such that the fuel pressure in the
  • Pressure accumulator in a time interval ("measurement window") before and / or after the respective injection is substantially constant. For this it may be necessary to temporarily change the respective injection pattern. This is done, for example, by specifying a sufficient time interval between respective partial injections. Preferably, this is
  • Measuring window also designed so that it is not with eventual
  • the measuring window is preferably designed such that it does not collide with a working stroke of the pressure accumulator feeding fuel pump.
  • the changed injection pattern may differ from an injection pattern used in the normal operating state of the internal combustion engine. A possible, caused by leakage change in the fuel pressure during the measurement window is relatively small and irrelevant to the inventive method or can be taken into account in a simple manner.
  • inventive method - for determining the relationship between the change in the fuel pressure and the injected fuel quantity by means of the guide cylinder - may optionally be performed only occasionally or periodically. This is generally sufficient, since the determined relationship or determined correction values for the quantity of fuel to be injected or determined correction values for the actuation of the electrical actuating devices can be stored non-volatilely and individually for each cylinder in a data memory. In addition can associated parameters, such as the average rail pressure and / or a fuel temperature or the like to be stored.
  • the method according to the invention can and should also be used during normal operation of the internal combustion engine, for example using the said "relationship" and / or the determined correction values and / or the timely determination of the first to the second change of the fuel pressure.
  • a temporal position and / or duration of the first and / or second injection and / or the injection pattern in dependence of an operating state of the pressure accumulator feeding fuel pump or other actuators, which may affect the pressure accumulator (for example pressure control valve) is specified. It can thus be achieved that the fuel pressure during the respective time interval has little or no change due to an operating state or a corresponding change, such as a change in the operating time. a stroke movement of a piston of the fuel pump or consequent pressure pulsations (pressure waves) is changed. Thus, the accuracy of the method according to the invention is additionally increased.
  • the invention comprises a device for controlling the
  • Internal combustion engine having at least two cylinders, wherein fuel is injected from a pressure accumulator in the at least two cylinders associated combustion chambers, and wherein the device is adapted to the
  • the device has
  • a control and / or regulating device which comprises electrical and / or electronic components or circuits and is connected by means of electrical lines to components of the internal combustion engine.
  • the circuits may be analog and / or digital.
  • the device can be designed to additionally perform the following steps of the method:
  • the device according to the invention is additionally improved.
  • An embodiment of the device provides a computer program which is programmed to carry out the method according to the invention at least partially.
  • a storage medium may be provided which comprises the computer program for carrying out the method. This may be the volatile or non-volatile data memory of the control and / or regulating device and / or a USB memory or CD-ROM memory.
  • first cylinder used above does not necessarily mean a particular order or structural arrangement of the first cylinder or the like. It is further understood that the method according to the invention as described above can be used for internal combustion engines with a direct fuel injection, but in a corresponding manner also for internal combustion engines with a port injection.
  • FIG. 1 shows a fuel system for an internal combustion engine
  • FIG. 2 is a time chart of a fuel pressure
  • FIG. 3 is a timing diagram similar to FIG. 2;
  • Figure 4 is a diagram with changes of fuel pressures over one
  • FIG. 5 shows a flow chart for carrying out a method for operating the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows a simplified diagram of a fuel system 10 for an internal combustion engine 12 with present three cylinders 14 and a cylinder 16 ("master cylinder” or “first” cylinder) and associated injectors 18 for injection of fuel into a respective combustion chamber (without reference numerals) the cylinders 14 and 16.
  • the injection valves 18 can be actuated by an electric actuator 20 each.
  • Actuating devices 20 may be embodied as electromagnets or as piezoactuators and are actuated by means of electrical lines 34 or control signals 35 transmitted thereon.
  • a pressure accumulator 22 (“high-pressure fuel storage”, “rail”) is shown, which is fed by a fuel pump 24 via a high-pressure line 25 with fuel.
  • a fuel pressure 26 is monitored by a pressure sensor 28 ("rail pressure sensor").
  • Cylinder pressure sensor 30 is on the cylinder 16 for determining a
  • In-cylinder pressure combustion chamber pressure
  • the internal combustion engine 12 is e.g. as a gasoline engine or as a diesel engine.
  • a device for controlling the internal combustion engine 12 which in the present case a control and / or regulating device 32, indicated outgoing and incoming electrical lines 34, and a data memory 36 contained therein
  • the data memory 36 has volatile and nonvolatile memory elements.
  • the fuel pump 24 feeds the pressure accumulator 22 via the
  • High pressure line 25 wherein the pressure sensor 28 transmits a current fuel pressure 26 characterizing signal via an electrical line 34 to the control and / or regulating device 32.
  • the four injectors 18 inject a certain quantity of fuel 54 (see FIG. 4) into the combustion chambers of the cylinders 14 and 16 as a function of the activation signal 35 of the electrical actuating device 20.
  • FIG. 2 shows a time diagram with the fuel pressure 26 over a time t, for example for the fuel system 10 of an internal combustion engine 12 of a passenger car.
  • t for example for the fuel system 10 of an internal combustion engine 12 of a passenger car.
  • Fuel pressure 26 shown which are shown in the manner of a triggered multiple Oszillogramms.
  • the representation of FIG. 2 is comparatively strongly stretched both in relation to the abscissa and in relation to the ordinate, and the origin of the coordinates already corresponds to a comparatively high fuel pressure 26.
  • An ascending portion of the curves in the left-hand portion of the timing diagram in the drawing is marked by an arrow 40 and corresponds to a delivery stroke of the fuel pump 24.
  • fuel is conveyed into the accumulator 22, with the fuel pressure 26 correspondingly increasing.
  • An arrow 42 in the central region of the time diagram marks partial injections of fuel into the combustion chamber of the respective cylinder 14 or 16.
  • the partial injections correspond to pilot injections.
  • An arrow 46 in the right area of the drawing marks main injections into the respective combustion chamber. Wavinesses marked by arrows 48 and recurring in all curves over time of the fuel pressure 26 are caused by pressure pulsations (pressure waves) and the like.
  • the delivery stroke of the fuel pump 24 increases the fuel pressure 26 in the left region of the drawing to approximately a pressure value 50 in a recurring manner.
  • the fuel pressure 26 subsequently decreases at a low rate, which is caused by leaks or the like, for example.
  • a comparatively strong first change 52a see Figure 3 of the fuel pressure 26th
  • the injected fuel quantity 54 is substantially linearly dependent on the change 52a of the fuel pressure 26 that can be seen in the drawing.
  • Partial injections are determined by a respective actuation duration of the electrical actuator 20.
  • Main injection causes a significantly greater change 52b (see FIG. 3) of the fuel pressure 26 with respect to the partial injections, which continues in the drawing below the abscissa. This continuation is not shown in FIG.
  • FIG. 3 shows an idealized and simplified one similar to FIG
  • time intervals 53a and 53b are shown, which each characterize a "measurement window" before or after the partial injection or the main injection.
  • the fuel pressure 26 is approximately constant and the effect of the delivery stroke of the fuel pump 24 has substantially disappeared. This allows the determination of the
  • Fuel pressure 26 and the changes made 52a and 52b are particularly accurate.
  • FIG. 4 shows a diagram with changes 52 (difference values) of
  • Fuel presses 26 over the injected fuel amount 54 Shown are four curves, which were determined with four different pressure values 50 - ie a respective initial fuel pressure 26 - as a parameter.
  • An arrow 56 points in the direction of a rising pressure value 50 or Fuel Pressure 26.
  • Each of the curves shown has a specific one
  • the initial values 58a, 58b, 58c and 58d are essentially through
  • Control amounts of the fuel conditionally which - for the same fuel pressure 26 - for the injection valves 18 of the four cylinders 14 and 16 are approximately equal or at least similar, as well as leaks that can be assumed for all cylinders 14 and 16 as approximately the same. It can be seen that the curves are essentially rectilinear. This means that the relationship between the respective change 52 and the associated injected fuel quantity 54 is also comparatively linear and correspondingly accurate and easily ascertainable. However, the linearity is not absolutely necessary, since the invention also satisfies a monotonically increasing relationship.
  • FIG. 5 shows a flow chart for carrying out a method for
  • the flowchart can be processed with the computer program 38.
  • a start block 60 the procedure shown in FIG. 5 begins.
  • Actuator 20 is driven by a drive signal 35.
  • a time course of the fuel pressure 26 is determined.
  • the determined time profile is stored together with the control signal 35 characterizing variables in the data memory 36.
  • the drive signals 35 effecting the first and second injections and the injection patterns of the fuel produced thereby are comparable or even identical.
  • Combustion chamber of the second cylinder 14 executed. This is preferably done by using control signals 35 or injection patterns, as they are "normally” performed in each operating state of the internal combustion engine 12 present. In this case, these drive signals 35 or the resulting injection pattern can be changed depending on the previously determined variables, namely the first change 52 of the fuel pressure 26 and / or the second change 52 of the fuel pressure 26.
  • a certain amount of fuel 54 ("set point") is injected as part of a second injection
  • the drive signal 35 for the second cylinder 14 is changed so that the change in the fuel pressure 26 corresponding to the desired value of the fuel quantity 54 to be injected takes place in the pressure accumulator 22.
  • the change 52 of the fuel pressure 26 previously determined at the first cylinder 16 is, as it were, "transferred” or “copied” from the first cylinder 16 to the second cylinder 14.
  • the further injections in the cylinder 14 can take place with a precision comparable to that in the first cylinder 16, although the cylinders 14 have no cylinder pressure sensor 30 or a comparable measuring technique.
  • costs are saved.
  • the cylinders 14 and 16 can be "equalized” with respect to the injected fuel quantity 54 or a cylinder-generated torque.
  • an end block 76 the illustrated procedure ends.
  • the described method can then be compared for any other cylinder 14 in comparable Be carried out manner.
  • the method is preferably carried out "parallel" for all cylinders 14, that is to say in a timely sequence.
  • a time position and / or duration of the first and / or second injection and / or an injection pattern are predetermined in such a way that
  • Fuel pressure 26 in the pressure accumulator 22 in the time intervals 53 a and 53 b ("measurement window") before and / or after the respective injection is substantially constant.
  • the temporal position and / or duration of the first and / or second injection and / or the injection pattern is predefined as a function of an operating state or a stroke movement of the fuel pump 24.
  • Both measures have the purpose of determining the resulting changes 52a and 52b of the fuel pressure 26 as a result of the first or second injection particularly accurately. For this purpose, it may be necessary to temporarily change an injection pattern used in the respective operating state of the internal combustion engine 12, so that in each case sufficient time remains for a precise determination of the fuel pressure 26. Correspondingly, the respective changes 52a and 52b can then be determined by subtraction.
  • the changes made in the block 74 of the Anberichte 35 are stored and can thereafter in the further operation of
  • Fuel quantity 54 can be used.

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (12) mit mindestens zwei Zylindern (14; 16) beschrieben, wobei Kraftstoff aus einem Druckspeicher (22) in den mindestens zwei Zylindern (14; 16) zugeordnete Brennräume eingespritzt wird. Das Verfahren istdurch die folgenden Schritte gekennzeichnet: -Einstellen einer in einen Brennraum eines ersten Zylinders (16) im Rahmen einer ersten Einspritzung eingespritzten Kraftstoffmenge (54) auf einen Sollwert; -Ermitteln einer ersten Änderung (52a, 52b) eines Kraftstoffdrucks (26) in dem Druckspeicher (22), die sich als Folge der ersten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher (22) in den Brennraum des ersten Zylinders (16) ergibt; -Ermitteln einer zweiten Änderung (52a, 52b) eines Kraftstoffdrucks (26) in dem Druckspeicher (22), die sich als Folge einer zweiten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher (22) in einen Brennraum eines zweiten Zylinders (14) ergibt; -Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders (14) in Abhängigkeit von der ersten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) und/oder zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26), insbesondere zum - Annähern oder Gleichstellen der zweiten Änderung des Kraftstoffdrucks an die erste Änderung des Kraftstoffdrucks.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Vorrichtung und ein Speichermedium nach den nebengeordneten Patentansprüchen.
Vom Markt her bekannt sind Kraftstoffsysteme für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern, bei denen Kraftstoff mittels jeweils eines Einspritzventils in einen Brennraum eines Zylinders eingespritzt wird. Weiterhin sind Messverfahren bekannt, um eventuell verschiedene Einspritzmengen der Zylinder zumindest näherungsweise zu ermitteln und gegebenenfalls auszugleichen.
Beispielsweise ermöglicht eine so genannte Nullmengenkalibrierung (engl.
Abkürzung "ZFC"), einen Schwellwert einer Ansteuerdauer zur Ansteuerung eines Einspritzventils zu ermitteln, bei dessen Überschreitung tatsächlich Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. Auch ist eine Verwendung von Zylinderdrucksensoren bekannt, um eine Menge des eingespritzten bzw.
verbrannten Kraftstoffs zu ermitteln. Eine Patentveröffentlichung aus diesem Fachgebiet ist beispielsweise die DE 102 27 279 A1.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , sowie durch eine Vorrichtung und ein Speichermedium nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, wobei Kraftstoff aus einem Druckspeicher ("Rail") in den mindestens zwei Zylindern zugeordnete Brennräume eingespritzt wird. Es ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet, welche nicht zwingend in der angegebenen Reihenfolge zeitlich aufeinander folgen müssen:
- Einstellen einer in einen Brennraum eines ersten Zylinders im Rahmen einer ersten Einspritzung eingespritzten Kraftstoff menge auf einen Sollwert;
- Ermitteln einer ersten Änderung eines Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher, die sich als Folge der ersten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher in den Brennraum des ersten Zylinders ergibt;
- Ermitteln einer zweiten Änderung eines Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher, die sich als Folge einer zweiten Einspritzung von Kraftstoff aus dem
Druckspeicher in einen Brennraum eines zweiten Zylinders ergibt;
- Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders in Abhängigkeit von der ersten Änderung des
Kraftstoffdrucksund/oder der zweiten Änderung des Kraftstoffdrucks,
insbesondere zum Annähern oder Gleichstellen der zweiten Änderung des Kraftstoffdrucks an die erste Änderung des Kraftstoffdrucks. Dazu können die drei vorangegangenen Verfahrensschritte gegebenenfalls mehrfach oder fortwährend wiederholt werden.
Dabei ist der "erste" Zylinder ein so genannter Leitzylinder, welcher im
Allgemeinen mindestens eine zusätzliche Messeinrichtung aufweist und/oder von einer Auswerteeinrichtung in besonderer Weise behandelt wird. Beispielsweise ist der Leitzylinder bzw. die Messeinrichtung derart ausgeführt, dass die in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff menge quantitativ ermittelt werden kann. Beispielsweise kann ein Zeitverlauf eines Zylinderinnendrucks des Leitzylinders ermittelt werden, und daraus kann auf eine spezifische Antriebsenergie und weiter auf die jeweils eingespritzte und verbrannte Kraftstoff menge geschlossen werden. Ergänzend kann ein Zylinderinnendruck, welcher ohne Einspritzung von Kraftstoff ermittelt wird, als Referenz verwendet werden. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Leitzylinder in einer besonderen Weise gefertigt ist, um eine besonders präzise Einspritzung von Kraftstoff zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist es nicht zwingend erforderlich, die in dem ersten Zylinder eingespritzte Kraftstoff menge quantitativ zu ermitteln. Es ist ausreichend, dass der Leitzylinder - beispielsweise mittels vorbekannter Verfahren - vor der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf die eingespritzte Kraftstoffmenge zuvor (optimal) eingestellt wurde. Danach verwendet das erfindungsgemäße Verfahren die an dem Leitzylinder ermittelte erste Änderung des Kraftstoffdrucks, um die zweite Änderung des Kraftstoffdrucks an die erste Änderung des Kraftstoffdrucks anzunähern oder anzugleichen. Dadurch können alle Zylinder der Brennkraftmaschine in Bezug auf die eingespritzten
Kraftstoffmengen auf einfache und zugleich genaue Weise "gleichgestellt" werden.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher ermittelt wird, vorzugsweise mit einer vergleichsweise hohen zeitlichen Auflösung. Dazu werden im Rahmen der ersten Einspritzung mindestens zwei, bevorzugt jedoch mehr, beispielsweise fünf oder zehn
Abtastwerte des Kraftstoffdrucks ermittelt. Die Ermittlung des Kraftstoffdrucks in dem ersten Zylinder erfolgt vorzugsweise in unmittelbarer Beziehung zu derjenigen Einspritzung, für welche - beispielsweise mittels des besagten Zylinderinnendrucks - die eingespritzte Kraftstoffmenge ermittelt wird. Aus dem in jeweils einem Zeitintervall vor und nach der ersten Einspritzung ermittelten Kraftstoffdruck wird eine zugehörige erste Änderung des Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher ermittelt. Die Ermittlung von mehr als einem Abtastwert je Zeitintervall ist von Vorteil, um einen in den Zeitintervallen gegebenenfalls zeitlich veränderlichen Kraftstoffdruck - beispielsweise durch Druckwellen verursacht - auszumitteln.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Schritt des Verfahrens wird die zweite Änderung des Kraftstoffdrucks als Folge der "zweiten" Einspritzung ermittelt, welche in den Brennraum des zweiten Zylinders - oder bei höherer Zylinderzahl in den Brennraum eines beliebigen weiteren Zylinders - erfolgt. Diese Ermittlung wird in vergleichbarer Weise wie für den ersten Zylinder vorgenommen.
Ein weiterer Schritt der Erfindung ist es, die an dem ersten Zylinder ermittelte Änderung des Kraftstoffdrucks auf die übrigen Zylinder der Brennkraftmaschine zu übertragen (zu "kopieren"). Da es zwischen der Änderung des Kraftstoffdrucks und der eingespritzten Kraftstoffmenge einen monotonen und eindeutigen Zusammenhang gibt, kann auch für diese übrigen Zylinder, obwohl sie keine spezifischen Messeinrichtungen oder Auswertungen wie beim Leitzylinder aufweisen, die jeweils eingespritzte Kraftstoff menge ("Einspritzmenge") mit vergleichsweise großer Genauigkeit ermittelt bzw. eingestellt werden.
Die derart ermittelte Einspritzmenge ermöglicht es, das Ausführen weiterer Einspritzungen von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten bzw. des weiteren Zylinders in Bezug auf einen Sollwert der Einspritzmenge gegebenenfalls anzupassen. Dazu kann eine Ansteuerung, insbesondere eine Ansteuerdauer, einer elektrischen Betätigungseinrichtung für ein Einspritzventil des jeweiligen Zylinders verändert werden. Diese Veränderung kann sogar nachfolgend fortlaufend mittels der jeweiligen Änderung des Kraftstoffdrucks überprüft und somit geregelt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Zylinder der Brennkraftmaschine in Bezug auf die eingespritzte
Kraftstoff menge bzw. die dadurch erzeugten Beiträge zum Drehmoment der Brennkraftmaschine "gleichzustellen". Individuelle "Mengendriften" von
Einspritzventilen können ausgeglichen werden.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass die in die Brennräume der Zylinder eingespritzten Kraftstoffmengen individuell und vergleichsweise genau eingestellt werden können. Dazu ist lediglich ein Leitzylinder der Brennkraftmaschine erforderlich, welcher eine zusätzliche Sensorik umfasst und/oder dessen Betrieb in zusätzlicher Weise ausgewertet wird. Darüber hinaus ist nur ein Drucksensor zur Ermittlung des Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher eines Kraftstoff Systems der Brennkraftmaschine erforderlich, so dass vergleichsweise geringe
Bauteilkosten entstehen. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von spezifischen Eigenschaften eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, in welches die Brennkraftmaschine verbaut ist, durchgeführt werden. Das Verfahren kann im normalen Betriebsfall der Brennkraftmaschine ohne eine Erfordernis der Verwendung von Schubphasen oder Leerlaufphasen durchgeführt werden. Ebenso ist das Verfahren im Wesentlichen unabhängig von Größen, welche alle Zylinder der Brennkraftmaschine in gleicher Weise betreffen, beispielsweise einer Kraftstoffqualität, einer permanenten Leckage, einer Kraftstofftemperatur, einem Offset im Raildruck (Offset eines mittleren
Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher) und sonstigen Einflüssen. Dabei ist die Verwendung eines quantitativen Zusammenhangs zwischen der Änderung des Kraftstoffdrucks und der zugehörigen eingespritzten Kraftstoff menge nicht zwingend erforderlich. Es ist ausreichend, wenn dieser Zusammenhang für alle Zylinder der Brennkraftmaschine gleich ist. Die Erfindung betrifft vorzugsweise Komponenten des Kraftstoffsystems und erfordert im Wesentlichen keine
Veränderungen von sonstigen Komponenten der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass ein Differenzwert der zweiten Änderung des Kraftstoffdrucks zu der ersten Änderung des Kraftstoffdrucks und/oder ein zugehöriger Differenzwert einer Ansteuerung eines Einspritzventils für den zweiten Zylinder ermittelt und abgespeichert wird. Beispielsweise kann ein Differenzwert einer Ansteuerdauer einer elektromagnetischen
Betätigungseinrichtung des Einspritzventils ermittelt und abgespeichert werden. Somit kann in einem anschließenden "Normalbetrieb" der Brennkraftmaschine auch ohne eine Ermittlung der Änderungen des Kraftstoffdrucks eine Korrektur der in den zweiten (und gegebenenfalls in weitere) Zylinder eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgen. Es wird jeweils die zylinderindividuelle Korrektur abgespeichert, welche sich durch das Gleichstellen mit dem Leitzylinder ergeben hat. Beispielsweise lässt sich diese Korrektur - welche in Bezug auf einen nominellen Sollwert einer Ansteuerdauer bzw. Einspritzmenge erfolgt - auch dann verwenden, wenn ein aktuelles Einspritzmuster nicht (mehr) für eine Ermittlung der Änderung des Kraftstoffdrucks geeignet ist. Daher ist vorgesehen, dass der Differenzwert nachfolgend für das Ausführen einer weiteren
Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders (und gegebenenfalls weiterer Zylinder) verwendet wird. Dadurch kann der zuvor "gelernte" Differenzwert, mit dem die zweite Änderung des Kraftstoffdrucks korrigiert wird - bzw. ein entsprechender Differenzwert der Ansteuerung des zugehörigen Einspritzventils - für weitere Einspritzungen von Kraftstoff verwendet werden. Ein im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine fortlaufend wiederholtes Ermitteln der Änderung des ersten und/oder zweiten Kraftstoffdrucks ist also nicht zwingend erforderlich. Dadurch wird das Verfahren vereinfacht und verbessert.
Das Verfahren wird verbessert, wenn die in den Brennraum des ersten Zylinders eingespritzte Kraftstoffmenge unter Verwendung eines Zylinderdrucksensors ermittelt und/oder eingestellt wird. Ein Zylinderdrucksensor ermöglicht eine besonders einfache und genaue Ermittlung des oben bereits beschriebenen Zylinderinnendrucks.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die für den ersten Zylinder ermittelte eingespritzte Kraftstoffmenge mittels einer so genannten "Nullmengenkalibrierung" ermittelt wird. Dabei wird eine Mindestansteuerdauer der elektrischen Betätigungseinrichtung ermittelt, ab welcher Kraftstoff in den Brennraum des jeweiligen Zylinders tatsächlich eingespritzt wird. Mittels der Nullmengenkalibrierung kann die eingespritzte Kraftstoff menge insbesondere bei Voreinspritzungen zumindest angenähert ermittelt werden. Die
Nullmengenkalibrierung erfolgt vorzugsweise in einer Schubphase der
Brennkraftmaschine und kann ergänzend oder alternativ zu der Ermittlung des Zylinderinnendrucks verwendet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die gegebenenfalls aufwändige Nullmengenkalibrierung nur beim Leitzylinder durchzuführen und das Ergebnis entsprechend auf die übrigen Zylinder zu übertragen.
Allgemein wird bei einer Nullmengenkalibrierung (engl. Abkürzung "ZFC") eine Reaktion eines Drehzahlsignals auf eine in einer Schubphase der
Brennkraftmaschine erfolgende kleine Testeinspritzung verglichen mit dem Drehzahlsignal bei Testeinspritzungen von definierter Einspritzmenge während einer Applikationsphase.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vielseitig anwendbar, weil die erste und/oder die zweite Einspritzung mindestens eine Teileinspritzung und/oder eine Haupteinspritzung umfassen kann. Somit kann die eingespritzte
Kraftstoffmenge auch für verschiedenartige so genannte "Einspritzmuster" vergleichsweise genau ermittelt werden. Die Teileinspritzung kann mindestens eine Voreinspritzung und/oder mindestens eine Nacheinspritzung in Bezug auf die Haupteinspritzung sein. Sofern die Einspritzung eine Teileinspritzung und eine Haupteinspritzung umfasst, kann es für eine eventuell nachfolgende
Korrektur der eingespritzten Kraftstoff menge bzw. des Einspritzmusters erforderlich sein, eine sich ergebende Korrekturmenge mittels eines bestimmten Algorithmus auf die Teileinspritzung(en) und die Haupteinspritzung aufzuteilen.
Die Genauigkeit des Verfahrens wird weiter verbessert, wenn eine zeitliche Lage und/oder Dauer der ersten und/oder zweiten Einspritzung und/oder das
Einspritzmuster derart vorgegeben wird, dass der Kraftstoff druck in dem
Druckspeicher in einem Zeitintervall ("Messfenster") vor und/oder nach der jeweiligen Einspritzung im Wesentlichen konstant ist. Dazu kann es erforderlich sein, das jeweilige Einspritzmuster vorübergehend zu verändern. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass ein genügender zeitlicher Abstand zwischen jeweiligen Teileinspritzungen vorgegeben wird. Vorzugsweise ist dieses
Messfenster außerdem derart ausgebildet, dass es nicht mit eventuellen
Einspritzungen in anderen Zylindern kollidiert, welche aus demselben
Druckspeicher erfolgen. Ebenso ist das Messfenster vorzugsweise derart ausgebildet, dass es nicht mit einem Arbeitshub einer den Druckspeicher speisenden Kraftstoffpumpe kollidiert. Das veränderte Einspritzmuster kann sich von einem im normalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine verwendeten Einspritzmuster unterscheiden. Eine eventuelle, durch Leckagen verursachte Änderung des Kraftstoffdrucks während des Messfensters ist vergleichsweise gering und für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich oder kann auf einfache Weise mit berücksichtigt werden.
Das bedeutet, dass das erfindungsgemäße Verfahren - für die Ermittlung der Beziehung zwischen der Änderung des Kraftstoffdrucks und der eingespritzten Kraftstoff menge mittels des Leitzylinders - gegebenenfalls nur gelegentlich oder periodisch durchgeführt werden kann. Dies ist im Allgemeinen völlig ausreichend, da die ermittelte Beziehung bzw. ermittelte Korrekturwerte für die einzuspritzende Kraftstoff menge bzw. ermittelte Korrekturwerte für die Ansteuerung der elektrischen Betätigungseinrichtungen nichtflüchtig und zylinderindividuell in einem Datenspeicher abgespeichert werden können. Ergänzend können zugehörige Parameter, wie beispielsweise der mittlere Raildruck und/oder eine Kraftstofftemperatur oder dergleichen mit abgespeichert werden.
Im Allgemeinen ist das beschriebene Abspeichern der Korrekturwerte wenig sinnvoll, da die "Beziehung" zwischen der Änderung des Kraftstoffdrucks und der eingespritzten Kraftstoff menge von weiteren und zumeist unbekannten
Parametern abhängig ist. Erfindungsgemäß ist es vorteilhafter, die erste
Änderung des Kraftstoffdrucks zeitnah zu der zweiten Änderung des
Kraftstoffdrucks zu ermitteln und erfindungsgemäß zu verwenden.
Allgemein kann und soll das erfindungsgemäße Verfahren, beispielsweise unter Verwendung der besagten "Beziehung" und/oder der ermittelten Korrekturwerte und/oder der zeitnahen Ermittlung der ersten zu der zweiten Änderung des Kraftstoffdrucks, auch im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine angewendet werden.
Ergänzend ist vorgesehen, dass eine zeitliche Lage und/oder Dauer der ersten und/oder zweiten Einspritzung und/oder das Einspritzmuster in Abhängigkeit eines Betriebszustands einer den Druckspeicher speisenden Kraftstoffpumpe oder sonstiger Stellglieder, welche den Druckspeicher beeinflussen können (z.B. Druckregelventil) vorgegeben wird. Damit kann erreicht werden, dass der Kraftstoffdruck während des jeweiligen Zeitintervalls nur wenig oder gar nicht durch einen Betriebszustand bzw. eine entsprechende Änderung wie z.B. eine Hubbewegung eines Kolbens der Kraftstoffpumpe oder daraus folgenden Druckpulsationen (Druckwellen) verändert wird. Damit wird die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich erhöht.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der
Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, wobei Kraftstoff aus einem Druckspeicher in den mindestens zwei Zylindern zugeordnete Brennräume eingespritzt wird, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das
erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung weist
beispielsweise eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf, welche elektrische und/oder elektronische Bauelemente bzw. Schaltungen umfasst und mittels elektrischer Leitungen an Komponenten der Brennkraftmaschine angeschaltet ist. Die Schaltungen können analog und/oder digital ausgeführt sein. Weiterhin kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, ergänzend die folgenden Schritte des Verfahrens durchzuführen:
- Ermitteln und Abspeichern eines Differenzwerts der zweiten Änderung des Kraftstoffdrucks zu der ersten Änderung des Kraftstoffdrucks und/oder eines zugehörigen Differenzwerts einer Ansteuerung eines Einspritzventils für den zweiten Zylinder; und
- Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders unter Verwendung des Differenzwerts.
Dadurch wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich verbessert.
Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht ein Computerprogramm vor, welches dazu programmiert ist, das erfindungsgemäße Verfahren zumindest teilweise durchzuführen. Ergänzend kann ein Speichermedium vorgesehen sein, welches das Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens umfasst. Dabei kann es sich um den flüchtigen bzw. nichtflüchtigen Datenspeicher der Steuer- und/oder Regeleinrichtung und/oder um einen USB-Speicher oder CD-ROM- Speicher handeln.
Es versteht sich, dass die oben verwendete Bezeichnung "erster" Zylinder nicht zwingend eine bestimmte Reihenfolge oder bauliche Anordnung des ersten Zylinders oder dergleichen bedeutet. Es versteht sich weiter, dass das erfindungsgemäße Verfahren wie oben beschrieben für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoff-Direkteinspritzung, jedoch in entsprechender Weise auch für Brennkraftmaschinen mit einer Saugrohreinspritzung verwendet werden kann.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine;
Figur 2 ein Zeitdiagramm eines Kraftstoffdrucks; Figur 3 ein zu der Figur 2 ähnliches Zeitdiagramm;
Figur 4 ein Diagramm mit Änderungen von Kraftstoffdrücken über einer
eingespritzten Kraftstoffmenge; und
Figur 5 ein Flussdiagramm zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Schema eines Kraftstoffsystems 10 für eine Brennkraftmaschine 12 mit vorliegend drei Zylindern 14 und einem Zylinder 16 ("Leitzylinder" bzw. "erster" Zylinder) sowie zugehörigen Einspritzventilen 18 zur Einspritzung von Kraftstoff in einen jeweiligen Brennraum (ohne Bezugszeichen) der Zylinder 14 und 16. Die Einspritzventile 18 können durch je eine elektrische Betätigungseinrichtung 20 betätigt werden. Die elektrischen
Betätigungseinrichtungen 20 können als Elektromagnete oder als Piezoaktoren ausgeführt sein und werden mittels elektrischer Leitungen 34 bzw. darauf übertragener Ansteuersignale 35 angesteuert.
In der Zeichnung oberhalb der Einspritzventile 18 ist ein Druckspeicher 22 ("Kraftstoff-Hochdruckspeicher", "Rail") dargestellt, der von einer Kraftstoffpumpe 24 über eine Hochdruckleitung 25 mit Kraftstoff gespeist wird. Ein Kraftstoff druck 26 wird von einem Drucksensor 28 ("Raildrucksensor") überwacht. Ein
Zylinderdrucksensor 30 ist an dem Zylinder 16 zur Ermittlung eines
Zylinderinnendrucks (Brennraumdrucks) angeordnet. Die Brennkraftmaschine 12 ist z.B. als ein Benzinmotor oder als ein Dieselmotor ausgeführt.
Im rechten oberen Teil der Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine 12 dargestellt, welche vorliegend eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 32, angedeutete abgehende und ankommende elektrische Leitungen 34, sowie einen darin enthaltenen Datenspeicher 36
(Speichermedium) und ein Computerprogramm 38 umfasst. Der Datenspeicher 36 weist flüchtige und nichtflüchtige Speicherelemente auf. Im Betrieb speist die Kraftstoffpumpe 24 den Druckspeicher 22 über die
Hochdruckleitung 25, wobei der Drucksensor 28 ein den aktuellen Kraftstoffdruck 26 charakterisierendes Signal über eine elektrische Leitung 34 an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 32 überträgt. Die vier Einspritzventile 18 spritzen abhängig von dem Ansteuersignal 35 der elektrischen Betätigungseinrichtung 20 eine bestimmte Kraftstoffmenge 54 (siehe Figur 4) in die Brennräume der Zylinder 14 und 16 ein.
Figur 2 zeigt ein Zeitdiagramm mit dem Kraftstoffdruck 26 über einer Zeit t, beispielsweise für das Kraftstoffsystem 10 einer Brennkraftmaschine 12 eines Personenkraftwagens. In der Zeichnung sind mehrere Zeitverläufe des
Kraftstoffdrucks 26 gezeigt, welche nach der Art eines getriggerten Mehrfach- Oszillogramms dargestellt sind. Die Darstellung der Figur 2 ist sowohl in Bezug auf die Abszisse als auch in Bezug auf die Ordinate vergleichsweise stark gedehnt, und der Koordinatenursprung entspricht bereits einem vergleichsweise hohen Kraftstoffdruck 26.
Ein ansteigender Abschnitt der Kurven im in der Zeichnung linken Bereich des Zeitdiagramms ist durch einen Pfeil 40 markiert und entspricht einem Förderhub der Kraftstoffpumpe 24. Dadurch wird Kraftstoff in den Druckspeicher 22 gefördert, wobei der Kraftstoffdruck 26 entsprechend ansteigt. Ein Pfeil 42 im mittleren Bereich des Zeitdiagramms markiert Teileinspritzungen von Kraftstoff in den Brennraum des jeweiligen Zylinders 14 bzw. 16.
Vorliegend entsprechen die Teileinspritzungen Voreinspritzungen. Ein Pfeil 46 im rechten Bereich der Zeichnung markiert Haupteinspritzungen in den jeweiligen Brennraum. Durch Pfeile 48 markierte und in allen Kurven wiederkehrende Welligkeiten im Zeitverlauf des Kraftstoffdrucks 26 sind durch Druckpulsationen (Druckwellen) und dergleichen verursacht.
Man erkennt, dass der Förderhub der Kraftstoffpumpe 24 den Kraftstoffdruck 26 im linken Bereich der Zeichnung in etwa auf einen Druckwert 50 wiederkehrend erhöht. Ausgehend von einem Zeitpunkt t1 sinkt der Kraftstoffdruck 26 nachfolgend mit geringer Rate ab, was beispielsweise durch Leckagen oder dergleichen verursacht wird. Als Folge der Teileinspritzungen (Pfeil 42) ab einem Zeitpunkt t2 erfolgt eine vergleichsweise starke erste Änderung 52a (siehe Figur 3) des Kraftstoffdrucks 26.
Vorliegend sind mehrere verschiedenartige Teileinspritzungen dargestellt, welche sich in ihrer Dauer und/oder Stärke unterscheiden und jeweils unterschiedlichen eingespritzten Kraftstoffmengen 54 entsprechen. Dabei ist die eingespritzte Kraftstoffmenge 54 im Wesentlichen linear von der in der Zeichnung erkennbaren Änderung 52a des Kraftstoffdrucks 26 abhängig. Die Dauer der
Teileinspritzungen wird durch eine jeweilige Ansteuerdauer der elektrischen Betätigungseinrichtung 20 bestimmt.
Die durch den Pfeil 46 markierte und ab einem Zeitpunkt t3 erfolgende
Haupteinspritzung bewirkt eine in Bezug auf die Teileinspritzungen deutlich stärkere Änderung 52b (siehe Figur 3) des Kraftstoffdrucks 26, welcher sich in der Zeichnung unterhalb der Abszisse fortsetzt. Diese Fortsetzung ist in der Figur 2 jedoch nicht gezeichnet.
Figur 3 zeigt ein zu der Figur 2 ähnliches, idealisiertes und vereinfachtes
Zeitdiagramm. Ergänzend zu der Figur 2 sind in der Figur 3 Änderungen 52a und 52b des Kraftstoffdrucks 26 eingetragen, welche sich jeweils als Folge der Teileinspritzungen bzw. der Haupteinspritzung ergeben. Zur Darstellung der Änderung 52b wurde ein Verlauf des Kraftstoffdrucks 26 am Ende der
Haupteinspritzung unterhalb der Abszisse mit eingezeichnet.
Ergänzend sind Zeitintervalle 53a und 53b eingezeichnet, welche jeweils ein "Messfenster" vor bzw. nach der Teileinspritzung bzw. der Haupteinspritzung charakterisieren. In den Zeitintervallen 53a und 53b ist der Kraftstoffdruck 26 jeweils in etwa konstant und die Wirkung des Förderhubs der Kraftstoffpumpe 24 ist im Wesentlichen verschwunden. Dadurch kann die Ermittlung des
Kraftstoffdrucks 26 und der Änderungen 52a und 52b besonders genau erfolgen.
Figur 4 zeigt ein Diagramm mit Änderungen 52 (Differenzwerten) von
Kraftstoff drücken 26 über der eingespritzten Kraftstoffmenge 54. Dargestellt sind vier Kurven, welche mit vier jeweils verschiedenen Druckwerten 50 - also einem jeweiligen anfänglichen Kraftstoffdruck 26 - als Parameter ermittelt wurden. Ein Pfeil 56 zeigt in Richtung eines ansteigenden Druckwerts 50 bzw. Kraftstoffdrucks 26. Jede der gezeigten Kurven weist einen spezifischen
Anfangswert 58a, 58b, 58c bzw. 58d auf und verläuft danach mit zunehmender eingespritzter Kraftstoff menge 54 ansteigend und in etwa geradlinig. Vorliegend wurde das Diagramm unter Verwendung einer hydraulischen Prüfbank ermittelt.
Die Anfangswerte 58a, 58b, 58c und 58d sind im Wesentlichen durch
Steuermengen des Kraftstoffs bedingt, welche - bei gleichem Kraftstoff druck 26 - für die Einspritzventile 18 der vier Zylinder 14 und 16 in etwa gleich oder zumindest ähnlich sind, sowie durch Leckagen, die für alle Zylinder 14 und 16 als in etwa gleich vorausgesetzt werden können. Man erkennt, dass die Kurven im Wesentlichen geradlinig verlaufen. Das bedeutet also, dass die Beziehung zwischen der jeweiligen Änderung 52 und der zugehörigen eingespritzten Kraftstoff menge 54 ebenfalls vergleichsweise linear und entsprechend genau und einfach ermittelbar ist. Die Linearität ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da erfindungsgemäß auch ein monoton steigender Zusammenhang genügt.
Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung eines Verfahrens zum
Betreiben der Brennkraftmaschine 12. Das Flussdiagramm kann mit dem Computerprogramm 38 abgearbeitet werden. In einem Startblock 60 beginnt die in der Figur 5 dargestellte Prozedur.
In einem folgenden Block 64 erfolgt eine erste Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders 16. Dazu wird die zugehörige elektrische
Betätigungseinrichtung 20 mit einem Ansteuersignal 35 angesteuert. Dabei wird ein Zeitverlauf des Kraftstoffdrucks 26 ermittelt. Der ermittelte Zeitverlauf wird zusammen mit das Ansteuersignal 35 charakterisierenden Größen in dem Datenspeicher 36 abgespeichert.
In einem folgenden Block 68 wird eine erste Änderung 52 (bzw. 52a, 52b) des Kraftstoffdrucks 26 in dem Druckspeicher 22, die sich als Folge der ersten Einspritzung im Block 64 von Kraftstoff aus dem Druckspeicher 22 in den Brennraum des ersten Zylinders 16 ergibt, ermittelt. Die ermittelte erste
Änderung 52 wird ebenfalls in dem Datenspeicher 36 abgespeichert.
In vergleichbarer Weise zu dem Verfahren im Block 68 wird in einem folgenden Block 72 eine zweite Änderung 52 (bzw. 52a, 52b) des Kraftstoffdrucks 26 in dem Druckspeicher 22, die sich als Folge einer zweiten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher 22 in den Brennraum eines der Zylinder 14 ("zweiter" Zylinder) ergibt, ermittelt. Vorzugsweise sind die die erste und die zweite Einspritzung bewirkenden Ansteuersignale 35 und die dadurch erzeugten Einspritzmuster des Kraftstoffs vergleichbar oder sogar identisch.
In einem Block 74 werden weitere Einspritzungen von Kraftstoff in den
Brennraum des zweiten Zylinders 14 ausgeführt. Vorzugsweise erfolgt dies unter Verwendung von Ansteuersignalen 35 bzw. Einspritzmustern, wie sie im jeweils vorliegenden Betriebszustand der Brennkraftmaschine 12 "normalerweise" durchgeführt werden. Dabei können diese Ansteuersignale 35 bzw. die sich ergebenden Einspritzmuster in Abhängigkeit der zuvor ermittelten Größen, nämlich der ersten Änderung 52 des Kraftstoffdrucks 26 und/oder der zweiten Änderung 52 des Kraftstoffdrucks 26 verändert werden.
Damit kann für die zweiten Zylinder 14 - und bei Bedarf entsprechend für den ersten Zylinder 16 - beispielsweise wie folgt verfahren werden:
(1 ) Es soll eine bestimmte Kraftstoff menge 54 ("Sollwert") im Rahmen einer zweiten Einspritzung eingespritzt werden;
(2) Mittels der in den Blöcken 62 bis 72 durchgeführten Prozedur wird das Ansteuersignal 35 für den zweiten Zylinder 14 derart verändert, dass in dem Druckspeicher 22 die dem Sollwert der einzuspritzenden Kraftstoffmenge 54 entsprechende Änderung 52 des Kraftstoffdrucks 26 erfolgt. Die beim ersten Zylinder 16 zuvor ermittelte Änderung 52 des Kraftstoffdrucks 26 wird sozusagen vom ersten Zylinder 16 auf den zweiten Zylinder 14 "übertragen" oder "kopiert". Dadurch können die weiteren Einspritzungen in dem Zylinder 14 mit einer vergleichbaren Präzision wie in dem ersten Zylinder 16 erfolgen, obwohl die Zylinder 14 keinen Zylinderdrucksensor 30 oder eine vergleichbare Messtechnik aufweisen. Somit werden auch Kosten gespart. Dadurch können beispielsweise die Zylinder 14 und 16 in Bezug auf die eingespritzte Kraftstoffmenge 54 bzw. ein zylinderindividuell erzeugtes Drehmoment "gleichgestellt" werden.
In einem Endeblock 76 endet die dargestellte Prozedur. Das beschriebene Verfahren kann anschließend für beliebige weitere Zylinder 14 in vergleichbarer Weise durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Verfahren für alle Zylinder 14 "parallel", das heißt in einer zeitnahen Abfolge, durchgeführt.
Vorzugsweise wird für die in der Figur 5 beschriebenen ersten und zweiten Einspritzungen eine zeitliche Lage und/oder Dauer der ersten und/oder zweiten Einspritzung und/oder ein Einspritzmuster derart vorgegeben, dass der
Kraftstoffdruck 26 in dem Druckspeicher 22 in den Zeitintervallen 53a bzw. 53 b ("Messfenster") vor und/oder nach der jeweiligen Einspritzung im Wesentlichen konstant ist. Ebenso wird die zeitliche Lage und/oder Dauer der ersten und/oder zweiten Einspritzung und/oder das Einspritzmuster in Abhängigkeit eines Betriebszustands bzw. einer Hubbewegung der Kraftstoffpumpe 24 vorgegeben. Beide Maßnahmen haben den Zweck, die sich infolge der ersten bzw. zweiten Einspritzung ergebenden Änderungen 52a bzw. 52b des Kraftstoffdrucks 26 besonders genau zu ermitteln. Dazu ist es gegebenenfalls erforderlich, ein in dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 12 verwendetes Einspritzmuster vorübergehend zu verändern, so dass jeweils ausreichend Zeit für eine präzise Ermittlung des Kraftstoffdrucks 26 bleibt. Entsprechend genau können danach die jeweiligen Änderungen 52a und 52b mittels Differenzbildung ermittelt werden.
Vorzugsweise werden die im Block 74 erfolgten Änderungen des Ansteuersignais 35 abgespeichert und können danach im weiteren Betrieb der
Brennkraftmaschine 12 auch ohne ein Ermitteln der Änderung 52 des
Kraftstoffdrucks 26 zur Korrektur der in den Zylindern 14 eingespritzten
Kraftstoff menge 54 verwendet werden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (12) mit mindestens zwei Zylindern (14; 16), wobei Kraftstoff aus einem Druckspeicher (22) in den mindestens zwei Zylindern (14; 16) zugeordnete Brennräume eingespritzt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Einstellen einer in einen Brennraum eines ersten Zylinders (16) im Rahmen einer ersten Einspritzung eingespritzten Kraftstoff menge (54) auf einen Sollwert;
- Ermitteln einer ersten Änderung (52a, 52b) eines Kraftstoffdrucks (26) in dem Druckspeicher (22), die sich als Folge der ersten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher (22) in den Brennraum des ersten
Zylinders (16) ergibt;
- Ermitteln einer zweiten Änderung (52a, 52b) eines Kraftstoffdrucks (26) in dem Druckspeicher (22), die sich als Folge einer zweiten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher (22) in einen Brennraum eines zweiten Zylinders (14) ergibt;
- Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders (14) in Abhängigkeit von der ersten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) und/oder der zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26), insbesondere zum Annähern oder Gleichstellen der zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) an die erste
Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei ein Differenzwert der zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) zu der ersten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) und/oder ein zugehöriger Differenzwert einer Ansteuerung eines Einspritzventils für den zweiten Zylinder (14) ermittelt und abgespeichert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Differenzwert nachfolgend für das Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders (14) verwendet wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in den Brennraum des ersten Zylinders (16) eingespritzte
Kraftstoff menge (54) unter Verwendung eines Zylinderdrucksensors (30) ermittelt und/oder eingestellt wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Einspritzung mindestens eine Teileinspritzung (42) und/oder eine Haupteinspritzung (46) umfasst.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zeitliche Lage und/oder Dauer der ersten und/oder zweiten Einspritzung und/oder ein Einspritzmuster derart vorgegeben wird, dass der
Kraftstoffdruck (26) in dem Druckspeicher (22) in einem Zeitintervall (53a, 53b) vor und/oder nach der jeweiligen Einspritzung im Wesentlichen konstant ist.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zeitliche Lage und/oder Dauer der ersten und/oder zweiten Einspritzung und/oder ein Einspritzmuster in Abhängigkeit eines Betriebszustands einer den Druckspeicher (22) speisenden Kraftstoffpumpe (24) vorgegeben wird.
8. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (12) mit mindestens zwei Zylindern (14; 16), wobei Kraftstoff aus einem Druckspeicher (22) in den mindestens zwei Zylindern (14; 16) zugeordnete Brennräume eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren entsprechend den folgenden Schritten durchzuführen: - Einstellen einer in einen Brennraum eines ersten Zylinders (16) im Rahmen einer ersten Einspritzung eingespritzten Kraftstoff menge (54) auf einen Sollwert;
- Ermitteln einer ersten Änderung (52a, 52b) eines Kraftstoffdrucks (26) in dem Druckspeicher (22), die sich als Folge der ersten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher (22) in den Brennraum des ersten
Zylinders (16) ergibt;
- Ermitteln einer zweiten Änderung (52a, 52b) eines Kraftstoffdrucks (26) in dem Druckspeicher (22), die sich als Folge einer zweiten Einspritzung von Kraftstoff aus dem Druckspeicher (22) in einen Brennraum eines zweiten Zylinders (14) ergibt;
- Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders (14) in Abhängigkeit von der ersten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) und/oder der zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26), insbesondere zum Annähern oder Gleichstellen der zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) an die erste
Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verfahren ergänzend die folgenden Schritte umfasst:
- Ermitteln und Abspeichern eines Differenzwerts der zweiten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) zu der ersten Änderung (52a, 52b) des Kraftstoffdrucks (26) und/oder eines zugehörigen Differenzwerts einer Ansteuerung eines Einspritzventils für den zweiten Zylinder (14); und
- Ausführen einer weiteren Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum des zweiten Zylinders (14) unter Verwendung des Differenzwerts.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Vorrichtung ein
Computerprogramm (38) umfasst, welches dazu programmiert ist, ein Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen. Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Computerprogramm (38) zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
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