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WO2015055305A1 - Verfahren und vorrichtung zur steurung eines einspritzventis einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steurung eines einspritzventis einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2015055305A1
WO2015055305A1 PCT/EP2014/002773 EP2014002773W WO2015055305A1 WO 2015055305 A1 WO2015055305 A1 WO 2015055305A1 EP 2014002773 W EP2014002773 W EP 2014002773W WO 2015055305 A1 WO2015055305 A1 WO 2015055305A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injector
control unit
internal combustion
combustion engine
injection
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/002773
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Mehr
Norman STOHNER
Original Assignee
Mtu Friedrichshafen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mtu Friedrichshafen Gmbh filed Critical Mtu Friedrichshafen Gmbh
Publication of WO2015055305A1 publication Critical patent/WO2015055305A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount

Definitions

  • the invention relates to a method for determining at least one actual injection parameter of at least one injector of an internal combustion engine according to claim 1, as well as an internal combustion engine according to claim 10.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2004 006 896 A1 discloses a method in which an injection end and a virtual start of injection are determined from a measured pressure curve of an individual accumulator of a common rail injection system.
  • German Patent Document DE 10 2006 007 365 B3 discloses a recursion method for determining an injection end, wherein a virtual start of injection can also be calculated. With the aid of such methods, it is possible to determine as precisely as possible actual injection parameters, in particular an injection start and / or an injection end of an injector. A quality of combustion or also a composition of exhaust gas of an internal combustion engine are decisively determined by the start of injection and the injection end of the injectors.
  • the injectors are controlled by means of a current supply, ie with a voltage or with a current
  • Bestromungsparametern is stored together with respective associated Bestromungs time values, wherein the measured injection parameters measured value-time values are assigned. Subsequently, the energizing parameters are assigned to the injection parameters on the basis of a comparison of the energizing time values with the measured value time values, a measured injection parameter being assigned to that energizing parameter whose energizing time value within a predetermined tolerance band corresponds to the measured value time value of the injection parameter.
  • This method is comparatively complicated and expensive, because in a control unit of the internal combustion engine an additional
  • Ring memory for storing the Bestromungsparameter and the Bestromungs time values must be maintained.
  • the invention is based on the object, a method for determining at least one actual injection parameters and an internal combustion engine for performing this To provide method, wherein said disadvantages do not occur.
  • An injector to be measured is selected. It will be a
  • the request signal generated.
  • the request signal is registered, and it becomes a
  • Announcement signal generated. A time-resolved detection of a pressure profile upstream of an injection opening of the injector is started. The announcement signal is registered and it becomes at least one for the injector during the detection of the pressure history
  • the injector is controlled with the determined Bestromungsparameter during the detection of the pressure curve, and the Bestromungsparameter is stored. Finally, the detection of the pressure curve is ended, and at least one actual injection parameter is determined from the detected pressure profile.
  • the method comprises a synchronization between the energization of the injector on the one hand and the time-resolved detection of the pressure curve on the other hand. This is realized by requesting with the request signal, the detection of the pressure curve for the selected injector, wherein the announcement signal the beginning of the detection of the pressure curve is announced. Upon the registration of the request signal, the advertisement signal is generated and the detection of the pressure history is started.
  • the at least one energization parameter is determined, and the injector is driven with it. This happens during the acquisition of the pressure curve. The energizing parameter is saved. Finally, there is a clear correlation between the energizing parameter and the recorded pressure profile
  • Request signal and the announcement signal are clearly related and synchronized with each other.
  • the method steps described here are performed during a working cycle of the internal combustion engine. It is therefore ensured that the detected pressure profile always based on the stored current to the injector. Since there is a perfect synchronization between the detection of the pressure curve and thus the determination of the actual injection parameter on the one hand and the control of the injector with the Bestromungsparameter on the other hand, there is no need additionally stored time values, and it requires in particular no storage of a plurality of Bestromungsparametern in order to subsequently be able to assign one of the parameters for the best parameters to a determined, actual injection parameter.
  • the method is therefore simple and inexpensive to carry out. In particular, the otherwise required additional ring memory can be saved in the control unit. In the context of the method are preferably apart from the process steps shown here no
  • the method is preferably used in an internal combustion engine, which
  • common high-pressure accumulator namely having a common rail injection system.
  • the injectors of the internal combustion engine are fluid-connected to the common high-pressure accumulator.
  • Injectors themselves form a high pressure system.
  • a pressure curve is preferably a time-resolved course of a pressure in the high-pressure system, in particular in the
  • Injection parameters in particular a start of injection, an injection end and / or an injection duration are determined.
  • injection parameter can be measured several times, which of course is readily possible and preferably also carried out, but rather that it is possible on the one hand, only one
  • Injection parameters for example, the start of injection to determine, but it is also possible is to determine more than one injection parameter, for example, the start of injection, the end of injection and the duration of injection. In the context of the method, therefore, at least one of the injection parameters mentioned here is preferably determined as the actual injection parameter.
  • German patent application DE 10 2004 006 896 AI apparent The disclosure content of this application is fully incorporated by reference herein with respect to the determination of the end of injection and the start of injection from the pressure profile.
  • German Patent DE 10 2006 007 365 B3 discloses a recursion method for determining an injection end, wherein a virtual start of injection can also be calculated. Also this document is incorporated herein by reference with respect to the method for determining the end of injection and the start of injection from a corresponding pressure curve.
  • an injection end and preferably also an injection start as injection parameter from the pressure profile measured upstream of the injection opening of the injector in the direction of flow. From the injection end and the start of injection it is again possible to calculate an injection duration.
  • As Bestromungsparameter is preferably a Bestromungsbeginn and / or a
  • energizing parameter likewise does not indicate that the energizing parameter is determined several times, which of course is readily possible and preferably also carried out, but rather that a plurality of energizing parameters exist, of which at least one is determined only one
  • Bestromungsbeginn or just a Bestromungsdauer is determined. But it is also possible that more than one Bestromungsparameter is determined with which finally the injector is controlled. In particular, both a start of energization and a duration of energization are preferably determined, the injector being controlled with these energization parameters.
  • an energization start as
  • the actual injection parameter is determined as the actual injection parameter, it is altogether possible on the basis of these values to determine a spraying delay as temporal 2014/002773
  • an energization duration or an energization end is determined as the energization parameter, an injection end being determined as the actual injection parameter, it is possible to calculate an injection end delay by comparing these values. Overall, it can be judged as the metered injector responds to the drive. It is further possible in particular to correct the control of the injector so that a desired injection behavior is achieved.
  • the described method steps for measuring an injector are carried out during exactly one working cycle of the internal combustion engine.
  • the time-resolved pressure curve preferably all injection events of the
  • Injection parameters preferably selected from the aforementioned parameters to capture.
  • the request signal and / or the advertisement signal comprises / comprises a voltage level which is at an output of a
  • Signal generating means is set to generate the signal. For example it is 2014/002773
  • a voltage from a first predetermined value representing a zero value and thus indicating the absence of the signal is switched to a second predetermined value representing the signal value and indicating that the signal is present.
  • the request signal and / or the advertisement signal comprises analogue or digital information, for example a word or a number. It is also possible that at least one of the signals is configured as the value of a particular bit in a string or a sequence of bits, for example, the signal is inactive when the bit has the value 0, the signal is active when the Bit has the value 1.
  • the request signal comprises an identifier for the injector to be measured or the cylinder of the internal combustion engine whose injector is to be measured.
  • the request signal consists of the identifier.
  • the request signal is actually generated only in a first pass of the method in time before starting the time-resolved detection of a pressure profile.
  • the request signal On subsequent passes, on the other hand, it is possible for the request signal to be generated at a different time, wherein it can be generated and / or transmitted together with further data, for example.
  • the request signal preferably includes the identifier of the next injector to be measured. This is then reserved after generating and registering the request signal, wherein after the end of the passage of the process steps for the current injector, the time-resolved detection of the pressure profile upstream of the injection opening of the corresponding, next to
  • the Bestromungsparameters is calculated. For example, it is possible that a spray delay is calculated from an injection start and a start of energization, based of which it is possible to determine how the start of energization for the injector is to be corrected so that the actual start of injection takes place at a desired time. In this case, for example, a correction value for the beginning of the current supply is calculated. The correction value is stored, and the drive of the injector is corrected on the basis of the stored correction value. In this way, the control of the injector is changed so that the actual injection parameter in any case moves closer to the desired or predetermined value.
  • a map is used, in particular an injector map, which can be used as a reference for the correction of the energization parameters of the selected injector.
  • Map which is assigned to the injector individually, is deposited as the
  • An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that an operating point of the internal combustion engine present during activation of the injector is determined.
  • the detected pressure profile, the actual injection parameter and / or the calculated correction value is / are stored in a map as a function of the determined operating point.
  • the control of the injector is then corrected operating point-dependent with the correction value assigned to a current operating point.
  • the detected pressure profile itself is stored in a corresponding map.
  • the at least one actual injection parameter can then be calculated again and again from the stored pressure profile.
  • the disadvantage here is that the detected pressure curve comprises a very large amount of data, so that much memory space must be provided for the map.
  • the actual injection parameter is stored in a corresponding map. This already results in a smaller amount of data because only one value or a small number of values, for example an injection start, an injection end and / or an injection duration, have to be stored in the map for each detected pressure curve. But then it is still necessary 002773
  • the calculated correction value is stored in a corresponding map. This requires only a small amount of storage space, and there is no need for a constant, new evaluation of the stored data, because the stored correction value directly for the correction of
  • Actuation of the injector can be used. Therefore, a method is preferred in which only the correction value in the characteristic field is stored as a function of the operating point.
  • the map is also designed injector-individual. This means that each injector of the internal combustion engine is assigned its own characteristic map in which a detected pressure profile, an actual injection parameter or preferably a correction value is stored for each operating point of the internal combustion engine. This takes into account the fact that the different injectors differ with regard to their injection behavior with identical control, so that they have to be individually corrected.
  • High-pressure accumulator and a speed of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine Preferably, the
  • the map which includes the operating points of the internal combustion engine, is preferably designed as a discretized map with preferably 16x16 operating points. This is true for one
  • An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that during a plurality of working cycles of the internal combustion engine per working cycle a
  • Pressure curve, an actual injection parameter, and / or a correction value for the injector is determined and stored, wherein the control of the injector based on an average of the stored pressure curves or the stored actual
  • Injection parameter calculated correction value or is corrected by means of an average value from the stored correction values.
  • Injection parameter is in turn used to calculate a correction value.
  • Correction value is calculated. For each working cycle this correction value is stored. The triggering of the injector is then corrected on the basis of an average obtained directly from the stored correction values.
  • this embodiment of the method not only is memory space significantly saved, but at the time of correcting the triggering of the injector, there is no need to recalculate the correction values any more. Rather, only the stored values need to be used. Therefore, this embodiment of the method is preferred. In principle, however, it is also possible for each working cycle to have both the pressure profile and the injection parameter and possibly also a calculated value
  • Embodiment of the method represents. However, the following statements are just as applicable or, except for obvious modifications, also applicable to embodiments of the method in which the pressure profiles and / or the actual injection parameters are stored alternatively or in addition to the correction values.
  • the plurality of working cycles is at least 10, preferably at least 20, preferably at least 30, preferably at least 40, more preferably exactly 50 cycles. Accordingly, the correction values to be stored are entered
  • Injektorindividueller memory area in particular a ring memory, provided with at least 10, preferably at least 20, preferably at least 30, preferably at least 40 and more preferably with exactly 50 memory locations for each one correction value.
  • a ring memory provided with at least 10, preferably at least 20, preferably at least 30, preferably at least 40 and more preferably with exactly 50 memory locations for each one correction value.
  • each of the map covered operating point such a memory area is associated with a number of memory locations.
  • Memory area are sequentially assigned to the operating point correction values
  • the memory area is designed as a ring memory and is completely filled with values, an oldest stored correction value is deleted from the memory area when a new correction value is stored in the memory area.
  • the triggering of the injector preferably takes place on the basis of an average value of the correction values stored in the memory area.
  • the mean value is preferably always recalculated when a change has been made to the memory area, ie in particular when an oldest correction value has been deleted and a new correction value has been entered. In this way, driving of the injector on the basis of a moving average is realized.
  • an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the course of the pressure is detected in a single memory associated with the injector.
  • the individual injectors are decoupled from each other by the fluid storage fluid dynamics.
  • the individual memory In the stationary state, the individual memory preferably has the same pressure, which also in the common
  • High-pressure accumulator prevails. If the injection opening of the injector is opened, fuel flows from the individual accumulator into the working space of the internal combustion engine, the pressure in the individual accumulator collapsing. Subsequently, fuel flows from the common
  • High-pressure accumulator stabilized.
  • High-pressure accumulator stabilized.
  • Pressure curve is therefore the course of the injection and at least one injection parameters such as a start of injection, an injection end and / or an injection duration can be determined.
  • the main injection is therefore lower than in the pre-injection.
  • the pressure level in a subsequent injection for example at a
  • the pressure curve in the individual memory is preferably with a directly on the
  • Single memory arranged pressure sensor preferably with a strain gauge, measured.
  • this is performed by a single control unit of the internal combustion engine.
  • this is the central control unit, or engine control unit (ECU), the internal combustion engine.
  • ECU engine control unit
  • the method is carried out by a control unit alone, it preferably has various work areas, which may be different only on the level of programming or programming, wherein a first work area comprises selecting an injector to be measured, determining at least one energization parameter for the injector and driving takes over the injector with the determined Bestromungsparameter.
  • a second work area preferably detects the pressure profile and determines the at least one actual injection parameter from it. The two work areas are by the request signal on the one hand and the announcement signal on the other hand with each other
  • the first work area generates the request signal and sends it to the second work area.
  • the second work area registers the request signal and then generates the advertisement signal, sending it to the first work area when it starts time-resolved detection of the pressure history.
  • the first work area determines the at least one energization parameter as soon as it registers the announcement signal, and then performs the energization.
  • the first working area transmits the energizing parameter to the second working area, whereupon the second working area calculates the at least one correction value for the triggering of the injector after terminating the detection of the pressure profile and determining the injection parameter on the basis of the injection parameter and preferably of the energizing parameter.
  • the second working area then preferably communicates the calculated correction value to the first working area, wherein the latter is further processed by the first working area, in particular stored in a characteristic field.
  • the working area can be specialized in the acquisition and evaluation of the pressure profile and, if applicable, in the calculation of the correction value.
  • the second work area transmits the detected pressure profile to the first work area, wherein this then the other
  • Evaluation carries out. In this case, there is no need to determine the energization parameter through the first work area to the second work area. In the transmission of the
  • the injector to be measured is selected by a first control unit of the internal combustion engine, wherein the first control unit generates the request signal and sends it to a second control unit.
  • the second controller receives the request signal, whereupon it generates an advertisement signal and sends it to the first controller. Then, the second control unit begins to detect the pressure curve with the selected injector.
  • the first control unit receives the announcement signal, determines the at least one energization parameter, controls the injector with this and sends the Bestromungsparameter to the second control unit. After terminating the detection of the pressure profile, the second control unit determines the at least one actual injection parameter from the pressure profile.
  • the second control unit preferably also calculates the at least one correction value on the basis of the at least one
  • the correction value received by the first control unit is stored by the latter, in turn, preferably in a map.
  • the first controller can be smaller, with less processing power and with less
  • the first control unit is preferably the central control unit or engine control unit (ECU) of the internal combustion engine. It is particularly possible to use a conventional control unit for controlling the internal combustion engine, which is connected only via an interface with the second control unit.
  • ECU engine control unit
  • the first control unit together with the Bestromungsparameter also already sends the next request signal in the form of an identifier for the next to be measured injector or the next cylinder to be measured, this injector is assigned.
  • the second controller in this case notes the request, prepares the measurement of the next requested injector after performing the last step for the previous injector, in particular after the transmission of the calculation results to the first controller, and then generates the announcement signal which it sends to the first controller.
  • the second control unit detected the
  • An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that it is checked on the basis of the detected pressure curve, whether the injector has a malfunction, and / or if there is a sensor defect. This test is preferred by the second
  • Pressure drop detectable this indicates that the injector does not close properly.
  • a fault in a quantity limiting valve assigned to the injector can also be detected in this way.
  • a defect in the pressure sensor, which is provided for detecting the pressure curve, can be determined on the basis of the detected pressure curve. Indicates the detected
  • a tolerance band for the detected pressure profile is preferably defined, wherein it is checked whether the detected pressure profile runs within the tolerance band. If the signal detected by the pressure sensor lies outside the tolerance band, this likewise indicates a sensor defect.
  • the malfunction or the defect is preferably evaluated with regard to tolerability for the operation of the internal combustion engine. If the internal combustion engine continues to be operable even with the malfunction or the defect without risk to the user or to the internal combustion engine itself, a warning message is preferably generated which indicates, for example, that the injector or the sensor must be replaced. On the other hand, if there is a risk for a user or for the internal combustion engine itself, the operation of the internal combustion engine is preferably set after the defect or malfunction has been detected. In this case, a warning message is preferably generated only when a specific defect or a specific malfunction is registered multiple times.
  • a frequency with which a defect or malfunction must occur before a warning message is generated is preferably
  • an embodiment of the method is preferred in which the method is carried out successively for at least two injectors of the internal combustion engine.
  • the method is performed for all injectors of the internal combustion engine.
  • the different injectors of the Internal combustion engine selected for carrying out the method.
  • all the injectors of the internal combustion engine can be corrected with respect to their activation and preferably be assimilated with regard to their injection behavior.
  • this is carried out continuously during operation of the internal combustion engine. This is easily possible, since the method does not interfere with the control or regulation of the internal combustion engine, and in particular it is not necessary to keep an operating point constant during a predetermined number of working cycles of a cylinder whose injector is to be measured. Therefore, the process can be continued during the operation of the
  • Injection behaved equal, so that all cylinders of the internal combustion engine, if possible, have the same combustion behavior and, if possible, the same exhaust gas values. This equalization of the injectors is dependent on the load point. Based on the in the map
  • the object is also achieved in particular by providing an internal combustion engine with the following features.
  • the internal combustion engine is particularly adapted to
  • the internal combustion engine has a first pressure sensor, which is arranged and designed for the time-resolved detection of a pressure profile of the
  • the internal combustion engine is designed to carry out the following steps: selecting an injector to be measured and generating a request signal; Registering the request signal, generating an advertisement signal and starting time-resolved detection of a pressure waveform upstream of the injection port of the injector; Registering the announcement signal and determining at least one Bestromungsparameter for the injector during the detection of the pressure curve; Controlling the injector with the determined Bestromungsparameter during the detection of the pressure curve, and storing the at least one Bestromungsparameters; Ending the acquisition of the pressure curve; Determine at least one actual
  • Internal combustion engine further adapted to calculate at least one correction value for the control of the injector based on the injection parameter and preferably the
  • the internal combustion engine preferably has a control unit, in one embodiment exactly one control unit, which is set up and designed to carry out the aforementioned method steps.
  • the control unit with the first pressure sensor for time-resolved detection of the pressure profile is operatively connected.
  • the controller is operatively connected to the injector to its control.
  • the internal combustion engine further comprises means for performing the said method steps.
  • a preferred embodiment of the internal combustion engine comprises a common rail injection system, in particular a so-called common rail injection system. It is as PT / EP2014 / 002773
  • Fuel reservoir provided a high pressure accumulator, with which all injectors of the
  • the first pressure sensor in fluid communication. It is in principle possible for the first pressure sensor to be designed as a rail pressure sensor and arranged directly on the high-pressure accumulator, arranged in the area of the fluid connection between the high-pressure accumulator and the injector for detecting the pressure profile in the fluid connection, or arranged directly on the injector for detecting the pressure profile therein is.
  • the injector is associated with a single memory, wherein the single memory is arranged along the fluid connection between the fuel reservoir and the injection port of the injector.
  • the individual memory is integrated into the injector.
  • the injector There will be a
  • injected fuel directly taken from the single memory, which is replenished from the common high-pressure accumulator.
  • the first pressure sensor is preferably arranged directly in the region of the individual memory or on the individual memory.
  • the first pressure sensor is designed as a strain gauge.
  • the internal combustion engine has a plurality of working spaces and a plurality of injectors, wherein preferably each working space is associated with an injector.
  • the internal combustion engine is designed as a 4-cylinder, 6-cylinder, 8-cylinder, 12-cylinder, 16-cylinder or 32-cylinder internal combustion engine. Another, especially larger number of cylinders is possible.
  • a preferred embodiment of the internal combustion engine has two control devices.
  • a first control unit is operatively connected to the injector for its control, wherein a second control unit with the first pressure sensor for time-resolved detection of
  • the first control device is preferably operatively connected to the second control device via an interface, preferably via a data bus, 002773
  • the first control device is set up to select an injector to be measured and to generate the request signal and to send the request signal to the second control device.
  • the second control device is designed to receive the request signal, to generate a
  • the second control unit is designed to start a time-resolved detection of a pressure profile upstream of the injection opening of the injector.
  • the first control device is set up to receive the announcement signal and to determine at least one energization parameter for the injector.
  • the first control device is set up to control the injector with the first energizing parameter and to communicate the at least one energizing parameter to the second control device. This is arranged to terminate the detection of the pressure profile and to determine at least one
  • the second control unit is preferably configured to calculate at least one correction value for the control of the injector on the basis of the injection parameter and preferably of the
  • the first controller is in turn configured to store the correction value, preferably in a map, and to subsequently correct the drive of the injector based on the correction value.
  • Controller preferably communicate with each other via an interface over which they are operatively connected, preferably via a data bus, more preferably via a CAN interface.
  • the request signal and the advertisement signal are preferably transmitted and received via the interface.
  • the first control device is preferably set up to determine the at least one supply parameter for the injector upon receipt of the announcement signal. In particular, the determination of the
  • the control of the injector with the first Bestromungsparameter takes place during the detection of the pressure profile by the second control unit.
  • Bestromungsparameter is preferably communicated from the first control device to the second control device via the interface.
  • the calculated correction value is preferably transmitted from the second control unit to the first control unit via the interface.
  • the first control unit is a central control unit of the internal combustion engine
  • the second control device is preferably designed as a specialized control unit, which is specially adapted for recording and
  • the first control unit may be a conventional engine control unit, as is also used in internal combustion engines, which are not adapted to carry out the method mentioned here.
  • Such a conventional control device only needs to have an interface that is preferably already present with the second one
  • Control unit are connected to perform the procedure.
  • Control unit in turn can be constructed comparatively compact and inexpensive due to its specialization.
  • the first control unit is set up to determine a load point of the internal combustion engine, wherein it is operatively connected to a speed sensor included in the internal combustion engine, a pressure sensor associated with the common high-pressure accumulator for detecting the high pressure in the common high-pressure accumulator, as well as a load request
  • Detection means which is arranged to detect a load request or a requested torque for the internal combustion engine. In particular, based on a determined by the load request detection means load request and using the
  • Speed sensor detected speed of the internal combustion engine is calculated by the first control unit to be injected fuel quantity
  • the operating point of the internal combustion engine is preferably defined by the injected fuel quantity, the high pressure in the common high-pressure accumulator and the speed.
  • Bestromungsparameter - such as in particular a Bestromungsbeginn and a Bestromungsdauer - determined to control the injector, preferably based on a stored in the control unit map.
  • Such energization parameters are preferably determined for more than one injection by the injector per working cycle, in particular for a pre-injection, a main injection and / or a
  • the internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine. At a
  • the internal combustion engine is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mining vehicles, trains, the Internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank.
  • An embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, for stationary
  • the internal combustion engine in this case preferably drives a generator.
  • Internal combustion engine in the field of promotion of fossil raw materials and in particular fuels, for example oil and / or gas possible. Also, a use of the internal combustion engine in the industrial sector or in the construction sector, for example in a
  • Construction machine a construction machine or a wood chipper, is possible.
  • Internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or other suitable gas.
  • the internal combustion engine when designed as a gas engine, it is suitable for use in a cogeneration plant for stationary power generation.
  • Figure 1 is a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine
  • Figure 2 is a diagrammatic representation of an embodiment of the method.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine 1.
  • This is designed as a reciprocating engine with eight cylinders, so has eight Work rooms, of which for the sake of clarity, only one is designated by the reference numeral 3.
  • the internal combustion engine 1 is designed as a V-engine.
  • Each working chamber 3 is assigned an injector 5, wherein each injector 5 has an injection opening 7 and serves to inject a fuel into the working space 3. The better one
  • the injectors 5 are in fluid communication with a fuel reservoir 9, wherein in the illustrated in Figure 1 embodiment of the internal combustion engine 1, a common high-pressure accumulator 11 is provided, with all the injectors 5 are in fluid communication, at the same time in a fluid connection between the common high pressure accumulator 11
  • Each injector 5 is arranged in each case a single memory 13 assigned to the individual injectors 5, wherein for better clarity, only one of the individual memories is designated by the reference symbol 13.
  • An injection of fuel through the injectors 5 into the working spaces 3 takes place in such a way that the injected fuel is taken directly from the individual accumulator 13 assigned to an active injector 5, this with a certain - preferably by a in the fluid connection between the common high-pressure accumulator 11 and the Single memory 13 provided throttle predetermined - time delay from the common high-pressure accumulator 11 is filled.
  • the internal combustion engine 1 has an injection system 15, which is designed as a common rail injection system, wherein for each injector 5 is a single memory 13th
  • a first pressure sensor 17 preferably in the form of a strain gauge, arranged to a pressure curve in the single memory 13th
  • first pressure sensors 17 For the sake of clarity, only one of the first pressure sensors is designated by the reference numeral 17 here.
  • a second pressure sensor 19 is arranged, through which a pressure in the common high-pressure accumulator 11 can be detected.
  • the name of the pressure sensors 17, 19 as the first and second pressure sensors speaks their
  • the exemplary embodiment of the internal combustion engine 1 illustrated in FIG. 1 comprises two
  • an embodiment of the internal combustion engine 1 or an embodiment of the method is possible in which only one control device is provided or used.
  • first control unit is used here by the term "first work area”
  • second work area is used here by the term "second work area”.
  • Control unit is replaced by the term" second work area ".
  • a first control unit 21 is provided, which is designed here as a conventional engine control unit (ECU) and the internal combustion engine 1 controls or regulates.
  • ECU engine control unit
  • the first control unit 21 has in particular a first operative connection 23 to the second pressure sensor 19, so that the pressure in the common high-pressure accumulator 1 1 can be detected by the first engine control unit 21.
  • the first control unit 21 is also operatively connected via a second active connection 25 with a load request detection means, not shown in Figure 1, so that by the first control unit 21, a load request, in particular a torque request to the internal combustion engine 1 can be detected.
  • a load request in particular a torque request to the internal combustion engine 1 can be detected.
  • Load request detection means for example, by an accelerator pedal or by one
  • the first control unit 21 is operatively connected to a speed detection means, also not shown in Figure 1, so that by the first control unit 21 a speed of the internal combustion engine 1 can be detected.
  • the speed detecting means is preferably arranged on a crankshaft of the internal combustion engine 1 such that a rotational speed of the crankshaft can be detected by the rotational speed detection means.
  • the first controller 21 is preferably designed to be from the load or
  • the operating point is then ultimately preferably defined by the target injection quantity, the speed of the
  • the first control unit 21 determines
  • the start of energization and the energization duration preferably depend, in particular, on the desired injection quantity on the one hand and the rail pressure on the other hand.
  • maps are preferably stored in the first control device 21. It is possible that each injector 5 a
  • the first control unit 21 is connected to the injectors 5, so that they are detected by the first control unit 21, in particular with those determined by it
  • the internal combustion engine 1 also has a second control unit 31, which serves to detect and evaluate a pressure profile in the individual memories 13. For this purpose, it is operatively connected by means of a fifth operative connection 33 with the individual memories 13 for detecting the corresponding pressure profiles.
  • the first control unit 21 and the second control unit 31 have an interface, via which they are operatively connected to one another by a sixth operative connection 35, which is preferably designed as a data bus 37, particularly preferably as a CAN data bus.
  • the sixth operative connection 35 is symbolized in FIG. 1 by two arrows, one of which points from the first control device 21 to the second control device 31, and the second arrow is from the second control unit 31 points to the first control unit 21. This is intended to represent that an exchange of signals and / or data between the two control units 21, 31 via the sixth
  • Operative connection 35 in both directions is possible. If only one control unit is provided in one exemplary embodiment of the internal combustion engine 1, the two operating areas corresponding to the first control unit 21 and the second control unit 31 are also operatively connected to each other for the exchange of signals and / or data, preferably by an internal active connection, for example an internal one data bus.
  • the second control unit 31 is preferably designed as a specialized control unit, which is optimized with regard to the task of detecting and analyzing the pressure profiles in the individual memories 13.
  • FIG. 2 shows correspondingly a schematic representation of this embodiment of the method in the manner of a flow chart.
  • the steps carried out by the second control device 31 are carried out, the steps shown by the first control device 21 being listed in a right-hand column of FIG.
  • a data and / or signal exchange between the two control units is represented by arrows, which link the left and the right column.
  • step S 1 the method starts with respect to the second control device 31.
  • the method starts in a step S 1 'with respect to the first control device 21.
  • the first one waits for this
  • the first control device 21 controls the operation of the internal combustion engine 1 in a known manner, and the second control device 31 performs only a simple
  • Sensor defect monitoring by, for example, it is checked whether each of the pressure sensors 17 is properly mounted and operatively connected to the second control unit 31.
  • monitoring can be done by checking a voltage level in the
  • Active compound 33 take place.
  • Predetermined conditions for carrying out the method for example, reaching an operating temperature of the internal combustion engine 1, reaching a
  • Lubricating oil temperature of the internal combustion engine 1 and / or further predetermined parameters include.
  • the conditions are preferably chosen such that a performance of the
  • the first control unit 21 generates a request signal in the form of a
  • This identifier and thus the request signal is transmitted from the first control unit via the sixth active connection 35 to the second control unit 31, which is represented here by an arrow Pi.
  • the first control unit 21 continuously transmits - for example, during a warm-up phase of the internal combustion engine 1 - the identifier of the next injector 5 to be measured to the second engine control unit 31, which is displayed by an attached information, such as a status bit, if the
  • the second control unit 31 always checks, on the one hand, whether the identifier for the next injector 5 to be measured has been received, and, on the other hand, which value is sent to the
  • Identifier has attached status bits. Only when this status bit has a value indicating that the method can be performed, the second control unit 31 goes to a step S3, in which it has the necessary functions for the time-resolved detection of a
  • the second controller 31 If the second controller 31 is ready to start the measurement, it generates
  • Announcement signal and transmits this via the sixth operative connection 35 to the first control unit 21, which is here marked with an arrow P 2 . Furthermore, the second starts 773
  • Control unit 31 the time-resolved detection of the pressure curve in a step S4, preferably at the same time as the transmission of the announcement signal.
  • the first control unit 21 determines in a step S2 'the current operating point of the internal combustion engine 1, namely in particular the desired injection quantity, the rail pressure and the speed of the internal combustion engine.
  • the first control unit 21 calculates a prediction for the rail pressure drop on the basis of the determined operating point in the event that more than one injection in the considered working cycle of the internal combustion engine 1 is to take place through the selected injector 5. For example, it is possible that in addition to a main injection one
  • Pre-injection or a secondary injection should take place. Only in the case of the first injection, here for example the pilot injection, can it be assumed that the rail pressure detected by means of the second pressure sensor 19 actually prevails in the common high-pressure accumulator. For the subsequent injection events, therefore, a pressure level prevailing at the beginning of the injections is predicted by the first control unit 21.
  • the first control unit 21 now calculates in a step S4 'the energization parameters for the control of the injector 5, in particular one
  • Injection so for example, the pilot injection, the main injection and the
  • energization parameters are stored by the first control unit 21.
  • the energization is performed, that is, the first
  • Control unit 21 controls the selected injector 5 with the determined Bestromungsparametern.
  • a step S6 ' the next injector 5 to be measured is determined.
  • the second controller 31 terminates the time-resolved detection of the
  • the second control unit 31 informs the second control unit 31 of the energization parameters and preferably further parameters relevant for the evaluation via the sixth active connection 35, which is indicated here by an arrow P 3 .
  • the first controller 21 notifies the second controller 31 for each injection event, for example a pre-injection
  • the first control unit 21 preferably transmits to the second control unit 31 information about the operating point of the internal combustion engine at the time of the injections. It is also possible that the first control unit 21, the second control unit 31 at least one
  • Weighting factor transmitted for a learning limit as a function of a learning progress for an injection in the current operating point Preferably, for each
  • Injection event ie for a pilot injection, a main injection and / or a
  • Weighting factor preferably affects limits for a valid measurement. With increasing frequency of the measurement of an injector, the more precisely its injection behavior has already been learned or is known, in particular as a function of a specific injection event, the stronger the weighting factor approaches one. This means that a single measurement must be closer to an optimum in order to be recognized as valid. Thus, the more the weighting factor approaches one, the closer the individual reading for the injector must be to its optimum value in order to be recognized as valid. Of the
  • Weighting factor is preferably defined as the quotient of a current learning progress to a maximum possible learning progress. Furthermore, the first control unit 21 depends on the
  • Information preferably an identifier for the next to be measured injector 5 at.
  • This identifier represents the request signal for the next measurement or next implementation of the method. Accordingly, the second controller 31 notes the next injector 5 to be measured.
  • the second control unit 31 performs an extended defect detection on the basis of the detected pressure curve.
  • the detected pressure curve is realistic, in particular whether a pressure drop has taken place at all, or whether there is possibly a permanent drop in pressure.
  • an injector defect can be detected.
  • Errors in the pressure curve such as jumps or outliers, may indicate a defect in the first pressure sensor 17. It is also preferably checked whether the detected pressure curve is within a predetermined pressure tolerance band. If this is not the case, a defect in the first pressure sensor 17 can also be inferred.
  • the detected pressure profile is analyzed, and at least one actual injection parameter is determined from the detected pressure profile.
  • an injection start, an injection end and / or an injection duration are determined.
  • an actual injected fuel quantity, thus an actual injection quantity is preferably determined from the detected pressure curve.
  • the respective injection parameters are preferably determined for each injection event, that is to say for example for a pilot injection, a main injection and a post-injection.
  • At least one correction value for the control of the injector 5 is now calculated by the second control unit 31 in a step S8.
  • a correction value for the beginning of the energization is calculated for each injection event.
  • another plausibility check of the calculated results is carried out by the second control unit 31, in particular with regard to a possible injector failure detection or a sensor defect detection.
  • the second control unit 31 transmits to the first control unit 21 via the sixth operative connection 35 the measurement results, which is represented here by an arrow P 4 .
  • measurement results are preferably input for each injection event
  • the status information includes in particular whether the injection has taken place. Furthermore, a status of the overall measurement is preferably transmitted.
  • the second control unit 31 preferably activates a warning if an injector failure or a sensor defect has been detected, preferably with a programmable frequency.
  • the first control unit 21 performs a plausibility check of the received measurement results in a step S7 '.
  • the first control unit 21 preferably checks whether a highly transient state of the internal combustion engine 1 was present during the measurement, for example because a rapid load shedding took place. In this case, the measurement results are not useful and are discarded.
  • the first control unit 21 preferably checks whether a Cylinder shutdown was activated, so that the metered injector 5 might have been deactivated. Also in this case, the measurement results are preferably discarded.
  • the first control unit 21 again checks whether a sufficient time has passed after the start of the internal combustion engine to achieve plausible measurement results, and whether the internal combustion engine 1 has actually reached its operating temperature.
  • the first control unit 21 preferably checks whether there is still any pause between the various individual injection events using the determined correction values for the start of energization. As a spray delay with increasing aging of the injectors typically increases more and more, a correction of the
  • the first controller 21 then preferably outputs a warning.
  • the first control device 21 stores the correction values obtained in an operating point-dependent characteristic map individually assigned to the measured injector 5 to the operating point determined for the working cycle.
  • the second control unit 31 prepares the measurement of the next injector 5 in a step S10, in particular, it jumps back to the step S2, wherein it checks whether the
  • the first controller 21 jumps back to a point from the step S9 'by waiting for the advertisement signal of the first controller 31. If this is received, it continues the process in step S2 'as described. If the method is terminated or the internal combustion engine 1 is switched off, this is done for the first control unit 21 in a step S10 'and for the second control unit 31 in a step Si l. If the vertical axis of FIG. 2 is considered as a time axis, the method proceeds between the step S2 of the second control device 31 and the step S9 'of the first control device 21 in at most one operating cycle of the internal combustion engine 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter mindestens eines Injektors (5) einer Brennkraftmaschine (1) mit folgenden Schritten: Auswählen eines zu vermessenden Injektors (5) und Erzeugen eines Anforderungssignals; Registrieren des Anforderungssignals auf die Registrierung des Anforderungssignals hin, Erzeugen eines Ankündigungssignals und Starten einer zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs stromaufwärts einer Einspritzöffnung (7) des Injektors (5), wobei mit dem Ankündigungssignal der Beginn der Erfassung des Druckverlaufs angekündigt wird; Registrieren des Ankündigungssignals und Ermitteln von mindestens einem Bestromungsparameter für den Injektor (5) während der Erfassung des Druckverlaufs; Ansteuern des Injektors (5) mit dem ermittelten Bestromungsparameter während der Erfassung des Druckverlaufs, und Speichern des mindestens einen Bestromungsparameters; Beenden der Erfassung des Druckverlaufs, und Ermitteln wenigstens eines tatsächlichen Einspritzparameters aus dem erfassten Druckverlauf.

Description

BESCHREIBUNG
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STEURUNG EINES EINSPRITZVENTIS EINER BRENNKRAFTMASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter mindestens eines Injektors einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 , sowie eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 10.
Verfahren und Brennkraftmaschinen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 006 896 AI geht ein Verfahren hervor, bei welchem ein Spritzende und ein virtueller Spritzbeginn aus einem gemessenen Druckverlauf eines Einzelspeichers eines Common-Rail-Einspritzsystems bestimmt werden. Aus der deutschen Patetschrift DE 10 2006 007 365 B3 geht ein Rekursionsverfahren zur Bestimmung eines Spritzendes hervor, wobei auch ein virtueller Spritzbeginn berechenbar ist. Mit Hilfe solcher Verfahren können möglichst genau tatsächlich vorliegende Einspritzparameter, insbesondere ein Spritzbeginn und/oder ein Spritzende eines Injektors bestimmt werden. Eine Verbrennungsgüte oder auch eine Zusammensetzung von Abgas einer Brennkraftmaschine werden maßgeblich durch Spritzbeginn und Spritzende der Injektoren bestimmt. Die Injektoren werden mittels einer Bestromung angesteuert, also mit einer Spannung beziehungsweise mit einem Strom
beaufschlagt, wobei als Bestromungsparameter insbesondere ein Bestromungsbeginn und/oder eine Bestromungsdauer in Frage kommt/kommen. Es zeigt sich, dass zwischen dem
Bestromungsbeginn und dem mit einem Nadelhub des Injektors einsetzenden, tatsächlichen Spritzbeginn ein zeitlicher Versatz besteht. Entsprechend ergibt sich auch eine Verzögerung zwischen dem Bestromungsende und dem tatsächlichen Spritzende. Dabei sind die
Verzögerungen nicht nur für den konkreten Injektor charakteristisch, sondern sie können sich auch im Laufe von dessen Lebensdauer aufgrund von Alterung und/oder Verschleiß ändern. Um gleichwohl in Hinblick auf das Verbrennungsverhalten der Brennkraftmaschine und deren Abgasentwicklung optimale Einspritzparameter vorsehen zu können, ist es nötig, die bei gegebener Bestromung des Injektors tatsächlich vorliegenden Einspritzparameter möglichst genau zu kennen. Insbesondere ist es dann nämlich auch möglich, die relevanten
Bestromungsparameter zu korrigieren, um optimale Einspritzparameter zu gewährleisten.
Zu diesem Zweck ist es allerdings nötig, einen Einspritzparameter genau einem während der Einspritzung geltenden Bestromungsparameter zuordnen zu können. Nur so kann das Verhalten des Injektors genau erfasst und gegebenenfalls sinnvoll korrigiert werden. Dabei zeigt sich, dass ein Algorithmus zur Bestimmung eines Einspritzparameters für die Ermittlung eines
aussagekräftigen Wertes ungefähr 50 Messzyklen, mithin ungefähr 50 Arbeitsspiele der
Brennkraftmaschine benötigt. Es sind Verfahren bekannt, bei denen Einspritzparameter ausschließlich in stationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine gemessen werden, wobei dabei angenommen wird, dass die Bestromungsparameter während der Messung keinen Änderungen unterliegen. Insofern bedarf es bei solchen Verfahren keiner expliziten Zuordnung der gemessenen Einspritzparameter zu den Bestromungsparametern, jedenfalls soweit die Richtigkeit der getroffenen Annahme unterstellt wird. Diese stellt jedoch in der Praxis eine wesentliche Fehlerquelle dar, da auch im stationären Betrieb die Drehzahl der
Brennkraftmaschine nie exakt konstant gehalten werden kann, sodass sich auch die
Bestromungsparameter ständig zumindest geringfügig ändern.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungssschrift DE 10 2012 021 076 AI wird deswegen ein Verfahren beschrieben, bei welchem eine explizite Zuordnung von
Bestromungsparametern zu Einspritzparametern möglich ist, indem eine Mehrzahl von
Bestromungsparametern gemeinsam mit jeweils zugeordneten Bestromungs-Zeitwerten gespeichert wird, wobei auch den gemessenen Einspritzparametern Messwert-Zeitwerte zugeordnet werden. Anschließend erfolgt eine Zuordnung der Bestromungsparameter zu den Einspritzparametern anhand eines Vergleichs der Bestromungs-Zeitwerte mit den Messwert- Zeitwerten, wobei ein gemessener Einspritzparameter demjenigen Bestromungsparameter zugeordnet wird, dessen Bestromungs-Zeitwert innerhalb eines vorherbestimmten Toleranzbands dem Messwert-Zeitwert des Einspritzparameters entspricht. Dieses Verfahren ist vergleichsweise aufwändig und teuer, weil in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine ein zusätzlicher
Ringspeicher zur Speicherung der Bestromungsparameter und der Bestromungs-Zeitwerte vorgehalten werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter sowie eine Brennkraftmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll mit Hilfe des Verfahrens eine einfache und kostengünstige, jedoch zugleich eindeutige Zuordnung zwischen einem Bestromungsparameter und einem tatsächlichen Einspritzparameter möglich sein.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren mit den folgenden Schritten geschaffen wird. Es wird ein zu vermessender Injektor ausgewählt. Es wird ein
Anforderungssignal erzeugt. Das Anforderungssignal wird registriert, und es wird ein
Ankündigungssignal erzeugt. Eine zeitaufgelöste Erfassung eines Druckverlaufs stromaufwärts einer Einspritzöffnung des Injektors wird gestartet. Das Ankündigungssignal wird registriert, und es wird für den Injektor während der Erfassung des Druckverlaufs mindestens ein
Bestromurigsparameter ermittelt. Der Injektor wird mit dem ermittelten Bestromungsparameter während der Erfassung des Druckverlaufs angesteuert, und der Bestromungsparameter wird gespeichert. Schließlich wird die Erfassung des Druckverlaufs beendet, und es wird wenigstens ein tatsächlicher Einspritzparameter aus dem erfassten Druckverlauf ermittelt. Das Verfahren umfasst eine Synchronisation zwischen der Bestromung des Injektors einerseits und dem zeitaufgelösten Erfassen des Druckverlaufs andererseits. Diese wird verwirklicht, indem mit dem Anforderungssignal die Erfassung des Druckverlaufs für den ausgewählten Injektor angefordert wird, wobei mit dem Ankündigungssignal der Beginn der Erfassung des Druckverlaufs angekündigt wird. Auf die Registrierung des Anforderungssignals hin wird das Ankündigungssignal generiert, und die Erfassung des Druckverlaufs wird gestartet. Auf die Registrierung des Ankündigungssignals hin wird der mindestens eine Bestromungsparameter ermittelt, und der Injektor wird mit diesem angesteuert. Dies geschieht während der Erfassung des Druckverlaufs. Der Bestromungsparameter wird gespeichert. Schließlich ist eine eindeutige Zuordnung zwischen dem Bestromungsparameter und dem erfassten Druckverlauf
beziehungsweise dem tatsächlichen Einspritzparameter möglich, weil diese mit Hilfe des
Anforderungssignals und des Ankündigungssignals eindeutig aufeinander bezogen und miteinander synchronisiert sind. Dabei werden die hier beschriebenen Verfahrensschritte während eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine durchgeführt. Es ist demnach gewährleistet, dass der erfasste Druckverlauf stets auf der gespeicherten Bestromung des Injektors beruht. Da im Rahmen des Verfahrens eine perfekte Synchronisierung zwischen der Erfassung des Druckverlaufs und damit der Ermittlung des tatsächlichen Einspritzparameters einerseits und der Ansteuerung des Injektors mit dem Bestromungsparameter andererseits gegeben ist, bedarf es keiner zusätzlich gespeicherten Zeitwerte, und es bedarf insbesondere keiner Speicherung einer Mehrzahl von Bestromungsparametern, um einen der Bestroumungsparameter nachträglich einem ermittelten, tatsächlichen Einspritzparameter zuordnen zu können. Das Verfahren ist daher einfach und kostengünstig durchführbar. Insbesondere kann der ansonsten erforderliche zusätzliche Ringspeicher in dem Steuergerät eingespart werden. Im Rahmen des Verfahrens werden vorzugsweise abgesehen von den hier dargestellten Verfahrensschritten keine
Bestromungsparameter gespeichert. Insbesondere wird kein Bestromungsparameter gespeichert, solange nicht das Ankündigungssignal registriert wurde. Hierdurch und durch den Verzicht auf eine Speicherung von Bestromungs-Zeitwerten und Messwert-Zeitwerten werden die in den zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Regeleinheiten notwendigen Daten minimiert. Es zeigt sich auch, dass die Berechnung des Bestromungsparameters und die Aufzeichnung des Druckverlaufs synchron geschehen. Hierdurch ist es prinzipiell möglich, einen Injektor öfter zu vermessen.
Das Verfahren wird vorzugsweise angewendet bei einer Brennkraftmaschine, welche ein
Einspritzsystem mit einer sogenannten gemeinsamen Leiste beziehungsweise einem
gemeinsamen Hochdruckspeicher, nämlich ein Common-Rail-Einspritzsystem aufweist. Dabei sind die Injektoren der Brennkraftmaschine mit dem gemeinsamen Hochdruckspeicher fluidverbunden. Der Hochdruckspeicher, die Fluidverbindung zu den Injektoren und die
Injektoren selbst bilden ein Hochdrucksystem aus. Als Druckverlauf wird dabei bevorzugt ein zeitaufgelöster Verlauf eines Drucks in dem Hochdrucksystem, insbesondere in dem
gemeinsamen Hochdruckspeicher, in den Fluidverbindungen zu den Injektoren, in
Einzelspeichern oder in den Injektoren selbst, erfasst. Aus dem Druckverlauf, der stromaufwärts der Einspritzöffnung eines Injektors erfasst wird, kann/können als tatsächliche^")
Einspritzparameter insbesondere ein Spritzbeginn, ein Spritzende und/oder eine Spritzdauer ermittelt werden. Mit der Formulierung„Ermitteln wenigstens eines tatsächlichen
Einspritzparameters" ist hier also nicht angesprochen, dass der Einspritzparameter mehrfach gemessen werden kann, was selbstverständlich ohne weiteres möglich ist und bevorzugt auch durchgeführt wird, sondern vielmehr, dass es einerseits möglich ist, nur einen
Einspritzparameter, beispielsweise den Spritzbeginn, zu ermitteln, wobei es aber auch möglich ist, mehr als einen Einspritzparameter, beispielsweise den Spritzbeginn, das Spritzende und die Spritzdauer zu ermitteln. Im Rahmen des Verfahrens wird also bevorzugt wenigstens einer der hier genannten Einspritzparameter als tatsächlicher Einspritzparameter ermittelt. Ein Verfahren, bei welchem ein Spritzende und ein virtueller Spritzbeginn aus einem
gemessenen Druckverlauf eines Einzelspeichers eines Common-Rail-Einspritzsystems bestimmt wird, geht beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 006 896 AI hervor. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung ist hier bezüglich der Ermittlung des Spritzendes und des Spritzbeginns aus dem Druckverlauf durch Verweis vollständig einbezogen. Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2006 007 365 B3 geht ein Rekursionsverfahren zur Bestimmung eines Spritzendes hervor, wobei auch ein virtueller Spritzbeginn berechenbar ist. Auch dieses Dokument ist bezüglich des Verfahrens zur Ermittlung des Spritzendes und des Spritzbeginns aus einem entsprechenden Druckverlauf hier durch Verweis einbezogen. Mit Hilfe dieser beispielhaft genannten Verfahren ist es möglich, aus dem - in Strömungsrichtung gesehen - vor der Einspritzöffnung des Injektors gemessenen Druckverlauf ein Spritzende und vorzugsweise auch einen Spritzbeginn als Einspritzparameter zu ermitteln. Aus dem Spritzende und dem Spritzbeginn ist es wiederum möglich, eine Spritzdauer zu berechnen.
Als Bestromungsparameter wird vorzugsweise ein Bestromungsbeginn und/oder eine
Bestromungsdauer berechnet. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, einen
Bestromungsverlauf zu berechnen. Die Formulierung„Ermitteln von mindestens einem
Bestromungsparameter" spricht demnach hier ebenfalls nicht an, dass der Bestromungsparameter mehrfach ermittelt wird, was selbstverständlich ohne weiteres möglich ist und bevorzugt auch durchgeführt wird, sondern dass vielmehr eine Mehrzahl von Bestromungsparametern existiert, von denen wenigstens einer ermittelt wird. Beispielsweise ist es möglich, dass nur ein
Bestromungsbeginn oder nur eine Bestromungsdauer ermittelt wird. Es ist aber auch möglich, dass mehr als ein Bestromungsparameter ermittelt wird, mit denen schließlich der Injektor angesteuert wird. Insbesondere werden bevorzugt sowohl ein Bestromungsbeginn als auch eine Bestromungsdauer ermittelt, wobei der Injektor mit diesen Bestromungsparametern angesteuert wird.
Wird bei einer Ausführungsform des Verfahrens ein Bestromungsbeginn als
Bestromungsparameter ermittelt, wobei als tatsächlicher Einspritzparameter ein Spritzbeginn ermittelt wird, ist es anhand dieser Werte insgesamt möglich, einen Spritzverzug als zeitlichen 2014/002773
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Abstand zwischen dem Bestromungsbeginn und dem Spritzbeginn zu berechnen. Wird zusätzlich oder alternativ als Bestromungsparameter eine Bestromungsdauer oder ein Bestromungsende ermittelt, wobei als tatsächlicher Einspritzparameter ein Spritzende ermittelt wird, ist es durch Vergleich dieser Werte möglich, einen Spritzende- Verzug zu berechnen. Insgesamt kann so beurteilt werden, wie der vermessene Injektor auf die Ansteuerung anspricht. Dabei ist es weitergehend insbesondere möglich, die Ansteuerung des Injektors so zu korrigieren, dass ein gewünschtes Einspritzverhalten erzielt wird.
Wie bereits angedeutet, werden die beschriebenen Verfahrensschritte zur Vermessung eines Injektors während genau eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine durchgeführt. Dabei werden mit dem zeitaufgelösten Druckverlauf vorzugsweise alle Einspritzereignisse des
Injektors innerhalb des Arbeitsspiels, insbesondere also eine Haupteinspritzung sowie
vorzugsweise auch eine Voreinspritzung und/oder eine Nacheinspritzung erfasst, wobei zugleich Bestromungsparameter für die Haupteinspritzung, vorzugsweise auch für die Voreinspritzung und/oder die Nacheinspritzung gespeichert werden. Somit ist es im Rahmen des Verfahrens möglich, alle Einspritzereignisse innerhalb des Arbeitsspiels mit Bezug auf den ausgewählten Injektor zu erfassen und die den einzelnen Einspritzereignissen zugeordneten Einspritzparameter den zugehörigen Bestromungsparametern eindeutig zuzuordnen. Auch diese Möglichkeit ist im Übrigen durch die Formulierung„Ermitteln von mindestens einem Bestromungsparameter" und „Ermitteln wenigstens eines tatsächlichen Einspritzparameters" umfasst, wobei nämlich verschiedene Bestromungsparameter und verschiedene Einspritzparameter für verschiedene Einspritzereignisse erfasst werden können. Dabei ist es selbstverständlich möglich, für jedes einzelne Einspritzereignis entweder nur einen Bestromungsparameter oder Einspritzparameter zu erfassen, oder aber für jedes Einspritzereignis jeweils mehr als einen Bestromungs- oder
Einspritzparameter, vorzugsweise ausgewählt aus den zuvor genannten Parametern, zu erfassen.
Abhängig von einer Rechengeschwindigkeit eines das Verfahren durchführenden Steuergeräts einerseits und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine andererseits, mithin der Länge eines Arbeitsspiels, ist es sogar möglich, innerhalb desselben Arbeitsspiels mehr als einen Injektor, vorzugsweise genau zwei Injektoren, nacheinander zu vermessen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst/umfassen das Anforderungssignal und/oder das Ankündigungssignal einen Spannungspegel, der an einem Ausgang eines
Signalerzeugungsmittels eingestellt wird, um das Signal zu erzeugen. Beispielsweise ist es 2014/002773
7 möglich, dass zur Erzeugung des Signals eine Spannung von einem ersten vorherbestimmten Wert, der einen Nullwert darstellt und somit die Abwesenheit des Signals anzeigt, umgeschaltet wird auf einen zweiten vorherbestimmten Wert, der den Signal wert darstellt und anzeigt, dass das Signal vorhanden ist.
Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens umfasst/umfassen das Anforderungssignal und/oder das Ankündigungssignal eine analoge oder digitale Information, beispielsweise ein Wort oder eine Zahl. Es ist auch möglich, dass zumindest eines der Signale als Wert eines bestimmten Bits in einer Zeichenfolge beziehungsweise als eine Folge von Bits ausgestaltet ist, wobei das Signal beispielsweise inaktiv ist, wenn das Bit den Wert 0 aufweist, wobei das Signal aktiv ist, wenn das Bit den Wert 1 aufweist.
Bevorzugt umfasst das Anforderungssignal einen Bezeichner für den zu vermessenden Injektor oder den Zylinder der Brennkraftmaschine, dessen Injektor vermessen werden soll. Insbesondere ist es möglich, dass das Anforderungssignal aus dem Bezeichner besteht.
Es ist möglich, dass das Anforderungssignal nur bei einem ersten Durchlauf des Verfahrens tatsächlich zeitlich vor dem Starten der zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs erzeugt wird. Bei nachfolgenden Durchläufen ist es dagegen möglich, dass das Anforderungssignal zu einem anderen Zeitpunkt erzeugt wird, wobei es beispielsweise zusammen mit weiteren Daten erzeugt und/oder übertragen werden kann. In diesem Fall umfasst das Anforderungssignal bevorzugt den Bezeichner des nächsten, zu vermessenden Injektors. Dieser wird dann nach dem Erzeugen und Registrieren des Anforderungssignals vorgemerkt, wobei nach dem Ende des Durchlaufs der Verfahrensschritte für den aktuellen Injektor die zeitaufgelöste Erfassung des Druckverlaufs stromaufwärts der Einspritzöffhung des entsprechenden, nächsten zu
vermessenden Injektors gestartet und das Ankündigungssignal erzeugt wird, ohne dass unmittelbar zuvor nochmals eigens das Anforderungssignal registriert wurde. Vielmehr wird dann hier auf das im Laufe der zuvor durchlaufenen Verfahrensschritte erzeugte und registrierte Anforderungssignal zurückgegriffen und der Bezeichner ausgewertet.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher mindestens ein
Korrekturwert für die Ansteuerung des Injektors anhand des Einspritzparameters und
vorzugsweise des Bestromungsparameters berechnet wird. Beispielsweise ist es möglich, dass aus einem Spritzbeginn und einem Bestromungsbeginn ein Spritzverzug berechnet wird, anhand dessen festgelegt werden kann, wie der Bestromungsbeginn für den Injektor zu korrigieren ist, damit der tatsächliche Spritzbeginn zu einem gewünschten Zeitpunkt erfolgt. In diesem Fall wird beispielsweise ein Korrekturwert für den Bestromunsgbeginn berechnet. Der Korrekturwert wird gespeichert, und die Ansteuerung des Injektors wird auf der Grundlage des gespeicherten Korrekturwerts korrigiert. Auf diese Weise wird die Ansteuerung des Injektors so verändert, dass der tatsächliche Einspritzparameter jedenfalls näher an den gewünschten beziehungsweise vorherbestimmten Wert heranrückt. Zur Berechnung des mindestens einen Korrekturwerts wird vorzugsweise ein Kennfeld verwendet, insbesondere ein Injektorkennfeld, welches als Referenz für die Korrektur der Bestromungsparameter des ausgewählten Injektors herangezogen werden kann. In dem
Kennfeld, welches dem Injektor individuell zugeordnet ist, ist hinterlegt, wie sich die
Einspritzparameter bei einer Änderung der Bestromungsparameter ändern. Daher sind aus dem Kennfeld Informationen ableitbar, wie der mindestens eine Bestromungsparameter geändert werden muss, um eine gewünschte Korrektur des tatsächlich vorliegenden Einspritzparameters zu erzielen.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein während der Ansteuerung des Injektors vorliegender Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Der erfasste Druckverlauf, der tatsächliche Einspritzparameter und/oder der berechnete Korrekturwert wird/werden in einem Kennfeld in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebspunkt gespeichert. Die Ansteuerung des Injektors wird dann betriebspunktabhängig mit dem einem aktuellen Betriebspunkt zugeordneten Korrekturwert korrigiert.
Es ist also möglich, dass der erfasste Druckverlauf selbst in einem entsprechenden Kennfeld hinterlegt wird. Der wenigstens eine tatsächliche Einspritzparameter kann dann immer wieder neu aus dem gespeicherten Druckverlauf berechnet werden. Nachteilig hierbei ist allerdings, dass der erfasste Druckverlauf eine sehr hohe Datenmenge umfasst, so dass für das Kennfeld viel Speicherplatz bereitgestellt werden muss. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der tatsächliche Einspritzparameter in einem entsprechenden Kennfeld hinterlegt wird. Hierbei fällt bereits eine geringere Datenmenge an, weil pro erfasstem Druckverlauf lediglich ein Wert oder eine kleine Anzahl von Werten, beispielsweise ein Spritzbeginn, ein Spritzende und/oder eine Spritzdauer, in dem Kennfeld hinterlegt werden müssen. Dabei ist es dann allerdings noch nötig, 002773
9 den Korrekturwert zur Korrektur der Ansteuerung stets neu aus dem tatsächlichen
Einspritzparameter zu berechnen. Alternativ oder zusätzlich ist es schließlich auch möglich, dass der berechnete Korrekturwert in einem entsprechenden Kennfeld hinterlegt wird. Dies bedarf nur eines geringen Aufwands an Speicherplatz, und es entfällt ein ständiges, neues Auswerten der gespeicherten Daten, weil der gespeicherte Korrekturwert unmittelbar zur Korrektur der
Ansteuerung des Injektors herangezogen werden kann. Es wird daher ein Verfahren bevorzugt, bei welchem nur der Korrekturwert in dem Kennfeld betriebspunktabhängig gespeichert wird.
Das Kennfeld ist darüber hinaus injektorindividuell ausgelegt. Dies bedeutet, dass jedem Injektor der Brennkraftmaschine ein eigenes Kennfeld zugeordnet ist, in dem zu jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ein erfasster Druckverlauf, ein tatsächlicher Einspritzparameter oder bevorzugt ein Korrekturwert hinterlegt wird. Dies trägt der Erkenntnis Rechnung, dass sich die verschiedenen Injektoren in Hinblick auf ihr Einspritzverhalten bei identischer Ansteuerung unterscheiden, so dass sie individuell korrigiert werden müssen.
Ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise von wenigstens einem Parameter charakterisiert, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einer einzuspritzenden
Brennstoffmenge, einem Druck zu Beginn einer Einspritzung in dem gemeinsamen
Hochdruckspeicher, und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine. Bevorzugt wird der
Betriebspunkt durch alle drei genannten Parameter gekennzeichnet. Zusätzlich ist es möglich, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine durch wenigstens einen weiteren Parameter gekennzeichnet ist.
Das Kennfeld, welches die Betriebspunkte der Brennkraftmaschine umfasst, ist vorzugsweise als diskretisiertes Kennfeld mit bevorzugt 16x16 Betriebspunkten ausgestaltet. Dies gilt für ein
Kennfeld, bei welchem ein Lastpunkt durch zwei Parameter gekennzeichnet ist. Es ist aber auch möglich, ein Kennfeld zu verwenden, bei welchem jeder Betriebspunkt durch drei Parameter gekennzeichnet ist, wobei dieses Kennfeld dann bevorzugt 16x16 16 Betriebspunkte aufweist. Jedem der Betriebspunkte ist ein Speicherbereich zugeordnet, in welchem wenigstens ein
Korrekturwert abgelegt werden kann.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass während einer Mehrzahl von Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine pro Arbeitsspiel ein
Druckverlauf, ein tatsächlicher Einspritzparameter, und/oder ein Korrekturwert für den Injektor ermittelt und gespeichert wird/werden, wobei die Ansteuerung des Injektors anhand eines aus einem Mittelwert der gespeicherten Druckverläufe oder der gespeicherten tatsächlichen
Einspritzparameter berechneten Korrekturwerts, oder anhand eines Mittelwerts aus den gespeicherten Korrekturwerten korrigiert wird.
Es ist also möglich, dass für den Injektor während einer Mehrzahl von Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine pro Arbeitsspiel ein zeitaufgelöster Druckverlauf erfasst und gespeichert wird, wobei die derart gespeicherten Druckverläufe schließlich gemittelt werden, und wobei ein tatsächlicher Einspritzparameter aus dem gemittelten Druckverlauf berechnet und dieser
Einspritzparameter wiederum zur Berechnung eines Korrekturwerts herangezogen wird.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass während einer Mehrzahl von Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine pro Arbeitsspiel ein zeitaufgelöster Druckverlauf erfasst und aus diesem ein tatsächlicher Einspritzparameter ermittelt wird, wobei der tatsächliche Einspritzparameter gespeichert wird. Anschließend wird aus den gespeicherten, tatsächlichen Einspritzparametern ein Mittelwert berechnet, wobei aus diesem Mittelwert wiederum ein Korrekturwert berechnet wird, mit dem die Ansteuerung des Injektors korrigiert wird. Hierbei müssen also nicht für die Mehrzahl von Arbeitsspielen alle erfassten Druckverläufe gespeichert werden, was zu einer erheblichen Reduktion von Daten führt und den mit dem Verfahren verbundenen Speicherbedarf deutlich senkt.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass während einer Mehrzahl von Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine pro Arbeitsspiel jeweils ein zeitaufgelöster Druckverlauf erfasst, hieraus wenigstens ein tatsächlicher Einspritzparameter ermittelt und aus diesem wiederum ein
Korrekturwert berechnet wird. Für jedes Arbeitsspiel wird dieser Korrekturwert gespeichert. Die Ansteuerung des Injektors wird dann anhand eines Mittelwerts korrigiert, der direkt aus den gespeicherten Korrekturwerten gewonnen wird. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird nicht nur deutlich Speicherplatz eingespart, sondern es bedarf auch zum Zeitpunkt der Korrektur der Ansteuerung des Injektors keiner erneuten Berechnung der Korrekturwerte mehr. Vielmehr muss lediglich auf die gespeicherten Werte zurückgegriffen werden. Daher wird diese Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, für jedes Arbeitsspiel sowohl den Druckverlauf, als auch den Einspritzparameter und gegebenenfalls auch noch einen hieraus berechneten
Korrekturwert zu speichern. Der einfacheren Darstellung wegen wird im Folgenden nur noch auf die Speicherung und Mittelung der Korrekturwerte eingegangen, insbesondere weil dies die bevorzugte
Ausführungsform des Verfahrens darstellt. Die folgenden Ausführungen sind aber genauso beziehungsweise bis auf offensichtliche Abwandlungen auch anwendbar auf Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Druckverläufe und/oder die tatsächlichen Einspritzparameter alternativ oder zusätzlich zu den Korrekturwerten gespeichert werden.
Vorzugsweise beträgt die Mehrzahl der Arbeitsspiele mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20, vorzugsweise mindestens 30, vorzugsweise mindestens 40, besonders bevorzugt genau 50 Arbeitsspiele. Entsprechend wird für die zu speichernden Korrekturwerte ein
injektorindividueller Speicherbereich, insbesondere ein Ringspeicher, mit mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20, vorzugsweise mindestens 30, vorzugsweise mindestens 40 und besonders bevorzugt mit genau 50 Speicherplätzen für jeweils einen Korrekturwert bereitgestellt. Insgesamt existiert also vorzugsweise zu jedem Injektor ein injektorindividuelles,
betriebspunktabhängiges Kennfeld, wobei jedem von dem Kennfeld umfassten Betriebspunkt ein solcher Speicherbereich mit einer Anzahl von Speicherplätzen zugeordnet ist. In dem
Speicherbereich werden nacheinander dem Betriebspunkt zugeordnete Korrekturwerte
gespeichert. Ist der Speicherbereich als Ringspeicher ausgebildet und vollständig mit Werten bedatet, wird ein ältester gespeicherter Korrekturwert aus dem Speicherbereich gelöscht, wenn ein neuer Korrekturwert in dem Speicherbereich abgelegt wird. Die Ansteuerung des Injektors erfolgt bevorzugt auf einer Grundlage eines Mittelwerts der in dem Speicherbereich abgelegten Korrekturwerte. Der Mittelwert wird dabei vorzugsweise stets dann neu berechnet, wenn eine Änderung an dem Speicherbereich vorgenommen wurde, also insbesondere, wenn ein ältester Korrekturwert gelöscht und ein neuer Korrekturwert eingetragen wurde. Auf diese Weise wird eine Ansteuerung des Injektors auf der Basis eines gleitenden Mittelwerts verwirklicht. Um das zeitliche Verhalten der Ansteuerung des Injektors zu beeinflussen, ist es möglich, die in den einzelnen Speicherplätzen abgelegten Korrekturwerte in vorherbestimmter Weise zu gewichten. Beispielsweise ist es möglich, dass ältere Korrekturwerte weniger stark gewichtet werden als jüngere Korrekturwerte. Auch eine umgekehrte Gewichtung ist möglich. T EP2014/002773
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Weiter wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Verlauf des Drucks in einem dem Injektor zugeordneten Einzelspeicher erfasst wird.
Insbesondere bei einem Einspritzsystem mit gemeinsamer Leiste ist es vorteilhaft, wenn in der Fluidverbindung zwischen dem gemeinsamen Hochdruckspeicher und den Injektoren diesen jeweils zugeordnete Einzelspeicher vorgesehen sind. Bevorzugt ist ein solcher Einzelspeicher in den ihm zugeordneten Injektor integriert. Während einer Einspritzung wird der einem
Arbeitsraum der Brennkraftmaschine durch die Eintrittsöf hung des Injektors zugeführte
Brennstoff unmittelbar dem Einzelspeicher entnommen. Dieser wird anschließend aus dem gemeinsamen Hochdruckspeicher aufgefüllt. Auf diese Weise wird eine Entkopplung der Injektoren von dem gemeinsamen Hochdruckspeicher erreicht, sodass sich die einzelnen
Einspritzereignisse in den Injektoren höchstens in geringem Maß auf den Druck im
gemeinsamen Hochdruckspeicher auswirken. Daher sind auch die einzelnen Injektoren durch die Einzelspeicher voneinander fluiddynamisch entkoppelt. Im stationären Zustand weist der Einzelspeicher bevorzugt den gleichen Druck auf, der auch in dem gemeinsamen
Hochdruckspeicher herrscht. Wird die Einspritzöffnung des Injektors geöffnet, strömt Kraftstoff aus dem Einzelspeicher in den Arbeitsraum der Brennkraftmaschine, wobei der Druck in dem Einzelspeicher einbricht. Anschließend strömt Brennstoff aus dem gemeinsamen
Hochdruckspeicher in den Einzelspeicher nach, sodass sich der Druck bei geschlossenem
Injektor wieder aufbaut, bis er sich auf dem Niveau des Drucks in dem gemeinsamen
Hochdruckspeicher stabilisiert. Insbesondere anhand des in dem Einzelspeicher erfassten
Druckverlaufs ist daher der Verlauf der Einspritzung und wenigstens ein Einspritzparameter wie beispielsweise ein Spritzbeginn, ein Spritzende und/oder eine Spritzdauer ermittelbar.
Es zeigt sich, dass bei innerhalb eines Arbeitsspiels aufeinanderfolgenden Einspritzungen desselben Injektors wie beispielsweise einer Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung, der Druck in dem Einzelspeicher und typischerweise auch in dem
gemeinsamen Hochdruckspeicher zwischen den Einspritzungen nicht wieder auf den Wert steigt, der vor der ersten Einspritzung vorlag. Das Druckniveau für die zweite Einspritzung,
beispielsweise die Haupteinspritzung, ist daher geringer als bei der Voreinspritzung.
Entsprechend ist das Druckniveau bei einer folgenden Einspritzung, beispielsweise bei einer
Nacheinspritzung, nochmals geringer als das Druckniveau bei der vorhergehenden Einspritzung, beispielsweise bei der Haupteinspritzung. Dieses mit den aufeinanderfolgenden Einspritzungen sinkende Druckniveau muss für eine korrekte Zumessung der einzuspritzenden Brennstoffmenge bei der Ansteuerung des Injektors berücksichtigt werden. Nach der letzten Einspritzung des Injektors in einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine steigt dann das Druckniveau wieder auf den Wert an, der vor Beginn der Einspritzungen vorlag.
Der Druckverlauf in dem Einzelspeicher wird vorzugsweise mit einem direkt an dem
Einzelspeicher angeordneten Drucksensor, vorzugsweise mit einem Dehnmessstreifen, gemessen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass dieses durch ein einzelnes Steuergerät der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Bevorzugt handelt es sich dabei um das zentrale Steuergerät, oder auch Motorsteuergerät (ECU), der Brennkraftmaschine. Wird das Verfahren von einem Steuergerät allein durchgeführt, weist dieses bevorzugt verschiedene— gegebenenfalls nur gedanklich oder auf Programmierungs-Ebene unterscheidbare - Arbeitsbereiche auf, wobei ein erster Arbeitsbereich das Auswählen eines zu vermessenden Injektors, das Ermitteln von mindestens einem Bestromungsparameter für den Injektor und das Ansteuern des Injektors mit dem ermittelten Bestromungsparameter übernimmt. Ein zweiter Arbeitsbereich erfasst vorzugsweise den Druckverlauf und ermittelt den wenigstens einen tatsächlichen Einspritzparameter aus diesem. Die beiden Arbeitsbereiche werden durch das Anforderungssignal einerseits und das Ankündigungssignal andererseits miteinander
synchronisiert. Dabei erzeugt der erste Arbeitsbereich das Anforderungssignal und sendet dieses an den zweiten Arbeitsbereich. Der zweite Arbeitsbereich registriert das Anforderungssignal und erzeugt daraufhin das Ankündigungssignal, wobei er dieses an den ersten Arbeitsbereich sendet, wenn er das zeitaufgelöste Erfassen des Druckverlaufs startet. Der erste Arbeitsbereich ermittelt den mindestens einen Bestromungsparameter, sobald er das Ankündigungssignal registriert, und führt anschließend die Bestromung durch. Vorzugsweise übermittelt der erste Arbeitsbereich den Bestromungsparameter an den zweiten Arbeitsbereich, woraufhin der zweite Arbeitsbereich nach Beenden der Erfassung des Druckverlaufs und Ermitteln des Einspritzparameters anhand des Einspritzparameters und vorzugsweise des Bestromungsparameters den mindestens einen Korrekturwert für die Ansteuerung des Injektors berechnet. Anschließend teilt der zweite Arbeitsbereich dem ersten Arbeitsbereich bevorzugt den berechneten Korrekturwert mit, wobei dieser von dem ersten Arbeitsbereich weiterverarbeitet, insbesondere in einem Kennfeld hinterlegt wird.
Diese Aufteilung der Arbeitsbereiche hat den Vorteil, dass die sehr rechen- und
speicherplatzintensive Erfassung und Auswertung des Druckverlaufs sowie vorzugsweise auch die Berechnung des Korrekturwerts aus dem ersten Arbeitsbereich ausgelagert wird, wodurch dieser insoweit entlastet wird und gegebenenfalls parallel noch andere zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine notwendige Schritte durchführen kann. Der zweite
Arbeitsbereich kann dagegen auf die Erfassung und Auswertung des Druckverlaufs sowie gegebenenfalls auf die Berechnung des Korrekturwerts spezialisiert sein.
Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, dass der zweite Arbeitsbereich den erfassten Druckverlauf an den ersten Arbeitsbereich übermittelt, wobei dieser dann die weitere
Auswertung vornimmt. In diesem Fall bedarf es keiner Ermittlung des Bestromungsparameters durch den ersten Arbeitsbereich an den zweiten Arbeitsbereich. Bei der Übermittlung des
Druckverlaufs muss allerdings eine sehr große Datenmenge verschoben oder kopiert werden, sodass das Verfahren mit deutlich geringerem Aufwand und reduziertem Speicherplatz durchgeführt werden kann, wenn der Druckverlauf zu jedem Zeitpunkt des Verfahrens nur in dem zweiten Arbeitsbereich vorliegt, wobei die Auswertung des Druckverlaufs von dem zweiten Arbeitsbereich durchgeführt wird.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher der zu vermessende Injektor von einem ersten Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgewählt wird, wobei das erste Steuergerät das Anforderungssignal erzeugt und dieses an ein zweites Steuergerät sendet. Das zweite Steuergerät empfängt das Anforderungssignal, worauf es ein Ankündigungssignal erzeugt und dieses an das erste Steuergerät sendet. Sodann beginnt das zweite Steuergerät mit der Erfassung des Druckverlaufs mit dem ausgewählten Injektor. Das erste Steuergerät empfängt das Ankündigungssignal, ermittelt den mindestens einen Bestromungsparameter, steuert mit diesem den Injektor an und sendet den Bestromungsparameter an das zweite Steuergerät. Das zweite Steuergerät ermittelt nach dem Beenden der Erfassung des Druckverlaufs den mindestens einen tatsächlichen Einspritzparameter aus dem Druckverlauf.
Diese Aufteilung des Verfahrens auf zwei separate Steuergeräte der Brennkraftmaschine hat den Vorteil, dass das sehr rechen- und speicherintensive Erfassen und Auswerten des Druckverlaufs vollständig auf das zweite Steuergerät ausgelagert wird. Das zweite Steuergerät berechnet vorzugsweise auch den wenigstens einen Korrekturwert anhand des wenigstens einen
tatsächlichen Einspritzparameters und des wenigstens einen Bestromungsparameters.
Anschließend teilt es dem ersten Steuergerät den wenigstens einen berechneten Korrekturwert mit. Auch diese vergleichsweise spezielle Rechenoperation wird somit bevorzugt auf das zweite EP2014/002773
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Steuergerät ausgelagert. Der von dem ersten Steuergerät empfangene Korrekturwert wird von diesem wiederum vorzugsweise in einem Kennfeld hinterlegt.
Das erste Steuergerät kann kleiner, mit geringerer Rechenleistung und mit geringerem
Speicherplatz ausgestattet sein, als dies der Fall wäre, wenn es auch den Druckverlauf erfassen und auswerten müsste. Das erste Steuergerät ist vorzugsweise das zentrale Steuergerät oder Motorsteuergerät (ECU) der Brennkraftmaschine. Es ist dabei insbesondere möglich, ein herkömmliches Steuergerät zur Steuerung der Brennkraftmaschine zu verwenden, welches lediglich über eine Schnittstelle mit dem zweiten Steuergerät verbunden wird. Die hier speziell im Rahmen des Verfahrens durchzuführenden Schritte, insbesondere die Erfassung und
Auswertung des Druckverlaufs, werden dagegen von dem speziell hierfür ausgebildeten zweiten Steuergerät übernommen. Da dieses speziell auf diese Aufgabe zugeschnitten werden kann, ist es ebenfalls möglich, dieses kleiner und kostengünstiger auszubilden, als wenn ein
multifunktionales Steuergerät zur Verfügung gestellt werden müsste.
Vorzugsweise sendet das erste Steuergerät zusammen mit dem Bestromungsparameter auch bereits das nächste Anforderungssignal in Form eines Bezeichners für den nächsten zu vermessenden Injektor beziehungsweise den nächsten zu vermessenden Zylinder, dem dieser Injektor zugeordnet ist. Das zweite Steuergerät merkt in diesem Fall die Anforderung vor, bereitet nach Durchführen des letzten Schritts für den vorhergehenden Injektor, insbesondere nach der Übermittlung der Berechnungsergebnisse an das erste Steuergerät, die Vermessung des nächsten, angeforderten Injektors vor, und generiert dann das Ankündigungssignal, welches es an das erste Steuergerät sendet. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, dass das zweite Steuergerät den erfassten
Druckverlauf an das erste Steuergerät übermittelt, wobei dieser von dem ersten Steuergerät ausgewertet wird, und wobei auch die nachfolgenden Rechenoperationen von dem ersten
Steuergerät durchgeführt werden. Es bedarf dann keiner Übermittlung des
Bestromungsparameters von dem ersten Steuergerät an das zweite Steuergerät. Allerdings ist eine solche Ausführungsform des Verfahrens speicherplatzintensiv und erfordert das Kopieren oder Verschieben großer Datenmengen.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass anhand des erfassten Druckverlaufs geprüft wird, ob der Injektor eine Fehlfunktion aufweist, und/oder ob ein Sensordefekt vorliegt. Diese Prüfung wird bevorzugt von dem zweiten
Arbeitsbereich des einen Steuergeräts oder von dem zweiten Steuergerät durchgeführt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, eine Fehlfunktion des Injektors anhand des erfassten Druckverlaufs festzustellen. Öffnet beispielsweise der Injektor trotz Ansteuerung nicht, ist in dem erfassten, zeitaufgelösten Druckverlauf kein Druckeinbruch feststellbar. Ist dagegen ein dauerhafter
Druckeinbruch feststellbar, deutet dies daraufhin, dass der Injektor nicht mehr korrekt schließt. Auch ein Fehler in einem dem Injektor zugeordneten Mengenbegrenzungsventil ist auf diese Weise feststellbar. Auch ein Defekt in dem Drucksensor, der zur Erfassung des Druckverlaufs vorgesehen ist, ist anhand des erfassten Druckverlaufs feststellbar. Weist der erfasste
Druckverlauf beispielsweise Sprünge oder Ausreißer auf, deutet dies auf einen defekten
Drucksensor hin. Weiterhin wird bevorzugt ein Toleranzband für den erfassten Druckverlauf definiert, wobei geprüft wird, ob der erfasste Druckverlauf innerhalb des Toleranzbands verläuft. Liegt dabei das von dem Drucksensor erfasste Signal außerhalb des Toleranzbands, deutet dies ebenfalls auf einen Sensordefekt hin.
Wird eine Injektorfehlfunktion oder ein Sensordefekt festgestellt, wird die Fehlfunktion beziehungsweise der Defekt bevorzugt bewertet in Hinblick auf eine Tolerierbarkeit für den Betrieb der Brennkraftmaschine. Ist die Brennkraftmaschine auch mit der Fehlfunktion oder dem Defekt ohne Gefahr für den Anwender oder für die Brennkraftmaschine selbst weiter betreibbar, wird bevorzugt eine Warnmeldung generiert, die beispielsweise anzeigt, dass der Injektor oder der Sensor getauscht werden muss. Besteht dagegen Gefahr für einen Anwender oder für die Brennkraftmaschine selbst, wird bevorzugt der Betrieb der Brennkraftmaschine nach Erkennen des Defekts oder der Fehlfunktion eingestellt. Dabei wird vorzugsweise eine Warnmeldung erst dann generiert, wenn ein bestimmter Defekt oder eine bestimmte Fehlfunktion mehrfach registriert wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nicht auf der Grundlage einer einmaligen Fehlmessung eine Warnung ausgegeben wird, die nicht dem tatsächlichen Zustand des Injektors oder des Sensors entspricht. Dabei ist eine Häufigkeit, mit der ein Defekt oder eine Fehlfunktion auftreten muss, bevor eine Warnmeldung generiert wird, vorzugsweise
parametrierbar.
Weiter wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher das Verfahren nacheinander für mindestens zwei Injektoren der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
Vorzugsweise wird das Verfahren für alle Injektoren der Brennkraftmaschine durchgeführt.
Insbesondere werden bevorzugt nacheinander die verschiedenen Injektoren der Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens ausgewählt. Auf diese Weise können mithilfe des Verfahrens alle Injektoren der Brennkraftmaschine bezüglich ihrer Ansteuerung korrigiert und vorzugsweise in Hinblick auf ihr Einspritzverhalten gleichgestellt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass dieses fortlaufend während eines Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Dies ist ohne weiteres möglich, da das Verfahren nicht in die Steuerung oder Regelung der Brennkraftmaschine eingreift, wobei es insbesondere nicht nötig ist, während einer vorherbestimmten Anzahl von Arbeitsspielen eines Zylinders, dessen Injektor vermessen werden soll, einen Betriebspunkt konstant zu halten. Daher kann das Verfahren fortlaufend während des Betriebs der
Brennkraftmaschine durchgeführt werden, sodass die Ansteuerung der Injektoren fortlaufend korrigiert wird. Anstelle, dass eine Vielzahl von Werten für einen identischen Betriebspunkt nacheinander ermittelt wird, ist es möglich, kontinuierlich während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine Werte zu messen, die jeweils den gerade herrschenden Betriebspunkten zugeordnet werden. Letztlich ist so bei nur hinreichend langer Durchführungsdauer des
Verfahrens sichergestellt, dass für alle Betriebspunkte des Kennfeldes eine hinreichende Zahl von Messwerten ermittelt wird, sodass das gesamte Kennfeld bedatet und eine geeignete
Korrektur und/oder Regelung des Einspritzverhaltens der Injektoren möglich ist. Es ist dabei nicht nötig, das Verfahren zu irgendeinem Zeitpunkt der Betriebsdauer der Brennkraftmaschine abzubrechen, weil dieses den normalen Betrieb nicht beeinträchtigt, beziehungsweise in keiner Weise in diesen eingreift. Insbesondere eine Drehzahlregelung der Brennkraftmaschine kann daher auch während der Durchführung des Verfahrens unter Einbeziehung aller Zylinder beziehungsweise aller Injektoren durchgeführt werden. Es zeigt sich noch Folgendes: Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die Injektoren der Brennkraftmaschine bezüglich ihres tatsächlichen
Einspritzverhaltens gleichgestellt, sodass nach Möglichkeit alle Zylinder der Brennkraftmaschine ein gleiches Verbrennungsverhalten und nach Möglichkeit gleiche Abgaswerte aufweisen. Diese Gleichstellung der Injektoren erfolgt lastpunktabhängig. Anhand der in dem Kennfeld
hinterlegten Werte wählt das Steuergerät abhängig von einem tatsächlich vorliegenden
Betriebspunkt jeweils eine geeignete Bestromung für die Injektoren aus, um nach Möglichkeit deren Gleichstellung zu erreichen. T EP2014/002773
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Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den folgenden Merkmalen geschaffen wird. Die Brennkraftmaschine ist insbesondere eingerichtet zur
Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Sie weist einen Arbeitsraum und einen eine Eintrittsöffnung aufweisenden Injektor zur Injektion von Brennstoff in den Arbeitsraum auf, wobei der Injektor mit einem Brennstoffreservoir in
Fluidverbindung ist. Weiter weist die Brennkraftmaschine einen ersten Drucksensor auf, der angeordnet und ausgebildet ist zur zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs des
Brennstoffs stromaufwärts der Einspritzöffnung. Dabei ist die Brennkraftmaschine ausgebildet zur Durchführung der folgenden Schritte: Auswählen eines zu vermessenden Injektors und Erzeugen eines Anforderungssignals; Registrieren des Anforderungssignals, Erzeugen eines Ankündigungssignals und Starten einer zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs stromaufwärts der Einspritzöffnung des Injektors; Registrieren des Ankündigungssignals und Ermitteln von mindestens einem Bestromungsparameter für den Injektor während der Erfassung des Druckverlaufs; Ansteuern des Injektors mit dem ermittelten Bestromungsparameter während der Erfassung des Druckverlaufs, und Speichern des mindestens einen Bestromungsparameters; Beenden der Erfassung des Druckverlaufs; Ermitteln wenigstens eines tatsächlichen
Einspritzparameters aus dem erfassten Druckverlauf.
In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden. Vorzugsweise ist die
Brennkraftmaschine weiter ausgebildet zur Berechnung mindestens eines Korrekturwerts für die Ansteuerung des Injektors anhand des Einspritzparameters und vorzugsweise des
Bestromungsparameters, zum Speichern des Korrekturwerts und zum Korrigieren der
Ansteuerung des Injektors auf der Grundlage des Korrekturwerts.
Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine ein Steuergerät, bei einem Ausführungsbeispiel genau ein Steuergerät, auf, welches zur Durchführung der zuvor genannten Verfahrensschritte eingerichtet und ausgebildet ist. Dabei ist das Steuergerät mit dem ersten Drucksensor zur zeitaufgelösten Erfassung des Druckverlaufs wirkverbunden. Weiterhin ist das Steuergerät mit dem Injektor zu dessen Ansteuerung wirkverbunden. Die Brennkraftmaschine umfasst weiterhin Mittel, um die genannten Verfahrensschritte durchzuführen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine umfasst ein Einspritzsystem mit gemeinsamer Leiste, insbesondere ein sogenanntes Common-Rail-Einspritzsystem. Dabei ist als P T/EP2014/002773
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Brennstoffreservoir ein Hochdruckspeicher vorgesehen, mit dem alle Injektoren der
Brennkraftmaschine in Fluidverbindung sind. Es ist grundsätzlich möglich, dass der erste Drucksensor als Raildrucksensor ausgebildet und unmittelbar an dem Hochdruckspeicher angeordnet, im Bereich der Fluidverbindung zwischen dem Hochdruckspeicher und dem Injektor zur Erfassung des Druckverlaufs in der Fluidverbindung angeordnet, oder unmittelbar an dem Injektor zur Erfassung des Druckverlaufs in diesem angeordnet ist.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, bei welchem dem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, wobei der Einzelspeicher entlang der Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffreservoir und der Einspritzöffnung des Injektors angeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist der Einzelspeicher in den Injektor integriert. Dabei wird eine
eingespritzte Brennstoffrnenge unmittelbar dem Einzel Speicher entnommen, der aus dem gemeinsamen Hochdruckspeicher wieder aufgefüllt wird. Besonders bevorzugt weist eine Fluidverbindung zwischen dem gemeinsamen Hochdruckspeicher und dem Einzelspeicher eine Drossel auf, wodurch der Einzelspeicher und damit der Einzelinjektor besonders effektiv von dem gemeinsamen Hochdruckspeicher entkoppelt ist, sodass sich die Druckschwankungen in dem Einzelspeicher höchstens in geringem Maße auf den Druck in dem gemeinsamen
Hochdruckspeicher auswirken. Der erste Drucksensor ist bei einem Ausführungsbeispiel, bei welchem dem Injektor ein Einzelspeicher zugeordnet ist, bevorzugt unmittelbar im Bereich des Einzelspeichers oder an dem Einzelspeicher angeordnet.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der erste Drucksensor als Dehnmessstreifen ausgebildet.
Bevorzugt weist die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Arbeitsräumen und eine Mehrzahl von Injektoren auf, wobei vorzugsweise jedem Arbeitsraum ein Injektor zugeordnet ist.
Insbesondere ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine als 4-Zylinder-, 6-Zylinder-, 8- Zylinder-, 12-Zylinder-, 16-Zylinder- oder 32-Zylinder-Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Auch eine andere, insbesondere größere Zahl von Zylindern ist möglich. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine weist zwei Steuergeräte auf.
Dabei ist ein erstes Steuergerät mit dem Injektor zu dessen Ansteuerung wirkverbunden, wobei ein zweites Steuergerät mit dem ersten Drucksensor zur zeitaufgelösten Erfassung des
Druckverlaufs wirkverbunden ist. Das erste Steuergerät ist mit dem zweiten Steuergerät vorzugsweise über eine Schnittstelle wirkverbunden, vorzugsweise über einen Datenbus, 002773
20 besonders bevorzugt über eine CAN-Schnittstelle. Das erste Steuergerät ist eingerichtet zum Auswählen eines zu vermessenden Injektors und Erzeugen des Anforderungssignals sowie zum Senden des Anforderungssignals an das zweite Steuergerät. Das zweite Steuergerät ist ausgebildet zum Empfangen des Anforderungssignals, zum Erzeugen eines
Ankündigungssignals und zum Übermitteln des Ankündigungssignals an das erste Steuergerät. Weiterhin ist das zweite Steuergerät ausgebildet zum Starten einer zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs stromaufwärts der Einspritzöffnung des Injektors. Das erste Steuergerät ist eingerichtet zum Empfangen des Ankündigungssignals und zum Ermitteln von mindestens einem Bestromungsparameter für den Injektor. Weiterhin ist das erste Steuergerät eingerichtet zum Ansteuern des Injektors mit dem ersten Bestromungsparameter und zum Mitteilen des mindestens einen Bestromungsparameters an das zweite Steuergerät. Dieses ist eingerichtet zum Beenden der Erfassung des Druckverlaufs und zum Ermitteln von wenigstens einem
tatsächlichen Einspritzparameter aus dem erfassten Druckverlauf. Weiterhin ist das zweite Steuergerät vorzugsweise eingerichtet zum Berechnen von mindestens einem Korrekturwert für die Ansteuerung des Injektors anhand des Einspritzparameters und vorzugsweise des
Bestromungsparameters, sowie zum Übermitteln des berechneten Korrekturwerts an das erste Steuergerät. Das erste Steuergerät ist wiederum eingerichtet zum Speichern des Korrekturwerts, vorzugsweise in einem Kennfeld, und zum nachfolgenden Korrigieren der Ansteuerung des Injektors auf der Grundlage des Korrekturwerts. Das erste Steuergerät und das zweite
Steuergerät kommunizieren vorzugsweise miteinander über eine Schnittstelle, über welche sie wirkverbunden sind, vorzugsweise über einen Datenbus, besonders bevorzugt über eine CAN- Schnittstelle. Insbesondere werden das Anforderungssignal und das Ankündigungssignal bevorzugt über die Schnittstelle gesendet und empfangen. Das erste Steuergerät ist bevorzugt eingerichtet zum Ermitteln des wenigstens einen Bestromungsparameters für den Injektor auf den Empfang des Ankündigungssignals hin. Insbesondere erfolgt die Ermittlung des
Bestromungsparameters während der Erfassung des Druckverlaufs durch das zweite Steuergerät. Auch die Ansteuerung des Injektors mit dem ersten Bestromungsparameter erfolgt während der Erfassung des Druckverlaufs durch das zweite Steuergerät. Der mindestens eine
Bestromungsparameter wird von dem ersten Steuergerät an das zweite Steuergerät bevorzugt über die Schnittstelle mitgeteilt. Ebenfalls wird der berechnete Korrekturwert von dem zweiten Steuergerät an das erste Steuergerät vorzugsweise über die Schnittstelle übermittelt.
Bevorzugt ist das erste Steuergerät als zentrales Steuergerät der Brennkraftmaschine,
insbesondere als Motorsteuergerät (ECU), ausgebildet. Das zweite Steuergerät ist vorzugsweise als spezialisiertes Steuergerät ausgebildet, das speziell eingerichtet ist zur Erfassung und
Auswertung des Druckverlaufs. Auf diese Weise ist es möglich, eine funktionale Trennung der Steuergeräte zu verwirklichen, wobei das erste Steuergerät ein konventionelles Motorsteuergerät sein kann, wie es auch bei Brennkraftmaschinen eingesetzt wird, welche nicht eingerichtet sind zur Durchführung des hier angesprochenen Verfahrens. Ein solches konventionelles Steuergerät muss lediglich über eine bevorzugt ohnehin vorhandene Schnittstelle mit dem zweiten
Steuergerät verbunden werden, um das Verfahren durchführen zu können. Das zweite
Steuergerät wiederum kann aufgrund seiner Spezialisierung vergleichsweise kompakt und kostengünstig aufgebaut sein.
Weiter wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, bei welchem das erste Steuergerät eingerichtet ist zur Bestimmung eines Lastpunkts der Brennkraftmaschine, wobei es hierzu wirkverbunden ist mit einem von der Brennkraftmaschine umfassten Drehzahlsensor, einem dem gemeinsamen Hochdruckspeicher zugeordneten Drucksensor zur Erfassung des Hochdrucks in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher, sowie einem Lastanforderungs-
Erkennungsmittel, welches eingerichtet ist zum Detektieren einer Lastanforderung oder eines angeforderten Drehmoments für die Brennkraftmaschine. Insbesondere anhand einer durch das Lastanforderungs-Erkennungsmittel festgestellten Lastanforderung und der mithilfe des
Drehzahlsensors ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine wird durch das erste Steuergerät eine einzuspritzende Soll-Brennstoffmenge berechnet, wobei schließlich der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorzugsweise definiert wird durch die einzuspritzende Soll- Brennstoffmenge, den Hochdruck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher und die Drehzahl. Anhand des Betriebspunkts werden schließlich Bestromungsparameter - wie insbesondere ein Bestromungsbeginn und eine Bestromungsdauer - zur Ansteuerung des Injektors ermittelt, vorzugsweise anhand eines in dem Steuergerät hinterlegten Kennfelds. Bevorzugt werden solche Bestromungsparameter für mehr als eine Einspritzung durch den Injektor pro Arbeitsspiel ermittelt, insbesondere für eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung und/oder eine
Nacheinspritzung. Dabei wird durch das Steuergerät für nach einer ersten Einspritzung folgende Einspritzereignisse eine Prognose über den dann vorliegenden Hochdruck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher erstellt, anhand derer die Bestromungsparameter bestimmt werden.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären
Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der
Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer
Konstruktionsmaschine, einer Baumaschine oder einem Holzhäcksler, ist möglich. Die
Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet.
Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.
Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Brennkraftmaschine andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale der Brennkraftmaschine, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Brermkraftmaschine. Umgekehrt sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in
Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine, und
Figur 2 eine diagrammatische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1. Diese ist hier als Hubkolbenmotor mit acht Zylindern ausgebildet, weist also acht Arbeitsräume auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur einer mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet ist. Bevorzugt ist die Brennkraftmaschine 1 als V-Motor ausgebildet. Jedem Arbeitsraum 3 ist ein Injektor 5 zugeordnet, wobei jeder Injektor 5 eine Einspritzöffhung 7 aufweist und zur Injektion eines Brennstoffs in den Arbeitsraum 3 dient. Der besseren
Übersichtlichkeit wegen ist hier auch nur einer der dargestellten Injektoren mit dem
Bezugszeichen 5, sowie nur eine der Einspritzöffnungen mit dem Bezugszeichen 7
gekennzeichnet. Ebenfalls der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nur die vier Injektoren 5 der in Figur 1 unten dargestellten vier Arbeitsräume 3 dargestellt. Selbstverständlich ist genauso auch den in Figur 1 oben dargestellten vier Arbeitsräumen 3 jeweils ein Injektor 5 zugeordnet.
Die Injektoren 5 stehen mit einem Brennstoffreservoir 9 in Fluidverbindung, wobei bei dem konkret in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 ein gemeinsamer Hochdruckspeicher 11 vorgesehen ist, mit dem alle Injektoren 5 in Fluidverbindung stehen, wobei zugleich in einer Fluidverbindung zwischen dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 11 zu jedem Injektor 5 jeweils ein den einzelnen Injektoren 5 zugeordneter Einzelspeicher 13 angeordnet ist, wobei hier der besseren Übersichtlichkeit wegen nur einer der Einzelspeicher mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet ist. Eine Injektion von Brennstoff durch die Injektoren 5 in die Arbeitsräume 3 erfolgt derart, dass der eingespritzte Brennstoff unmittelbar dem einem aktiven Injektor 5 zugeordneten Einzelspeicher 13 entnommen wird, wobei dieser mit einer gewissen - vorzugsweise durch eine in der Fluidverbindung zwischen dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 11 und dem Einzelspeicher 13 vorgesehenen Drossel vorgegebenen - Zeitverzögerung aus dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 11 aufgefüllt wird.
Insgesamt weist die Brennkraftmaschine 1 also ein Einspritzsystem 15 auf, das als Common- Rail-Einspritzsystem ausgestaltet ist, wobei für jeden Injektor 5 ein Einzelspeicher 13
vorgesehen ist. An jedem der Einzelspeicher 13 ist ein erster Drucksensor 17, vorzugsweise in Form eines Dehnungsmessstreifens, angeordnet, um einen Druckverlauf in dem Einzelspeicher 13
zeitaufgelöst erfassen zu können. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist hier nur einer der ersten Drucksensoren mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. An dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 11 ist ein zweiter Drucksensor 19 angeordnet, durch den ein Druck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 11 erfassbar ist. Dabei spricht die Bezeichnung der Drucksensoren 17, 19 als erste und zweite Drucksensoren deren
Unterscheidung in Hinblick auf ihre Anordnung und Funktion an.
Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 umfasst zwei
Steuergeräte. Im Folgenden wird daher nur noch beispielhaft die Funktionalität eines
Ausführungsbeispiel mit zwei Steuergeräten beziehungsweise auch eine Ausführungsform des Verfahrens beschrieben, welche unter Einsatz von zwei Steuergeräten durchgeführt wird. Es ist alternativ allerdings auch ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise eine Ausführungsform des Verfahrens möglich, bei denen nur ein Steuergerät vorgesehen beziehungsweise verwendet wird. In diesem Fall sind allerdings bevorzugt innerhalb des einen Steuergeräts zumindest logisch voneinander trennbare, verschiedene Arbeitsbereiche
vorgesehen, insbesondere ein erster Arbeitsbereich und ein zweiter Arbeitsbereich, deren Funktionalität entsprechend aufgeteilt ist, wie es hier für das erste Steuergerät einerseits und das zweite Steuergerät andererseits beschrieben wird. Insofern gilt das im Folgenden Ausgeführte auch für ein Ausführungsbeispiel mit nur einem Steuergerät, wobei hier jeweils der Begriff „erstes Steuergerät" durch den Begriff„erster Arbeitsbereich", und der Begriff„zweites
Steuergerät" durch den Begriff„zweiter Arbeitsbereich" zu ersetzen ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein erstes Steuergerät 21 vorgesehen, welches hier als konventionelles Motorsteuergerät (ECU) ausgebildet ist und die Brennkraftmaschine 1 steuert beziehungsweise regelt. Hierzu weist es insbesondere eine erste Wirkverbindung 23 zu dem zweiten Drucksensor 19 auf, sodass der Druck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 1 1 durch das erste Motorsteuergerät 21 erfassbar ist. Das erste Steuergerät 21 ist außerdem über eine zweite Wirkverbindung 25 mit einem in Figur 1 nicht dargestellten Lastanforderungs- Erkennungsmittel wirkverbunden, sodass durch das erste Steuergerät 21 eine Lastanforderung, insbesondere eine Drehmomentanforderung, an die Brennkraftmaschine 1 erfassbar ist. Dient die Brennkraftmaschine 1 dem Antrieb eines Kraftfahrzeugs, kann es sich bei dem
Lastanforderungs-Erkennungsmittel beispielsweise um ein Fahrpedal oder um einen
Lastschalthebel handeln.
Über eine dritte Wirkverbindung 27 ist das erste Steuergerät 21 mit einem ebenfalls in Figur 1 nicht dargestellten Drehzahlerfassungsmittel wirkverbunden, sodass durch das erste Steuergerät 21 eine Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 erfassbar ist. Das Drehzahl erfassungsmittel ist vorzugsweise an einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 derart angeordnet, dass eine Drehzahl der Kurbelwelle durch das Drehzahlerfassungsmittel erfassbar ist. Das erste Steuergerät 21 ist bevorzugt ausgebildet, um aus der Last- oder
Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine 1 und deren Drehzahl einen Betriebspunkt zu bestimmen und hierzu insbesondere eine mittels der Injektoren 5 in die Arbeitsräume 3 einzuspritzende Soll-Einspritzmenge an Brennstoff zu berechnen. Der Betriebspunkt wird dann letztlich vorzugsweise definiert durch die Soll-Einspritzmenge, die Drehzahl der
Brennkraftmaschine 1 und den Druck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher 1 1, der kurz auch als Raildruck bezeichnet wird.
Anhand des so definierten Betriebspunkt bestimmt das erste Steuergerät 21
Bestromungsparameter für die Injektoren 5, nämlich insbesondere einen Bestromungsbeginn und eine Bestromungsdauer. Dabei hängen der Bestromungsbeginn und die Bestromungsdauer vorzugsweise insbesondere von der Soll-Einspritzmenge einerseits und dem Raildruck andererseits ab. Für die entsprechenden Abhängigkeiten sind in dem ersten Steuergerät 21 vorzugsweise Kennfelder hinterlegt. Dabei ist es möglich, dass jedem Injektor 5 ein
injektorindividuelles Kennfeld zugeordnet ist.
Über eine vierte Wirkverbindung 29 ist das erste Steuergerät 21 mit den Injektoren 5 verbunden, sodass diese durch das erste Steuergerät 21 insbesondere mit den von diesem ermittelten
Bestromungsparametern ansteuerbar sind. Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem ein zweites Steuergerät 31 auf, welches der Erfassung und Auswertung eines Druckverlaufs in den Einzelspeichern 13 dient. Hierzu ist es mittels einer fünften Wirkverbindung 33 mit den Einzelspeichern 13 zur Erfassung der entsprechenden Druckverläufe wirkverbunden. Das erste Steuergerät 21 und das zweite Steuergerät 31 weisen eine Schnittstelle auf, über welche sie durch eine sechste Wirkverbindung 35, die bevorzugt als Datenbus 37, besonders bevorzugt als CAN-Datenbus, ausgebildet ist, miteinander wirkverbunden sind. Die sechste Wirkverbindung 35 ist in Figur 1 durch zwei Pfeile symbolisiert, wobei der eine Pfeil von dem ersten Steuergerät 21 auf das zweite Steuergerät 31 zeigt, und wobei der zweite Pfeil von dem zweiten Steuergerät 31 auf das erste Steuergerät 21 zeigt. Dies soll darstellen, dass ein Austausch von Signalen und/oder Daten zwischen den beiden Steuergeräten 21, 31 über die sechste
Wirkverbindung 35 in beide Richtungen möglich ist. Ist nur ein Steuergerät bei einem Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen, sind die beiden Arbeitsbereiche, die dem ersten Steuergerät 21 und dem zweiten Steuergerät 31 entsprechen, ebenfalls miteinander zum Austausch von Signalen und/oder Daten wirkverbunden, vorzugsweise durch eine interne Wirkverbindung, beispielsweise einen internen Datenbus. Das zweite Steuergerät 31 ist vorzugsweise als spezialisiertes Steuergerät ausgebildet, welches optimiert ist in Hinblick auf die Aufgabe, die Druckverläufe in den Einzelspeichern 13 zu erfassen und zu analysieren.
Im Folgenden wird anhand von Figur 2 eine Ausführungsform des Verfahrens beschrieben, die insbesondere durch die Brennkraftmaschine gemäß Figur 1 ausführbar ist.
Fig. 2 zeigt entsprechend eine schematische Darstellung dieser Ausfuhrungsform des Verfahrens nach Art eines Flussdiagramms. Dabei sind in einer linken Spalte von Figur 2 die Schritte ausgeführt, die von dem zweiten Steuergerät 31 durchgeführt werden, wobei in einer rechten Spalte von Figur 2 die Schritte aufgeführt sind, welche von dem ersten Steuergerät 21
durchgeführt werden. Ein Daten- und/oder Signalaustausch zwischen den beiden Steuergeräten ist durch Pfeile dargestellt, welche die linke und die rechte Spalte verknüpfen.
In einem Schritt S 1 startet das Verfahren bezüglich des zweiten Steuergeräts 31. Das Verfahren startet in einem Schritt Sl ' bezüglich des ersten Steuergeräts 21. Dabei wartet das erste
Steuergerät 21 in dem Schritt Sl' ab, bis vorherbestimmte, parametri erbare Bedingungen zur Durchführung des Verfahrens vorliegen. Entsprechend wartet auch das zweite Steuergerät 31 in dem Schritt Sl, bis es von dem ersten Steuergerät 21 die Information erhält, dass nun die
Bedingungen zur Durchführung des Verfahrens vorliegen. Bis die Bedingungen vorliegen, steuert beziehungsweise regelt das erste Steuergerät 21 den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 in bekannter Weise, und das zweite Steuergerät 31 führt lediglich eine einfache
Sensordefektüberwachung durch, indem beispielsweise geprüft wird, ob jeder der Drucksensoren 17 ordnungsgemäß montiert und mit dem zweiten Steuergerät 31 wirkverbunden ist. Eine solche 27
Überwachung kann beispielsweise durch Überprüfen eines Spannungsniveaus in der
Wirkverbindung 33 erfolgen.
Vorherbestimmte Bedingungen zur Durchführung des Verfahrens können beispielsweise das Erreichen einer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 1 , das Erreichen einer
vorherbestimmten Temperatur in dem Brennstoff, das Erreichen einer vorherbestimmten
Schmieröltemperatur der Brennkraftmaschine 1 und/oder weitere vorherbestimmte Parameter umfassen. Die Bedingungen sind vorzugsweise so gewählt, dass eine Durchführung des
Verfahrens mit sinnvollen Ergebnissen möglich ist, wenn die entsprechenden Bedingungen erfüllt sind. In diesem Sinne wird insbesondere mit der Durchführung des Verfahrens gewartet, bis die Brennkraftmaschine 1 eine vorherbestimmte Betriebstemperatur erreicht hat.
Ist dies der Fall, erzeugt das erste Steuergerät 21 ein Anforderungssignal in Form eines
Bezeichners, der angibt, welcher der Injektoren 5 vermessen werden soll. Dieser Bezeichner und damit das Anforderungssignal wird von dem ersten Steuergerät über die sechste Wirkverbindung 35 an das zweite Steuergerät 31 übermittelt, was hier durch einen Pfeil Pi dargestellt ist.
Konkret wird bevorzugt folgendermaßen vorgegangen: Das erste Steuergerät 21 übermittelt fortlaufend - beispielsweise während einer Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 1 - den Bezeichner des nächsten zu vermessenden Injektors 5 an das zweite Motorsteuergerät 31 , wobei durch eine angehängte Information, beispielsweise ein Statusbit, angezeigt wird, ob die
Bedingungen zur Durchführung des Verfahrens vorliegen oder nicht. Entsprechend prüft das zweite Steuergerät 31 in einem Schritt S2 stets zum einen, ob der Bezeichner für den nächsten zu vermessenden Injektor 5 empfangen wurde, und zum anderen, welchen Wert das an den
Bezeichner angehängte Statusbit hat. Erst wenn dieses Statusbit einen Wert aufweist, der anzeigt, dass das Verfahren durchgeführt werden kann, geht das zweite Steuergerät 31 über in einen Schritt S3, in welchem es die nötigen Funktionen zur zeitaufgelösten Erfassung eines
Druckverlaufs in dem Einzelspeicher 13, der dem zu vermessenden Injektor zugeordnet ist, startet.
Ist das zweite Steuergerät 31 bereit die Messung zu beginnen, erzeugt es ein
Ankündigungssignal und übermittelt dieses über die sechste Wirkverbindung 35 an das erste Steuergerät 21 , was hier mit einem Pfeil P2 gekennzeichnet ist. Weiterhin startet das zweite 773
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Steuergerät 31 die zeitaufgelöste Erfassung des Druckverlaufs in einem Schritt S4, vorzugsweise zeitgleich mit der Übermittlung des Ankündigungssignals.
Nach Empfangen des Ankündigungssignals ermittelt das erste Steuergerät 21 in einem Schritt S2' den aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1, nämlich insbesondere die Soll- Einspritzmenge, den Raildruck und die Drehzahl der Brennkraftmaschine. In einem Schritt S3' berechnet das erste Steuergerät 21 auf der Grundlage des ermittelten Betriebspunkts eine Voraussage für den Raildruckeinbruch für den Fall, dass mehr als eine Einspritzung in dem betrachteten Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine 1 durch den ausgewählten Injektor 5 erfolgen soll. Beispielsweise ist es möglich, dass zusätzlich zu einer Haupteinspritzung eine
Voreinspritzung oder eine Nebeneinspritzung stattfinden soll. Dabei kann nur im Fall der ersten Einspritzung, hier beispielsweise der Voreinspritzung, davon ausgegangen werden, dass tatsächlich der mittels des zweiten Drucksensors 19 erfasste Raildruck in dem gemeinsamen Hochdruckspeicher herrscht. Für die nachfolgenden Einspritzereignisse wird daher ein zu Beginn der Einspritzungen herrschendes Druckniveau durch das erste Steuergerät 21 prognostiziert.
Anhand der so ermittelten Werte berechnet das erste Steuergerät 21 nun in einem Schritt S4' die Bestromungsparameter für die Ansteuerung des Injektors 5, insbesondere einen
Bestromungsbeginn und eine Bestromungsdauer, und zwar für jede vorzunehmende
Einspritzung, also beispielsweise die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die
Nacheinspritzung. Diese Bestromungsparameter werden durch das erste Steuergerät 21 gespeichert. In einem Schritt S5' wird die Bestromung durchgeführt, das heißt, das erste
Steuergerät 21 steuert den ausgewählten Injektor 5 mit den ermittelten Bestromungsparametern an. In einem Schritt S6' wird der nächste zu vermessende Injektor 5 bestimmt.
In der Zwischenzeit beendet das zweite Steuergerät 31 die zeitaufgelöste Erfassung des
Druckverlaufs nach Beendigung des letzten Einspritzereignisses und wartet sodann in einem Schritt S5 auf die Übermittlung der Bestromungsparameter durch das erste Steuergerät 21.
Dieses wiederum teilt dem zweiten Steuergerät 31 die Bestromungsparameter und vorzugsweise weitere für die Auswertung relevante Parameter über die sechste Wirkverbindung 35 mit, was hier durch einen Pfeil P3 angedeutet ist. Insbesondere teilt das erste Steuergerät 21 dem zweiten Steuergerät 31 für jedes Einspritzereignis, beispielsweise eine Voreinspritzung, eine
Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung, den Bestromungsbeginn, die Bestromungsdauer, die Soll-Einspritzmenge, und den herrschenden oder prognostizierten Raildruck mit. Zusätzlich übermittelt das erste Steuergerät 21 dem zweiten Steuergerät 31 vorzugsweise eine Information über den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt der Einspritzungen. Es ist auch möglich, dass das erste Steuergerät 21 dem zweiten Steuergerät 31 wenigstens einen
Gewichtungsfaktor für eine Lerngrenze in Abhängigkeit von einem Lernfortschritt für eine Einspritzung im aktuellen Arbeitspunkt übermittelt. Vorzugsweise werden für jedes
Einspritzereignis, also für eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung und/oder eine
Nacheinspritzung, entsprechende Gewichtungsfaktoren übermittelt. Ein solcher
Gewichtungsfaktor beeinflusst bevorzugt Grenzen für eine gültige Messung. Mit steigender Häufigkeit der Vermessung eines Injektors, je genauer also dessen Einspritzverhalten - insbesondere abhängig von einem konkreten Einspritzereignis - bereits gelernt wurde oder bekannt ist, desto stärker geht der Gewichtungsfaktor gegen eins. Dies bedeutet, dass eine einzelne Messung näher an einem Optimum liegen muss, um als gültig erkannt zu werden. Je mehr also der Gewichtungsfaktor gegen eins geht, desto näher muss der einzelne Messwert für den Injektor an seinem Optimalwert liegen, um als gültig erkannt zu werden. Der
Gewichtungsfaktor ist bevorzugt definiert als Quotient eines aktuellen Lernfortschritts zu einem maximal möglichen Lernfortschritt. Weiterhin hängt das erste Steuergerät 21 an die
Informationen vorzugsweise einen Bezeichner für den nächsten zu vermessenden Injektor 5 an. Dieser Bezeichner stellt das Anforderungssignal für die nächste Vermessung beziehungsweise nächste Durchführung des Verfahrens dar. Entsprechend merkt das zweite Steuergerät 31 den nächsten zu vermessenden Injektor 5 vor.
In einem Schritt S6 führt das zweite Steuergerät 31 eine erweiterte Defekterkennung anhand des erfassten Druckverlaufs durch. Hierbei wird insbesondere geprüft, ob der erfasste Druckverlauf realistisch ist, insbesondere ob überhaupt ein Druckeinbruch stattgefunden hat, oder ob möglicherweise ein dauerhafter Druckeinbruch vorliegt. Auf diese Weise kann ein Injektordefekt festgestellt werden. Fehler in dem Druckverlauf, beispielsweise Sprünge oder Ausreißer, können dagegen auf einen Defekt in dem ersten Drucksensor 17 hindeuten. Ebenfalls wird bevorzugt geprüft, ob der erfasste Druckverlauf innerhalb eines vorherbestimmten Druck-Toleranzbands liegt. Ist dies nicht der Fall, kann ebenfalls auf einen Defekt in dem ersten Drucksensor 17 geschlossen werden.
In einem nächsten Schritt S7 wird der erfasste Druckverlauf analysiert, und es wird mindestens ein tatsächlicher Einspritzparameter aus dem erfassten Druckverlauf ermittelt. Vorzugsweise werden ein Spritzbeginn, ein Spritzende und/oder eine Spritzdauer ermittelt. Weiterhin wird vorzugsweise aus dem erfassten Druckverlauf eine tatsächlich eingespritzte Brennstoffmenge, mithin eine Ist-Einspritzmenge, ermittelt. Vorzugsweise werden für jedes Einspritzereignis, also beispielsweise für eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung, die entsprechenden Einspritzparameter ermittelt.
Anhand der ermittelten Einspritzparameter einerseits und der Bestromungsparameter sowie insbesondere auch der Soll-Einspritzmenge andererseits wird nun in einem Schritt S8 wenigstens ein Korrekturwert für die Ansteuerung des Injektors 5 durch das zweite Steuergerät 31 berechnet. Besonders bevorzugt wird für jedes Einspritzereignis ein Korrekrurwert für den Bestromungsbeginn berechnet. Abschließend erfolgt durch das zweite Steuergerät 31 noch eine weitere Plausibilisierung der berechneten Ergebnisse, insbesondere in Hinblick auf eine mögliche Injektorausfallerkennung oder eine Sensordefekterkennung.
Schließlich übermittelt das zweite Steuergerät 31 dem ersten Steuergerät 21 über die sechste Wirkverbindung 35 die Messergebnisse, was hier durch einen Pfeil P4 dargestellt ist.
Insbesondere werden als Messergebnisse vorzugsweise für jedes Einspritzereignis ein
Korrekturwert für den Bestromungsbeginn, die Ist-Einspritzmenge, sowie ein Status der
Einspritzung übermittelt, wobei die Statusinformation insbesondere umfasst, ob die Einspritzung stattgefunden hat. Weiterhin wird vorzugsweise ein Status der Gesamtmessung übermittelt.
In einem Schritt S9 aktiviert das zweite Steuergerät 31 vorzugsweise einen Warnhinweis, wenn ein Injektorausfall oder ein Sensordefekt - bevorzugt mit parametrierbarer Häufigkeit - erkannt wurde. Das erste Steuergerät 21 führt in einem Schritt S7' eine Plausibilisierung der empfangenen Messergebnisse durch. Insbesondere prüft das erste Steuergerät 21 vorzugsweise, ob während der Messung ein höchsttransienter Zustand der Brennkraftmaschine 1 vorlag, beispielsweise weil ein rascher Lastabwurf erfolgte. In diesem Fall sind die Messergebnisse nicht brauchbar und werden verworfen. Weiterhin prüft das erste Steuergerät 21 vorzugsweise, ob eine Zylinderabschaltung aktiviert war, ob also der vermessene Injektor 5 möglicherweise deaktiviert war. Auch in diesem Fall werden die Messergebnisse bevorzugt verworfen. Weiterhin ist es möglich, dass das erste Steuergerät 21 nochmals prüft, ob eine ausreichende Zeit nach dem Start der Brennkraftmaschine vergangen ist, um plausible Messergebnisse zu erzielen, und ob die Brennkraftmaschine 1 tatsächlich ihre Betriebstemperatur erreicht hat.
In einem Schritt S8' prüft das erste Steuergerät 21 vorzugsweise, ob sich unter Anwendung der ermittelten Korrekturwerte für den Bestromungsbeginn überhaupt noch eine Pause zwischen den verschiedenen einzelnen Einspritzereignissen ergibt. Da ein Spritzverzug mit zunehmender Alterung der Injektoren typischerweise immer mehr zunimmt, führt eine Korrektur der
Bestromung eines alternden Injektors dazu, dass die Einspritzereignisse irgendwann miteinander verschmelzen, beziehungsweise dass zwischen den einzelnen Ansteuerungen keine Pause mehr vorhanden ist, sodass also die Bestromungsdauer einer vorangehenden Einspritzung mit dem Bestromunsbeginn einer nachfolgenden Einspritzung überlappt. Ist dies der Fall, hat der Injektor eine Lerngrenze oder eine Alterungsgrenze erreicht und sollte ausgetauscht werden. Das erste Steuergerät 21 gibt dann vorzugsweise einen Warnhinweis aus.
Schließlich speichert das erste Steuergerät 21 in einem Schritt S9' die erhaltenen Korrekturwerte in einem betriebspunktabhängigen, dem vermessenen Injektor 5 individuell zugeordneten Kennfeld zu dem für das Arbeitsspiel ermittelten Betriebspunkt.
Das zweite Steuergerät 31 bereitet in einem Schritt S10 die Vermessung des nächsten Injektors 5 vor, wobei es insbesondere zurückspringt zu dem Schritt S2, wobei es prüft, ob das
Anforderungssignal bereits empfangen wurde. Dies sollte regelmäßig der Fall sein, weil der Bezeichner für den nächsten Injektor zusammen mit den Bestromungsparametern übermittelt wurde. Das Verfahren wird dann durch das zweite Steuergerät 31 in dem Schritt S3 wie beschrieben fortgesetzt.
Das erste Steuergerät 21 springt von dem Schritt S9' zurück an einen Punkt, indem es auf das Ankündigungssignal des ersten Steuergeräts 31 wartet. Wird dieses empfangen, setzt es das Verfahren in dem Schritt S2' wie beschrieben fort. Wird das Verfahren beendet oder die Brennkraftmaschine 1 abgeschaltet, geschieht dies für das erste Steuergerät 21 in einem Schritt S10' und für das zweite Steuergerät 31 in einem Schritt Si l . Betrachtet man die vertikale Achse von Figur 2 als Zeitachse, läuft das Verfahren zwischen dem Schritt S2 des zweiten Steuergeräts 31 und dem Schritt S9' des ersten Steuergeräts 21 in höchstens einem Arbeitstakt der Brennkraftmaschine 1 durch. Dabei zeigt sich, dass durch das Anforderungssignal einerseits und das Ankündigungssignal andererseits die beiden Steuergeräte 21, 31 derart miteinander synchronisiert werden, dass stets sichergestellt ist, dass die richtigen Bestromungsparameter den für sie ermittelten Einspritzparametern zugeordnet sind. Es bedarf daher weder des Einhaltens eines konstanten, stationären Betriebspunkts während der Messung, noch einer expliziten Zuordnung der Werte über Zeitstempel.
Je nach Rechengeschwindigkeit der Steuergerät 21, 31 einerseits und der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 andererseits ist es sogar möglich, dass das Verfahren innerhalb eines
Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine 1 zwei- oder sogar mehrfach durchgeführt wird, nämlich für verschiedene, nacheinander aktive Injektoren 5 der Brennkraftmaschine 1.
Es zeigt sich auch noch, dass das Verfahren fortlaufend während des Betriebs der
Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, zumal es nicht in deren Betrieb und
insbesondere nicht in deren Regelung eingreift.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem tatsächlichen Einspritzparameter mindestens eines Injektors (5) einer Brennkraftmaschine (1) mit folgenden Schritten:
- Auswählen eines zu vermessenden Injektors (5) und Erzeugen eines
Anforderungssignals;
Registrieren des Anforderungssignals, Erzeugen eines Ankündigungssignals auf die Registrierung des Anforderungssignals hin, und Starten einer zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs stromaufwärts einer Einspritzöffhung (7) des Injektors (5), wobei mit dem Ankündigungssignal der Beginn der Erfassung des Druckverlaufs angekündigt wird;
- Registrieren des Ankündigungssignals und Ermitteln von mindestens einem
Bestromungsparameter für den Injektor (5) während der Erfassung des Druckverlaufs;
- Ansteuern des Injektors (5) mit dem ermittelten Bestromungsparameter während der Erfassung des Druckverlaufs, und Speichern des mindestens einen
Bestromungsparameters;
- Beenden der Erfassung des Druckverlaufs, und
- Ermitteln wenigstens eines tatsächlichen Einspritzparameters aus dem erfassten
Druckverlauf.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Korrekturwert für die Ansteuerung des Injektors (5) anhand des Einspritzparameters berechnet wird, wobei der Korrekturwert gespeichert wird, und wobei die Ansteuerung des Injektors (5) auf der Grundlage des Korrekturwerts korrigiert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein während der Ansteuerung des Injektors (5) vorliegender Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird, wobei der erfasste Druckverlauf, der tatsächliche Einspritzparameter und/oder der Korrekturwert in einem Kennfeld in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebspunkt gespeichert wird/werden, wobei die Ansteuerung des Injektors betriebspunktabhängig mit dem einem aktuellen Betriebspunkt zugeordneten Korrekturwert korrigiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Mehrzahl von Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine (1) eine Mehrzahl von Druckverläufen, von tatsächlichen Einspritzparametern und/oder von Korrekturwerten für den Injektor (5) ermittelt und gespeichert wird/werden, wobei die Ansteuerung des Injektors (5) anhand eines aus einem Mittelwert der gespeicherten Druckverläufe oder der tatsächlichen Einspritzparameter berechneten Korrekturwerts, oder anhand eines Mittelwerts aus den gespeicherten Korrekturwerten korrigiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlauf in einem dem Injektor (5) zugeordneten Einzelspeicher erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu vermessende Injektor (5) von einem ersten Steuergerät (21) der Brennkraftmaschine (1) ausgewählt wird, wobei das erste Steuergerät (21) das Anforderungssignal erzeugt und dieses an ein zweites Steuergerät (31) sendet, wobei das zweite Steuergerät (31) das Anforderungssignal empfängt, wobei das zweite Steuergerät (31) das Ankündigungssignal erzeugt, dieses an das erste Steuergerät (21) sendet und mit der Erfassung des Druckverlaufs beginnt, wobei das erste Steuergerät (21) das Ankündigungssignal empfängt, den mindestens einen
Bestromungsparameter ermittelt, den Injektor (5) ansteuert und den Bestromungsparameter an das zweite Steuergerät (31) sendet, wobei das zweite Steuergerät (31) nach Beenden der
Erfassung des Druckverlaufs den tatsächlichen Einspritzparameter aus dem erfassten
Druckverlauf ermittelt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuergerät (31) den Korrekturwert anhand des Einspritzparameters berechnet und an das erste Steuergerät (21) sendet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des erfassten Druckverlaufs geprüft wird, ob der Injektor (5) eine Fehlfunktion aufweist, und/oder ob ein Sensordefekt vorliegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nacheinander für mindestens zwei, vorzugsweise für alle Injektoren (5) der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird, wobei das Verfahren vorzugsweise fortlaufend während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird.
10. Brennkraftmaschine (1), mit einem Arbeitsraum (3) und einem eine Einspritzöffnung (7) aufweisenden Injektor (5) zur Injektion von Brennstoff in den Arbeitsraum (3), wobei der
Injektor (5) mit einem Brennstoffreservoir (9) in Fluidverbindung ist, und mit einem ersten Drucksensor (17) zur zeitaufgelösten Erfassung eines Druckverlaufs des Brennstoffs
stromaufwärts der Einspritzöffnung (7), wobei die Brennkraftmaschine (1) ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Brennkraftmaschine (1) ein erstes Steuergerät (21) und ein zweites Steuergerät (31) aufweist, wobei das erste Steuergerät (21) mit dem zweiten Steuergerät (31) wirkverbunden ist, wobei das erste Steuergerät (21) mit dem Injektor (5) zu dessen Ansteuerung wirkverbunden ist, wobei das zweite Steuergerät (31) mit dem ersten Drucksensor (17) wirkverbunden ist, wobei das erste Steuergerät (21) ausgebildet ist zur Auswahl des zu vermessenden Injektors 5, zur Erzeugung des Anforderungssignals und zum Senden des Anforderungssignals an das zweite Steuergerät (31), wobei das zweite Steuergerät (31) ausgebildet ist zum Empfangen des
Anforderungssignals, zum Erzeugen eines Ankündigungssignals, zum Senden des
Ankündigungssignals an das erste Steuergerät (31), und zum Starten der Erfassung des
Druckverlaufs, wobei das erste Steuergerät (21) ausgebildet ist zum Empfangen des
Ankündigungssignals, zum Ermitteln des mindestens einen Bestromungsparameters, zur Ansteuerung des Injektors, und zum Senden des Bestromungsparameters an das zweite
Steuergerät (31), wobei das zweite Steuergerät (31) ausgebildet ist zum Beenden der Erfassung des Druckverlaufs sowie zur Ermittlung des tatsächlichen Einspritzparameters aus dem erfassten Druckverlauf.
PCT/EP2014/002773 2013-10-18 2014-10-14 Verfahren und vorrichtung zur steurung eines einspritzventis einer brennkraftmaschine WO2015055305A1 (de)

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