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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A CORRECTION VALUE FOR A FUEL INJECTION AMOUNT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/155986
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a correction value for a fuel metering of a fuel injector (130) of an internal combustion engine (100), wherein fuel is injected from a high-pressure store (120) into a combustion chamber (105) by means of the fuel injector (130), wherein a value is determined that is representative for a static through-flow rate through the fuel injector (130), wherein, in at least one injection process of the fuel injector (130), a relationship of a pressure difference occurring in the high-pressure store (120) as a result of the injection process and an associated duration that is characteristic for the injection process is determined, and wherein the correction value is determined based on a comparison of the representative value with a comparison value.

Inventors:
JOOS KLAUS (DE)
HESS WERNER (DE)
SCHENCK ZU SCHWEINSBERG ALEXANDER (DE)
HIRCHENHEIN ACHIM (DE)
BAUER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/054846
Publication Date:
October 06, 2016
Filing Date:
March 08, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F02D41/24
Foreign References:
DE102011002764A12012-07-19
EP2184473A22010-05-12
US20140100761A12014-04-10
DE102009002593A12010-10-28
DE102007050813A12009-04-30
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Claims:
Ansprüche

1 . Verfahren zum Ermitteln eines Korrekturwertes für eine Kraftstoffzumessung eines Kraftstoffinjektors (130) einer Brennkraftmaschine (100), bei der mittels des Kraftstoffinjektors (130) Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher (120) in einen Brennraum (105) eingespritzt wird,

wobei ein für eine statische Durchflussrate (Qstat) durch den Kraftstoffinjektor (130) repräsentativer Wert ermittelt wird, indem bei wenigstens einem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors (130) ein Verhältnis einer im Hochdruckspeicher (120) aufgrund des Einspritzvorgangs auftretender Druckdifferenz (Δρ) und einer zugehörigen, für den Einspritzvorgang charakteristischen Dauer (At) ermittelt wird, und

wobei anhand eines Vergleichs des repräsentativen Wertes mit einem Vergleichswert der Korrekturwert ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der repräsentative Wert aus bei mehreren Einspritzvorgängen des Kraftstoffinjektors (130) ermittelten Verhältnissen von Druckdifferenz (Δρ) und zugehöriger Dauer (At) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der repräsentative Wert aus einem Mittelwert von bei mehreren Einspritzvorgängen des Kraftstoffinjektors (130) ermittelten Verhältnissen von Druckdifferenz (Δρ) und zugehöriger Dauer (At) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Korrekturwert anhand eines Verhältnisses aus dem repräsentativen Wert und einem Mittelwert von entsprechenden repräsentativen Werten aller Kraftstoffinjektoren (130) der Brennkraftmaschine (100) ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Mittelwert der entsprechenden Korrekturwerte aller Kraftstoffinjektoren (130) der Brennkraftmaschine (100) derart eingestellt wird, dass ein gewünschtes Kraftstoff-Sauerstoff-Verhältnis im Abgas nicht verändert wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Ermittlung der für den Einspritzvorgang des Kraftstoff! njektors (130) charakteristischen Dauer (At) eine Ist-Offen da uer, eine Soll-Offendauer, eine Ansteuerzeit und/oder eine Schließzeit des Kraftstoffinjektors (130) berücksichtigt werden.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Korrekturwert zur Korrektur eines bei der Ermittlung von für den Einspritzvorgang charakteristischen Soll-Dauern verwendeten Werts für die statische Durchflussrate verwendet wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei während des wenigstens einen Einspritzvorgangs einen Druck (p) im Hochdruckspeicher (120) erhöhende Vorgänge verhindert werden.

Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.

Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.

Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.

Description:
Beschreibung Titel

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ERMITTELN EINES KORREKTURWERTES FÜR EINE KRAFTSTOFFEINSPIRTZMENGE

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Korrekturwertes für eine Kraftstoffzumessung eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, bei der mittels des Kraftstoffinjektors Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher in einen Brennraum eingespritzt wird.

Stand der Technik

Bei Kraftfahrzeugen gelten hinsichtlich einzuhaltender Emissionen von Schadstoffen teilweise sehr strenge Grenzwerte. Um aktuelle und insbesondere auch zukünftige Emissions- bzw. Abgasgrenzwerte einzuhalten, ist u.a. eine genaue Kraftstoffzumessung bei der Einspritzung entscheidend.

Dabei ist jedoch zu Berücksichtigen, dass bei der Zumessung verschiedene Toleranzen auftreten. Solche Zumesstoleranzen resultieren im Allgemeinen aus exemplarabhängiger Nadeldynamik und exemplarabhängiger statischer Durchflussrate der Kraftstoff! njektoren. Ein Einfluss der Nadeldynamik kann bspw. durch einen mechatronischen Ansatz, wie bspw. einer sog. Controlled Valve Operation reduziert werden. Bei einer Controlled Valve Operation werden Ansteuerzeiten der Kraftstoff! njektoren im Sinne einer Regelung bspw. über die Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs hinweg angepasst. Dabei werden während der Einspritzung das Ansteuersignal erfasst und parallel aus Öffnungs- und Schließzeitpunkt die Offendauer der Ventilnadel ermittelt. Somit kann die tatsächliche Offendauer jedes Injektors errechnet und gegebenenfalls nachgeregelt werden. In der DE 10 2009 002 593 A1 wird ein solches Verfahren zum Regeln einer Ist- Offendauer eines Ventils auf eine Soll-Offendauer beschrieben. Mögliche Fehler bei der statischen Durchflussrate resultieren aus Toleranzen der Einspritzlochgeometrie und des Nadelhubs. Solche Fehler können bisher meist nur global, d.h. hinsichtlich aller Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine gemeinsam, bspw. auf Basis einer Lambdaregelung bzw. Gemischadaption korrigiert werden. Damit kann jedoch nicht erkannt werden, ob einzelne Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine eine Abweichung hinsichtlich ihrer statischen Durchflussrate aufweisen (d.h. bei gleicher Offendauer unterschiedliche Mengen abgeben), die abgas- oder laufruherelevant sein können.

Aus der DE 10 2007 050 813 A1 ist bspw. ein Verfahren zur Abgabemengenüberwachung einer Injektorsteuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem anhand eines Druckabfalls im Hochdruckspeicher eine vom Injektor abgegebene Kraftstoff menge überwacht wird. Eine detaillierte Ermittlung von Ursachen etwaiger Abweichungen und deren Korrektur ist hiermit jedoch nicht möglich.

Es ist daher wünschenswert, eine Möglichkeit für eine genauere Überwachung und/oder Korrektur einer Kraftstoffzumessung bei Kraftstoffinjektoren von Brennkraftmaschinen anzugeben.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln eines Korrekturwertes für eine Kraftstoffzumessung eines Kraftstoff! njektors einer Brennkraftmaschine, bei der mittels des Kraftstoffinjektors Kraftstoff aus einem Hochdruckspeicher in einen Brennraum eingespritzt wird. Dabei wird ein für eine statische Durchflussrate durch den Kraftstoffinjektor repräsentativer Wert ermittelt, indem bei wenigstens einem Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors ein Verhältnis einer im Hoch- druckspeicher aufgrund des Einspritzvorgangs auftretender Druckdifferenz und einer zugehörigen, für den Einspritzvorgang charakteristischen Dauer ermittelt wird. Der für die statische Durchflussrate durch den Kraftstoffinjektor repräsentative Wert ist somit eine Druckrate. Weiter wird dann anhand eines Vergleichs des repräsentativen Wertes mit einem Vergleichswert, z.B. durch Quotientenbildung, der Korrekturwert ermittelt.

Der Korrekturwert wird dann vorzugsweise zur Korrektur eines Werts für die statische Durchflussrate verwendet, wobei der Wert bei der Ermittlung von Soll- Dauern bzw. Zeiten, die für den Einspritzvorgang charakteristisch sind, beispielsweise einer Soll-Offendauer oder einer Soll-Ansteuerdauer, verwendet wird. Beispielsweise kann der bisherige Wert für die statische Durchflussrate mit dem Korrekturwert multipliziert werden. Insbesondere kann die Korrektur während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere auch regelmäßig, oder auch während einer Wartung oder einer sonstigen Überprüfung erfolgen.

Die Erfindung macht sich zunutze, dass die von einem Kraftstoff! njektor während eines Einspritzvorgangs abgegebene Kraftstoff menge bzw. dessen Volumen proportional oder zumindest hinreichend proportional zu der zugehörigen Druck- differenz, d.h. dem Druckunterschied vor und nach dem Einspritzvorgang, im

Hochdruckspeicher, dem sog. Rail ist. Wenn nun zudem eine für den Einspritzvorgang charakteristische Dauer bekannt ist, kann aus dem Verhältnis dieser Druckdifferenz und der zugehörigen Dauer ein Wert ermittelt werden, der bis auf einen Proportionalitätsfaktor der statischen Durchflussrate durch den Kraftstoffin- jektor entspricht.

Durch Berücksichtigung der statischen Durchflussrate, also der Einspritzmenge pro Zeit im Vollhub, kann die Einspritzdauer zum Einspritzen einer gewünschten Einspritzmenge noch genauer vorgegeben werden. Da dieses Verfahren für je- den Kraftstoffinjektor der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, können somit injektorspezifische Abweichungen bei der Kraftstoffzumessung, die bei einer globalen Anpassung der Gesamteinspritzmenge über eine Lambdamessung bspw. nicht erfasst werden können, korrigiert werden. Abweichungen bei der Nadeldynamik (also der Öffnungs- und Schließzeitpunkte) hingegen können durch ein eingangs erwähntes mechatronisches Verfahren korrigiert werden. Somit stehen für beide, die Kraftstoffzumessung beeinflussenden Faktoren, Nadeldynamik und statische Durchflussrate, jeweils geeignete und genaue Verfahren zur Verfügung.

Vorzugsweise wird der repräsentative Wert aus bei mehreren Einspritzvorgängen des Kraftstoffinjektors ermittelten Verhältnissen von Druckdifferenz und zugehöriger Dauer ermittelt. Da bei einer einzelnen Messung von Druckdifferenz und für die Einspritzung charakteristischer Dauer die resultierende Genauigkeit be- schränkt ist, können wesentlich genauere Werte erreicht werden, indem mehrere

Messungen durchgeführt werden, die auf geeignete Weise zueinander in Beziehung gesetzt werden.

Zweckmäßigerweise wird der repräsentative Wert aus einem Mittelwert von bei mehreren Einspritzvorgängen des Kraftstoffinjektors ermittelten Verhältnissen von Druckdifferenz und zugehöriger Dauer ermittelt, da eine Mittelwertbildung sehr einfach ist und einen genauen Wert liefert. Eine nötige Anzahl an Messungen ist dabei meist von typischen Pulsationen im Hochdruckspeicher und einer Genauigkeit des eingesetzten Sensors für den Druck im Hochdruckspeicher ab- hängig.

Vorteilhafterweise wird der Korrekturwert anhand eines Verhältnisses aus dem repräsentativen Wert und einem Mittelwert von entsprechenden repräsentativen Werten aller Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine als Vergleichswert er- mittelt. Damit ist das Verfahren unabhängig von möglichen systematischen

Messfehlern, bspw. aufgrund ungenauer Sensoren oder fehlender Informationen über die aktuellen Kraftstoffeigenschaften, wie z.B. Temperatur oder Ethanolge- halt. Durch die Quotientenbildung fallen diese Einflussfaktoren weg. Ebenso muss der Proportionalitätsfaktor nicht berücksichtigt werden. Hierzu sei ange- merkt, dass die repräsentativen Werte aller Kraftstoffinjektoren zweckmäßigerweise jeweils auf dieselbe Weise ermittelt werden. Sofern hinreichend viele und hinreichend genaue Sensoren, z.B. für den Druck im Hochdruckspeicher, Mediumtemperatur und Ethanolgehalt, verwendet werden bzw. verwendet werden können, kann damit auch ein absoluter Wert für die statische Durchflussrate er- mittelt werden. Der Korrekturwert kann anhand eines Verhältnisses aus diesem absoluten Wert und einem erwünschten Wert als Vergleichswert ermittelt werden. Es ist von Vorteil, wenn der Mittelwert der entsprechenden Korrekturwerte aller

Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine derart eingestellt wird, dass ein gewünschtes Kraftstoff-Sauerstoff-Verhältnis im Abgas nicht verändert wird. Dieses Kraftstoff-Sauerstoff-Verhältnis wird dabei auch als Lambda-Wert bezeichnet. Damit können bspw. möglichst optimale Abgaswerte der Brennkraftmaschine er- reicht werden.

Vorzugsweise werden bei der Ermittlung der für den Einspritzvorgang des Kraftstoffinjektors charakteristischen Dauer eine Ist-Offendauer (d.h. die gemessene Dauer zwischen Öffnungszeitpunkt und Schließzeitpunkt), eine Soll-Offendauer (d.h. die ideale Modell-Offendauer, d.h. eine nicht gemessene Offendauer), eine

Ansteuerdauer, d.h. die Zeitdauer, in der ein Ansteuersignal am Ventil anliegt, und/oder eine Schließzeit, d.h. die Zeit vom Ende der Ansteuerdauer bis zum Ende der Offendauer, berücksichtigt. Zwar ist die Ist-Offendauer der Wert, durch den die Dauer des Kraftstoffflusses während des Einspritzvorgangs am genaues- ten beschrieben wird, jedoch können auch die anderen Größen, ggf. mit einer

Korrektur, hinreichend genau für die Bestimmung der relevanten Dauer des Einspritzvorgangs sein, vor allem sind diese teilweise sehr einfach zu ermitteln. Eine Kombination von zwei oder mehr der genannten Größen kann noch genauere Werte liefern. Welche Größen verwendet werden, kann dabei bspw. von vorhan- denen Erfassungsmitteln wie Sensoren oder Daten in der Ansteuerelektronik abhängig gemacht werden. Die Ist-Offendauer kann dabei bspw. mittels der eingangs erwähnten Controlied Valve Operation ermittelt werden, bei welcher ja die Einspritzdauer eingeregelt wird. Vorteilhafterweise werden während des wenigstens einen Einspritzvorgangs einen Druck im Hochdruckspeicher erhöhende Vorgänge verhindert. Dazu zählt insbesondere das Verhindern bzw. Unterbrechen der Nachförderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher durch eine Hochdruckpumpe. Die Druckdifferenz im Hochdruckspeicher aufgrund des Einspritzvorgangs kann ansonsten möglich- erweise nicht hinreichend genau erfasst werden bzw. diese wird verfälscht. Mögliche Leckagen, die ebenfalls zu Druckverlust führen, sind hingegen insbesondere bei der relativen Bestimmung des Korrekturwerts, bei der der repräsentative Wert eines Kraftstoffinjektors zu einem Mittelwert entsprechender repräsentativer Werte aller Kraftstoffinjektoren ins Verhältnis gesetzt wird, nicht von Bedeutung.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, elektrische und optische Speicher, wie Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Common-Rail-System, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Figur 2 zeigt in einem Diagramm ein Durchflussvolumen bei einem Kraftstoffinjektor über der Zeit.

Figur 3 zeigt in einem Diagramm einen Druckverlauf in einem Hochdruckspeicher während eines Einspritzvorgangs. Figur 4 zeigt schematisch einen Ablauf zur Ermittlung einer Ansteuerzeit für einen Kraftstoffinjektor.

Ausführungsformen der Erfindung

In Figur 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 100 gezeigt, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Beispielhaft umfasst die Brennkraftmaschine 100 drei Brennräume bzw. zugehörige Zylinder 105. Jedem Brennraum 105 ist ein Kraftstoffinjektor 130 zugeordnet, welcher wiederum jeweils an einen Hochdruckspeicher 120, einem sog. Rail, angeschlossen ist, über welchen er mit Kraftstoff versorgt wird. Es versteht sich, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren auch bei einer Brennkraftmaschine mit einer beliebigen anderen Anzahl an Zylindern, bspw. vier, sechs, acht oder zwölf Zylinder, durchgeführt werden kann.

Weiter wird der Hochdruckspeicher über eine Hochdruckpumpe 1 10 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 140 gespeist. Die Hochdruckpumpe 1 10 ist mit der Brennkraftmaschine 100 gekoppelt, und zwar bspw. derart, dass die Hochdruckpumpe über eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bzw. über eine Nockenwelle, welche wiederum mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, angetrieben wird.

Eine Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren 130 zum Zumessen von Kraftstoff in die jeweiligen Brennräume 105 erfolgt über eine als Motorsteuergerät 180 ausgebildete Recheneinheit. Der Übersichtlichkeit halber ist nur die Verbindung vom Motorsteuergerät 180 zu einem Kraftstoff! njektor 130 dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jeder Kraftstoffinjektor 130 an das Motorsteuergerät entsprechend angeschlossen ist. Jeder Kraftstoffinjektor 130 kann dabei spezifisch angesteuert werden. Ferner ist das Motorsteuergerät 130 dazu eingerichtet, den Kraftstoffdruck in dem Hochdruckspeicher 120 mittels eines Drucksensors 190 zu erfassen.

In Figur 2 ist in einem Diagramm ein kumuliertes Durchflussvolumen V durch einen Kraftstoffinjektor über der Zeit t bei einer lange andauernden Ansteuerung des Kraftstoff! njektors dargestellt. Zum Zeitpunkt t p beginnt dabei eine Ansteuerzeit und zum Zeitpunkt ti beginnt sich die Ventilnadel zu heben. Zum Zeitpunkt ti beginnt somit auch eine Offendauer des Kraftstoff! njektors. Dabei ist zu sehen, dass das kumulierte Durchflussvolumen V bzw. die durch den Kraftstoffinjektor geflossene Kraftstoff menge nach einer kurzen Zeitdauer während des Anhebens der Ventilnadel über einen weiten Bereich konstant ansteigt. In diesem Bereich befindet sich die Ventilnadel im sog. Vollhub, d.h. die Ventilnadel ist vollständig bzw. bis zu einer Soll-Höhe angehoben.

Während dieser Zeit fließt eine konstante Kraftstoff menge pro Zeiteinheit durch die Ventilöffnung des Kraftstoffinjektors, d.h. die statische Durchflussrate C tat, die die Steigung des kumulierten Durchflussvolumens V angibt, ist konstant. Die Größe der statischen Durchflussrate ist dabei ein wesentlicher Faktor, der, wie eingangs bereits erwähnt, die insgesamt während eines Einspritzvorgangs eingespritzte Kraftstoff menge bestimmt. Abweichungen bzw. Toleranzen in der statischen Durchflussrate wirken sich daher auf die eingespritzte Kraftstoffmenge pro Einspritzvorgang aus.

Zum Zeitpunkt t.3 endet die Ansteuerzeit und es beginnt die Schließzeit. Dabei beginnt die Ventilnadel, sich zu senken. Die Schließzeit und die Offendauer enden zum Zeitpunkt t 4 , wenn die Ventilnadel wieder vollständig das Ventil verschließt.

In Figur 3 ist in einem Diagramm ein Druckverlauf p in einem Hochdruckspeicher während eines Einspritzvorgangs über der Zeit t dargestellt. Hierbei ist zu sehen, dass der Druck p im Hochdruckspeicher, von gewissen Schwankungen aufgrund von Pumpenförderungen und Kraftstoffentnahmen durch Einspritzungen abgesehen, im Wesentlichen konstant ist. Während des Einspritzvorgangs, der eine Zeitdauer At andauert, sinkt der Druck p im Hochdruckspeicher um einen Wert Δρ.

Anschließend bleibt der Druck p, wieder von gewissen Schwankungen abgesehen, auf dem niedrigeren Niveau, bis durch eine Nachförderung durch die Hochdruckpumpe der Druck p wieder auf das Ausgangsniveau ansteigt. Die Erfassung und Auswertung dieser Druckeinbrüche bei Einspritzvorgängen erfolgt dabei mit üblicherweise ohnehin vorhandenen Komponenten, wie bspw. dem Drucksensor 190 und dem Motorsteuergerät 180 inkl. entsprechender Ein- gangsbeschaltung. Zusätzliche Komponenten sind daher nicht nötig.

Diese Auswertung erfolgt individuell für jeden Brennraum 105 und damit injektorindividuell. Dadurch wird eine Zumessstreuung zwischen den Brennräumen reduziert und es können bspw. verkokte oder defekte Injektoren bspw. in der Werkstatt (über einen Tester) besser identifiziert werden.

Die statische Durchflussrate Qstat durch den Kraftstoffinjektor ist, wie bereits erwähnt, charakterisiert durch die eingespritzte Kraftstoffmenge bzw. dessen Volumen pro Zeit. In einem auf Systemdruck aufgepumpten Hochdruckspeicher bzw. Rail ist das eingespritzte Volumen proportional zum Druckeinbruch im Rail. Die zugehörige Zeitdauer entspricht dabei der Offendauer des Kraftstoffinjektors, die bspw., wie eingangs erwähnt, mechatronisch mittels einer sog. Controlied Va- Ive Operation bestimmt werden kann.

Durch eine Quotientenbildung zwischen Druckeinbruch bzw. Druckdifferenz Δρ und Offendauer bzw. Zeitdauer der Einspritzung At erhält man eine Druckrate als

Ersatzwert bzw. repräsentativen Wert Δρ/At für die statische Durchflussrate Qstat,

An.

d.h. für einen Messvorgang i gilt Q .□—— . Eine Nachförderung durch die

Hochdruckpumpe sollte hierbei nicht in das relevante Zeitfenster fallen. Eine Nachförderung ist daher ggf. zu unterdrücken.

Da mit den im System verfügbaren Komponenten dieser Ersatzwert für Q s tat in der Regel nur mit einer gewissen Genauigkeit bestimmt werden kann, ist ein geeignetes Verfahren zur Verfeinerung sinnvoll. Dies kann bspw. durch eine Mittelwertbildung oder andere mathematische Verfahren mittels geeigneter Softwareimplementierung erreicht werden. Der Bestimmungsfehler reduziert sich bei der Mittelwertbildung mit steigender Anzahl von Einzelmessungen. Somit ergibt sich also bspw. für n Messvorgänge Q stat . □

Zur Erreichung einer erforderlichen Genauigkeit ist in diesem Fall eine minimale Anzahl von Messungen nötig. Ist die erforderliche Anzahl von Messungen erreicht, so ist eine aussagekräftige Ersatzgröße für den statischen Durchflussrate Qstat vorhanden.

Auf diese Art können für alle Injektoren entsprechende Ersatzgrößen bzw. repräsentative Werte gebildet werden. Weiterhin erfolgt die injektorindividuelle

Korrektur zweckmäßigerweise relativ, d.h. die injektorindividuelle Ersatzgröße wird zum Mittelwert der entsprechenden Ersatzgrößen aller Kraftstoff! njektoren als Vergleichswert ins Verhältnis gesetzt. Durch diesen Relativansatz ist das Verfahren unabhängig von bspw. absoluten Fehlern des Drucksensors oder der

Kraftstofftemperatur. Auf diese Weise ergibt sich bspw. ein Korrekturwert der

Q — 1 z

Form K t mit Q sm =~ Q sm ; 1 mit der Zylinder- bzw. Injektoranzahl Z.

Qstat '=1

Hierbei ist auch zu sehen, dass mögliche Proportionalitätsfaktoren oder systematische Messfehler bei der Quotientenbildung wegfallen.

Ein globaler Mittelwertversatz der statischen Durchflussrate Q sm , d.h. ein Versatz des Mittelwerts der statischen Durchflussraten aller Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine, wird durch diesen Relativansatz nicht korrigiert und wird, wie dies auch ohne Korrektur der statischen Durchflussrate einzelner Kraftstoffinjektoren möglich ist, bspw. durch die sog. Lambdaregelung bzw. -adaption kompensiert.

Der Korrekturwert wird nun beispielsweise zur Korrektur der Ansteuerdauer als eine für den Einspritzvorgang charakteristische Soll-Dauer verwendet, indem ein bei der Ermittlung der Ansteuerdauer verwendeter Wert für die statische Durchflussrate mit dem Korrekturwert multipliziert wird. Dies erfolgt bspw. in Form eines Faktors, der in der Rechenkette von Soll-Kraftstoffmenge zu Ansteuerdauer jedem Kraftstoffinjektor einen eigenen Umrechnungsfaktor zuweist, d.h. es entsteht ein injektorindividueller Wert für die jeweilige statische Durchflussrate.

Die beschriebene Korrektur der statischen Durchflussrate liefert besonders genaue Ergebnisse, wenn durch ein unterlagertes Verfahren wie bspw. eine Con- trolled Valve Operation die Einflüsse der Nadeldynamik minimiert oder zumindest reduziert sind und somit ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen dem eingespritzten Volumen an Kraftstoff und einer messbaren Zeit (Offendauer) vorliegt. Somit können die beiden größten Zumessfehler, nämlich Fehler in der Nadeldynamik und in der statischen Durchflussrate, mit jeweils eigenen

Verfahren physikalisch korrekt kompensiert werden.

Durch eine Kombination beider Verfahren kann eine möglichst optimale Gleichstellung der Zumessgenauigkeit aller Kraftstoffinjektoren bereitgestellt werden. Bei Systemen mit ausreichend genauer Druck-, Temperatur-, und

Medienerfassung ist auch eine absolute Betrachtung möglich, die keine Korrektur über eine Messung des Kraftstoff-Sauerstoff-Verhältnisses bspw. mittels

Lambdaregelung benötigt, wie bereits erwähnt.

In Figur 4 ist schematisch ein Ablauf zur Ermittlung einer Ansteuerzeit At" für einen Kraftstoffinjektor anhand eines Werts Qstat für eine statische Durchflussrate gezeigt. Aus einer Soll-Einspritzmenge AV S0 n und dem, ggf. mit einem ermittelten Korrekturwert korrigierten Wert Qstat für die statische Durchflussrate wird eine Soll-Offendauer At' für den Kraftstoffinjektor, in einfacher Ausgestaltung gemäß einem Proportionalitätsgesetz, ermittelt. Aus der Soll-Offendauer At' und dem Druck p im Hochdruckspeicher wird nun, vorzugsweise unter Verwendung von Kennfeldern, die Ansteuerzeit At" ermittelt, mit welcher der Kraftstoffinjektor dann angesteuert wird.




 
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