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Dokumentenidentifikation DE102008043411A1 06.05.2010
Titel Verfahren zum Injektormengenabgleich
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Krinn, Thomas, 73760 Ostfildern, DE
DE-Anmeldedatum 03.11.2008
DE-Aktenzeichen 102008043411
Offenlegungstag 06.05.2010
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.05.2010
IPC-Hauptklasse F02D 41/00  (2006.01)  A,  F,  I,  20081103,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse F02D 41/38  (2006.01)  A,  L,  I,  20081103,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Ein Verfahren zum Injektormengenabgleich (IMA) eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mittels wenigstens eines IMA-Korrekturkennfeldes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Injektormengenabgleich bei in die Brennkraftmaschine verbauten Injektoren während des Betriebs der Brennkraftmaschine in vorgebbare Fahrzustände des Fahrzeugs charaktersierenden Betriebszuständen erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injektormengenabgleich (IMA) eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind.

Stand der Technik

Injektoren zur Einspritzung von Kraftstoff werden beispielsweise im Rahmen von Common-Rail-Systemen verwendet. Bei der Speichereinspritzung „Common-Rail” sind Druckerzeugung und Einspritzung entkoppelt. Der Einspritzdruck wird unabhängig von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine und der Einspritzmenge erzeugt und steht im „Rail” für die Einspritzung bereit. Einspritzzeitpunkt und -menge werden im elektronischen Motor-Steuergerät berechnet und von einem Injektor an jedem Zylinder der Brennkraftmaschine über ein ferngesteuertes Ventil umgesetzt.

Derartige Injektoren besitzen aufgrund ihrer mechanischen Fertigungstoleranzen unterschiedliche Mengenkennfelder. Unter einem Mengenkennfeld ist die Beziehung zwischen Einspritzmenge, Raildruck und Ansteuerzeit bzw. Ansteuermenge zu verstehen. Dies hat zur Folge, dass trotz elektrisch definierter Steuerung jeder einzelne Injektor den Verbrennungsraum mit unterschiedlichen Mengen an Kraftstoff füllt.

Um einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch unter Einhaltung strenger Abgasnormen und eine sehr gute Laufruhe zu erreichen, dürfen die Injektoren im Betrieb nur sehr geringe Toleranzen im Hinblick auf die Einspritzmenge aufweisen. Diese geforderten geringen Toleranzen können aufgrund der mechanischen Fertigungstoleranzen nicht eingehalten werden. Um dennoch eine definierte Einspritzmenge bei den Injektoren sicherzustellen, werden die Injektoren an charakteristischen Arbeitspunkten auf ihre Einspritzmenge vermessen und in Klassen angeordnet. Die jeweilige Klasse muss im Betrieb dem Motorsteuergerät bekannt sein, sodass die Steuerung an die speziellen Merkmale der Klasse injektorspezifisch angepasst werden kann.

Im Stand der Technik sind dabei unterschiedliche Verfahren bekannt, bei denen die Klasseninformation auf dem Injektor gespeichert wird, beispielsweise durch verschiedene Codierungen, wie etwa mittels Barcode, durch Widerstände am Injektor oder durch Klartext auf dem Injektor. Sind die Klasseninformationen durch einen Code auf dem Injektor gespeichert, so werden Informationen mittels einer Codeerkennung und nachfolgender Programmierung dem Steuergerät übermittelt. Bei Speicherung der Klasseninformationen mittels Widerständen an den Injektoren, kann die Information automatisch von dem Steuergerät ausgelesen werden. Dabei sind allerdings zusätzliche elektrische Leitungen erforderlich. Die Erkennung von Klartext kann beispielsweise mittels einer Kamera oder mittels eines anderen geeigneten Lesegeräts erfolgen.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem die von einem Injektor zugemessene Kraftstoffmenge zu einem bestimmten Zeitpunkt korrigiert wird, wobei der Korrekturwert, ausgehend von wenigstens einem Informationswert, der von wenigstens einem Abgleichverfahren bereitgestellt wird, adaptiert wird, geht beispielsweise aus der DE 10 2006 002 738 A1 hervor. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum injektor-individuellen Mengenabgleich in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine ist darüber hinaus aus der DE 10 2004 007 799 A1 bekannt geworden.

All diese Verfahren haben gemein, dass der Injektor an vorgegebenen Prüfpunkten einer hydraulischen Einspritzmengenprüfung unterzogen wird. Sind die Einspritzmengenwerte an den gewählten Prüfpunkten innerhalb vorgegebener Toleranzen, ist keine Kalibrierung des Injektors erforderlich. Im anderen Falle wird eine Kalibrierung vorgenommen. Der Injektormengenabgleich findet dabei nach Fertigungsende auf einer eigens dafür vorgesehenen Prüfeinrichtung statt. Bei diesen Verfahren wird zwar ein sehr guter Abgleich von der von dem Injektor eingespritzten Menge erreicht, nicht berücksichtigt werden jedoch motor- und fahrzeugspezifische Größen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Injektormengenableich dahingehend weiterzubilden, dass weitere, die Injektormenge beeinflussende Größen, die insbesondere auch während des Betriebs des Fahrzeugs von Bedeutung sind, berücksichtigt werden können.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Injektormengenableich eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden brennkraftmaschinenspezifische und fahrzeugspezifische Störeinflüsse beim Injektormengenabgleich dadurch berücksichtigt, dass der Injektormengenabgleich bei in die Brennkraftmaschine verbauten Injektoren während des Betriebs der Brennkraftmaschine in vorgebbaren, charakteristische Fahrzustände des Fahrzeugs charakterisierenden Betriebszuständen erfolgt. Der große Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die Injektorprüfung stark reduziert werden kann. Es ist am Bandende nach Abschluss der Injektorfertigung nur noch ein Funktionsprüfpunkt notwendig. Ein IMA-Code (Injektormengenabgleichcode) kann entfallen oder vereinfacht werden. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine höhere Injektormengengüte, das heißt eine höhere Präzision der durch die Injektoren eingespritzten Kraftstoffmenge realisierbar ist.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.

So sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass als vorgebbare charakteristische Fahrzustände des Fahrzeugs charakterisierende Betriebszustände einer oder mehrerer der vorgegebenen Betriebszustände gewählt werden: Volllastbetrieb, Teillastbetrieb, Schubbetrieb, Leerlaufbetrieb. Hierdurch werden die unterschiedlichen, während des Betriebs des Fahrzeugs auftretenden charakteristischen Fahrzustände bei dem Injektormengenabgleich berücksichtigt.

Eine weitere Steigerung der Injektormengengüte, das heißt der Präzision und Genauigkeit, also der Güte der durch die Injektoren eingespritzten Kraftstoffmenge wird dadurch erzielt, dass Signale von in dem Fahrzeug angeordneten Sensoren berücksichtigt werden, beispielsweise Temperatur der Brennkraftmaschine, Außentemperatur, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder andere fahrdynamische Größen.

Rein prinzipiell kann das vorbeschriebene Verfahren bei in einer Brennkraftmaschine verbauten Injektoren auf einem Motorenprüfstand durchgeführt werden. Dabei wird das Fahrprofil, zum Beispiel bei Volllast, Teillast, Leerlauf usw. simuliert.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Injektoren in einer Brennkraftmaschine verbaut sind, die bereits im Fahrzeug montiert ist. Der Injektormengenabgleich erfolgt dabei bei fertiggestelltem Fahrzeug, zum Beispiel mit Hilfe eines Rollenprüfstands. Hierdurch sind weitere, die Fahrzustände des Fahrzeugs charakterisierende und verändernde Größen in den Injektormengenabgleich einbeziehbar.

Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Die Injektoren werden im Injektorfertigungswerk fertiggestellt. Es wird ein einziger Funktionsprüfpunkt erstellt, der die Funktion des Injektors charakterisiert. Das heißt, es wird am Bandende lediglich geprüft, ob der Injektor ordnungsgemäß arbeitet.

Die Injektoren werden mit diesem Funktionsnachweis an Fahrzeughersteller geliefert. Von den Fahrzeugherstellern werden die Injektoren in die Brennkraftmaschinen eingebaut. Es erfolgt nunmehr der Injektormengenabgleich bei verbauten Injektoren in der Brennkraftmaschine, die ihrerseits im Fahrzeug montiert ist, beispielsweise auf Rollenprüfständen, auf denen unterschiedliche Fahrzustände charakterisierende Betriebszustände simuliert werden, nämlich insbesondere Volllastbetrieb, Teillastbetrieb, Schubbetrieb, Leerlaufbetrieb. Im Volllastbetrieb wird ein T3-Prüfpunkt erstellt. Im Teillastbetrieb wird ein LQA-Prüfpunkt (Lambdasonde) erstellt und im Schubbetrieb erfolgt eine Nullmengenkorrektur, wobei hier das Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine als weitere charakteristische Sensorgröße verarbeitet wird. Im Leerlaufbetrieb erfolgt beispielsweise die Mengenausgleichsregelung. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass fahrzeuginterne Sensoren und Systemfunktionen berücksichtigt werden können bei der Kalibrierung der Injektoren. Es erfolgt damit gewissermaßen die Berücksichtigung der „Gesamtmotorperfomance”.

Der Injektormengenabgleich kann auch bei in die Brennkraftmaschine verbauten Injektoren auf einem Motorenprüfstand erfolgen, wobei dort die vorgenannten, Fahrzustände charakterisierenden Betriebszustände simuliert werden.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch das vorbeschriebene Verfahren eine deutliche Verbesserung des Injektormengenabgleichs möglich ist, dadurch, dass die Injektoren nicht nur in die Brennkraftmaschine verbaut sind, sondern, dass auch Fahrzustände des Fahrzeugs mit verbauter Brennkraftmaschine berücksichtigt werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • - DE 102006002738 A1 [0007]
  • - DE 102004007799 A1 [0007]


Anspruch[de]
Verfahren zum Injektormengenabgleich (IMA) eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mittels wenigstens eines IMA-Korrekturkennfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektormengenabgleich bei in die Brennkraftmaschine verbauten Injektoren während des Betriebs der Brennkraftmaschine in vorgebbaren, Fahrzustände des Fahrzeugs charakterisierenden Betriebszuständen erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgebbare Fahrzustände charakterisierende Betriebzustände einer oder mehrere der folgenden Betriebszustände gewählt werden: Volllastbetrieb, Teillastbetrieb, Schubbetrieb, Leerlaufbetrieb. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren bei in das Fahrzeug verbauter Brennkraftmaschine, insbesondere mit Hilfe eines Rollenprüfstands kalibriert werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren auf einem Motorenprüfstand kalibriert werden. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren unter Berücksichtigung von Signalen von in dem Fahrzeug angeordneten Sensoren kalibriert werden. Computerprogramm, dass alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausführt, wenn es auf einem Rechenfeld, insbesondere einem Steuergerät der Brennkraftmaschine abläuft. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgeführt wird.






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