DE102010063344B4

DE102010063344B4 - Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen

Info

Publication number: DE102010063344B4
Application number: DE102010063344.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Joos; Werner Hess; Ruben Schlueter; Christoph Heisen; Christian Reschke; Holger Rapp; Jörg König; Stephanie Haarmann; Harry Friedmann; Achim Hirchenhein; Andreas Koch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2030-12-18
Also published as: CN103249935B; DE102010063344A1; WO2012079968A1; CN103249935A; EP2652301A1

Abstract

Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Kalibrierungsvorgängen bei einem Injektor (18) in einer Brennkraftmaschine (10) während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wobei den einzelnen durchzuführenden Injektorkalibrierungsvorgängen jeweils ein Prioritätswert in Abhängigkeit von einer Emission, einer Laufruhe, einer Haltbarkeit und/oder einem Verschleiß der Brennkraftmaschine (10) zugewiesen wird, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge der Reihe nach entsprechend den ihnen zugewiesenen Prioritätswerten durchgeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Recheneinheit zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen.
Stand der Technik
Kraftstoffeinspritzeinlagen ermöglichen die Zumessung des für eine Verbrennung in einer Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoffs mittels einer oder mehrerer Injektoren. Bei der Benzin-Direkteinspritzung und der Common-Rail-Einspritzung wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt. Für die Verbrennungsqualität und damit den Verbrauch sowie das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine ist die zugemessene Kraftstoffmenge von entscheidender Bedeutung.
Die zugemessene Kraftstoffmenge wird jedoch durch Eigenschaften des Injektors selbst beeinflusst. Aufgrund von Exemplarstreuungen, die bei den innerhalb einer Brennkraftmaschine verwendeten Injektoren auftreten, ist die von diesen Injektoren zugemessene Kraftstoffmenge meist unterschiedlich, was eine verminderte Verbrennungsqualität mit sich bringen. Insbesondere im sogenannten Kleinmengenbereich wirkt sich eine relative Exemplarstreuung der Injektoren besonders aus. Zur Adressierung dieses Problems werden Injektorkalibrierungsverfahren eingesetzt, bei denen ein Zusammenhang zwischen Ansteuerdauer und Einspritzmenge injektorindividuell hergestellt wird, um diesen für zukünftige Einspritzungen verwenden zu können.
Ein Injektorkalibrierungsverfahren wird in der DE 10 2005 051 701 A1 vorgestellt. Auch in den DE 10 2009 003 212 A1 und DE 10 2009 003 211 A1 werden solche Verfahren beschrieben. Die DE 102 15 610 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Injektoren für den Kraftstoff am Ende einer Fertigung durch eine Messung in verschiedene Klassen eingeteilt werden. Die DE 697 01 738 T2 offenbart ein Verfahren zur Kalibrierung von Einspritzungen, bei dem zunächst eine Durchsatzverstärkung und dann eine Nullpunktverschiebung ermittelt wird. Aus dem Dokument DE 10 2008 041 658 A1 ist bereits ein Verfahren zur Kalibrierung eines Injektors einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Kalibrierung in einer vorgegebenen Reihenfolge erfolgt.
Es ist wünschenswert, die Injektorkalibrierung weiter zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und Recheneinheit zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung basiert auf der Maßnahme, eine Anzahl von Injektorkalibrierungsvorgängen in einer prioritätsabhängigen Reihenfolge durchzuführen. Effektiv werden Betriebspunkte und/oder Ansteuerdauern priorisiert und in der Reihenfolge ihrer Priorität abgehandelt.
Vorteile der Erfindung
Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens liegt besonders darin, dass insbesondere solche Betriebspunkte oder Ansteuerdauern, welche - bpsw. aus Emissions- oder Laufruhegründen - eine besondere Relevanz für den Fahrzeugbetrieb haben, frühzeitig vermessen bzw. kalibriert werden. Die vorliegende Erfindung ist bei beliebigen Brennverfahren - ob Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung - einsetzbar und führt durch frühzeitige Kalibrierung priorisierter Injektorkalibrierungsvorgänge zu einem verbesserten Betrieb der Brennkraftmaschine in den Fällen, in denen diese Einspritzungen dann im Betrieb angefordert werden. Die Verbesserung kann sich bspw. in einer Abgas- und/oder Geräuschemissionsreduktion zeigen. Heutige Verfahren vermessen Betriebspunkte oder Ansteuerdauern hingegen nur dann, wenn sie sich zufällig ergeben. Eine konkrete Priorisierung findet nicht statt. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn einzelne Betriebspunkte oder Ansteuerdauern besonders kritisch für ein Erreichen eines optimierten Abgasverhaltens sind, da dann der Fall eintreten kann, dass diese besonderen Betriebspunkte zu Gunsten anderer, zufällig häufiger auftretender Betriebpunkte nicht rechtzeitig adaptiert werden können. Zur Erreichung dieses Ziels kann in Kauf genommen werden, kurzfristig auf mögliche Kalibrierungen anderer Betriebspunkte zu verzichten oder zeitlich begrenzt mit schlechterem Abgas als eigentlich notwendig zu fahren. Im Rahmen der Erfindung werden vorzugsweise ein definierter Betriebszustand und/oder eine definierte Ansteuerdauer gezielt herbeigeführt, um eine Kalibrierung durchzuführen.
Zweckmäßigerweise wird die Priorisierung so gewählt, dass eine Emission reduziert wird, eine Laufruhe erhöht wird, eine Haltbarkeit bzw. Lebensdauer erhöht wird, und/oder ein Verschleiß vermindert wird.
In dem Maße, in dem immer kleinere Mengen zugemessen werden sollen, gewinnen Quereinflüsse eine immer größere Bedeutung für das tatsächliche Injektorverhalten. Als Beispiel seien Temperatur der Brennkraftmaschine, Einspritzdruck, Alterungseffekte oder Pausen zwischen zwei Ansteuerungen genannt. Um eine qualitativ hochwertige Injektorkalibrierung durchführen zu können, werden diese Quereinflüsse in der Funktionalität abgebildet, d.h. die Injektorkalibrierung wird betriebspunktabhängig durchgeführt. Darüber hinaus ist eine möglichst genaue Identifikation der gegenwärtigen Betriebsbedingungen zweckmäßig, um ein gemessenes Ergebnis korrekt zuordnen und in der Folge anwenden zu können.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzanlage und einer Mehrzahl von Injektoren.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 umfasst, aus dem mittels eines Fördersystems 14 Kraftstoff in eine Kraftstoffhochdruckleitung 16 gefördert wird. Die Hochdruckleitung 16 ist beispielsweise als Common-Rail ausgebildet. Die Hochdruckleitung 16 ist mit Injektoren 18 verbunden, die es ermöglichen, Kraftstoff direkt in den Injektoren 18 jeweils zugeordnete Brennräume 20 einzuspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 und insbesondere der Kraftstoffeinspritzanlage, die beispielsweise durch das Fördersystem 14, die Hochdruckleitung 16 und die Injektoren 18 gebildet ist, wird von einer Recheneinheit, hier einem Steuergerät 22, gesteuert bzw. geregelt. Das Steuergerät 22 ermöglicht die Erfassung von Eingabewerten und die Bereitstellung von Ausgabewerten bzw. die Ansteuerung von Aktoren, insbesondere die Ansteuerung der Injektoren 18.
Das Steuergerät 22 ist programmtechnisch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Zu diesem Zweck wird beispielsweise in dem Steuergerät eine Speichereinrichtung verwendet, in der zu kalibrierende Injektionsvorgänge mit zugehörigen Prioritätswerten abgelegt sind. Diese können beispielsweise vor der Auslieferung der Brennkraftmaschine eingespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Daten bei vorgesehenen Wartungsarbeiten, wie z.B. Werkstattbesuchen, Kundendiensten usw., erneuert werden.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Die Erfindung beginnt in einem Schritt 200, in dem bestimmten Injektorkalibrierungsvorgängen bestimmte Prioritätswerte zugewiesen werden, um eine Reihenfolge der durchzuführenden Kalibriervorgänge zu bestimmen. Die Reihenfolge der durchzuführenden Kalibriervorgänge ist zweckmäßigerweise im Rahmen der Applikation festzulegen und kann sich z.B. an Erkenntnissen der Brennverfahrensentwicklung orientieren. Vorzugsweise werden hinsichtlich Emissionseinflüssen besonders kritische Betriebszustände des Injektors frühzeitig kalibriert. Der Schritt 200 findet üblicherweise beim Hersteller bzw. in einer Werkstatt statt.
In einem Schritt 201 werden entsprechend der Priorisierung bestimmte Betriebspunkte und/oder Ansteuerdauern, welche den priorisierten Injektorkalibrierungsvorgängen zugeordnet sind, gezielt während des Betriebs der Brennkraftmaschine angefahren. Dazu steuert das Steuergerät 22 die Brennkraftmaschine 10 entsprechend an.
Beispielsweise haben beim sogenannten Katheiz-Betriebs (Aufheizen des Katalysator nach dem Kaltstart) insbesondere kurze Einspritzungen entscheidenden Einfluss auf die Güte des sich ergebenden Abgases. In der Folge werden diesen kurzen Einspritzungen - zweckmäßigerweise bei einem den Kaltstart kennzeichnenden Betriebspunkt - höhere Prioritätswerte zugewiesen als langen Einspritzungen. Es ist darüber hinaus bekannt, dass der Katheiz-Betrieb einen bestimmten Druck verwendet. Hier ist es vorgesehen, den hoch prioren Druck gezielt anzufahren, um die Kalibrierung für den kritischsten Adaptionspunkt schnell durchführen zu können. Die Priorisierung dieses Drucks allein ist hier nicht optimal, da nur ein Druck vorherrscht und daher keine prioritätsabhängige Auswahl aus mehreren Drücken erfolgen kann, wie es bspw. bei Ansteuerdauern möglich ist. Die Freigabebedingungen für einen solchen „erzwungenen Betriebspunkt“ müssen jedoch erfüllt sein.
Die Injektorkalibrierung wird zweckmäßigerweise von einem Koordinator (als Programmteil im Steuergerät abgelegt) gesteuert. Aufgabe des Koordinators ist es, die Einschaltbedingungen für die Funktionen zu überwachen, die Kalibrierung auszulösen und Korrekturwerte freizugeben. In Ausgestaltung der Erfindung wird der Koordinator so angepasst, dass er prioritätsabhängig vorgeht.
In einem Schritt 202 wird dann der Kalibrierungsvorgang durchgeführt. Dazu bieten sich bekannte Methoden an, wie sie bspw. einleitend beschrieben sind.

Claims

Verfahren zum koordinierten Durchführen einer Anzahl von Kalibrierungsvorgängen bei einem Injektor (18) in einer Brennkraftmaschine (10) während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wobei den einzelnen durchzuführenden Injektorkalibrierungsvorgängen jeweils ein Prioritätswert in Abhängigkeit von einer Emission, einer Laufruhe, einer Haltbarkeit und/oder einem Verschleiß der Brennkraftmaschine (10) zugewiesen wird, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge der Reihe nach entsprechend den ihnen zugewiesenen Prioritätswerten durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Injektorkalibrierungsvorgängen ein hoher Prioritätswert zugewiesen wird, bei denen eine Emission der Brennkraftmaschine reduziert wird, eine Laufruhe der Brennkraftmaschine erhöht wird, eine Haltbarkeit der Brennkraftmaschine erhöht wird und/oder ein Verschleiß der Brennkraftmaschine vermindert wird, wenn die kalibrierten Einspritzungen im Betrieb der Brennkraftmaschine angefordert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei einem Injektorkalibrierungsvorgang ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (10) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Betriebspunkte der Brennkraftmaschine (10) entsprechend dem Prioritätswert des Injektorkalibrierungsvorgangs, welchem der Betriebspunkt zugeordnet ist, angefahren werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Betriebspunkt durch eine Temperatur der Brennkraftmaschine (10), einen Einspritzdruck, ein Alter des Injektors (18) und/oder durch eine Länge von Pausen zwischen zwei Einspritzvorgängen definiert ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Injektorkalibrierungsvorgänge von einem Koordinator gesteuert werden, der eine Einschaltbedingung für einen Injektorkalibrierungsvorgang überwacht, einen Injektorkalibrierungsvorgang auslöst und/oder Korrekturwerte freigibt.
Recheneinheit (22), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.