DE102011100109A1 - Determination and reduction of an injection quantity difference in a multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (61) zur Bestimmung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor (1) mit mehreren Zylindern (2–5). Der Verbrennungsmotor (1) umfasst ein Druckrohr (14) zur Zuführung von Kraftstoff zu Einspritzventilen (6–9) der mehreren Zylinder (2–5). Für zumindest einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder der mehreren Zylinder (2–5) werden jeweils mehrere zeitlich aufeinanderfolgende erste Druckwerte (23) in dem Druckrohr (14) vor einer Kraftstoffeinspritzung (22) in den jeweiligen Zylinder erfasst und mehrere zeitlich aufeinanderfolgende zweite Druckwerte (24) in dem Druckrohr (14) nach der Kraftstoffeinspritzung (22) in den jeweiligen Zylinder erfasst. Die mehreren ersten Druckwerte (23) und die mehreren zweiten Druckwerte (24) werden jeweils für den jeweiligen Zylinder statistisch analysiert und ein Druckdifferenzwert (25) wird für den jeweiligen Zylinder auf der Grundlage der mehreren ersten Druckwerte (23) und der mehren zweiten Druckwerte (24) bestimmt, wenn die mehreren ersten Druckwerte (23) und die mehreren zweiten Druckwerte (24) vorbestimmte statistische Eigenschaften erfüllen. In Abhängigkeit von den Druckdifferenzwerten (25) der jeweiligen Zylinder werden Einspritzmengenunterschiede zwischen den Zylindern bestimmt.The present invention relates to a method and a device (61) for determining an injection quantity difference in an internal combustion engine (1) with a plurality of cylinders (2-5). The internal combustion engine (1) comprises a pressure pipe (14) for supplying fuel to injection valves (6-9) of the plurality of cylinders (2-5). For at least one first cylinder and one second cylinder of the several cylinders (2-5), several chronologically consecutive first pressure values (23) are recorded in the pressure pipe (14) before a fuel injection (22) into the respective cylinder and several chronologically consecutive second pressure values (24) in the pressure pipe (14) after the fuel injection (22) into the respective cylinder. The multiple first pressure values (23) and the multiple second pressure values (24) are each statistically analyzed for the respective cylinder, and a pressure difference value (25) is calculated for the respective cylinder on the basis of the multiple first pressure values (23) and the multiple second pressure values ( 24) is determined when the plurality of first pressure values (23) and the plurality of second pressure values (24) satisfy predetermined statistical properties. Injection quantity differences between the cylinders are determined as a function of the pressure difference values (25) of the respective cylinders.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern und eine entsprechenden Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Verringerung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor und eine entsprechende Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Bestimmung und Verringerung des Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit einem gemeinsamen Druckrohr, welches Kraftstoff zu Einspritzventilen der mehreren Zylinder leitet. Einspritzsysteme mit einem derartigen Druckrohr werden auch als Common Rail-Einspritzsysteme bezeichnet.The present invention relates to a method for determining an injection quantity difference in a multi-cylinder internal combustion engine and a corresponding apparatus, and to a method for reducing an injection quantity difference in an internal combustion engine and a corresponding apparatus. In particular, the present invention relates to determination and reduction of the injection quantity difference in a common rail engine which routes fuel to injectors of the plurality of cylinders. Injection systems with such a pressure pipe are also referred to as common rail injection systems.
Bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern trägt üblicherweise jeder der Zylinder einen Anteil zur Gesamtleistung des Motors bei Üblicherweise wird dabei angestrebt, dass jeder Zylinder einen gleichen Anteil zur Gesamtleistung des Motors beiträgt. Dadurch können beispielsweise Emissionen, insbesondere eine Partikelemission und eine CO-Emission, verringert werden, ein Verbrauch reduziert werden und eine höhere Laufruhe erreicht werden. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es erforderlich, dass jedem Zylinder eine gleiche Kraftstoffmenge zur Verfügung gestellt wird. Derartige Bestrebungen sind bei Einspritzmotoren unter dem Begriff der Einspritzmengengleichstellung bekannt.In a multi-cylinder internal combustion engine, each of the cylinders typically contributes a fraction of the total engine power. Typically, each cylinder tends to contribute an equal share to the overall engine output. As a result, for example, emissions, in particular a particle emission and a CO emission, can be reduced, consumption can be reduced and smoother running can be achieved. To achieve this goal, it is necessary to provide an equal amount of fuel to each cylinder. Such efforts are known in injection engines under the concept of injection quantity equalization.
In diesem Zusammenhang ist aus der
Voraussetzung für eine derartige Einspritzdruck-basierte Einspritzmengengleichstellung ist eine möglichst genaue Erfassung des Drucks in dem Druckrohr. Eine entsprechende Verarbeitung der Druckwerte in dem Druckrohr erfolgt üblicherweise in einer digitalen Steuereinheit. Daher ist in diesem Zusammenhang eine möglichst genaue Wandlung analoger Druckwerte in entsprechende Digitalwerte erforderlich. in diesem Zusammenhang ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Mengengleichstellung bereitzustellen, welches insbesondere eine hohe Systemrobustheit aufweist, so dass das Verfahren auch beispielsweise im Falle einer Ventilverkokung oder gealterter Ventilen zuverlässig arbeitet.The object of the present invention is to provide an improved method for equalization of quantities, which in particular has a high system robustness, so that the method also operates reliably, for example in the case of a valve coking or aged valves.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Verringerung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern nach Anspruch 10, eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern nach Anspruch 11 und ein Fahrzeug nach Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the present invention, this object is achieved by a method for determining an injection quantity difference in a A multi-cylinder internal combustion engine according to
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern bereitgestellt. Der Einspritzmengenunterschied umfasst einen Unterschied zwischen einer ersten Einspritzmenge in einen ersten Zylinder der mehreren Zylinder und einer zweiten Einspritzmenge in einen zweiten Zylinder der mehreren Zylinder. Bei einem Verbrennungsmotor mit mehr als zwei Zylindern, beispielsweise vier Zylindern oder sechs Zylindern, kann der Einspritzmengenunterschied zwischen zwei beliebigen der vier oder sechs Zylinder bestimmt werden oder der Einspritzmengenunterschied zwischen einem Referenzzylinder und einem beliebigen weiteren Zylinder bestimmt werden. Der Verbrennungsmotor umfasst weiterhin ein Druckrohr zur Zuführung von Kraftstoff zu Einspritzventilen von zumindest dem ersten und dem zweiten Zylinder. Vorzugsweise umfasst der Verbrennungsmotor ein gemeinsames Druckrohr zur Zuführung von Kraftstoff zu den Einspritzventilen von allen Zylindern. Eine Einspritzung mit einem derartigen gemeinsamen Druckrohr wird auch als Common Rail-Einspritzung bezeichnet. Bei dem Verfahren wird zumindest für den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder, vorzugsweise für jeden Zylinder, folgendes durchgeführt: in dem jeweiligen Zylinder werden mehrere zeitlich aufeinanderfolgende erste Druckwerte in dem Druckrohr vor einer Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder erfasst und mehrere zeitlich aufeinanderfolgende zweite Druckwerte in dem Druckrohr nach der Kraftstoffeinspritzung in den jeweiligen Zylinder erfasst. Die mehreren ersten Druckwerte werden statistisch analysiert und die mehreren zweiten Druckwerte werden statistisch analysiert. Auf der Grundlage der mehreren ersten Druckwerte und der mehreren zweite Druckwerte wird für den jeweiligen Zylinder ein jeweiliger Differenzdruckwert bestimmt, wenn die mehreren ersten Druckwerte und die mehreren zweiten Druckwerte mindestens eine vorbestimmte statistische Eigenschaft erfüllen.According to the present invention, there is provided a method of determining an injection amount difference in a multi-cylinder engine. The injection amount difference includes a difference between a first injection quantity in a first cylinder of the plurality of cylinders and a second injection quantity in a second cylinder of the plurality of cylinders. In an internal combustion engine having more than two cylinders, for example, four cylinders or six cylinders, the injection amount difference between any two of the four or six cylinders may be determined or the injection amount difference between a reference cylinder and any other cylinder determined. The internal combustion engine further comprises a pressure pipe for supplying fuel to injection valves of at least the first and the second cylinder. Preferably, the internal combustion engine comprises a common pressure pipe for supplying fuel to the injection valves of all cylinders. An injection with such a common pressure pipe is also referred to as common rail injection. In the method, at least for the first cylinder and the second cylinder, preferably for each cylinder, the following is performed: in the respective cylinder, a plurality of chronologically successive first pressure values in the pressure pipe are detected prior to a fuel injection into the cylinder and a plurality of chronologically successive second pressure values in the cylinder Pressure tube detected after the fuel injection in the respective cylinder. The first multiple pressure values are statistically analyzed and the multiple second pressure values are statistically analyzed. Based on the plurality of first pressure values and the plurality of second pressure values, a respective differential pressure value is determined for each cylinder when the plurality of first pressure values and the plurality of second pressure values satisfy at least a predetermined statistical characteristic.
Somit wird für den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder, oder gegebenenfalls für jeden der mehreren Zylinder, jeweils ein Druckdifferenzwert bestimmt, sofern die zugrundeliegenden erfassten Druckwerte vorbestimmte statistische Eigenschaften erfüllen. In Abhängigkeit von dem Druckdifferenzwert des ersten Zylinders und dem Druckdifferenzwert des zweiten Zylinders wird der Einspritzmengenunterschied zwischen dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder bestimmt. Ebenso können Einspritzmengenunterschiede zwischen weiteren der mehreren Zylinder in Abhängigkeit von entsprechenden Druckdifferenzwerten dieser Zylinder bestimmt werden. Indem die ersten und zweiten Druckwerte statistisch analysiert werden und nur dann ein Druckdifferenzwert für den jeweiligen Zylinder bestimmt wird, wenn die ersten Druckwerte und die zweiten Druckwerte bestimmte statistische Eigenschaften erfüllen, kann sichergestellt werden, dass nur Druckwerte für die Bestimmung des Einspritzmengenunterschieds berücksichtigt werden, welche nicht oder nur geringfügig störbehaftet sind. Dadurch kann eine nachgeschaltete Kraftstoffdruck-basierte Einspritzmengengleichstellung auf zuverlässigen Daten arbeiten, wodurch die Robustheit der Einspritzmengengleichstellung erhöht werden kann.Thus, a pressure differential value is determined for each of the first cylinder and the second cylinder, or optionally for each of the plurality of cylinders, if the underlying detected pressure values satisfy predetermined statistical characteristics. In response to the pressure difference value of the first cylinder and the pressure difference value of the second cylinder, the injection amount difference between the first cylinder and the second cylinder is determined. Likewise, injection quantity differences between further of the plurality of cylinders can be determined in dependence on corresponding pressure difference values of these cylinders. By statistically analyzing the first and second pressure values and determining a pressure difference value for the respective cylinder only when the first pressure values and the second pressure values satisfy certain statistical characteristics, it can be ensured that only pressure values are taken into account for determining the injection quantity difference are not or only slightly affected by noise. As a result, a downstream fuel pressure-based injection quantity equalization can work on reliable data, whereby the robustness of the injection quantity equalization can be increased.
Gemäß einer Ausführungsform wird zum Bestimmen des Druckdifferenzwerts des jeweiligen Zylinders ein erster Druckmittelwert durch Mitteln der mehreren ersten Druckwerte und ein zweiter Druckmittelwert durch Mitteln der mehreren zweiten Druckwerte bestimmt. Der Druckdifferenzwert wird dann in Abhängigkeit von dem ersten Druckmittelwert und dem zweiten Druckmittelwert bestimmt. Da der Druckdifferenzwert nur dann bestimmt wird, wenn die ersten und zweiten Druckwerte vorbestimmte statistische Eigenschaften erfüllen, kann der Druckdifferenzwert auf einfache Art und Weise zuverlässig anhand der Mittelwerte der ersten Druckwerte und zweiten Druckwerte bestimmt werden. Beinhalten die Druckwerte transiente Störungen, beispielsweise in Form von Signalspitzen, beispielsweise aufgrund von Zündereignissen, wird der Druckdifferenzwert nicht bestimmt und die Messung verworfen. Erfüllen die Druckwerte hingegen die vorbestimmten statistischen Eigenschaften, so steht eine ausreichende Anzahl von Druckwerten zur Verfügung, um durch Mittelung einen mittleren Druck vor der Kraftstoffeinspritzung und einen mittleren Druck nach der Kraftstoffeinspritzung zuverlässig bestimmen zu können. Auf der Grundlage der Drücke vor und nach der Kraftstoffeinspritzung kann dann der Druckdifferenzwert zuverlässig bestimmt werden. Der Druckdifferenzwert steht in Beziehung zu der in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffmenge und kann daher direkt zur Einspritzmengengleichstellung verwendet werden.According to one embodiment, to determine the pressure difference value of the respective cylinder, a first pressure mean value is determined by averaging the plurality of first pressure values and a second pressure mean value by averaging the plurality of second pressure values. The pressure difference value is then determined as a function of the first pressure mean value and the second pressure mean value. Since the pressure difference value is determined only when the first and second pressure values satisfy predetermined statistical characteristics, the pressure difference value can be reliably determined in a simple manner from the average values of the first pressure values and second pressure values. If the pressure values include transient disturbances, for example in the form of signal peaks, for example due to ignition events, the pressure difference value is not determined and the measurement discarded. On the other hand, if the pressure values satisfy the predetermined statistical properties, then a sufficient number of pressure values are available to be able to reliably determine, by averaging, a mean pressure before the fuel injection and a mean pressure after the fuel injection. Then, based on the pressures before and after the fuel injection, the pressure difference value can be reliably determined. The pressure differential value is related to the amount of fuel injected into the cylinder and therefore can be used directly for injection equalization.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das statistische Analysieren der mehreren ersten Druckwerte ein Bestimmen und Analysieren eines Histogramms der mehreren ersten Druckwerte. Ebenso kann das statistische Analysieren der mehreren zweiten Druckwerte ein Bestimmen und Analysieren eines Histogramms der mehreren zweiten Druckwerte umfassen. Das Histogramm stellt beispielsweise eine Häufigkeitsverteilung der mehreren ersten bzw. zweiten Druckwerte dar. Anhand der Häufigkeitsverteilung kann beurteilt werden, ob transiente Störungen oder Signalspitzen, beispielsweise aufgrund von Zündereignissen, die Druckwerte verfälscht haben. Beispielsweise kann die Häufigkeitsverteilung daraufhin überprüft werden, ob sie im Wesentlichen einer Normalverteilung entspricht oder nicht. Wenn die ersten bzw. zweiten Druckwerte im Wesentlichen einer Normalverteilung entsprechen, liegen keine Störungen vor und die Druckdifferenz kann anhand eines Unterschieds zwischen einem Mittelwert der ersten Druckwerte und einem Mittelwert der zweiten Druckwerte bestimmt werden. Ob die Häufigkeitsverteilung im Wesentlichen einer Normalverteilung entspricht oder nicht, kann beispielsweise anhand einer Varianz der Druckwerte festgestellt werden.According to another embodiment, statistically analyzing the plurality of first pressure values comprises determining and analyzing a histogram of the plurality of first pressure values. Likewise, statistically analyzing the plurality of second pressure values may include determining and analyzing a histogram of the plurality of second pressure values. The histogram represents, for example, a frequency distribution of the plurality of first and second pressure values. Based on the frequency distribution, it is possible to judge whether transient disturbances or signal peaks, for example due to ignition events that have corrupted pressure values. For example, the frequency distribution can be checked to see whether it essentially corresponds to a normal distribution or not. When the first and second pressure values are substantially equal to a normal distribution, there are no disturbances and the pressure difference can be determined from a difference between an average value of the first pressure values and an average value of the second pressure values. Whether the frequency distribution essentially corresponds to a normal distribution or not can be determined, for example, based on a variance of the pressure values.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren ersten und zweiten Druckwerte für zumindest den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder mit einem gemeinsamen Drucksensor, welcher in dem gemeinsamen Druckrohr angeordnet ist, erfasst. Darüber hinaus können, wenn Einspritzmengenunterschiede für alle Zylinder des Verbrennungsmotors bestimmt werden sollen, die mehreren ersten und zweiten Druckwerte für jeden der mehreren Zylinder mit den gemeinsamen Drucksensor in dem gemeinsamen Druckrohr erfasst werden. Dadurch ist eine kostengünstige Realisierung des Verfahrens mit nur einem gemeinsamen Drucksensor möglich.According to another embodiment, the plurality of first and second pressure values for at least the first cylinder and the second cylinder are detected with a common pressure sensor disposed in the common pressure pipe. Moreover, if injection quantity differences are to be determined for all cylinders of the internal combustion engine, the plurality of first and second pressure values for each of the plurality of cylinders may be detected with the common pressure sensor in the common pressure pipe. As a result, a cost-effective implementation of the method with only one common pressure sensor is possible.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt der Drucksensor ein elektrisches Analogsignal bereit, welches einen aktuellen Druck in dem Druckrohr darstellt. Ein Druckwert des aktuellen Drucks wird aus dem elektrischen Analogsignal folgendermaßen gewonnen: das elektrische Analogsignal des Drucksensors wird in ein erstes Digitalsignal umgewandelt. In Abhängigkeit von dem ersten Digitalsignal wird ein analoges Offsetsignal erzeugt. Aus dem elektrischen Analogsignal des Drucksensors und dem Offsetsignal wird ein analoges Differenzsignal erzeugt, welches in ein zweites Digitalsignal umgewandelt wird. Der Druckwert wird schließlich in Abhängigkeit von dem ersten Digitalsignal und dem zweiten Digitalsignal bestimmt. Insbesondere im Umfeld von Automobilen weisen Analog-Digital-Wandler-Bausteine nur eine verhältnismäßig geringe Auflösung von beispielsweise 8, 10 oder 12 Bit auf. Derartige Wandlerbausteine sind kostengünstig verfügbar, schnell und zuverlässig. Zur Bestimmung der Druckdifferenzwerte reicht jedoch diese Auflösung unter Umständen nicht aus. Daher wird, wie zuvor beschrieben, das elektrische Analogsignal des Drucksensors zunächst in ein erstes Digitalsignal mit beispielsweise einer Auflösung von 8, 10 oder 12 Bit umgewandelt. Das erste Digitalsignal wird wiederum in ein analoges sogenanntes Offsetsignal umgewandelt, welches beispielsweise mithilfe eines Differenzverstärkers von dem elektrischen Analogsignal des Drucksensors abgezogen wird. Das so gewonnenen analoge Differenzsignal kann wiederum, vorzugsweise in einer verstärkten Form, einem weiteren 8, 10 oder 12 Bit Analog-Digital-Wandler zugeführt werden, welcher aus dem Differenzsignal das zweite Digitalsignal bildet. Durch Kombinieren des ersten und zweiten Digitalsignals kann ein Digitalsignal höherer Auflösung mit beispielsweise 15 Bit gebildet werden. Somit lässt sich das elektrische Analogsignal erheblich genauer erfassen als mit im Fahrzeugbereich üblichen Auflösungsgenauigkeiten. Dabei können übliche Analog-Digital-Wandler mit geringer Auflösung verwendet werden. Somit ist eine kostengünstige und sehr genaue Erfassung der Druckwerte möglich.According to another embodiment, the pressure sensor provides an electrical analog signal representing a current pressure in the pressure tube. A pressure value of the current pressure is obtained from the electrical analog signal as follows: the electrical analog signal of the pressure sensor is converted into a first digital signal. In response to the first digital signal, an analog offset signal is generated. From the electrical analog signal of the pressure sensor and the offset signal, an analog difference signal is generated, which is converted into a second digital signal. The pressure value is finally determined in dependence on the first digital signal and the second digital signal. Especially in the automotive environment, analog-to-digital converter modules only have a relatively low resolution of, for example, 8, 10 or 12 bits. Such converter modules are available inexpensively, quickly and reliably. To determine the pressure difference values, however, this resolution may not be sufficient. Therefore, as previously described, the electrical analog signal of the pressure sensor is first converted to a first digital signal having, for example, a resolution of 8, 10 or 12 bits. The first digital signal is in turn converted into an analog so-called offset signal, which is subtracted for example by means of a differential amplifier of the electrical analog signal of the pressure sensor. The thus obtained analog differential signal can in turn, preferably in an amplified form, another 8, 10 or 12 bit analog-to-digital converter are supplied, which forms the second digital signal from the difference signal. By combining the first and second digital signals, a higher resolution digital signal of, for example, 15 bits can be formed. Thus, the electrical analog signal can be detected considerably more accurately than with resolution accuracies customary in the vehicle sector. In this case, conventional low-resolution analog-to-digital converters can be used. Thus, a cost-effective and very accurate detection of the pressure values is possible.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kraftstoffdruckpumpe, welche Kraftstoff in das Druckrohr pumpt, angesteuert. Die Kraftstoffpumpe wird derart angesteuert, dass sie in einem Zeitraum von einem Beginn des Erfassens der mehreren ersten Druckwerte bis zum Ende des Erfassens der mehreren zweiten Druckwerte keinen Kraftstoff in das Druckrohr pumpt. Um die von einem Einspritzventil abgegebene Kraftstoffmenge anhand des Druckabfalls in dem Druckrohr während eines Einspritzvorgangs zuverlässig bestimmen zu können, sollte der Druck in dem Druckrohr einzig aufgrund der von dem Einspritzventil abgegebenen Kraftstoffmenge verändert werden. Demzufolge sollte in dem Zeitraum, in dem die mehreren ersten Druckwerte erfasst werden, die Kraftstoffmenge durch das Einspritzventil eingespritzt wird und die mehreren zweiten Druckwerte erfasst werden, kein Kraftstoff in das Druckrohr nachgefördert werden. Durch eine geeignete Ansteuerung der Kraftstoffpumpe, wie zuvor beschrieben, kann dies auf einfache Art und Weise erreicht werden.According to one embodiment, a fuel pressure pump, which pumps fuel into the pressure pipe, is driven. The fuel pump is controlled so that it does not pump fuel into the pressure tube in a period from a start of detecting the plurality of first pressure values until the end of detection of the plurality of second pressure values. In order to be able to reliably determine the amount of fuel delivered by an injection valve based on the pressure drop in the pressure pipe during an injection process, the pressure in the pressure pipe should be changed solely on the basis of the amount of fuel discharged from the injection valve. Accordingly, in the period in which the plurality of first pressure values are detected, the fuel amount is injected by the injection valve and the plurality of second pressure values are detected, no fuel should be fed into the pressure tube. By a suitable control of the fuel pump, as described above, this can be achieved in a simple manner.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Verringerung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern bereitgestellt. Der Einspritzmengenunterschied umfasst einen Unterschied zwischen einer ersten Einspritzmenge, welche in einen beliebigen ersten Zylinder der mehreren Zylinder eingespritzt wird, und einer zweiten Einspritzmenge, welche in einen anderen zweiten Zylinder der mehreren Zylinder eingespritzt wird. Zur Zuführung von Kraftstoff zu Einspritzventilen von zumindest dem ersten und dem zweiten Zylinder, vorzugsweise zu allen der mehreren Zylinder, umfasst der Verbrennungsmotor ein Druckrohr. Bei dem Verfahren wird ein Einspritzmengenunterschied zwischen zumindest dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder wie zuvor beschrieben bestimmt und Ventilansteuerzeitspannen der Einspritzventile werden in Abhängigkeit von dem bestimmten Einspritzmengenunterschied eingestellt. Aufgrund der robusten Bestimmung des Einspritzmengenunterschieds zwischen den Zylindern kann eine Einspritzmengengleichstellung zuverlässig durchgeführt werden. Da die zuvor bestimmten Druckdifferenzwerte in Beziehung zu den Einspritzmengen stehen, können die Einspritzmengen auf der Grundlage der Druckdifferenzwerte korrigiert werden.According to the present invention, there is further provided a method of reducing an injection amount difference in a multi-cylinder engine. The injection amount difference includes a difference between a first injection amount injected into any first cylinder of the plurality of cylinders and a second injection amount injected into another second cylinder of the plurality of cylinders. For supplying fuel to injection valves of at least the first and the second cylinder, preferably to all of the plurality of cylinders, the internal combustion engine comprises a pressure pipe. In the method, an injection amount difference between at least the first cylinder and the second cylinder is determined as described above, and valve driving timings of the injectors are adjusted depending on the determined injection amount difference. Due to the robust determination of the injection quantity difference between the cylinders, an injection quantity equalization can be performed reliably. Since the previously determined pressure difference values are related to the injection quantities, the Injection quantities are corrected on the basis of the pressure difference values.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Einspritzmengenunterschieds bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern bereitgestellt. Der Einspritzmengenunterschied umfasst einen Unterschied zwischen einer ersten Einspritzmenge in einen ersten Zylinder der mehreren Zylinder und einer zweiten Einspritzmenge in einen zweiten Zylinder der mehreren Zylinder. Der Verbrennungsmotor umfasst ein Druckrohr zur Zuführung von Kraftstoff zu Einspritzventilen von zumindest dem ersten und zweiten Zylinder. Die Vorrichtung zur Bestimmung des Einspritzmengenunterschieds umfasst mindestens einen Drucksensor, welcher in dem Druckrohr zur Erfassung von Kraftstoffdruckwerten in dem Druckrohr angeordnet ist, und eine Verarbeitungseinheit, welche mit dem mindestens einen Drucksensor gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit ist ausgestaltet, für zumindest den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder jeweils mehrere zeitlich aufeinanderfolgende erste Druckwerte vor einer Einspritzung in den jeweiligen Zylinder mit dem Drucksensor zu erfassen und mehrere zeitlich aufeinanderfolgende zweite Druckwerte zu erfassen, welche nach der Einspritzung in den Zylinder in dem Druckrohr herrschen. Die mehreren ersten Druckwerte werden statistische analysiert und die mehreren zweiten Druckwerte werden statistisch analysiert. Auf der Grundlage der mehreren ersten Druckwerte und der mehreren zweiten Druckwerte wird ein Druckdifferenzwert für den jeweiligen Zylinder bestimmt, wenn die mehreren ersten Druckwerte und die mehreren zweiten Druckwerte eine vorbestimmte statistische Eigenschaft erfüllen, welche bei der statistischen Analyse der ersten und zweiten Druckwerte bestimmt wurde. Somit kann für den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder jeweils ein Druckdifferenzwert bestimmt werden. Der Einspritzmengenunterschied zwischen dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder wird in Abhängigkeit von dem Druckdifferenzwert des ersten Zylinders und dem Druckdifferenzwert. des zweiten Zylinders bestimmt, da der Druckdifferenzwert und die eingespritzte Kraftstoffmenge im Verhältnis zueinander stehen.Further, according to the present invention, there is provided an apparatus for determining an injection amount difference in a multi-cylinder engine. The injection amount difference includes a difference between a first injection quantity in a first cylinder of the plurality of cylinders and a second injection quantity in a second cylinder of the plurality of cylinders. The internal combustion engine includes a pressure tube for supplying fuel to injectors of at least the first and second cylinders. The apparatus for determining the injection quantity difference comprises at least one pressure sensor, which is arranged in the pressure tube for detecting fuel pressure values in the pressure tube, and a processing unit, which is coupled to the at least one pressure sensor. The processing unit is configured to detect, for at least the first cylinder and the second cylinder, a plurality of temporally successive first pressure values before injection into the respective cylinder with the pressure sensor and to detect a plurality of chronologically successive second pressure values which after injection into the cylinder in the cylinder Pressure tube prevail. The multiple first pressures are statistically analyzed and the multiple second pressures are statistically analyzed. Based on the plurality of first pressure values and the plurality of second pressure values, a pressure difference value for the respective cylinder is determined when the plurality of first pressure values and the plurality of second pressure values satisfy a predetermined statistical characteristic determined in the statistical analysis of the first and second pressure values. Thus, for each of the first cylinder and the second cylinder, a pressure difference value can be determined. The injection amount difference between the first cylinder and the second cylinder becomes dependent on the pressure difference value of the first cylinder and the pressure difference value. of the second cylinder, since the pressure difference value and the amount of fuel injected are in proportion to each other.
Durch Vergleichen der Druckdifferenzwerte der verschiedenen Zylinder ist es daher auf einfache Art und Weise möglich, Einspritzmengenunterschiede festzustellen und bei der Bemessung nachfolgender Einspritzmengen, beispielsweise über veränderte Ventilansteuerzeiten, zu berücksichtigen und zu korrigieren, so dass eine Mengengleichstellung erreicht werden kann. Durch das statistische Analysieren der ersten und zweiten Druckwerte können störbehaftete Messungen zuverlässig und auf einfache Art und Weise erkannt werden. Wenn Störungen erkannt wurden, können die Messwerte verworfen werden, so dass Einspritzmengenunterschiede nur auf der Grundlage von störungsarmen oder störungsfreien Messwerten bestimmt werden.By comparing the pressure difference values of the various cylinders, it is therefore possible in a simple manner to determine injection quantity differences and to take into account and correct them in the dimensioning of subsequent injection quantities, for example via changed valve activation times, so that a quantitative equalization can be achieved. By statistically analyzing the first and second pressure values, noisy measurements can be reliably and easily recognized. If faults have been detected, the measured values can be discarded so that injection quantity differences can only be determined on the basis of low-interference or interference-free measured values.
Darüber hinaus kann die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder einer seiner Ausführungsformen ausgestaltet sein, so dass die Vorrichtung auch die im Zusammenhang mit dem zuvor beschriebenen Verfahren aufgeführten Vorteile aufweist.In addition, the device described above for carrying out the method described above or one of its embodiments may be configured, so that the device also has the advantages listed in connection with the method described above.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden.The present invention will be described below with reference to the accompanying figures with reference to preferred embodiments.
Bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern ergibt sich bei der Einspritzung von Kraftstoff in die einzelnen Zylinder durch Streuungen insbesondere der mechanischen Eigenschaften der Einspritzvorrichtung, beispielsweise der Einspritzventile
Zur Bestimmung der Einspritzmenge wird eine Druckdifferenz zwischen einem Druck vor und einem Druck nach einer Einspritzung zylinderindividuell mithilfe des Drucksensors
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Eine mögliche Unterteilung des Spannungsmessbereichs durch die Einrichtung eines stufenweise parametrierbaren Spannungsoffsets und einer festen Verstärkung des Spannungssignals Ue ist in
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