DE102013211731A1 - Method for correcting the injection duration of injectors of an internal combustion engine and control device - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Korrektur der Einspritzdauer von Injektoren (1) einer Brennkraftmaschine (2) mit folgenden Schritten vorgeschlagen: – Bestimmen einer Spritzdauer-Sollgröße (3); – Erfassen eines Drucks in einem Einzelspeicher (4) eines Injektors (1) und Bestimmen einer gemessenen Spritzdauer (27) anhand des Drucks; – Bestimmen einer Spritzdauer-Istgröße (31) anhand der gemessenen Spritzdauer (27); – Vergleichen der Spritzdauer-Sollgröße (3) und der Spritzdauer-Istgröße (31), sowie Berechnen einer Spritzdauer-Korrekturgröße (13) anhand des Vergleichs, und – Verwenden der Spritzdauer-Korrekturgröße (13) zur Korrektur einer Bestromungsdauer (21) für den Injektor (1).A method is proposed for correcting the injection duration of injectors (1) of an internal combustion engine (2) with the following steps: determining a target injection duration variable (3); - Detecting a pressure in an individual memory (4) of an injector (1) and determining a measured injection duration (27) on the basis of the pressure; - Determining an actual spray duration variable (31) based on the measured spray duration (27); - Comparing the desired injection duration variable (3) and the actual injection duration variable (31), as well as calculating an injection duration correction variable (13) based on the comparison, and - using the injection duration correction variable (13) to correct an energization duration (21) for the Injector (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Einspritzdauer von Injektoren einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 sowie eine Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10. The invention relates to a method for correcting the injection duration of injectors of an internal combustion engine according to claim 1 and to a control device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 10.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Es zeigt sich, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge von der Einspritzdauer und damit insbesondere von einer Bestromungsdauer eines Injektors abhängt, wobei durch die Bestromung eine Düsennadel des Injektors verlagert und geöffnet wird. Endet die Bestromung, wird die Düsennadel in ihre Schließstellung zurückverlagert. Somit wird über die Bestromungsdauer die Einspritzdauer – kurz die Spritzdauer – des Injektors festgelegt, wodurch wiederum die eingespritzte Kraftstoffmenge, insbesondere abhängig von einem Spritzbeginndruck, der zu Beginn der Einspritzung an dem Injektor anliegt, bestimmt ist. Typischerweise ist in einer Steuerungseinrichtung für die Brennkraftmaschine ein Kennfeld hinterlegt, welches globale Bestromungsdauer-Werte für alle Injektoren der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem Spritzbeginndruck umfasst. Entsprechend werden diesem Kennfeld für alle Injektoren identische Werte entnommen. Es zeigt sich aber, dass verschiedene Injektoren verschieden auf eine Bestromung ansprechen, mithin verschiedene Einspritzdauern bei identischer Bestromungsdauer aufweisen. Die Injektoren einer Brennkraftmaschine sind daher nach Möglichkeit initial vor oder zu Beginn der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine, gleichzustellen, sodass sie eine einzuspritzende Kraftstoffmenge bei Vorgabe durch die Steuerungseinrichtung identisch einspritzen. Es zeigt sich auch, dass das Ansprechverhalten der Injektoren im Laufe ihrer Lebensdauer variiert. Somit ist es wünschenswert, die Injektoren auch während der Betriebszeit der Brennkraftmaschine in Hinblick auf die Einspritzdauer und damit die eingespritzte Kraftstoffmenge gleichstellen zu können. It can be seen that the injected fuel quantity depends on the duration of injection and thus, in particular, on the duration of energization of an injector, whereby a nozzle needle of the injector is displaced and opened by the energization. If the energization ends, the nozzle needle is moved back into its closed position. Thus, the duration of injection - briefly the injection duration - of the injector is determined over the Bestromungsdauer, which in turn is determined by the injection amount of fuel, in particular depending on an injection start pressure applied to the injector at the beginning of the injection. Typically, in a control device for the internal combustion engine, a characteristic map is stored which comprises global energization duration values for all injectors of the internal combustion engine as a function of an amount of fuel to be injected and the injection start pressure. Accordingly, identical values are taken from this map for all injectors. It turns out, however, that different injectors respond differently to an energization, thus having different injection durations with identical energization duration. The injectors of an internal combustion engine are therefore as far as possible initially before or at the start of commissioning of the internal combustion engine, equal, so that they inject an amount of fuel injected in default by the control device identically. It also shows that the response of the injectors varies over their lifetime. Thus, it is desirable to be able to equate the injectors during the operating time of the internal combustion engine in terms of the injection duration and thus the injected fuel quantity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, mit deren Hilfe die Einspritzdauer von Injektoren korrigiert werden kann. Dabei soll es insbesondere möglich sein, verschiedene Injektoren der Brennkraftmaschine in Hinblick auf die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht nur initial, sondern auch während der Betriebszeit der Brennkraftmaschine gleichzustellen. The invention has for its object to provide a method and a control device for an internal combustion engine, with the aid of which the injection duration of injectors can be corrected. It should be possible in particular to equate different injectors of the internal combustion engine not only initially with regard to the injected fuel quantity, but also during the operating time of the internal combustion engine.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird eine Spritzdauer-Sollgröße bestimmt. Dabei ist die Spritzdauer-Sollgröße mit der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, insbesondere der einzuspritzenden Kraftstoffmasse oder dem einzuspritzenden Kraftstoff-Volumen, funktional – im Sinne einer physikalischen oder mathematischen Abhängigkeit – verknüpft. Dies schließt ein, dass die Spritzdauer-Sollgröße bevorzugt mit der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, besonders bevorzugt mit dem einzuspritzenden Kraftstoff-Volumen, identisch ist. Es wird ein Druck in einem Einzelspeicher eines Injektors während eines Einspritzereignisses erfasst, und es wird eine gemessene Spritzdauer anhand des erfassten Drucks bestimmt. Anhand dieser gemessenen Spritzdauer wird eine Spritzdauer-Istgröße bestimmt. Die Spritzdauer-Sollgröße und die Spritzdauer-Istgröße werden miteinander verglichen, und es wird eine Spritzdauer-Korrekturgröße anhand des Vergleichs der beiden Größen berechnet. Schließlich wird die Spritzdauer-Korrekturgröße zur Korrektur einer Bestromungsdauer für den Injektor verwendet. Im Rahmen des Verfahrens ist es demnach möglich, die Bestromungsdauer eines einzelnen Injektors in Hinblick auf eine einzuspritzende Kraftstoffmenge beziehungsweise eine tatsächliche Spritzdauer zu korrigieren. Weiterhin ist es möglich, verschiedene Injektoren der Brennkraftmaschine in Hinblick auf ihre Spritzdauer und damit die eingespritzte Kraftstoffmenge gleichzustellen, wenn das Verfahren für alle Injektoren der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Dabei kann das Verfahren ohne Weiteres sowohl initial vor oder bei einer ersten Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine, als auch während deren Betriebszeit durchgeführt werden, um eine später auftretende, injektorindividuelle Drift zu kompensieren. The object is achieved by providing a method with the steps of claim 1. As part of the process, a nominal injection duration is determined. In this case, the injection duration desired variable is functionally linked with the quantity of fuel to be injected, in particular the fuel mass to be injected or the fuel volume to be injected-in the sense of a physical or mathematical dependency. This includes that the injection duration desired variable is preferably identical to the fuel quantity to be injected, particularly preferably to the fuel volume to be injected. A pressure in an individual memory of an injector during an injection event is detected, and a measured injection duration is determined on the basis of the detected pressure. Based on this measured injection duration, an actual injection duration size is determined. The injection duration set value and the injection duration actual size are compared with each other, and an injection duration correction quantity is calculated based on the comparison of the two quantities. Finally, the injection duration correction variable is used for the correction of an energization duration for the injector. In the context of the method, it is therefore possible to correct the energization duration of a single injector with regard to an amount of fuel to be injected or an actual injection duration. Furthermore, it is possible to equate different injectors of the internal combustion engine in terms of their injection duration and thus the injected fuel quantity when the method is performed for all injectors of the internal combustion engine. In this case, the method can be carried out both initially before or during a first startup of the internal combustion engine, as well as during their operating time to compensate for a later occurring, injector-individual drift.
Der Druck in dem Einzelspeicher wird vorzugsweise als zeitaufgelöster Druckverlauf erfasst und gespeichert. Aus dem gespeicherten Druckverlauf wird sodann die tatsächliche, gemessene Spritzdauer bestimmt, indem bevorzugt ein Spritzbeginn und ein Spritzende ermittelt werden. Ein hierzu geeignetes Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Der Vergleich der Spritzdauer-Sollgröße und der Spritzdauer-Istgröße erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens unmittelbar, indem die beiden Größen direkt verglichen werden. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass aus der Spritzdauer-Sollgröße eine erste abgeleitete Größe ermittelt wird, während aus der Spritzdauer-Istgröße eine zweite abgeleitete Größe ermittelt wird, und wobei der Vergleich der Spritzdauer-Sollgröße mit der Spritzdauer-Istgröße indirekt oder mittelbar derart durchgeführt wird, dass die erste abgeleitete Größe mit der zweiten abgeleiteten Größe verglichen wird. The comparison of the injection duration setpoint and the actual injection duration is carried out in a preferred embodiment of the method directly by the two variables are compared directly. In another embodiment of the method, it is possible for a first derived variable to be determined from the injection duration setpoint, while a second derived variable is determined from the actual injection duration variable, and the comparison of the injection duration setpoint with the actual injection duration is indirect or indirectly, such that the first derived quantity is compared with the second derived quantity.
Das Verfahren ist für jedes Einspritzereignis durchführbar. So ist es möglich, das Verfahren für eine Voreinspritzung, für eine Haupteinspritzung und/oder für eine Nebeneinspritzung durchzuführen. The method is feasible for each injection event. It is thus possible to carry out the method for a pilot injection, for a main injection and / or for a secondary injection.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Spritzdauer-Korrekturgröße in einem dem Injektor zugeordneten Korrektur-Kennfeld gespeichert wird. Alternativ ist es möglich, dass die Spritzdauer-Korrekturgröße in einem Korrektur-Kennfeld gespeichert wird, welches als globales Feld für alle Injektoren vorgesehen ist, wobei es jedoch einen Parameter zur Zuordnung der eingetragenen Werte zu den einzelnen Injektoren umfasst, sodass die Spritzdauer-Korrekturgröße individuell für die betrachteten Injektoren in dem Kennfeld abgelegt werden kann. Diese alternative Vorgehensweise läuft letztlich auf dasselbe Ergebnis hinaus wie die zuvor beschriebene Vorgehensweise, bei welcher jedem Injektor ein eigenes Korrektur-Kennfeld zugeordnet ist. In beiden Fällen ergibt sich nämlich eine injektorindividuelle Zuordnung der Spritzdauer-Korrekturgröße, sodass eine injektorindividuelle Korrektur der Bestromungsdauer für die Injektoren der Brennkraftmaschine möglich ist. A method is preferred, which is characterized in that the injection duration correction variable is stored in a correction map associated with the injector. Alternatively, it is possible for the injection duration correction variable to be stored in a correction map, which is provided as a global field for all injectors, but includes a parameter for assigning the registered values to the individual injectors, so that the injection duration correction variable is individual for the considered injectors can be stored in the map. This alternative procedure ultimately results in the same result as the previously described procedure, in which each injector is assigned its own correction map. In both cases, this results in an injector-specific assignment of the injection duration correction variable, so that an injector-individual correction of the energization duration for the injectors of the internal combustion engine is possible.
Besonders bevorzugt wird eine global für alle Injektoren vorgegebene Bestromungsdauer mit der injektorindividuell abgelegten Spritzdauer-Korrekturgröße verrechnet, um eine individuelle Bestromungsdauer für jeden Injektor festzulegen. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, die verschiedenen Injektoren in Hinblick auf ihre Spritzdauer und damit auch in Hinblick auf die eingespritzte Kraftstoffmenge gleichzustellen. Particularly preferably, a global energization duration predetermined for all injectors is offset with the injection duration correction variable stored in the injector-individually in order to determine an individual energization duration for each injector. In this way, it is in particular possible to equate the various injectors with regard to their injection duration and thus also with regard to the injected fuel quantity.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Spritzdauer-Istgröße aus einem Größen-Kennfeld ausgelesen wird, das vorzugsweise über eine Vielzahl von Injektoren gemittelte Werte umfasst. Das Größen-Kennfeld umfasst dabei Werte für die Spritzdauer-Istgröße in Abhängigkeit von der gemessenen Spritzdauer. Bevorzugt umfasst das Kennfeld den Spritzbeginndruck als weiteren Parameter, von dem die Spritzdauer-Istgröße abhängt. Das Größen-Kennfeld ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nicht injektorindividuell, sondern global für alle Injektoren vorgesehen, wobei es bevorzugt Werte umfasst, die über eine Größenordnung von etwa hundert Injektoren gemittelt sind. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Spritzdauer-Istgröße bei einer vorgegebenen Spritzdauer nur wenig von dem Mittelwert, der in dem Größen-Kennfeld hinterlegt ist, abweicht. Dem Verfahren liegt demnach der Gedanke zugrunde, die Injektoren in Hinblick auf ihr Ansprechverhalten auf die Bestromung gleichzustellen, wobei angenommen wird, dass die tatsächliche Spritzdauer der Injektoren bei gleicher Bestromungsdauer verschieden ist. Weiter wird angenommen, dass die Injektoren bei gegebener Spritzdauer eine ungefähr gleiche Spritzdauer-Istgröße aufweisen. A method is preferred which is characterized in that the actual duration of the injection duration is read from a size characteristic field, which preferably comprises values averaged over a plurality of injectors. The size map includes values for the actual duration of injection as a function of the measured injection duration. Preferably, the map includes the injection start pressure as a further parameter on which the injection duration actual size depends. In a preferred embodiment of the method, the size characteristic field is not injector-individual, but is provided globally for all injectors, wherein it preferably comprises values which are averaged over an order of magnitude of approximately one hundred injectors. It is assumed that the actual duration of the spray duration deviates only slightly from the mean value stored in the size characteristic field for a given injection duration. The method is therefore based on the idea to equate the injectors in terms of their response to the energization, it being assumed that the actual injection duration of the injectors is different for the same Bestromungsdauer. It is further assumed that the injectors have an approximately equal injection duration actual size for a given injection duration.
Der Spritzbeginndruck spricht den Druck an, der vor oder unmittelbar bei Spritzbeginn an dem Injektor anliegt. Dabei entspricht dieser Druck sowohl einem zu dem genannten Zeitpunkt in dem Einzelspeicher herrschenden Druck, als auch dem zum selben Zeitpunkt in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher herrschenden Druck. Diese sind nämlich miteinander in Fluidverbindung, und es findet bei geschlossenem Injektor keine Kraftstoffströmung statt, sodass ein identischer, statischer Druck sowohl in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher als auch in dem Einzelspeicher herrscht. Es ist daher möglich, den Spritzbeginndruck mittels eines im Bereich des gemeinsamen Hochdruckspeichers vorgesehenen Drucksensors zu erfassen, während der Druck in dem Einzelspeicher zur Ermittlung der Spritzdauer mittels eines an diesem vorgesehenen Drucksensors erfasst wird. Da der Druck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher zeitlich weniger stark variiert als der Druck in den Einzelspeichern, ist es vorteilhaft, als Eingangsgröße für Kennfelder, welche von dem Spritzbeginndruck abhängige Werte umfassen, den im Bereich des gemeinsamen Hochdruckspeichers gemessenen Spritzbeginndruck zu verwenden. The injection start pressure responds to the pressure applied to the injector before or immediately at the start of injection. In this case, this pressure corresponds both to a pressure prevailing in the individual memory at the time mentioned and to the pressure prevailing in the common high-pressure accumulator at the same time. These are namely in fluid communication with each other, and there is no fuel flow instead of with the injector closed, so that an identical static pressure prevails both in the common high-pressure accumulator and in the individual accumulator. It is therefore possible to detect the injection start pressure by means of a pressure sensor provided in the region of the common high-pressure accumulator, while the pressure in the individual accumulator for determining the duration of injection is detected by means of a pressure sensor provided thereon. Since the pressure in the common high-pressure accumulator varies less in time than the pressure in the individual accumulators, it is advantageous to use the injection start pressure measured in the area of the common high-pressure accumulator as an input variable for characteristic diagrams which comprise values dependent on the injection start pressure.
Die Spritzdauer-Korrekturgröße wird in dem Korrektur-Kennfeld bevorzugt auch in Abhängigkeit von dem Spritzbeginndruck gespeichert. Es ist dabei offensichtlich, dass der Spritzbeginndruck eine Größe ist, von der die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge abhängig von der Spritzdauer abhängt. Daher ist es grundsätzlich sinnvoll, eine Abhängigkeit der hier betrachteten Größen von dem Spritzbeginndruck zu berücksichtigen. The injection duration correction variable is also stored in the correction characteristic field as a function of the injection start pressure. It is obvious that the injection start pressure is a quantity from which the actually injected fuel quantity depends on the injection duration. Therefore, it makes sense in principle, a dependence of Here considered sizes of the injection start pressure to consider.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, bei welchem als Spritzdauer-Sollgröße eine einzuspritzende Kraftstoffmenge, insbesondere eine einzuspritzende Kraftstoffmasse oder bevorzugt ein einzuspritzendes Kraftstoff-Volumen, verwendet wird. Entsprechend wird als Spritzdauer-Istgröße bevorzugt eine eingespritzte Kraftstoffmenge, insbesondere eine eingespritzte Kraftstoffmasse oder bevorzugt ein eingespritztes Kraftstoff-Volumen, bestimmt, nämlich anhand der gemessenen Spritzdauer. A method is also preferred in which the spray duration setpoint quantity used is an amount of fuel to be injected, in particular a fuel mass to be injected, or preferably a fuel volume to be injected. Correspondingly, an injected fuel quantity, in particular an injected fuel mass or preferably an injected fuel volume, is preferably determined as the injection duration actual variable, namely on the basis of the measured injection duration.
Die Spritzdauer-Sollgröße wird vorzugsweise von der Steuerungseinrichtung für die Brennkraftmaschine, insbesondere abhängig von einer Leistungsforderung oder Drehmomentforderung an die Brennkraftmaschine bestimmt, vorzugsweise ebenfalls aus einem Kennfeld. Als weiterer Parameter geht in die Bestimmung der Spritzdauer-Sollgröße vorzugsweise eine Drehzahl der bevorzugt als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Brennkraftmaschine ein. The injection duration desired variable is preferably determined by the control device for the internal combustion engine, in particular depending on a power demand or torque demand on the internal combustion engine, preferably also from a map. As a further parameter, a speed of the internal combustion engine, which is preferably designed as a reciprocating piston engine, preferably enters into the determination of the desired duration of the injection duration.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die Spritzdauer-Sollgröße und die Spritzdauer-Istgröße direkt miteinander verrechnet werden. Dabei wird die Spritzdauer-Korrekturgröße vorzugsweise als Differenz der Spritzdauer-Sollgröße und der Spritzdauer-Istgröße bestimmt. Aus der Spritzdauer-Sollgröße und der Spritzdauer-Korrekturgröße wird bevorzugt eine korrigierte Spritzdauer-Sollgröße berechnet. Anhand dieser korrigierten Spritzdauer-Sollgröße wird vorzugsweise eine Bestromungsdauer für den Injektor bestimmt, die in Hinblick auf die Spritzdauer beziehungsweise die eingespritzte Kraftstoffmenge korrigiert ist. Dabei ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass die Spritzdauer-Sollgröße und die Spritzdauer-Istgröße als einzuspritzende Kraftstoffmenge beziehungsweise als eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt werden. Als Spritzdauer-Korrekturgröße geht dann aus dem Verfahren eine Abweichung der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge hervor. Auf der Grundlage dieser Abweichung wird eine korrigierte einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet, aus der schließlich eine korrigierte Bestromungsdauer für den Injektor bestimmt wird. A method is preferred in which the injection duration setpoint and the actual injection duration are directly offset from each other. In this case, the injection duration correction variable is preferably determined as the difference between the injection duration setpoint size and the actual injection duration size. From the injection duration setpoint and the injection duration correction variable, a corrected injection duration setpoint is preferably calculated. On the basis of this corrected injection duration target variable, a supply duration for the injector is preferably determined, which is corrected with regard to the injection duration or the injected fuel quantity. In this case, in a preferred embodiment of the method, it is provided that the injection duration desired variable and the actual duration of the injection duration are determined as the fuel quantity to be injected or as the injected fuel quantity. As the injection duration correction variable, a deviation of the actually injected fuel quantity from the fuel quantity to be injected then results from the method. On the basis of this deviation, a corrected amount of fuel to be injected is calculated, from which finally a corrected energization time for the injector is determined.
Alternativ wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass anhand der Spritzdauer-Sollgröße eine Soll-Bestromungsdauer für den Injektor bestimmt wird. Aus der Spritzdauer-Istgröße wird eine virtuelle Bestromungsdauer bestimmt. Die Spritzdauer-Sollgröße wird im Rahmen dieser Ausführungsform des Verfahrens indirekt mit der Spritzdauer-Istgröße verglichen, indem die Soll-Bestromungsdauer mit der virtuellen Bestromungsdauer verrechnet wird. Dabei stellt die Soll-Bestromungsdauer eine erste abgeleitete Größe und die virtuelle Bestromungsdauer eine zweite abgeleitete Größe dar, die miteinander verrechnet werden, um die Spritzdauer-Sollgröße und die Spritzdauer-Istgröße mittelbar miteinander zu vergleichen. Die Spritzdauer-Korrekturgröße wird vorzugsweise als Differenz der Soll-Bestromungsdauer und der virtuellen Bestromungsdauer berechnet. Eine korrigierte Bestromungsdauer für den Injektor wird aus der Soll-Bestromungsdauer und der Spritzdauer-Korrekturgröße berechnet. Bevorzugt wird die Spritzdauer-Korrekturgröße zu der Soll-Bestromungsdauer addiert. Dabei ist die Spritzdauer-Korrekturgröße vorzeichenbehaftet, wobei die Richtung der Korrektur, also zu einer längeren oder zu einer kürzeren Bestromungsdauer hin, durch das Vorzeichen festgelegt ist. Alternatively, a method is preferred which is characterized in that based on the injection duration target size, a desired energization time for the injector is determined. From the actual injection duration, a virtual lighting duration is determined. In the context of this embodiment of the method, the injection duration target variable is compared indirectly with the actual duration of the injection duration by calculating the desired energization duration with the virtual energization duration. In this case, the target energization duration represents a first derived variable and the virtual energization duration represents a second derived variable which are offset with one another in order to indirectly compare the injection duration target variable and the injection duration actual variable. The injection duration correction variable is preferably calculated as the difference between the desired energization duration and the virtual energization duration. A corrected energization duration for the injector is calculated from the desired energization duration and the injection duration correction variable. The injection duration correction variable is preferably added to the desired energization duration. In this case, the injection duration correction variable is signed, with the direction of the correction, that is to say being set to a longer or a shorter energization duration, being defined by the sign.
Es ist möglich, dass die Bestromungsdauer tatsächlich als Dauer – entweder in Einheiten der Zeit oder in Einheiten eines Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine – bestimmt beziehungsweise im Rahmen des Verfahrens verwendet wird. Alternativ ist es möglich, dass die Bestromungsdauer indirekt durch Angabe eines Wertepaares aus Bestromungsbeginn und Bestromungsende charakterisiert wird. Dabei ist der mathematische Zusammenhang zwischen der Bestromungsdauer einerseits und dem Bestromungsbeginn sowie dem Bestromungsende andererseits offensichtlich, sodass die entsprechenden Angaben ohne Weiteres ineinander umgerechnet werden können. Es ist möglich, dass die Spritzdauer-Korrekturgröße entsprechend ein Wertepaar umfasst, das einen Korrekturwert für den Bestromungsbeginn sowie einen Korrekturwert für das Bestromungsende aufweist. Alternativ ist es auch möglich, dass die Spritzdauer-Korrekturgröße nur einen Korrekturwert entweder für den Bestromungsbeginn oder das Bestromungsende aufweist. Bevorzugt wird jedoch ein Verfahren, bei welchem die Bestromungsdauer unmittelbar durch einen sie direkt angebenden Wert charakterisiert wird, wobei die Spritzdauer-Korrekturgröße ebenfalls als ein Wert angegeben wird, durch den die Bestromungsdauer als solche korrigiert wird. It is possible that the lighting duration is actually determined as a duration - either in units of time or in units of a crank angle of the internal combustion engine - or used in the context of the method. Alternatively, it is possible that the energization period is characterized indirectly by specifying a pair of values from the start of energization and end of energization. On the other hand, the mathematical relationship between the energization duration on the one hand and the start of energization and the end of energization on the other hand is obvious, so that the corresponding information can be easily converted into one another. It is possible that the injection duration correction variable correspondingly comprises a value pair which has a correction value for the start of energization and a correction value for the current end. Alternatively, it is also possible for the injection duration correction variable to have only one correction value for either the start of energization or the end of energization. However, preference is given to a method in which the energizing duration is directly characterized by a value directly indicative thereof, the spraying duration correction quantity also being indicated as a value by which the energizing duration is corrected as such.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die Soll-Bestromungsdauer und die virtuelle Bestromungsdauer aus einem Injektor-Kennfeld ausgelesen werden, das vorzugsweise über eine Vielzahl von Injektoren gemittelte Werte umfasst. Insbesondere werden die Soll-Bestromungsdauer und die virtuelle Bestromungsdauer vorzugsweise aus demselben Injektor-Kennfeld ausgelesen. Das Injektor-Kennfeld umfasst bevorzugt ebenfalls den Spritzbeginndruck als zusätzlichen Parameter, von dem die in dem Kennfeld hinterlegte Bestromungsdauer abhängt. Insbesondere hängt somit die in dem Injektor-Kennfeld hinterlegte Bestromungsdauer vorzugsweise von der Spritzdauer-Sollgröße, besonders bevorzugt von einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, sowie von dem Spritzbeginndruck ab. A method is preferred in which the desired energization duration and the virtual energization duration are read out from an injector characteristic map, which preferably comprises values averaged over a multiplicity of injectors. In particular, the desired energization duration and the virtual energization duration are preferably read from the same injector characteristic field. The injector map also preferably includes the injection start pressure as an additional parameter, on which the duration of the application of power stored in the map depends. Thus, in particular, the energization duration stored in the injector map preferably depends on the injection duration setpoint, particularly preferably on the amount of fuel to be injected, and on the injection start pressure.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Spritzdauer-Korrekturgröße gewichtet wird. Die Gewichtung dient insbesondere einer Kompensation von Ausreißern und somit einer gewissen Dämpfung beziehungsweise Verzögerung der Regelung gemäß dem Verfahren, um insbesondere zu vermeiden, dass die Bestromungsdauer aufgrund kurzfristiger Ereignisse in eine Begrenzung geregelt wird. Insofern wird ein durch das Verfahren geregelter zeitlicher Verlauf der Spritzdauer mithilfe der Gewichtung geglättet. Vorzugsweise wird die Spritzdauer-Korrekturgröße bei der Gewichtung unter Beibehaltung des Vorzeichens bezüglich ihres Betrags verringert. Dies kann beispielsweise geschehen, indem ein Gewichtungsfaktor mit der Spritzdauer-Korrekturgröße multipliziert wird. Selbstverständlich sind auch andere Formen der Gewichtung insbesondere unter Heranziehung eines Gewichtungsparameters möglich. Der Gewichtungsparameter wird vorzugsweise aus einem Kennfeld ausgelesen, welches dessen Werte in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem Spritzbeginndruck umfasst. Statt der einzuspritzenden Kraftstoffmenge kann auch ein dieser zugeordneter Sollwert für die Bestromungsdauer als Parameter in dem Kennfeld hinterlegt sein. A method is also preferred which is characterized in that the injection duration correction quantity is weighted. The weighting serves, in particular, to compensate for outliers and thus for a certain damping or deceleration of the control according to the method in order, in particular, to prevent the energization period from being regulated as a result of short-term events. In this respect, a controlled over the duration of the duration of the injection duration by means of the weighting is smoothed. Preferably, the injection duration correction quantity is reduced in weighting while maintaining the sign with respect to its magnitude. This can be done, for example, by multiplying a weighting factor by the injection duration correction quantity. Of course, other forms of weighting are also possible, in particular using a weighting parameter. The weighting parameter is preferably read from a characteristic map which includes its values as a function of the fuel quantity to be injected and the injection start pressure. Instead of the fuel quantity to be injected, it is also possible for a desired value associated therewith for the energization duration to be stored as a parameter in the characteristic field.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Spritzdauer-Korrekturgröße und/oder die korrigierte Spritzdauer noch anhand eines Wertes korrigiert, der aus einer separaten Korrektur für den Bestromungsbeginn stammt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine Korrektur des Bestromungsbeginns keinen Einfluss auf die Korrektur der Bestromungsdauer und somit letztlich auch auf das Bestromungsende der Einspritzung hat. In a preferred embodiment of the method, the injection duration correction variable and / or the corrected injection duration are still corrected on the basis of a value which originates from a separate correction for the start of energization. In this way it is ensured that a correction of the start of energization has no influence on the correction of the energization duration and thus ultimately on the energization end of the injection.
Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass es für jeden Injektor der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Dabei wird jedem Injektor ein Korrektur-Kennfeld zugeordnet. Für jeden Injektor sind also eigene, injektorindividuelle Spritzdauer-Korrekturgrößen vorzugsweise in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem Spritzbeginndruck hinterlegt. Die Injektoren der Brennkraftmaschine werden mithilfe des Verfahrens gleichgestellt. Dabei ist gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass die verschiedenen Injektoren initial, also zum Zeitpunkt eine Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine gleichgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Injektoren mithilfe des Verfahrens während der Betriebszeit der Brennkraftmaschine gleichgestellt werden, um eine Injektordrift über die Lebensdauer der Injektoren auszugleichen. Unter Gleichstellung der Injektoren ist dabei zu verstehen, dass jedem Injektor eine individuelle Bestromungsdauer derart zugewiesen wird, dass die Spritzdauern der verschiedenen Injektoren gleich sind, wodurch weiterhin die abhängig von einer Sollvorgabe durch die einzelnen Injektoren eingespritzten Kraftstoffmengen gleich sind. Finally, a method is preferred which is characterized in that it is carried out for each injector of the internal combustion engine. Each injector is assigned a correction map. For each injector so own injector individual injection duration correction quantities are preferably deposited depending on the amount of fuel to be injected and the injection start pressure. The injectors of the internal combustion engine are made equal by means of the method. In this case, according to one embodiment of the method, it is provided that the various injectors are initially set to be the same, that is to say at the time when the internal combustion engine is put into operation. Alternatively or additionally, it is provided that the injectors are equalized by means of the method during the operating time of the internal combustion engine to compensate for injector drift over the life of the injectors. Equalization of the injectors is understood to mean that each injector is assigned an individual energization duration such that the injection durations of the different injectors are the same, as a result of which the quantities of fuel injected by the individual injectors are equal.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 geschaffen wird. Die Steuerungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dabei ist es möglich, dass die Verfahrensschritte in eine Hardware der Steuerungseinrichtung fest implementiert sind. Alternativ oder zusätzlich ist ein Computerprogrammprodukt in die Steuerungseinrichtung geladen, welches Anweisungen umfasst, aufgrund derer die Steuerungseinrichtung das Verfahren ausführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Steuerungseinrichtung läuft. Finally, the object is also achieved by providing a control device for controlling an internal combustion engine having the features of claim 10. The control device is characterized in that it is set up to carry out a method according to one of the previously described embodiments. It is possible that the method steps are firmly implemented in a hardware of the control device. Alternatively or additionally, a computer program product is loaded into the control device, which comprises instructions on the basis of which the control device carries out the method when the computer program product is running on the control device.
Es ist möglich, dass die Steuerungseinrichtung separate Vorrichtungen zur Durchführung verschiedener Verfahrensschritte aufweist. Beispielsweise ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung ein Motorsteuergerät umfasst, welches die Spritzdauer-Sollgröße bestimmt und mittels der Spritzdauer-Korrekturgröße eine Bestromungsdauer für einen Injektor korrigiert und den Injektor bestromt. Dabei ist es möglich, dass in einer separaten Analyseeinrichtung der Einzelspeicherdruck des Injektors erfasst und anhand des erfassten Drucks die gemessene Spritzdauer bestimmt wird. In diesem Fall wird vorzugsweise ebenfalls in der Analyseeinrichtung eine Spritzdauer-Istgröße anhand der gemessenen Spritzdauer bestimmt. Der Vergleich der Spritzdauer-Sollgröße mit der Spritzdauer-Istgröße sowie das Berechnen der Spritzdauer-Korrekturgröße kann in dem Motorsteuergerät oder alternativ in der separaten Analyseeinrichtung durchgeführt werden. Dabei ist die Analyseeinrichtung bevorzugt mit dem Motorsteuergerät wirkverbunden, sodass insbesondere Daten zwischen den beiden Vorrichtungen austauschbar sind. It is possible that the control device has separate devices for carrying out different method steps. For example, it is possible that the control device comprises an engine control unit, which determines the injection duration setpoint and corrects an energization duration for an injector by means of the injection duration correction variable and energizes the injector. In this case, it is possible for the individual storage pressure of the injector to be detected in a separate analysis device, and the measured injection duration to be determined on the basis of the detected pressure. In this case, an actual injection duration variable is also preferably determined in the analysis device on the basis of the measured injection duration. The comparison of the injection duration set value with the injection duration actual size and the calculation of the injection duration correction variable can be carried out in the engine control unit or alternatively in the separate analysis unit. In this case, the analysis device is preferably operatively connected to the engine control unit, so that in particular data between the two devices are interchangeable.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtung ist vorgesehen, dass diese lediglich eine Vorrichtung, insbesondere ein Motorsteuergerät umfasst, auf welcher das gesamte Verfahren abläuft. In an alternative embodiment of the control device is provided that this comprises only a device, in particular an engine control unit on which the entire process runs.
Die Steuerungseinrichtung weist vorzugsweise eine erste Schnittstelle auf, über welche sie mit einem Einzelspeicherdrucksensor wirkverbunden ist. Sie weist bevorzugt eine zweite Schnittstelle auf, über welche sie mit mindestens einem Injektor wirkverbunden ist, um diesen zu bestromen. Schließlich weist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise eine dritte Schnittstelle auf, über die sie mit einem Drucksensor im Bereich des gemeinsamen Hochdruckspeichers wirkverbunden ist, wobei mithilfe dieses Drucksensors insbesondere der Spritzbeginndruck als Eingangsgröße für die verschiedenen Kennfelder ermittelt wird. The control device preferably has a first interface via which it is operatively connected to a single accumulator pressure sensor. It preferably has a second interface via which it is operatively connected to at least one injector in order to energize it. Finally, the control device preferably has a third interface via which it is operatively connected to a pressure sensor in the region of the common high-pressure accumulator, with the aid of this pressure sensor in particular the injection start pressure than Input variable for the different maps is determined.
Das Verfahren und die Steuerungseinrichtung sind vorgesehen zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine, die ein Einspritzsystem aufweist, welches vorzugsweise einen gemeinsamen Hochdruckspeicher sowie besonders bevorzugt Einzelspeicher als zusätzliche Puffervolumina im Bereich der einzelnen Injektoren aufweist. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet. Sie kann zum Antrieb von Landfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, insbesondere Schiffen, oder Luftfahrzeugen verwendet werden. Im Bereich der Landfahrzeuge kommen insbesondere schwere Fahrzeuge wie selbstfahrende Erntefahrzeuge, Baumaschinen, Fahrzeuge im Tagebau, Triebwagen beziehungsweise Lokomotiven für Züge und zur Verteidigung vorgesehene Fahrzeuge wie beispielsweise Panzer infrage. Die Brennkraftmaschine kann auch für stationäre Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise zur Notstromversorgung, im Spitzenlastbetrieb oder auch im Dauerlastbetrieb. Beispielsweise ist ein Einsatz der Brennkraftmaschine in einem Blockheizkraftwerk denkbar. Auch der stationäre Betrieb von Hilfs- oder Nebenaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Über das Einspritzsystem wird vorzugsweise ein flüssiger oder gasförmiger Kraftstoff eingespritzt, beispielsweise Benzin, Diesel, Schweröl, Methanol, Ethanol, ein höherer Alkohol, Erdgas, Biogas, Magergas oder Sondergas. Diese Aufzählung ist nicht abschließend. Mithilfe des Einspritzsystems können beliebige, fluide Kraftstoffe eingespritzt werden, die zum Betrieb in einer Brennkraftmaschine mit Einzelpunkteinspritzung, Mehrpunkteinspritzung und/oder Direkteinspritzung geeignet sind. The method and the control device are provided for use in an internal combustion engine having an injection system, which preferably has a common high-pressure accumulator and particularly preferably single accumulator as additional buffer volumes in the region of the individual injectors. The internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating piston engine. It can be used to power land vehicles, watercraft, especially ships, or aircraft. In the field of land vehicles in particular heavy vehicles such as self-propelled harvest vehicles, construction machinery, open-pit mining vehicles, railcars or locomotives for trains and defense vehicles such as tanks in question. The internal combustion engine can also be used for stationary applications, for example for emergency power supply, in peak load operation or in continuous load operation. For example, a use of the internal combustion engine in a combined heat and power plant is conceivable. Also, the stationary operation of auxiliary or auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs, is possible. A liquid or gaseous fuel is preferably injected via the injection system, for example gasoline, diesel, heavy oil, methanol, ethanol, a higher alcohol, natural gas, biogas, lean gas or special gas. This list is not exhaustive. The injection system can be used to inject any fluid fuels that are suitable for operation in an internal combustion engine with single-point injection, multi-point injection and / or direct injection.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:
Die Spritzdauer-Sollgröße
Die Spritzdauer-Sollgröße
Die Spritzdauer-Korrekturgröße
Die in
Anhand der gemessenen Spritzdauer
Anhand der Spritzdauer-Istgröße
Analog zu
Bei der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens werden die Spritzdauer-Sollgröße
Die Soll-Bestromungsdauer
Die Gewichtung in dem Wichtungselement
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zusätzlich noch ein Ergebnis aus einer Berechnung des Bestromungsbeginns hinzuaddiert, um sicherzustellen, dass eine Korrektur des Bestromungsbeginns keinen Einfluss hat auf die Korrektur der Bestromungsdauer. In a preferred embodiment of the method, a result from a calculation of the start of energization is additionally added to ensure that a correction of the start of energization has no influence on the correction of the energization duration.
Auf diese Weise wird letztlich die Spritzdauer-Korrekturgröße
Auf diese Weise wird das Korrektur-Kennfeld
Es ist möglich, dass alle in
Schließlich ist es möglich, dass keine separate Analyseeinrichtung
Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens und der Steuerungseinrichtung
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