-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
-
Stand der Technik
-
In heutigen Kraftstoffeinspritzsystemen der hier umfassten Art, wie bspw. in Common-Rail-Diesel-Einspritzsystemen, erfolgen zur Verbesserung einer Gemischaufbereitung zeitgleich vor einer entsprechenden Haupteinspritzung Teileinspritzungen mit relativ kleinen Kraftstoffmengen. Die genannte Haupteinspritzung wird dabei in der Regel auf Basis einer Momentenanforderung eines entsprechenden Fahrers berechnet. Die Einspritzmengen der genannten Teileinspritzungen sollen möglichst gering sein, um Emissionsnachteile zu vermeiden. Andererseits müssen die Einspritzmengen groß genug sein, damit unter Berücksichtigung aller Toleranzquellen stets die für den entsprechenden Verbrennungsprozess notwendige Mindestmenge abgesetzt wird. Eine derart verbesserte Gemischaufbereitung ermöglicht reduzierte Abgasemissionen sowie verringerte Verbrennungsgeräusche.
-
Die geringen Kraftstoffmengen bei den genannten Teileinspritzungen erfordern eine präzise Zumessung der jeweiligen Einspritzmengen. Fällt eine Teileinspritzung gänzlich weg, bspw. weil eine vorliegende Einspritzkomponente, bei Common-Rail-Einspritzsystemen ein Injektor, aufgrund von üblichen Toleranzen bei einem zugrundeliegenden Ansteuersignal noch nicht einspritzt, hat dies erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb der Brennkraftmaschine, was sich bspw. durch erhöhte Geräuschentwicklung bei der Verbrennung äußert.
-
Bei den genannten Common-Rail-Diesel-Einspritzsystemen werden mittels eines Hochdruckspeichers, eines sogenannten „Rails“, Druckerzeugung und Einspritzung voneinander entkoppelt, wobei der Einspritzdruck unabhängig von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge erzeugt wird und in dem Hochdruckspeicher für die Einspritzung zur Verfügung steht. Der jeweilige Einspritzzeitpunkt und die jeweilige Einspritzmenge werden dabei in einem elektronischen Motorsteuergerät berechnet und von den entsprechenden Injektoren jedes Zylinders der Brennkraftmaschine über ferngesteuerte Ventile zugesetzt. Es ist dabei zu gewährleisten, dass die genannten Teileinspritzungen stets mit möglichst hoher Präzision verwirklicht werden.
-
Bei der Herstellung von Injektoren eines entsprechenden Kraftstoffzumesssystems auftretende Fertigungstoleranzen bedingen Unterschiede in den Betriebskenngrößen der einzelnen Injektoren, welche oft erst über die Lebensdauer der jeweiligen Injektoren bzw. des Kraftstoffzumessystems auftreten oder während der Lebensdauer sogar noch verstärkt werden. Dazu kommt, dass die Injektoren eines Kraftstoffzumesssystems üblicherweise unterschiedliche Mengenkennfelder aufweisen, d. h. unterschiedliche Abhängigkeiten zwischen Einspritzmengen, Raildruck und Ansteuerdauer. Dies führt dazu, dass die verschiedenen Injektoren den entsprechenden Verbrennungsraum auch bei sehr präziser Ansteuerung mit unterschiedlichen Mengen an Kraftstoff füllen.
-
Eine wesentliche Toleranzquelle für die Mengengenauigkeit der Voreinspritzung ist daher die sogenannte „Drift“ des jeweiligen Injektors, d.h. die über die Lebensdauer des Injektors sich stetig ändernden Betriebskenngrößen.
-
Eine Zumessung der genannten Minimalmengen erfolgt auf Grundlage einer sogenannten Nullmengenkalibrierung. Diese ist bspw. in der Druckschrift
DE 199 45 618 A1 beschrieben. Dabei wird im sogenannten „Schubbetrieb“ der jeweiligen Brennkraftmaschine ein einzelner Injektor angesteuert und die Ansteuerdauer so lange schrittweise erhöht, bis sich bei einer Mindestansteuerdauer eine Änderung eines Mengenersatzsignals einstellt, bspw. eine an der Brennkraftmaschine messbare Drehmomentenerhöhung, anhand derer kenntlich ist, dass nunmehr eine Einspritzung bzw. Injektion stattgefunden hat. Die dann vorliegende Ansteuerdauer entspricht einem Betriebszustand, bei dem die Einspritzung für die betreffende Brennkraftmaschine, d. h. den Zylinder der Brennkraftmaschine, gerade einsetzt. Diese Vorgehensweise wird bezüglich aller Injektoren bzw. Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechend durchgeführt. Von den dabei gewonnenen Ansteuerdauerwerten wird die nominale Ansteuerdauer, d.h. die Ansteuerdauer, die sich ohne Anwendung der Funktion ergeben würde, abgezogen und die Differenz nichtflüchtig gespeichert. Bei einer nachfolgenden Ansteuerung der Injektoren im befeuerten Betrieb, werden die abgespeicherten Differenzen als Ansteuerdauerkorrekturwerte zu dem Wert, der sich ohne Verwendung der vorliegenden Funktion ergeben würde, hinzuaddiert.
-
Aus der
DE 10 2008 002 482 A1 ist ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem wenigstens ein Injektor mit einer ersten Testeinspritzung mit einer ersten Testansteuerdauer angesteuert wird und ein sich dabei ergebendes erstes Mengensignal erfasst wird. Der wenigstens eine Injektor wird danach mit wenigstens einer zweiten Testeinspritzung mit einer von der ersten Ansteuerdauer abweichenden zweiten Ansteuerdauer angesteuert und ein sich dabei ergebendes wenigstens zweites Mengensignal erfasst. Auf der Grundlage der ersten Mindestansteuerdauer und der wenigstens zweiten Mindestansteuerdauer sowie des ersten Mengensignals und des mindestens zweiten Mengensignals wird sodann eine Regressionsberechnung durchgeführt. Mit Hilfe des darin vorgestellten Verfahrens kann das Lernverfahren bei der Nullmengenkalibrierung verbessert werden, indem die für das Lernen eines Kalibrierwertes benötigte Zeit verringert wird.
-
In der
DE 10 2008 043 165 A1 ist zudem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung der Einspritzmenge einer Teileinspritzung in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem ein Korrekturwert für eine Teileinspritzung in einen einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine durch Stimulation eines Einspritzmusters und durch Verändern einer durch das Einspritzmuster verursachten Drehzahlschwingung der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Hierzu wird an einem vorzugsweise stationären Lastpunkt, typischerweise im Leerlauf, eine Mengenumlagerung durch Umschaltung des Einspritzmusters durchgeführt. Dazu wird der Raildruck gezielt auf jeweilige Kalibrierdrücke voreingestellt. Die Kalibrierung der einzelnen Injektoren bei den einzelnen Raildruckstufen erfolgt dabei sequenziell.
-
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die in den ersten beiden Druckschriften beschriebenen Kalibrierverfahren können nur im vorgenannten Schubbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Ein solcher Betriebszustand steht bei einigen Brennkraftmaschinentypen, wie beispielsweise Hybridmaschinen, nicht zur Verfügung.
-
Das in der zuletzt genannten Druckschrift offenbarte Verfahren kann auch ohne Schubbetrieb, z.B. im Fahrbetrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, erfolgen. Jedoch ist die Verstellung des Raildrucks, insbesondere die Umschaltung des Einspritzmusters, akustisch vernehmbar und daher im Bereich von Personenkraftfahrzeugen aufgrund des verminderten Fahrkomforts nicht akzeptabel.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche keinen Einfluss auf den Fahrkomfort aufgrund von Geräuschentwicklung haben und welche überdies auch für Hybridsysteme geeignet sind.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 bzw. einer entsprechenden Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen formuliert.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zur Kalibrierung eines hier betroffenen Kraftstoffzumesssystems vorgesehen, einen zu kalibrierenden Injektor mit wenigstens zwei zeitlich vor der mindestens ersten Voreinspritzung erfolgenden Testeinspritzungen zu beaufschlagen, wobei die erste der wenigstens zwei Testeinspritzungen mit einer ersten Ansteuerdauer durchgeführt wird, bei welcher der Injektor noch nicht öffnet. Die Ansteuerdauer wenigstens einer weiteren, in einem nachfolgenden Einspritzzyklus durchgeführten Testeinspritzung wird solange schrittweise erhöht, bis sich eine Änderung einer Betriebsgröße des Kraftstoffzumesssystems oder der Brennkraftmaschine einstellt. Aus der bei dieser Änderung der Betriebsgröße vorliegenden Ansteuerdauer wird eine Mindestansteuerdauer des Injektors abgeleitet.
-
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Kalibrierung in Kombination mit einer üblichen Nullmengenkalibrierung, wobei ein zu kalibrierender Injektor mit wenigstens einer zeitlich vor einer Testeinspritzung der Nullmengenkalibrierung erfolgenden weiteren Testeinspritzung beaufschlagt wird und dass eine sich dabei einstellende Änderung eines Mengensignals des Kraftstoffzumesssystems oder der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
-
Die Ansteuerdauer der zeitlich zweiten Testeinspritzung wird so gewählt das bei der Ermittlung des Mengensignals mittels Nullmengenkalibrierung (NMK) ein stabiles Signalniveau deutlich oberhalb des Rauschens erzielt wird.
Die Ansteuerdauer der ersten Testeinspritzung wird ausgehend von einem Niveau, bei dem der Injektor sicher noch nicht öffnet, jeweils schrittweise erhöht, und zwar solange, bis sich eine Änderung einer Betriebsgröße des Kraftstoffzumesssystems insbesondere des Mengenersatzsignals oder der Brennkraftmaschine einstellt.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines entsprechenden Kraftstoffzumesssystems, welche Steuermittel zur Ansteuerung eines zu kalibrierenden Injektors mit wenigstens zwei zeitlich vor einer ersten Voreinspritzung erfolgenden Testeinspritzungen aufweist. Die Steuermittel ermöglichen ferner die Ansteuerung der ersten Testeinspritzung mit einer Ansteuerdauer, bei welcher der Injektor noch nicht öffnet, sowie die schrittweise Erhöhung der Ansteuerdauer. Die Vorrichtung umfasst ferner Sensormittel zur Erfassung einer Änderung einer Betriebsgröße des Kraftstoffzumesssystems oder der Brennkraftmaschine sowie Rechenmittel zur Ermittlung eines Mengenersatzsignals des Injektors aus der bei der Änderung der Betriebsgröße vorliegenden Ansteuerdauer.
-
Das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren lässt sich im befeuerten Betrieb einer Brennkraftmaschine durchführen und ist damit auch für Hybridsysteme geeignet. Darüber hinaus erzeugt das vorgeschlagene Verfahren keine auffälligen Geräusche bei der Verbrennung und hat demnach keine negativen Auswirkungen auf den akustischen Fahrkomfort.
-
Das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung können insbesondere in einem Common-Rail-Diesel-Einspritzsystem zur Anwendung kommen.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
- 1a - c zeigen drei Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Testeinspritzungen.
- 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms.
- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand eines Blockdiagramms.
-
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
-
In 1a ist das Einspritzmuster eines ersten Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßer Testeinspritzungen gezeigt, welche im Lastbetrieb (auch „befeuerter Betrieb“ genannt) einer angenommenen Brennkraftmaschine durchgeführt werden. In dem Diagramm ist das Ansteuersignal eines betroffenen Injektors über der Zeit (Ansteuerdauer) aufgetragen.
-
Das gezeigte Einspritzmuster umfasst eine Haupteinspritzung 100, denen zwei Voreinspritzungen 105, 110 zeitlich vorgeschaltet sind. Eine gemäß der Erfindung zusätzliche Testeinspritzung 115 wird zeitlich vor den Voreinspritzungen 105, 110 appliziert. Das vorliegende Diagramm zeigt nur eine solche Testeinspritzung mit einer ersten Ansteuerdauer t2 - t1, wobei die jeweils wenigstens zweite Testeinspritzung mit einer (hier nicht gezeigten) erhöhten Ansteuerdauer zu einem nachfolgenden Zeitpunkt entsprechend angesteuert wird.
-
Der zeitliche Abstand t3 - t1 zwischen der Testeinspritzung 115 und der VE1 105 sowie die Ansteuerdauer t2 - t1 der Testeinspritzung 115 sind vorzugsweise so gewählt, dass eine im Kraftstoffzumesssystem durch die Testeinspritzung 115 verursachte Kraftstoffdruckwelle den Effekt der Änderung der Betriebsgröße mittels Wellenüberlagerung verstärkt. Durch die zusätzlichen, zeitlich vorgelagerten Testeinspritzungen wird gegebenenfalls eine Kraftstoffdruckwelle ausgelöst, die wiederum die Mengen der normalen Einspritzungen (Haupt- und Voreinspritzungen) beeinflusst. Solange der Injektor wegen einer zu geringen Ansteuerdauer der Testeinspritzung 115 noch nicht öffnet, wird keine Druckwelle ausgelöst. Sobald jedoch die Ansteuerdauer erreicht ist, ab welcher der Injektor öffnet, beginnt sich eine Druckwelle auszubilden.
-
Die Charakteristik der Druckwelle, in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zwischen den jeweiligen Einspritzungen, ist an sich bekannt. Daher kann der zeitliche Abstand zwischen den Testeinspritzungen und den normalen Einspritzungen so gewählt werden, dass der bei der Kalibrierung zugrunde liegende Messeffekt verstärkt wird. Dieser Verstärkungseffekt ist in 1c gezeigt, wo ein gemessenes NMK-Signal im Bereich von relativ geringen zeitlichen Abständen (vorliegend im Bereich von 100 µs) einer erfindungsgemäßen Testeinspritzung deutlich erhöht ist. Die wellenförmige Abnahme ist ein Hinweis auf den dabei zugrunde liegenden Überlagerungseffekt (Welleninterferenz).
-
Bei dem in der 1b gezeigten Einspritzmuster wird im Schubbetrieb eine im Stand der Technik bekannte Nullmengenkalibrierung (NMK) durchgeführt. Erfindungsgemäß werden zeitlich vor der NMK-Injektoransteuerung 120 wenigstens zwei erfindungsgemäße Testeinspritzungen 125 durchgeführt.
-
Solange die Ansteuerdauer der Testeinspritzung 125 noch so klein ist, dass der Injektor noch nicht öffnet, wird die Testeinspritzung 120 der NMK nicht beeinflusst. Sobald die Ansteuerdauer der Einspritzung 125 die Mindestansteuerdauer überschreitet und der Injektor dadurch öffnet, wird eine Druckwelle im Kraftstoffsystem ausgelöst, welche die mittels des NMK- (bzw. ZFC)-Mengenersatzsignals gemessene Menge verändert. Durch geschickte Wahl des Abstandes t6 - t4 kann auch hier ein Verstärkung des Messeffektes aufgrund der ausgelösten Druckwelle genutzt werden.
-
Die 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens. Die Kalibrierung von Kleinmengen an Kraftstoff erfolgt in dem Beispiel anhand eines lernfähigen Verfahrens. Es versteht sich, dass das Verfahren auch als nicht lernfähiges System realisiert werden kann.
-
Um eine präzise Kalibrierung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, stationäre Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine vorab zu definieren, die als Freigabebedingung für das beschriebene Lernverfahren dienen. Beispielsweise können Stationärpunkte eines Emissionstests verwendet werden. Gemäß dem Verfahren erfolgt daher zunächst eine Freigabeprüfung 200.
-
Bei erfolgter Freigabe 205 wird das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren vorliegend im Lastbetrieb der Brennkraftmaschine gestartet 210. Ein zu kalibrierender Injektor wird mit wenigstens zwei Testeinspritzungen beaufschlagt 215, 220, welche zusätzlich und zeitlich vor einer ersten Voreinspritzung erfolgen. Dabei kann es sich nur um eine einzelne Voreinspritzung oder um zwei oder mehrere, wie in dem in 1a gezeigten Beispiel, handeln.
-
Ausgehend von einer ersten Testeinspritzung 215 mit einer relativ kurzen Ansteuerdauer, bei welcher der Injektor sicher noch nicht öffnet, wird die Ansteuerdauer bei weiteren, in jeweils nachfolgenden Einspritzzyklen erfolgenden Testeinspritzungen 220 solange schrittweise erhöht 225, bis sich eine amplituden- und/oder phasenmäßige Änderung einer Betriebsgröße des Kraftstoffzumesssystems oder der Brennkraftmaschine, beispielsweise eine Änderung eines Drehzahlsignals, einstellt 230. Es wird demnach diejenige Ansteuerdauer ermittelt, bei welcher der Injektor gerade zu Öffnen beginnt, d.h. die Mindestansteuerdauer bzw. Ansteuerdauer zur sogenannten „Nullmenge“.
-
Die Einspritzzeitpunkte (z.B. Zeitpunkt ‚t3‘ in 1a) und die Ansteuerdauern der normalen Einspritzungen (Bezugszeichen 100, 105 und 110 in 1a) bleiben dabei unverändert. Lediglich die Ansteuerdauern (t2 - t1) der aufeinander folgenden Testeinspritzungen werden variiert, jedoch nicht die Ansteuerzeitpunkte (t1) der einzelnen Testeinspritzungen.
-
Als Betriebsgröße wird bevorzugt eine die Drehgleichförmigkeit der Brennkraftmaschine charakterisierende Größe, z.B. ein von einem Motorsteuergerät geliefertes Drehzahlsignal, das Ausgangssignal einer Lambdasonde einer Abgasregelung oder das Ausgangssignal einer bei der Abgasregelung vorhandene lonenstromsonde verwendet. Die Änderung der Betriebsgröße, wie beispielsweise des Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine, wird bezüglich Amplitude und/oder Phase ausgewertet. Dabei kann die Änderung der Betriebsgröße mittels linearer Regression und Bestimmung eines Knickpunktes ausgewertet wird, oder mittels üblicher Kurvendiskussion (Bestimmung MIN/MAX oder Wendepunkt). Dieser Knickpunkt wird als das Injektorverhalten definierend angesehen.
-
Von der ermittelten Mindestansteuerdauer wird ein im Vorfeld an einem Referenzinjektor ermittelter 235 Wert einer nominalen Mindestansteuerdauer subtrahiert 240 und der sich dabei ergebende Differenzwert als Korrekturwert für das Kraftstoffzumesssystem und/oder die Brennkraftmaschine verwendet 245. Der ermittelte Differenzwert kann als gelernter Korrekturwert in einem lernfähigen Kalibrierungssystem abgelegt werden 250.
-
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Kalibrierungsverfahrens in einem ein Common-Rail-System aufweisenden Kraftstoffzumesssystem einer selbstzündenden Brennkraftmaschine kann der Korrekturwert bei wenigstens zwei verschiedenen Raildrücken ermittelt werden und die sich dabei ergebenden Lernwerte als raildruckabhängige Kennlinie abgelegt werden.
-
Der dabei zugrunde liegende Raildruck kann vorteilhaft entsprechend dem im normalen Fahrbetrieb sich ergebenden Raildruck gewählt werden und muss allenfalls nur für kurze Kalibrierungssequenzen von wenigen Nockenwellenumdrehungen „eingefroren“ werden. Die Lernwerte werden hierbei nicht für jeden Injektor bei fest vorgegebenen Druckstufen ermittelt, wie es im Stand der Technik (z.B. Nullmengenkalibrierung) der Fall ist, sondern als raildruckabhängige Kennlinie abgelegt. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit einer Inter-/Extrapolation von Lernwerten über verschiedene Werte des Raildrucks.
-
Bei der in 1b gezeigten Variante wird der klassische Schubbetrieb als Stationärpunkt (siehe vorbeschriebene Freigabebedingung) genutzt. Dies ermöglicht eine Kombination des vorliegenden Verfahrens mit der an sich bekannten Methode der Nullmengenkalibrierung (NMK). Zusätzlich zu einer normalen NMK-Testeinspritzung mit einer Ansteuerdauer, welche einer typischen Voreinspritzmenge entspricht (z.B. 1-2 mm3/H) werden erfindungsgemäß sukzessive weitere Testeinspritzungen appliziert und deren jeweilige Ansteuerdauer, wie nachfolgend beschrieben, variiert. Solange die zeitlich vorgelagerte Injektoransteuerung noch nicht zum Öffnen des Injektors führt, wird ein relativ konstantes und deutlich oberhalb des Rauschniveaus messbares Mengenersatzsignal erzeugt. Sobald die zusätzliche Ansteuerung der erfindungsgemäßen Testeinspritzungen zum Öffnen des Injektors führt, kann ein scharfer Knick im Mengenersatzsignal detektiert werden. Auch hier kann der vorbeschriebene Druckwelleneffekt zur Verstärkung des Messsignals genutzt werden.
-
Der Vorteil gegenüber dem im Stand der Technik bekannten NMK-Verfahren besteht darin, dass bei der NMK das Übertragungsverhalten des Antriebsstranges für jede Variante detailliert vermessen werden muss, um den quantitativen Zusammenhang zwischen gemessenem Mengenersatzsignal und der tatsächlich eingespritzten Menge herstellen zu können, wohingegen beim vorliegenden Verfahren eine reine Knickerkennung ausreicht. Bei der Knickerkennung ist die Kenntnis des genannten quantitativen Zusammenhangs nicht erforderlich, sondern lediglich die Kenntnis der zugrunde liegenden Proportionalität (da reine Detektion des Übergangs ‚Injektor öffnet nicht‘ nach ‚Injektor öffnet‘).
-
Alternativ zur Anregung mit Nockenwellenfrequenz, wobei der zu kalibrierende Injektor oder Zylinder bei jedem Arbeitsspiel eine zusätzliche Testeinspritzung erfährt, kann die zusätzliche Testeinspritzung auch mit halber, einem Drittel, etc. Nockenwellenfrequenz erfolgen. Vorteil dieser Alternative ist, dass eine sogenannte Laufruheregelung oder „Fuel Balance Control“ (FBC) hierzu nicht abgeschaltet werden muss, da sie aufgrund ihrer Drehzahlauswertungsmethode für die halbe Nockenwellenfrequenz und deren Harmonische „blind“ ist. Eine entsprechende FBC/MAR-Frequenzauswertung ist beispielsweise in der vorveröffentlichten Offenlegungsschrift
DE 195 27 218 A1 , insbesondere der dortigen
2, beschrieben.
-
Es ist ferner anzumerken, dass das beschriebene Verfahren auch auf zwei Zylindern einer Brennkraftmaschine gleichzeitig erfolgen kann. In diesem Fall wird das Messsignal sowohl nach Betrag als auch nach Phase ausgewertet. Die Anregung durch jeden der beiden Zylinder wird auf den Antriebstrang eingebracht und addiert sich nach Betrag und Phase zu einer Gesamtschwingung. Da der Winkel zwischen den beiden Zylindern bekannt ist, kann durch Messung von Betrag und Phase der Gesamtschwingung, der Betrag der beiden Einzelschwingungen ermittelt werden.
-
Das Verfahren kann zudem mit einem in der
DE 10 2008 002 482 A1 beschriebenen Regressionsalgorithmus kombiniert werden. Hierzu werden die Mengensignale in Abhängigkeit von Ansteuerdauer und Raildruck abgelegt und eine dort beschriebene Kennfeldglättung durchgeführt.
-
Die
3 zeigt, in Form eines Blockdiagramms wesentlicher Funktionselemente, ein aus der vorveröffentlichten Offenlegungsschrift
DE 10 2008 002 482 A1 bekanntes Kraftstoffzumesssystem einer Brennkraftmaschine, bei dem die vorliegende Erfindung mit den genannten Vorteilen einsetzbar ist. Das gezeigte Kraftstoffzumesssystem ist bevorzugt in einem selbstzündenden oder direkt einspritzenden Kraftfahrzeugmotor angeordnet.
-
Eine nur schematisch angedeutete Brennkraftmaschine 310 erhält von einer Kraftstoffzumesseinheit 330 eine bestimmte Kraftstoffmenge zu einem bestimmten Zeitpunkt zugemessen. Verschiedene Sensoren 340 erfassen Messwerte 315, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisieren, und leiten diese zu einem Steuergerät 320. Dem Steuergerät 320 werden ferner verschiedene Ausgangssignale 325 weiterer Sensoren 345 zugeleitet. Diese Sensoren erfassen Betriebsgrößen, die den Zustand der Kraftstoffzumesseinheit und/oder Umweltbedingungen charakterisieren. Eine solche Größe ist beispielsweise der Fahrerwunsch. Das Steuergerät 320 berechnet - ausgehend von den Messwerten 315 und den weiteren Größen 325 - Ansteuerimpulse 335, mit denen die Kraftstoffzumesseinheit 330 beaufschlagt wird.
-
Die Kraftstoffzumesseinheit 330 kann verschieden ausgestaltet sein. So kann beispielsweise als Kraftstoffzumesseinheit eine Verteilerpumpe eingesetzt werden, bei der ein Magnetventil den Zeitpunkt und/oder die Dauer der Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Des Weiteren kann die Kraftstoffzumesseinheit als Common-Rail-System ausgebildet sein. Bei diesem verdichtet eine Hochdruckpumpe Kraftstoff in einem Speicher. Von diesem Speicher gelangt dann der Kraftstoff über Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Die Dauer und/oder der Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird mittels der Injektoren gesteuert. Dabei beinhalten die Injektoren vorzugsweise ein Magnetventil bzw. einen piezoelektrischen Aktor.
-
Das Steuergerät 320 berechnet in bekannter Weise die in die Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge. Diese Berechnung erfolgt abhängig von verschiedenen Messwerten 315, wie beispielsweise der Drehzahl n oder Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 310, dem tatsächlichen Einspritzbeginn und optional noch weiteren Größen 325, die den Betriebszustand des Fahrzeugs kennzeichnen. Diese weiteren Größen sind beispielsweise die Stellung des Fahrpedals oder der Druck und die Temperatur der Umgebungsluft. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass von anderen Steuereinheiten, wie beispielsweise der Getriebesteuerung, ein Momentenwunsch vorgegeben wird.
-
Das Steuergerät 320 setzt dann die gewünschte Kraftstoffmenge in Ansteuerimpulse um. Mit diesen Ansteuerimpulsen wird dann das mengenbestimmende Glied der Kraftstoffzumesseinheit beaufschlagt. Als mengenbestimmendes Glied dient das genannte elektrisch betätigte Ventil. Dieses elektrisch betätigte Ventil ist so angeordnet, dass durch die Öffnungsdauer bzw. durch die Schließdauer des Ventils die einzuspritzende Kraftstoffmenge festgelegt wird.
Es versteht sich, dass der hierin beschriebene Injektor auch andere Kraftstoffzumesseinrichtungen wie beispielsweise herkömmliche Einspritzventile oder piezogesteuerte Einspritzventile umfasst, da die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht von technischen Merkmalen dieser Einrichtungen abhängig ist..
