DE102008048193A1 - Pre-control value determining method for pre-controlling fuel volume flow of metering device of high pressure pump in motor vehicle, involves adding fuel injection-, control- and leakage volume flow rates to entire fuel volume flow rate - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Vorsteuerwertes für die Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff einer Zumesseinheit mit einem Injektor, einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method for determining a precontrol value for the pilot control of a volume flow of fuel a metering unit with an injector, a high pressure pump one Fuel injection system of an internal combustion engine.
Bisher wird zur Abschätzung des Volumenstroms, den die Zumesseinheit der Hochdruckpumpe in einem Common-Rail Einspritzsystem bereitstellt, folgende Struktur angewandt. Aus einem Kennfeld mit den Eingangsgrößen Drehzahl und momentenbildende Gesamteinspritzmenge und drei weiteren Kennfeldern mit den Eingängen Drehzahl und Nacheinspritzmenge wird der Volumenstrom der Einspritzungen ermittelt und zusammen mit einem Kennfeldwert für die Injektorleckage, das abhängig von der Kraftstofftemperatur und dem Raildrucksollwert ist, zu einem Vorsteuer-Volumenstrom addiert. Zusätzlich wird für die Voreinspritzungen noch die Steuermenge der Injektoren über je einen drehzahlabhängigen Faktor berücksichtigt.So far is used to estimate the volume flow that the metering unit the high pressure pump in a common rail injection system provides the following Structure applied. From a map with the input variables Speed and torque-forming total injection quantity and three other maps with the inputs speed and post-injection quantity is the volume flow of the injections is determined and together with a Map value for the injector leak that is dependent from the fuel temperature and the rail pressure setpoint, to a Pre-tax volume flow added. In addition, for the pilot injections still over the control amount of the injectors each considered a speed-dependent factor.
Hierbei wird jedoch der momentenbildende Anteil der Nacheinspritzungen doppelt berücksichtigt. Er ist sowohl in der momentenbildenden Gesamteinspritzmenge als auch in der jeweiligen Nacheinspritzmenge enthalten, wenn die Nacheinspritzung einen momentenbildenden Anteil hat. Dies führt zu einer falschen Vorsteuerung der Zumesseinheit, die sich besonders bei schnellen Zu- und Abschaltungen einer großen, teilweise momentenbildenden Nacheinspritzung in einer Regelabweichung des Raildrucks auswirken kann. Weiterhin wird durch die Kennfeldstruktur wertvoller Speicherplatz im Steuergerät verbraucht.in this connection However, the torque-forming portion of the post-injection is twice considered. He is both in the moment-forming Total injection amount and in the respective Nacheinspritzmenge contain, if the post-injection a moment-forming proportion Has. This leads to a wrong pilot control of the metering unit, the especially with fast connections and disconnections of a large, Partial torque-generating post-injection in a control deviation can affect the rail pressure. Furthermore, by the map structure consumes valuable space in the control unit.
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff einer Zumesseinheit einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine zu verbessern.Of the Invention is based on the object, a pilot control of a volume flow fuel of a metering unit of a high pressure pump of a fuel injection system an internal combustion engine to improve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.These The object is achieved by a method the o. g. Type having the method steps specified in claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are in the further claims.
Dazu sind bei einem Verfahren der o. g. Art erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen,
- (a) Bestimmen eines Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge;
- (b) Bestimmen eines ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors;
- (c) Bestimmen eines zweiten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors;
- (d) Bestimmen eines Leckagevolumenstromes des Kraftstoffs des Injektors;
- (e) Addieren von Einspritzvolumenstrom, erstem Steuervolumenstrom, zweitem Steuervolumenstrom und Leckagevolumenstrom zu einem Volumenstrom des Kraftstoffs zur Vorsteuerung der Zumesseinheit der Hochdruckpumpe.
- (a) determining an injection volume flow of the fuel of an actually injected amount of fuel;
- (b) determining a first control flow rate of fuel during actuation of the injector;
- (c) determining a second control volume flow of the fuel during the driving and shutdown of the injector;
- (d) determining a leakage volume flow of the fuel of the injector;
- (e) adding injection volume flow, first control volume flow, second control flow rate and leakage volume flow to a volume flow of the fuel for pilot control of the metering unit of the high pressure pump.
Dies hat den Vorteil, dass sich der Volumenstrom auf einfache Weise mit Größen bzw. Parametern berechnen lässt, die alle in einer Software eines Steuergerätes der Brennkraftmaschine bereits vorhanden sind. Durch die physikalische Modellierung des Volumenstroms der Hochdruckpumpe wird eine Verbesserung der Regelgüte des Raildruckreglers in der Dynamik erzielt. Dadurch ergeben sich Verbesserungen in der Zumessung, die sich positiv auf Emission, Akustik und Verbrauch eines Fahrzeuges auswirken.This has the advantage that the volume flow in a simple way with Calculate sizes or parameters, all in a software of a control unit of the internal combustion engine already exist. Through the physical modeling of the Volume flow of the high-pressure pump will improve the quality of control of the rail pressure regulator achieved in the dynamics. This results Improvements in the metering, which are positive for emission, Affect the acoustics and consumption of a vehicle.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (a) ein gesamtes Einspritzvolumen des Kraftstoffs pro Hub aus momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmengen des Kraftstoffs pro Hub bestimmt und zum Bestimmen des Einspritzvolumenstromes des Kraftstoffs mit einem ersten Umrechnungsfaktor von Volumen des Kraftstoffs pro Hub in Volumen des Kraftstoffs pro Zeiteinheit multipliziert. Hierbei wird der erste Umrechnungsfaktor bevorzugt mittels einer momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet.In a preferred embodiment is in step (a) a total injection volume of the fuel per stroke from torque-forming and non-momentum injection quantities of the fuel per Hub determined and for determining the injection volume flow of the fuel with a first conversion factor of volume of fuel per Hub multiplied by volume of fuel per unit of time. in this connection the first conversion factor is preferred by means of a current one Speed of the internal combustion engine calculated.
Zweckmäßigerweise wird in Schritt (a) eine Summe aller momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmassen des Kraftstoffs bzw. Einspritzgewichtsmengen des Kraftstoffs pro Hub bestimmt und zum Bestimmen des gesamten Einspritzvolumens des Kraftstoffs pro Hub durch eine Kraftstoffdichte geteilt. Hierbei wird bevorzugt die Kraftstoffdichte mittels einer momentanen Kraftstofftemperatur aus einer Kennlinie der Kraftstoffdichte in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur bestimmt.Conveniently, In step (a), a sum of all moment-forming and not torque-forming injection masses of the fuel or injection weight amounts of fuel per stroke and to determine the total Injection volume of the fuel per stroke by a fuel density divided. Here, the fuel density is preferably by means of a current fuel temperature from a characteristic of the fuel density determined depending on the fuel temperature.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird in Schritt (c) zum Bestimmen des zweiten Steuervolumens des Kraftstoffes eine Anzahl der Einzeleinspritzereignisse mit einem Wert für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes multipliziert. Hierbei wird bevorzugt der Wert für den einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes mit einem momentanen Raildrucksollwert aus einer Kennlinie des einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstromes des Kraftstoffes in Abhängigkeit von einem Raildrucksollwert bestimmt.In a preferred embodiment of the invention, in step (c) for determining the second Control Volume of the fuel multiplied a number of the single injection events with a value for an injection event dependent control flow of the fuel. In this case, the value for the injection-event-dependent controlvolumeflow of the fuel with a current rail pressure setpoint is preferably determined from a characteristic of the injection-event-dependent controlvolumeflow of the fuel as a function of a rail pressure setpoint.
Zweckmäßigerweise wird in Schritt (d) der Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs der Injektor mit einem momentanen Raildrucksollwert und mit einer momentanen Kraftstofftemperatur aus einem Kennfeld des Leckagevolumenstromes in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert und der Kraftstofftemperatur bestimmt.Conveniently, in step (d), the leakage volume flow of the fuel Injector with a current rail pressure setpoint and with a current rail pressure Fuel temperature from a map of the leakage volume flow depending on the rail pressure setpoint and the fuel temperature certainly.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (b) zum Bestimmen des ersten Steuervolumenstromes des Kraftstoffs eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit einem Wert für ein Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer multipliziert. Hierbei wird bevorzugt der Wert für das Steuervolumen der Einspritzungen pro Ansteuerdauer mittels eines momentanen Raildrucksollwertes aus einer Kennlinie des Steuervolumens der Einspritzungen pro Ansteuerdauer in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert bestimmt. Zum Bestimmen der Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit wird bevorzugt eine Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Hub mit einem zweiten Umrechnungsfaktor von Ansteuerdauer pro Hub in Ansteuerdauer pro Zeiteinheit multipliziert. Hierbei wird der zweite Umrechnungsfaktor bevorzugt mittels einer momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet.In In a preferred embodiment, in step (b) the Determining the first control volume flow of the fuel a sum the activation periods of all individual injections per unit time with a value for a control volume of the injections per Driving duration multiplied. Here, the value for the control volume of the injections per actuation period by means of a current rail pressure setpoint from a characteristic of the control volume the injections per actuation time as a function of the rail pressure setpoint. To determine the sum of the drive durations all individual injections per unit time is preferably a sum the activation periods of all individual injections per stroke with a second conversion factor of activation duration per stroke in activation period multiplied by time unit. Here, the second conversion factor preferably calculated by means of a current speed of the internal combustion engine.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. einen schematischen Ablaufplan einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing explained. This shows in the only Fig. A schematic Flowchart of a preferred embodiment of the invention Process.
Bei
der in der einzigen Fig. beispielhaft dargestellten bevorzugten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Bestimmen eines Vorsteuerwertes für die
Vorsteuerung eines Volumenstromes von Kraftstoff einer Zumesseinheit,
insbesondere eines Injektors, einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems
einer Brennkraftmaschine wird in einem Dividierer
Dieser
Wert
In
einem zweiten Multiplizierer
In
einem dritten Multiplizierer
In
einem vierten Multiplizierer
Weiterhin
wird mittels eines Wertes
In
Addierern
- 1010
- Dividiererdivider
- 1212
- Summe aller momentenbildenden und nicht momentenbildenden Einspritzmassen des Kraftstoffs bzw. Einspritzgewichtsmengen des Kraftstoffs pro Hub mit der Einheit [mg/Hub]total all torque-forming and non-torque-forming injection masses of the fuel or injection weight amounts of the fuel per Stroke with the unit [mg / stroke]
- 1414
- Wert für eine Kraftstoffdichte mit der Einheit [kg/m3]Value for a fuel density with the unit [kg / m 3 ]
- 1616
- Wert für die momentane Kraftstofftemperatur mit der Einheit [°C]value for the current fuel temperature with the unit [° C]
- 1818
- Kennlinie der Kraftstoffdichte in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperaturcurve the fuel density as a function of the fuel temperature
- 2020
- Wert für das gesamte Einspritzvolumen (momentenbildend und nicht momentenbildend) pro Hub mit der Einheit [mm3/Hub]Value for the total injection volume (torque-forming and not torque-forming) per stroke with the unit [mm 3 / stroke]
- 2222
- erster Multipliziererfirst multipliers
- 2424
- erster Umrechnungsfaktor zur Umrechnung von [mm3/Hub] in [mm3/s]first conversion factor to convert from [mm 3 / stroke] to [mm 3 / s]
- 2626
- Wert für eine momentanen Drehzahl [1/min] der Brennkraftmaschinevalue for a current speed [1 / min] of the internal combustion engine
- 2828
-
Schritt:
Berechnen eines ersten Umrechnungsfaktors
24 Step: Calculate a first conversion factor24 - 3030
- Wert für einen gesamten Einspritzvolumenstrom des Kraftstoffes einer tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge mit der Einheit [mm3/s]Value for a total injection volume flow of the fuel of an actually injected fuel quantity with the unit [mm 3 / s]
- 3232
- zweiter Multiplizierersecond multipliers
- 3434
- Wert für die Summer der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Hub mit der Einheit [μs/Hub]value for the buzzer of the activation periods of all individual injections per stroke with the unit [μs / stroke]
- 3636
- zweiten Umrechnungsfaktor zum Umrechnen von [μs/Hub] in [μs/s]second Conversion factor to convert [μs / stroke] to [μs / s]
- 3838
- Wert für die Summe der Ansteuerdauern aller Einzeleinspritzungen pro Zeiteinheit mit der Einheit [μs/s]value for the sum of the activation periods of all individual injections per unit of time with the unit [μs / s]
- 4040
- Wert für eine momentane Drehzahl [1/min] der Brennkraftmaschinevalue for a current speed [1 / min] of the internal combustion engine
- 4242
-
Schritt:
Berechnen des zweiten Umrechnungsfaktors
36 Step: Calculate the second conversion factor36 - 4444
- dritter Multipliziererthird multipliers
- 4646
- Wert für das Steuervolumen des Kraftstoffes der Einspritzung pro Ansteuerdauer mit der Einheit [mm3/μs]Value of the control volume of the fuel of the injection per activation duration with the unit [mm 3 / μs]
- 4848
- Wert für einen momentanen Raildrucksollwert [hPa]value for a current rail pressure setpoint [hPa]
- 5050
- Kennlinie des Steuervolumens der Einspritzungen pro Ansteuerdauer in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwertcurve the control volume of the injections per actuation period as a function of the rail pressure setpoint
- 5252
- Wert für einen ersten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während der Ansteuerung des Injektors mit der Einheit [mm3/s]Value for a first control flow of the fuel during the control of the injector with the unit [mm 3 / s]
- 5454
- vierter Multipliziererfourth multipliers
- 5656
- Wert für die Anzahl der Einzeleinspritzereignissevalue for the number of single injection events
- 5858
- Wert für einen einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstrom des Kraftstoffes mit der Einheit [mm3/s]Value for an injection event-dependent control fuel flow with the unit [mm 3 / s]
- 6060
- Wertes für einen momentanen Raildrucksollwert [hPa]value for a current rail pressure setpoint [hPa]
- 6262
- Kennlinie des einspritzereignisabhängigen Steuervolumenstromes des Kraftstoffes in Abhängigkeit von einem Raildrucksollwert [hPa]curve the injection event dependent control volume flow of Fuel as a function of a rail pressure setpoint [HPa]
- 6464
- Wert für einen zweiten Steuervolumenstrom des Kraftstoffs während des Ansteuerns und Absteuerns des Injektors mit der Einheit [mm3/s]Value for a second control flow rate of the fuel during activation and shutdown of the injector with the unit [mm 3 / s]
- 6666
- Wert für den momentanen Raildrucksollwert [hPa]value for the current rail pressure setpoint [hPa]
- 6868
- Wert für eine momentane Kraftstofftemperatur [°C]value for a current fuel temperature [° C]
- 7070
- Kennfeld eines Leckagevolumenstromes in Abhängigkeit von dem Raildrucksollwert und der Kraftstofftemperaturmap a leakage volume flow as a function of the rail pressure setpoint and the fuel temperature
- 7272
- Wert für einen Leckagevolumenstrom des Kraftstoffs des Injektors mit der Einheit [mm3/s]Value for a leakage volume flow of the fuel of the injector with the unit [mm 3 / s]
- 7474
- Addiereradder
- 7676
- Addiereradder
- 7878
- Addiereradder
- 8080
- Wert für einen Volumenstrom zur Vorsteuerung der Zumesseinheit an der Hochdruckpumpe mit der Einheit [mm3/s]Value for a volume flow for pilot control of the metering unit on the high-pressure pump with the unit [mm 3 / s]
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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