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WO2009095333A1 - Verfahren zur steuerung einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2009095333A1
WO2009095333A1 PCT/EP2009/050595 EP2009050595W WO2009095333A1 WO 2009095333 A1 WO2009095333 A1 WO 2009095333A1 EP 2009050595 W EP2009050595 W EP 2009050595W WO 2009095333 A1 WO2009095333 A1 WO 2009095333A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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injection
internal combustion
combustion engine
fuel quantity
injection strategy
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2009/050595
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helerson Kemmer
Dirk Hofmann
Jens Wagner
Walter Maeurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to US12/865,052 priority Critical patent/US20120041666A1/en
Priority to JP2010543476A priority patent/JP2011510225A/ja
Publication of WO2009095333A1 publication Critical patent/WO2009095333A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0085—Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine having a plurality of injection valves for injecting fuel into a respective combustion chamber of the internal combustion engine, comprising the steps of: controlling the injection valves in order to meter a setpoint total fuel quantity, determining a injected during the control Actual total fuel quantity, and determining a performance of at least one of the injectors in dependence on the actual total fuel quantity. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out such a method and a corresponding computer program.
  • Another possibility is to detect the air ratio or the lambda value combustion chamber individually, for example by a plurality of lambda probes or by a sufficiently high-frequency sampling of the signal of a lambda probe which the lambda value of the mixed and collected exhaust gas of the individual Combustion chambers of the internal combustion engine determined.
  • the illustrated and described methods and devices have several disadvantages, so they are partially inaccurate.
  • the use of a single lambda probe, which analyzes the total exhaust gas is inaccurate as a result, since the exhaust gases of the individual combustion chambers partially mix.
  • Other methods or devices are complicated, for example, the provision of one lambda each
  • An object of the invention is therefore to improve the said devices and methods of the prior art, in particular, a simple and cost-effective way to monitor the characteristics of the injectors valve-individually in the operation of the internal combustion engine to be created.
  • the object is achieved by a method for controlling an internal combustion engine having a plurality of injection valves for injecting fuel into a respective combustion chamber of the internal combustion engine, comprising the steps of: controlling the injection valves to meter a first target total fuel quantity with a first injection strategy, determining a in the control with the first injection strategy injected first actual total fuel quantity, driving the injectors to measure a second target total amount of fuel with a second injection strategy, wherein in the second injection strategy at least one of the injection valves is controlled differently from the first injection strategy, determining a in the control with the second injection strategy injected second actual total fuel amount, and determining a performance of at least one of the injection valves in response to the first actual Automatkraftst off quantity and the second actual total fuel quantity.
  • the words setpoint total fuel quantity and actual total fuel quantity respectively preferably denote fuel quantities which are to be injected during a certain number of working cycles or actually injected. This corresponds to a working cycle-related volume flow or mass flow of fuel.
  • the determination of actually injected amounts of fuel is to be understood in general, so that this includes determination methods that determine parameters that have only indirectly something to do with the amount of fuel, for example.
  • the specific operating behavior of the at least one injection valve is likewise to be understood generally, this being understood in particular to which extent the respective injection valve follows a specification on the part of a control of the internal combustion engine in the metering of fuel.
  • injectors over the life of an internal combustion engine for example due to wear can show a deviation of each injected fuel quantity against a required by the control amount of fuel.
  • injection valves it is possible for injection valves to become inoperable during the service life of an internal combustion engine, that is to say they no longer have tolerable or correctable functional impairments, so that they have to be replaced for proper operation of the internal combustion engine.
  • the determination of the operating behavior preferably also takes place depending on the first actual total fuel quantity or the second actual total fuel quantity in each case in relation to the respective SoII total fuel quantities.
  • the first setpoint total fuel quantity is equal to the second setpoint total fuel quantity.
  • a functionality of the at least one injection valve is determined as a function of the specific operating behavior of the injection valve.
  • a defective injection valve in which even by changing the control no correct metering of fuel can be achieved and make a corresponding entry in a maintenance register.
  • a corresponding warning to the driver of a motor vehicle, in which the internal combustion engine is mounted take place.
  • an adaptation of a drive parameter for the at least one injection valve is carried out as a function of the determined operating behavior.
  • control parameters are adapted for all injection valves of the internal combustion engine, this does not necessarily include a change of all control parameters, but merely an adaptation of certain control parameters, so that the operating behavior of the injection valves is coordinated with one another. It is preferred, if a drive parameter is changed, which is an index of how much fuel flows through the opened injection valve at a certain control at certain boundary conditions. Furthermore, it is preferred to influence a drive parameter, which relates to a relationship of a valve opening or a valve closing time with a control.
  • At least both injection valves are actuated with a respective valve fuel quantity requirement that differs from the first injection strategy.
  • This causes a so-called trimming of the quantity distribution.
  • This is preferably done with a constant setpoint total fuel quantity, so that, for example, in the case of a four-cylinder
  • Engine three injectors are activated with a lower fuel quantity requirement and the fourth injection valve is driven with a correspondingly increased fuel quantity requirement, so that the total amount of fuel that is requested by the controller remains the same.
  • other representations than those exemplified are possible.
  • further possible stipulations are mentioned in this application, but these are merely exemplary.
  • As part of the balance of the distribution of quantities can be created in connection with the determined injected actual fuel quantities, a system of equations, it being possible for each injector even in internal combustion engines with numerous, d. H. four or more
  • Injection valves for four or more combustion chambers a clear determination to be made as to whether the individual injection valves actually measure the injection quantities required in each case. It is within the scope of the invention, only one to use correspondingly increased number of detuning patterns or different injection strategies.
  • At least one of the injection valves is different in number from the first injection strategy
  • Valve openings controlled per one cycle of the internal combustion engine may mean, for example, that in the first injection strategy, all valves can be controlled so that they open and close again only once during a working cycle to meter the required amount of fuel and in the second injection strategy one of a total of four injectors is controlled such that this valve performs two single injections per cycle. In this case, preferably an identical amount of fuel is distributed from one injection to two partial injections. Likewise, any other number of individual injections is possible.
  • a signal of a lambda probe of the internal combustion engine is evaluated in order to determine the actual fuel quantities.
  • the actual fuel quantities are the first actual fuel quantity and the second actual fuel quantity.
  • the lambda probe of the internal combustion engine preferably measures the stoichiometric ratio of the exhaust gas so that it is possible to infer the actual fuel quantities from information about the air flow rate through the internal combustion engine and the signal of the lambda sensor in a manner known per se. which are injected and burned by the internal combustion engine.
  • the advantage is that an existing lambda probe of the internal combustion engine can be used to perform the method.
  • a plurality of activations are made with the first injection strategy or the second injection strategy at different operating points of the internal combustion engine.
  • a determination of the operating behavior of one or more valves is made with the first injection strategy and the second injection strategy and the method with the first or the second injection strategy is again carried out at a different operating point of the internal combustion engine ,
  • the method for a fat Operating point, ie with excess fuel, and a lean operating point, ie with excess air are performed in order to subsequently mittein the results of these two runs.
  • Other possible variations of the operating point are the speed of the internal combustion engine or the throttle position of the internal combustion engine. This offers the advantage of a more accurate determination of deviations of
  • the method is carried out with at least two different injection strategies, wherein at least two actual total fuel quantities are determined.
  • at least two actual total fuel quantities are determined.
  • Lambda value can be found with the lambda probe, whether the actual total fuel quantity of the target total fuel quantity corresponds, so that all valves together an adaptation of the control parameters can be done so that four equations for the equation system in four combustion chambers and injectors be available. Accordingly, this is possible, for example, for six combustion chambers and six injection valves by running through at least five different injection strategies one after the other with the same setpoint total fuel quantity and then determining the respective actual total fuel quantities.
  • the invention does not exclude that overdetermined equation systems are created, the corrections for activation parameters then being determined by means of averaging methods, which may also be weighted.
  • Another independent subject matter of the invention is a device, in particular a control device or an internal combustion engine, which is set up to carry out a method according to the features presented above or the features illustrated in the embodiments.
  • Fig. 1 shows a fuel supply system and an internal combustion engine in a schematic representation, with which method according to the invention can be carried out;
  • Fig. 2 shows schematically a first embodiment of an inventive
  • FIG. 3 shows schematically a second embodiment of a method according to the invention.
  • FIG. 4 shows schematically in a diagram a further method according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically an internal combustion engine 1 is shown, which has four combustion chambers (not shown), which are supplied via four injectors 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4 with fuel.
  • injectors 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4 For fuel supply upstream of the injection valves 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4, a high-pressure accumulator 3 is arranged, the one of
  • the control unit 4 comprises, among other signal inputs and signal outputs, a signal input 5 via which a signal of a lambda sensor 6 is fed to the control unit 4.
  • the lambda sensor 6 measures the lambda value of the exhaust gas of the
  • the lambda sensor 6 is arranged on an exhaust pipe 7, which leads the exhaust gas of the internal combustion engine 1.
  • a first preferred embodiment of the invention is shown schematically in a flow chart.
  • the inventive method of Figure 2 starts with a step 21.
  • the start of the method according to the invention can be routinely triggered in response to a detected mileage of a vehicle, which is driven by the internal combustion engine.
  • a method according to the invention can also be triggered at fixed time intervals or if, based on other parameters of the internal combustion engine, it is recognized that there may possibly be a malfunction in the metering of fuel by one of the injection valves 2.
  • an injector counter is set to 1.
  • the process then enters a loop.
  • the first step in the loop is a
  • Step 23 in which initially all valves are controlled with the same injection quantity request. That is, in step 23, the injectors are controlled so that they deliver as much as possible the same amount of fuel. This corresponds to the first injection strategy.
  • a lambda value of 1 in the exhaust gas is set via a throttle valve of the internal combustion engine.
  • a subsequent step 24 the same target total fuel quantity is requested by the injection valves as during the previously executed step 23.
  • the injectors are not all driven in step 24 with the same valve-individual fuel quantity requirement. Rather, the injection valves are activated in step 24 with a trimmed quantity request.
  • This is one of the possible second injection strategies.
  • step 24 the injection valves are controlled such that the first injection valve 2.1 of FIG. 1 is activated with a fuel quantity requirement increased by x and the other injection valves 2.2, 2.3 and 2.4 of FIG. 1 are activated with a fuel quantity requirement reduced by x / 3.
  • This can be written in vector notation as follows:
  • the values of the vector designate the trim of the respective injection valve in the sequence of the injection valves 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4 of FIG. 1.
  • the lambda value of the exhaust gas is measured again.
  • this lambda value would have to be equal to 1 after dimming, since the same setpoint total fuel quantity is specified as in step 23.
  • the first injector 2.1 shows a greater slope of the relationship "requested fuel quantity" compared to "metered fuel quantity”
  • the lambda is
  • ⁇ L 1 / ⁇ B -1 / ⁇ A.
  • ⁇ A is the ⁇ measured in step 23, which is equal to 1 in the exemplary method shown here.
  • ⁇ B is the ⁇ of the exhaust gas measured in step 25.
  • an adaptation correction factor for the currently observed injection valve 2.1 is selected from the lambda deviation ⁇ L so that the lambda deviation ⁇ L becomes 0.
  • step 25 does not measure the changed lambda value, but rather waits until a lambda control of the internal combustion engine has again locked in a lambda value of 1.
  • the fresh air mass flow is again determined for the trimmed fuel quantity injection and stored as fr B. ⁇ L is calculated in this case too
  • the adaptation correction in step 26 is also carried out correspondingly in this variant of a method according to the invention.
  • step 28 it is queried whether the counter for the injection valve is already greater than 4, which would mean that all injection valves 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4 have already been observed. If it is determined in step 28 that the counter for the injection valves is less than or equal to 4, the process returns to step 23, in which the lambda value of the exhaust gas of the
  • Internal combustion engine is again set to 1 for the specific target total fuel amount. In this case, the internal combustion engine is operated with the SoII total fuel quantity requirement. In turn, the internal combustion engine is then operated in step 24 with the same target total fuel quantity requirement, although the injection quantity requirement is applied to the individual engine
  • Injectors is dimmed.
  • the quantity request in step 24 is truncated so that the injector 2.2, i. the second injection valve, a by x increased valve individual fuel quantity requirement is specified.
  • the remaining valves are actuated with a fuel quantity requirement reduced by x / 3, resulting in the following calibration pattern:
  • step 26 an adaptation correction is then again carried out, wherein an adaptation correction factor for the second injection valve 2.2 is determined during the second pass.
  • the method of FIG. 2 is repeated until an adaptation correction factor has been determined for all cylinders.
  • FIG. 3 likewise shows schematically a method according to the invention, wherein the method of FIG. 3 is similar to that of FIG. 2 and therefore reference is additionally made to the description of the method of FIG.
  • the method of Figure 3 is again explained with reference to the arrangement shown schematically in Figure 1. In contrast to the method of FIG. 2, however, the method of FIG. 3 does not check the response of the injection valves to an increased or reduced fuel quantity requirement.
  • offset error is also a measure of how quickly an injector responds to an open request, ie, the time delay between driving, for example, the solenoid of the injector and actually opening the injector.
  • Steps 31, 32 and 33 of the method of FIG. 3 essentially correspond to steps 21, 22 and 23 of FIG. 2 and will not be explained again.
  • step 34 unlike the method of FIG.
  • Quantity request made is the injection quantity of the currently observed injection valve, d. H. in the first run of the method, the injection valve 2.1, divided into two individual injections.
  • the other injectors, i. the injection valves 2.2, 2.3 and 2.4 of Figure 1, are also controlled as in step 33 with a single injection per cycle.
  • Steps 35 and 36 again correspond to steps 25 and 26, but the adaptation correction factor corrects an offset parameter in the control of the observed injection valve. Again, it is also possible not to use the changed lambda value, but rather the air mass flow after one
  • Lambda regulation to determine. Another possibility, which is next to the determination of the changed lambda value or the modified fresh air mass flow, is to observe the lambda controller during the intervention after applying a well-timed pattern for injection. From the observed differences of the Regulator intervention can also be closed to a different amount of injected fuel. This applies analogously to all other methods according to the invention.
  • the steps 37, 38 and 39 correspond in turn substantially to the steps 27,
  • steps 23 and 33 on the one hand and steps 24, 25 and 34, 35 on the other hand do not have to be performed directly in succession. Rather, it is possible to carry out these steps during operation of the internal combustion engine with a large time delay between them. It is only necessary that the respective total fuel quantities, the agreements, the lambda values or the fresh air mass flows or other determined and predetermined parameters and values are stored. It is also not absolutely necessary to carry out the processes according to the invention in exactly the stated order.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a method according to the invention.
  • the method of FIG. 4 differs fundamentally from the method of FIGS. 2 and 3 in that in the method of FIG. 4 a system of equations is created from a plurality of measurements, which is only subsequently released. It is also possible to generate an overdetermined system of equations with the method of FIG. 4 by using more than the required calibration patterns so that "too many" measured values are produced of the internal combustion engine, can be averaged by applying known solution strategies for overdetermined systems of equations.
  • the method starts in a step 41.
  • a step 42 all variables of the equation system are set to 0, ie the calculation is initialized.
  • one Step 43 begins a first loop of the method, with a counter for the debit patterns to be applied being set to 1.
  • step 43 a specific setpoint total fuel quantity requirement is predefined for the valves, wherein all injection valves are controlled with the same valve-individual fuel quantity requirement.
  • step 44 the air mass flow is adjusted so that sets a lambda value of 1 (step 44). This is an ordinary one
  • Lambda control but not a throttle position but a quantity of fuel is specified.
  • a first trim pattern is used to drive the injectors with a trimmed fuel amount request.
  • the trimming carried out by way of example in the method of FIG. 4 can be written as a vector in the first pass as follows: (+ x, -x, +0, +0).
  • the first injection valve 2.1 is actuated with a fuel quantity requirement increased by x
  • the second injection valve 2.2 is activated with a fuel quantity requirement reduced by x.
  • the injection valves 2.3 and 2.4 are activated as in step 44 without trimming.
  • the lambda value is again measured for the trimmed fuel quantity requirement.
  • the determined values are stored.
  • step 47 the counter for the debugging machine or for the injection strategy is set high by 1.
  • step 48 a check is made as to whether all the clearing patterns have already been completed. It should be noted that the counter in the method of Figure 4 is not a particular injector, as a much more a poll pattern called. Since the unweighted fuel quantity injection can already be used as an equation for the system of equations, only three well-defined patterns are required in order to completely build up the system of equations for the four injection valves 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4. Therefore, in step 48, it is checked whether the method has already been run through for three different blemish patterns. If this is not the case, the method returns to step 45.
  • step 45 the next trim pattern is now used to control the injection valves.
  • the second trim pattern is (+0, + x, -x, +0) and the third trim pattern is (+0, +0, + x, -x).
  • a system of equations can be built up whose solution yields a vector for correction factors for the four individual injection valves.
  • step 49 a check is made in a step 49 as to whether further sets of debit patterns are used. For example, it is provided that the method with steps 43 to 48 is run through with a further set of three other detuning patterns in order to improve the quality of the equation system.
  • Another possible set of detuning patterns is as follows: First pattern of tolerance: (+ x, -x, + x, -x), second pattern of delineation: (+ x, + x, -x, -x), third
  • Contour pattern (+ x, -x, -x, -x).
  • further defacement patterns are possible.
  • further defibering patterns or sets of blanching patterns are possible.
  • the sets of detuning patterns are each designed merely to provide an equation system with which an individual correction value can be determined for each injection valve.
  • the new set of detuning patterns is initialized.
  • step 49 it is checked in step 49 whether further measurements (steps 43 to 48) should be made at another operating point of the internal combustion engine.
  • further measurements it can be determined in step 49 that further measurements are to take place at another operating point in order to improve the quality of the adaptation of the control parameters of the injection valves 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4.
  • step 50 it would then wait until the corresponding operating point is or the internal combustion engine is driven so that it operates in a desired, new operating point.
  • step 50 If all sets of detuning patterns or measurements have been processed at different operating points, the method does not return after step 50 to step 50 but to step 51, in which the equation system is set up and released. Furthermore, in step 51, with the correction values obtained from the solved equation system, an adaptation of the control of the injection valves is undertaken, if necessary. The method ends in a step 52.
  • the method of Figure 4 is also applicable to determine the offset error described in connection with Figure 3, wherein instead of the sets of detuning patterns sets of injection patterns as different (first, second, etc.) injection strategies are given, in which individual valves with multiple injections and others are not charged or with a different number of multiple injections. Otherwise, the method of Figure 4 is analogously applicable, so that it is not described in detail for a determination of the offset error.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl Einspritzventile zum Einspritzen von Kraftstoff in jeweils einen Brennraum der Brennkraftmaschine umfassend die Schritte: Ansteuern der Einspritzventile, um eine erste Soll-Gesamtkraftstoffmenge mit einer ersten Einspritzstrategie zuzumessen, Ermitteln einer bei der Ansteuerung mit der ersten Einspritzstrategie eingespritzten ersten Ist-Gesamtkraftstoffmenge, Ansteuern der Einspritzventile, um eine zweite Soll-Gesamtkraftstoffmenge mit einer zweiten Einspritzstrategie zuzumessen, wobei bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest eines der Einspritzventile unterschiedlich gegenüber der ersten Einspritzstrategie angesteuert wird, Ermitteln einer bei der Ansteuerung mit der zweiten Einspritzstrategie eingespritzten zweiten Ist-Gesamtkraftstoffmenge, und Bestimmung eines Betriebsverhaltens von zumindest einem der Einspritzventile in Abhängigkeit von der der ersten Ist-Gesamtkraftstoffmenge und der zweiten Ist-Gesamtkraftstoffmenge.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftma- schine mit einer Mehrzahl Einspritzventile zum Einspritzen von Kraftstoff in jeweils einen Brennraum der Brennkraftmaschine umfassend die Schritte: Ansteuern der Ein- spritzventile, um eine Soll-Gesamtkraftstoffmenge mit zuzumessen, Ermitteln einer bei der Ansteuerung eingespritzten Ist- Gesamtkraftstoffmenge, und Bestimmung eines Betriebsverhaltens von zumindest einem der Einspritzventile in Abhängigkeit von der der Ist- Gesamtkraftstoff menge. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung eines solchen Verfahrens und ein entsprechendes Computerprogramm.
Bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Brennräumen, die über Einspritzventile mit Kraftstoff versorgt werden, ist es zur Einhaltung von Abgasvorschriften und um Laufunruhen der Brennkraftmaschine zu vermeiden, notwendig, die von den einzelnen Einspritzventilen jeweils eingespritzten Kraftstoffmengen einzeln zu überwachen, d.h. Brennraum-individuell zu überwachen. Hierzu sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt, beispielsweise ist es bekannt, die Laufunruhe der Brennkraftmaschine zu ermitteln und Ventil-individuell bzw. Brennraum-individuell die Ansteuerung so zu verändern, dass die korrekten Mengen an Kraftstoff eingespritzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, die Luftzahl bzw. den Lambda-Wert Brennraum- individuell zu erfassen, beispielsweise durch mehrere Lambda-Sonden oder durch eine ausreichend hochfrequente Abtastung des Signals einer Lambda-Sonde, welche den Lambda-Wert des gemischten und gesammelten Abgases der einzelnen Brennräume der Brennkraftmaschine ermittelt. Die dargestellten und beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen haben verschiedene Nachteile, so sind sie teilweise ungenau. Die Verwendung einer einzigen Lambda- Sonde, welche das Gesamt-Abgas analysiert, ist im Ergebnis ungenau, da sich die Abgase der einzelnen Brennräume teilweise vermischen. Andere Verfahren oder Vor- richtungen sind aufwändig, beispielsweise ist das Vorsehen jeweils einer Lambda-
Sonde für jeden Brennraum teuer.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannten Vorrichtungen und Verfahren aus dem Stand der Technik zu verbessern, insbesondere soll eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen werden, die Eigenschaften der Einspritzventile Ventil-individuell im Betrieb der Brennkraftmaschine zu überwachen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl Einspritzventile zum Einspritzen von Kraftstoff in jeweils einen Brennraum der Brennkraftmaschine umfassend die Schritte: Ansteuern der Einspritzventile, um eine erste Soll-Gesamtkraftstoffmenge mit einer ersten Einspritzstrategie zuzumessen, Ermitteln einer bei der Ansteuerung mit der ersten Einspritzstrategie eingespritzten ersten Ist- Gesamtkraftstoff menge, Ansteuern der Einspritzventile, um eine zweite Soll-Gesamtkraftstoffmenge mit einer zweiten Einspritzstrategie zuzumessen, wobei bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest eines der Einspritzventile unterschiedlich gegenüber der ersten Einspritzstrategie angesteuert wird, Ermitteln einer bei der Ansteuerung mit der zweiten Einspritzstrategie eingespritzten zweiten Ist- Gesamtkraftstoffmenge, und Bestimmung eines Betriebsverhaltens von zumindest einem der Einspritzventile in Abhängigkeit von der der ersten Ist- Gesamtkraftstoff menge und der zweiten Ist-Gesamtkraftstoffmenge. Dabei bezeichnen die Wörter Soll- Gesamtkraftstoffmenge und Ist- Gesamtkraftstoff menge jeweils bevorzugt Kraftstoffmengen, die während einer bestimmten Anzahl von Arbeitsspielen eingespritzt werden sollen bzw. tatsächlich eingespritzt werden. Dies entspricht einem Arbeitsspielbezogenen Volumenstrom oder Massenstrom an Kraftstoff. Die Bestimmung von tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen ist allgemein zu verstehen, so dass hierunter auch Bestimmungsverfahren fallen, welche Parameter ermitteln, die nur indirekt etwas mit der Kraftstoffmenge zu tun haben, bspw. Das Ermitteln eines Luftstromes durch die Brennräume bei bekanntem Lambda-Wert des Abgases. Das bestimmte Betriebsverhalten des zumindest einen Einspritzventils ist ebenfalls allgemein zu verstehen, wobei hierunter insbesondere verstanden wird, inwieweit das jeweilige Einspritzventil bei der Zumessung von Kraftstoff einer Vorgabe seitens einer Steuerung der Brenn- kraftmaschine folgt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Einspritzventile über die Lebensdauer einer Brennkraftmaschine beispielsweise verschleißbedingt eine Abweichung der jeweils eingespritzten Kraftstoffmenge gegenüber einer durch die Steuerung geforderten Kraftstoffmenge zeigen können. Weiterhin ist es möglich, dass Einspritzventile während der Lebensdauer einer Brennkraftmaschine funktionsunfähig werden, d. h., dass sie nicht mehr tolerierbare oder korrigierbare Funktionsbeeinträchtigungen aufweisen, sodass sie für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Brennkraftmaschine ausgetauscht werden müssen. Die Bestimmung des Betriebsverhaltens erfolgt vorzugsweise auch in Abhängigkeit der ersten Ist- Gesamtkraftstoff menge oder der zweiten Ist- Gesamtkraftstoff menge jeweils im Verhältnis zu den jeweiligen SoII- Gesamtkraftstoffmengen. Auf diese Weise kann nicht nur überprüft werden, wie sich ein einzelnes Ventil oder eine Mehrzahl der Ventile relativ zu den anderen Ventilen verhält, sondern es kann auch überprüft werden, ob alle Ventile gemeinsam die vorgegebene Gesamtkraftstoffmenge (Soll-Gesamtkraftstoffmenge) korrekt zumessen. Weiterhin ergibt sich dadurch ein weiterer Parameter für die Überprüfung des Be- triebsverhaltens.
Vorteilhafterweise ist die erste Soll-Gesamtkraftstoffmenge gleich der zweiten Soll- Gesamtkraftstoffmenge. Dies gewährleistet eine besonders einfache Überprüfung o- der Bestimmung des Betriebsverhaltens, da eine solche Überprüfung bei dem glei- chen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine möglich ist, so dass die beiden Einspritzstrategien unmittelbar aufeinander folgend ausgeführt werden können, so dass der Einfluss anderweitiger Störgrößen minimiert werden kann.
Vorzugsweise wird eine Funktionsfähigkeit des zumindest einen Einspritzventils in Ab- hängigkeit von dem bestimmten Betriebsverhalten des Einspritzventils bestimmt. So ist es möglich, ein defektes Einspritzventil, bei dem auch durch eine Veränderung der Ansteuerung keine korrekte Zumessung von Kraftstoff erreicht werden kann, zu erkennen und einen entsprechenden Eintrag in einem Wartungsregister vorzunehmen. Weiterhin kann eine entsprechende Warnung an den Fahrer eines Kraftfahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine montiert ist, erfolgen.
Vorzugsweise wird eine Adaption eines Ansteuerparameters für das zumindest eine Einspritzventil in Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebsverhalten vorgenommen.
Besonders bevorzugt wird, falls die Ansteuerparameter für alle Einspritzventile der Brennkraftmaschine adaptiert werden, wobei dies nicht unbedingt eine Veränderung aller Ansteuerparameter beinhaltet, sondern lediglich eine Anpassung bestimmter Ansteuerparameter, so dass das Betriebsverhalten der Einspritzventile aufeinander ab- gestimmt wird. Bevorzugt wird, falls ein Ansteuerparameter verändert wird, welcher eine Kennzahl dafür ist, wie viel Kraftstoff durch das geöffnete Einspritzventil bei einer bestimmten Ansteuerung bei bestimmten Randbedingungen fließt. Weiterhin wird bevorzugt, einen Ansteuerparameter zu beeinflussen, welcher einen Zusammenhang einer Ventilöffnungs- oder einer Ventilschließ-Zeit mit einer Ansteuerung betrifft.
Vorteilhafterweise werden bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest beide Einspritzventile mit einer gegenüber der ersten Einspritzstrategie jeweils unterschiedlichen Ventil- Kraftstoffmengenanforderung angesteuert. Dies bewirkt eine so genannte Vertrimmung der Mengenverteilung. Dies geschieht vorzugsweise bei einer gleichblei- benden Soll-Gesamtkraftstoffmenge, so dass beispielsweise bei einem Vier- Zylinder-
Motor drei Einspritzventile mit einer geringeren Kraftstoffmengenanforderung angesteuert werden und das vierte Einspritzventil mit einer entsprechend erhöhten Kraftstoffmengenanforderung angesteuert wird, sodass die Gesamtkraftstoffmenge, die durch die Steuerung angefordert wird, gleich bleibt. Dabei sind auch andere Vertrim- mungen als die beispielhaft genannte möglich. Im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen der Erfindung werden in dieser Anmeldung weiter mögliche Vertrimmungen genannt, die jedoch lediglich beispielhaft sind. Im Rahmen der Vertrimmung der Mengenverteilung kann im Zusammenhang mit den ermittelten eingespritzten Ist- Kraftstoffmengen ein Gleichungssystem erstellt werden, wobei es möglich ist, für jedes Einspritzventil auch bei Brennkraftmaschinen mit zahlreichen, d. h. vier oder mehr
Einspritzventilen für vier oder mehr Brennräume, eine eindeutige Bestimmung dahingehend durchzuführen, ob die einzelnen Einspritzventile die jeweils geforderten Einspritzmengen tatsächlich zumessen. Dabei ist im Rahmen der Erfindung lediglich eine entsprechend erhöhte Anzahl an Vertrimmungsmustern oder unterschiedlichen Einspritzstrategien zu verwenden.
Vorzugsweise wird bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest eines der Einspritz- ventile mit einer gegenüber der ersten Einspritzstrategie unterschiedlichen Anzahl
Ventilöffnungen pro einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine angesteuert. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass bei der ersten Einspritzstrategie alle Ventile so angesteuert werden können, dass sie bei einem Arbeitsspiel jeweils nur einmal öffnen und wieder schließen, um die geforderte Kraftstoffmenge zuzumessen und bei der zweiten Einspritzstrategie eines von insgesamt vier Einspritzventilen so angesteuert wird, dass dieses Ventil pro Arbeitsspiel zwei Einzeleinspritzungen vornimmt. Dabei wird vorzugsweise eine identische Kraftstoffmenge von einer Einspritzung auf zwei Teileinspritzungen verteilt. Ebenso ist eine beliebige andere Anzahl von Einzeleinspritzungen möglich.
Vorzugsweise wird ein Signal einer Lambda-Sonde der Brennkraftmaschine ausgewertet, um die Ist- Kraftstoffmengen zu ermitteln. Die Ist- Kraftstoffmengen sind die erste Ist- Kraftstoffmenge und die zweite Ist- Kraftstoffmenge. Die Lambda-Sonde der Brennkraftmaschine misst vorzugsweise das stöchiometrische Verhältnis des Abga- ses, so dass aus einer Information über den Luftdurchsatz durch die Brennkraftmaschine und dem Signal der Lambda-Sonde auf an sich bekannte Art und Weise auf die Ist- Kraftstoffmengen geschlossen werden kann, welche durch die Brennkraftmaschine eingespritzt und verbrannt werden. Der Vorteil ist, dass eine bereits vorhandene Lambda-Sonde der Brennkraftmaschine verwendet werden kann, um das Verfahren durchzuführen.
Vorzugsweise wird jeweils eine Mehrzahl von Ansteuerungen mit der ersten Einspritzstrategie oder der zweiten Einspritzstrategie bei unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine vorgenommen. Dies bedeutet beispielsweise, dass bei einem be- stimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine Bestimmung des Betriebsverhaltens von einem oder mehreren Ventilen mit der ersten Einspritzstrategie und der zweiten Einspritzstrategie vorgenommen und bei einem unterschiedlichen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wiederum das Verfahren mit der ersten oder der zweiten Einspritzstrategie vorgenommen wird. Beispielsweise kann das Verfahren für einen fetten Betriebspunkt, d. h. bei Kraftstoffüberschuss, und einen mageren Betriebspunkt, d. h. mit Luftüberschuss, durchgeführt werden, um anschließend die Ergebnisse dieser beiden Durchläufe zu mittein. Andere mögliche Variationen des Betriebspunktes sind die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder die Drosselklappenstellung der Brennkraftma- schine. Dies bietet den Vorteil einer genaueren Bestimmung von Abweichungen der
Zumessgenauigkeit einzelner Einspritzventile.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren mit mindestens zwei verschiedenen Einspritzstrategien durchgeführt, wobei mindestens zwei Ist-Gesamtkraftstoffmengen ermittelt werden. Beispielsweise ist es möglich, bei einem Vier- Zylinder- Motor das Verfahren mit drei Einspritzstrategien durchzuführen, wobei drei Ist- Gesamtkraftstoff mengen ermittelt werden. Hieraus lässt sich ein Gleichungssystem erstellen, mit dem die Steuerparameter für die einzelnen Einspritzventile individuell so angepasst werden, dass alle Einspritzventile bei einer Anforderung einer bestimmten Kraftstoffmenge die gleiche Kraftstoffmenge einspritzen. Daneben kann ebenfalls über die Bestimmung des
Lambda-Wertes mit der Lambda-Sonde herausgefunden werden, ob die Ist- Gesamtkraftstoffmenge der Soll-Gesamtkraftstoffmenge entspricht, so dass auch über alle Ventile gemeinsam eine Adaption der Ansteuerparameter erfolgen kann, so dass für das Gleichungssystem bei vier Brennräumen und Einspritzventilen vier Gleichun- gen zur Verfügung stehen. Entsprechend ist dies beispielsweise für sechs Brennräume und sechs Einspritzventile möglich, indem mindestens fünf verschiedene Einspritzstrategien nacheinander mit der gleichen Soll-Gesamtkraftstoffmenge durchlaufen werden und anschließend die jeweiligen Ist- Gesamtkraftstoffmengen ermittelt werden. Die Erfindung schließt nicht aus, dass überbestimmte Gleichungssysteme ge- schaffen werden, wobei die Korrekturen für Ansteuerparameter dann durch Mittelungsverfahren, die auch gewichtet sein können, ermittelt werden.
Ein weiterer unabhängiger Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät oder eine Brennkraftmaschine, die zur Durchführung eines Ver- fahrens entsprechend der oben dargestellten Merkmale oder der in den Ausführungsformen dargestellten Merkmale eingerichtet ist.
Ein weiterer unabhängiger Gegenstand der Erfindung ist ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der bei- liegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffzuführsystem und eine Brennkraftmaschine in einer schematischen Darstellung, mit denen erfindungsgemäße Verfahren durchführbar sind;
Fig. 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens;
Fig. 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 4 zeigt schematisch in einem Diagramm ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren.
Ausführungsformen der Erfindung
In der Figur 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, welche über vier Brennräume (nicht gezeigt) verfügt, die über vier Einspritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 mit Kraftstoff versorgt werden. Zur Kraftstoffversorgung ist stromaufwärts der Ein- spritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 ein Hochdruckspeicher 3 angeordnet, der von einem
Tank über eine Niederdruckpumpe (nicht gezeigt) mit Kraftstoff versorgt wird. Die Einspritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 werden durch eine Steuereinheit 4 angesteuert. Die Steuereinheit 4 umfasst neben anderen Signaleingängen und Signalausgängen einen Signaleingang 5, über den ein Signal eines Lambda-Sensors 6 in die Steuereinheit 4 eingespeist wird. Der Lambda-Sensor 6 misst den Lambda-Wert des Abgases der
Brennkraftmaschine 1. Dazu ist der Lambda-Sensor 6 an einer Abgasleitung 7 angeordnet, welche das Abgas der Brennkraftmaschine 1 führt. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand von Ablaufdiagrammen und dem in der Figur 1 gezeigten System erklärt.
In der Figur 2 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren der Figur 2 startet mit einem Schritt 21. Der Start des erfindungsgemäßen Verfahrens kann routinemäßig in Abhängigkeit von einer erfassten Kilometer-Laufleistung eines Fahrzeugs, das durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, ausgelöst werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein erfindungsgemäßes Verfahren auch in festen zeitlichen Abständen ausgelöst werden oder falls anhand von anderen Parametern der Brennkraftmaschine erkannt wird, dass möglicherweise eine Fehlfunktion bei der Zumessung von Kraftstoff durch eines der Einspritzventile 2 vorliegt.
In einem anschließenden Schritt 22 wird ein Einspritzventil-Zähler auf 1 gesetzt. Dar- aufhin tritt das Verfahren in eine Schleife ein. Der erste Schritt in der Schleife ist ein
Schritt 23, in dem zunächst alle Ventile mit der gleichen Einspritzmengenanforderung angesteuert werden. Das heißt, dass im Schritt 23 die Einspritzventile so angesteuert werden, dass sie möglichst die gleiche Kraftstoffmenge abgeben. Dies entspricht der ersten Einspritzstrategie. Außerdem wird über eine Drosselklappe der Brennkraftma- schine ein Lambda-Wert von 1 im Abgas eingestellt.
In einem nachfolgenden Schritt 24 wird von den Einspritzventilen die gleiche Soll- Gesamt- Kraftstoffmenge angefordert wie während des zuvor ausgeführten Schritts 23. Die Einspritzventile werden allerdings im Schritt 24 nicht alle mit der gleichen ventilin- dividuellen Kraftstoffmengenanforderung angesteuert. Vielmehr werden die Einspritzventile im Schritt 24 mit einer vertrimmten Mengenanforderung angesteuert. Dies ist eine der möglichen zweiten Einspritzstrategien. Für die vertrimmte Kraftstoffmengenanforderung beim Ansteuern der Einspritzventile existieren zahlreiche verschiedene Einspritzstrategien, von denen in dieser Anmeldung lediglich einige beispielhaft ge- nannt werden. Bei dem Verfahren der Figur 2 wird beispielhaft eine Einspritzstrategie zur Vertrimmung der Kraftstoffmengenanforderung vorgestellt.
Im Schritt 24 werden die Einspritzventile so angesteuert, dass das erste Einspritzventil 2.1 der Figur 1 mit einer um x erhöhten Kraftstoffmengenanforderung angesteuert werden und die anderen Einspritzventile 2.2, 2.3 und 2.4 der Figur 1 mit einer um x/3 verringerten Kraftstoffmengenanforderung angesteuert werden. Dies lässt sich in Vektorschreibweise folgendermaßen anschreiben:
(+x, - x/3, - x/3, - x/3).
Dabei bezeichnen die Werte des Vektors die Vertrimmung des jeweiligen Einspritzventils in der Reihenfolge der Einspritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 der Figur 1.
Anschließend wird in einem Schritt 25 wiederum der Lambda-Wert des Abgases gemessen. Bei korrekt eingestellten Ansteuerparametern für die Einspritzventile müsste dieser Lambda-Wert nach dem Vertrimmen ebenfalls gleich 1 sein, da die gleiche Soll- Gesamtkraftstoffmenge wie im Schritt 23 vorgegeben wird. Falls jedoch beispielsweise das erste Einspritzventil 2.1 eine größere Steigung des Zusammenhangs „angeforder- te Kraftstoff menge" gegenüber „zugemessene Kraftstoffmenge" zeigt, ist der Lambda-
Wert ungleich 1, da durch die um x erhöhte Kraftstoffmengenanforderung im Einspritzventil 2.1 eine überproportional vergrößerte Kraftstoffmenge tatsächlich zugemessen wird. Dies wird hervorgerufen durch die zu hohe Steigung des oben dargelegten Zusammenhangs und wird allgemein als „Steigungsfehler" bezeichnet. Die Lambda- Abweichung lässt sich dabei folgendermaßen anschreiben:
ΔL = l/λB-l/λA.
λA ist dabei das im Schritt 23 gemessene λ, das in dem hier gezeigten beispielhaften Verfahren gleich 1 ist. λB ist das im Schritt 25 gemessene λ des Abgases. Im Schritt 26 wird nun aus der Lambda-Abweichung ΔL ein Adaptionskorrekturfaktor für das aktuell beobachtete Einspritzventil 2.1 so gewählt, dass die Lambda-Abweichung ΔL zu 0 wird.
Eine andere Möglichkeit, das in der Figur 2 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen ist, im Schritt 23 den Frischluftmassenstrom zu ermitteln und abzuspeichern. Dieser wird als frA bezeichnet. Im Schritt 25 wird dementsprechend nicht der veränderte Lambda-Wert gemessen, sondern abgewartet, bis eine Lambda- Regelung der Brennkraftmaschine wieder einen Lambda-Wert von 1 eingeriegelt hat. Bei dem nun eingeregelten Lambda-Wert von 1 wird wiederum der Frischluftmassenstrom für die vertrimmte Kraftstoffmengeneinspritzung ermittelt und als frB abgespeichert. ΔL errechnet sich in diesem Fall zu
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Die Adaptionskorrektur im Schritt 26 wird auch bei dieser Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend vorgenommen.
In einem auf den Schritt 26 folgenden Schritt 27 wird der Zähler für das beobachtete
Einspritzventil um 1 erhöht. In einem anschließenden Schritt 28 wird abgefragt, ob der Zähler für das Einspritzventil bereits größer ist als 4, wobei dies bedeuten würde, dass bereits alle Einspritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 beobachtet wurden. Falls im Schritt 28 festgestellt wird, dass der Zähler für die Einspritzventile kleiner oder gleich 4 ist, springt das Verfahren zu Schritt 23 zurück, in dem der Lambda-Wert des Abgases der
Brennkraftmaschine wiederum für die bestimmte Soll-Gesamtkraftstoffmenge auf 1 eingestellt wird. Dabei wird die Brennkraftmaschine mit der SoII- Gesamtkraftstoffmengenanforderung betrieben. Wiederum wird anschließend im Schritt 24 mit derselben Soll-Gesamtkraftstoffmengenanforderung die Brennkraftma- schine betrieben, wobei allerdings die Einspritzmengenanforderung an die einzelnen
Einspritzventile vertrimmt wird. Beim nunmehr betrachteten zweiten Durchlauf des Verfahrens der Figur 2 wird die Mengenanforderung im Schritt 24 so vertrimmt, dass dem Einspritzventil 2.2, d.h. dem zweite Einspritzventil, eine um x erhöhte ventilindividuelle Kraftstoffmengenanforderung vorgegeben wird. Wiederum werden die übrigen Ventile mit einer um x/3 verringerten Kraftstoffmengenanforderung angesteuert, so dass sich folgendes Vertrimmungsmuster ergibt:
(-x/3, +x, -x/3, -x/3).
Im Schritt 26 wird dann wiederum eine Adaptionskorrektur vorgenommen, wobei beim zweiten Durchlauf ein Adaptionskorrekturfaktor für das zweite Einspritzventil 2.2 festgelegt wird. Das Verfahren der Figur 2 wird wiederholt, bis für alle Zylinder ein Adaptionskorrekturfaktor ermittelt wurde. Anschließend endet das Verfahren in einem Schritt 29. In der Figur 3 ist ebenfalls ein erfindungsgemäßes Verfahren schematisch dargestellt, wobei das Verfahren der Figur 3 dem der Figur 2 ähnlich ist und daher auf die Beschreibung zum Verfahren der Figur 2 ergänzend hingewiesen wird. Außerdem wird das Verfahren der Figur 3 wiederum anhand der in der Figur 1 schematisch dargestellten Anordnung erläutert. Im Unterschied zu dem Verfahren der Figur 2 wird bei dem Verfahren der Figur 3 allerdings nicht die Reaktion der Einspritzventile auf eine erhöhte oder erniedrigte Kraftstoffmengenanforderung überprüft. Es wird vielmehr überprüft, ob die Einspritzventile bei Aufteilung einer Einspritzung auf mehrere Einzeleinsprit- zungen einen Fehler bei der Zumessung der geforderten Gesamtkraftstoffmenge bzw. der von dem jeweiligen Einspritzventil geforderten ventilindividuelle Kraftstoffmenge zeigen. Ein solcher Fehler wird im Gegensatz zu dem im Verfahren der Figur 2 überprüften „Steigungsfehler" auch als „Offsetfehler" bezeichnet. Der „Offsetfehler" ist ein auch Maß dafür, wie schnell ein Einspritzventil auf eine Öffnungsanforderung reagiert, d. h. die Zeitverzögerung zwischen einem Ansteuern beispielsweise der Magnetspule des Einspritzventils und dem tatsächlichen Öffnen des Einspritzventils.
Die Schritte 31, 32 und 33 des Verfahrens der Figur 3 entsprechen im Wesentlichen den Schritten 21, 22 und 23 der Figur 2 und werden nicht noch einmal erläutert. Im Schritt 34 wird im Gegensatz zum Verfahren der Figur 2 nicht eine Vertrimmung der
Mengenanforderung vorgenommen, sondern es wird die Einspritzmenge des momentan beobachteten Einspritzventils, d. h. im ersten Durchlauf des Verfahrens das Einspritzventils 2.1, auf zwei Einzeleinspritzungen aufgeteilt. Die anderen Einspritzventile, d.h. die Einspritzventile 2.2, 2.3 und 2.4 der Figur 1, werden wie im Schritt 33 ebenfalls mit einer Einzeleinspritzung pro Arbeitszyklus angesteuert.
Die Schritte 35 und 36 entsprechen wiederum den Schritten 25 und 26, wobei jedoch der Adaptionskorrekturfaktor einen Offsetparameter in der Ansteuerung des beobachteten Einspritzventils korrigiert. Wiederum ist es ebenfalls möglich, nicht den veränder- ten Lambda-Wert zu verwenden, sondern vielmehr den Luftmassenstrom nach einer
Lambda-Einregelung zu ermitteln. Eine weitere Möglichkeit, die neben der Ermittlung des veränderten Lambda-Wertes oder des veränderten Frischluftmassenstroms steht, ist es, den Lambda- Regler beim Eingriff nach einer Anwendung eines vertrimmten Musters zur Einspritzung zu beobachten. Aus den beobachteten Unterschieden des Reglereingriffs kann ebenso auf eine unterschiedliche eingespritzte Kraftstoffmenge geschlossen werden. Dies gilt analog auch für alle anderen erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Schritte 37, 38 und 39 entsprechen wiederum im wesentlichen den Schritten 27,
28 und 29 des Verfahrens der Figur 2. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verfahren der Figuren 2 und 3 in den beschriebenen unterschiedlichen Ausgestaltungen ebenso für Brennkraftmaschinen mit mehr oder weniger als vier Brennräumen einsetzbar sind. Die Verfahren müssen dazu lediglich entsprechend oft durchlaufen werden, um für alle Einspritzventile eine Korrektur vorzunehmen.
Die Schritte 23 und 33 einerseits und die Schritte 24, 25 und 34, 35 andererseits müssen nicht unmittelbar aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Vielmehr ist es möglich, diese Schritte während des Betriebs der Brennkraftmaschine auch mit einer gro- ßen zeitlichen Verzögerung zwischen ihnen auszuführen. Es ist lediglich erforderlich, dass die jeweiligen Gesamtkraftstoffmengen, die Vertrimmungen, die Lambda-Werte beziehungsweise die Frischluftmassenströme oder andere ermittelte und vorgegebene Parameter und Werte abgespeichert werden. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, die erfindungsgemäßen Verfahren in genau der angegebenen Reihenfolge durchzu- führen.
In der Figur 4 ist eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Verfahren der Figur 4 unterscheidet sich grundsätzlich dadurch von den Verfahren der Figur 2 und 3, dass bei dem Verfahren der Figur 4 aus mehreren Mes- sungen ein Gleichungssystem erstellt wird, das erst anschließend gelöst wird. Auch ist es möglich, mit dem Verfahren der Figur 4 ein überbestimmtes Gleichungssystem dadurch zu erzeugen, dass mehr als die benötigten Vertrimmungsmuster angewendet werden, so dass „zu viele" Messwerte entstehen. Der Vorteil ist, dass damit über mehrere Messungen, auch bei unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, gemittelt werden kann, indem bekannte Lösungsstrategien für überbestimmte Gleichungssysteme angewendet werden.
Das Verfahren startet in einem Schritt 41. In einem Schritt 42 werden alle Variablen des Gleichungssystems zu 0 gesetzt, d. h. die Berechnung wird initialisiert. In einem Schritt 43 beginnt eine erste Schleife des Verfahrens, wobei ein Zähler für die anzuwendenden Vertrimmungsmuster zu 1 gesetzt wird.
Anschließend springt das Verfahren der Figur 4 zu einem Schritt 43. Dabei wird eine bestimmte Soll-Gesamtkraftstoffmengenanforderung an die Ventile vorgegeben, wobei alle Einspritzventile mit der gleichen ventilindividuellen Kraftstoffmengenanforderung angesteuert werden. Anschließend wird der Luftmassenstrom so eingeregelt, dass sich ein Lambda-Wert von 1 einstellt (Schritt 44). Dies entspricht einer gewöhnlichen
Lambda- Regelung, wobei jedoch nicht eine Drosselklappenstellung sondern eine Kraftstoff menge vorgegeben wird.
In einem anschließenden Schritt 45 wird ein erstes Vertrimmungsmuster verwendet, um die Einspritzventile mit einer vertrimmten Kraftstoffmengenanforderung anzusteuern. Entsprechend der oben im Zusammenhang mit der Figur 2 beschriebenen No- menklatur kann die in dem Verfahren der Figur 4 beispielhaft vorgenommene Vertrimmung als Vektor im ersten Durchlauf folgendermaßen angeschrieben werden: (+x, -x, +0, +0). Bei einer solchen Vertrimmung wird also das erste Einspritzventil 2.1 mit einer um x erhöhten Kraftstoffmengenanforderung angesteuert und das zweite Einspritzventil 2.2 mit einer um x verringerten Kraftstoffmengenanforderung. Die Ein- spritzventile 2.3 und 2.4 werden wie im Schritt 44 ohne Vertrimmung angesteuert.
Anschließend wird in einem Schritt 46 wiederum für die vertrimmte Kraftstoffmengenanforderung der Lambda-Wert gemessen. Alternativ ist es auch bei dem Verfahren der Figur 4 möglich, das Einregeln des Lambda- Wertes auf 1 durch die Lambda- Regelung abzuwarten und den veränderten Frischluftmassenstrom zu messen. Dabei ist anzumerken, dass sowohl der Lambda-Wert als auch der Frischluftmassenstrom nur dann verändert erscheinen, falls zumindest eines der Einspritzventile 2.1 und 2.2, die mit einer vertrimmten Mengenanforderung angesteuert werden, einen Fehler, beispielsweise einen Steigungsfehler, aufweisen. Die ermittelten Werte werden abgespeichert.
In einem anschließenden Schritt 47 wird der Zähler für das Vertrimmungsmuter bzw. für die Einspritzstrategie um 1 hoch gesetzt. In einem Schritt 48 wird überprüft, ob bereits alle Vertrimmungsmuster durchlaufen wurden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Zähler in dem Verfahren der Figur 4 nicht ein bestimmtes Einspritzventil, als viel- mehr ein Vertrimmungsmuster bezeichnet. Da die un vertrimmte Kraftstoffmengeneinspritzung bereits als eine Gleichung für das Gleichungssystem verwendet werden kann, werden lediglich drei vertrimmte Muster benötigt, um für die vier Einspritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 das Gleichungssystem vollständig aufzubauen. Daher wird im Schritt 48 überprüft, ob das Verfahren bereits für drei verschiedene Vertrimmungsmuster durchlaufen wurde. Falls dies nicht der Fall ist, springt das Verfahren zurück zum Schritt 45. Im Schritt 45 wird nun das nächste Vertrimmungsmuster angewendet, um die Einspritzventile anzusteuern. Im beschriebenen Beispiel ist das zweite Vertrimmungsmuster (+0, +x, -x, +0) und das dritte Vertrimmungsmuster (+0, +0, +x, -x). Mit den dabei gewonnenen Werten kann ein Gleichungssystem aufgebaut werden, dessen Lösung einen Vektor für Korrekturfaktoren für die vier einzelnen Einspritzventile ergibt.
Falls im Schritt 48 festgestellt wird, dass bereits alle Vertrimmungsmuster durchlaufen wurden, wird in einem Schritt 49 überprüft, ob noch weitere Sätze von Vertrimmungs- mustern verwendet werden. So ist beispielsweise vorgesehen, dass noch mit einem weiteren Satz von drei anderen Vertrimmungsmustern das Verfahren mit den Schritten 43 bis 48 durchlaufen wird, um die Güte des Gleichungssystems zu verbessern. Ein weiterer möglicher Satz von Vertrimmungsmustern ist folgender: Erstes Vertrim- mungsmuster: (+x, -x, +x, -x), zweites Vertrimmungsmuster: (+x, +x, -x, -x), drittes
Vertrimmungsmuster: (+x, -x, -x, -x). Daneben sind noch weitere Vertrimmungsmuster möglich. Außerdem sind für eine andere Anzahl von Brennräumen und Einspritzventile weitere Vertrimmungsmuster oder Sätze von Vertrimmungsmustern möglich. Die Sätze von Vertrimmungsmustern sind jeweils lediglich darauf ausgelegt, ein Gleichungs- System zu schaffen, mit dem für jedes Einspritzventil ein individueller Korrekturwert ermittelt werden kann. In einem Schritt 50 wird der neue Satz von Vertrimmungsmustern initialisiert.
Weiterhin wird bevorzugt, dass im Schritt 49 überprüft wird, ob weitere Messungen (Schritte 43 bis 48) bei einem anderen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorgenommen werden sollen. So kann im Schritt 49 festgestellt werden, dass noch weitere Messungen bei einem anderen Betriebspunkt stattfinden sollen, um die Güte der A- daption der Ansteuerparameter der Einspritzventile 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 zu verbessern. Im Schritt 50 würde dann abgewartet, bis der entsprechende Betriebspunkt vor- liegt oder die Brennkraftmaschine wird angesteuert, so dass sie in einem gewünschten, neuen Betriebspunkt arbeitet.
Das Gleichungssystem wird bei mehrmaligen Durchläufen des Verfahrens überbe- stimmt. Daher sind aus dem Stand der Technik bekannte Ausgleichs-
Berechnungsverfahren notwendig, um einen Mittelwert aus den einzelnen Ergebnissen beziehungsweise Gleichungszeilen oder Parametersätzen zu ermitteln.
Sind alle Sätze von Vertrimmungsmustern oder Messungen bei unterschiedlichen Be- triebspunkten abgearbeitet, so springt das Verfahren nach dem Schritt 49 nicht zurück über den Schritt 50 zum Schritt 43 sondern zu einem Schritt 51, in dem das Gleichungssystem aufgestellt und gelöst wird. Weiterhin wird im Schritt 51 mit den aus dem gelösten Gleichungssystem erhaltenen Korrekturwerten eine Adaption der Ansteuerung der Einspritzventile vorgenommen, falls dies notwendig ist. Das Verfahren endet in einem Schritt 52.
Das Verfahren der Figur 4 ist ebenso zur Ermittlung des im Zusammenhang mit der Figur 3 beschriebenen Offsetfehlers anwendbar, wobei anstelle der Sätze von Vertrimmungsmustern Sätze von Einspritzmustern als unterschiedliche (erste, zweite, etc.) Einspritzstrategien vorgegeben werden, bei denen einzelne Ventile mit Mehrfacheinspritzungen und andere nicht oder mit einer anderen Anzahl von Mehrfacheinspritzungen beaufschlagt werden. Ansonsten ist das Verfahren der Figur 4 analog anwendbar, sodass es im Einzelnen für eine Ermittlung des Offsetfehlers nicht beschrieben wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1) mit einer Mehrzahl Einspritzventile (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) zum Einspritzen von Kraftstoff in jeweils einen Brennraum der Brennkraftmaschine (1) umfassend die Schritte: - Ansteuern der Einspritzventile (2.1, 2.2, 2.3, 2.4), um eine erste Soll-Gesamtkraftstoffmenge mit einer ersten Einspritzstrategie zuzumessen, Ermitteln einer bei der Ansteuerung mit der ersten Einspritzstrategie eingespritzten ersten Ist- Gesamtkraftstoff menge, Ansteuern der Einspritzventile (2.1, 2.2, 2.3, 2.4), um eine zweite SoII- Gesamtkraftstoffmenge mit einer zweiten Einspritzstrategie zuzumessen, wobei bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest eines der Einspritzventile (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) unterschiedlich gegenüber der ersten Einspritzstrategie angesteuert wird, Ermitteln einer bei der Ansteuerung mit der zweiten Einspritzstrategie eingespritzten zweiten Ist- Gesamtkraftstoff menge, und - Bestimmung eines Betriebsverhaltens von zumindest einem der Einspritzventile
(2.1, 2.2, 2.3, 2.4) in Abhängigkeit von der der ersten Ist- Gesamtkraftstoff menge und der zweiten Ist-Gesamtkraftstoffmenge.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste SoII- Gesamtkraftstoffmenge gleich der zweiten Soll-Gesamtkraftstoffmenge ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsfähigkeit des zumindest einen Einspritzventils (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) in Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebsverhalten des Einspritzventils (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) be- stimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch A- daption eines Ansteuerparameters für das zumindest eine Einspritzventil (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) in Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebsverhalten.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest zwei der Einspritzventile (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) mit einer gegenüber der ersten Einspritzstrategie jeweils unterschied- liehen Ventil- Kraftstoffmengenanforderung angesteuert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zweiten Einspritzstrategie zumindest eines der Einspritzventile (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) mit einer gegenüber der ersten Einspritzstrategie unterschiedlichen Anzahl Ventilöffnungen pro einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine (1) angesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Auswerten eines Signals einer Lambda-Sonde (6) der Brennkraftmaschine (1), um die Ist- Gesamtkraftstoff mengen zu ermitteln.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Mehrzahl von Ansteuerungen mit der ersten Einspritzstrategie und/oder der zweiten Einspritzstrategie bei unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine (1) erfolgen.
9. Vorrichtung, insbesondere Steuergerät (4) oder Brennkraftmaschine (1), die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.
10. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
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