WO2014202201A1 - Verfahren und steuerungseinrichtung zur korrektur des spritzbeginns von injektoren einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und steuerungseinrichtung zur korrektur des spritzbeginns von injektoren einer brennkraftmaschine Download PDF

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injection
internal combustion
combustion engine
delay
energization
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Michael Walder
Andreas Mehr
Carsten ENGLER
Frank Schwanz
Christian Wolf
Alexander Bernhard
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for correcting the onset of injectors of an internal combustion engine according to claim 1 and a control device for a
  • German patent application DE 102 32 356 A1 discloses a method in which the start of injection of an injector is detected by means of a pressure sensor and compared with a value stored in a characteristic field. If there is a deviation, the start of injection is corrected in such a way that this deviation disappears. An appropriate one
  • This delay is also referred to as a spraying delay.
  • the spray delay is usually dependent on the specific injector used. He is also subject to a change over time during the life of the injector or the internal combustion engine.
  • the various injectors of an internal combustion engine therefore typically have different values for the start of injection at identical start of energization. These values then vary even further over the life of the
  • the invention is therefore based on the object to provide a method which does not have the disadvantage mentioned.
  • the invention is also the object of a
  • a desired start of energization is determined as a function of at least one parameter of the internal combustion engine.
  • a pressure in an individual memory of an injector during an injection event is detected, and a measured start of injection is determined on the basis of the detected pressure.
  • a desired injection delay is determined as a function of at least one parameter of the internal combustion engine.
  • An actual injection delay is calculated from the set start of irradiation and the measured start of injection. The nominal injection delay and the actual injection delay are compared with each other.
  • the start of energization correction quantity is calculated on the basis of the comparison, and the desired start of energization is corrected by means of the energization start correction quantity.
  • the method can readily both initially before or at a first start of the internal combustion engine, as well as during their operating time
  • the pressure in the individual memory is preferably detected and stored as a time-resolved pressure curve. From the stored pressure curve of the actual, measured injection start is then determined, with a suitable method for this example from the German Publication DE 10 2009 056 381 AI is known, to which reference is made in this regard.
  • the method is feasible for injection systems, which have a common
  • High-pressure accumulator namely a so-called common bar (common rail) have.
  • the injectors of the injection system each have a single memory as an additional buffer volume.
  • By energizing a nozzle needle of an injector is moved and opened. This results in a delay between the start of energization and the achievement of a position of the nozzle needle at which the actual injection begins.
  • this so-called injection delay is different for each injector and, on the other hand, it varies with the life of the injector.
  • the method is particularly accurate and precise, because to determine the actual, measured start of injection, the pressure or pressure profile is detected in the individual memory, which is assigned directly to the injector. As a result, the pressure is detected very close to the actual injection point, so that a particularly accurate determination of the start of injection is possible.
  • an accurate, very precise correction of the start of energization is possible.
  • 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.
  • the desired start of energization is specified for a main injection in degrees crank angle, while it is given for a pilot injection and for a post injection preferably in units of time, in particular in ms, and preferably as a time interval from the start of energization of the main injection.
  • the measured start of injection is preferably also determined in units of degrees crank angle. Alternatively, it is possible to determine the measured start of injection in units of time, in particular in ms.
  • the desired injection delay is preferably determined in units of time, in particular in ms.
  • crank angle To determine crank angle. However, this is somewhat complicated, because then the speed of the internal combustion engine must be used to determine the desired injection delay.
  • the actual injection delay is preferably calculated in the same units in which the desired injection delay is determined. This facilitates the comparison of the desired spray delay and the actual spray delay. Alternatively, it is possible to convert the actual injection delay into the units in which the desired injection delay is determined, if the actual injection delay is not calculated in these units.
  • the energization start correction quantity is preferably calculated in the same units in which the target energization start is determined, or it is in these units
  • a method is preferred in which the energization start correction variable is stored in a correction map associated with the injector.
  • the energization start correction quantity is stored in a correction map, which is provided as a global field for all injectors, but there is a parameter for
  • Assignment of the registered values to the individual injectors includes, so that the
  • Bestromungsbeginn correction variable can be stored individually for the considered injectors 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, namely an injector-individual assignment of the energization start correction variable, so that an injector-individual correction of the start of energization or the start of injection for the injectors of the
  • the start of current correction value is calculated in order to set an individual start of current for each injector. In this way, it is in particular possible to equate the various injectors of the internal combustion engine with regard to their start of injection.
  • the start of energization correction variable is preferably dependent on a quantity of fuel to be injected, in particular of a fuel volume to be injected or from a fuel mass to be injected, and stored in response to an injection start pressure in the correction map.
  • the injection start pressure is responsive to the pressure applied to the injector before or immediately at the start of injection. This pressure corresponds both to a pressure prevailing in the individual memory at said time and to a pressure prevailing in the shared 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, the injection start pressure by means of a common area
  • High-pressure accumulator provided pressure sensor, so a rail pressure sensor to detect, while the pressure in the individual memory for determining the start of injection is detected by means of a single-memory pressure sensor provided on this. As the pressure in the
  • Injection pressure dependent values include, in the area of common
  • High-pressure accumulator to use measured injection start pressure.
  • Energizing characteristic map is read out.
  • the values for the desired start of energization in the energizing characteristic field are dependent on at least one parameter
  • the values are stored as a function of a rotational speed of the internal combustion engine and in dependence on a torque request or load request to the internal combustion engine in the energization map.
  • the desired start of energization thus preferably varies with the rotational speed and the load requirement, overall with the operating point or load point of the internal combustion engine.
  • the energization map preferably has values averaged over a plurality of injectors, more preferably over an order of magnitude of about one hundred injectors. Accordingly, it is preferably provided globally for all injectors.
  • a method is preferred which is characterized in that the desired injection delay is read out of a spray delay characteristic field.
  • This is preferably a characteristic map which comprises values which are averaged over a multiplicity of injectors, in particular over an order of magnitude of approximately one hundred injectors.
  • the values for the setpoint spray delay in the injection delay characteristic map are preferably based on the values for the setpoint Bestromungsbeginn in the Bestromungsbeginn map matched so that assuming that the target injection delay is realized for an injector, a starting point depending appropriate start of injection is realized when the deposited in the Bestromungs- map target Bestromungsbeginn is applied to the injector.
  • the values for the setpoint spray delay are stored in the spray delay characteristic field as a function of at least one parameter of the internal combustion engine.
  • the values for the setpoint spray delay are stored as a function of the quantity of fuel to be injected, and furthermore as a function of the injection start pressure. It shows that, physically speaking, the spraying delay does not actually depend on the fuel quantity to be injected. In fact, however, there is at least one mathematical relationship between the desired injection delay and the injected fuel quantity via the algorithms typically used for determining the variables of relevance here. Accordingly, therefore, preferably the energization start correction quantity is also stored in the correction characteristic field as a function of both the fuel quantity to be injected and the injection start pressure.
  • a method is also preferred that is distinguished by the fact that the actual injection delay is calculated by the desired start of energization and the measured start of injection
  • the desired start of energization is preferably subtracted from the measured start of injection.
  • the desired start of energization is preferably subtracted from the measured start of injection.
  • the actual injection delay it is also possible to calculate the actual injection delay by subtracting the measured start of injection from the desired start of energization. In this case, there is usually a negative value for the actual injection delay. However, this is not a problem for the further process, whereby only the choice of the sign must be taken into account accordingly in further steps.
  • a method is preferred which is distinguished in that the setpoint spray delay and the actual injection delay are compared with one another by calculating a difference between the setpoint spray delay and the actual injection delay.
  • the actual injection delay is preferably subtracted from the desired injection delay. This is particularly preferred if the actual injection delay is calculated by the desired start of irradiation from the measured start of injection is deducted. Alternatively, it is possible for the difference to be calculated by subtracting the setpoint spray delay from the actual injection delay. This procedure is preferred if the actual injection delay is calculated by deducting the measured start of injection from the desired start of energization. It turns out that it is important, in particular in the calculation of the actual injection delay on the one hand and in the comparison of the desired injection delay and the actual injection delay that the signs are selected to match each other or the corresponding sizes are defined to match each other.
  • a method is also preferred, which is characterized in that the
  • the start of current correction value is calculated as the difference between the nominal injection delay and the actual injection delay.
  • the energization start-up correction variable preferably results directly from the comparison of the desired injection delay and the actual injection delay, without the need for further calculation steps.
  • a method is also preferred, which is characterized in that the
  • Weighting start correction amount is weighted.
  • the weighting is used in particular to compensate for outliers and thus for a certain damping or
  • a regulated by the process timing of the start of energization is smoothed using the weighting.
  • the energization start correction quantity is reduced in the weighting while maintaining the sign in terms of their amount. This can be done, for example, by multiplying a weighting factor by the current start correction value, or by dividing the current start correction value by a weighting parameter.
  • a parameterizable weighting is preferably used, wherein the weighting parameter-either as a factor or as a divisor-is preferably selected as a function of the quantity of fuel to be injected and also as a function of the injection start pressure.
  • the weighting parameter is preferably read from a characteristic map which includes its values as a function of the variables mentioned.
  • a weighting parameter is preferably performed before the energization start correction quantity is stored in the correction map. The correction map then does not include the raw values for the
  • each injector is preferably assigned an injector-specific correction map.
  • injector-individual Bestromungsbeginn correcting 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 preferably equalized by means of the method with regard to the start of injection. It is provided according to an embodiment of the method that the various injectors initially, ie at the time of a first start of the
  • Equalization of the injectors is understood to mean that each injector is assigned an individual start of energization in such a way that the start of injection of the various injectors is the same - relative to a phase position of a piston in a cylinder assigned to the injector.
  • Control device is characterized in that it is set up for carrying 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.
  • control device has separate devices for carrying out different method steps.
  • the control device has separate devices for carrying out different method steps.
  • the control device has separate devices for carrying out different method steps.
  • Control device comprises an engine control unit, which determines the desired start of energization and inject injector-individually corrected by means of the current start-up correction variable, as well as the injectors energized.
  • the target injection delay is determined by means of the engine control unit. It is possible for the individual storage pressure of the injectors to be detected in a separate analysis device and the measured one to be measured on the basis of the detected pressure Start of injection is determined. In this case is preferably also in the
  • Analysis device determines the actual injection delay.
  • the actual injection delay is determined in the engine control unit, wherein the analysis device transmits only the measured start of injection to the engine control unit.
  • the comparison of the setpoint spray delay and the actual injection delay can be carried out in the engine control unit or alternatively in the separate analysis unit.
  • the analysis device determines the actual injection delay.
  • the engine control unit preferably operatively connected to the engine control unit, so that in particular data between the two devices are interchangeable.
  • the calculation of the energization start correction variable based on the comparison can also be carried out either in the engine control unit or alternatively in the separate analysis device.
  • control device comprises only one device, in particular an engine control unit, on which the entire process takes place.
  • 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 one
  • the control device preferably has a third interface via which it is operatively connected to a rail pressure sensor in the area of the common high-pressure accumulator, with the aid of this rail pressure sensor determining in particular the start of injection pressure as the input variable for the various characteristic diagrams.
  • the method and the control device are intended for use in one
  • Internal combustion engine having an injection system, which preferably has a
  • the internal combustion engine is preferably as
  • Reciprocating engine formed It can be used to power land vehicles, watercraft, especially ships, or aircraft.
  • land vehicles In the field of land vehicles are in particular heavy vehicles such as self-propelled harvesting vehicles, construction machinery, open-pit mining vehicles, railcars or locomotives for trains, and
  • 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.
  • a use of the internal combustion engine in a combined heat and power plant conceivable.
  • the stationary operation of auxiliary or auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs is possible.
  • About the injection system is preferably a liquid or gaseous
  • Fuel injected such as gasoline, diesel, kerosene, heavy fuel oil, methanol, ethanol, a higher alcohol, natural gas, biogas, lean gas or special gas. This list is not exhaustive. By means of the injection system, it is possible to inject any fluid fuels which are suitable for operation in a single-point injection internal combustion engine.
  • Multipoint injection and / or direct injection are suitable.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:
  • Figure 1 is a schematic block diagram of the energization of an injector according to a
  • Embodiment of the method, and Figure 2 is a schematic block diagram representation of a correction of the current start in
  • a desired start of energization 3 is preferably determined by an engine control unit as a function of at least one parameter of the internal combustion engine 2.
  • the target energization start 3 is read from a Bestromungs map 5, in which values for the target Bestromungsbeginn 3 depending on a speed 7 of the internal combustion engine 2 and in dependence on a torque request 9 are stored on the internal combustion engine 2.
  • the engine control unit reads the target energization start 3 from the Bestromungs map 5 in
  • the energization map 5 is designed as a global map, so that it includes a plurality of injectors, preferably in the order of a hundred injectors, averaged values for the target energization start 3.
  • injectors preferably in the order of a hundred injectors
  • global value for the target energization start 3 is read from the energization characteristic field 5 as a function of the rotational speed 7 and the torque request 9.
  • an injection start pressure 11 is determined-preferably in the region of a common high-pressure accumulator by a pressure sensor. Also, one to be injected
  • the injection start pressure 11 and the quantity of fuel 13 to be injected enter as input variables into a correction map 15, from which an energization start correction variable 17 is read out depending on the injection start pressure 11 and the quantity of fuel 13 to be injected.
  • the correction map 15 includes injector-individual correction values, that is, it is here coordinated with the concrete injector 1 or includes the values of the start-up correction variable 17 determined for it.
  • the fuel quantity to be injected 13 and the injection start pressure 11 are preferably filtered before the correction characteristic field 15 is read out. These are in the illustrated
  • Embodiment two transmission members 19, 21 are provided, wherein the
  • Transmission elements 19, 21 are preferably formed as a low pass and more preferably as PTl members.
  • the filtering prevents the internal combustion engine 2 from oscillating due to the regulation within the scope of the method, since an algorithm for evaluating the individual accumulator pressure via the quantity of fuel to be injected is coupled directly to a speed controller of the internal combustion engine 2.
  • the transmission elements 19, 21 preferably each have two time constants.
  • a first time constant is defined for the stationary operation of the internal combustion engine 2, that is to say for operating states in which a load point of the internal combustion engine 2 does not change.
  • a second time constant is provided for a transient operation of the internal combustion engine 2, in which the load point changes.
  • the use of the time constant is preferably by the engine control unit according to a
  • Operating state of the internal combustion engine 2 switched, in particular via a bit, which can be set depending on the operating state to 0 or to 1.
  • the desired start of energization 3 is preferably specified in units of degrees of crank angle or is stored in these units in the energizing characteristic field 5. In the illustrated embodiment of the method, however, the energization start
  • Correction quantity 17 is stored in the correction map 15 in units of time, in particular in ms. It is therefore a first conversion member 23 is provided, through which the
  • the Bestromungsbeginn correction value 17 is here a summand, which in a
  • Addition element 25 - with a positive or negative sign - is added to the set Bestromungsbeginn 3. In this way, the target energization start 3 is corrected, or it is calculated a corrected Bestromungsbeginn 27, with which the injector 1 is finally controlled.
  • the steps illustrated in FIG. 1 are preferably carried out by a control device 29, in particular by the engine control unit.
  • FIG. 2 shows a block diagram, which schematically represents the correction of the start of energization within the scope of an embodiment of the method.
  • FIG. 2 shows the way in which the energization start correction variable 17 is obtained or how the injector-specific correction characteristic map 15 is furnished.
  • a pressure in the individual memory 4 of the injector 1 is detected either by the engine control unit or - as shown in FIG. 2 - by a separate analysis device 30, namely in particular as a time-resolved pressure profile, whereby a measured start of injection 31 is determined on the basis of the pressure or the time-resolved pressure curve becomes.
  • an actual injection delay 33 is calculated by the control device 29, in particular either by the engine control unit or by the separate analysis device 30.
  • the target energization start 3 in a first
  • the desired start of energization 3 is preferably determined in units of degrees of crank angle. Accordingly, the measured start of injection 31 in units of degrees of crank angle is preferably also determined.
  • the actual injection delay is converted by a second conversion element 37 into other units, in particular of degrees crank angle in units of time, preferably in ms. At a According to another embodiment of the method, it is possible for the conversion element 37 to carry out another conversion or that this is completely dispensed with.
  • the control device 29 determines a desired injection delay 39 as a function of at least one parameter of the internal combustion engine 2.
  • the desired spray delay 39 is read out of a spray delay characteristic map 41, in which it is deposited as a function of the quantity of fuel 13 to be injected and the injection start pressure 11.
  • these variables enter the injection delay characteristic map 41 as input variables.
  • the injection delay characteristic map 41 is preferably a global characteristic map, which comprises values for the nominal injection delay 39, which are transmitted via a multiplicity of injectors, preferably of the order of a hundred
  • Injectors are averaged. Accordingly, depending on the injection start pressure 11 and the quantity of fuel 13 to be injected, identical values for the desired injection delay 39 are read out of the injection delay characteristic field 41 for all injectors 1 of the internal combustion engine 2.
  • the values for the nominal injection delay 39 are preferably stored in units of time, in particular ms, in the spray delay characteristic field 41. Therefore, preferably, the second
  • Conversion member 37 provided for converting the actual injection delay 33 in units of time.
  • the desired injection delay 39 and the actual injection delay 33 which may have been converted by the second conversion element 37, are compared with one another in order to calculate the start of energization correction variable 17.
  • the actual injection delay 33 is subtracted from the desired injection delay 39 in a second subtraction element 43.
  • the Bestromungsbeginn correction value 17 is obtained as the difference of the target Spritzverzugs 39 and the actual injection delay 33, wherein in the illustrated
  • Embodiment still a weighting of the Bestromungsbeginn correction variable 17 is performed in a weighting member 45.
  • the weighting is preferably parameterizable, wherein a weighting parameter is read from a map, not shown, as a function of the fuel quantity to be injected 13 and the injection start pressure 11, and to
  • the weighting parameter is preferably configured as a divisor, by which the difference between the desired spray delay 39 and the actual spray delay 33 is divided.
  • the weighting in the weighting member 45 is preferably designed such that it takes about thirty to fifty cycles of the process until all the injectors 1 of the
  • the regulation by the method is thus preferably delayed by means of the weighting element 45 in order to be able to compensate for outliers, and to prevent the regulation from occurring immediately when an outlier occurs
  • the energization start correction variable 17 is finally calculated and stored in the injector-specific correction map 15 for the injector 1 considered here, depending on the fuel quantity to be injected 13 and the injection start pressure 11
  • the correction map 15 is thus constantly re-fed in the course of the process, wherein - as shown in Fig. 1 - always the current Bestromungsbeginn-correcting quantity 17 for

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des Spritzbeginns von Injektoren (1) einer Brennkraftmaschine (2) mit folgenden Schritten: Bestimmen eines Soll-Bestromungsbeginns (3) in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine (2); Erfassen eines Drucks in einem Einzelspeicher (4) eines Injektors (1) und Bestimmen eines gemessenen Spritzbeginns (31) anhand des Drucks; Bestimmen eines Soll-Spritzverzugs (39) in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine (2); Berechnen eines Ist-Spritzverzugs (33) aus dem Soll-Bestromungsbeginn (3) und dem gemessenen Spritzbeginn (31); Vergleichen des Soll- Spritzverzugs (39) und des Ist-Spritzverzugs (33), sowie Berechnen einer Bestromungsbeginn-Korrekturgröße (17) anhand des Vergleichs, und Korrigieren des Soll-Bestromungsbeginns (3) mittels der Bestromungsbeginn-Korrekturgröße (17).

Description

BESCHREIBUNG VERFAHREN UND STEUERUNGSEINRICHTUNG ZUR KORREKTUR DES SPRITZBEGINNS VON INJEKTOREN EINER BRENNKRAFTMASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des Spitzbeginns von Injektoren einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 sowie eine Steuerungseinrichtung für eine
Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 32 356 A1 geht ein Verfahren hervor, bei welchem der Spritzbeginn eines Injektors mittels eines Drucksensors erfasst und mit einem in einem Kennfeld gespeicherten Wert verglichen wird. Ergibt sich eine Abweichung, wird der Spritzbeginn derart korrigiert, dass diese Abweichung verschwindet. Ein entsprechender
Korrekturwert wird gespeichert. Dabei ist der Drucksensor im Rahmen des bekannten
Verfahrens als Raildrucksensor oder als Sensor in einer Druckleitung zu dem Injektor ausgebildet. Generell ergibt sich in Zusammenhang mit Injektoren von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Injektoren eines Einspritzsystems mit einem gemeinsamen Hochdruckspeicher, nämlich einer sogenannten gemeinsamen Leiste (Common-Rail-Einspritzsystem) eine
Verzögerung zwischen einem Bestromungsbeginn, also einem Zeitpunkt, zu welchem ein Injektor bestromt wird, und einem tatsächlichen Beginn der Einspritzung durch den Injektor, mithin einem Spritzbeginn. Diese Verzögerung wird auch als Spritzverzug bezeichnet. Der Spritzverzug ist üblicherweise abhängig von dem konkret verwendeten Injektor. Er unterliegt auch einer zeitlichen Veränderung im Laufe Lebensdauer des Injektors beziehungsweise der Brennkraftmaschine. Die verschiedenen Injektoren einer Brennkraftmaschine weisen daher typischerweise bei identischem Bestromungsbeginn verschiedene Werte für den Spritzbeginn auf. Diese Werte variieren dann noch zusätzlich im Laufe der Lebensdauer der
Brennkraftmaschine beziehungsweise der einzelnen Injektoren. Um die Stabilität eines Betriebs der Brennkraftmaschine insbesondere in Hinblick auf deren Emissionen und Leistung sowohl im Neuzustand als auch über der Lebensdauer zu gewährleisten, wird beispielsweise mithilfe des bekannten Verfahrens versucht, den Spritzbeginn der verschiedenen Injektoren der
Brennkraftmaschine gleichzustellen, sodass diese insbesondere in identischen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine zu identischen Zeitpunkten - vorzugsweise relativ zu einem momentanen Hub eines Kolbens in einem dem betrachteten Injektor zugeordneten Zylinder gesehen - einspritzen. Dabei zeigt sich, dass das bekannte Verfahren verbesserungswürdig ist, weil der mithilfe des Raildrucksensors oder des Drucksensors in der Zuführleitung zu dem Injektor gemessene Druck keine sehr exakte Bestimmung des tatsächlichen Spritzbeginns erlaubt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches den genannten Nachteil nicht aufweist. Insbesondere soll es mithilfe des Verfahrens möglich sein, den Spritzbeginn von Injektoren sehr präzise und genau zu korrigieren, wobei das Verfahren zugleich einfach durchführbar ist. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine
Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, mithilfe derer das Verfahren durchführbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird ein Soll-Bestromungsbeginn in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine bestimmt. Es wird ein Druck in einem Einzelspeicher eines Injektors während eines Einspritzereignisses erfasst, und es wird ein gemessener Spritzbeginn anhand des erfassten Drucks bestimmt. Ein Soll-Spritzverzug wird in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine bestimmt. Es wird ein Ist-Spritzverzug aus dem Soll-Bestromungsbeginn und dem gemessenen Spritzbeginn berechnet. Der Soll-Spritzverzug und der Ist-Spritzverzug werden miteinander verglichen. Eine
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße wird anhand des Vergleichs berechnet, und der Soll- Bestromungsbeginn wird mittels der Bestromungsbeginn-Korrekturgröße korrigiert. Im Rahmen des Verfahrens ist es demnach möglich, den Bestromungsbeginn eines einzelnen Injektors in Hinblick auf den tatsächlichen Spritzbeginn zu korrigieren. Weiterhin ist es möglich,
verschiedene Injektoren der Brennkraftmaschine in Hinblick auf ihren Spritzbeginn
gleichzustellen, insbesondere 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.
Der Druck in dem Einzelspeicher wird vorzugsweise als zeitaufgelöster Druckverlauf erfasst und gespeichert. Aus dem gespeicherten Druckverlauf wird sodann der tatsächliche, gemessene Spritzbeginn bestimmt, wobei ein hierzu geeignetes Verfahren beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 056 381 AI bekannt ist, auf welche insoweit verwiesen wird. Ein Verfahren zur Ermittlung eines virtuellen Spritzbeginns anhand einer
Einzelspeicherdruckmessung ist auch aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 44 181 AI bekannt, auf welche ebenfalls verwiesen wird.
Das Verfahren ist durchführbar für Einspritzsysteme, welche einen gemeinsamen
Hochdruckspeicher, nämlich eine sogenannte gemeinsame Leiste (Common-Rail) aufweisen. Die Injektoren des Einspritzsystems weisen jeweils einen Einzelspeicher als zusätzliches Puffervolumen auf. Durch die Bestromung wird eine Düsennadel eines Injektors verlagert und geöffnet. Dabei ergibt sich eine Verzögerung zwischen dem Bestromungsbeginn und dem Erreichen einer Position der Düsennadel, bei welcher die tatsächliche Einspritzung beginnt. Dieser sogenannte Spritzverzug ist einerseits injektorindividuell verschieden und variiert andererseits mit der Lebensdauer des Injektors. Das Verfahren ist besonders genau und präzise, weil zur Bestimmung des tatsächlichen, gemessenen Spritzbeginns der Druck oder Druckverlauf in dem Einzelspeicher erfasst wird, der unmittelbar dem Injektor zugeordnet ist. Hierdurch wird der Druck sehr nah an der tatsächlichen Einspritzstelle erfasst, sodass eine besonders genaue Bestimmung des Spritzbeginns möglich ist. Somit ist zugleich auch eine genaue, sehr präzise Korrektur des Bestromungsbeginns möglich.
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. Dabei ist es möglich, den Soll-Bestromungsbeginn in Einheiten von Grad Kurbelwinkel oder in Einheiten der Zeit, insbesondere in ms, anzugeben. Besonders bevorzugt wird der Soll-Bestromungsbeginn für eine Haupteinspritzung in Grad Kurbelwinkel angegeben, während er für eine Voreinspritzung und für eine Nacheinspritzung bevorzugt in Einheiten der Zeit, insbesondere in ms, und vorzugsweise als zeitlicher Abstand von dem Bestromungsbeginn der Haupteinspritzung, angegeben wird. Der gemessene Spritzbeginn wird bevorzugt ebenfalls in Einheiten von Grad Kurbelwinkel bestimmt. Alternativ ist es möglich, den gemessenen Spritzbeginn in Einheiten der Zeit, insbesondere in ms, zu bestimmen. Der Soll-Spritzverzug wird bevorzugt in Einheiten der Zeit, insbesondere in ms, bestimmt.
Alternativ ist es allerdings auch möglich, den Soll-Spritzverzug in Einheiten von Grad
Kurbelwinkel zu bestimmen. Dies ist allerdings etwas umständlicher, weil dann die Drehzahl der Brennkraftmaschine zur Bestimmung des Soll-Spritzverzugs herangezogen werden muss.
Der Ist- Spritzverzug wird bevorzugt in denselben Einheiten berechnet, in welchen der Soll- Spritzverzug bestimmt wird. Hierdurch wird der Vergleich des Soll-Spritzverzugs und des Ist- Spritzverzugs erleichtert. Alternativ ist es möglich, den Ist-Spritzverzug in die Einheiten umzurechnen, in denen der Soll-Spritzverzug bestimmt wird, falls der Ist-Spritzverzug nicht in diesen Einheiten berechnet wird.
Die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße wird vorzugsweise in den gleichen Einheiten berechnet, in denen der Soll-Bestromungsbeginn bestimmt wird, oder sie wird in diese Einheiten
umgerechnet, um den Soll-Bestromungsbeginn in einfacher Weise korrigieren zu können.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße in einem dem Injektor zugeordneten Korrektur-Kennfeld gespeichert wird. Alternativ ist es möglich, dass die Bestromungsbeginn-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
Bestromungsbeginn-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 Bestromungsbeginn-Korrekturgröße, sodass eine injektorindividuelle Korrektur des Bestromungsbeginns beziehungsweise des Spritzbeginns für die Injektoren der
Brennkraftmaschine möglich ist. Besonders bevorzugt wird ein global für alle Injektoren vorgegebener Soll-Bestromungsbeginn mit der injektorindividuell abgelegten
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße verrechnet, um einen individuellen Bestromungsbeginn für jeden Injektor festzulegen. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, die verschiedenen Injektoren der Brennkraftmaschine in Hinblick auf ihren Spritzbeginn gleichzustellen.
Die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße wird vorzugsweise in Abhängigkeit von einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, insbesondere von einem einzuspritzenden Kraftstoffvolumen oder von einer einzuspritzenden Kraftstoffmasse, und in Abhängigkeit von einem Spritzbeginndruck in dem Korrektur-Kennfeld gespeichert. Dabei spricht der Spritzbeginndruck den Druck an, der vor oder unmittelbar bei Spritzbeginn an dem Injektor anliegt. Dieser Druck entspricht sowohl einem zu dem genannten Zeitpunkt in dem Einzelspeicher herrschenden Druck, als auch einem zu demselben 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, also eines Raildrucksensors, zu erfassen, während der Druck in dem Einzelspeicher zur Ermittlung des Spritzbeginns mittels eines an diesem vorgesehenen Einzelspeicher-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.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem der Soll-Bestromungsbeginn aus einem
Bestromungs-Kennfeld ausgelesen wird. Dabei sind die Werte für den Soll-Bestromungsbeginn in dem Bestromungs-Kennfeld in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der
Brennkraftmaschine hinterlegt. Besonders bevorzugt sind die Werte in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine und in Abhängigkeit von einer Drehmomentanforderung oder Lastanforderung an die Brennkraftmaschine in dem Bestromungs-Kennfeld hinterlegt. Der Soll- Bestromungsbeginn variiert also bevorzugt mit der Drehzahl und der Lastanforderung, insgesamt mit dem Betriebs- oder Lastpunkt der Brennkraftmaschine. Das Bestromungs-Kennfeld weist vorzugsweise Werte auf, die über eine Vielzahl von Injektoren, besonders bevorzugt über eine Größenordnung von etwa hundert Injektoren, gemittelt sind. Entsprechend ist es vorzugsweise global für alle Injektoren vorgesehen. Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Soll-Spritzverzug aus einem Spritzverzug-Kennfeld ausgelesen wird. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Kennfeld, welches Werte umfasst, die über eine Vielzahl von Injektoren, insbesondere über eine Größenordnung von etwa hundert Injektoren, gemittelt sind. Dabei sind die Werte für den Soll- Spritzverzug in dem Spritzverzug-Kennfeld bevorzugt auf die Werte für den Soll- Bestromungsbeginn in dem Bestromungsbeginn-Kennfeld derart abgestimmt, dass unter der Annahme, dass tatsächlich der Soll-Spritzverzug für einen Injektor verwirklicht wird, ein betriebspunktabhängig geeigneter Spritzbeginn realisiert wird, wenn der in dem Bestromungs- Kennfeld hinterlegte Soll-Bestromungsbeginn auf den Injektor angewendet wird. Die Werte für den Soll-Spritzverzug sind in dem Spritzverzug-Kennfeld in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine hinterlegt. Vorzugsweise sind die Werte für den Soll- Spritzverzug in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, und weiterhin in Abhängigkeit von dem Spritzbeginndruck hinterlegt. Dabei zeigt sich, dass physikalisch betrachtet der Spritzverzug eigentlich nicht von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge abhängt. Tatsächlich besteht aber über die typischerweise verwendeten Algorithmen zur Bestimmung der hier relevanten Größen zumindest ein mathematischer Zusammenhang zwischen dem Soll- Spritzverzug und der eingespritzten Kraftstoffmenge. Entsprechend wird daher bevorzugt auch die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße in dem Korrektur-Kennfeld in Abhängigkeit sowohl von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge als auch in Abhängigkeit von dem Spritzbeginndruck hinterlegt.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Ist- Spritzverzug berechnet wird, indem der Soll-Bestromungsbeginn und der gemessene Spritzbeginn
voneinander subtrahiert werden. Dabei wird vorzugsweise der Soll-Bestromungsbeginn von dem gemessenen Spritzbeginn abgezogen. Auf diese Weise ergibt sich in der Regel ein positiver Wert für den Ist-Spritzverzug, weil typischerweise der gemessene Spritzbeginn zeitlich auf den Soll- Bestromungsbeginn folgt und somit - unabhängig von einer Angabe in Grad Kurbelwinkel oder in Einheiten der Zeit - einen größeren Wert aufweist als dieser. Alternativ ist es auch möglich, den Ist-Spritzverzug zu berechnen, indem der gemessene Spritzbeginn von dem Soll- Bestromungsbeginn abgezogen wird. In diesem Fall ergibt sich in der Regel ein negativer Wert für den Ist-Spritzverzug. Dies ist jedoch für das weitere Verfahren unproblematisch, wobei lediglich die Wahl des Vorzeichens auch in weiteren Schritten entsprechend berücksichtigt werden muss. Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Soll-Spritzverzug und der Ist-Spritzverzug miteinander verglichen werden, indem eine Differenz des Soll-Spritzverzugs und des Ist- Spritzverzugs berechnet wird. Dabei wird vorzugsweise der Ist-Spritzverzug von dem Soll-Spritzverzug abgezogen. Dies wird insbesondere bevorzugt, wenn der Ist-Spritzverzug berechnet wird, indem der Soll-Bestromungsbeginn von dem gemessenen Spritzbeginn abgezogen wird. Alternativ ist es möglich, dass die Differenz berechnet wird, indem der Soll- Spritzverzug von dem Ist-Spritzverzug abgezogen wird. Diese Vorgehensweise wird bevorzugt, wenn der Ist-Spritzverzug berechnet wird, indem der gemessene Spritzbeginn von dem Soll- Bestromungsbeginn abgezogen wird. Es zeigt sich, dass es insbesondere bei der Berechnung des Ist-Spritzverzugs einerseits und bei dem Vergleich des Soll-Spritzverzugs und des Ist- Spritzverzugs andererseits wichtig ist, dass die Vorzeichen passend zueinander gewählt beziehungsweise die entsprechenden Größen passend zueinander definiert werden.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße als Differenz des Soll-Spritzverzugs und des Ist- Spritzverzugs berechnet wird. Somit ergibt sich die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße vorzugsweise unmittelbar aus dem Vergleich des Soll-Spritzverzugs und des Ist-Spritzverzugs, ohne dass es weiterer Rechenschritte bedarf. Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße gewichtet wird. Die Gewichtung dient insbesondere einer Kompensation von Ausreißern und somit einer gewissen Dämpfung beziehungsweise
Verzögerung der Regelung durch das Verfahren, um insbesondere zu vermeiden, dass der Spritzbeginn aufgrund kurzfristiger Ereignisse in eine Begrenzung geregelt wird. Insofern wird ein durch das Verfahren geregelter zeitlicher Verlauf des Bestromungsbeginns mithilfe der Gewichtung geglättet. Vorzugsweise wird die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße bei der Gewichtung unter Beibehaltung des Vorzeichens bezüglich ihres Betrags verringert. Dies kann beispielsweise geschehen, indem ein Gewichtungsfaktor mit der Bestromungsbeginn- Korrekturgröße multipliziert wird, oder indem die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße durch einen Gewichtungsparameter dividiert wird. In jedem Fall wird bevorzugt eine parametrierbare Gewichtung verwendet, wobei der Gewichtungsparameter - entweder als Faktor oder als Divisor - vorzugsweise abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und auch abhängig von dem Spritzbeginndruck gewählt wird. Dabei wird der Gewichtungsparameter vorzugsweise aus einem Kennfeld ausgelesen, welches dessen Werte in Abhängigkeit von den genannten Größen umfasst. Selbstverständlich sind auch andere Formen der Gewichtung insbesondere unter Heranziehung eines Gewichtungsparameters möglich. Die Gewichtung wird vorzugsweise durchgeführt, noch bevor die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße in dem Korrektur-Kennfeld gespeichert wird. Das Korrektur-Kennfeld umfasst dann nicht die rohen Werte für die
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße, sondern bereits die gewichteten Werte. Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass es für jeden Injektor der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Dabei wird bevorzugt jedem Injektor ein injektorindividuelles Korrektur-Kennfeld zugeordnet. Für jeden Injektor sind also eigene, injektorindividuelle Bestromungsbeginn-Korrekturgrößen vorzugsweise in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem Spritzbeginndruck hinterlegt. Die Injektoren der Brennkraftmaschine werden mithilfe des Verfahrens in Hinblick auf den Spritzbeginn bevorzugt gleichgestellt. Dabei ist es gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass die verschiedenen Injektoren initial, also zum Zeitpunkt einer ersten Inbetriebnahme der
Brennkraftmaschine, gleichgestellt werden. Dies entspricht einer Gleichstellung der Injektoren im Neuzustand der Brennkraftmaschine. 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 ein individueller Bestromungsbeginn derart zugewiesen wird, dass der Spritzbeginn der verschiedenen Injektoren - relativ zu einer Phasenlage eines Kolbens in einem dem Injektor zugeordneten Zylinder— gleich ist.
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 einer 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.
Es ist möglich, dass die Steuerungseinrichtung separate Vorrichtungen zur Durchführung verschiedener Verfahrensschritte aufweist. Beispielsweise ist es möglich, dass die
Steuerungseinrichtung ein Motorsteuergerät umfasst, welches den Soll-Bestromungsbeginn bestimmt und diesen mittels der Bestromungsbeginn-Korrekturgröße injektorindividuell korrigiert, sowie die Injektoren bestromt. Bevorzugt wird mithilfe des Motorsteuergeräts auch der Soll-Spritzverzug bestimmt. Es ist möglich, dass in einer separaten Analyseeinrichtung der Einzelspeicherdruck der Injektoren erfasst und anhand des erfassten Drucks der gemessene Spritzbeginn bestimmt wird. In diesem Fall wird vorzugsweise ebenfalls in der
Analyseeinrichtung der Ist- Spritzverzug bestimmt. Alternativ ist es möglich, dass der Ist- Spritzverzug in dem Motorsteuergerät bestimmt wird, wobei die Analyseeinrichtung lediglich den gemessenen Spritzbeginn an das Motorsteuergerät übermittelt. Der Vergleich des Soll- Spritzverzugs und des Ist-Spritzverzugs kann in dem Motorsteuergerät oder alternativ in der separaten Analyseeinrichtung durchgeführt werden. Dabei ist die Analyseeinrichtung
vorzugsweise mit dem Motorsteuergerät wirkverbunden, sodass insbesondere Daten zwischen den beiden Vorrichtungen austauschbar sind. Die Berechnung der Bestromungsbeginn- Korrekturgröße anhand des Vergleichs kann ebenfalls entweder in dem Motorsteuergerät oder alternativ in der separaten Analyseeinrichtung durchgeführt werden.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtung ist vorgesehen, dass diese nur eine Vorrichtung, insbesondere ein Motorsteuergerät umfasst, auf welcher das gesamte Verfahren abläuft.
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 Raildrucksensor im Bereich des gemeinsamen Hochdruckspeichers wirkverbunden ist, wobei mithilfe dieses Raildrucksensors insbesondere der Spritzbeginndruck als Eingangsgröße für die verschiedenen Kennfelder ermittelt wird.
Das Verfahren und die Steuerungseinrichtung sind vorgesehen zur Verwendung in einer
Brennkraftmaschine, die ein Einspritzsystem aufweist, welches vorzugsweise einen
gemeinsamen Hochdruckspeicher sowie 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, Kerosin, Schweröl, Methanol, Ethanol, ein höherer Alkohol, Erdgas, Biogas, Magergas oder Sondergas. Diese Aufzählung ist nicht abschließend. Mithilfe des Einspritzssystems können beliebige, fluide Kraftstoffe eingespritzt werden, die zum Betrieb in einer Brennkraftmaschine mit Einzelpunkteinspritzung,
Mehrpunkteinspritzung und/oder Direkteinspritzung geeignet sind. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Blockbilddarstellung der Bestromung eines Injektors gemäß einer
Ausführungsform des Verfahrens, und Figur 2 eine schematische Blockbilddarstellung einer Korrektur des Bestromungsbeginns im
Rahmen einer Ausführungsform des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, in welchem schematisch die Bestromung eines Injektors 1 einer Brennkraftmaschine 2 dargestellt ist, wobei der Injektor 1 einen Einzelspeicher 4 aufweist. Im Rahmen der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Soll-Bestromungsbeginn 3 vorzugsweise von einem Motorsteuergerät in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine 2 bestimmt. Dabei wird hier der Soll-Bestromungsbeginn 3 aus einem Bestromungs-Kennfeld 5 ausgelesen, in welchem Werte für den Soll-Bestromungsbeginn 3 in Abhängigkeit von einer Drehzahl 7 der Brennkraftmaschine 2 sowie in Abhängigkeit von einer Drehmomentanforderung 9 an die Brennkraftmaschine 2 gespeichert sind. Entsprechend liest das Motorsteuergerät den Soll-Bestromungsbeginn 3 aus dem Bestromungs-Kennfeld 5 in
Abhängigkeit von der momentanen Drehzahl 7 und der momentanen Drehmomentanforderung 9 aus. Das Bestromungs-Kennfeld 5 ist als globales Kennfeld ausgelegt, sodass es über eine Vielzahl von Injektoren, vorzugsweise in der Größenordnung von hundert Injektoren, gemittelte Werte für den Soll-Bestromungsbeginn 3 umfasst. Es wird somit abhängig von der Drehzahl 7 und der Drehmomentanforderung 9 für jeden Injektor 1 der Brennkraftmaschine 2 der gleiche, globale Wert für den Soll-Bestromungsbeginn 3 aus dem Bestromungs-Kennfeld 5 ausgelesen. Außerdem wird - vorzugsweise im Bereich eines gemeinsamen Hochdruckspeichers von einem Drucksensor - ein Spritzbeginndruck 11 ermittelt. Auch wird eine einzuspritzende
Kraftstoffmenge 13, vorzugsweise als Kraftstoffmasse oder besonders bevorzugt als
Kraftstoffvolumen, durch das Motorsteuergerät insbesondere lastpunktabhängig bestimmt. Der Spritzbeginndruck 11 und die einzuspritzende Kraftstoffmenge 13 gehen als Eingangsgrößen in ein Korrektur-Kennfeld 15 ein, aus dem eine Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 abhängig von dem Spritzbeginndruck 11 und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge 13 ausgelesen wird. Das Korrektur-Kennfeld 15 umfasst injektorindividuelle Korrekturwerte, ist hier also auf den konkreten Injektor 1 hin abgestimmt beziehungsweise umfasst die für diesen ermittelten Werte der B estromungsbeginn-Korrekturgröße 17.
Die einzuspritzende Kraftstoffmenge 13 und der Spritzbeginndruck 11 werden vor dem Auslesen des Korrektur-Kennfelds 15 bevorzugt gefiltert. Hierzu sind bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel zwei Übertragungsglieder 19, 21 vorgesehen, wobei die
Übertragungsglieder 19, 21 vorzugsweise als Tiefpass und besonders bevorzugt als PTl -Glieder ausgebildet sind. Durch die Filterung wird verhindert, dass die Brennkraftmaschine 2 aufgrund der Regelung im Rahmen des Verfahrens aufschwingt, da ein Algorithmus zur Auswertung des Einzelspeicherdrucks über die einzuspritzende Kraftstoffmenge direkt mit einem Drehzahlregler der Brennkraftmaschine 2 gekoppelt ist. Die Übertragungsglieder 19, 21 weisen vorzugsweise jeweils zwei Zeitkonstanten auf. Eine erste Zeitkonstante ist für den stationären Betrieb der Brennkraftmaschine 2 definiert, also für Betriebszustände, bei denen sich ein Lastpunkt der Brennkraftmaschine 2 nicht ändert. Eine zweite Zeitkonstante ist für einen transienten Betrieb der Brennkraftmaschine 2 vorgesehen, in welchem sich der Lastpunkt ändert. Die Verwendung der Zeitkonstanten wird vorzugsweise von dem Motorsteuergerät entsprechend einem
Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 umgeschaltet, insbesondere über ein Bit, welches abhängig von dem Betriebszustand zu 0 oder zu 1 gesetzt werden kann.
Der Soll-Bestromungsbeginn 3 wird bevorzugt in Einheiten von Grad Kurbelwinkel angegeben beziehungsweise ist in diesen Einheiten in dem Bestromungs-Kennfeld 5 hinterlegt. Bei der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens ist allerdings die Bestromungsbeginn-
Korrekturgröße 17 in dem Korrektur-Kennfeld 15 in Einheiten der Zeit hinterlegt, insbesondere in ms. Es ist daher ein erstes Umrechnungsglied 23 vorgesehen, durch welches die
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 von Einheiten der Zeit in Einheiten von Grad
Kurbelwinkel umgerechnet wird. Je nach Wahl der Einheiten für den Soll-Bestromungsbeginn 3 einerseits und die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 andererseits ist es möglich, dass das erste Umrechnungsglied 23 bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens eine andere Umrechnung durchführt oder ganz entfällt. Die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 ist hier ein Summand, der in einem
Additionselement 25 - mit positivem oder negativem Vorzeichen - zu dem Soll- Bestromungsbeginn 3 addiert wird. Auf diese Weise wird der Soll-Bestromungsbeginn 3 korrigiert, beziehungsweise es wird ein korrigierter Bestromungsbeginn 27 berechnet, mit dem der Injektor 1 schließlich angesteuert wird.
Die in Fig. 1 dargestellten Schritte werden vorzugsweise von einer Steuerungseinrichtung 29, insbesondere von dem Motorsteuergerät durchgeführt.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild, welches schematisch die Korrektur des Bestromungsbeginns im Rahmen einer Ausführungsform des Verfahrens darstellt. Dabei ist in Fig. 2 insbesondere dargestellt, auf welche Weise die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 erhalten wird, beziehungsweise wie das injektorindividuelle Korrektur-Kennfeld 15 bedatet wird. Hierzu wird entweder durch das Motorsteuergerät oder - wie in Fig. 2 dargestellt - durch eine separate Analyseeinrichtung 30 ein Druck in dem Einzelspeicher 4 des Injektors 1 erfasst, nämlich insbesondere als zeitaufgelöster Druckverlauf, wobei anhand des Drucks beziehungsweise des zeitaufgelösten Druckverlaufs ein gemessener Spritzbeginn 31 bestimmt wird.
Aus dem Soll-Bestromungsbeginn 3 und dem gemessenen Spritzbeginn 31 wird durch die Steuerungseinrichtung 29, insbesondere entweder durch das Motorsteuergerät oder durch die separate Analyseeinrichtung 30, ein Ist-Spritzverzug 33 berechnet. Dabei wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Soll-Bestromungsbeginn 3 in einem ersten
Subtraktionsglied 35 von dem gemessenen Spritzbeginn 31 subtrahiert.
Wie bereits ausgeführt, wird der Soll-Bestromungsbeginn 3 bevorzugt in Einheiten von Grad Kurbelwinkel bestimmt. Entsprechend wird bevorzugt auch der gemessene Spritzbeginn 31 in Einheiten von Grad Kurbelwinkel bestimmt. Je nach Ausführungsform des Verfahrens wird der Ist-Spritzverzug durch ein zweites Umrechnungsglied 37 in andere Einheiten umgerechnet, hier insbesondere von Grad Kurbelwinkel in Einheiten der Zeit, vorzugsweise in ms. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass das Umrechnungsglied 37 eine andere Umrechnung vornimmt, oder dass dieses ganz entfällt.
Von der Steuerungseinrichtung 29 wird ein Soll-Spritzverzug 39 in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine 2 bestimmt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird der Soll-Spritzverzug 39 aus einem Spritzverzug- Kennfeld 41 ausgelesen, in dem er abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge 13 und dem Spritzbeginndruck 11 hinterlegt ist. Entsprechend gehen diese Größen als Eingangsgrößen in das Spritzverzug-Kennfeld 41 ein. Bei dem Spritzverzug-Kennfeld 41 handelt es sich bevorzugt um ein globales Kennfeld, welches Werte für den Soll-Spritzverzug 39 umfasst, die über eine Vielzahl von Injektoren, vorzugsweise über eine Größenordnung von hundert
Injektoren, gemittelt sind. Entsprechend werden in Abhängigkeit des Spritzbeginndrucks 11 und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge 13 hier aus dem Spritzverzug-Kennfeld 41 für alle Injektoren 1 der Brennkraftmaschine 2 gleiche Werte für den Soll-Spritzverzug 39 ausgelesen.
Die Werte für den Soll-Spritzverzug 39 sind in dem Spritzverzug-Kennfeld 41 vorzugsweise in Einheiten der Zeit, insbesondere in ms hinterlegt. Daher ist vorzugsweise das zweite
Umrechnungsglied 37 zur Umrechnung des Ist-Spritzverzugs 33 in Einheiten der Zeit vorgesehen.
Der Soll-Spritzverzug 39 und der gegebenenfalls durch das zweite Umrechnungsglied 37 umgerechnete Ist-Spritzverzug 33 werden miteinander verglichen, um die Bestromungsbeginn- Korrekturgröße 17 zu berechnen. Hierzu wird bei der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens in einem zweiten Subtraktionsglied 43 der Ist- Spritzverzug 33 von dem Soll- Spritzverzug 39 subtrahiert. Die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 ergibt sich als Differenz des Soll-Spritzverzugs 39 und des Ist- Spritzverzugs 33, wobei bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel noch eine Wichtung der Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 in einem Wichtungsglied 45 durchgeführt wird. Die Gewichtung ist vorzugsweise parametrierbar, wobei ein Gewichtungsparameter aus einem nicht dargestellten Kennfeld in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge 13 und dem Spritzbeginndruck 11 ausgelesen und zur
Wichtung herangezogen wird. Dabei ist der Gewichtungsparameter vorzugsweise als Divisor ausgestaltet, durch welchen die Differenz des Soll-Spritzverzugs 39 und des Ist-Spritzverzugs 33 dividiert wird. Die Gewichtung in dem Wichtungsglied 45 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass es ungefähr dreißig bis fünfzig Durchläufe des Verfahrens bedarf, bis alle Injektoren 1 der
Brennkraftmaschine 2 gleichgestellt sind. Die Ausregelung durch das Verfahren wird mithilfe des Wichtungsglieds 45 somit bevorzugt verzögert, um Ausreißer kompensieren zu können, und um zu vermeiden, dass bei Auftreten eines Ausreißers die Regelung unmittelbar
beziehungsweise rasch in eine Begrenzung läuft.
Auf diese Weise wird letztlich die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 berechnet und in dem injektorindividuellen Korrektur-Kennfeld 15 für den hier betrachteten Injektor 1 abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge 13 und dem Spritzbeginndruck 11 abgelegt
beziehungsweise gespeichert.
Das Korrektur-Kennfeld 15 wird so im Laufe des Verfahrens fortwährend neu bedatet, wobei - wie in Fig. 1 dargestellt - stets die aktuelle Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 zur
Verfügung steht, um für den Injektor 1 aus dem Soll-Bestromungsbeginn 3 und der
Bestromungsbeginn-Korrekturgröße 17 den korrigierten Bestromungsbeginn 27 zu berechnen.
Es ist möglich, dass alle in Fig. 2 dargestellten Schritte - gegebenenfalls bis auf die Bestimmung des Soll-Bestromungsbeginns 3, der von dem Motorsteuergerät bereitgestellt werden kann— in der Analyseeinrichtung 30 durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, dass die in Fig. 2 dargestellten Schritte von dem Motorsteuergerät durchgeführt werden, während durch die Analyseeinrichtung 30 lediglich der gemessene Spritzbeginn 31 bestimmt wird. Jedenfalls sind aber sowohl die Analyseeinrichtung 30 als auch das Motorsteuergerät Teil der übergeordneten Steuerungseinrichtung 29.
Schließlich ist es möglich, dass keine separate Analyseeinrichtung 30 vorgesehen ist, sondern dass diese vielmehr quasi in das Motorsteuergerät implementiert ist, sodass der gemessene Spritzbeginn 31 ebenfalls von dem Motorsteuergerät berechnet wird. In diesem Fall ist das Motorsteuergerät identisch mit der Steuerungseinrichtung 29.
Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens und der Steuerungseinrichtung 23 möglich ist, den Bestromungsbeginn für verschiedene Injektoren 1 einer Brennkraftmaschine 2 nicht nur initial sondern auch während der Betriebszeit zur Kompensation einer Injektordrift zu korrigieren, wobei die Injektoren 1 letztlich in Hinblick auf ihren Spritzbeginn gleichgestellt werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Korrektur des Spritzbeginns von Injektoren (1) einer Brennkraftmaschine (2) mit folgenden Schritten:
Bestimmen eines Soll-Bestromungsbeginns (3) in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der Brennkraftmaschine (2); - Erfassen eines Drucks in einem Einzelspeicher (4) eines Injektors (1) und Bestimmen eines gemessenen Spritzbeginns (31) anhand des Drucks;
- Bestimmen eines Soll-Spritzverzugs (39) in Abhängigkeit von mindestens einem
Parameter der Brennkraftmaschine (2);
Berechnen eines Ist- Spritzverzugs (33) aus dem Soll-Bestromungsbeginn (3) und dem gemessenen Spritzbeginn (31);
- Vergleichen des Soll-Spritzverzugs (39) und des Ist- Spritzverzugs (33), sowie Berechnen einer Bestromungsbeginn-Korrekturgröße (17) anhand des Vergleichs, und
Korrigieren des Soll-Bestromungsbeginns (3) mittels der Bestromungsbeginn- Korrekturgröße (17).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungsbeginn- Korrekturgröße (17) in einem dem Injektor (1) zugeordneten Korrektur-Kennfeld (15) gespeichert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Bestromungsbeginn (3) aus einem Bestromungs-Kennfeld (5) ausgelesen wird, das vorzugsweise über eine Vielzahl von Injektoren (1) gemittelte Werte umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Spritzverzug (39) aus einem Spritzverzug-Kennfeld (41) ausgelesen wird, das vorzugsweise über eine Vielzahl von Injektoren (1) gemittelte Werte umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Spritzverzug (33) berechnet wird, indem der Soll-Bestromungsbeginn (3) und der gemessene Spritzbeginn (31) voneinander subtrahiert werden, wobei vorzugsweise der Soll- Bestromungsbeginn (3) von dem gemessenen Spritzbeginn (31) abgezogen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Spritzverzug (39) und der Ist- Spritzverzug (33) miteinander verglichen werden, indem eine Differenz des Soll-Spritzverzugs (39) und des Ist-Spritzverzugs (33) berechnet wird, wobei vorzugsweise der Ist-Spritzverzug (33) von dem Soll-Spritzverzug (39) abgezogen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße (17) als Differenz des Soll-Spritzverzugs (39) und des
Ist-Spritzverzugs (33) berechnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungsbeginn-Korrekturgröße (17) gewichtet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für jeden Injektor (1) der Brennkraftmaschine (2) durchgeführt wird, wobei jedem Injektor (1) ein Korrektur-Kennfeld (15) zugeordnet wird, wobei vorzugsweise ein Spritzbeginn der Injektoren (1) der Brennkraftmaschine (2) mithilfe des Verfahrens gleichgestellt wird.
10. Steuerungseinrichtung (29) für eine Brennkraftmaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (29) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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