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Stand der
Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Steuerung von Injektoren eines Kraftstoffzumesssystems
einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen
der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.
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In modernen Kraftfahrzeugen kommen
zunehmend Kraftstoffzumesssysteme (sogenannte „Common-Rail-Systeme") zum Einsatz, bei
denen mittels eines Hochdruckspeichers, dem sogenannten „Rail", die Druckerzeugung
und die Einspritzung voneinander entkoppelt sind. Der Einspritzdruck
wird unabhängig
von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge erzeugt und steht in
dem Hochdruckspeicher für
die Einspritzung bereit. Der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge
werden in einem elektronischen Motorsteuergerät berechnet und von den Injektoren jedes
Zylinders der Brennkraftmaschine über ferngesteuerte Ventile
umgesetzt.
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Bei der Herstellung der genannten
Injektoren oder anderer Komponenten des jeweiligen Kraftstoffzumesssystems
auftretende Fertigungstoleranzen bedingen Unterschiede in den Betriebskenngrößen der
verschiedenen Injektoren des Kraftstoffzumesssystems. Diese Unterschiede
treten insbesondere erst über
die Lebensdauer der Injektoren bzw. des Kraftstoffzumesssystems
auf oder werden während der
Lebensdauer sogar noch verstärkt.
Dabei weisen die Injektoren eines einzelnen Kraftstoffzumesssystems
bspw. unterschied liche Mengenkennfelder auf, d.h. unterschiedliche
Abhängigkeiten
zwischen der Einspritzmenge, dem Raildruck und der Ansteuerzeit der
Injektoren. Dies führt
dazu, dass trotz einer präzisen
Ansteuerung der Injektoren jeder einzelne Injektor den Verbrennungsraum
mit unterschiedlichen Mengen an Kraftstoff füllt.
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Bei den genannten Common-Rail-Injektoren ist über deren
Lebensdauer insbesondere eine Mengendrift zu beobachten, die individuell
bei jedem Injektor unterschiedlich ausgeprägt ist und bspw. vom aktuellen
Lastverlauf oder vom Injektortyp abhängt. Zur Ermöglichung
eines geringen Kraftstoffverbrauchs, gleichzeitig unter Einhaltung
strenger Abgasnormen, sowie zur Begrenzung des Geräuschpegels
der Brennkraftmaschine bei der Verbrennung dürfen die Injektoren im Betrieb
nur sehr geringe Toleranzen im Hinblick auf die Einspritzmenge aufweisen.
Jedoch führt
die genannte Mengendrift trotz konstanter Ansteuerdauern der Injektoren
zu zeitlich veränderlichen
Einspritzdauern.
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Zur Korrektur der genannten Mengendrift wird
in der
DE 102 32 356
A1 bereits vorgeschlagen, den mittels eines innerhalb einer
Kraftstoffleitung angeordneten Drucksensors in einem Betriebspunkt der
Brennkraftmaschine erfassten Einspritzbeginn sowie das Einspritzende
eines Injektors mit vorzugsweise in einem Kennfeld gespeicherten
Werten dieser Größen zu vergleichen
und die Werte des Einspritzbeginns und/oder der Einspritzdauer so
zu verändern,
dass eine sich bei dem Vergleich ergebende Abweichung minimiert
wird. Diese Art der Korrektur der Mengendrift hat den Nachteil,
dass zur Kompensation der genannten Mengendrift im laufenden Betrieb
der Brennkraftmaschine die Erfassung des momentanen Drucks in der
Kraftstoffleitung mittels eines in der Kraftstoffleitung angeordneten
Drucksensors erforderlich ist.
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Weiterhin ist bekannt, die genannte
Mengendrift mittels der beiden an sich bekannten Verfahren der Nullmengenkalibrierung
und der Klopfzahlkorrektur des Kraftstoffgemisches zu korrigieren. Eine
Einrichtung zur Nullmengenkalibrierung eines Kraftstoffzumesssystems
einer Brennkraftmaschine geht bspw. aus der
DE 33 43 481 A1 hervor.
Dabei wird in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine
die tatsächlich
eingespritzte Kraftstoffmenge auf den Sollwert Null hin geprüft und abhängig vom
Ergebnis dieser Prüfung
ein Regelkreis des Kraftstoffzumesssystems ggf. nachjustiert. Diese
beiden Vorgehensweisen haben allerdings den Nachteil, dass entweder
lange Betriebs zeiten der Brennkraftmaschine zur genannten Kraftstoffmengenkorrektur
erforderlich sind oder die zur Mengenkorrektur erforderlichen Mengenmessungen
insbesondere zur Vermeidung von Übertragungsfehlern überhaupt
nur bei Voreinspritzungen durchführbar sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass insbesondere über die
Lebensdauer der Injektoren bzw. des Kraftstoffzumesssystems sich
ergebende Mengendriften an den jeweiligen Brennräumen der Brennkraftmaschine
zugeführtem
Kraftstoff möglichst
einfach und kostengünstig
und dennoch zuverlässig
korrigiert oder kompensiert werden können.
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Vorteile der
Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei einem hier
betroffenen Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung von Injektoren
eines Kraftststoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine durch die
Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der
jeweiligen Unteransprüche.
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Das Konzept des erfindungsgemäßen Verfahrens
beruht auf der Auswertung von durch den kurzzeitigen Druckabfall
bei einer Kraftstoffzumessung mittels eines Injektors verursachten
Druckschwingungen in einer Kraftstoffleitung eines zugrundeliegenden
Kraftstoffzumesssytems, insbesondere einer Hochdruckleitung oder
eines Hochdruckspeichers eines zugrundeliegenden Common-Rail-Einspritzsystems.
Dabei liegt der Gedanke zugrunde, dass die genannten Druckschwingungen
maßgeblich durch
Konfigurationsgrößen des
Kraftstoffzumesssystems wie bspw. die Leitungslängen und Leitungsdurchmesser
der genannten Kraftstoffleitungen, die momentan vorliegenden Betriebsbedingungen
des Kraftstoffzumesssystems wie bspw. der Druck und die Temperatur
sowie die momentan zugemessene Kraftstoffmenge und/oder die Kraftstoffzumessdauer bestimmt
sind. Daher sind die Schwingungsparameter dieser Druckschwingungen
für das
jeweilige Kraftstoffzumesssystem und die jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen
charakteristisch und können
nach vorheriger, insbesondere empirisch erfolgender Kalibrierung
zur Beurteilung des jeweiligen Kraftstoffzumessvorganges herangezogen
werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht zur Erfassung
der genannten Druckschwingungen eine außerhalb wenigstens einer Kraftstoffleitung,
insbesondere eine außerhalb
einer Hochdruckleitung oder eines Hochdruckspeichers eines Common-Rail-Einspritzsystems
angeordnete Sensorik vor, bei der mittels einer Druckindizierung
das Öffnen
und/oder Schließen
wenigstens eines Injektors erfasst wird. Dieses Öffnen und Schließen wird
bei herkömmlichen
Injektoren durch Injektornadeln bewerkstelligt. Die erfindungsgemäße Anordnung
dieser Sensorik außerhalb
und innerhalb der jeweiligen Kraftstoffleitung verringert den apparativen
Aufwand für
die Sensorik erheblich, da die Sensorik nicht hydraulisch und damit
schwer zugänglich
und erhöhter
Korrosion ausgesetzt mit der jeweiligen Kraftstoffleitung verbunden
sein muss. Insbesondere muss die Sensorik nicht für die in
dem Common-Rail-Einspritzsystem vorherrschenden extremen Hochdruckbedingungen in
den dortigen Hochdruckleitungen oder dem dortigen Hochdruckspeicher
ausgelegt sein. Die Sensorik hat des Weiteren sensorisch nur so
ausgelegt zu werden, dass charakteristische Merkmale wie bspw. Phasenverschiebungen
von beim Öffnen
und/oder Schließen
eines Injektors bzw. einer Injektornadel auftretenden Druckgradienten
erfasst werden können.
Die genannte Sensorik zur Druckindizierung wird bevorzugt an jeder
Kraftstoffzuführleitung
eines Injektors angeordnet, um eine Mengenkorrektur auch eines einzelnen
Injektors mit hoher Präzision
zu ermöglichen.
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Die Erfassung der genannten Druckschwingungen
und/oder die Auswertung der so erfassten Druckschwingungssignale
erfolgt bevorzugt während eines
Ausschaltvorganges der Brennkraftmaschine bzw. während des Abstellens eines
zugrundeliegenden Kraftfahrzeuges, da der dabei vorliegende Betriebszustand
des Leerlaufs der Brennkraftmaschine aufgrund des bereits erfolgten
Warmlaufs der Brennkraftmaschine hinreichend präzise definiert bzw. zeitlich
hinreichend konstant ist. Hierbei wird bspw. ein von einem Motorsteuergerät bereitgestelltes
Signal „Zündung aus" erfasst und, durch
ein so erfasstes Zündungssignal
getriggert, die von der genannten Sensorik erfassten Messgrößen vom
Steuergerät aufgezeichnet
und im anschließenden
Nachlauf des Steuergerätes
ausgewertet.
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Die Bestimmung des genauen Wertes
der Mengendrift für
einen einzelnen Injektor erfolgt entweder mittels eines Abgleichs
der genannten von der Sensorik erfassten Signale mit zugeordneten
Sollwertkennfeldern oder mittels Vergleichs der erfassten Signalwerte
mit bei einer bevorzugt vorherigen Messung ermittelten Signalwerten.
Aus dem so bestimmten Mengendriftwert wird die zur Kompensation
der Mengendrift erforderliche Korrektur des Kraftstoffzumesssystems
anhand eines Mengenkennfeldes für die
Ansteuerdauer des jeweiligen Injektors berechnet. Bei einem nachfolgenden
Neustart der Brennkraftmaschine kann dann mittels der in dieser
Weise korrigierten Injektoren wieder korrekt Kraftstoff zugemessen
werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist nur an einer einzigen Kraftstoffzuführleitung eines einzelnen Injektors
eine vorbeschriebene Sensorik angeordnet, wobei die Mengendriftkorrektur
bei den übrigen
Injektoren anhand eines von einer Mengenausgleichsregelung (MAR) gelieferten
MAR-Signals. Der in der Regel bereits vor einer Fahrzeugauslieferung
durchgeführte
Injektor-Mengenabgleich wird insbesondere bei niedriger Motordrehzahl
durchgeführt,
um insbesondere die Laufruhe im Leerlauf der Brennkraftmaschine
zu optimieren.
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Die Erfindung ermöglicht eine schnelle Kompensation
von Mengendriften sowohl für
Voreinspritzungen als auch Haupteinspritzungen, und zwar in einer
weiteren Ausgestaltung anhand von in dem jeweiligen Betriebszustand
gelernten Korrekturwerten. Eine solche Mengendriftkompensation ermöglicht ferner
eine Reduzierung von Feldbeanstandungen aufgrund der Geräuschentwicklung
oder der Laufruhe der Brennkraftmaschine.
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Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend, unter
Bezugnahme auf die Zeichnung, anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
eingehender beschrieben, aus denen weitere Merkmale und Vorteile
der Erfindung hervorgehen.
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Im Einzelnen zeigen
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1 eine
Prinzipdarstellung eines Teils eines zum Einsatz der vorliegenden
Erfindung geeigneten Common-Rail-Einspritzsystems gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mengendriftkompensation;
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3 zur
Illustration der erfindungsgemäßen Mengendriftkompensation,
die Zeitabhängigkeit des
Druckverlaufs in einer Kraftstoffzuführleitung eines Injektors eines
in der 1 gezeigten Common-Rail-Einspritzsystems
bei drei unterschiedlichen Injektor-Ansteuerdauern; und
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4 eine
auf den Druckverläufen
der 3 basierende Korrelation
zwischen der Einspritzmengenzunahme und der Druckverlaufsänderung
in Abhängigkeit
von der Ansteuerdauer.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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In der 1 ist
der Hochdruckteil eines Common-Rail-Speichereinspritzsystems dargestellt, wobei
nachfolgend nur dessen Hauptkomponenten und solche Komponenten näher erläutert werden, welche
für das
Verständnis
der Erfindung wesentlich sind.
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Die gezeigte Anordnung umfasst eine
Hochdruckpumpe 10, welche über eine Hochdruckleitung 12 mit
einem Hochdruckspeicher ("Rail") 14 druckleitend
in Verbindung steht. Der Hochdruckspeicher 14 ist über weitere
Hochdruckleitungen mit Injektoren 18 verbunden. In der
vorliegenden Darstellung sind zur Vereinfachung nur eine Hochdruckleitung 16 und
ein Injektor 18 gezeigt. Der Injektor 18 ist in
einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Das dargestellte
Einspritzsystem wird von einem Motorsteuergerät 20 gesteuert. Durch
das Motorsteuergerät 20 erfolgt
insbesondere eine Steuerung des gezeigten Injektors 18.
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An dem Injektor 18 ist eine
Einrichtung 22 zum Speichern von Informationen angeordnet,
mittels derer eine individuelle Steuerung des Injektors 18 durch
das Motorsteuergerät 20 ermöglicht wird. Es
versteht sich, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch die anderen – hier nicht
gezeigten – Injektoren
eine entsprechende Einrichtung 22 aufweisen. Selbstverständlich kann
auch vorgesehen sein, dass nur einer der Injektoren eine solche Speichereinrichtung 22 aufweist,
die dann ebenfalls von den übrigen
Injektoren genutzt wird. Bei den genannten Informationen handelt
es sich vorzugsweise um Korrekturwerte für ein bevorzugt im Motorsteuergerät angeordnetes
Mengenkennfeld des Injektors 18. Die Speichereinrichtung 22 kann
bspw. als digitaler Datenspeicher ggf. mit einer alphanumerischen
Verschlüsselung
der Informationen oder dgl., als einer oder mehrere elektrische
Widerstände,
als Barcode, oder auch als eine integrierte Halbleiterschaltung realisiert
sein. Das Motorsteuergerät 20 kann
ebenfalls eine zusätzliche
integrierte Halbleiterschaltung zur Auswertung der in der Einrichtung 22 gespeicherten
Informationen aufweisen.
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Die von jedem Injektor 18 zugemessene
Einspritzmenge wird, in Abhängigkeit
von dem Raildruck, in dem bereits genannten, im Motorsteuergerät 20 gespeicherten
Mengenkennfeld festgelegt, wobei das Mengenkennfeld aufgrund mehrerer
Prüfpunkte,
die unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
entsprechen, ermittelt wird. An diesen Prüfpunkten wird jeweils ein Mengenabgleich in
an sich bekannter Weise vorgenommen. Die Einspritzmenge wird dabei
durch die Einspritzdauer des Injektors bestimmt, d.h. die Zeit,
die zwischen dem Einspritzbeginn und dem Einspritzende eines Einspritzvorganges
vergeht.
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Um eine Kraftstoffmengenzumessung
im gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine und des Injektors
zu ermöglichen,
werden die Abgleichwerte zwischen den durch die Prüfpunkte
definierten Stützstellen
interpoliert.
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In der 2 ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Mengendriftkompensation von Injektoren eines in der 1 gezeigten Common-Rail-Einspritzsystems
schematisch wiedergegeben. Eine wesentliche Komponente dieser Vorrichtung
ist eine Sensorik 200, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
an der Außenseite
einer Hochdruckleitung 202 zur Zuführung von Kraftstoff an einen
einzelnen Injektor 204 angeordnet ist. Es ist hierbei anzumerken,
dass die genannte Sensorik 200 grds. auch innerhalb der
Hochdruckleitung 202 angeordnet sein kann, wobei aus den
bereits genannten Gründen
allerdings nur ein gegenüber
dem Stand der Technik vereinfachter Funktionsumfang der Sensorik 200 vorzusehen
ist, da erfindungsgemäß lediglich
Druckgradienten zu ermitteln sind. Der Injektor 204 dient
zur Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum 206 einer
nicht näher
gezeigten Brennkraftmaschine. Die Hochdruckleitung 202 steht
ferner in druckleitender Verbindung mit einem Hochdruckspeicher
(Rail) 208 eines nicht näher gezeigten Common-Rail-Einspritzsystems.
Es ist anzumerken, dass die Darstellung nur zu Vereinfachungszwecken
einen einzigen Injektor aufweist. Es versteht sich daher, dass auch
nicht gezeigte übrige
Injektoren in analoger Weise mit der Vorrichtung zusammenarbeiten
können
bzw. eine entsprechende Sensorik 200 aufweisen können.
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Die Sensorik 200 dient zur
Druckindizierung von Druckgradienten/-schwingungen aufgrund des Öffnens und/oder
des Schließens
einer Injektornadel 210 des Injektors 204 und
ist so ausgebildet, dass charakteristische Merkmale wie bspw. Phasenverschiebungen
von beim Öffnen
und/oder beim Schließen
der Injektornadel 210 auftretenden Druckgradienten bzw.
Druckschwingungen erfasst werden können. Die Sensorik 200 steht
mit einem gestrichelt dargestellten Motorsteuergerät 212 über eine
Datenleitung 214 in Verbindung, über welche die von der Sensorik 200 erfassten
Daten an das Motorsteuergerät 212 übermittelt
werden. Als Sensorelemente der genannten Sensorik 200 kommen
bspw. piezoelektrische oder piezoresistive Drucksensoren sowie auf Dehnmessstreifen
basierte Sensoren in Betracht, welche als Ausgangssignal ein analoges
Spannungssignal der Größe 0...5V
bzw. 0...10V liefern.
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Die Sensorik 200 wird ferner
mittels eines von einem Triggermodul 216 über eine
Steuerleitung 219 bereitgestellten Triggersignals jeweils
erst dann aktiviert, wenn mittels eines von dem Motorsteuergerät 212 über eine
Leitung 219 bereitgestellten Signals „Zündung aus" ein Ausschaltvorgang der Brennkraftmaschine
bzw. ein Abstellen des Kraftfahrzeuges an das Triggermodul 216 kommuniziert
wird.
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Der Injektor 204 ist ferner über eine
Steuerleitung 220 mit dem Motorsteuergerät 212 verbunden, über welche
dem Injektor 204 die erforderlichen Steuerbefehle zu seinem
Betrieb übermittelt
werden. Diese Steuerbefehle sind nach bereits erfolgter Korrektur
einer Mengendrift so ausgelegt, dass der Injektor 204 wieder
korrekt einspritzt. Die Steuerbefehle basieren auf einem in dem
Motorsteuergerät 212 vorliegenden,
für den
jeweils vorliegenden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine gültigen Mengenkennfeld 222 zur
Ansteuerung des Injektors 204. Das Mengenkennfeld 222 enthält bekanntermaßen Kenn linien-basierte
Abhängigkeiten
zwischen der Einspritzmenge, dem Raildruck und der Ansteuerzeit des
Injektors 204.
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Die von der Sensorik 200 erfassten
und über die
Datenleitung 214 an das Motorsteuergerät 212 übermittelten
Messgrößen werden
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
vom Motorsteuergerät 212 aufgezeichnet
und im sich an das Ausschalten der Brennkraftmaschine anschließenden Nachlauf
des Motorsteuergerätes 212 in
dem Motorsteuergerät 212 gemäß dem nachfolgend
beschriebenen Verfahren ausgewertet. Dieses Verfahren kann nun entweder
in Form eines ladbaren Programmcodes oder einer fest verdrahteten
Schaltung oder dgl. in dem Motorsteuergerät 212 realisiert sein.
Die Auswertung basiert auf einem in dem Motorsteuergerät 212 vorliegenden,
für den
jeweils vorliegenden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine gültigen Sollwertkennfeld 224.
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Die Bestimmung des numerischen Wertes der
genannten Mengendrift für
einen einzelnen Injektor erfolgt in dem Ausführungsbeispiel mittels eines numerischen
Abgleichs der von der Sensorik 200 erfassten, nachfolgend
noch im Detail beschriebenen Daten mit dem genannten Sollwertkennfeld 224.
Die Bestimmung kann allerdings auch mittels eines relativen Vergleichs
mit bei einer bevorzugt vorherigen Messung ermittelten Sensorsignalwerten
erfolgen. Aus dem so bestimmten Mengendriftwert wird, wie anhand
der 1 bereits beschrieben,
eine zur Kompensation der Mengendrift erforderliche Korrektur in einem
bereits genannten Mengenkennfeld für die Ansteuerdauer des jeweiligen
Injektors berechnet. Bei einem nachfolgenden Neustart der Brennkraftmaschine
wird dann mittels dieses Injektors wieder korrekt eingespritzt.
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In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die
Bestimmung der Mengenkorrekturwerte mittels des nachfolgend beschriebenen
Lernverfahrens. Sobald ein Signal „Zündung aus" vorliegt, wird mittels der vorbeschriebenen
Sensorik 200 der Druck in der genannten Hochdruckleitung 202 hochfrequent
abgetastet (> 20kHz)
und die kontinuierlich erfassten, den Druckverlauf repräsentierenden
Druckwerte im Motorsteuergerät 212 abgespeichert.
Die Auswertung der gespeicherten Druckwerte erfolgt bspw. durch Phasendifferenzbildung
mit vorab gespeicherten Referenzschwingungswerten. Der bei der Auswertung resultierende
Phasenversatz ist direkt proportional zur Korrektur der Ansteuerdauer.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird die vorbeschriebene Sensorik nur an einer einzelnen Hochdruckleitung
eines Injektors angeordnet. Die erforderliche Mengendriftkorrektur
bei den übrigen
Injektoren erfolgt dann anhand des von einer Mengenausgleichsregelung
(MAR) gelieferten MAR-Signals oder durch Extrapolation mittels einer
hier nicht näher beschriebenen
Injektor-Mengenabgleich(IMA)-Matrix. Eine solche Mengenausgleichsregelung
(MAR) geht bspw. aus der
DE
199 45 618 A1 hervor. Dabei ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine
entweder jeweils ein Regler zugeordnet oder die Zylinder werden
gemeinsam mit nur einem umschaltbaren Regler betrieben. Die Mengenausgleichsregelung
ist so ausgebildet, dass diese Regler die den einzelnen Zylindern
bspw. mittels der genannten Injektoren zugemessene Kraftstoffmenge
auf einen gemeinsamen Mittelwert regeln. Misst nun ein Injektor
aufgrund von Toleranzen eine erhöhte
Kraftstoffmenge in den jeweiligen Zylinder zu, so wird für diesen
Zylinder eine negative Kraftstoffmenge zur Fahrerwunschmenge hinzuaddiert.
Misst dagegen ein Zylinder zuwenig Kraftstoff zu, so wird eine positive
Kraftstoffmenge zur Fahrerwunschmenge hinzuaddiert.
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Die im oberen Teil des in der 3 gezeigten Diagramms gezeigten
Messkurven 300 stellen mittels der erfindungsgemäßen Sensorik
erfasste Druckverläufe
in der kraftstoffzuführenden
Hochdruckleitung eines Injektors dar. Die drei Messkurven 300 sind
das Ergebnis dreier leicht unterschiedlicher Ansteuerdauern des
Injektors bzw. der Injektornadel, nämlich den Ansteuerdauern ASD
= 620 μs,
ASD = 650 μs
und ASD = 680 μs.
Anhand dieser Messkurven 300 wird nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren
zur Mengendriftkompensation erläutert.
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Im unteren, mit 302 bezeichneten,
Teil des Diagramms dargestellt sind die zugrundeliegenden Druckverläufe und
Ansteuerspannungen, wobei der Zeitpunkt t1 den Ansteuerbeginn des
Injektors 204 bzw. seines Aktors, der Zeitpunkt t1' das Öffnen der Injektornadel 210 und
der Zeitpunkt t2 das Ansteuerende des Injektors 204 bzw.
seines Aktors repräsentieren.
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Der Ausgangsdruck in der Hochdruckleitung vor
dem Öffnen
der Injektornadel beträgt
800 bar. Etwa mit Beginn der tatsächlichen Einspritzung bei t1' aufgrund des Öffnens der
Injektornadel fällt
der Druck in der Hochdruckleitung aus den bereits genannten Gründen ab.
Aufgrund der in der 1 gezeigten
Hochdruckpumpe 10 baut sich der Druck allerdings bald nach
dem Maximalabfall Δp1
wieder auf. Danach ergibt sich aus den bereits genannten Gründen die
gezeigte Druckschwingungskurve mit der Periodendauer T1.
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Bei den genannten drei unterschiedlichen Werten
der Ansteuerdauer ASD ergeben sich die bspw. in den Bereichen 304 und 306 zu
ersehenden Abweichungen zwischen den Druckkurven 300. Als Schwingungsparameter
dient in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
daher entweder die Phasenverschiebung der jeweiligen Druckmaxima
im Bereich 304 bei t3 und/oder der absteigenden Flanken
im Bereich 306.
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Die 4 zeigt
nun, ebenfalls in Diagrammform, eine typische Korrelation der Einspritzmengenzunahme
zur Druckverlaufsänderung
für die
in der 3 gezeigten Daten.
Aufgetragen ist in der linken Ordinate die jeweilige Phasenverschiebung Δts in den
Bereichen 304 und 306 aus 3, und zwar in der Einheit μs. In der
linken Ordinate aufgetragen ist die Einspritzmengenzunahme ΔQ in der
Einheit mm3/H. In der Abszisse aufgetragen
ist die Zunahme der Ansteuerdauer ASD beginnend mit ASD = 620 μs (in der
Darstellung der Wert 0) für
die in der 3 gezeigten
drei unterschiedlichen Werte der Ansteuerdauer. Die Werte der oberen
Korrelationskurve 400 ergeben sich aus der Phasenverschiebung
beim Durchlauf der Nulllinie, die Werte der mittleren Kurve 402 aus
der Phasenverschiebung unmittelbar nach dem Nadelschließen. Die
untere Kurve 404 stellt eine sich daraus ergebende Kurve
der Mengenzunahme ΔQ
dar.
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Aus den Kurven ergeben sich als numerische
Werte der relativen Änderung
(Korrelation) der Einspritzmenge ΔQ über der
Phasenverschiebung Δt im
Falle der Auswertung der Kurve 400 (Durchlauf der Nulllinie)
von ΔQ/Δt_1 = 0,039
und im Falle der Auswertung der Kurve 402 (unmittelbar
nach Nadelschluss) von ΔQ/Δt 2 = 0,047.
Aus diesen Korrelationswerten lässt
sich nunmehr, bspw. durch gewichtete oder nicht-gewichtete Mittelwertbildung
der beiden Werte für ΔQ/Δt_1 und ΔQ/Δt_2, ein
Korrekturwert für
die Ansteuerdauer des jeweiligen Injektors berechnen.