WO2015051865A1 - Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine sowie einrichtung zum steuern und regeln einer brennkraftmaschine, einspritzsystem und brennkraftmaschine - Google Patents

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pressure
injector
common rail
fuel
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Robby Gerbeth
Frank MLICKI
Michael Walder
Carsten ENGLER
Andreas Mehr
Christian Wolf
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • 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
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine.
  • the invention also relates to a device for controlling and / or regulating an internal combustion engine having an engine controller and an injection computing module, which are designed to carry out the method.
  • the invention further relates to an injection system having a common rail for an internal combustion engine with an engine having a number of cylinders and with a number of injectors associated with the cylinders, an injector having an individual accumulator assigned to it for holding fuel from the common engine. Rail is designed for injection into the cylinder.
  • the invention also relates to an internal combustion engine with an engine having a number of cylinders and an injection system with a common rail and with a number of injectors, wherein an injector is associated with a single memory, which is used to hold fuel from the common rail for injection into the cylinder is formed.
  • an injection quantity parameter such as the injection quantity of the fuel itself or another suitable injection quantity parameter, which is significant for the injection quantity, ie via which a conclusion can be formed on the injection quantity of the fuel, can be specified as required. in particular a calculation, reliable assumption, estimate or other reliable determination of the injection quantity of the fuel can form. If necessary.
  • the injection quantity parameter itself may be taken into account instead of the injection quantity of the fuel for further measures.
  • Such an appropriate injection quantity parameter may in particular also be an injection duration of an injector and / or an energization duration of an injector. Decisive for the injection start an injection end or a The start of energization for an injector, an energization end for an injector or any combination of these and other injection quantity parameters can be used. On the basis of such determinations, which are aimed in particular at the injection duration or the like injection quantity parameter or the injection quantity itself, the result can be an indication of the actual amount of Kxaffstoff used per working cycle (working cycle) of a cylinder. This is conducive to engine running and compliance with emissions regulations and is important not only in stationary, but increasingly also for a transient course of engine operation.
  • the individual accumulator is supplied with pressurized fuel via a fuel feed passage from the pressure port and is directly in flow communication with the high pressure passage for the high pressure fuel in the common rail.
  • the volume of the single reservoir is large compared to the volume of the high pressure channel and the nozzle antechamber in the injector. Due to the arrangement of the injector - if necessary.
  • Decoupled from the common rail via a throttle element - is in the housing of the fuel injector enough space in the individual memory available to fuel for at least a total injection quantity for a working cycle of a cylinder, but in any case for a partial injection in the frame of the working game, to hold up.
  • a method for controlling an internal combustion engine with a common rail system together with individual memories is known from DE 10 2007 037 037 B3, in which an injection period for controlling the injectors is calculated; this is based on an external loop speed control and an internal loop injection duration control.
  • DE 103 44 181 AI an internal combustion engine with a common rail system including individual memories is described, approximately as shown schematically in Fig.l.
  • the fuel pressure of the individual memories is recorded and stored during a measuring interval.
  • an end of injection is determined and a virtual start of injection is calculated.
  • DE 10 2009 002 793 A1 describes a method in which the pressure of a high-pressure source and the pressure of a single accumulator are used for a multiple injection. In order to meet the requirements mentioned in an improved manner, a multiple injection has proven to be particularly advantageous.
  • an injection system in the form of a common rail system with single memory and injector to control an amount of fuel in a multiple injection in an improved manner, in particular to determine an injection quantity for a subsequent injection in a particularly reliable manner and / or in an improved manner.
  • the invention begins, the object of which is to provide a method and a device-in particular a device for controlling and / or regulating and an injection system and an internal combustion engine-in which generally the amount of fuel is controlled in a multiple injection in an improved manner becomes.
  • the amount of fuel introduced during a subsequent injection i. the injection amount to be controlled in a multiple injection in an improved manner.
  • the invention is based on a method in which fuel is injected by means of an injector into a cylinder, whereby per cycle of a cylinder, a multiple injection takes place with the steps: Injecting a first injection quantity of fuel in a first preceding injection and injecting a second injection quantity of fuel in a second subsequent injection, and
  • an injection quantity parameter of the fuel for the first preceding injection is determined
  • An injection quantity parameter of Krafstoffs is determined for the second subsequent injection.
  • either the individual accumulator pressure and / or the common rail pressure for determining the injection quantity parameter of the fuel for the second trailing injection is considered.
  • an injection quantity parameter of the fuel in the sense mentioned above is to be understood as meaning any parameter for controlling the injection system which is suitable for influencing an injection quantity of fuel into a cylinder chamber during the working cycle of the cylinder, in particular to a significant extent; an injection quantity parameter is preferably a measure of the injection quantity.
  • the determination of the injection quantity parameter may include the determination of the injection quantity itself and / or a control variable relevant to the injection quantity.
  • an injection quantity parameter -in particular for a first and / or a second injection- can be understood to mean an injection quantity itself, in particular a total injection quantity, a first injection quantity and / or a second injection quantity; This applies in particular to an injection quantity parameter of the first injection, if necessary also of the second injection.
  • An injection quantity parameter may additionally or alternatively also be understood as a control variable, such as an injection duration, an injection start, an injection end for an injection and / or an energization duration, a start of energization, an energization end for an injector or the like. Parameters -in particular for a first one and / or a second injection, preferably a second injection and any combination thereof.
  • a control variable can be specified as a function of the injection quantity itself, in particular a desired injection quantity.
  • An injection quantity parameter may include a map, in particular be indicated by means of a map.
  • a number of characteristic diagrams can be provided, which indicate an injection quantity parameter, preferably an energization duration and / or an energization start of an injector, preferably as a function of a pressure value and / or a (desired) injection quantity (for example for determining an energization duration) or in dependence an engine speed and / or a motor torque (for example, to determine a start of energization).
  • a first map for specifying a Bestromungsdauer an injector may be provided which indicates the Bestromungsdauer preferred depending on at least the common rail pressure, preferably additionally depending on a (nominal) injection quantity.
  • a further first characteristic field for specifying an energization duration correction of an injector can be provided, which preferably indicates the energization duration correction as a function of at least one individual accumulator pressure, preferably additionally in dependence on a (desired) injection quantity.
  • a second map for indicating a Bestromungsbeginns an injector may be provided which indicates the Bestromungsbeginn preferred depending on at least the engine speed, preferably additionally indicates in dependence of an engine torque.
  • a further second characteristic field for specifying an energization start correction of an injector may be provided which preferably indicates the energization start correction as a function of at least one individual accumulator pressure, preferably additionally in dependence on a (desired) injection quantity.
  • determining a value such as an injection quantity parameter is meant, in particular, measuring, calculating, extrapolating, simulating, reading from a map or the like determining a value. It can also be the specification of a value e.g. as a DESIRED value or ACTUAL value from a control and / or regulation. It may also be the specification of a value, e.g. The amount of injection itself by adjusting a control variable such as a Bestromungsdauer and / or a Bestromungsbeginn apply.
  • the invention is based on the consideration that for those cases in which the pressure of a subsequent injection at the injector as system pressure (ie as the pressure of the common rail) is set, then possibly assumed in a corrective manner of an injection amount in subsequent injection, which is too low.
  • the actual pressure in the individual memory is relevant, which need not necessarily correspond to the pressure of the common rail.
  • the invention has recognized that a determination of an injection quantity parameter for the subsequent injection has to take into account the pressure present in the individual memory when the post-injection is pending, and provides according to the invention for selectively determining the injection quantity parameter of the fuel for the second subsequent injection. Pressure and / or the common rail pressure is used. It can therefore be selected whether the individual storage pressure and / or the common rail pressure is used, in particular depending on the state of a system parameter.
  • a pressure for determining the injection quantity parameter of the fuel for the second following injection which is lower than the common rail pressure.
  • the concept of the invention results in that an injection quantity parameter of the fuel for the second subsequent injection is determined taking into account a corrected injection pressure, namely the individual accumulator pressure.
  • a desired injection quantity in the case of a subsequent injection can be undertaken in such a way that, in principle, an actually desired total quantity of fuel is introduced into the cylinder per working cycle during a multiple injection.
  • the concept of the invention has the advantage that a desired amount of fuel is ensured in a multiple injection, in particular it is ensured in the context of a subsequent injection.
  • the concept of the invention makes it possible to make the desired injection quantity adjustable in the course of subsequent injection, depending on the actual individual accumulator pressure and / or common rail pressure present. An introduction of a desired total amount of fuel in a multiple injection is thus ensured; this is independent of an injection quantity in the case of previous injection.
  • the invention also leads to a device of claim 15 and an injection system of claim 16 and to an internal combustion engine of claim 17.
  • the concept preferably provides the basis for an engine running in an improved manner, in particular a more stable engine run.
  • temporal pressure gradients in the cylinder are smoothed, so that, for example, a noise emission and / or engine load is reduced.
  • emission guidelines in an improved manner, in particular also independently of an operating point of the internal combustion engine to be approached.
  • exhaust emissions from the new state and over the term of an injector can be maintained by correcting a pre- and post-injection of an injector.
  • the concept also provides the basis for a comparatively flexible engine management. Overall, the concept on this basis leads to an improved specification, in particular correct calculation, an engine torque and exhaust gas mass flow. The advantages of the concept come not only in the actual course of injection to bear, but also lead beyond a more flexible engine redundancy addition to a total improved operation of the internal combustion engine.
  • the concept makes it possible to improve a single-reservoir injector (preferably with and without single-reservoir-pressure sensor system) for controlled multi-injection engine operation.
  • a learning methodology is provided (preferably with and possibly also without individual storage pressure sensors possible).
  • an injection quantity parameter in particular the injection quantity itself, of the fuel for the first preceding injection is determined; preferably does not necessarily prefer to adjust an energization duration and / or a start of energization of the injector - eg. vororthaft by default of a standard value of a Bestromungsdauer and / or a Bestromungsbeginns of the injector.
  • an injection quantity parameter in particular the injection quantity itself, of the fuel for the second following injection is determined, with adaptation of a Bestromungsdauer and / or a Bestromungsbeginns of the injector.
  • the energization duration and / or the start of energization of the injector have proved to be preferred control and regulation parameters within the scope of an injection control and / or engine control.
  • a method for fast and cylinder-specific determination of an actual injection start and end of injection from the energization times can be used, as is used in DE 103 44 181 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference into the present application.
  • the injection quantity for the second subsequent injection can be adjusted by specifying a correction value of a predetermined standard value of a current application duration and / or a start of energization of the injector for the second subsequent injection.
  • an injection quantity parameter of the fuel is determined for the second following injection; preferably as a function of a threshold value.
  • the threshold value is preferably designed to indicate an adaptation-relevant threshold deviation of the individual accumulator pressure from the common rail pressure.
  • a single-reservoir pressure and / or a common-rail pressure can preferably be measured by a pressure sensor, such as a strain gauge or the like on the individual memory and / or common Rrail.
  • a threshold deviation of the individual accumulator pressure from the common rail pressure can preferably be indicated as a difference threshold value between a single accumulator pressure and a common rail pressure.
  • a particularly preferred embodiment provides that for determining the injection quantity of the fuel for the second subsequent injection, the common rail pressure is used in the event that the amount of a difference between the common rail pressure and individual storage pressure is below the threshold value or instead of the common rail pressure the individual accumulator pressure is used in the event that the amount of a difference between the common rail pressure and the individual accumulator pressure is above the threshold value.
  • the common rail pressure is used in the event that the amount of a difference between the common rail pressure and individual storage pressure is below the threshold value or instead of the common rail pressure the individual accumulator pressure is used in the event that the amount of a difference between the common rail pressure and the individual accumulator pressure is above the threshold value.
  • the injection break from an injection end (SE) of the first preceding injection and an injection start (SB) of the second subsequent injection can be determined preferably.
  • the development according to the variant has recognized that the actual pressure in the individual memory for the subsequent injection is essentially dependent on the injection quantity or an injection quantity parameter associated therewith; because it has been recognized that the injection quantity of the preceding injection generally leads to a pressure drop of the common rail pressure, ie in the common rail, which also establishes itself in the individual accumulator pressure. Thus, there is an individual accumulator pressure which, in principle, after the previous injection is below that of the comparatively stationary assumed common rail pressure. As part of the further development variant, it was also recognized that the length of a spray break is decisive for a recovery of the individual storage pressure.
  • a reincrease may be present, in particular, from a lower value caused by the abovementioned pressure drop to an upper value of a single accumulator pressure present at the end of the injection pause, ie a value which is actually relevant for a subsequent injection.
  • the variant provides that at least one of the parameters "injection quantity parameter of the fuel for the first preceding injection or" injection break ", but preferably both in combination for determining the injection quantity parameter, in particular the injection quantity, is used for the second subsequent injection become.
  • the present for the following injection actual pressure, in particular single-reservoir pressure, analytic or interpolation of one or more maps as a function of the previous injection quantity and the injection interval between the previous injection and subsequent injection is determined.
  • a common rail pressure (signal) is sufficient for a first injection in order to start energizing and / or energizing for an injector for the first injection from at least one characteristic map, preferably a standard map, preferably an associated first and second map, read;
  • the individual accumulator pressure corresponds approximately to the rail pressure.
  • a pressure drop and a refilling of the individual accumulator are triggered by the first preceding injection for a second injection.
  • Kxaftstoff for example, volume or for simplification SOLL volume as default variable (injection quantity) for a fuel quantity of the first injection
  • injection pause results in a single storage pressure at the beginning of the second subsequent injection.
  • a measured or preferably determined individual accumulator pressure in particular a computationally determined individual accumulator pressure, can be used at the beginning of the second injection in order to read out an energization start and / or an energization period from at least one characteristic field, preferably a correction characteristic field, preferably an assigned first and second characteristic field ; In other words, in the case of a second subsequent injection, it can be assumed that the individual accumulator pressure does not necessarily have to correspond approximately to the rail pressure.
  • the individual accumulator pressure instead of the common rail pressure for determining the Injection quantities of the fuel for the second subsequent Injection is specified.
  • the aforementioned first case of the variant assumes that if the quantity of the preceding injection is so large and / or the injection interval for the subsequent injection is so small that the pressure of the individual memory is no longer considered to be similar or to the system pressure can; the first case is adapted to make a pressure correction in the injection control or regulating device or engine control or regulating device which influences the subsequent injection in such a way that the correct injection quantity of fuel is introduced into the cylinder.
  • the individual accumulator pressure instead of the common rail pressure for determining the fuel quantity of the fuel for the second subsequent injection is specified.
  • the common rail pressure instead of the individual memory pressure is used to determine the injection quantity of the fuel the second subsequent injection is specified.
  • this second case is based on the consideration that if the quantity of the preceding injection is so small and / or the injection pause for the subsequent injection is so great that the individual accumulator pressure can practically rise again to the system pressure, in particular the common rail Printing, has risen; for the second case, then the subsequent injection without pressure correction, i. essentially under the assumption of the common rail pressure, can take place.
  • a correction map is proposed that can optionally be used for a standard characteristic map.
  • an addition of a correction can take place on the condition that the individual storage pressure differs significantly from the common rail pressure;
  • the threshold value of a difference between an individual storage pressure and a common rail pressure for the second injection is exceeded.
  • a determination of the injection quantity parameter of the fuel for the second following injection proves to be particularly advantageous taking into account the individual accumulator pressure; in particular, correcting a STANDARD fuel injection parameter of the fuel for the second subsequent one Injection from a standard map taking into account a common rail pressure - by means of a CORRECTION injection quantity parameter from a correction map - taking into account a single storage pressure - so that for determining the injection quantity parameter of the fuel for the second subsequent injection in the result rNDIVIDUAL injection quantity parameter can be specified; in particular individually for each injector or cylinder of the engine.
  • An injection quantity parameter may be an injection amount itself, an injection duration or an intake duration, or a beginning thereof; this as STAND ARD value, CORRECTION value or INDIVDUAL value.
  • a previously described pressure correction in particular the selective use of an actual individual accumulator pressure and / or common rail pressure for determining the injection quantity parameter for the second subsequent injection, is implemented as part of a characteristic map treatment.
  • a learning map in particular a previously mentioned correction map, and a control map, in particular a previously mentioned standard map, are provided for this purpose.
  • the learning map is preferably designed as an injector-individual learning map and / or the control map is preferably designed for a nominal injector.
  • a standard injector or the like standard injector is essentially suitable; this can be, for example, an injector with its properties in the installed state at the beginning of injector life.
  • An individual injector described by the learning map unlike a target injector, may have characteristics that are age-related or site-related or that may have other causes.
  • the development provides that the injection quantity parameter, in particular the injection quantity, or that of a nominal injector is, which is corrected to a value that can be selected optionally taking into account the individual storage pressure and / or the common rail Pressure for the second injection results.
  • a standard injector may also be an injector with guide values, e.g. by averaging or other averaging or mapping.
  • the single-store pressure can be detected in a learning map that is generated from an evaluation algorithm.
  • the evaluation algorithm preferably generates an output value that enters the learning map via a weighting and / or evaluation process. This leads to a characteristic map increasing with the operating time of the Injector can change, in particular the life of the injector is appropriate or at least improved. Statistical fluctuations or the like effects can already be found in the learning map.
  • the individual memory pressure is recorded in a learning map, in particular that a control algorithm is used as the basis, wherein the control algorithm generates an output value which enters into a control map.
  • the development provides that the learning map is not used directly, ie in particular not in real time, to control an engine or injection system, but rather is reserved for a control algorithm based on a control map.
  • a suitably consolidated control algorithm can be used, which ensures that only sufficiently reliable learned values are used to actually control the engine and the injection system; For example, a transfer of values from a learning map into a control map after one or more work games done.
  • a learning methodology with an individual memory pressure sensor system may be provided, as described in detail by way of example with reference to the drawing.
  • a first and / or second injection can preferably be carried out in a controlled manner, preferably also with a single-store pressure sensor.
  • a control unit can evaluate the quantities injection start and / or end of injection for the individual injection pulses of the first and second injection.
  • the evaluated data can be combined in an injector-specific correction map.
  • Fig. 1 is a system diagram of an internal combustion engine with common rail, injector and
  • Fig. 3 shows an exemplary course of a single memory pressure, depending on a
  • Fig. 4 is a real injector stream and associated with this real and smoothed
  • FIG. 5 shows a control and regulation diagram of an injection system with an engine controller and an injection computation module and suitable maps for improved volume control of a desired fuel quantity in a multiple injection, in particular correction of control parameters for establishing an injection quantity of a subsequent injection or;
  • FIG. 6 is a diagram for illustrating an injection quantity determination in a
  • Correction values (global or individual) values for energizing duration BD and application start BB for an injector which is based on a second preferred basic regulator structure for an injector; 9 is a diagram for illustrating a learning function for an injector-individual energizing duration or for forming a learning characteristic field for the injector-individual energizing duration;
  • FIG. 10 shows an analogous scheme for illustrating a learning function for an injector-individual start of current application or for depicting a
  • FIG. 1 shows a system diagram of an electronically controlled internal combustion engine 1000 in which fuel 1 is injected via an injection system 100 with a common rail 6, an individual accumulator 7 and an injector 8.
  • the combustion chambers L are also referred to as cylinders in a simplified manner below.
  • the hydraulic resistance of the individual accumulator 8 and the supply lines is adjusted accordingly.
  • the common rail 6 can be designed as a larger storage volume or only as a simple line with a correspondingly high pressure.
  • the operation of the internal combustion engine 1000 is controlled by an electronic control unit (ECU) 10, wherein a further control and regulation of the injection system 100 is further explained in the context of Figure 5 to illustrate a particularly preferred embodiment.
  • the conical controller includes components of a microcomputer system, such as a microprocessor, I / O devices, buffers and Memory chips (EEPROM, RAM or the like).
  • the blocks are applied for the operation of the internal combustion engine 1000 with relevant operating data in the maps / characteristics or the like. Lookup tables. These can be used for example for a feedforward control.
  • the electronic control unit 10 calculates from the input quantities IN, which also include a single-reservoir pressure pE, a common-rail pressure pCR and an engine speed or torque nMOT, ⁇ .
  • Further input quantities IN include, for example, supercharging pressure of a turbocharger as well as temperatures of coolant, lubricant and fuel.
  • a number of output variables OUT also sees a signal for an injection duration SD, possibly also injection start SB and injection end SE or corresponding signals of an injector current.
  • the further output variables OUT from the ECU 10 can also include actuating signals for controlling and regulating the internal combustion engine or the engine 1, for example an injection start SB and an injection end SE.
  • energizing signals for the injectors 8 are suitably converted into energizing signals for the injectors 8 to represent an injection duration of an injection start and an injection end SD, SB, SE.
  • the number of output variables OUT also sees a modulated signal PWM for controlling a throttle 4 between a low-pressure and high-pressure fuel pump 3, 5 ago.
  • An individual storage pressure pE is tapped with individual pressure memory 7 on the individual memory 7, if necessary individual memory individually.
  • a common rail pressure pCR is tapped on the common rail 6 by a corresponding pressure sensor.
  • a common rail pressure sensor 9 for measuring the common rail pressure pCR is shown, as well as a suitable pressure sensor system 7.1 .... 7.n for measuring a cylinder individual individual accumulator pressure pE (n) at each of the individual accumulators 7.
  • FIG. 2 shows an example of a course of an injector flow and a course of an individual accumulator pressure associated therewith for a first case constellation of a multiple injection with main injection HE and secondary injection, in this case a post-injection NE.
  • the illustrative diagram shows a main injection HE as a preceding injection and a post-injection NE as a subsequent injection.
  • a pre-injection VE not shown here, can serve as a preceding injection and a main injection HE as a subsequent injection.
  • the concept of the invention may be applied to a pilot injection VE as a preceding injection and a post-injection NE as a following injection; in this respect without consideration of one Main injection HE.
  • the concept of the invention may be applied to a multiple injection in which a pilot injection VE serves as a preceding injection, a main injection HE serves as a first subsequent injection, and then the main injection HE serves as a further preceding injection and the post injection NE serves as a second subsequent injection, in the context of the concept. It will thus be seen that the concept is not limited to only a single previous injection and only a single subsequent injection or its immediate succession, but is applicable in a variable manner, even to multiple injections having more than two injections of a main injection and post injection any distance.
  • the concept is applicable to multiple injection with more than two injections, in particular to all or some of these injections, for example, three, four, or five, etc., or just a selection thereof (eg, operation two out of five and / or three out of five and / or four out of five).
  • the upper diagram shows an injector current I ln j for a main injection HE with a rising edge which marks the start of flow of the main injection BBHE and a falling edge which marks the end of a main injection BEHE.
  • a corresponding rising edge BBNE marks the start of energization of the secondary injection NE
  • a corresponding falling edge of the injector current Iinj marks the current end BENE of the secondary injection NE.
  • the signal form as such has a peak I P lying above the base current I 0 , which is conducive to the fastest possible and thus exact start-up billing of the injector; the injector current Ii n j then decreases to a holding current I H , which is conducive to maintaining an aktur mich of the injector; in any case for a main injection HE and a secondary injection NE, ie according to the concept of the invention corresponding to the preceding injection (HE) and subsequent injection (NE).
  • a respective injection delay following the flanks BBHE, BEHE, BBNE, BENE the comparison of the injector flow I ln j with the course of an individual accumulator pressure pES in the lower part of FIG Time in units of crankshaft angle.
  • the single-reservoir pressure pES is shown in comparison to the stationary system pressure, ie in this case the common-rail pressure pRAIL.
  • the Spraying delay values for injection start and end of injection VIHE, V2HE or VINE, V2NE are shown by horizontal arrows in FIG. 2 and result as a distance between the times for start of energization BB and start of injection SB (VIHE, VINE) for an injection start of main injection SBHE and secondary injection SBNE ,
  • the corresponding injection delays at the end of the injection result by comparison of the energization end times BE with the end of injection SE (V2HE, V2NE) respectively for the main injection (SEHE, SENE).
  • the injection start and injection end are assigned corresponding pressure values respectively for main injection and secondary injection, namely pSEHE and pSENE.
  • an injection pause T 12 removed in Fig. 2 by a comparison of the time tl from injection end of the main injection and the timing t2 of the injection start of the sub-injection -in substantially corresponding to the respective pressure extremes p_SEHE and p_SBNE associated textilee- which is comparatively large.
  • an injection quantity Qi for a main injection HE and an injection quantity Q 2 for a secondary injection are plotted. The sum the total amount of fuel to be injected Qprocs the working style of the cylinder.
  • This total injection quantity Q Qi + Q 2 is ultimately decisive for an engine torque MMot, which is to be observed for the control of an internal combustion engine 1000.
  • FIG. 3 shows an analogous diagram of an injector current I f o j and of an individual memory pressure profile pES with a lettering reduced for the sake of simplicity.
  • an identical reference symbol is furthermore used for identical or similar features of the current and pressure profiles or for features of identical or similar function.
  • the differences in the curves in FIGS. 2 and 3 will be discussed to clarify the concept. It is essential that a first injection quantity of fuel Qi during a preceding main injection is above a threshold value Qs. 2.
  • a spray break T ] 2 is also much lower and, in particular, below a splash pause threshold T s, so that at the beginning of the subsequent secondary injection NE of the injection nozzle P 2HE is greater than the corresponding pressure drop of FIG Single accumulator pressure pSBNE was still well below the system pressure, here the common rail pressure pRAIL, or could not yet rise again to the common rail pressure. Accordingly, from the case constellation shown in FIG. 3, in which the first injection quantity is above an injection quantity threshold value Qs, and the injection interval below a splash pause threshold Ts can be seen to be incorrect for determining an injection quantity for the second following injection Q 2 to set the common rail pressure pRAIL.
  • FIG. 4 shows an exemplary real profile of an injector current Iinj or a single memory pressure pES, real and smoothed, for a multiple injection with main injection HE and secondary injection NE. In the present case of FIG.
  • the injector current Ii n j and the individual memory pressure pES according to the case configuration, as shown in FIG. 3, ie the single-reservoir pressure pSBNE is well below the system pressure, here the common Rail pressure PRAIL and is therefore to be used to determine the injection quantity for fuel for the second subsequent injection.
  • 5 shows an organizational diagram of a device 101 for controlling and / or regulating an internal combustion engine 1000, the device 101 being illustrated in more detail with a number of functional modules.
  • the device is part of an injection system 100 with a common rail 6, injector 8 and individual memory 7 and associated pressure sensors 7.n or 9 for determining individual accumulator pressure pE and common rail pressure pCR analogous to the procedure illustrated in FIG ,
  • the device 101 for controlling and / or regulating furthermore has an engine controller 10 shown in FIG. 1 and an injection computing module 20.
  • the engine controller 10 is able to control the injection system 100 by means of control instructions 16, 18, ie to issue control commands 16, 18, in particular with regard to injection times and pressures, to the common rail 6 and an injector 8 or their peripherals and actuating units.
  • the engine controller 10 relies on a control map SKF, which is stored in a memory module 11 associated with the engine controller 10.
  • the injection computation module 20 supplies data to a learning map LKF associated with the injection computation module 20, which is held in a memory device 21 and can be fed during engine operation.
  • the learning map LKF receives the data DW from the injection computing module 20.
  • an evaluation module 20.2 by implementing an evaluation algorithm, delivers data values DW which enter the learning map LKF.
  • the output algorithm is designed to check for plausibility the data supplied to it via suitable weighting and / or evaluation processes, as explained by way of example with respect to steps D25 and B25 in FIGS. 9 and 10, and with suitable attenuation weight.
  • the module 20.2 for implementing the evaluation algorithm in the injection calculation module 20 is in turn guided by a module 20.1, also referred to below as an ESD box, for recording injection durations and implementing a decision algorithm for determining a correction value; by way of example in FIG. 9 and FIG. 10 for the implementation of an injector-individual energizing duration BD or of a start of energization BB.
  • Module 20.1 may have a memory SPE which transiently records the values pCR and pES.
  • the module 20.1 of FIG. 5 may have a logic LOG, which calculates time values such as injection start and end of injection and forwards them to the module 20.2.
  • the decision algorithm is designed to relate injection quantity parameters such as the injection quantity itself, time parameters such as injection duration SD, injection start SB, injection end SE and / or pressure values such as rail pressure pRAIL, injection end pressures pSE and injection start pressures pSB.
  • the module 20.1 has for this purpose a suitable block of the memory SPE and a suitable block of logic LOG.
  • An alignment of the control map SKF and the learning map LKF between the memory modules 11, 21 can, in turn, take place by means of a control algorithm in a calibration module 30.
  • an adjustment module 30 can implement that certain entries in a learning map LKF are taken over into the control map SKF as soon as they have been obtained in the learning map after a certain period of time or statistically.
  • the decision algorithm mentioned in module 20.2 or, preferably in the balancing module 30, can check whether an injection quantity Qi is below an injection quantity threshold value Qs or above an injection quantity threshold value Qs and / or to check whether a spraying interval Ti 2 above a splash break threshold is Ts or below a splash pause threshold Ts and / or to check whether a single memory pressure pES within a bandwidth pRAIL +/- ps is the rail pressure pRAIL.
  • the decision algorithm is particularly capable of injection quantity determinations a system as shown in Fig. 6 to implement.
  • a determination of the start of injection for secondary injection PSBNE can also be determined by extrapolation via a hydraulic model from the injection end for a main injection PSBHE, for example by calculating it by means of a filling and emptying method for the volume of the individual storage 7 in the injector 8.
  • the start of injection Pressure PSBNE be measured or otherwise can be closed by the pressure at an injection end SE on the injection start pressure pse (about by approximate estimation, extrapolation or an above-mentioned calculation on the basis of a hydraulic model).
  • An evaluation algorithm of the adjustment module 30 is in particular designed to generate data values which are to be converted into a control map SKF, as shown in FIG. 7, or to correct values taken from a control map with a corresponding correction value of the learning map LKF; Such a type or otherwise corrected value of an injection amount parameter can then be adopted to control an injector 8.
  • a control and regulating device 101 shown in FIG. 5 for an internal combustion engine 1000 can be used to generate control values SW-if necessary. but not excluded in real time after a certain amount of time, such as a number of working cycles or in the case of self-adjusting operating conditions to be based on data generated by continuous fueling of the internal combustion engine, d.
  • a control map SKF can be continuously corrected on the basis of a learning characteristic LKF, in particular for the corrected definition of energization duration BD, energization start BB and / or energization end BE of an injector for a second subsequent injection within a multiple injection.
  • Fig. 6 illustrates the basic relationship between an actual injection amount Qj st , resulting directly from an injection duration SD of an injector; The latter in turn results, inter alia, from the injection distortions which can be seen in FIGS. 3 and 4 from the energization times BD, BB, BE.
  • the relationship between Qj st and SD and BD is in a standard map for the corresponding injector-here shown as a bold line-- laid down and thus available as ZuOrdnungsvorschrift to directly from an applied on the X-axis of the map injection duration SD an actual injection amount Qj st to determine; the characteristic field line KF-Q is designated accordingly in FIG.
  • the injection duration SD results here directly from a pressure measurement at the injector, namely by measuring a Single storage pressure ESD from the one injection end SE and a start of injection SB for an injection process directly visible or eg by an algorithm of DE 103 44 181 AI can be determined by means of an Interpolation or Extrapolationsvorschrift the ESD box.
  • a desired injection quantity Q_SOLL results inter alia from the torque requirements of an engine torque MMot to the Brerink engine.
  • the characteristic curve of the standard characteristic map KF-Q illustrated in FIG. 6 is predetermined for a specific injection pressure p-namely common-rail pressure pRAIL or individual accumulator pressure pES according to the concept of the invention as shown in FIGS. 2 to 4- Other values result, depending on which system pressure is considered to be relevant for the injection process of a post-injection. This applies in particular to a post-injection NE, namely for determining a common rail pressure pRAIL or individual accumulator pressure p SBNE as the relevant system pressure for the second trailing injection.
  • the standard map KF-Q Gold-KF
  • a virtual injection amount Q-IST_virtually for an injector may be used to individually determine a virtual injection amount Q-IST_virtually for an injector according to the step D22 in Fig. 9 to compare with an actual injection amount Creation of a learning map LKF according to FIG. 9 to be able to implement - this when using a single memory pressure pES as an input variable.
  • the standard map KF-Q (Gold-KF) shown in FIG. 6 can also be used to determine a virtual injection quantity Q-IST_virtually for a nominal injector-this using input common-rail pressure pRAIL.
  • FIG. 7 shows a section of a first preferred basic regulator structure for determining an energization duration and a method for controlling and / or regulating an injector (which in turn defines an injection duration).
  • a target value of an injection quantity is predetermined in a base control in step S1, for example, based on a nominal engine torque
  • the standard duration of supply duration characteristic curve SKF in step S2 results in the system pressure - here the common rail pressure pRAIL- for the target Value of an injection amount QSOLL in the third step S3, a specific value of a lighting duration BD.
  • this immediately results in a certain injection duration, so that-in any case, in the case of a standard or nominal injector-it can initially be assumed that the requested QSOLL is actually also supplied to the cylinder space; This therefore applies initially to a nominal injector because the system pressure here assumed to be the common rail pressure pRAIL.
  • the further controller structure of FIG. 7 also provides that the desired value of an injection quantity QSOLL in an upstream further first step S1 'is to be corrected to a corrected injection quantity QsoLLkor for the above-mentioned first step S1 (analogously for an injection duration SD-SOLL in the upstream further first step Sl 'or a corrected injection duration SDsoLLkon- in the above-mentioned first step S1).
  • This correction results from a learning map that provides an injection amount correction dQ depending on a specified relevant system pressure at the time of injection, namely, the time of post-injection NE; since this correction is used for an individual injector, the individual accumulator pressure pES should always be set here.
  • Such a learning map LKF can be specified injector-individual and continuously updated especially during operation based on the actual eg measured or computationally determined (virtual) individual storage pressures pES optionally instead of a common rail pressure pCR.
  • the learning map LKF shown in step S2 sets an injection amount change injector-individually for a certain pressure at the start of injection pES SB; ie at a single accumulator pressure instead of the common rail pressure.
  • a corresponding injection quantity change is to be corrected in step S3'-analogously to the third steps D3, B3 shown in FIG.
  • step S2 for the correction of the corrected values for the desired injection quantity QsoLLkor and then enters the energization duration determination in step S2 in the first step S1 as QsoLLkor
  • step sequence D2 explained below with reference to FIG. 8 can be regarded as analogous to step S2 'and the step sequence D1 described below with reference to FIG. 8 as analogous to step S1'.
  • step S3 of FIG. 7 a corrected energization period BD for driving the injector 8 is outputted; this is analogous to the step sequence D4 of FIG. 8.
  • FIG. 8 shows a second preferred basic regulator structure and a method for controlling and / or regulating an injector, namely for energizing the injector 8; here in part I for determining a lighting duration BD and in part II for determining a lighting start BB; in both cases, fixing a relevant system pressure with a single accumulator pressure measurement, ESD, i. optionally an individual storage pressure pES or common rail pressure pCR.
  • ESD i. optionally an individual storage pressure pES or common rail pressure pCR.
  • the controller structure provides in the first part I a standard map Inj-KF before, the input variables of a nominal injection quantity QSOLL for a given system pressure pRAIL ⁇ finally by defining a nominal injector- first a "global" standard value of a lighting duration BD g i 0 bai so far basically a first good assumption for all injectors 8 of the engine 1 is. It can be seen that this value, in particular injector-individual, is to be corrected via a cylinder- individual energization period ABD cyl n d e rindividueii.
  • a characteristic field ESD-KF-ABD relevant for the individual accumulator pressure is preset, which upon receipt of a desired injection quantity QSOLL and an individual accumulator pressure pES at the start of injection, ie PSB , outputs a corrected energizing signal ABD, individually for each of the injectors used.
  • Step Dl the control structure part I of Fig.
  • BD g i a first general Bestromungsdauerwert BD g i if ai set based on a system pressure pRaü that is corrected by a determined in step D2 individual cylinder Bestromungswert ABD cyl i n derindividueii- in step D3
  • the controller structure part I in Fig. 8 is thus a corrected Bestromungsdauer value BD ES Dkomgiert determinable and can be given as a control value to the injector 8 in step D4.
  • FIG. 9 it is explained how the injector-individual learning map ESD-KF-ABD (LKF) can be created to represent step D2 in part I of FIG. 8.
  • step D21 determines an injection duration SDge mesS via an individual accumulator pressure measurement ; for example, by measuring an injection end and a mathematical determination of a virtual injection start in step D21.
  • the further steps D22 to D25 can be implemented in an evaluation module 20.2 shown in FIG.
  • step D22 can then on the basis of an individual storage pressure pES at the beginning of injection, so se, and the measured injection duration SD gem essen on the basis of a map Vol-KF for the injection amount in step D22 in any case, a virtual actual injection amount Q actual , are determined virtually.
  • step D23 is then determined using a Injektorkennfelds Inj-KF, again using the individual accumulator pressure pSB at start of injection, a virtual energization duration BD S OLL, virtueii as desired value.
  • the virtual NOMINAL value of energization duration BD S oll, virtueii thus results measure a total of the measured injection duration SD ge and the actual pressure applied to a single memory injection start SB P -
  • This virtual nominal value of a lighting duration BDSO L L virtually can be adjusted with the actual lighting duration BDBstromstrom.injektor in step D24 and first results in a raw difference value of a deviation error ABD. It can to a weighting in step D25 an error deviation ABD wt won for the energization duration ichtet. The deviation for the energization duration arises in the result of a comparison between actually measured energization BDBestromung, injector and actual injection duration SD measured.
  • the error check and weighting in step D25 are carried out with comparatively high damping or low weight measurement, since a motor drift is assumed to be fundamentally slow compared to any fluctuations in the error values ABD, after step D24.
  • the weighting performed in step D25 can serve as part of an evaluation algorithm, which can also implement an evaluation process in order to create a comparatively reliable learning map ESD-KF-ABD and at the same time to develop it with correspondingly high attenuation.
  • the learning map in step D2 does not necessarily have to be implemented in real time, but can be used, for example, delayed in a following working game, completely or partially for correcting a standard map Inj-KF of step Dl in FIG.
  • an energization duration deviation of about one ⁇ ⁇ ° KW angle at a current individual storage pressure pES of about 1900 bar in the learning map ESD-KF-ABD be entered.
  • An assumption of such a deviation at rail pressure pRAIL would lead to a wrong correction behavior for the injector. Since the injector may need to be corrected to a different crankshaft level at a different reservoir pressure.
  • the explanations herein regarding FIGS. 9 and 8 regarding a post injection NE with respect to a main injection HE are not limited to such a sequence of sub injection and main injection HE, and in particular analogously apply to a main injection HE with respect to FIG a pre-injection VE.
  • FIG. 8 shows in Part II of the controller structure how an injection start BD g i 0 b a i is determined in a step Bl from a standard characteristic field BOI-KF with specification of an engine speed nMOT and an engine torque MMot; again, finally, by definition of a standard injector, which is also referred to here as a target injector.
  • a cylinder-specific deviation can be indicated as ABD zy) i nde rindividueii from a learning map ESD-KF-ABD (LKF) under specification of a nominal injection quantity QSOLL and an actual applied individual storage pressure pSB. While the learning map LKF first supplies a time t for the injection start deviation, it can be converted in a step k to a crankshaft angle ° KW.
  • the start of injection BB can be global (BOI - Begin of Injection) to a value BD E sD, be comgiert, which determines either an earlier time or a later time than Bestromungsbeginn as BB g i 0 b a i. If the start of energizing BB E sDkomgiert before the standard Bestromungsbegin BB g i 0 b a i, this may result in a longer injection duration SD result. If the start of energizing BD ES Dcorrigiert is behind the standard start of energization BD g iob a i, this can lead to a short injection duration SD with restriction.
  • the corrected start of energization BB E sDcorrected is given to the injector 8 in step D4.
  • 10 shows the control diagram for the creation of a characteristic map ESD-KF-ABD for the step D2 of FIG. 8.
  • a standard characteristic SV-KF is specified for the implementation of a spray delay SVSO LL , ie a specific injection delay is determined in step B22 determined by entering a determined individual storage pressure at the start of injection pSB and a desired value of an injection quantity; eg a total injection quantity Q or an injection quantity Q 2 for the post-injection NE.
  • step B21 a standard injection start BB g i 0 bai is assumed, which is adjusted in step B23 with an injection start SB determined in the ESD box in step B21 on the basis of a measurement.
  • the deviation is converted with a conversion module k 'to an actual injection delay SV IST and compared in step B24 with the above-described standard of a spray delay SV SOL L-
  • a resulting difference value ABD is fed to a weighting module B25 and it becomes a weighted value for a injection start ABD wt ichtet determined.
  • the weighting module B25 also has a functionality for checking and damping the differential values ABD for the spray delay, in order to adapt fluctuations, fluctuations and outliers to a slow engine drift.
  • the learning map ESD-KF-ABD fills in running condition according to a slow change of the engine 1 and / or the injector 8 and can, if not instantaneously at least in the next working cycle or one of the next working games or after a very much longer time scale the control map SKF, as explained in Fig. 8 in step B3, are fed to the correction or be taken over by this whole.
  • the explanations herein regarding FIGS. 10 and 8 regarding a post injection NE with respect to a main injection HE are not limited to such a sequence of sub injection and main injection HE, and in particular apply analogously to a main injection HE with respect to FIG a pre-injection VE.
  • a learning mode and a control mode ie use of a learning map LKF in the memory 21 to a control map SKF in the memory 11 may be optional, ie the steps D3 and B3 may optionally be performed with or without taking into account the values obtained in steps D2 and B2, if necessary . From the values can weichungs ABD zy ii n derindividueii or ABB zy u n derindividueii be set to zero. The connection of these values, for example delayed for one or more cycles of the engine 1, so that a correction is largely updated, but not with immediate effect.
  • the module 20.1 of FIG. 5 is also referred to as ESD box of steps D21 and B21 with respect to FIG. 9 and FIG.
  • the further controller structure can be accommodated in the evaluation module 20.2 of FIG. 5, wherein learning maps LKF with unweighted values after steps D24 and B24-here the deviation values ABD and ⁇ -- are used.
  • the weighting modules D25 and B25 may, in a modification, be assigned to the weighting and / or evaluation process 30.
  • As a control map SKF then enters a combination of standard map (Gold map) and injector-specific map (ASKF) in the engine controller 10 a.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem eine Anzahl von Zylindern aufweisenden Motor und einem ein Common-Rail aufweisendes Einspritzsystem mit einer Anzahl von den Zylindern zugeordneten Injektoren, wobei einem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, der zum Vorhalten von Kraftstoff aus dem Common-Rail für den Injektor ausgebildet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: - Einspritzen von Kraftstoff mittels einem Injektor in einen Zylinder, wobei pro Arbeitsspiel eines Zylinders eine Mehrfacheinspritzung erfolgt, mit den Schritten: - Einspritzen einer ersten Einspritzmenge an Kraftstoff in einer ersten vorgehenden Einspritzung und Einspritzen einer zweiten Einspritzmenge an Kraftstoff in einer zweiten nachgehenden Einspritzung, und. - Bestimmen eines Kraftstoff-Drucks für den Common-Rail und/oder den Einzelspeicher. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass - ein Einspritzmengen-Parameter des Kraftstoffs für die erste vorgehende Einspritzung bestimmt wird; - ein Einzelspeicher-Druck und/oder ein Common-Rail-Druck für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird; und - ein Einspritzmengen-Parameter des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird, wobei - wahlweise der Einzelspeicher-Druck und/oder der Common-Rail-Druck zur Bestimmung des Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung berücksichtigt wird.

Description

BESCHREIBUNG Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine sowie Einrichtung zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine, Einspritzsystem und Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer Brennkraftmaschine mit einem Motorregler und einem Einspritzrechenmodul, die ausgebildet sind zur Durchführung des Verfahrens. Weiter betrifft die Erfindung ein Einspritzsystem mit einem ein Common-Rail für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Anzahl von Zylindern aufweisenden Motor und mit einer Anzahl von den Zylindern zugeordneten Injektoren, wobei einem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, der zum Vorhalten von Kraftstoff aus dem Common-Rail zur Injektion in den Zylinder ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit einem eine Anzahl von Zylindern aufweisenden Motor und einem Einspritzsystem mit einem Common-Rail und mit einer Anzahl von Injektoren, wobei einem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, der zum Vorhalten von Kraftstoff aus dem Common-Rail zur Injektion in den Zylinder ausgebildet ist.
Bei einer Brennkraftmaschine bestimmen der Einspritzbeginn und das Einspritzende maßgeblich die Güte der Verbrennung und die Zusammensetzung des Abgases. Um die gesetzlichen Grenzwerte einzuhalten, werden diese beiden Kenngrößen überlicherweise von einem elektronischen Steuergerät, sei es als separates Modul zur Einspritzsteuerung und/oder Regelung oder sei es als Teil eines Motorreglers (ECU) geregelt. Auf diese Weise lässt sich je nach Bedarf ein Einspritzmengen-Parameter, wie beispielsweise die Einspritzmenge des Kraftstoffs selbst oder ein anderer geeigneter Einspritzmengen-Parameter angeben, der signifikant für die Einspritzmenge ist, d.h. über den sich ein Schluss auf die Einspritzmenge des Kraftstoffs bilden lässt, insbesondere eine Berechnung, verlässliche Annahme, Abschätzung oder sonstige verlässliche Bestimmung der Einspritzmenge des Kraftstoffs bilden läßt. Ggfs. kann der Einspritzmengen-Parameter selbst anstatt der Einspritzmenge des Kraftstoffs für weitere Massnahmen berücksichtigt werden. Ein solcher angemessener Einspritzmengen-Parameter kann insbesondere auch eine Einspritzdauer eines Injektors und/oder eine Bestromungsdauer eines Injektors sein. Dafür maßgeblich kann der Einspritzbeginn ein Einspritzende bzw. ein Bestromungsbeginn für einen Injektor, ein Bestromungsende für einen Injektor oder eine beliebige Kombination dieser und anderer Einspritzmengen-Parameter genutzt werden. Auf Grundlage solcher Bestimmungen, welche insbesondere auf die Einspritzdauer oder dergleichen Einspritzmengen-Parameter bzw. die Einspritzmenge selbst abzielen, lässt sich im Ergebnis eine Angabe über die tatsächliche verwendete Kxaftstoffmenge pro Arbeitsspiel (Arbeitsspiel) eines Zylinders machen. Dies ist einem Motorlauf sowie der Einhaltung von Emissionsbestimmungen zuträglich und wird nicht nur im stationären, sondern zunehmend auch für einen transienten Verlauf eines Motorbetriebs wichtig. Bewährt hat sich das Konzept eines Injektors mit einem Einzelspeicher im Rahmen eines Common-Rail-Einspritzsystems, wie er beispielsweise in DE 199 35 519 C2 beispielhaft beschrieben ist. Der Einzelspeicher wird über einen Kraftstoffzulaufkanal von dem Druckanschluss mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt und steht direkt in Strömungsverbindung mit dem Hochdruckkanal für den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff im Common-Rail. Das Volumen des Einzelspeichers ist groß, verglichen mit dem Volumen des Hochdruckkanals und des Düsenvorraums im Injektor. Aufgrund der Anordnung des Injektors— ggfs. entkoppelt vom Common-Rail über ein Drosselelement-- steht im Gehäuse des Kraftstoffinjektors genügend Raum im Einzelspeicher zur Verfügung, um Kraftstoff für wenigstens eine gesamte Einspritzmenge für ein Arbeitsspiel eines Zylinders, jedenfalls aber für eine Teileinspritzung im Rahmen des Arbeitsspiels, vorzuhalten.
Ein Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System nebst Einzelspeichern, ist aus DE 10 2007 037 037 B3 bekannt, bei welchem eine Einspritzdauer zur Ansteuerung der Injektoren berechnet wird; dies auf Grundlage einer Drehzahlregelung eines äußeren Regelkreises und einer Einspritzdauerregelung eines inneren Regelkreises.
In DE 103 44 181 AI ist eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System einschließlich Einzelspeichern beschrieben, in etwa wie es in Fig.l schematisch gezeigt ist. Es wird der Kraftstoffdruck der Einzelspeicher während eines Messintervalls erfasst und gespeichert. Anhand der gespeicherten Druckwerte wird ein Einspritzende bestimmt und ein virtueller Einspritzbeginn berechnet. In DE 10 2009 002 793 AI wird ein Verfahren beschrieben, bei dem für eine Mehrfacheinspritzung der Druck einer Hochdruckquelle und der Druck eines Einzelspeichers verwendet wird. Um den eingangs genannten Anforderungen in verbesserter Weise gerecht zu werden, hat sich eine Mehrfacheinspritzung als besonders vorteilhaft erwiesen. Es ist üblich, bei Mehrfacheinspritzungen —d.h. insbesondere mit einer Haupteinspritzung (HE) sowie einer Voreinspritzung (VE) und/oder einer Nacheinspritzung (NE)-- anzunehmen, dass für eine Einspritzung Systemdruck herrscht, insbesondere auch für eine nachgehende Einspritzung anzunehmen, dass Systemdruck herrscht, d.h. das System am Injektor sei mit einem Druck des Common-Rail beaufschlagt. Während dies grundsätzlich richtig ist, hat es sich gleichwohl als ebenfalls relevant erwiesen, bei einem Common-Rail-System einschließlich Einzelspeicher und Injektor der eingangs erläuterten Art für Mehrfacheinspritzungen den Druck des Common-Rail durchgehend als tatsächlichen für die Einspritzmenge relevanten Systemdruck anzunehmen; d.h. sowohl für eine Haupteinspritzung als auch eine Nebeneinspritzung. Wünschenswert ist es bei einem Einspritzsystem in Form eines Common-Rail-Systems mit Einzelspeicher und Injektor, eine Kraftstoffmenge bei einer Mehrfacheinspritzung in verbesserter Weise zu steuern, insbesondere eine Einspritzmenge für eine nachgehende Einspritzung in besonders verlässlicher Weise und/oder in verbesserter Weise zu bestimmen.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung -insbesondere eine Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln und ein Einspritzsystem sowie eine Brennkraftmaschine-- anzugeben, bei welcher allgemein die Kxaftstoffmenge bei einer Mehrfacheinspritzung in verbesserter Weise gesteuert wird. Insbesondere soll die im Rahmen einer nachgehenden Einspritzung eingebrachte Kraftstoffmenge, d.h. die Einspritzmenge, bei einer Mehrfacheinspritzung in verbesserter Weise gesteuert werden.
Die Aufgabe, betreffend das Verfahren, wird durch die Erfindung mit einem Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Basierend auf einem Einspritzsystem mit Common-Rail, einem Einzelspeicher und einem Injektor, geht die Erfindung aus von einem Verfahren, bei dem Kraftstoff mittels eines Injektors in einen Zylinder eingespritzt wird, wobei pro Arbeitsspiel eines Zylinders eine Mehrfacheinspritzung erfolgt mit den Schritten: - Einspritzen einer ersten Einspritzmenge an Kraftstoff in einer ersten vorgehenden Einspritzung und Einspritzen einer zweiten Einspritzmenge an Kraftstoff in einer zweiten nachgehenden Einspritzung, und
- Bestimmen eines Kraftstoffdrucks für den Common-Rail und den Einzelspeicher.
Erfindungsgemäß sind bei dem Verfahren die Schritte vorgesehen, dass
- ein Einspritzmengen-Parameter des Kraftstoffes für die erste vorgehende Einspritzung bestimmt wird;
- ein Einzelspeicher-Druck und/oder ein Common-Rail-Druck für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird; und
- ein Einspritzmengen-Parameter des Krafstoffs, für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird. Erfindungsgemäß wird wahlweise der Einzelspeicher-Druck und/oder der Common-Rail-Druck zur Bestimmung des Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung berücksichtigt.
Grundsätzlich ist unter einem Einspritzmengen-Parameter des Kraftstoffs im eingangs genannten Sinne jeder Parameter zur Steuerung des Einspritzsystems zu verstehen, der geeignet ist, eine Einspritzmenge von Kraftstoff in einen Zylinderraum beim Arbeitsspiel des Zylinders zu beeinflussen, insbesondere massgeblich zu beschreiben; bevorzugt ist eine Einspritzmengen- Paramter ein Mass für die Einspritzmenge. Die Bestimmung des Einspritzmengen-Parameters kann insofern die Bestimmung der Einspritzmenge selbst und/oder eine für die Einspritzmenge relevante Steuergröße umfassen. Insbesondere kann unter einem Einspritzmengen-Paramter ~ insbesondere für eine erste und/oder eine zweite Einspritzung— eine Einspritzmenge selbst, insbesondere eine Gesamt-Einspritzmenge, erste Einpritzmenge und oder zweite Einspritzmenge verstanden werden; insbesondere gilt dies für einen Einspritzmengen-Parameter der ersten Einspritzung, ggfs. auch der zweiten Einspritzung.
Unter einem Einspritzmengen-Paramter kann zusätzlich oder alternativ auch eine Steuergröße verstanden werden, wie eine Einspritzdauer, ein Einspritzbeginn, ein Einsspritzende für eine Einspritzung und/oder eine Bestromungsdauer, ein Bestromungsbeginn, ein Bestromungsende für einen Injektor oder dgl. Parameter -insbesondere für eine erste und/oder eine zweite Einspritzung, bevorzugt einer zweiten Einspritzung— sowie eine beliebige Kombination derselben. Insbesondere kann eine Steuergröße in Abhängigkeit der Einspritzmenge selbst, insbesondere einer SOLL-Einspritzmenge, angegeben werden. Ein Einspritzmengen-Parameter kann ein Kennfeld umfassen, insbesondere mittels einem Kennfeld angegeben werden. Insbesondere kann eine Anzahl von Kennfeldern vorgesehen sein, welche einen Einpritzmengen-Parameter, bevorzugt eine Bestromungsdauer und/oder einen Bestromungsbeginn eines Injektors angeben, vorzugsweise in Abhängigkeit eines Druckwertes und oder einer (SOLL-) Einspritzmenge (beispielsweise zur Bestimmung einer Bestromungsdauer) oder in Abhängigkeit einer Motordrehzahl und/oder eines Motor-Moments (beispielsweise zur Bestimmung eines Bestromungsbeginns). Bevorzugt kann ein erstes Kennfeld zur Angabe einer Bestromungsdauer eines Injektors vorgesehen sein, das die Bestromungsdauer bevorzugt in Abhängigkeit wenigstens des Common-Rail-Drucks angibt, bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit einer (SOLL- )Einspritzmenge. Bevorzugt kann zusätzlich zum ersten Kennfeld ein weiteres erstes Kennfeld zur Angabe einer Bestromungsdauer-Korrektur eines Injektors vorgesehen sein, das die Bestromungsdauer-Korrektur bevorzugt in Abhängigkeit wenigstens eines Einzelspeicher- Drucks angibt, bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit einer (SOLL-)Einspritzmenge angibt.
Bevorzugt kann ein zweites Kennfeld zur Angabe eines Bestromungsbeginns eines Injektors vorgesehen sein, das den Bestromungsbeginn bevorzugt in Abhängigkeit wenigstens der Motor- Drehzahl angibt, bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit eines Motor-Drehmoments angibt. Bevorzugt kann zusätzlich zum ersten Kennfeld ein weiteres zweites Kennfeld zur Angabe einer Bestromungsbeginn-Korrektur eines Injektors vorgesehen sein, das die Bestromungsbeginn- Korrektur bevorzugt in Abhängigkeit wenigstens eines Einzelspeicher-Drucks angibt, bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit einer (SOLL-)Einspritzmenge angibt.
Unter einem "Bestimmen" eines Wertes wie eines Einspritzmengen-Parameters ist insbesondere ein Messen, Rechnen, Extrapolieren, Simulieren, Auslesen aus einem Kennfeld oder dergleichen ermitteln eines Wertes gemeint. Es kann auch das Vorgeben eines Wertes z.B. als ein SOLL- Wert oder IST- Wert aus einer Steuerung und/oder Regelung betreffen. Es kann auch das Vorgeben eines Wertes, z.B. der Einspritzmenge selbst durch Einstellen einer Steuergröße wie einer Bestromungsdauer und/oder einem Bestromungsbeginn betreffen.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass für solche Fälle, in denen der Druck einer nachgehenden Einspritzung am Injektor als Systemdruck (d.h. als Druck des Common-Rail) angesetzt wird, dann ggf. in zu korrigierender Weise von einer Einspritzmenge bei nachgehender Einspritzung ausgegangen wird, die zu gering ist. Der tatsächliche Druck im Einzelspeicher ist dagegen relevant, der nicht notwendigerweise dem Druck des Common Rail entsprechen muss. Die Erfindung hat erkannt, dass eine Bestimmung eines Einspritzmengen-Parameters für die nachgehende Einspritzung den bei anstehender Nacheinspritzung anliegenden Druck im Einzelspeicher zu berücksichtigen hat und sieht erfindungsgemäß vor, dass zur Bestimmung des Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung wahlweise der Einzelspeicher-Druck und/oder der Common-Rail-Druck herangezogen wird. Es kann also gewählt werden, ob der Einzelspeicher-Druck und/oder der Common-Rail-Druck herangezogen wird, insbesondere je nach Zustand eines Systemparamters.
Insbesondere hat es sich im Rahmen einer Weiterbildung als vorteilhaft erwiesen, einen Druck zur Bestimmung des Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung zu berücksichtigen, der geringer ist als der Common-Rail-Druck. Bei dieser Weiterbildung wird davon ausgegangen, dass durch Entnahme von Kraftstoff aus dem Common- Rail für die nachgehende Einspritzung anstehender Druck im Einzelspeicher regelmäßig unterhalb des Common-Rail-Drucks liegt. Vorzugsweise führt das Konzept der Erfindung dazu, dass ein Einspritzmengen-Parameter des Krafstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung unter Berücksichtigung eines korrigierten Einspritzdrucks, nämlich des Einzelspeicher-Drucks, bestimmt wird. Insbesondere ist eine angestrebte Einspritzmenge bei nachgehender Einspritzung derart vornehmbar, dass grundsätzlich eine tatsächlich gewünschte Gesamt-Krafstoffmenge bei einer Mehrfacheinspritzung in den Zylinder pro Arbeitsspiel eingebracht wird. Insgesamt hat das Konzept der Erfindung den Vorteil, dass eine gewünschte Kraftstoffmenge bei einer Mehrfacheinspritzung sichergestellt wird, insbesondere sichergestellt wird im Rahmen einer nachgehenden Einspritzung. Das Konzept der Erfindung ermöglicht es, die angestrebte Einspritzmenge bei nachgehender Einspritzung einstellbar abhängig vom tatsächlich vorliegenden Einzelspeicher-Druck und/oder Common-Rail-Druck vorzunehmen. Eine Einbringung einer gewünschten Gesamtkraftstoffmenge bei einer Mehrfacheinspritzung ist somit sichergestellt; dies unabhängig von einer Einspritzmenge bei vorgehender Einspritzung. Die Erfindung führt im Rahmen der Aufgabenstellung auch auf eine Einrichtung des Anspruchs 15 und ein Einspritzsystem des Anspruchs 16 sowie eine Brennkraftmaschine des Anspruchs 17.
Das Konzept bietet vorzugsweise die Basis für einen in verbesserter Weise darstellbaren Motorlauf, insbesondere stabileren Motorlauf. Insbesondere werden zeitliche Druckgradienten im Zylinder geglättet, so dass beispielsweise eine Geräuschemission und/oder Triebwerksbelastung gemindert ist. Auch ist eine Einhaltung von Emissionsrichtlinien in verbesserter Weise möglich, insbesondere auch unabhängig von einem anzufahrenden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine. Auch können Abgasemissionen vom Neuzustand und über die Laufzeit eine Injektors durch Korrektur einer Vor- und Nacheinspritzung eines Injektors eingehalten werden. Das Konzept bietet darüber hinaus die Basis für eine vergleichsweise flexible Motorbedatung. Insgesamt führt das Konzept auf dieser Basis zu einer verbesserten Angabe, insbesondere korrekten Berechnung, eines Motormoments und Abgasmassenstroms. Die Vorteile des Konzepts kommen nicht nur im eigentlichen Einspritzverlauf zum Tragen, sondern führen darüber hinaus auch über eine flexiblere Motorbedatung hinaus zu einem insgesamten verbesserten Betrieb der Brennkraftmaschine.
Das Konzept ermöglicht insbesondere eine Verbesserung eines Injektors mit Einzelspeicher (bevorzugt mit und ohne Einzelspeicherdruck-Sensorik) für einen gesteuerten Motorbetrieb mit Mehrfacheinspritzung. In einer Weiterbildung ist eine Lernmethodik vorgesehen (bevorzugt mit und ggfs. auch ohne Einzelspeicherdruck-Sensorik möglich).
Diese und andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
Bevorzugt wird ein Einspritzmengen-Parameter, insbesondere die Einspritzmenge selbst, des Kraftstoffs für die erste vorgehende Einspritzung bestimmt; bevorzugt nicht notwendigerweise unter Anpassung einer Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginns des Injektors - also z.B. vortielhaft durch Vorgabe eines Standardwertes einer Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginns des Injektors.
Bevorzugt wird ein Einspritzmengen-Parameter, insbesondere die Einspritzmenge selbst, des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt, unter Anpassung einer Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginns des Injektors. Die Bestromungsdauer und/oder der Bestromungsbeginn des Injektors haben sich als bevorzugte Steuer- und Regelparameter im Rahmen einer Einspritzregelung und/oder Motorregelung erwiesen. Insbesondere lässt sich ein Verfahren zur schnellen und zylinderindividuellen Bestimmung eines tatsächlichen Einspritzbeginns und Einspritzendes aus den Bestromungszeiten nutzen, wie es in DE 103 44 181 AI herangezogen wird, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Zitat in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Insbesondere kann vorliegend unter Angabe eines Korrekturwertes eines vorgegebenen Standardwertes einer Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginns des Injektors für die zweite nachgehende Einspritzung die Einspritzmenge für die zweite nachgehende Einspritzung angepasst werden.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung wird ein Einspritzmengen-Parameter des Kraftstoffes, insbesondere eine Einspritzmenge selbst, für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt; vorzugsweise in Abhängigkeit eines Schwellwertes. Bevorzugt ist der Schwellwert ausgebildet, eine anpassungsrelevante Schwellabweichung des Einzelspeicher-Drucks vom Common-Rail-Druck anzuzeigen. Ein Einzelspeicher-Druck und/oder ein Common-Rail-Druck können bevorzugt durch einen Drucksensor, wie beispielsweise einen Dehnungsmessstreifen oder dgl. am Einzelspeicher und/oder Common-Rrail gemessen werden. Eine Schwellabweichung des Einzelspeicher-Drucks vom Common-Rail-Druck kann bevorzugt als Differenz-Schwellwert zwischen einem Einzelspeicher-Druck und einem Common-Rail- Druckangegeben werden.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass zum Bestimmen der Einspritzmenge des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung der Common-Rail-Druck herangezogen wird für den Fall, dass der Betrag einer Differenz zwischen Common-Rail-Druck und Einzelspeicher-Druck unterhalb des Schwellwerts liegt, bzw. statt des Common-Rail-Druck der Einzelspeicher-Druck herangezogen wird f r den Fall, dass der Betrag einer Differenz zwischen Common-Rail-Druck und Einzelspeicher-Druck oberhalb des Schwellwerts liegt. Im Rahmen einer besonders bevorzugten weiterbildenden Variante des Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zusätzlich oder alternativ zur Druckmessung, wie vorgehend beschrieben, einen für eine nachgehende Einspritzung relevanten Druck, d.h. Einzelspeicher-Druck, rechnerisch zu bestimmen, insbesondere analytisch und/oder durch Extra- oder Inter-Polation von Kennfeldern. Besonders bevorzugt im Rahmen der vorgenannten Variante lässt sich auf einen Einzelspeicher- Druck für die zweite nachgehende Einspritzung schließen, abhängig von einem Einspritzmengen-Parameter der vorgehenden Einspritzung und/oder abhängig von einer Pause zwischen vorgehender Einspritzung und nachgehender Einspritzung. Diesem weiterbildenden Grundsatz folgend, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Verfahren im Rahmen der Weiterbildung durch die weiteren Schritte gekennzeichnet ist:
- Bestimmen einer Spritzpause zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung,
- Bestimmen eines Einzelspeicher-Drucks zum Bestimmen des Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung.
Bevorzugt erfolgt dies wenigstens in Abhängigkeit von dem Einspritzmengen-Parameter des Kraftstoffs für die erste vorgehende Einspritzung und der Spritzpause. Beispielsweise lässt sich bevorzugt die Spritzpause aus einem Spritzende (SE) der ersten vorgehenden Einspritzung und einem Spritzbeginn (SB) der zweiten nachgehenden Einspritzung bestimmen.
Die Weiterbildung gemäß der Variante hat erkannt, dass der tatsächliche Druck im Einzelspeicher für die nachgehende Einspritzung wesentlich von der Einspritzmenge bzw. einem dieser zugeordneten Einspritzmengen-Parameter abhängig ist; denn es wurde erkannt, dass die Einspritzmenge der vorgehenden Einspritzung grundsätzlich zu einem Druckeinbruch des Common-Rail-Drucks, d.h. im Common-Rail, führt, der sich auch im Einzelspeicher-Druck etabliert. Damit liegt also ein Einzelspeicher-Druck der grundsätzlich nach der vorgehenden Einspritzung unterhalb des dazu als vergleichsweise stationär angenommenen Common-Rail- Drucks liegt. Im Rahmen der weiterbildenden Variante wurde auch erkannt, dass die Länge einer Spritzpause maßgeblich für einen Wiederanstieg des Einzelspeicher-Drucks ist. Ein Wiederanstieg kann vorliegen insbesondere von einem durch den vorgenannten Druckeinbruch bewirkten unteren Wert zu einem am Ende der Spritzpause vorliegenden oberen Wert eines Einzelspeicher-Drucks, d.h. einem Wert wie er für eine nachgehende Einspritzung tatsächlich relevant ist. Die Variante sieht in besonders bevorzugter Weise vor, dass wenigstens einer der Parameter "Einspritzmengenparameter des Kraftstoffs für die erste vorgehende Einspritzung oder "Spritzpause", bevorzugt jedoch beide in Kombination zur Bestimmung des Einspritzmengen- Parameters, insbesondere der Einspritzmenge, für die zweite nachgehende Einspritzung herangezogen werden. Besonders vorteilhaft wird der für die folgende Einspritzung vorliegende tatsächliche Druck, insbesondere Einzelspeicher-Druck, analytisch oder Interpolation aus einem oder mehreren Kennfeldern in Abhängigkeit der vorgehenden Einspritzmenge und der Spritzpause zwischen vorgehender Einspritzung und nachgehender Einspritzung ermittelt.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der bevorzugten Weiterbildung kann -wie beispielhaft im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben ist— vorgesehen sein, dass für eine erste Einspritzung ein Common-Rail-Druck (-Signal) ausreichend ist, um einen Bestromungsbeginn und/oder eine Bestromungsdauer für einen Injektor für die erste Einspritzung aus wenigstens einem Kennfeld, bevorzugt einem Standard-Kennfeld, bevorzugt einem zugeordneten ersten und zweiten Kennfeld, auszulesen; anders ausgedrückt kann in dem Falle einer ersten vorgehenden Einspritzung davon ausgegangen werden, dass der Einzelspeicherdruck in etwa dem Raildruck entspricht.
Im Rahmen der besonders Ausführungsform der bevorzugten Weiterbildung kann -wie beispielhaft im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben ist- vorgesehen sein, dass für eine zweite Einspritzung ein Druckabfall und eine Wiederbefüllung des Einzelspeichers ausgelöst ist durch die erste vorgehenden Einspritzung. In Abhängigkeit von der eingespritzten Kxaftstoffmenge (z.B. Volumen oder zur Vereinfachung SOLL- Volumen als Vorgabegröße (Einspritzmengen- Parameter) für eine Kraftstoffmenge der ersten Einspritzung) und in Abhängigkeit von der Einspritzpause ergibt sich dann ein Einzelspeicherdruck zu Beginn der zweiten nachgehenden Einspritzung. Es kann ein gemessener oder bevorzugt ermittelter Einzelspeicherdruck, insbesondere ein rechnerisch ermittelter Einzelspeicherdruck, zu Beginn der zweite Einspritzung verwendet werden, um einen Bestromungsbeginn und/oder eine Bestromungsdauer aus wenigstens einem Kennfeld, bevorzugt einem Korrektur-Kennfeld, bevorzugt einem zugeordneten ersten und zweiten Kennfeld auszulesen; anders ausgedrückt kann in dem Falle einer zweiten nachgehenden Einspritzung davon ausgegangen werden, dass der Einzelspeicherdruck nicht notwendigerweise in etwa dem Raildruck entsprechen muss.
Im Rahmen der Variante ist bevorzugt vorgesehen, dass für einen ersten Fall, in dem die erste Einspritzmenge oberhalb eines Einspritzmengen-Schwellwerts und/oder die Spritzpause unterhalb eines Spritzpausen-Schwellwertes liegt, der Einzelspeicher-Druck statt des Common- Rail-Drucks zum Bestimmen der Einspritzmengen des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung vorgegeben wird. Verkürzt ausgedrückt, geht der vorgenannte erste Fall der Variante davon aus, dass wenn die Menge der vorangegangen Einspritzung derart groß ist und/oder die Spritzpause zur nachfolgenden Einspritzung derart klein ist, dass der Druck des Einzelspeichers nicht mehr als ähnlich oder dem Systemdruck entsprechend angesehen werden kann; der erste Fall dazu geeignet ist, im Einspritzsteuer- oder Regelgerät bzw. Motorsteueroder Regelgerät eine Druckkorrektur vorzunehmen, welche die nachgehende Einspritzung derart beeinflusst, dass die korrekte Einspritzmenge von Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird. Wesentlich dafür ist dann, dass der Einzelspeicher-Druck statt des Common-Rail-Drucks zum Bestimmen der Kraftstoffmenge des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung vorgegeben wird.
In einem zweiten Fall der weiterbildenden Variante ist vorgesehen, dass wenn die erste Einspritzmenge unterhalb eines Einspritzmengen-Schwellwerts und/oder die Spritzpause oberhalb eines Spritzpausen-Schwellwertes liegt, der Common-Rail-Druck statt des Einzelspeicher-Drucks zum Bestimmen der Einspritzmenge des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung vorgegeben wird. Dieser zweite Fall geht verkürzt ausgedrückt von der Überlegung aus, dass wenn die Menge der vorgehenden Einspritzung derart klein ist und/oder die Spritzpause zur Folgeeinspritzung derart groß ist, dass der Einzelspeicher-Druck praktisch wieder auf den Systemdruck steigen kann, insbesondere dem Common-Rail-Druck, angestiegen ist; für den zweiten Fall dann die nachgehende Einspritzung ohne Druckkorrektur, d.h. wesentlich unter Annahme des Common-Rail-Drucks, erfolgen kann.
Diese Massgaben und weitere in der Zeichnung im Detail erläuterten Umstände erweisen sich als brauchbare Kriterien zum Zuschalten von Korrekturkennfeldern. Inbesondere in den Fig.8 bis Fig.10 der Zeichnung wird in Bezug auf die Steuer- und/oder Regelschritte D2, B2 ein Korrekturkennfeld vorgeschlagen, dass optional zu einem Standardkennfeld genutzt werden kann. Insbesondere kann eine Hinzunahme einer Korrektur, vorzugsweise über ein Korrekturkennfeld, unter der Bedingung erfolgen, dass der Einzelspeicher-Druck signifikant vom Common-Rail-Druck abweicht; also beispielsweise der Schwellwert einer Differenz zwischen einem Einzelspeicher-Druck und einem Common-Rail-Druck für die zweite Einspritzung überschritten ist. In dem Fall erweist sich eine Bestimmung des Einspritzmengen- Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung unter Berücksichtigung des Einzelspeicher-Drucks als besonders vorteilhaft; insbesondere unter Korrektur eines STANDARD-Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung aus einem Standardkennfeld —berücksichtigend einen Common-Rail-Druck-- mittels eines KORREKTUR-Einspritzmengen-Parameters aus einem Korrekturkennfeld — berücksichtigend einen Einzelspeicher-Druck --, sodass zur Bestimmung des Einspritzmengen- Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung im Ergebnis ein rNDIVIDUAL-Einspritzmengen-Parameter angebbar ist; insbesondere individuell für jeden Injektor bzw. Zylinder des Motors. Ein Einspritzmengen-Parameter kann Einspritzmenge selbst, eine Einspritzdauer oder eine Betrsomungsdauer oder ein Beginn derselben sein; dies als STAND ARD-Wert, KORREKTUR- Wert bzw. INDIVDUAL-Wert. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine zuvor beschriebene Druckkorrektur, insbesondere das wahlweise Heranziehen eines tatsächlichen Einzelspeicher-Drucks und/oder Common-Rail-Drucks zur Bestimmung des Einspritzmengen- Parameters für die zweite nachgehende Einspritzung im Rahmen einer Kennfeldbehandlung umgesetzt wird. Bevorzugt werden dazu ein Lernkennfeld, insbesondere ein zuvor genanntes Korrekturkennfeld, und ein Steuerkennfeld, insbesondere ein zuvor genanntes Standardkennfeld, zur Verfügung gestellt. Das Lernkennfeld ist bevorzugt als injektorindividuelles Lernkennfeld ausgebildet und/oder das Steuerkennfeld ist bevorzugt für einen SOLL- Injektor ausgelegt. Unter einem SOLL-Injektor ist im Wesentlichen ein Standardinjektor oder dgl. als Standardmaß vorgesehener Injektor geeignet; dies kann beispielsweise ein Injektor mit seinen Eigenschaften im Einbauzustand zu Beginn der Injektorlebenszeit sein. Ein vom Lernkennfeld beschriebener individueller Injektor kann abweichend von einem SOLL-Injektor Eigenschaften haben, die alters-bedingt oder einbauort-bedingt sind oder andere Ursachen haben kann. Bevorzugt sieht die Weiterbildung vor, dass der Einspritzmengen-Parameter, insbesondere die Einspritzmenge, bzw. derjenigen eines SOLL-Injektor ist, welcher korrigiert wird, um einen Wert, der sich wahlweise unter Berücksichtigung des Einzelspeicher-Drucks und/oder des Common-Rail-Drucks für die zweite Einspritzung ergibt.
Ein Standardinjektor kann auch ein Injektor mit Richtwerten sein, die sich z.B. durch Mittelwertbildung oder sonstige Durchschnittsbildung oder Kennfeldermittlung ergibt.
Besonders bevorzugt kann der Einzelspeicher-Druck in ein Lernkennfeld erfasst werden, das aus einem Auswertealgorithmus erzeugt wird. Bevorzugt erzeugt der Auswertealgorithmus einen Ausgabewert, der in das Lernkennfeld eingeht, über ein Gewichtungs- und/oder Bewertungsprozess. Dies führt dazu, dass ein Kennfeld sich mit zunehmender Betriebsdauer des Injektors verändern kann, insbesondere der Lebensdauer des Injektors angemessen ist oder jedenfalls verbessert ist. Statistische Schwankungen oder dgl. Effekte können sich bereits im Lernkennfeld herausmitteln. Besonders bevorzugt wird der Einzelspeicher-Druck in ein Lernkennfeld, insbesondere erfasst, dass einem Steueralgorithmus zugrundegelegt wird, wobei der Steueralgorithmus einen Ausgabewert erzeugt, der in ein Steuerkennfeld eingeht. Anders ausgedrückt sieht die Weiterbildung vor, dass das Lernkennfeld nicht unmittelbar, d.h. insbesondere nicht in Echtzeit, zur Steuerung eines Motors bzw. Einspritzsystems herangezogen wird, sondern dies einem Steueralgorithmus auf Basis eines Steuerkennfelds vorbehalten ist. Zur Übernahme von Werten aus dem Lernkennfeld in das Steuerkennfeld kann ein geeignet konsolidierter Steueralgorithmus herangezogen werden, der insofern sicherstellt, dass nur ausreichend verlässliche eingelernte Werte zur tatsächlichen Steuerung des Motors und des Einspritzsystems herangezogen werden; z.B. kann eine Übernahme von Werten aus einem Lernkennfeld in ein Steuerkennfeld nach einem oder mehreren Arbeitspielen erfolgen.
Bevorzugt kann im Rahmen einer besonders Ausführungsform der bevorzugten Weiterbildung en—wie beispielhaft im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben ist— eine Lernmethodik mit einer Einzelspeicher-Druck-Sensorik vorgesehen sein.
Bevorzugt kann -vorzugsweise auch mit einer Einzelspeicher-Druck-Sensorik— eine erste und/oder zweite Einspritzung, vorzugsweise wie oben beschrieben, gesteuert durchgeführt werden. Im Nachgang kann ein Steuergerät die Größen Einspritzbeginn und/oder Einspritzende für die einzelnen Einspritzpulse der ersten undzweiten Einspritzung auswerten. Die ausgewerteten Daten können in einem injektorindividuellen Korrekturkennfeld zusammengeführt werden. Grundätzlich, ist es auch möglich einen gemessenen Wert für „Einzelspeicherdruck zu Beginn der Einspritzung" beim Lernen zu verwenden. Es ist allerdings zu bevorzugen, das Lernverfahren an den gesteuerten Betrieb anzugleichen; dies kann das Ablegen der Lernwerte und/oder der Abruf der Vorgabewerte für gesteuerten Betrieb konsistent gestalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig. 1 ein Systemschaubild einer Brennkraftmaschine mit Common-Rail, Injektor und
Einzelspeicher eines Einspritzsystems bekannter Art zur Veranschaulichung der Funktionsweise;
Fig. 2 einen beispielhaften Verlauf eines Einzelspeicher-Drucks, abhängig von einer
Injektorbestromung mit vergleichsweise geringer Einspritzmenge Qi einer vorgehenden Einspritzung und vergleichsweise langer Spritzpause T12 zur nachgehenden Einspritzung;
Fig. 3 einen beispielhaften Verlauf eines Einzelspeicher-Drucks, abhängig von einer
Injektorbestromung mit vergleichsweise großer Einspritzmenge Qi einer vorgehenden Einspritzung und vergleichsweise kurzer Spritzpause T12 zur nachgehenden Einspritzung;
Fig. 4 ein realer Injektor-Strom und ein diesem zugeordneter realer und geglätteter
Einzelspeicher-Druckverlauf pES als Funktion eines Kurbelwellenwinkels, im Prizip wie sie schematisch in Fig. 3 dargestellt;
Fig. 5 ein Regel- und Steuerschema eines Einspritzsystems mit einem Motorregler und einem Einspritzrechenmodul und geeigneten Kennfeldern zur verbesserten Mengenregelung einer gewünschten Kraftstoffmenge bei einer Mehrfacheinspritzung, insbesondere Korrektur von Regelparametern zur Festlegung einer Einspritzmenge einer nachgehenden Einspritzung bzw;
Fig. 6 ein Schema zur Veranschaulichung einer Einspritzmengenbestimmung bei einem
SOLL-Injektor über ein sogenanntes Goldkennfeld; ein weiteres Schema im Rahmen einer ersten Ausführungsform für ein weiterführendes Konzept zur Bestimmung einer Einspritzmenge unter Zugrundelegung eines zylinderindividuellen Kennfeldes, das auf eine erste bevorzugte Basisreglerstruktur zur Bestimmung einer Bestromungsdauer für Injektor aufsetzt;
Fig. 8 ein weiteres Schema im Rahmen einer zweiten Ausführungsform für ein konkreteres weiterführendes Konzept unter Ermittlung von Standardwerten bzw.
Korrekturwerten (globaler bzw. individueller) Werten für Bestromungsdauer BD und Bestromungsbegin BB für einen Injektor das auf eine zweite bevorzugte Basisreglerstruktur für einen Injektor aufsetzt; Fig. 9 ein Schema zur Verananschaulichung einer Lernfunktion für eine injektorindividuelle Bestromungsdauer bzw. zur Ausbildung eines Lernkennfelds für die injektorindividuelle Bestromungsdauer;
Fig. 10 ein analoges Schema zur Veranschaulichung einer Lernfunktion für einen injektorindividuellen Bestromungsbeginn bzw. zur Darstellung eines
Lernkennfeldes eines injektorindividuellen Bestromungsbeginns.
Fig.l zeigt ein Systemschaubild einer elektronisch geregelten Brennkraftmaschine 1000, bei welcher dem dargestellten Motor 1 Kraftstoff über ein Einspritzsystem 100 mit einem Common- Rail 6, einem Einzelspeicher 7 und einem Injektor 8 eingespritzt wird. Im Einzelnen umfasst daher das Einspritzsystem 100, Pumpen 3 mit einer Saugdrossel 4 zur Förderung des Kraftstoffs von einem Kraftstofftank 2 zum Common-Rail 6, eine Anzahl von Einzelspeichern 8 und Injektoren 7 zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennräume 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 ... l .n (n = 8, 12, 16, 20, 24, oder dgl. Zahl). Die Brennräume l.n werden im Folgenden in vereinfachender Weise auch als Zylinder bezeichnet. Bei diesem Einspritzsystem 100 ist der hydraulische Widerstand des Einzelspeichers 8 und der Zulaufleitungen entsprechend angepasst. Das Common-Rail 6 kann als ein größeres Speichervolumen oder lediglich als einfache Leitung mit entsprechend hoher Druckbeaufschlagung ausgeführt sein. Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1000 wird durch ein elektronisches Steuergerät (ECU) 10 geregelt, wobei eine weiterführende Steuerung und Regelung des Einspritzsystems 100 im Rahmen der Fig.5 weiter erläutert ist zur Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform. Das konische Steuergerät beinhaltet Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise ein Mikroprozessor, I/O Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM oder dgl.). Die Bausteine sind für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1000 mit relevanten Betriebsdaten in den Kennfeldern/Kennlinien oder dgl. Lookup-Tabellen appliziert. Diese können beispielsweise für eine Vorsteuerung herangezogen werden.
Das elektronische Steuergerät 10 berrechnet aus den Eingangsgrößen EIN, die auch einen Einzelspeicher-Druck pE einen Common-Rail-Druck pCR und eine Motordrehzahl bzw. Drehmoment nMOT, ΜΜΟΓ umfassen. Weitere Eingangsgrößen EIN umfassen beispielsweise Ladeluftdruck eines Turboladers sowie Temperaturen von Kühl- und Schmiermittel und des Kraftstoffs. Eine Anzahl vor Ausgangsgrößen AUS sieht auch ein Signal für eine Einspritzdauer SD, ggfs. auch Spritzbeginn SB und Spritzende SE oder entsprechende Signale einer Injektorbestromung. Nebea der konkret gezeigten Einspritzdauer SD können die weiteren Ausgangsgrößen AUS der ECU 10 auch Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine bzw. des Motors 1 umfassen, beispielsweise einen Einspritzbeginn SB und ein Einspritzende SE. Diese werden in geeigneter Weise in Bestromungssignale für die Injektoren 8 umgesetzt zur Darstellung einer Einspritzdauer eines Spritzbeginns und eines Spritzendes SD, SB, SE.Ebie Anzahl von Ausgangsgrößen AUS sieht auch ein moduliertes Signal PWM zur Steuerung einer Drossel 4 zwischen einer Niederdruck und Hochdruckkraftstoffpumpe 3, 5 vor. Ein Einzelspeicherdurck pE wird mit entsprechender Drucksensorik am Einzelspeicher 7 ggf. einzelspeicher-individuell abgegriffen. Ein Common-Rail-Druck pCR wird am Common-Rail 6 durch einen entsprechenden Drucksensor abgegriffen. So ist vorliegend ein Common-Rail-Drucksensor 9 zur Messung des Common-Rail- Drucks pCR gezeigt, sowie eine geeignete Drucksensorik 7.1....7.n zur Messung eines zylinderindividuellen Einzelspeicher-Drucks pE(n) an jedem der Einzelspeicher 7.
Fig. 2 zeigt veranschaulichend einen Verlauf eines Injektor-Stroms und ein diesem zugeordneten Verlauf eines Einzelspeicher-Drucks für eine erste Fallkonstellation einer Mehrfacheinspritzung mit Haupteinspritzung HE und Nebeneinspritzung, hier ein Nacheeinspritzung NE. Das Anschauungsdiagramm zeigt insofern eine Haupteinspritzung HE als vorgehende Einspritzung und eine Nacheinspritzung NE als nachgehende Einspritzung. Grundsätzlich kann im Rahmen des Konzepts auch eine hier nicht gezeigte Voreinspritzung VE als vorgehende Einspritzung und eine Haupteinspritzung HE als nachgehende Einspritzung dienen. Auch kann das Konzept der Erfindung angewandt werden auf eine Voreinspritzung VE als vorgehende Einspritzung und eine Nacheinspritzung NE als nachgehende Einspritzung; insofern ohne Berücksichtigung einer Haupteinspritzung HE. Auch kann das Konzept der Erfindung angewandt werden auf eine Mehrfacheinspritzung, bei welcher eine Voreinspritzung VE als vorgehende Einspritzung dient, eine Haupteinspritzung HE als erste nachgehende Einspritzung dient und sodann die Haupteinspritzung HE als weitere vorgehende Einspritzung dient und die Nacheinspritzung NE als zweite nachgehende Einspritzung dient, im Rahmen des Konzepts. Daraus wird ersichtlich, dass das Konzept nicht beschränkt ist auf lediglich eine einzige vorgehende Einspritzung und lediglich eine einzige nachgehende Einspritzung oder deren unmittelbares Aufeinanderfolgen, sondern vielmehr in variabler Weise anwendbar ist, auch auf Mehrfacheinspritzungen, die mehr als zwei Einspritzvorgänge einer Haupteinspritzung und Nacheinspritzung aufweisen in beliebigem Abstand. Insbesondere ist das Konzept anwendbar auf eine Mehrfacheinspritzung mit mehr als zwei Einspritzvorgängen, insbesondere auf alle oder einzelne dieser Einspritzvorgänge beispielsweise auf drei, vier oder fünf usw. oder auf lediglich eine Auswahl derselben (z.B. Vorgang zwei von fünf und/oder drei von fünf und/oder vier von fünf). Bezugnehmend auf Fig. 2 zeigt das obere Diagramm einen Injektor-Strom Ilnj für eine Haupteinspritzung HE mit einer steigenden Flanke, welche den Stromungsbeginn der Haupteinspritzung BBHE markiert und einer fallenden Flanke, welche das Ende einer Bestromung zur Haupteinspritzung BEHE markiert. Eine entsprechende steigende Flanke BBNE markiert den Bestromungsbeginn der Nebeneinspritzung NE und eine entsprechende abfallende Flanke des Injektor-Stroms Iinj markiert das Bestromungsende BENE der Nebeneinspritzung NE.
Die Signalform als solche weist eine über dem Basisstrom I0 liegenden Peak IP auf, welcher einer möglichst schnellen und damit exakten Startakturierung des Injektors zuträglich ist; der Injektorstrom Iinj nimmt danach bis auf einen Haltestrom IH, ab, welcher einer Aufrechterhaltung einer Akturierung des Injektors zuträglich ist; dies jedenfalls für eine Haupteinspritzung HE und eine Nebeneinspritzung NE, d.h. gemäß dem Konzept der Erfindung entsprechend der vorgehenden Einspritzung (HE) und nachgehenden Einspritzung (NE). Unter Berücksichtigung eines jeweiligen den Flanken BBHE, BEHE, BBNE, BENE folgenden Spritzverzugs ergibt sich in an sich bekannter Weise aus dem Vergleich des Injektor-Stroms Ilnj mit dem Verlauf eines Einzelspeicher-Drucks pES im unteren Teil der Fig.2 als Funktion der Zeit in Einheiten des Kurbelwellenwinkels. Der Einzelspeicher-Druck pES ist im im Vergleich zum stationären Systemdruck, d.h. hier dem Common-Rail-Druck pRAIL gezeigt. Die Spritzverzugswerte für Spritzbeginn und Spritzende VIHE, V2HE bzw. VINE, V2NE sind durch horizontale Pfeile in Fig.2 dargestellt und ergeben sich als Abstand der Zeitpunkte für Bestromungsbeginn BB und Spritzbeginn SB (VIHE, VINE) jeweils für einen Spritzbeginn der Haupteinspritzung SBHE und Nebeneinspritzung SBNE. Die entsprechenden Spritzverzögerungen am Spritzende ergeben durch Vergleich der Bestromungsendzeitpunkte BE mit Spritzende SE (V2HE, V2NE) jeweils für die Haupteinspritzung (SEHE, SENE). Dem Spritzbeginn und Spritzende sind entsprechende Druckwerte jeweils für Haupteinspritzung und Nebeneinspritzung zugeordnet, nämlich pSEHE und pSENE. Des Weiteren ist in Fig. 2 durch einen Vergleich des Zeitpunkts tl von Spritzende der Haupteinspritzung und des Zeitpunkts t2 von Spritzbeginn der Nebeneinspritzung —im wesentlichen die den entsprechenden Druckextremwerten p_SEHE und p_SBNE zugeordneten Zeitpunkte— eine Spritzpause T12 entnehmbar, die vergleichsweise groß ist. Des Weiteren ist in Fig. 2, symbolisch, eine Einspritzmenge Qi für eien Haupteinsrpitzung HE und eine Einspritzmenge Q2 für eine Nebeneinspritzung eingetragen. Die Summe
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ergibt die Gesamtmenge als einzuspritzende Kraftstoffmenge Qpro Arbeitsstil des Zylinders. Diese Gesamteinspritzmenge Q= Qi+ Q2 ist letztlich massgeblich für ein Motordrehmoment MMot, das zur Regelung einer Brennkraftmaschine 1000 zu beachten ist. Wie vom vorliegenden Konzept erkannt, ist es wichtig, somit die Einspritzmenge bzw. einen dafür erforderlichen Einspritzmengen-Parameter, wie z.B. Spritzbeginn SB und/oder Einspritzdauer SD bzw. deren zugeordnete Werte eines Bestromungsbeginns BB und/oder Bestromungsdauer BD so festzulegen, dass die Einspritzmengen Q2 für eine Nacheinsprichtung NE gerade derart vorliegt, dass unabhängig davon wieviel Kraftstoff mit einer Einspritzmenge Qi bei einer Haupteinspritzung HE eingespritzt wurde, dennoch die gewünschte Gesamteinspritzmenge Q zum Erreichen eines gewollten Motordrehrnoments MMot angestrebt wird, insbesondere als SOLL-Wert eingestellt wird; dazu ist es erforderlich, die Einspritzmenge Q2 für eine Nacheinsprichtung NE möglichst korrekt vorzugeben.
Fig. 2 zeigt dazu eine Situation, bei welcher die Einspritzmengen Qi einer Haupteinspritzung vergleichweise klein und eine Spritzpause T]2 vergleichsweise groß ist. Dies hat zur Folge, dass ein Druck des Einzelspeichers pSBNE zu Beginn der Nacheinspritzung NE praktisch wieder auf den Systemdruck, nämlich fast bis den Common-Rail-Druck pRAIL ansteigen kann. Im vorliegenden Fall ist die Einspritzmenge der Haupteinspritzung Qt geringer als eine Schwelleinspritzmenge Qs und die Spritzpause T12 liegt oberhalb eines Spritzpausen- Schwellwertes Ts. Folglich zeigt sich regelmäßig, dass der für eine zweite nachgehende Einspritzung relevante Einzelspeicher-Druck pSBNE innerhalb einer Bandbreite pRAIL+/-pS um den Common-Rail-Druck pRAIL liegt. Für diese in Fig. 2 dargestellte Fallkonstellation erweist es sich als ausreichend, den Common- Rail-Druck pRAIL zum Bestimmen der Einspritzmenge des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung Q2 vorzugeben; im Ergebnis fuhrt dies zu einer vergleichsweise korrekt vorgegebenen Gesamteinspritzmenge Q von Kraftstoff, um das Motormoment MMot bestmöglich einstellen zu können.
Fig. 3 zeigt ein analoges Diagramm eines Injektor-Stroms Ifoj und eines Einzelspeicher- Druckverlaufs pES mit einer der Einfachhheit halber reduzierten Beschriftung. Aus Übersichtsgründen ist des Weiteren für identische oder ähnliche Merkmale der Strom- und Druckverläufe bzw. für Merkmale identischer oder ähnlicher Funktion ein identisches Bezugszeichen benutzt. Im Folgenden wird zur Verdeutlichung des Konzepts auf die Unterschiede in den Kurvenverläufen in Fig. 2 und Fig. 3 eingegangen. Wesentlich ist, dass eine erste Einspritzmenge von Kraftstoff Qi während einer vorgehenden Haupteinspritzung oberhalb eines Schwellwertes Qs liegt. Damit ist ein Druckeinbruch bis zum Spritzende der Haupteinspritzung pSEHE größer als der entsprechende Druckeinbruch der Fig. 2. Des weiteren ist eine Spritzpause T]2 sehr viel geringer und insbesondere unterhalb eines Spritzpausen- Schwellwertes Ts, so dass zu Beginn der nachgehenden Nebeneinspritzung NE der Einzelspeicher-Druck pSBNE noch deutlich unterhalb des Systemdrucks, hier der Common- Rail-Druck pRAIL, liegt bzw. noch nicht wieder auf den Common-Rail-Druck ansteigen konnte. Dementsprechend ist aus der in Fig. 3 dargestellten Fallkonstellation, bei welcher die erste Einspritzmenge oberhalb eines Einspritzmengen-Schwell wertes Qs liegt und die Spritzpause unterhalb eines Spritzpausen-Schwellwertes Ts ersichtlich, dass es zur Bestimmung einer Einspritzmenge für die zweite nachgehende Einspritzung Q2 inkorrekt wäre, den Common-Rail- Druck pRAIL anzusetzen. Vielmehr ist dem Konzept der hier ausgestellten Ausführungsform folgend in korrigierender Weise ein tatsächlicher Einzelspeicher-Druck pSBNE statt des Common-Rail-Drucks pCR zu berücksichtigen; nämlich zur Bestimmung der Einspritzmenge oder eines dafür signifikanten Einspritzmengen-Parameters des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung. Dementsprechend wird Q2, ein Einspritzbeginn SBNE und/oder ein Spritzende SENE bzw. eine Einspritzdauer SDNE für die Nacheinspritzung NE unter Annahme des tatsächlichen Einzelspeicher-Drucks pSBNE bestimmt. Fig. 4 zeigt einen beispielhaften realen Verlauf eines Injektor-Stroms Iinj bzw. eines Einzelspeicher-Drucks pES, real und geglättet, für eine Mehrfacheinspritzung mit Haupteinspritzung HE und Nebeneinspritzung NE. Im vorliegenden Fall der Fig. 4 verläuft der Injektor- Strom Iinj und der Einzelspeicher-Druck pES gemäß der Fallkonstelation, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, d.h. der Einzelspeicher-Druck pSBNE liegt deutlich unterhalb des Systemsdrucks, hier der Common-Rail-Druck pRAIL und ist deshalb zur Bestimmung der Einspritzmenge für Kraftstoff für die zweite nachgehende Einspritzung heranzuziehen. Fig. 5 zeigt ein Organisationsschaubild einer Einrichtung 101 zum Steuerung und/oder Regeln einer Brennkraftmaschine 1000, wobei die Einrichtung 101 detaillierter mit einer Reihe von Funktionsmodulen dargestellt ist. Die Einrichtung ist Teil eines Einspritzsystems 100 mit einem Common-Rail 6, Injektor 8 sowie Einzelspeicher 7 und zugehöriger Drucksensorik 7.n bzw. 9 zur Ermittlung von Einzelspeicher-Druck pE und Common-Rail-Druck pCR analog der in Fig.l dargestellten Vorgehensweise.
Die Einrichtung 101 zum Steuern und/oder Regeln weist darüber hinaus einen in Fig. 1 gezeigten Motorregler 10 und ein Einspritzrechenmodul 20 auf. Der Motorregler 10 ist in der Lage das Einspritzsystem 100 mittels Steueranweisungen 16, 18 zu steuern, d. h. insbesondere im Hinblick auf Einspritzzeiten und Drücke ausgelegte Steueranweisungen 16, 18 an das Common- Rail 6 und einen Injektor 8 bzw. deren Peripherie und Stelleinheiten zu geben. Der Motorregler 10 stützt sich dabei auf ein Steuerkennfeld SKF, das in einem den Motorregler 10 zugeordneten Speicherbaustein 11 hinterlegt ist. Das Einspritzrechenmodul 20 liefert Datenwerte an ein den Einspritzrechenmodul 20 zugeordnetes Lernkennfeld LKF, das in einem Speicherbausteil 21 vorgehalten wird und während des Motorbetriebs bedatet werden kann. Das Lernkennfeld LKF nimmt die Datenwerte DW aus dem Einspritzrechenmodul 20 auf. Konkret liefert ein Auswertemodul 20.2 unter Umsetzung eines Auswertealgorithmus Datenwerte DW, die in das Lernkennfeld LKF eingehen. Der Ausgabealgorithmus ist dazu ausgelegt, über geeignete Gewichtungs- und/oder Bewertungsprozesse—wie sie z.B. in Bezug auf die Schritte D25 und B25 in Fig.9 und Fig. 10 beiepielhaft erläutert sind— ihm zugeleitete Daten auf Plausibilität zu prüfen und mit geeigneter Dämpfung zu gewichten. Da die Brennkraftmaschine 1000 und deren Motor 100 und Injektor 8 sowie sonstiger Peripherie eher einer langsamen Änderungsentwicklung unterliegt ~ beispielsweise im Rahmen eines Alterangsprozesses des Injektors 8~ ist es vorteilhaft einen Lernprozess mit durchaus vergleichsweise schneller Änderungsdynamik auf die eher langsamere Zeitskala einer Hardware- Veränderung anzupassen und dabei Fluktuationen und dergleichen auszufiltern und/oder eine Verlässlichkeitsprüfung umszusetzen derart, dass sich nur statistisch duchgesetzte Werte im Lernkennfeld LKF aufgenommen werden.
Das Modul 20.2 zur Umsetzung des Auswertealgorithmus im Einspritzrechenmodul 20 wiederum wird geführt von einem im Weiteren auch als ESD-Box bezeichneten Modul 20.1 zur Erfassung von Einspritzdauern und Umsetzung eines Entscheidungsalgorithmus zur Ermittlung eines Korrekturwertes; beispielhaft in Fig. 9 und Fig. 10 zur Umsetzung einer injektorindividuellen Bestromungsdauer BD oder eines Bestromungsbeginns BB. Modul 20.1 kann einen Speicher SPE aufweisen, welcher transient die Wert pCR und pES aufzeichnet. Ebenso kann das Modul 20.1 der Fig. 5 eine Logik LOG aufweisen, welche Zeitwerte, wie Spritzbeginn und Spritzende errechnet und an das Modul 20.2 weitergibt. Der Entscheidungsalgorithmus ist dazu ausgebildet, Einspritzmengen-Parameter wie beispielsweise die Einspritzmenge selbst, Zeitparameter wie Einspritzdauer SD, Spritzbeginn SB, Spritzende SE und/oder Druckwerte wie Rail-Druck pRAIL, Spritzende-Drücke pSE und Spritzbeginn-Drücke pSB in Relation zu setzen. Das Modul 20.1 weist dazu einen geeigneten Baustein des Speichers SPE und eine geeigneten Baustein der Logik LOG auf.
Eine Angleichung von Steuerkennfeld SKF und Lernkennfeld LKF zwischen den Speicherbausteinen 11, 21 kann widerum mittels einem Steueralgorithmus in einem Abgleichmodul 30 erfolgen. Ein Abgleichmodul 30 kann beispielsweise im einfachsten Fall umsetzen, dass gewisse Einträge in einem Lernkennfeld LKF in das Steuerkennfeld SKF übernommen werden, sobald sich diese im Lernkennfeld nach einer bestimmten Zeitdauer erhalten bzw. statistisch haben.
Auch kann der genannte Entscheidungsalgorithmus im Modul 20.2 oder, bevorzugt im Abgleichmodul 30, prüfen ob eine Einspritzmenge Qi unterhalb eines Einspritzmengen- Schwellwerts Qs oder oberhalb eines Einspritzmengen-Schwellwerts Qs liegt und/oder zu prüfen, ob eine Spritzpause Ti2 oberhalb eines Spritzpausen- Schwell werts Ts oder unterhalb eines Spritzpausen-Schwellwerts Ts liegt und/oder zu prüfen, ob ein Einzelspeicher-Druck pES im Rahmen einer Bandbreite pRAIL+/-ps um den Rail-Druck pRAIL liegt. Der Entscheidungsalgorithmus ist insbesondere in der Lage Einspritzmengenbestimmungen gemäß einer Systematik wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, umzusetzen. Auch kann eine Bestimmung des Spritzbeginns für die Nebeneinspritzung PSBNE durch Extrapolation über ein hydraulisches Modell aus dem Spritzende für eine Haupteinspritzung PSBHE ermitteln lassen, beispielsweise unter Berechnung desselben mittels einer Befüll- und Entleermethode für das Volumen des Einzelspeichers 7 im Injektor 8. Alternativ kann der Spritzbeginn-Druck PSBNE gemessen werden oder in sonstiger Weise kann vom Druck an einem Spritzende SE auf den Spritzbeginndruck pse geschlossen werden (etwa auch durch nähernde Schätzung, Extrapolation oder einer oben erläuterten Rechnung unter Zugrundelegung eines hydraulischen Modells). Ein Auswertealgorithmus des Abgleichmoduls 30 ist insbesondere ausgebildet, Datenwerte zu erzeugen, die zur Eintragung in ein Steuerkennfeld SKF, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, umzusetzen bzw. einem Steuerkennfeld entnommene Werte mit einem entsprechenden Korrekturwert des Lernkennfeldes LKF zu korrigieren; ein solcher Art oder anders korrigierter Wert eines Einspritzmengenparamters kann dann zur Ansteuerung eines Injektors 8 übernommen werden.
Insgesamt kann der Aufbau einer in Fig. 5 dargestellten Steuer- und Regeleinrichtung 101 für eine Brennkraftmaschine 1000 dazu genutzt werden, dass Steuerwerte SW—ggfs. aber nicht auszuschliessen nicht in Echtszeit— nach einer gewissen Zeit, etwa einer Anzahl von Arbeitszyklen oder im Falle von sich einstellenden Betriebszuständen an durch kontinuierliche Bedatung der Brennkraftmaschine generierten Datenwerten orientieren, d. h. ein Steuerkennfeld SKF lässt sich anhand eines Lernkennfeldes LKF kontinuierlich korrigieren, insbesondere zur korrigierten Festlegung von Bestromungsdauer BD, Bestromungsbeginn BB und/oder Bestromungsende BE eines Injektors für eine zweite nachgehende Einspritzung im Rahmen einer Mehrfacheinspritzung.
Fig. 6 verdeutlicht den grundsätzlichen Zusammenhang zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge Qjst ,die sich direkt aus einer Einspritzdauer SD eines Injektors ergibt; letztere ergibt sich wiederum unter anderem aus den in Fig. 3 und Fig. 4 ersichtlichen Einspritzverzügen aus den Bestromungszeiten BD, BB, BE. Der Zusammenhang zwischen Qjst und SD und BD ist in einem Standardkennfeld für den entsprechenden Injektor—hier als fette Linie dargestellt-- niedergelegt und somit als ZuOrdnungsvorschrift verfügbar, um aus einer auf der X-Achse des Kennfelds aufgetragenen Einspritzdauer SD direkt eine tatsächliche Einspritzmenge Qjst zu bestimmen; die Kennfeldlinie KF-Q ist in Fig.6 entsprechend bezeichnet. Die Einspritzdauer SD ergibt sich vorliegend direkt aus einer Druckmessung am Injektor, nämlich durch Messung eines Einzelspeicherdrucks ESD aus der ein Spritzende SE und ein Spritzbeginn SB für einen Einspritzvorgang direkt ersichtlich oder aber z.b. über einen Algorithmus der DE 103 44 181 AI bestimmbar ist mittels einer Inter- oder Extrapolationsvorschrift der ESD-Box. Eine SOLL-Einspritzmenge Q_SOLL ergibt sich unter anderem aus den Drehmomentanforderungen eines Motormoments MMot an die Brerinkraftmaschine. Eine geänderte Drehmomentanforderung macht regelmäßig eine Änderung einer Einspritzmenge Q erforderlich; in der in Fig. 6 angegeben Form als dQ=Q_SOLL-Q_IST. Entsprechend wäre die umgekehrte ZuOrdnungsvorschrift, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, auszuführen, um zu einer anderen Einspritzdauer SD zu gelangen, damit eine geänderte Einspritzmenge für den Betrieb des Motors 1 festgelegt wird. Da die in Fig. 6 dargestellte Kennlinie des Standardkennfelds KF- Q für einen bestimmten Einspritzdruck p —nämlich Common-Rail-Druck pRAIL oder Einzelspeicherdruck pES nach dem Konzept der Erfindung wie diese in Fig. 2 bis Fig. 4 dargestellt sind— vorgegeben ist, ergeben sich andere Werte, je nachdem welcher Systemdruck für den Einspritzvorgang einer Nacheinspritzung als relevant angesetzt wird. Dies gilt insbesondere für eine Nacheinspritzung NE, nämlich für die Festlegung eines Common-Rail- Drucks pRAIL oder Einzelspeicherdrucks p SBNE als relevanter Systemdruck für die zweite nachgehende Einspritzung. Beispielsweise kann das in Fig.6 dargestellte Standardkennfeld KF-Q (Gold-KF) genutzt werden, um eine virtuelle Einspritzmenge Q-IST_virtuell für einen Injektor individuell zu bestimmen gemäß dem Schritt D22 in Fig. 9, um einen Abgleich mit einer tatsächlichen Einsrpitzmenge zur Erstellung eines Lernkennfeldes LKF gemäß Fig. 9 umsetzen zu können —dies bei Nutzung eines Einzelspeicherdrucks pES als Eingangsgrösse. Beispielsweise kann das in Fig. 6 dargestellte Standardkennfeld KF-Q (Gold-KF) auch genutzt werden, um eine virtuelle Einspritzmenge Q-IST_virtuell zu bestimmen für einen SOLL- Injektor —dies bei Nutzung eines Common-Rail-Drucks pRAIL als Eingangsgrösse.
Im Folgenden wird insbesondere die Einspritzdauer SD und die Bestromungsdauer BD als ein Einspritzmengen-Parameter bezeichnet, der im wesentlichen äquivalent zu einer Einspritzmenge Q benutzt werden kann. Das Konzept der Erfindung ist insofern mit jeder dieser Grössen oder diese betimmenden Größen umsetzbar unabhängig davon wann und in welcher Form bzw. ob eine Umrechnung in eine Einspritzmenge Q erfogt, da eine Einspritzdauer SD und eine tatsächliche Einspritzmenge Q bei bestimmtem Druck über den Zusammenhang in Fig. 6 eindeutig zuzuordnen sind. Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt einer ersten bevorzugten Basisreglerstruktur zur Bestimmung einer Bestromungsdauer und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung für einen Injektor (welches wiederum eine Einspritzdauer festlegt). Wird in einer Basissteuerung im Schritt Sl ein SOLL-Wert einer Einspritzmenge beispielsweise aufgrund eines SOLL-Motordrehmoments vorgegeben, so ergibt sich aus dem Bestromungsdauer-Standardkennfeld SKF im Schritt S2 bei vorgegebenen Systemdruck—hier dem Common-Rail-Druck pRAIL— für den SOLL-Wert einer Einspritzmenge QSOLL im dritten Schritt S3 ein bestimmter Wert einer Bestromungsdauer BD. Im Ergebnis hat dies unmittelbar eine gewisse Einspritzdauer zur Folge, so dass man—jedenfalls im Falle eines Standard- oder SOLL-Injektors zunächst davon ausgehen kann, dass das angeforderte QSOLL auch tatsächlich dem Zylinderraum zugeführt wird; dies gilt also zunächst für einen SOLL-Injektor da als Systemdruck hier der Common-Rail-Druck pRAIL angenommen wurde.
In Erweiterung dieser Basisreglerstruktur sieht die weiterführende Reglerstruktur der Fig. 7 zudem vor, dass der SOLL-Wert einer Einspritzmenge QSOLL in einem vorgelagerten weiteren ersten Schritt Sl ' zu korrigieren ist auf eine korrigierte Einspritzmenge QsoLLkor für den oben genannten ersten Schritt Sl (analog gilt dies für eine Einspritzdauer SD-SOLL im vorgelagerten weiteren ersten Schritt Sl' bzw. eine korrigierte Einspritzdauer SDsoLLkon- im oben genannten ersten Schritt Sl). Diese Korrektur ergibt sich aufgrund eines Lernkennfeldes, das eine Einspritzmengenkorrektur liefert dQ abhängig von einem festgelegten relevanten Systemdruck zum Zeitpunkt der Einspritzung, nämlich insbesondere dem Zeitpunkt einer Nacheinspritzung NE; da diese Korrektur einem individuellen Injektor dient ist hier grundsätzlich der Einzelspeicherdruck pES anszusetzen. Ein solches Lernkennfeld LKF kann injektorindividuell vorgegeben werden und vor allem im Betrieb laufend neu bedatet werden auf Basis der tatsächlichen z.B. gemessenen oder rechnerisch bestimmten (virtuellen) Einzelspeicherdrücke pES wahlweise statt einem Common-Rail-Druck pCR. Das im Schritt S2' dargestellte Lernkennfeld LKF legt eine Einspritzmengenänderung injektorindividuell fest für einen bestimmten Druck bei Spritzbeginn pES SB; d.h. bei einem Einzelspeicherdruck statt dem Common-Rail-Druck. Eine entsprechende Einspritzmengenänderung ist im Schritt S3'—analog den in Fig. 8 aufgeführten dritten Schritten D3, B3 zur Ermitllung der korrigierten Werte— zur SOLL-Einspritzmenge QsoLLkor zu korrigieren und geht dann im ersten Schritt Sl als QsoLLkor in die Bestromungsdauerbestimmung im Schritt S2 ein. Insofern kann die im folgenden anhand von Fig. 8 erläuterte Schrittfolge D2 als analog zum Schritt S2' und die im folgenden anhand von Fig. 8 erläuterte Schrittfolge Dl als analog zum Schritt Sl' angesehen werden. Im Schritt S3 der Fig. 7 wird eine korrigierte Bestromungsdauer BD zur Ansteuerung des Injektors 8 ausgegeben; dies analog zur Schrittfolge D4 der Fig. 8.
Fig. 8 zeigt nun eine zweite bevorzugte Basisreglerstruktur und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung für einen Injektor, nämlich zur Bestromung des Injektors 8; hier im Teil I zur Festlegung einer Bestromungsdauer BD und im Teil II zur Festlegung eines Bestromungsbeginns BB; in beiden Fällen korrigiert unter Festlegung eines relevanten Systemsdrucks mit einer Einzelspeicherdruckmessung ESD, d.h. wahlweise eines Einzelspeicherdrucks pES oder Common-Rail-Drucks pCR.
Die Reglerstruktur sieht in dem ersten Teil I ein Standardkennfeld Inj-KF vor, das Eingangsgrößen einer SOLL-Einspritzmenge QSOLL bei vorgegebenem Systemdruck pRAIL ~ letztlich durch Definition eines SOLL- Injektors— zunächst einen "globalen" Standard- Wert einer Bestromungsdauer BDgi0bai ausgibt, der insofern grundsätzlich eine erste gute Annahme für alle Injektoren 8 des Motors 1 ist. Es zeigt sich, dass dieser Wert, insbesondere injektorindividuell, zu korrigieren ist über eine zylinderindividuelle Bestromungsdauer ABDzyljnderindividueii- Dazu wird weiter ein für den Einzelspeicherdruck relevantes Kennfeld ESD-KF-ABD vorgegeben, das bei Eingang einer SOLL-Einspritzmenge QSOLL und eines Einzelspeicherdrucks pES bei Spritzbeginn, also PSB , eine korrigierte Bestromungsdaher ABD ausgibt, individuell für jeden der eingesetzten Injektoren. Dies gilt insbesondere für den Spritzbeginn SB einer nachgehenden Einspritzung, also einer Nebeneinspritzung, hier der Nacheinspritzung unter Angabe des zugehörigen Einszelspeicherdrucks pSBNE. Für einen bestimmten Immuninjektor lässt sich somit der globale Wert einer Bestromungsdauer BDgi0bai (bestimmt mittels des allgemeinen Systemdrucks eines Common-Rails pRAIL) zylinderindividuell korrigieren aufgrund der Maßgabe des für die Einspritzung tatsächlich relevanten Drucks im Einzelspeicher (bestimmt mittels wahlweise des allgemeinen Systemdrucks eines Common-Rails pRAIL und/oder des Einszelspeicherdrucks pES). Im Schritt Dl der Regelstruktur Teil I der Fig. 8 lässt sich somit ein zunächst allgemeiner Bestromungsdauerwert BDgiobai festlegen unter Zugrundelegung eines Systemsdruck pRaü, der korrigiert wird über einen in Schritt D2 bestimmten zylinderindividuellen Bestromungswert ABDzylinderindividueii- Im Schritt D3 der Reglerstruktur Teil I in Fig. 8 wird so ein korrigierter Bestromungsdauerwert BDESDkomgiert festlegbar und kann als Steuerwert an den Injektor 8 im Schritt D4 gegeben werden. Bezugnehmend zunächst auf Fig. 9 ist erläutert, wie sich das injektorindividuelle Lernkennfeld ESD-KF-ABD (LKF) zur Darstellung des Schritts D2 in Teil I der Fig. 8. erstellen lässt. Dazu wird in einem Sensorik- und Auswertemodul—hier ESD-Box in etwa analog des Moduls 20.1 in Fig. 5~ zuächst über eine Einzelspeicherdruckmessung eine Einspritzdauer SDgemesSen bestimmt; dies beispielsweise unter Messung eines Spritzendes und einer mathematischen Bestimmung eines virtuellen Spritzbeginns im Schritt D21. Die weiteren Schritte D22 bis D25 können in einem in Fig.5 gezeigtzen Auswertemodul 20.2 implementiert werden. Im Schritt D22 kann dann unter Zugrundelegung eines Einzelspeicherdrucks pES zu Spritzbeginn, also se , und der gemessenen Einspritzdauer SDgemessen unter Zugrundelegung eines Kennfeldes Vol-KF für die Einspritzmenge im Schritt D22 jedenfalls eine virtuelle IST-Einspritzmenge QIST, virtuell bestimmt werden. Im Schritt D23 wird wird dann mit Hilfe eines Injektorkennfelds Inj-KF, wiederum unter Nutzung des Einzelspeicherdrucks pSB bei Spritzbeginn, eine virtuelle Bestromungsdauer BDSoLL,virtueii als SOLL-Wert ermittelt. Der virtuelle SOLL-Wert einer Bestromungsdauer BDSoLL,virtueii ergibt sich somit insgesamt aus der gemessenen Einspritzdauer SDgemessen und dem tatsächlich anliegenden Druck eines Einzelspeichers zu Spritzbeginn PSB-
Dieser virtuelle SOLL-Wert einer Bestromungsdauer BDSOLL, virtuell kann abgeglichen werden mit der tatsächlichen Bestromungsdauer BDBestromung.injektor im Schritt D24 und ergibt zunächst einen Roh-Differenz-Wert einer Fehlerabweichung ABD. Daraus kann nach einer Gewichtung im Schritt D25 eine Fehlerabweichung ABDgewichtet für die Bestromungsdauer gewonnen werden. Die Abweichung für die Bestromungsdauer ergibt sich im Ergebnis, aus einem Abgleich zwischen tatsächlich gemessener Bestromung BDBestromung,injektor und tatsächlicher Einspritzdauer SDgemessen. Die Fehlerprüfung und Gewichtung im Schritt D25 erfolgt mit vergleichsweise hoher Dämpfung bzw. geringem Gewichtsmaß, da eine Motordrift als grundsätzlich langsam angenommen wird gegenüber etwaigen Schwankungen in den Fehlerwerten ABD, nach dem Schritt D24. Die im Schritt D25 vorgenommene Gewichtung kann als Teil eines Auswertealgorithmus dienen, der außerdem einen Bewertungsprozess implementieren kann, um ein vergleichsweise verlässliches Lernkennfeld ESD-KF-ABD zu erstellen und gleichzeitig dieses mit entsprechend hoher Dämpfung zu entwickeln. Das Lernkennfeld im Schritt D2 muss nicht zwangsläufig in Echtzeit umgesetzt werden, sondern kann beisspielsweise verzögert in einem folgenden Arbeitsspiel ganz oder teilweise zur Korrektur eines Standardkennfeldes Inj-KF des Schrittes Dl in Fig. 8 herangezogen werden. Im Ergebnis liegt dann eine Beziehung zwischen den Bestromungsdauerabweichungen ABD für eine ideale Einspritzmenge Qsoix bei bestimmtem Einzelspeicherdruck pSB für Spritzbeginn, ~ insbesondere der Nebeneinspritzung NE, also bei bestimmtem Einzelspeicherdruck pSBNE— vor. Diese kann zur Bestimmung der oben erläuterten Zylinder-individuellen oder Injektorindividuellen Bestromungsdauer-Abweichung
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genutzt werden im Schritt D2. Relevant dabei ist, dass in der Tat der Einzelspeicherdruck pse zu Beginn einer Nacheinspritzung genutzt wird. Beispielsweise kann eine Bestromungsdauerabweichung von etwa einem ιΑ° KW- Winkel bei einem aktuellen Einzelspeicherdruck pES von etwa 1900 bar im Lernkennfeld ESD- KF-ABD einzutragen sein. Eine Annahme einer solchen Abweichung bei Rail-Druck pRAIL würde zu einem falschen Korrekturverhalten für den Injektor führen. Da der Injektor bei einem anderen Einzelspeicherdruck womöglich mit einem anderen Kurbelwellengrad zu korrigieren ist. Die hier in Bezug auf Fig. 9 und Fig. 8 gemachten Erläuterungen betreffend eine Nacheinspritzung NE in Bezug auf eine Haupteinspritzung HE sind nicht beschränkt auf eine solche Abfolge von Nebeneinspritzung und Haupteinspritzung HE, und gelten insbesondere in analoger Weise betreffend eine Haupteinspritzung HE in Bezug auf eine Voreinspritzung VE.
Fig. 8 zeigt im Teil II der Reglerstruktur auf wie ein Spritzbeginn BDgi0bai in einem Schritt Bl aus einem Standardkennfeld BOI-KF unter Vorgabe einer Motordrehzahl nMOT und eines Motormoments MMot bestimmt wird; wiederum letztlich unter Definition eines Standar- Injektors, der hier auch als SOLL-lnjektor bezeichnet ist. In einem zweiten Schritt B2 kann eine zylinderindividuelle Abweichung dazu als ABDzy)inderindividueii angegeben werden aus einem Lernkennfeld ESD-KF-ABD (LKF) unter Vorgabe einer SOLL-Einspritzmenge QSOLL und eines tatsächlichen anliegenden Einzelspeicherdrucks pSB. Während das Lernkennfeld LKF zunächst eine Zeit t für die Spritzbeginn-Abweichung liefert, so kann diese in einem Schritt k zu einem Kurbelwellenwinkel °KW umgewandelt werden.
In einem Schritt D3 kann der Spritzbeginn BBglobal (BOI - "Begin of Injection") zu einem Wert BDEsD,komgiert werden, der entweder einen früheren Zeitpunkt oder einen späteren Zeitpunkt als Bestromungsbeginn als BBgi0bai bestimmt. Liegt der Bestromungsbeginn BBEsDkomgiert vor dem Standard-Bestromungsbeginn BBgi0bai, so kann dies im Ergebnis zu einer längeren Einspritzdauer SD führen. Liegt der Bestromungsbeginn BDESDkorrigiert hinter dem Standard-Bestromungsbeginn BDgiobai so kann dies mit Einschränkung zu einer geringen Einspritzdauer SD führen. Der korrigierte Bestromungsbeginn BBEsDkorrigiert wird im Schritt D4 an den Injektor 8 gegeben. Weiter zeigt Fig. 10 dazu das Regelschema zur Erstellung eines Kennfeldes ESD-KF-ABD für den Schritt D2 der Fig. 8. Zunächst wird ein Standardkennfeld SV-KF zur Ermitllung eines Spritzverzugs SVSOLL vorgegeben, d.h. eine bestimmte Spritz Verzögerung wird im Schritt B22 bestimmt unter Eingabe eines ermittelten Einzelspeicherdrucks zu Spritzbeginn pSB und eines SOLL-Werts einer Einspritzmenge; z.B. einer Gesamteinspritzmenge Q oder einer Einspritzmenge Q2 für die Nacheinspritzung NE. Im Schritt B21 wird von einem Standardeinspritzbeginn BBgi0bai ausgegangen, der abgeglichen wird im Schritt B23 mit einem in der ESD-Box im Schritt B21 bestimmten Spritzbeginn SBgemessen unter Zugrundelegung einer Messung. Die Abweichung wird mit einem Konversionsmodul k' zu einem tatsächlichen Spritzverzug SVIST umgesetzt und im Schritt B24 abgeglichen mit dem oben erläuterten Standard eines Spritzverzugs SVSOLL- Ein daraus sich ergebender Differenzwert ABD wird einem Gewichtungsmodul B25 zugeführt und es wird ein gewichteter Wert für einen Spritzbeginn ABDgewichtet ermittelt. Das Gewichtungsmodul B25 hat außerdem eine Funktionalität zur Überprüfung und Dämpfung der Differenzwerte ABD für den Spritzverzug, um Schwankungen, Fluktuationen und Ausreisser an eine langsame Motordrift anzupassen. Im Ergebnis füllt sich das Lernkennfeld ESD-KF-ABD bei laufender Bedatung entsprechend einer langsamen Veränderung des Motors 1 und/oder des Injektors 8 und kann, wenn nicht instantan, so doch im nächsten Arbeitsspiel oder einem der nächsten Arbeitsspiele oder erst nach auf einer sehr viel längeren Zeitskala dem Steuerkennfeld SKF, wie in Fig. 8 erläutert im Schritt B3, zur Korrektur zugeführt werden oder von diesem ganz übernommen werden. Die hier in Bezug auf Fig. 10 und Fig. 8 gemachten Erläuterungen betreffend eine Nacheinspritzung NE in Bezug auf eine Haupteinspritzung HE sind nicht beschränkt auf eine solche Abfolge von Nebeneinspritzung und Haupteinspritzung HE, und gelten insbesondere in analoger Weise betreffend eine Haupteinspritzung HE in Bezug auf eine Voreinspritzung VE.
Ein Lernbetrieb und ein Steuerbetrieb, d.h. eine Nutzung eines Lernkennfeldes LKF im Speicher 21 zu einem Steuerkennfeld SKF im Speicher 11 kann optional sein, d.h. die Schritte D3 und B3 können optional mit oder ohne Berücksichtigung der in Schritten D2 und B2 gewonnenen Werte ausgeführt werden, ggf. können die Ab weichungs werte ABDzyiinderindividueii oder ABBzyunderindividueii auf Null gesetzt werden. Auch kann die Zuschaltung dieser Werte beispielsweise verzögert für einen oder mehrere Zyklen des Motors 1 erfolgen, so dass eine Korrektur zwar weitgehend aktualisiert, jedoch nicht mit sofortiger Wirkung erfolgt. Das Modul 20.1 der Fig. 5 wird in Bezug auf Fig. 9 und Fig. 10 auch als ESD-Box der Schritte D21 und B21 bezeichnet und ist insofern für die vorläufige Speicherung eines Druckverlaufs pES am Einzelspeicher 7 und einer daraus mit Logikbausteil LOG ermittelten Zeitabfolge von Spritzbeginn und Spritzende und Einspritzdauer zuständig. Die weitere Reglerstruktur kann im Auswertemodul 20.2 der Fig. 5 untergebracht sein, wobei auf Lernkennfelder LKF mit ungewichteten Werten nach Schritten D24 und B24—hier den Abweichungswerten ABD und ΔΒΒ-- zurückgegriffen wird. Die Gewichtungsmodule D25 und B25 können in einer Abwandlung dem Gewichtungs- und/oder Bewertungsprozess 30 zugeordnet werden. Als Steuerkennfeld SKF geht dann eine Kombination aus Standardkennfeld (Gold-Kennfeld) und injektorindividuellen Kennfeld (ASKF) in die Motorsteuerung 10 ein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem eine Anzahl von Zylindern aufweisenden Motor und einem ein Common-Rail aufweisendes Einspritzsystem mit einer Anzahl von den Zylindern zugeordneten Injektoren, wobei einem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, der zum Vorhalten von Kraftstoff aus dem Common-Rail für den Injektor ausgebildet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- Einspritzen von Kraftstoff mittels einem Injektor in einen Zylinder, wobei
pro Arbeitsspiel eines Zylinders eine Mehrfacheinspritzung erfolgt, mit den Schritten:
- Einspritzen einer ersten Einspritzmenge an Kraftstoff in einer ersten vorgehenden Einspritzung und Einspritzen einer zweiten Einspritzmenge an Kraftstoff in einer zweiten nachgehenden Einspritzung, und
- Bestimmen eines Kraftstoff-Drucks für den Common-Rail und/oder den Einzelspeicher, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Einspritzmengen-Parameter für die erste vorgehende Einspritzung bestimmt wird;
- ein Einzelspeicher-Druck und/oder ein Common-Rail-Druck für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird und
- ein Einspritzmengen-Parameter für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird, mittels
- Auswählen und Berücksichtigen des Einzelspeicher-Drucks und/oder des Common-Rail- Drucks zur Bestimmung des Einspritzmengen-Parameters für die zweite nachgehende Einspritzung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Einspritzmengen- Parameter für die erste vorgehende Einspritzung und/oder die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird unter Anpassung einer Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginns.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung unter Bildung von wenigstens einem Kennfeldwert jeweils der Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginnsund/oder unter Angabe eines Korrekturwertes eines vorgegebenen Standardwertes jeweils der Bestromungsdauer und/oder eines Bestromungsbeginns des Injektors erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein Einspritzmengen-Parameter für die zweite nachgehende Einspritzung bestimmt wird in Abhängigkeit eines Schwellwertes, der ausgebildet ist, eine anpassungsrelevante Abweichung des Einzelspeicher-Drucks vom Common-Rail-Druck anzuzeigen.
5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung eine Differenz zwischen einem Einzelspeicher-Druck und einem Common-Rail-Druck für die zweite Einspritzung ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
- Bestimmen einer Spritzpausendauer zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung,
- Bestimmen eines Einzelspeicher-Drucks zum Bestimmen des Einspritzmengen-Parameters für die zweite nachgehende Einspritzung.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung wenigstens in Abhängigkeit von dem Einspritzmengen-Parameter für die erste vorgehende Einspritzung und der Spritzpausendauer erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzmengen-Parameter eine Einspritzmenge selbst ist, vorzugsweise eine SOLL- und/oder IST-Grösse der Einspritzmenge, im Fall der ersten Einspritzung, und/oder der Einspritzmengen-Parameter eine Einspritzdauer und/oder ein Einspritzbeginn vorzugsweise eine SOLL- und/oder IST-Grösse der Einspritzdauer, im Fall der zweiten Einspritzung, umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzpausendauer aus einem Spritzende (SE) der ersten vorgehenden Einspritzung und einem Spritzbeginn (SB) der zweiten nachgehenden Einspritzung bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Einzelspeicher-Druck für die zweite nachgehende Einspritzung analytisch und/oder durch Interpolation eines Druckverlaufs des Einzelspeicher-Drucks aus einem Kennfeld ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass
- die Einspritzmenge der ersten vorgehenden Einspritzung oberhalb eines Einspritzmengen- Schwellwerts und/oder die Spritzpausendauer unterhalb eines Spritzpausen-Schwellwertes liegt, der Einzelspeicher-Druck statt des Common-Rail-Drucks zum Bestimmen der Einspritzmenge des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung vorgegeben wird, und/oder für den Fall, dass
- die erste Einspritzmenge unterhalb eines Einspritzmengen- Schwellwerts und/oder die Spritzpausendauer oberhalb eines Spritzpausen-Schwellwertes liegt, der Common-Rail-Druck statt des Einzelspeicher-Drucks zum Bestimmen der Einspritzmenge des Kraftstoffs für die zweite nachgehende Einspritzung vorgegeben wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Lernkennfeld als ein Injektor-individuelles Lernkennfeld ausgebildet ist und/oder ein Steuerkennfeld für einen SOLL-Injektor ausgelegt ist, wobei die Einspritzmenge (Q), diejenige eines SOLL-Injektors ist, welche korrigiert wird um einen Wert (dQ), der sich durch Auswählen und unter Berücksichtigung des Einzelspeicher-Drucks und/oder des Common-Rail- Drucks für die zweite nachgehende Einspritzung ergibt.
13. Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Einzelspeicher-Druck in einem Lernkennfeld erfasst wird, das mit einem Auswertealgorithmus erzeugt wird, wobei der Auswertealgorithmus einen Ausgabewert erzeugt, der in das Lernkennfeld über einen Gewichtlings- und/oder Bewertungsprozeß eingeht.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Einzelspeicher- Druck in einem Lernkennfeld erfasst wird, das einem Steueralgorithmus zugrunde gelegt wird, wobei der Steueralgorithmus einen Ausgabewert erzeugt, der in ein Steuerkennfeld eingeht.
15. Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer Brennkraftmaschine, mit einem Motorregler und einem Einspritz-Rechenmodul, die ausgebildet sind zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Motorregler ein Steuerkennfeld und dem Einspritz-Rechenmodul ein Lernkennfeld zugeordnet ist.
16. Einspritzsystem mit einem ein Common-Rail für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Anzahl von Zylindern aufweisenden Motor und mit einer Anzahl von den Zylindern zugeordneten Injektoren, wobei einem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, der zum Vorhalten von Kraftstoff aus dem Common-Rail zur Injektion in den Zylinder ausgebildet ist und mit einer Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 15.
17. Brennkraftmaschine mit einem eine Anzahl von Zylindern aufweisenden Motor und einem Einspritzsystem nach Anspruch 16, mit einem Common-Rail und einer Anzahl von Injektoren.
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