WO2014023389A1 - Verfahren zur ermittlung tatsächlicher einspritzparameter von kraftstoffinjektoren eines verbrennungsmotor - Google Patents

Verfahren zur ermittlung tatsächlicher einspritzparameter von kraftstoffinjektoren eines verbrennungsmotor Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for determining at least one actual injection parameter of at least one injector in an internal combustion engine according to claim 1.
  • each injector of the internal combustion engine is supplied with current, that is to say supplied with a voltage or a current, whereby the injection behavior of the injector can be controlled by the moment of energization, in particular the start of energization, the energization duration and / or the current flow.
  • the energization of the injector is preferably controlled in order to comply with legal limits with regard to exhaust gases of the internal combustion engine can. It occurs
  • DE 10 2004 006 896 A1 discloses a method in which an injection end deviation is calculated from a nominal injection end and the measured actual injection end, an injection start deviation being determined from a desired injection start and a virtual actual injection start becomes. A capture of the actual
  • Injection parameter takes place in a stationary operating state of
  • the invention is therefore based on the object to provide a method by means of which at least one actual injection parameter of at least one injector in an internal combustion engine more precise and suitable to predetermined
  • Bestromungs judge can be determined, which also leads to a correction of the Bestromungs judge injection parameters, which more accurate and
  • a first injector is selected. It is determined whether a stationary load point of the internal combustion engine is present. If a stationary load point is detected, the first injector is energized with constant Bestromungs discipline, wherein at least one injection parameter of the first injector during a predetermined number of operating cycles of the injector associated cylinder of the internal combustion engine is measured. After the measurement or after the predetermined number of cycles is checked whether it is still the same stationary load point as before the beginning of the measurements is present. If this is the case, the measured values are stored and / or further processed. Because of that
  • a method is preferred in which the measured values are discarded when there is no longer the same stationary load point.
  • the relationship between the Bestromungs judge and the injection parameters is therefore only made if the stationary load point has not changed during the measurement. Otherwise the measured values are unusable.
  • the relationship is dependent on the load point, that is to say measured in particular at different load points. This means that the method is carried out several times if there are different stationary load points, with the load points preferably being stored or further processed together with the measured values and associated with them.
  • a method is also preferred in which an energization of the first injector is corrected on the basis of the measured values with the aid of a characteristic diagram.
  • the map gives the behavior of the injection parameters of the injector in a change in the
  • the energization of the first injector is corrected on the basis of the measured values with the aid of a gold characteristic diagram.
  • a method is also preferred, which is characterized in that a pressure profile - seen in the flow direction - is detected before the first injector, wherein from the pressure curve, a spray end and an optionally virtual injection start be determined.
  • a pressure profile - seen in the flow direction - is detected before the first injector, wherein from the pressure curve, a spray end and an optionally virtual injection start be determined.
  • a method is also preferred, which is characterized in that a start of energization, an energization duration and / or a current flow characteristic for the first injector is corrected. It is possible that in order to achieve a predetermined desired injection behavior, only the start of energization is varied. Alternatively or additionally, the energization duration is changed, wherein it is possible, in particular, to vary an energization end. Alternatively or additionally, the
  • Bestromungs judge adapted only if the actual injection parameters do not meet the predetermined, desired values.
  • a pressure curve in this case typically shows an at least approximately constant value during the energization of the injector. In this way, a malfunction detection of the injector is possible.
  • the temporal Pressure curve can be understood in this case as the measured at least one injection parameter of the first injector.
  • quasi-derived injection parameters from the pressure curve then an injection end and preferably also a
  • Start of injection possibly a virtual injection start, determined.
  • an average value of the measured values over the predetermined number of working cycles is calculated, stored,
  • the measured pressure profiles themselves are averaged, and that then from the middle
  • Pressure profile derived injection parameters such as an injection end and preferably also a start of injection are determined. Alternatively or additionally, it is possible to determine an injection end and preferably also a start of injection from each individual pressure curve, these values being averaged over the predetermined number of working cycles. Finally, it is also possible to compute an injection parameter determined from the averaged pressure curve curves on the one hand and an average of injection parameters calculated from individual pressure curve curves over the predetermined number of working cycles on the other hand to calculate an average value therefrom. In any case, individual average values for the injection parameters, which can be stored, further processed and / or in particular the correction of the current supply of the first injector can be based on each of these ways at the end of the measurement.
  • the energization of the first injector in the stationary load point is kept constant during the measurement by a motor control device.
  • an energization of other injectors of the internal combustion engine is varied by the engine control means, whereby the engine control means controls a speed of the internal combustion engine in the stationary load point to a constant value.
  • the energization of the other injectors is thus constantly adapted to ensure a constant speed, while the first injector or the cylinder, which is assigned to the first injector, is not included in the speed control.
  • the energization of the first injector is included by the engine control device back into the speed control. Outside a measurement of actually present injection parameters so the engine speed is in 2
  • a method is also preferred, which is characterized in that at least one actual injection parameter is determined for at least two injectors of the internal combustion engine, wherein an energization of preferably at least two injectors is corrected, and wherein on at least two injectors in succession, the method according to one of the above described embodiments is applied. At least one actual is particularly preferred
  • Injection parameter for all injectors of the internal combustion engine determined, and the energization of all injectors of the internal combustion engine is corrected.
  • the method is preferably applied successively to each injector. This means that the method according to one of the embodiments described above is first applied to the first injector, wherein it is applied to a second injector after completion of the method for the first injector. This is repeated until a desired number of injectors have been measured, respectively
  • the measurements for the individual injectors can also initially be made at different stationary load points.
  • the method is preferably repeated at different steady-state load points until there are measured values for at least one identical stationary load point for all injectors to be measured.
  • the method is repeated until, for each injector to be measured, measured values are present at different, but identical for all injectors stationary load points. It is possible then
  • the injectors are made equal in terms of their actual injection behavior, so that, if possible, all cylinders of the internal combustion engine have the same combustion behavior and, if possible, the same exhaust gas values.
  • This equalization of the injectors is preferably carried out depending on the load point.
  • correction parameters for the individual injectors depending on the load point are stored in a memory, so that the motor control device can make appropriate energization of the injectors depending on an actually present load point in order to achieve their equality as far as possible.
  • Measuring device is used for measuring the at least one actual injection parameter. This is controlled by the motor control device. After the end of the measurements, the measuring device transmits the measured values and / or an average value to the motor control device.
  • the motor control device and the measuring device are preferably connected to each other via an interface, in particular a CAN interface (Controller Area Network interface).
  • the engine control device controls and / or regulates the energization of the injectors and sends at the beginning of the process preferably the constant energization data for the injector to be measured together with a measurement request to the
  • Measuring device This measures the at least one injection parameter during a predetermined number of working cycles of the cylinder. Preferably, it measures a - seen in the flow direction - present before the first injector
  • Pressure curve and determined from this according to one of the aforementioned methods an injection end and preferably also a start of injection.
  • the engine control device carries out a corresponding averaging of the unmediated values transmitted by the measuring device. It is also possible that the measuring device transmits only pressure curve curves, wherein their evaluation takes place completely in the engine control device.
  • It also preferably checks whether, after the measurement, the same stationary load point still exists, which was determined before the start of the measurement. If this is the case, it stores and / or processes the values transmitted by the measuring device and preferably makes a correction of the current conditions of the measured injector in order to determine the actual injection parameters with predetermined,
  • the engine control device detects a failure of the injector.
  • it preferably takes the injector, and thus preferably also the cylinder to which the injector is assigned, out of operation, or it holds the
  • the engine control device After completion of the detection of the at least one actual injection parameter and optionally a correction of Bestromungs deal the engine control device preferably releases the injector again for the speed control, that is, its current is in turn varied, for example, in a stationary load point, the speed of the engine to a to be able to regulate constant values.
  • step S2 an interrogation as to whether a stationary load point is present is preferably carried out by the motor control device. If this is not the case, the method returns - preferably after a predetermined one
  • step S1 Wait - back to step S1, so start again. It will be one
  • step S3 the energization of the injector to be measured is preferably kept constant by the motor control device. At the same time, the speed of the internal combustion engine is constantly controlled by means of the other injectors.
  • the engine control device preferably transmits the energization conditions for the injector to the measuring device. This performs the measurement in step S4 in the illustrated embodiment.
  • step S4 in the illustrated embodiment, the measurement of a
  • Pressure curve wherein the pressure - in the flow direction - before the injector, particularly preferably in an injector associated with the individual memory, is measured.
  • step S5 is here also measured by the measuring device from the
  • the measuring device preferably transmits the values for the start of injection and the end of injection determined during the fifty cycles to the motor control device which, in step S6, averages the values over the fifty cycles.
  • step S7 a request is preferably made by the motor control device as to whether the same load point is still present and has been determined in step S2. If this is not the case, the measurement is rejected in a step S7 / 2, and the method returns back to step S1, preferably after a predetermined waiting time. Accordingly, it will again preferably pass through a waiting loop.
  • step S7 If, on the other hand, it is determined in step S7 that the same load point is still present as in step S2, a correction of the energization of the injector by the motor control device is preferably carried out in step S8. Subsequently, which is not shown in the figure, the constant energization of the injector is released, so that it is available for a speed control by the motor control device or is included in this.
  • step S9 the method ends.
  • step S9 the process is preferably repeated for another injector, starting again at step S1. This is done until at least one injection parameter has been determined for each predetermined or desired injector.
  • the method is preferably carried out not only once but several times during a lifetime of the engine, in particular in order to be able to compensate for an aging and / or wear-related drift of the injectors. It can be like that
  • the method makes it possible to measure exact injection times of injectors and to be able to assign these to defined energization conditions of the injectors.
  • a very accurate correction of the injection is possible, and compliance with legal exhaust limits or optimal combustion can be ensured over the entire life of the engine.
  • the method is almost cost-neutral feasible, because anyway provided in the internal combustion engine facilities such as the engine control device are used to carry out the process.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter mindestens eines Injektors in einem Verbrennungsmotor mit folgenden Schritten vorgeschlagen: Ein erster Injektor wird ausgewählt; es wird ein stationärer Lastpunkt des Verbrennungsmotors festgestellt (S2); der erste Injektor wird konstant bestromt (S3), wenn ein stationärer Lastpunkt festgestellt wurde; mindestens ein Einspritzparameter des ersten Injektors wird während einer vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen eines dem Injektor zugeordneten Zylinders des Verbrennungsmotors gemessen (S4, S5); es wird geprüft, ob derselbe stationäre Lastpunkt nach Ende der Messungen noch vorliegt (S7), und die Messwerte werden gespeichert und/oder weiterverarbeitet (S8), wenn noch derselbe stationäre Lastpunkt vorliegt.

Description

VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG TATSÄCHLICHER
EINSPRITZPARAMETER VON KRAFTSTOFFINJEKTOREN EINES VERBRENNUNGSMOTOR
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter mindestens eines Injektors in einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1.
Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Mit ihrer Hilfe soll es möglich sein, möglichst genau die tatsächlich vorliegenden Einspritzparameter, insbesondere einen Spritzbeginn und ein Spritzende eines Injektors zu bestimmen. Eine Verbrennungsgüte und auch eine Zusammensetzung von Abgas einer Brennkraftmaschine werden maßgeblich durch Spritzbeginn und Spritzende der Injektoren bestimmt. Über ein elektronisches Steuergerät wird jeder Injektor des Verbrennungsmotors bestromt, also mit einer Spannung beziehungsweise einem Strom beaufschlagt, wobei durch den Bestromungszeitpunkt, insbesondere den Bestromungsbeginn, die Bestromungsdauer und/oder den Bestromungsverlauf das Einspritzverhalten des Injektors steuerbar ist. Die Bestromung des Injektors wird vorzugsweise geregelt, um gesetzliche Grenzwerte in Hinblick auf Abgase des Verbrennungsmotors einhalten zu können. Dabei tritt
insbesondere bei einem Verbrennungsmotor, welcher ein Common-Rail-System aufweist, das Problem auf, dass zwischen dem Bestromungsbeginn und dem mit einem Nadelhub des Injektors einsetzenden tatsächlichen Spritzbeginn ein zeitlicher Versatz besteht. Entsprechend ergibt sich auch eine Verzögerung zwischen dem Betromungsende und dem tatsächlichen Spritzende. Die Verzögerungen sind nicht nur für den konkreten Injektor charakteristisch, sondern sie können sich auch im Laufe von dessen
Lebensdauer aufgrund von Alterung und/oder Verschleiß ändern. Um gleichwohl in Hinblick auf das Verbrennungsverhalten des Motors und dessen Abgasentwicklung optimale Einspritzparameter vorsehen zu können, ist es nötig, die bei gegebener Bestromung des Injektors tatsächlich vorliegenden Einspritzparameter möglichst genau zu kennen.
Aus der DE 10 2004 006 896 A1 geht ein Verfahren hervor, bei welchem eine Spritzende- Abweichung aus einem Soll-Spritzende und dem gemessenen Ist-Spritzende berechnet wird, wobei eine Spritzbeginn-Äbweichung aus einem Soll-Spritzbeginn und einem virtuellen Ist-Spritzbeginn bestimmt wird. Eine Erfassung der tatsächlichen
Einspritzparameter erfolgt in einem stationären Betriebszustand des
Verbrennungsmotors, wobei ein solcher beispielsweise bei einer konstanten Drehzahl vorliegt. Um einen sinnvollen Messwert ermitteln zu können, werden typischerweise fünfzig Arbeitsspiele eines Zylinders benötigt, dem der Injektor zugeordnet ist. Da es prinzipiell unmöglich ist, die Drehzahl exakt konstant zu halten, ändert sich die
Bestromung der Injektoren auch im stationären Betrieb fortwährend. Daher werden die tatsächlichen Einspritzparameter unter sich ständig zumindest geringfügig ändernden Bestromungsbedingungen gemessen. Eine korrekte Zuordnung von tatsächlichen
Einspritzparametern zu Bestromungsbedingungen ist in diesem Fall nur sehr
eingeschränkt möglich, und eine Korrektur, die an den Bestromungsbedingungen vorgenommen wird, um gewünschte tatsächliche Einspritzparameter zu gewährleisten, ist notwendig ungenau.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mithilfe dessen mindestens ein tatsächlicher Einspritzparameter von mindestens einem Injektor in einem Verbrennungsmotor präziser und passend zu vorherbestimmten
Bestromungsbedingungen ermittelt werden kann, wodurch auch eine Korrektur der Bestromungsbedingungen zu Einspritzparametern führt, welche genauer und
reproduzierbarer an vorherbestimmten Werten orientiert ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Es wird ein erster Injektor ausgewählt. Es wird festgestellt, ob ein stationärer Lastpunkt des Verbrennungsmotors vorliegt. Falls ein stationärer Lastpunkt festgestellt wird, wird der erste Injektor mit konstanten Bestromungsbedingungen bestromt, wobei mindestens ein Einspritzparameter des ersten Injektors während einer vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen eines dem Injektor zugeordneten Zylinders des Verbrennungsmotors gemessen wird. Nach der Messung beziehungsweise nach der vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen wird geprüft, ob noch immer derselbe stationäre Lastpunkt wie vor Beginn der Messungen vorliegt. Ist dies der Fall, werden die Messwerte gespeichert und/oder weiterverarbeitet. Dadurch, dass die
Bestromungsbedingungen, also ein Bestromungsbeginn, eine Bestromungsdauer, ein Betromungsverlauf und ein Bestromungsende während der Messung für den ersten Injektor konstant gehalten werden, ist gewährleistet, dass sich der mindestens eine gemessene tatsächliche Einspritzparameter tatsächlich auf vorherbestimmte,
zuordenbare Bestromungsbedingungen bezieht. Hierdurch ist der Zusammenhang zwischen den Bestromungsbedingungen und den Einspritzparametern ohne Weiteres genau erfassbar, und eine gegebenenfalls nötige Korrektur der Bestromung des Injektors kann ohne Weiteres genau und reproduzierbar sicherstellen, dass ein gewünschtes Einspritzverhalten beziehungsweise vorherbestimmte Einspritzparameter verwirklicht wird/werden.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die Messwerte verworfen werden, wenn nicht mehr derselbe stationäre Lastpunkt vorliegt. Der Zusammenhang zwischen den Bestromungsbedingungen und den Einspritzparametern wird demnach nur dann hergestellt, wenn sich der stationäre Lastpunkt während der Messung nicht verändert hat. Andernfalls sind die Messwerte unbrauchbar. Vorzugsweise wird der Zusammenhang lastpunktabhängig, also insbesondere bei verschiedenen Lastpunkten gemessen. Dies bedeutet, dass das Verfahren mehrfach durchgeführt wird, wenn verschiedene stationäre Lastpunkte vorliegen, wobei bevorzugt die Lastpunkte gemeinsam mit den Messwerten gespeichert beziehungsweise weiterverarbeitet und diesen zugeordnet werden.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, bei welchem eine Bestromung des ersten Injektors anhand der Messwerte mithilfe eines Kennfeldes korrigiert wird. Dabei gibt das Kennfeld das Verhalten der Einspritzparameter des Injektors bei einer Änderung der
Bestromungsbedingungen an. Aus dem Kennfeld können daher Informationen abgeleitet werden, wie die Bestromungsbedingungen verändert werden müssen, um eine
gewünschte Korrektur der tatsächlich vorliegenden Einspritzparameter zu erzielen.
Besonders bevorzugt wird die Bestromung des ersten Injektors anhand der Messwerte mithilfe eines Gold-Kennfeldes korrigiert.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein Druckverlauf - in Strömungsrichtung gesehen - vor dem ersten Injektor erfasst wird, wobei aus dem Druckverlauf ein Spritzende und ein gegebenenfalls virtueller Spritzbeginn ermittelt werden. Ein solches Verfahren, auf welchem ein Spritzende und ein virtueller Spritzbeginn aus dem gemessenen Druckverlauf eines Einzelspeichers eines Common- Rail-Einspritzsystems bestimmt wird, geht aus der DE 10 2004 006 896 A1 hervor. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung ist hier bezüglich der Ermittlung des Spritzendes und des Spritzbeginns aus dem Druckverlauf durch Verweis vollständig einbezogen. Aus der DE 10 2006 007 365 B3 geht ein Rekursionsverfahren zur Bestimmung eines
Spritzendes hervor, wobei auch ein virtueller Spritzbeginn berechenbar ist. Auch dieses Dokument ist bezüglich des Verfahrens zur Ermittlung eines Spritzendes und eines Spritzbeginns aus einem entsprechenden Druckverlauf hier durch Verweis einbezogen. Mithilfe dieser beispielhaft genannten Verfahren ist es jedenfalls möglich, aus dem - in Strömungsrichtung gesehen - vor dem ersten Injektor gemessenen Druckverlauf ein Spritzende und vorzugsweise auch einen Spritzbeginn als Einspritzparameter zu ermitteln.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein Bestromungsbeginn, eine Bestromungsdauer und/oder ein Bestromungsverlauf für den ersten Injektor korrigiert wird. Es ist möglich, dass zum Erzielen eines vorherbestimmten, gewünschten Einspritzverhaltens lediglich der Bestromungsbeginn variiert wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Bestromungsdauer verändert, wobei es insbesondere möglich ist, ein Bestromungsende zu variieren. Alternativ oder zusätzlich wird außerdem der
Bestromungsverlauf, also letztich die Spannungs- und/oder Stromkurve, mit welcher der Injektor beaufschlagt wird, verändert. Selbstverständlich werden die
Bestromungsbedingungen nur dann angepasst, wenn die tatsächlich vorliegenden Einspritzparameter nicht den vorherbestimmten, gewünschten Werten entsprechen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es auch möglich, einen Ausfall des ersten Injektors zu erkennen, insbesondere wenn kein tatsächlicher Spritzbeginn und/oder kein tatsächliches Spritzende feststellbar ist/sind. Ein Druckverlauf zeigt in diesem Fall während der Bestromung des Injektors typischerweise einen zumindest näherungsweise konstanten Wert. Auf diese Weise ist auch eine Fehlfunktionserkennung des Injektors möglich.
Es wird deutlich, dass während der vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen vorzugsweise ein Druckverlauf insbesondere eines Einzelspeichers - in
Strömungsrichtung gesehen - vor dem ersten Injektor gemessen wird. Der zeitliche Druckverlauf kann in diesem Fall als der gemessene mindestens eine Einspritzparameter des ersten Injektors aufgefasst werden. Als weitere, quasi abgeleitete Einspritzparameter werden aus dem Druckverlauf dann ein Spritzende und vorzugsweise auch ein
Spritzbeginn, gegebenenfalls ein virtueller Spritzbeginn, ermittelt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Mittelwert der Messwerte über die vorherbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen berechnet, gespeichert,
weiterverarbeitet und/oder der Korrektur der Bestromung des ersten Injektors zugrunde gelegt. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass die gemessenen Druckverläufe selbst gemittelt werden, und dass anschließend aus dem mittleren
Druckverlauf abgeleitete Einspritzparameter wie ein Spritzende und vorzugsweise auch ein Spritzbeginn ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, aus jedem einzelnen Druckverlauf ein Spritzende und vorzugsweise auch ein Spritzbeginn zu ermitteln, wobei diese Werte über die vorherbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen gemittelt werden. Schließlich ist es auch möglich, einen aus den gemittelten Druckverlauf- Kurven ermittelten Einspritzparameter einerseits, und einen durch Mittelung von aus einzelnen Druckverlauf-Kurven erhaltenen Einspritzparametern über die vorherbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen berechneten mittleren Einspritzparameter andererseits wiederum miteinander zu verrechnen beziehungsweise hieraus einen Mittelwert zu bilden. Jedenfalls resultieren auf jede dieser Weisen am Ende der Messung einzelne Mittelwerte für die Einspritzparameter, welche gespeichert, weiterverarbeitet und/oder insbesondere der Korrektur der Bestromung des ersten Injektors zugrunde gelegt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Bestromung des ersten Injektors in dem stationären Lastpunkt während der Messung durch eine Motor- Steuerungseinrichtung konstant gehalten. Zugleich wird eine Bestromung weiterer Injektoren des Verbrennungsmotors durch die Motor-Steuerungseinrichtung variiert, wodurch die Motor-Steuerungseinrichtung eine Drehzahl des Verbrennungsmotors in dem stationären Lastpunkt auf einen konstanten Wert regelt. Die Bestromung der übrigen Injektoren wird also laufend angepasst, um eine konstante Drehzahl zu gewährleisten, während der erste Injektor beziehungsweise der Zylinder, dem der erste Injektor zugeordnet ist, nicht in die Drehzahlregelung einbezogen ist. Nach dem Ende der
Messungen wird die Bestromung des ersten Injektors durch die Motor- Steuerungseinrichtung wieder in die Drehzahlregelung einbezogen. Außerhalb einer Messung tatsächlich vorliegender Einspritzparameter wird also die Motordrehzahl in 2
6 einem stationären Lastpunkt vorzugsweise durch die Motor-Steuerungseinrichtung unter Variation der Bestromung aller Injektoren, also unter Einbeziehung aller Zylinder in die Drehzahlregelung, auf einen konstanten Wert geregelt. Lediglich während der Messung des mindestens einen tatsächlichen Einspritzparameters eines Injektors wird dessen Bestromung konstant gehalten, dieser wird also aus der Drehzahlregelung
herausgenommen, um eine eindeutige Zuordnung der gemessenen Einspritzparameter zu wohldefinierten Bestromungsbedingungen gewährleisten zu können.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, welches sich dadurch auszeichnet, dass mindestens ein tatsächlicher Einspritzparameter für mindestens zwei Injektoren des Verbrennungsmotors ermittelt wird, wobei eine Bestromung von vorzugsweise mindestens zwei Injektoren korrigiert wird, und wobei auf mindestens zwei Injektoren nacheinander das Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angewendet wird. Besonders bevorzugt wird mindestens ein tatsächlicher
Einspritzparameter für alle Injektoren des Verbrennungsmotors ermittelt, und die Bestromung aller Injektoren des Verbrennungsmotors wird korrigiert. Dabei wird bevorzugt das Verfahren auf jeden Injektor nacheinander angewendet. Dies bedeutet, dass das Verfahren nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zunächst auf den ersten Injektor angewendet wird, wobei es nach Beendigung des Verfahrens für den ersten Injektor auf einen zweiten Injektor angewendet wird. Dies wird wiederholt, bis eine gewünschte Anzahl von Injektoren vermessen wurde, beziehungsweise
vorzugsweise bis mindestens ein tatsächlicher Einspritzparameter für alle Injektoren des Verbrennungsmotors ermittelt wurde. Besonders bevorzugt liegt dabei für alle
vermessenen Injektoren derselbe stationäre Lastpunkt vor.
Da dies nicht immer möglich ist, können die Messungen für die einzelnen Injektoren auch zunächst bei verschiedenen stationären Lastpunkten erfolgen. Das Verfahren wird vorzugsweise bei verschiedenen stationären Lastpunkten so oft wiederholt, bis für alle zu vermessenden Injektoren Messwerte bei zumindest einem identischen stationären Lastpunkt vorliegen. Besonders bevorzugt wird das Verfahren so oft wiederholt, bis für jeden zu vermessenden Injektor Messwerte bei verschiedenen, jedoch für alle Injektoren identischen stationären Lastpunkten vorliegen. Es ist dann möglich, das
Einspritzverhalten der Injektoren lastpunktabhängig zu korrigieren. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die Injektoren bezüglich ihres tatsächlichen Einspritzverhaltens gleichgestellt, sodass nach Möglichkeit alle Zylinder des Verbrennungsmotors ein gleiches Verbrennungsverhalten und nach Möglichkeit gleiche Abgaswerte aufweisen. Diese Gleichstellung der Injektoren erfolgt bevorzugt lastpunktabhängig. Vorzugsweise werden Korrekturparameter für die einzelnen Injektoren lastpunktabhängig in einem Speicher hinterlegt, sodass die Motor- Steuerungseinrichtung abhängig von einem tatsächlich vorliegenden Lastpunkt eine geeignete Bestromung der Injektoren vornehmen kann, um nach Möglichkeit deren Gleichstellung zu erreichen.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass eine
Messeinrichtung zur Messung des mindestens einen tatsächlichen Einspritzparameters verwendet wird. Diese wird von der Motor-Steuerungseinrichtung angesteuert. Nach Ende der Messungen übermittelt die Messeinrichtung die gemessenen Werte und/oder einen Mittelwert an die Motor-Steuerungseinrichtung. Die Motor-Steuerungseinrichtung und die Messeinrichtung sind vorzugsweise über eine Schnittstelle, insbesondere eine CAN- Schnittstelle (Controller Area Network-Schnittstelle) miteinander verbunden.
Die Motor-Steuerungseinrichtung steuert und/oder regelt die Bestromung der Injektoren und sendet zu Beginn des Verfahrens vorzugsweise die konstanten Bestromungsdaten für den zu messenden Injektor zusammen mit einer Messaufforderung an die
Messeinrichtung. Diese misst während einer vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen des Zylinders den mindestens einen Einspritzparameter. Vorzugsweise misst sie dabei einen - in Strömungsrichtung gesehen - vor dem ersten Injektor vorliegenden
Druckverlauf und ermittelt hieraus nach einem der zuvor genannten Verfahren ein Spritzende und vorzugsweise auch einen Spritzbeginn. Die einzelnen Werte und/oder entsprechende Mittelwerte - wie oben beschrieben - übermittelt die Messeinrichtung nach dem Ende der Messung an die Motor-Steuerungseinrichtung.
Alternativ ist es möglich, dass die Motor-Steuerungseinrichtung eine entsprechende Mittelung der von der Messeinrichtung übermittelten ungemittelten Werte vornimmt. Auch ist es möglich, dass die Messeinrichtung lediglich Druckverlauf-Kurven übermittelt, wobei deren Auswertung vollständig in der Motor-Steuerungseinrichtung erfolgt. P2013/002072
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Diese prüft bevorzugt auch, ob nach der Messung noch derselbe stationäre Lastpunkt vorliegt, der vor Beginn der Messung ermittelt wurde. Ist dies der Fall, speichert und/oder verarbeitet sie die oder den von der Messeinrichtung übermittelten Werte weiter und nimmt vorzugsweise eine Korrektur der Bestromungsbedingungen des gemessenen Injektors vor, um die tatsächlichen Einspritzparameter mit vorherbestimmten,
gewünschten Werten in Übereinstimmung zu bringen. Selbstverständlich erfolgt diese Korrektur nur dann, wenn die Einspritzparameter von den gewünschten,
vorherbestimmten Werten abweichen.
Es ist auch möglich, dass die Motor-Steuerungseinrichtung einen Ausfall des Injektors erkennt. In diesem Fall nimmt sie vorzugsweise den Injektor und damit bevorzugt auch den Zylinder, dem der Injektor zugeordnet ist, außer Betrieb, oder sie hält den
Verbrennungsmotor insgesamt an, um , Schäden zu vermeiden.
Nach Abschluss der Erfassung des mindestens einen tatsächlichen Einspritzparameters und gegebenenfalls einer Korrektur der Bestromungsbedingungen gibt die Motor- Steuerungseinrichtung den Injektor vorzugsweise wieder für die Drehzahlregelung frei, das heißt, seine Bestromung wird wiederum variiert, um beispielsweise in einem stationären Lastpunkt die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf einen konstanten Werte regeln zu können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beträgt die vorherbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen des dem Injektor zugeordneten Zylinders während der
Messung mindestens 30 bis höchstens 70, vorzugsweise mindestens 40 bis höchstens 60, besonders bevorzugt 50.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.
Hierbei sind lediglich die Verfahrensschritte dargestellt, die für einen einzelnen Injektor ' vorgenommen werden. Soll mindestens ein Einspritzparameter für mehr als einen Injektor bestimmt werden, werden die in der Figur dargestellten Verfahrensschritte jeweils nach Erreichen des Endes des Verfahrens bezüglich des vorhergehenden Injektors für den folgenden Injektor wiederholt. Dies erfolgt solange, bis die in Figur 1 dargstellten
Verfahrensschritte für jeden zu messenden Injektor vorgenommen wurden. Zunächst startet das Verfahren in Schritt S1. In Schritt S2 erfolgt vorzugsweise durch die Motor-Steuerungseinrichtung eine Abfrage, ob ein stationärer Lastpunkt vorliegt. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren - vorzugsweise nach einer vorherbestimmten
Wartezeit - zu Schritt S1 zurück, beginnt also von neuem. Es wird insoweit eine
Warteschleife durchlaufen.
Liegt ein stationärer Lastpunkt vor, wird in Schritt S3 vorzugsweise durch die Motor- Steuerungseinrichtung die Bestromung des zu vermessenden Injektors konstant gehalten. Zugleich wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors mithilfe der übrigen Injektoren konstant geregelt.
Zwischen dem Schritt S3 und dem Schritt S4 übermittelt die Motor-Steuerungseinrichtung vorzugsweise die Bestromungsbedingungen für den Injektor an die Messeinrichtung. Diese führt bei der dargestellten Ausführungsform die Messung in Schritt S4 durch.
In Schritt S4 erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform die Messung einer
Druckverlaufskurve, wobei der Druck - in Strömungsrichtung gesehen - vor dem Injektor, besonders bevorzugt in einem dem Injektor zugeordneten Einzelspeicher, gemessen wird. Insbesondere wird das Verfahren für Injektoren eines Common-Rail-Systems, vorzugsweise mit Einzelspeichern, durchgeführt.
In Schritt S5 wird hier ebenfalls durch die Messeinrichtung aus dem gemessenen
Druckverlauf ein Spritzende und auch ein Spritzbeginn ermittelt. Die Abfolge der Schritte S4 und S5 wird bei der dargestellten Ausführungsform während fünfzig
aufeinanderfolgender Arbeitsspiele des dem Injektor zugeordneten Zylinders wiederholt.
Anschließend übermittelt die Messeinrichtung vorzugsweise die während der fünfzig Zyklen ermittelten Werte für den Spritzbeginn und das Spritzende an die Motor- Steuerungseinrichtung, die in Schritt S6 eine Mittelung der Werte über die fünfzig Zyklen vornimmt.
In Schritt S7 erfolgt vorzugsweise durch die Motor-Steuerungseinrichtung eine Abfrage, ob noch immer der gleiche Lastpunkt vorliegt, der in Schritt S2 festgestellt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Schritt S7/2 die Messung verworfen, und das Verfahren kehrt zurück zu Schritt S1 , vorzugsweise nach einer vorherbestimmten Wartezeit. Es wird demnach wiederum vorzugsweise eine Warteschleife durchlaufen.
Wird dagegen in Schritt S7 festgestellt, dass noch der gleiche Lastpunkt wie in Schritt S2 vorliegt, erfolgt bevorzugt eine Korrektur der Bestromung des Injektors durch die Motor- Steuerungseinrichtung in Schritt S8. Anschließend wird - was in der Figur nicht dargestellt ist - die konstante Bestromung des Injektors aufgehoben, sodass dieser für eine Drehzahlregelung durch die Motor-Steuerungseinrichtung zur Verfügung steht beziehungsweise in diese einbezogen ist.
In einem Schritt S9 endet das Verfahren.
Nach dem Schntt S9 wird das Verfahren vorzugsweise für einen weiteren Injektor wiederholt, wobei es erneut bei dem Schritt S1 beginnt. Dies wird solange durchgeführt, bis mindestens ein Einspritzparameter für jeden vorherbestimmten beziehungsweise gewünschten Injektor ermittelt wurde.
Das Verfahren wird vorzugsweise während einer Lebensdauer des Motors nicht lediglich einmal, sondern mehrfach durchgeführt, insbesondere um eine alterungs- und/oder verschleißbedingte Drift der Injektoren kompensieren zu können. Es kann so
gewährleistet werden, dass die zur Erzielung einer optimalen Verbrennung und gesetzlich normierter Abgaswerte notwendigen Einspritzbedingungen über die gesamte
Lebensdauer des Verbrennungsmotors beigehalten werden können.
Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens möglich ist, genaue Einspritzzeiten von Injektoren zu messen und diese definiert Bestromungsbedingungen der Injektoren zuordnen zu können. Dadurch wird eine sehr genaue Korrektur der Einspritzung möglich, und die Einhaltung gesetzlicher Abgasgrenzwerte beziehungsweise eine optimale Verbrennung kann auch über die gesamte Lebensdauer des Motors gewährleistet werden. Dabei ist das Verfahren nahezu kostenneutral durchführbar, weil ohnehin in dem Verbrennungsmotor vorgesehene Einrichtungen wie insbesondere die Motor- Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter mindestens eines Injektors in einem Verbrennungsmotor, mit folgenden Schritten: Auswählen eines ersten Injektors; Feststellen eines stationären Lastpunktes des Verbrennungsmotors; konstantes Bestromen des ersten Injektors, wenn ein stationärer Lastpunkt festgestellt wurde; Messen von mindestens einem
Einspritzparameter des ersten Injektors während einer vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen eines dem Injektor zugeordneten Zylinders des
Verbrennungsmotors; Prüfen, ob derselbe stationäre Lastpunkt nach Ende der Messungen noch vorliegt, und Speichern und/oder Weiterverarbeiten der
Messwerte, wenn derselbe stationäre Lastpunkt noch vorliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte
verworfen werden, wenn nicht mehr derselbe stationäre Lastpunkt vorliegt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestromung des ersten Injektors anhand der Messwerte mithilfe eines Kennfeldes, vorzugsweise eines Gold-Kennfeldes, korrigiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckverlauf - in Strömungsrichtung gesehen - vor dem ersten Injektor erfasst und hieraus ein Spritzbeginn und ein Spritzende ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestromungsbeginn, eine Bestromungsdauer und/oder ein
Bestromungsverlauf für den ersten Injektor korrigiert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelwert der Messwerte über die vorherbestimmte Anzahl von
Arbeitsspielen berechnet, gespeichert, weiterverarbeitet und/oder der Korrektur der Bestromung des ersten Injektors zugrunde gelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung des ersten Injektors in dem stationären Lastpunkt durch eine Motor-Steuerungseinrichtung konstant gehalten wird, während zugleich eine Bestromung weiterer Injektoren des Verbrennungsmotors durch die Motor- Steuerungseinrichtung variiert wird, um eine Drehzahl des Verbrennungsmotors in dem stationären Lastpunkt auf einen konstanten Wert zu regeln, wobei nach dem Ende der Messungen die Bestromung des ersten Injektors in die Drehzahlregelung einbezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein tatsächlicher Einspritzparameter für mindestens zwei, vorzugsweise für alle Injektoren des Verbrennungsmotors ermittelt wird, wobei eine Bestromung von vorzugsweise mindestens zwei, besonders bevorzugt von allen Injektoren des Verbrennungsmotors korrigiert wird, und wobei auf mindestens zwei, vorzugsweise auf jeden Injektor nacheinander das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung zur Messung des mindesten einen tatsächlichen
Einspritzparameters verwendet wird, wobei die Messeinrichtung von der Motor- Steuerungseinrichtung angesteuert wird und nach Ende der Messungen die gemessenen Werte und/oder einen Mittelwert an die Motor-Steuerungseinrichtung übermittelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüfung des stationären Lastpunkts und eine Korrektur der Bestromung des ersten Injektors von der Motor-Steuerungseinrichtung vorgenommen wird.
PCT/EP2013/002072 2012-08-04 2013-07-11 Verfahren zur ermittlung tatsächlicher einspritzparameter von kraftstoffinjektoren eines verbrennungsmotor WO2014023389A1 (de)

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