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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Adaptieren einer Vorrichtung
zum Einbringen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors sowie
die Vorrichtung und ein mit der Vorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Adaptieren
einer Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in einen Brennraum
eines Verbrennungsmotors ist bekannt. Solche Vorrichtungen können
Injektoren aufweisen, mittels denen der Kraftstoff in den Brennraum
des Verbrennungsmotors einbringbar ist. Fertigungsbedingt und/oder
alterungsbedingt weisen diese Toleranzen und/oder eine Drift auf,
so dass es trotz einer identischen Ansteuerung zu unterschiedlich
großen eingespritzten Kraftstoffmengen kommen kann. Ferner
ist bekannt, aufwendige Adaptionsalgorithmen und/oder eine Justierung,
beispielsweise nach einer Fertigung der Injektoren, einzusetzen.
Die
DE 10 2006
009 920 A1 betrifft eine Bestimmung zylinderindividueller
Korrekturwerte einer Einspritzmenge einer Brennkraftmaschine. Bei
dem Verfahren zur Bestimmung zylinderindividueller Korrekturwerte
für Einspritzdüsen der Brennkraftmaschine mit
mindestens einem Brennraum, in dem ein Kolben beweglich angeordnet
ist und in den Kraftstoff aus einem Speicherraum über ein
Einspritzventil eingespritzt werden kann, wobei die Einspritzmenge über Öffnungsparameter
des Einspritzventils sowie den Druck in dem Speicherraum gesteuert
wird, wird eine Korrektur zylinderindividueller absoluter Unterschiede
in der Einspritzmenge ermöglicht, in dem die Öffnungsparameter
des Einspritzventils variiert werden und eine mit der Einspritzmenge
korrelierende physikalische Größe der Brennkraftmaschine
zur Bestimmung der Einspritzmenge gemessen wird und ein Korrekturwert
aus der Einspritzmenge und den Öffnungsparametern ermittelt
wird. Es wird eine zylinderindividuelle Korrektur absoluter Unterschiede
der Einspritzmenge durch gezielte Ansteuerung und damit Mengenvariation
der Einspritzventile einzelner Zylinder und Auswertung eines zu
dieser zylinderindividuellen Mengenänderung korrelierenden
Messsignals durchgeführt. Die Mengendifferenz kann beispielsweise
zwischen mindestens einer Einzeleinspritzung und mindestens einer
Doppeleinspritzung ermittelt werden. Die
DE 103 20 845 A1 betrifft
ein Verfahren zum Betrieb einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine.
Bei dem Verfahren ist der zur Gemischbildung mit Frischgas vorgesehene
Kraftstoff anteilig zumessbar durch Einspritzung in einen Zylinder
mittels eines dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Injektors und
durch Einspritzung in einen Frischgasstrom zu den Zylindern mittels
mindestens eines im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine angeordneten
Injektors. Eine Steuereinheit steuert die Injektoren in Abhängigkeit
des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine an und bestimmt die
von den Injektoren jeweils abzugebenden Kraftstoffmengen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verbessertes Adaptieren bei einem Einbringen
von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors zu ermöglichen,
wobei dem Brennraum zum Einbringen des Kraftstoffs zumindest zwei
getrennt voneinander ansteuerbare Kraftstoffinjektoren zugeordnet
sind.
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Die
Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Adaptieren einer Vorrichtung
zum Einbringen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors gelöst.
Es sind die Schritte: Betreiben des Verbrennungsmotors in einer
Referenzbetriebsweise, währenddessen Einstellen eines ersten
und ändern in ein zweites Verhältnis zwischen
einer mittels eines ersten Injektors, insbesondere eines Saugrohrinjektors, der
Vorrichtung in den Brennraum einbringbaren ersten Kraftstoffmenge
und einer mittels eines zweiten Injektors, insbesondere eines Brennrauminjektors, der
Vorrichtung in den Brennraum, insbesondere direkt, einbringbaren
zweiten Kraftstoffmenge, währenddessen Ermitteln eines
zum Regeln eines Lambda-Werts eines den Brennraum verlassenden Abgasstroms
erforderlichen Reglerausgangssignals eines Lambda-Reglers zum Regeln
des Lambda-Werts und Adaptieren des ersten und/oder des zweiten
Injektors, insbesondere des Saugrohrinjektors und/oder des Brennrauminjektors,
mittels des Reglerausgangssignals vorgesehen. Vorteilhaft ist es möglich,
dass der Brennrauminjektor und der Saugrohrinjektor beziehungsweise
der erste und der zweite Injektor unterschiedliche Toleranzen aufweisen, beispielsweise
der direkt injizierende Brennrauminjektor eine höhere Einspritzgenauigkeit
als der Saugrohrinjektor aufweist. In diesem Fall kann vorteilhaft der
Saugrohrinjektor so mittels des Reglerausgangssignals adaptiert
werden, dass dieser dieselbe Kraftstoffmenge injiziert wie der Brennrauminjektor,
oder umgekehrt. Vorteilhaft muss also nur einer der Injektoren eine
vergleichsweise hohe Genauigkeit zum Einbringen der Kraftstoffmenge
aufweisen. Unter Kraftstoffmenge kann eine bei einem einzelnen Einspritzereignis
abgegebene Kraftstoffmenge, eine während eines Arbeitstakts
des Brennraums in diesen eingebrachte Kraftstoffmenge und/oder eine über
mehrere Takte des Brennraums gemittelte Kraftstoffmenge oder eine
relative Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit und/oder pro einer vorgebbaren
Anzahl von Takten verstanden werden. Die erste Kraftstoffmenge und
die zweite Kraftstoffmenge ergeben jeweils in Summe eine mittels
der Injektoren in den Brennraum einbringbare Gesamtkraftstoffmenge. Falls
der Saugrohrinjektor und der Brennrauminjektor bei einer identischen
Ansteuerung beziehungsweise Soll-Kraftstoffmenge unterschiedliche
Ist-Kraftstoffmengen in den Brennraum einbringen, ergibt sich aufgrund
des Wechsels der Verhältnisse auch eine Änderung,
insbesondere eine – abgesehen von einem Übertragungsverhalten
eines dem Saugrohrinjektor nachgeschalteten Saugrohrs – quasi
sprunghafte Änderung einer tatsächlich in den
Brennraum eingebrachten Gesamtkraftstoffmenge, die sich aus einer
Summe der ersten Kraftstoffmenge und der zweiten Kraftstoffmenge
ergibt. Der Wechsel der Verhältnisse erfolgt so, dass eine
angesteuerte Soll-Gesamtkraftstoffmenge konstant bleibt. Falls zumindest einer
der Injektoren fehlerbehaftet ist, ergibt sich nach dem Wechsel
der Verhältnisse die Änderung der tatsächlich
in den Brennraum eingebrachten Gesamtkraftstoffmenge. Auf diese
Veränderung der Gesamtkraftstoffmenge reagiert der Lambda-Regler,
um auf den sich aufgrund der veränderten Gesamtkraftstoffmenge ändernden
Lambda-Wert zu reagieren, beziehungsweise diesen wieder auf einen
Soll-Wert einzustellen. Vorteilhaft kann mittels des Reglerausgangssignals,
das beispielsweise in Prozent zwischen minus 100% und plus 100%
vorliegen kann, eine Kraftstoffmehr- oder eine Kraftstoffmindermenge
nach dem Reglereingriff, also nach dem Ändern in das zweite
Verhältnis, ermittelt werden. In Kenntnis der Änderung
kann entweder der Saugrohrinjektor als Referenz dienen, wobei der
Brennrauminjektor auf den Saugrohrinjektor adaptierbar ist, oder
umgekehrt. Grundsätzlich ist es vorteilhaft möglich
eine Adaption von zwei oder mehr Injektoren die einem gemeinsamen
Brennraum zugeordnet sind vorzunehmen, also beispielsweise auch
falls zwei Saugrohrinjektoren und/oder zwei Brennrauminjektoren pro
Brennraum vorgesehen sind.
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Bei
einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein Betreiben
des Verbrennungsmotors in einem stationären Lastpunkt als
Referenzbetriebsweise vorgesehen. Vorteilhaft sind in einem stationären Lastpunkt
eventuell gegebene Vorsteuerwerte, die beispielsweise parameterabhängig
sein können, konstant. Vorteilhaft sind also vor dem Wechsel
und nach dem Wechsel des Verhältnisses jeweils dieselben
Vorsteuerwerte gegeben. Diese können beispielsweise von
einer Temperatur, einer Motordrehzahl, einem Umgebungsdruck, einem
angeforderten und/oder abgegebenen Motormoment und/oder weiteren
Größen abhängen. Alternativ und/oder
zusätzlich ist es denkbar, dass die Referenzbetriebsweise gespeichert
wird, so dass das Ermitteln des Reglerausgangssignals während
das erste Verhältnis vorliegt, zeitlich auseinanderfallen
kann zu einem Ermitteln des Reglerausgangssignals während
das zweite Verhältnis eingestellt ist. Vorteilhaft beeinflussen
die Vorsteuerwerte das Reglerausgangssignal nicht, da diese aufgrund
der eingestellten Referenzbetriebsweise als konstant angesehen werden
können beziehungsweise konstant sind.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein
Einstellen des ersten Verhältnisses zu 0% der ersten Kraftstoffmenge
zu 100% der zweiten Kraftstoffmenge, danach ein Umschalten auf das zweite
Verhältnis zu 100% der ersten Kraftstoffmenge und 0% der
zweiten Kraftstoffmenge oder zuerst Einstellen des zweiten Verhältnisses
und dann umschalten auf das erste Verhältnis vorgesehen.
Vorteilhaft lässt sich ein gänzliches Abschalten
beziehungsweise Zuschalten der Injektoren leicht beherrschen, wobei
die Adaption mittels des Reglerausgangssignals auf besonders einfache
Art und Weise, insbesondere wenig speicher- und/oder rechenintensiv,
realisierbar ist.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein
Ermitteln eines ersten Referenzwerts des Reglerausgangssignals während
das erste Verhältnis eingestellt ist und wenn der Lambda-Regler
eingeschwungen ist, ein Ermitteln eines zweiten Referenzwerts des
Reglerausgangssignals während das zweite Verhältnis
eingestellt und wenn der Lambda-Regler eingeschwungen ist, ein Ermitteln
einer Differenz des ersten und des zweiten Referenzwerts und ein
Adaptieren des Saugrohrinjektors und/oder des Brennrauminjektors
mittels der Differenz, so dass die Differenz zu Null wird oder zumindest
verringert wird, vorgesehen. Vorteilhaft kann solange gewartet werden,
bis der Lambda-Regler jeweils eingeschwungen ist, so dass das Reglerausgangssignal eine
verlässliche Aussage über die sich aufgrund des Wechsels
der Verhältnisse eingestellte Kraftstoffdifferenzmenge
möglich ist. Vorteilhaft kann aufgrund der Differenzbildung
zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzwert auf eine zur Adaption
notwendige Absolutmenge beziehungsweise Fehlermenge zwischen den
Injektoren geschlossen werden. Vorteilhaft können aufgrund
der Differenzbildung auch eventuell vorhandene Vorsteuermengen außer
Acht gelassen werden, da diese wie vorab beschrieben während
der Referenzbetriebsweise konstant sind und auch gegebenenfalls
bei der Differenzbildung herausfallen würden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Ermitteln
einer gemittelten Kraftstoffmenge mittels des Reglerausgangssignals,
die zum Regeln des Lambda-Werts erforderlich ist vorgesehen. Es
ist denkbar, dass auch in den stationären Zuständen
vor und nach dem Ändern der Verhältnisse der Lambda-Regler
Schwingungen des Lambda-Werts zulässt und/oder diese gezielt
herbeiführt. Solche Schwingungen können vorteilhaft
ausgemittelt werden, so dass diese die indirekte Messung der Fehlerkraftstoffmenge
beziehungsweise die Adaption der Injektoren nicht beeinflusst.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen,
dass der Verbrennungsmotor eine Vielzahl von zumindest zwei Brennräumen,
beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, acht, zwölf,
aufweist, denen jeweils ein Saugrohrinjektor und ein Brennrauminjektor
zugeordnet sind. Vorteilhaft kann das vorab beschriebene Verfahren
für jeden einzelnen der Brennräume oder Gruppen,
beispielsweise von zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben,
acht, neun, zehn, elf Zylindern, der Vielzahl der Brennräume durchgeführt
werden. Vorteilhaft ist es möglich, das Verfahren schneller
durchzuführen, wobei jeweils nur gruppenweise das Einschwingen
des Lambda-Reglers abgewartet werden muss. Besonders vorteilhaft können
beispielsweise Zweiergruppen gebildet werden, falls dem Verbrennungsmotor
eine zweiflutige Abgasanlage mit zwei Lambda-Reglern nachgeschaltet
ist. Grundsätzlich kann pro Flut der Abgasanlage, die über
einen separaten Lambda-Regler verfügt, das Verfahren parallel
angewendet werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein
Betreiben des Verbrennungsmotors in der Referenzbetriebsweise mit
einem hohen Kraftstoffdurchsatz oder einem niedrigen Kraftstoffdurchsatz,
ein Adaptieren des Brennrauminjektors, falls der Kraftstoffdurchsatz
hoch ist und ein Adaptieren des Saugrohrinjektors, falls der Kraftstoffdurchsatz niedrig
ist, vorgesehen. Vorteilhaft weisen der vorgesehene Brennrauminjektor
und der Saugrohrinjektor jeweils für einen niedrigen Kraftstoffdurchsatz
und einen hohen Kraftstoffdurchsatz unterschiedliche Fehlerkennlinien
auf. So kann beispielsweise der Saugrohrinjektor bei dem hohen Kraftstoffdurchsatz
eine höhere Genauigkeit als der Brennrauminjektor aufweisen.
Daher kann vorteilhaft bei dem hohen Kraftstoffdurchsatz der Brennrauminjektor
adaptiert werden. Ebenso verhält es sich bei dem niedrigen
Kraftstoffdurchsatz, wobei der Brennrauminjektor eine geringere
Fehleranfälligkeit aufweist, wobei vorteilhaft der Saugrohrinjektor
adaptiert werden kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen,
dass die erste Kraftstoffmenge und die zweite Kraftstoffmenge einer
oder mehreren Teileinspritzungen einer Mehrfacheinspritzung eines
Takts des Brennraums entsprechen. Vorteilhaft können auch
dabei unterschiedliche Fehlerkennlinien der Injektoren ausgenutzt
werden. Es ist beispielsweise denkbar, eine Mehrfacheinspritzung
mittels des bei kleineren Kraftstoffmengen genaueren Brennrauminjektors
vorzunehmen, um damit den Saugrohrinjektor zu adaptieren. Es ist
grundsätzlich denkbar, ein beliebiges Verhältnis
von jeweiligen Mehrfacheinspritzungen für die jeweilige
erste und zweite Kraftstoffmenge vorzusehen.
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Die
Erfindung ist außerdem bei einer Vorrichtung zum Einbringen
von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, der
in einer Referenzbetriebsweise betreibbar ist, wobei in der Referenzbetriebsweise
ein erstes Verhältnis zwischen einer mittels eines Saugrohrinjektors
der Vorrichtung in den Brennraum einbringbaren ersten Kraftstoffmenge
und einer mittels eines Brennrauminjektors der Vorrichtung direkt
in den Brennraum einbringbaren zweiten Kraftstoffmenge einstellbar
ist, das in ein zweites Verhältnis zwischen der mittels
des Saugrohrinjektors der Vorrichtung in den Brennraum einbringbaren
ersten Kraftstoffmenge und der mittels des Brennrauminjektors der
Vorrichtung direkt in den Brennraum einbringbaren zweiten Kraftstoffmenge wechselbar
ist, wobei ein zum Regeln eines Lambda-Werts eines den Brennraum
verlassenden Abgasstroms erforderliches Reglerausgangssignal eines Lambda-Reglers
zum Regeln des Lambda-Werts ermittelbar ist und wobei der Saugrohrinjektor
und/oder der Brennrauminjektor mittels des Reglerausgangssignals
adaptierbar sind, gelöst. Mittels der Vorrichtung ist das
vorab beschriebene Verfahren durchführbar, wobei sich die
vorab beschriebenen Vorteile ergeben.
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Die
Aufgabe ist außerdem bei einem Kraftfahrzeug mit einer
vorab beschriebenen Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in
einen Brennraum eines Verbrennungsmotors gelöst, das alternativ
oder zusätzlich dazu eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert
ist ein vorab beschriebenes Verfahren durchzuführen. Es
ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls
unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte
Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller
Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig
von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich
auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Erfindung/en sein.
Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff
in Brennräume eines Verbrennungsmotors, wobei die Vorrichtung
eine Adaptionseinheit aufweist;
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2 und 3 eine
Detailansicht einer Steuerkette zum Einbringen des Kraftstoffs in
einen einzelnen Brennraum des Verbrennungsmotors gemäß der
Darstellung der 1, wobei unterschiedliche Ansteuerungen
eines Saugrohrinjektors und eines Brennrauminjektors verdeutlicht
sind;
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4 ein
Schaubild einer über der Zeit aufgetragenen Gesamtkraftstoffmenge
in einen Brennraum des Verbrennungsmotors vor und nach einem Wechsel
der in den 2 und 3 gezeigten
Ansteuerungen;
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5 zwei
Schaubilder zur Verdeutlichung einer Reglerantwort eines Lambda-Reglers
auf die in 4 dargestellte Änderung
der Kraftstoffmenge, wobei in einem ersten Schaubild die Kraftstoffmenge und
in einem zweiten Schaubild eine Stellgröße des Lambda-Reglers über
der Zeit aufgetragen sind.
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1 zeigt
eine Vorrichtung 1 zum Einbringen von Kraftstoff in Brennräume 3 eines
Verbrennungsmotors 5. Der Verbrennungsmotor 5 weist
insgesamt sechs der Brennräume 3 auf, wobei jedem der
Brennräume 3 jeweils ein erster Injektor und ein zweiter
Injektor zum Einbringen der Kraftstoffmenge zugeordnet sind. Die
ersten Injektoren sind als Saugrohrinjektoren 9 und die
zweiten Injektoren als Brennrauminjektoren 7 ausgeführt.
Die Brennrauminjektoren 7 sind jeweils den Brennräumen 3 direkt
zugeordnet und dazu ausgelegt, den Kraftstoff direkt in den jeweiligen
Brennraum 3 einzuspritzen. Die Saugrohrinjektoren 9 sind
jeweils einem dem jeweiligen Brennraum 3 vorgeschalteten
Saugrohr 11 zugeordnet und dazu ausgelegt den Kraftstoff
in einen mittels des Saugrohrs 11 führbaren Frischluftstrom
einzuspritzen. Die Brennrauminjektoren 7 und Saugrohrinjektoren 9 werden
mittels einer Motorsteuerung 13 so angesteuert, dass jedem
der Brennräume eine gewünschte Gesamtkraftstoffmenge
zuführbar ist, die sich aus einer ersten Kraftstoffmenge
des zugehörigen Saugrohrinjektors und einer zweiten Kraftstoffmenge
des zugehörigen Brennrauminjektors zusammensetzt. Die Motorsteuerung 13 weist
eine Steuereinheit 17 zur Ansteuerung der Injektoren 7 und 9 und
eine Adaptionseinheit 15 zur Adaption der Injektoren 7 und 9 auf.
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Aufgrund
der in die Brennräume eingespritzten Gesamtkraftstoffmenge
sowie ein diesem zugeführter Frischluftstrom und die stattfindende
Verbrennung ergibt sich ein Abgasstrom, der über eine Abgasanlage 21 geführt
wird. Die Abgasanlage 21 kann eine oder mehrere Abgasreinigungskomponenten sowie
entsprechende Sensoren, beispielsweise zumindest einen Sauerstoffsensor
aufweisen. Der Abgasanlage 21 ist eine Messstrecke 23 zugeordnet, die
beispielsweise den Sauerstoffsensor aufweisen kann. Mittels der
Messtrecke 23 ist ein Lambda-Wert 25 ermittelbar,
der über einen Soll-Wert-Vergleich mit einem Soll-Wert 27,
beispielsweise von λ = 1, verglichen werden kann. Ein entsprechender
Vergleichswert steuert einen Lambda-Regler 29 zur Regelung des
mittels der Messstrecke 23 ermittelbaren Lambda-Werts 25,
des in der Abgasanlage 21 geführten Abgasstroms.
Zur Regelung des Lambda-Werts 25 ermittelt der Lambda-Regler 29 ein
Reglerausgangssignal 31, das die Steuereinheit 17 so
ansteuert, dass die in die Brennräume 3 eingebrachte
Gesamtkraftstoffmenge einen dem Soll-Wert 27 entsprechenden Lambda-Wert 25 bewirkt.
Das Reglerausgangssignal 31, das beispielsweise eine mittels
der Steuereinheit 17 einzustellende Gesamtkraftstoffmasse
in Prozent und/oder eine Teilmenge davon, sofern mittels der Steuereinheit 17 eine
Vorsteuerung erfolgt, aufweisen kann, wird auch der Adaptionseinheit 15 zugeführt.
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Mittels
der Adaptionseinheit 15 können während
einer Referenzbetriebsweise des Verbrennungsmotors 5, beispielsweise
mit einer konstanten Last und einer konstanten Drehzahl, bei sonst
auch konstanten Parametern, wie Temperatur, Umgebungsdruck und/oder ähnliche,
verschiedene Verhältnisse zwischen der ersten Kraftstoffmenge
und der zweiten Kraftstoffmenge eingestellt werden.
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In
den 2 und 3 ist beispielhaft ein Adaptionsvorgang
mittels der Adaptionseinheit 15 für einen der
Brennräume 3 dargestellt. Dabei wird der Verbrennungsmotor 5 in
der Referenzbetriebsweise betrieben. Währenddessen wird,
wie in 2 verdeutlicht, die Gesamtkraftstoffmenge 19 zu
100% mittels des Brennrauminjektors 7 dem Brennraum 3 zugeführt.
Entsprechend wird der Saugrohrinjektor 9 mit 0% angesteuert,
wobei dieser keinen Kraftstoff in den Brennraum 3 einbringt.
Dies ist mittels eines gestrichelten Pfeils in Richtung des Saugrohrinjektors 9 symbolisiert.
Während der Referenzbetriebsweise wird das Verhältnis
umgekehrt, was in 3 dargestellt ist, wobei die
Gesamtkraftstoffmenge 19 zu 0% mittels des Brennrauminjektors 7 und
zu 100% mittels des Saugrohrinjektors 9 in den Brennraum 3 eingebracht
wird. Dementsprechend ist ein Signalpfeil des Brennrauminjektors 7 in 3 gestrichelt
dargestellt. Alle übrigen Brennräume 3 werden
während der Durchführung des Verfahrens zu 100%
mit dem Brennrauminjektor 7 oder zu 100% mit dem Saugrohrinjektor 9 mit
der entsprechenden Gesamtkraftstoffmenge 19 versorgt. Vorzugsweise
werden zunächst alle Brennräume 3 mit
demjenigen Injektor versorgt, der eine höhere Genauigkeit
aufweist, beispielsweise für niedrige Gesamtkraftstoffmengen 19, die
Brennrauminjektoren 7. Der Wechsel findet dann für
einen der Brennräume 3 von 100% Brennrauminjektor 7 auf
100% Saugrohrinjektor 9 statt. Für hohe Kraftstoffmengen
ist es denkbar, dass die Saugrohrinjektoren 9 eine höhere
Genauigkeit aufweisen, wobei vorteilhaft alle Brennräume 9 mit
dem Saugrohrinjektor 9 versorgbar sind, wobei einer der
Brennräume 9 während der Referenzbetriebsweise
dann entsprechend umgeschaltet wird. Das Verfahren kann seriell
für jeden einzelnen der Brennräume 3 durchgeführt
werden. Es ist jedoch auch denkbar, mehrere der Brennräume 3 gleichzeitig
entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zu
betreiben, wobei die entsprechenden zugeordneten Injektoren 7 und 9 gruppenweise
adaptierbar sind. Dies kann besonders vorteilhaft dann erfolgen,
wenn die Abgasanlage 21 mehrflutig ausgeführt
ist und pro Flut ein separater Lambda-Regler 29 vorgesehen
ist. Die Adaption kann dabei vorteilhaft parallelisiert für
jeweils einen der Brennräume 3 pro Flut erfolgen.
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Alternativ
und/oder zusätzlich ist es denkbar, das Verhältnis
zwischen der ersten Kraftstoffmenge und der zweiten Kraftstoffmenge
während der Betriebsweise beliebig einzustellen und zumindest
einmalig einen beliebigen Wechsel vorzunehmen. Dabei ist es denkbar,
den Wechsel sprunghaft oder auch in Form einer zeitvariablen Veränderung,
beispielsweise in Form einer Rampe, vorzunehmen.
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4 zeigt
ein Schaubild der Gesamtkraftstoffmenge 19 über
der Zeit. Auf einer x-Achse 33 ist die Zeit aufgetragen.
Auf einer y-Achse 35 die Gesamtkraftstoffmenge. Mittels
einer gestrichelten Linie 37 ist ein Zeitpunkt symbolisiert,
bei dem mittels der Adaptionseinheit 15 das erste Verhältnis
der Kraftstoffmengen in das zweite Verhältnis der Kraftstoffmengen
umgeschaltet wird. Es ist ersichtlich, dass sich dabei eine sprunghafte Änderung
der Gesamtkraftstoffmenge 19 ergibt. 4 zeigt
einen theoretischen Verlauf der Gesamtkraftstoffmenge 19,
bei der fiktiv kein gegenwirkender Eingriff des Lambda-Reglers 29 erfolgt.
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5 zeigt
zwei unterschiedliche Schaubilder über der Zeit, wobei
ein erstes Schaubild im Wesentlichen dem in 4 dargestellten
Schaubild entspricht und ein zweites, unten dargestelltes Schaubild
das Reglerausgangssignal 31 über der Zeit darstellt.
Der theoretische, in 4 gezeigte Verlauf der Gesamtkraftstoffmenge 19 ist
in dem oberen Schaubild der 5 gestrichelt
dargestellt. Auf der y-Achse 35 des unteren Schaubilds
der 5 ist das Reglerausgangssignal 31 aufgetragen.
Es ist ersichtlich, dass als Reaktion auf den Sprung der Gesamtkraftstoffmenge 19 ein
Stelleingriff 39 des Lambda-Reglers 29 erfolgt,
wobei sich entsprechend des Stelleingriffs 39 die Gesamtkraftstoffmenge 19 wieder
dem ursprünglichen Wert, also vor dem Wechsel der Verhältnisse,
in den Schaubildern der 5, links der Linie 37 annähert.
Der Stelleingriff 39 beziehungsweise die Reglerantwort
auf den Sprung der Gesamtkraftstoffmenge 19 ist stark idealisiert
dargestellt, entspricht beispielsweise einem idealisierten Integralregler
und steht beispielhaft für einen beliebigen Einschwingvorgang
des Lambda-Reglers 29. Die eigentliche Adaption beziehungsweise
Messung zur Adaption des Brennrauminjektors 7 und/oder
des Saugrohrinjektors 9 findet nach dem den Stelleingriff 39aufweisenden
Einschwingvorgang des Lambda-Reglers 29 statt. Dazu wird
nach dem Einschwingvorgang eine Differenz 41 des Reglerausgangssignals 31 vor
dem Umschalten der Verhältnisse und nach dem Umschalten
nach dem Einschwingvorgang gebildet. Mittels der Differenz 41 kann
auf eine absolute Kraftstoffmehrmenge, wie in 5 beispielhaft
dargestellt, oder eine absolute Kraftstoffmindermenge, die mittels
des Reglereingriffs des Lambda-Reglers 29 eingestellt wird,
geschlossen werden. Die Differenz 41 kann über
mehrere Takte des entsprechenden Brennraums 3 hin ermittelt
und entsprechend gemittelt werden, um ein möglicherweise
vorhandenes Schwingverhalten des Lambda-Reglers 29 auszumitteln
und/oder um etwaige Messungenauigkeiten auszumitteln. Mittels der
Differenz 41 kann der ungenauere der Injektoren 7 und 9 so
justiert werden, dass sich bei einem erneuten Durchführen
des Verfahrens, also einem erneuten Wechseln des Verhältnisses
während der Referenzbetriebsweise kein Sprung der Gesamtkraftstoffmenge 19 mehr
ergeben würde. Dieser Schritt ist nicht zwangsläufig
erforderlich, kann jedoch vorteilhaft zur Verifizierung des Adaptionsergebnisses
durchgeführt werden.
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Jeder
Brennraum 3 beziehungsweise Zylinder des Verbrennungsmotors 5 verfügt über
den Saugrohrinjektor 9 in dem Saugrohr 11 und
den direkt in den Brennraum 3 einspritzenden Brennrauminjektor 7.
Durch die Umschaltung zwischen Saugrohr und Direkteinspritzung für
einen oder mehrere der Brennräume 3 kann in einem
stationären Lastpunkt der Referenzbetriebsweise über
eine Abweichung eines Lambda-Signals beziehungsweise des gemessenen Lambda-Werts 25 auf
eine Streuung der Injektoren 7 und 9 zurückgeschlossen
werden.
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Der
Verbrennungsmotor 5 wird stationär, beispielsweise
im Leerlauf mit einer reinen Direkteinspritzung für alle
Brennräume 3 betrieben, wobei das Reglerausgangssignal 31 beziehungsweise
eine daraus ermittelbare abgesetzte Kraftstoffmenge ermittelt und
als Referenzinformation abgelegt wird.
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Als
Anregung des eingeschwungenen Lambda-Regelkreises des Lambda-Reglers 29 wird
während der Referenzbetriebsweise einer der Brennräume 3 oder
werden mehrere der Brennräume 3 auf Saugrohreinspritzung
mittels der Saugrohrinjektoren 9 umgestellt.
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Darauf
ergibt sich die Antwort des Lambda-Reglers 29 beziehungsweise
der in 5 dargestellte Stelleingriff 39, wobei
im eingeschwungenen Zustand erneut die abgesetzte Kraftstoffmenge
ermittelt werden kann, beispielsweise gemittelt über mehrere
Takte, die mit der abgelegten Referenz verglichen werden kann. Dabei
wird die Differenz 41 zwischen den beiden Werten gebildet,
die vorteilhaft über einen geeigneten Algorithmus zurückgerechnet und
dem System mit dem niedrigeren Toleranzwert, beispielsweise für
geringe Kraftstoffmengen der Brennrauminjektor 7 und für
hohe Kraftstoffmengen der Saugrohrinjektor 9, zugeordnet
werden kann. Über diese Zuordnung kann vorteilhaft der
jeweilige Injektor 7, 9 justiert beziehungsweise
adaptiert werden.
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Das
Verfahren kann vorteilhaft für jeden der Brennräume 3 einzeln
oder in Brennraumgruppen wiederholt werden. Vorteilhaft kann das
Verfahren auch nach einer gewissen Betriebszeit des Verbrennungsmotors 3 durchgeführt
werden, um eine Injektordrift zu kompensieren.
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Vorteilhaft
kann das Verfahren auch in Kombination mit einer Umschaltung auf
Mehrfacheinspritzungen zumindest eines der Injektoren 7 und 9 durchgeführt
werden. Dabei können vorteilhaft durch ein sogenanntes
Einspritzsplitting beziehungsweise die Mehrfacheinspritzung andere
Punkte der jeweiligen Injektorkennlinien adaptiert werden.
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Grundsätzlich
ist es vorteilhaft möglich eine Adaption von zwei oder
mehr Injektoren die einem gemeinsamen Brennraum 3 zugeordnet
sind vorzunehmen, also beispielsweise auch falls zwei der Saugrohrinjektoren 9 und/oder
zwei der Brennrauminjektoren 7 pro Brennraum 3 vorgesehen
sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 3
- Brennräume
- 5
- Verbrennungsmotor
- 7
- Brennrauminjektor
- 9
- Saugrohrinjektor
- 11
- Saugrohr
- 13
- Motorsteuerung
- 15
- Adaptionseinheit
- 17
- Steuereinheit
- 19
- Gesamtkraftstoffmenge
- 21
- Abgasanlage
- 23
- Messstrecke
- 25
- Lambda-Wert
- 27
- Soll-Wert
- 29
- Lambda-Regler
- 31
- Reglerausgangssignal
- 33
- x-Achse
- 35
- y-Achse
- 37
- gestrichelte
Linie
- 39
- Stelleingriff
- 41
- Differenz
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006009920
A1 [0002]
- - DE 10320845 A1 [0002]