DE102008043165B4 - Method and device for calibrating the pre-injection quantity of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Kalibrierung der Einspritzmenge wenigstens einer zusätzlich zu einer Haupteinspritzung (310) vorgesehenen Teileinspritzung (300) in einem Einspritzsystem (30) einer Brennkraftmaschine (10) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Korrekturwert (415) für eine Teileinspritzung (300) in einen einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine durch Stimulation eines Einspritzmusters und durch Verändern einer durch das Einspritzmuster verursachten Drehzahlschwingung in der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird, wobei die Ansteuerdauer mindestens einer Teileinspritzung so lange variiert wird, bis die Wirkung auf bestimmte, bevorzugt empirisch vorgebbare Frequenzen eines Drehzahlsignals minimiert oder zu Null geregelt ist.Method for calibrating the injection quantity of at least one partial injection (300) provided in addition to a main injection (310) in an injection system (30) of an internal combustion engine (10), in particular of a motor vehicle, characterized in that a correction value (415) for a partial injection (300) in an individual cylinder of the internal combustion engine is determined by stimulating an injection pattern and by changing a speed oscillation caused by the injection pattern in the internal combustion engine (10), the control duration of at least one partial injection being varied until the effect on certain, preferably empirically predeterminable frequencies of a speed signal is minimized or regulated to zero.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung der Einspritzmenge einer Teileinspritzung in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method for calibrating the injection quantity of a partial injection in an injection system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, and a corresponding device according to the preambles of the respective independent claims.
Die
In modernen Kraftstoffeinspritzsystemen insbesondere selbstzündender Brennkraftmaschinen werden die mittels Injektoren in Verbrennungsräume eingespritzten Kraftstoffmengen in mehrere Teileinspritzungen aufgeteilt, welche zeitlich nah angeordnet sind und bspw. aus einer oder mehreren vor einer Haupteinspritzung applizierten Voreinspritzung(en) bestehen. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Teileinspritzungen wird dabei durch die Pausenzeit zwischen zwei zeitlich aufeinander folgenden elektrischen Ansteuerimpulsen der Injektoren, durch einen Kurbelwellenwinkel oder durch eine Kombination dieser beiden Größen definiert.In modern fuel injection systems, in particular self-igniting internal combustion engines, the fuel quantities injected into the combustion chambers by means of injectors are divided into several partial injections, which are arranged close in time and consist, for example, of one or more pre-injection (s) applied before a main injection. The time interval between two partial injections is defined by the pause time between two successive electrical control pulses of the injectors, by a crankshaft angle or by a combination of these two quantities.
Diese Teileinspritzungen bewirken eine verbesserte Gemischaufbereitung und damit geringere Abgasemissionen der Brennkraftmaschine, eine verringerte Geräuschentwicklung bei der Verbrennung sowie eine erhöhte mechanische Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine. Zur gleichzeitigen Optimierung von Geräusch und Abgas wird die Einspritzmenge der Voreinspritzung sehr klein gewählt, teilweise in der Nähe der kleinsten durch einen genannten Injektor darstellbaren Kraftstoffmenge.These partial injections result in improved mixture preparation and thus lower exhaust gas emissions from the internal combustion engine, reduced noise during combustion and increased mechanical power output by the internal combustion engine. For the simultaneous optimization of noise and exhaust gas, the injection quantity of the pre-injection is selected to be very small, in some cases close to the smallest fuel quantity that can be represented by an injector.
Um bei einer Drift des Injektorverhaltens über die Laufzeit des Injektors die exakte Einhaltung der Voreinspritzmenge gewährleisten zu können sind Funktionen notwendig, die noch im Betrieb der Brennkraftmaschine eine Kalibrierung der Voreinspritzmengen vorzunehmen ermöglichen. So geht aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einem hier betroffenen Kalibrierverfahren einen Korrekturwert für die Teileinspritzung in einen einzelnen Zylinder durch Stimulation eines Einspritzmusters und durch Veränderung oder Ausregelung einer durch das Einspritzmuster verursachten Drehzahlschwingung der Brennkraftmaschine (BKM) zu ermitteln.The present invention is based on the idea of determining a correction value for the partial injection into a single cylinder by stimulating an injection pattern and by changing or regulating a speed oscillation of the internal combustion engine (BKM) caused by the injection pattern in a calibration method concerned here.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Steueralgorithmus vorgesehen, der jeweils für einen Zylinder mit halber, drittel, viertel, fünftel usw. Nockenwellenfrequenz eine vorgesehene Voreinspritzmenge zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung „umlagert“. D.h. es wird vorgeschlagen, einen Zylinder abwechselnd mit einer Einfacheinspritzung und einer Mehrfacheinspritzung, bevorzugt einer aus einer Voreinspritzung VE und einer Haupteinspritzung HE zusammengesetzten Zweifacheinspritzung, zu beaufschlagen und einen Korrekturwert für die Voreinspritzung bzw. Teileinspritzung durch Veränderung oder Ausregelung einer durch das Einspritzmuster verursachten Drehzahlschwingung der BKM zu ermitteln.In a preferred embodiment, a control algorithm is provided, which “rearranges” a pre-injection quantity between the pre-injection and the main injection for a cylinder with half, third, quarter, fifth, etc. camshaft frequency. I.e. It is proposed to alternately apply a single injection and a multiple injection, preferably a double injection composed of a pre-injection VE and a main injection HE, to a cylinder and a correction value for the pre-injection or partial injection by changing or regulating a speed oscillation of the BKM caused by the injection pattern to investigate.
Die Ansteuerdauer einer Teileinspritzung, bevorzugt einer Voreinspritzung, wird bei dem genannten Verfahren bevorzugt so lange variiert, bis die Wirkung auf bestimmte, bevorzugt empirisch vorgebbare Frequenzen eines Drehzahlsignals minimiert oder zu Null geregelt ist.The activation duration of a partial injection, preferably a pre-injection, is preferably varied in the aforementioned method until the effect on certain, preferably empirically predeterminable, frequencies of a speed signal is minimized or regulated to zero.
Es ist hervorzuheben, dass die genannte Drehzahlschwingung nicht nur mittels eines Drehzahlsignals sondern auch anhand anderer dem Fachmann geläufiger Eingangsgrößen erfasst werden kann, wie bspw. einem Lambdasignal, einem Klopfsignal, einem Ionenstromsignal oder dgl.It should be emphasized that the mentioned speed oscillation can be detected not only by means of a speed signal but also on the basis of other input variables familiar to the person skilled in the art, such as a lambda signal, a knock signal, an ion current signal or the like.
Bei der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass im Falle einer noch nicht oder nur unvollständig kalibrierten Voreinspritzmenge Schwingungen mit halber, drei halber usw. Nockenwellenfrequenz des Drehzahlsignals auftreten, welche bevorzugt mittels einer Regelung auf einen minimalen Wert ausgeregelt werden können.The invention is based in particular on the knowledge that in the case of a preinjection quantity which has not yet been calibrated or has been only incompletely, vibrations with half, three half, etc. Camshaft frequency of the speed signal occur, which can preferably be adjusted to a minimum value by means of a control.
Die genannte Minimierung der Drehzahlschwingungen erfolgt bevorzugt entweder anhand der Amplitude und/oder der Phasenlage der genannten Drehzahlschwingung, oder anhand einer Kombination dieser beiden Größen, und wird bevorzugt durch Betrag und Phase einer in den Frequenzbereich transformierten Drehzahlinformation ermittelt.The aforementioned minimization of the speed oscillations is preferably carried out either on the basis of the amplitude and / or the phase position of the mentioned speed oscillations, or on the basis of a combination of these two variables, and is preferably determined by the amount and phase of a speed information item transformed into the frequency range.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden zwei Arbeitsphasen gebildet, und zwar eine Lernphase sowie eine nachfolgende Anwendungsphase. In der Lernphase wird zunächst ein Korrekturwert eines Zylinders durch die genannte Stimulation eines Einspritzmusters und durch Ausregeln der durch das Einspritzmuster verursachten Drehzahlschwingung ermittelt. Auf der Grundlage des so ermittelten Korrekturwertes wird in der nachfolgenden Anwendungsphase der ermittelte Korrekturwert bevorzugt im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine auf eine aktuell vorliegende Steuergröße der Voreinspritzung aufgesteuert.In a preferred embodiment, two work phases are formed, namely a learning phase and a subsequent application phase. In the learning phase, a correction value of a cylinder is first determined by the stimulation of an injection pattern and by regulating the speed oscillation caused by the injection pattern. On the basis of the correction value determined in this way, the determined correction value is controlled in the subsequent application phase, preferably in normal operation of the internal combustion engine, to a currently available control variable of the pilot injection.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht im befeuerten Betrieb einer Brennkraftmaschine bzw. im laufenden Fahrbetrieb eines zugrundeliegenden Kraftfahrzeugs eine präzise Kalibrierung der Voreinspritzmenge, und zwar nicht notwendigerweise im Leerlauf oder im stationären Betrieb der Brennkraftmaschine.The method according to the invention enables precise calibration of the pre-injection quantity in the fired operation of an internal combustion engine or in the running operation of an underlying motor vehicle, and not necessarily in idle or in stationary operation of the internal combustion engine.
Da eine Zylinderausgleichsfunktion bei dem vorgeschlagenen Verfahren nicht erforderlich ist, kann das Verfahren bei Motoren mit ungleichem Zündabstand sowie bei Einzylindermotoren vorteilhaft eingesetzt werden.Since a cylinder compensation function is not required in the proposed method, the method can be used advantageously in engines with an unequal firing interval and in single-cylinder engines.
Gegenüber den eingangs beschriebenen Verfahren erfordert der erfindungsgemäße Ansatz keinen Schubbetrieb oder gar einen stationären Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine. Dabei ist hervorzuheben, dass es bei den im Stand der Technik bekannten Methoden während einer Kalibrierung im Leerlaufbetrieb nicht zu einer Änderung des Lastmoments kommen darf, da dadurch das Kalibrierungsergebnis verfälscht wird. Daher können die bekannten Kalibrierverfahren nur im Werkstattbetrieb mit der notwendigen Präzision durchgeführt werden. Auch wird für die zu erzielende Korrektur der Voreinspritzmenge keine Mengenausgleichsregelung mehr benötigt. Die Kalibrierung nach den bekannten Verfahren ist speziell im Leerlauf akustisch wahrnehmbar und führt daher zu Komforteinbußen im Betrieb der Brennkraftmaschine.Compared to the method described in the introduction, the approach according to the invention does not require an overrun operation or even a stationary idle operation of the internal combustion engine. It should be emphasized here that in the methods known in the prior art, the load torque must not change during a calibration in idle operation, since this falsifies the calibration result. The known calibration methods can therefore only be carried out with the necessary precision in workshop operation. A quantity compensation control is also no longer required for the correction of the pre-injection quantity to be achieved. The calibration according to the known methods can be perceived acoustically, especially when idling, and therefore leads to a loss of comfort in the operation of the internal combustion engine.
Zusätzlich kann der genannte Schubbetrieb nicht in allen Anwendungen von Dieselmotoren appliziert werden, z. B. tritt im Offroad-Bereich, bei Stationärmotoren oder bei Automatikgetrieben kein oder nur sehr selten Schubbetrieb auf. Darüber hinaus sind die genannten Mengenausgleichsregelungen nach heutigem Stand der Technik nur bei Motoren mit gleichen Zündabständen möglich, im Besonderen auch nicht bei Einzylindermotoren.In addition, the mentioned overrun operation cannot be applied in all applications of diesel engines, e.g. B. occurs in the off-road area, stationary engines or automatic transmissions, or only very rarely overrun. In addition, the aforementioned quantity compensation regulations according to the current state of the art are only possible for engines with the same ignition intervals, especially not for single-cylinder engines.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch eingehender erläutert, aus denen weitere Besonderheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung hervorgehen.The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawing, from which further special features, features and advantages of the invention emerge.
Im Einzelnen zeigen
-
1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann; -
2 eine detaillierte Darstellung der an sich bekannten Berechnung von Ansteuerdauern eines in der1 gezeigten elektrisch betätigten Ventils; -
3 einen typischen Einspritzverlauf mit einer Vor- und Haupteinspritzung, anhand dessen die erfindungsgemäße Umlagerung der Einspritzmenge zwischen Vor- und Haupteinspritzung illustriert wird; -
4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Korrekturfunktion anhand eines Blockdiagramms; und -
5 ein an einem realen Kraftstoffzumesssystem in der erfindungsgemäßen Lemphase gemessenes Übertragungsverhalten.
-
1 is a schematic representation of a fuel metering system of an internal combustion engine according to the prior art, in which the present invention can be used; -
2nd a detailed representation of the known calculation of control periods one in the1 electrically operated valve shown; -
3rd a typical injection course with a pre and main injection, on the basis of which the rearrangement of the injection quantity between the pre and main injection is illustrated; -
4th a preferred embodiment of a correction function according to the invention using a block diagram; and -
5 a transmission behavior measured on a real fuel metering system in the learning phase according to the invention.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Die
Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine direkteinspritzende und/oder eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffzumesseinheit
Des Weiteren kann die Kraftstoffzumesseinheit als Common-Rail-System ausgebildet sein. Bei diesem verdichtet bekanntermaßen eine Hochdruckpumpe Kraftstoff in einem Speicher. Von diesem Speicher gelangt dann der Kraftstoff über Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Die Dauer und/oder der Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird mittels der Injektoren gesteuert. Dabei beinhalten die Injektoren vorzugsweise ein Magnetventil bzw. einen piezoelektrischen Aktor.Furthermore, the fuel metering unit can be designed as a common rail system. As is known, a high-pressure pump compresses fuel in a reservoir. The fuel then reaches the combustion chambers of the internal combustion engine via injectors from this store. The duration and / or the start of the fuel injection is controlled by means of the injectors. The injectors preferably include a solenoid valve or a piezoelectric actuator.
Das Steuergerät
Bei den genannten Brennkraftmaschinen werden häufig eine oder mehrere kleine Kraftstoffmengen kurz vor der eigentlichen Haupteinspritzung in den Zylinder zugemessen. Dadurch kann das Geräuschverhalten des Motors wesentlich verbessert werden. Diese Einspritzung wird als Voreinspritzung und die eigentliche Einspritzung als Haupteinspritzung bezeichnet. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere kleine Kraftstoffmenge(n) nach der Haupteinspritzung zugemessen werden. Diese wird dann als Nacheinspritzung bezeichnet. Ferner kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Einspritzungen in weitere Teileinspritzungen aufgeteilt sind.In the case of the internal combustion engines mentioned, one or more small amounts of fuel are frequently metered into the cylinder shortly before the actual main injection. This can significantly improve the noise behavior of the engine. This injection is referred to as pre-injection and the actual injection as main injection. Furthermore, it can be provided that one or more small amounts of fuel (s) are metered after the main injection. This is then called post-injection. Furthermore, it can be provided that the individual injections are divided into further partial injections.
Problematisch bei solchen Kraftstoffzumesssystemen ist, dass die elektrisch betätigten Ventile bei gleichem Ansteuersignal unterschiedliche Kraftstoffmengen zumessen können. Insbesondere die Ansteuerdauer, bei der gerade Kraftstoff zugemessen wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Diese Mindestansteuerdauer führt zu einer Einspritzung, wohingegen Ansteuerdauem kleiner als die Mindestansteuerdauer nicht zu einer Einspritzung führen. Diese Mindestansteuerdauer hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Temperatur, der Kraftstoffsorte, der Lebensdauer, dem Raildruck, Fertigungstoleranzen der Injektoren und weiterer Einflüsse ab. Um eine genaue Kraftstoffzumessung erzielen zu können, muss diese Mindestansteuerdauer bekannt sein.The problem with such fuel metering systems is that the electrically operated valves can meter different amounts of fuel with the same control signal. In particular, the actuation period at which fuel is being metered in depends on various factors. This minimum activation period leads to an injection, whereas activation periods shorter than the minimum activation period do not lead to an injection. This minimum activation period depends on various factors, such as temperature, fuel type, service life, rail pressure, manufacturing tolerances of the injectors and other factors. In order to achieve an accurate fuel metering, this minimum activation period must be known.
Eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine ist in der
In den beiden Verknüpfungspunkten
Auf einem Geberrad
Die erste Synchronisation
Eine solche Einrichtung, die ohne Nullmengenkorrektur
Aufgrund von Toleranzen, insbesondere der Kraftstoffzumesseinheit
Diese Streuungen zwischen den einzelnen Zylindern werden üblicherweise mit einer Mengenausgleichsregelung (MAR) ausgeregelt. Eine solche Mengenausgleichsregelung ist schematisch im oberen Teil der
Diese Mengenausgleichsregelung ist so ausgebildet, dass die Regler, die den einzelnen Zylindern zugemessene Menge auf einen gemeinsamen Mittelwert regeln. Misst ein Zylinder aufgrund von Toleranzen eine erhöhte Kraftstoffmenge zu, so wird für diesen Zylinder eine negative Kraftstoffmenge QKM zur Fahrerwunschmenge QKW hinzuaddidiert. Misst ein Zylinder zu wenig Kraftstoffmenge zu, so wird eine positive Kraftstoffmenge QKM zur Fahrerwunschmenge QKW hinzuaddiert. Bei solchen Mengenfehlern tritt eine Drehungleichförmigkeit auf. Diese wirkt sich dahingehend aus, dass dem Drehzahlsignal Schwingungen überlagert sind deren Frequenz der Nockenwellenfrequenz und/oder Vielfachen der Nockenwellenfrequenz entsprechen. Diese Anteile im Drehzahlsignal mit Nockenwellenfrequenz charakterisieren die Drehungleichförmigkeit und werden durch die Mengenausgleichsregelung auf Null ausgeregelt.This quantity compensation regulation is designed in such a way that the regulators regulate the quantity allocated to the individual cylinders to a common mean value. If a cylinder measures an increased amount of fuel due to tolerances, a negative amount of fuel QKM is added to the driver's desired amount QKW for this cylinder. If a cylinder measures too little fuel, a positive amount of fuel QKM is added to the driver's desired amount QKW. With such quantity errors, rotational irregularity occurs. This has the effect that vibrations are superimposed on the speed signal, the frequency of which corresponds to the camshaft frequency and / or multiples of the camshaft frequency. These components in the speed signal with camshaft frequency characterize the rotational irregularity and are corrected to zero by the quantity compensation control.
Mengenmittelwertfehler können mit dieser Mengenausgleichsregelung nicht korrigiert werden. Insbesondere können Fehler, die darauf beruhen, dass unterhalb der genannten Mindestansteuerdauer kein Kraftstoff zugemessen wird, mit einer solchen Mengenausgleichsregelung nicht korrigiert werden.Quantity average errors cannot be corrected with this quantity compensation scheme. In particular, errors which are based on the fact that no fuel is metered in below the minimum actuation duration mentioned cannot be corrected with such a quantity compensation regulation.
In der
Das erfindungsgemäße Kalibrierverfahren weist nun die bereits genannten zwei Arbeitsphasen bzw. Betriebsmodi auf:
- - „Lernmodus“: Ermitteln des Korrekturwerts durch Stimulation des Einspritzmusters und Ausregeln der Drehzahlschwingung
- - „Anwendungsmodus“: Aufsteuern des ermittelten Korrekturwerts im normalen Motorbetrieb
- - "Learning mode": determining the correction value by stimulating the injection pattern and regulating the speed oscillation
- - "Application mode": control of the determined correction value in normal engine operation
Im Modus „Lernen“ lagert das erfindungsgemäße Verfahren jeweils für einen Zylinder und mit bspw. halber Nockenwellenfrequenz die Voreinspritzmenge zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bevorzugt zyklisch wiederkehrend um. Ein solcher Umlagerungszyklus wiederholt sich bevorzugt mehr als einmal, kann im einfachsten Fall aber auch nur durch einen einzigen Zyklus, d.h. eine einzelne Umlagerung, realisiert werden, da bereits ein einzelner Zyklus eine genannte Drehzahlschwingung zu verursachen vermag.In the “learning” mode, the method according to the invention rearranges the pre-injection quantity between the pre-injection and the main injection, preferably cyclically, for one cylinder and, for example, at half the camshaft frequency. Such a rearrangement cycle is preferably repeated more than once, but in the simplest case can only be carried out by a single cycle, i.e. a single redistribution can be realized, since a single cycle is capable of causing a speed oscillation.
Es ist hervorzuheben, dass das hierin beschriebene Einspritzmuster der Umlagerung einer Voreinspritzung in Bezug auf eine Haupteinspritzung nur beispielhaft ist und grundsätzlich auch andere Einspritzmuster vorstellbar sind, mittels derer eine genannte Drehzahlschwingung angeregt werden kann. So kann, an Stelle einer Voreinspritzung, eine Nacheinspritzung entsprechend umgelagert werden oder ein noch komplexeres „Umlagerungsmuster“, bei dem mehr als eine Teileinspritzung umgelagert wird, erzeugt werden.It should be emphasized that the injection pattern described here for the rearrangement of a pre-injection with respect to a main injection is only exemplary and in principle other injection patterns are also conceivable by means of which a speed oscillation can be excited. Instead of a pre-injection, a post-injection can be rearranged accordingly or an even more complex "rearrangement pattern" in which more than one partial injection is rearranged.
In dem in der
Bei der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nur in Fällen, in denen die bei der zyklischen Umlagerung physikalisch abgesetzten Kraftstoffmengen
Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Konzept nicht nur auf die Kalibrierung Voreinspritzungen anwendbar ist, sondern auch auf die Kalibrierung von Teileinspritzungen, welche zusätzlich zu einer Haupteinspritzung durchgeführt werden, also beispielsweise auch auf Nacheinspritzungen oder dergleichen.It goes without saying that the concept according to the invention is not only applicable to the calibration of pre-injections, but also to the calibration of partial injections which are carried out in addition to a main injection, for example also to post-injections or the like.
Anhand des in der
Ausgehend von einem Momentenpfad
In einer logisch bzw. prozessual nachfolgend angeordneten Menge-Ansteuerdauer-Umsetzung
Die genannte Menge-Ansteuerdauer-Umsetzung
Mittels einer Spektralanalyse
Der in der
Mittels des ersten Verknüpfungspunktes
Die Schalterstellungen der beiden Schalter werden von der Korrekturfunktion ZFX mittels des genannten Logiksignals stVEstim angesteuert, wobei in einem Zyklus (d.h. mit halber Nockenwellenfrequenz) - wie oben beschrieben - die Voreinspritzung von der Haupteinspritzung getrennt erfolgt, d.h. die Voreinspritzmenge nicht auf die Haupteinspritzmenge aufaddiert wird, und wobei in dem darauffolgenden Zyklus die Voreinspritzung in Form einer verlängerten Haupteinspritzung dargestellt wird, d.h. die Voreinspritzmenge wird auf die Haupteinspritzmenge aufaddiert.The switch positions of the two switches are controlled by the correction function ZFX by means of the mentioned logic signal stVEstim, whereby in one cycle (i.e. with half the camshaft frequency) - as described above - the pre-injection takes place separately from the main injection, i.e. the pilot injection quantity is not added to the main injection quantity, and in the subsequent cycle the pilot injection is represented in the form of an extended main injection, i.e. the pre-injection quantity is added to the main injection quantity.
An dem zweiten Verknüpfungspunkt werden der genannte Stelleingriff tiVEtrim und der vorliegende Wert der Ansteuerdauer für die Voreinspritzung tiVE aufaddiert, um im Ergebnis dem/den jeweiligen Injektor/Injektoren den korrigierten Wert tiVEcorr für die Ansteuerdauer der Voreinspritzung zuzuführen.At the second connection point, said control intervention tiVEtrim and the present value of the actuation duration for the pilot injection tiVE are added in order to result in the corrected value tiVEcorr for the actuation duration of the pilot injection for the respective injector (s).
In den
Der Stelleingriff tiVEtrim bei verschwindender Drehzahlschwingung (d. h. Amplitude = 0) stellt den Korrekturwert dar, bei dem die Gleichung
Dieser Korrekturwert tiVEtrim (
Alternativ zu der beschriebenen Regelung kann auch die Schwingungsamplitude der Drehzahl n bei halber Nockenwellenfrequenz als Maß für die Voreinspritzmenge verwendet werden. Um bei dieser Lösung robust gegenüber Änderungen des Streckenverhaltens zu sein, kann anhand einer Mengenvariation der Hautpeinspritzung eine Streckenidentifikation vorgeschaltet werden. Alternativ zur beschriebenen Regelung können neben ½ auch andere Teiler der Nockenwellenfrequenz angeregt werden: z. B. 1/3 Nockenwellenfrequenz durch Variation zwei Nockenwellenumdrehungen mit Voreinspritzung und eine Nockenwellenumdrehung ohne Voreinspritzung, ¼ Nockenwellenfrequenz usw. Für die Auswertung der Drehzahlschwingung werden hier ebenfalls die gewählte Anregungsfrequenz und/oder deren Vielfache verwendet. Alternativ zur beschriebenen Auswertung der Drehzahlschwingung auf halber Nockenwellenfrequenz können zusätzlich oder alternativ auch ganzzahlige Vielfache der Anregungsfrequenz zur Bestimmung von Amplitude und Phase herangezogen werden. Eine wie oben genannte Streckenidentifikation kann auch dafür eingesetzt werden, bei Regelstrecken mit schwingungsfähigen Komponenten die Phase für das spätere Kalibrierverfahren zu lernen. Alternativ zu dem in der Erfindungsmeldung beschriebenen Korrektureingriff auf die Ansteuerdauer der Voreinspritzung kann auch eine Korrektur auf die Sollmenge der Voreinspritzung erfolgen.As an alternative to the regulation described, the oscillation amplitude of the speed n at half the camshaft frequency can also be used as a measure of the pre-injection quantity. In order to be robust to changes in the route behavior with this solution, a route identification can be preceded by a quantity variation of the skin injection. As an alternative to the control described, other dividers of the camshaft frequency can also be excited in addition to ½: B. 1/3 camshaft frequency by varying two camshaft revolutions with pre-injection and one camshaft revolution without pre-injection, ¼ camshaft frequency etc. For the evaluation of the speed oscillation, the selected excitation frequency and / or its multiples are also used here. As an alternative to the described evaluation of the speed oscillation at half the camshaft frequency, integer multiples of the excitation frequency can additionally or alternatively be used to determine the amplitude and phase. A route identification as mentioned above can also be used to learn the phase for the later calibration procedure on controlled systems with oscillating components. As an alternative to the correction intervention on the activation duration of the pilot injection described in the invention, a correction to the target quantity of the pilot injection can also take place.
Im Unterschied zu den bekannten Verfahren wird während der Kalibrierung nicht bleibend die Voreinspritzung abgesetzt bzw. abgeschaltet sondern an einem Zylinder wechselweise stimuliert. In einem Arbeitstakt des zu kalibrierenden Zylinders wird das normale Einspritzmuster aus Vor- und Haupteinspritzung abgesetzt. Im darauffolgenden Arbeitstakt wird die Voreinspritzung abgeschaltet und die Voreinspritzmenge der Haupteinspritzung zugeschlagen. Dadurch wird, wenn ein Fehler der Voreinspritzmenge vorliegt, eine Drehzahlschwingung mit halber Nockenwellenfrequenz (und Oberwellen) angeregt. Die resultierende Drehzahlschwingung wird analysiert und durch Eingriffe auf die Ansteuerdauer des Injektors ausgeregelt. Der Korrektureingriff ist ein Maß für den Kalibrierwert des Injektors.In contrast to the known methods, the pre-injection is not permanently stopped or switched off during calibration, but is alternately stimulated on a cylinder. In one work cycle of the cylinder to be calibrated, the normal injection pattern consisting of pre-injection and main injection is discontinued. In the subsequent work cycle, the pilot injection is switched off and the pilot injection quantity is added to the main injection. As a result, if there is an error in the pre-injection quantity, a speed oscillation with half the camshaft frequency (and harmonics) is excited. The resulting speed oscillation is analyzed and corrected by intervening in the control duration of the injector. The correction intervention is a measure of the calibration value of the injector.
Weitere daraus resultierende Vorteile gegenüber den bekannten Verfahren stellen die Robustheit gegenüber Änderungen des mittleren Lastmoments dar, da in dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel nur eine Analyse auf halber Nockenwellenfrequenz stattfindet und es wird eine Korrelation zwischen einer Mengenänderung in der Haupteinspritzung und der Voreinspritzmenge getroffen. Das ist unter der Voraussetzung möglich, dass die Änderung der Injektorsteigung δm/δAnsteuerdauer für die Haupteinspritzung über der Lebensdauer gering ist. Dadurch wird eine Robustheit gegenüber unterschiedlichen Antriebssträngen erzielt, da die Kalibrierung im geschlossenen Regelkreis vorgenommen werden kann. Durch das robuste, auf einer Regelung basierende Kalibrierverfahren ist der Aufwand für die Applikation der Funktion geringer als bei den bisher bekannten drehzahlbasierten Verfahren. Durch die weitgehende Unabhängigkeit vom Antriebsstrang ist insbesondere keine unterschiedliche Bedatung bei Varianten Antriebsstrangkonfigurationen zu erwarten. Ferner gibt es keinen Einfluss von zylinderindividuellen Störungen oder Teilungsfehlern des Drehzahlgeberrades, da diese nicht mit halber Nockenwellenfrequenz auftreten können. Zudem ist die Kalibrierung auch in einem Betriebsbereich möglich in dem der Fahrer unsensibel gegenüber Änderungen des Verbrennungsgeräusches ist. Schließlich kann eine Kalibrierung in weiten Drehzahl- und Lastbereichen mit den für diese Betriebspunkte vorgegebenen Raildrücken, bzw. in einem begrenzten Intervall um den vorgegebenen Raildruck, durchgeführt werden. Dabei müssen zur Kalibrierung nicht spezielle Raildrücke eingestellt werden, die für diesen Betriebspunkt nicht optimal wären und zu der genannten Geräuschentwicklung führen.Further resulting advantages over the known methods are the robustness against changes in the average load torque, since in the preferred exemplary embodiment described only an analysis takes place at half the camshaft frequency and a correlation is made between a change in the quantity of the main injection and the pre-injection quantity. This is possible under the condition that the change in the injector slope δm / δ drive duration for the main injection is small over the service life. Robustness in relation to different drive trains is thereby achieved, since the calibration can be carried out in a closed control loop. Thanks to the robust, calibration-based calibration method, the effort for the application of the function is lower than with the previously known speed-based methods. Due to the fact that it is largely independent of the drive train, no different data is to be expected in the case of drive train configuration variants. Furthermore, there is no influence of cylinder-specific disturbances or pitch errors of the speed sensor wheel, since these cannot occur at half the camshaft frequency. In addition, calibration is also possible in an operating range in which the driver is insensitive to changes in the combustion noise. Finally, calibration can be carried out in wide speed and load ranges with the rail pressures specified for these operating points, or in a limited interval around the specified rail pressure. It is not necessary to set special rail pressures for calibration, which would not be optimal for this operating point and lead to the noise development mentioned.
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