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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lernen einer minimalen Ansteuerdauer von Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Bei einer Common-Rail-Einspritzung, die auch als Speichereinspritzung bezeichnet wird, handelt es sich um ein Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren, bei denen eine Hochdruckpumpe Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau bringt. Der unter Druck stehende Kraftstoff füllt dann ein Rohrleitungssystem, das bei Motorbetrieb ständig unter Druck steht. Eine wesentliche Idee der Common-Rail-Einspritzung ist eine vollständige Trennung von Druckerzeugung vom eigentlichen Einspritzvorgang. Dadurch ist eine ausschließlich durch Kennfelder gesteuerte Einspritzung möglich. Ein Einspritzzeitpunkt und eine Einspritzmenge werden durch eine elektronische Motorsteuerung gesteuert. Die Motorsteuerung steuert ein elektrisch betätigtes Einspritzventil je Zylinder, wobei das Einspritzventil auch als Injektor bezeichnet wird.
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Ein Speichereinspritzsystem an einem Vierzylinder-Dieselmotor umfasst bspw. einen Luftmassenmesser, ein Steuergerät, eine Hochdruckpumpe, einen Hochdruckspeicher (Rail), Injektoren, einen Kurbelwellendrehzahlsensor, ein Kühlmittel-Temperatursensor, einen Kraftstofffilter sowie ein Fahrpedalsensor. Ein derartiges Speicher-Einspritzsystem Common-Rail kann in der Anzahl der Injektoren in Abhängigkeit vorhandener Zylinder variieren. Ferner kann die Art der Druckregelung unter den verschiedenen Einspritzsystemen differieren. So entfällt bspw. beim sogenannten Einstellerkonzept mit Radialpumpen das Druckregelventil am Rail bzw. mit Steckpumpen entfällt das Mengenproportionalventil auf der Saugseite der Hochdruckpumpe. Ferner kann es Abweichungen geben in der Art der Vorförderung.
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Bei einem Lernen einer minimalen Ansteuerdauer von Einspritzventilen, wie bspw. nach dem BOSCH-eigenen Konzept der "Nullmengenkalibrierung", wird ausgehend von einer minimalen elektrischen Ansteuerdauer, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt, in einem Verbrennungsmotorschub schrittweise die Ansteuerdauer erhöht bis eine über ein entsprechendes Kurbelwellengeberdrehzahlsignal des Verbrennungsmotors messbare Drehzahländerung in Folge verbrannter eingespritzter Kraftstoffmenge erfolgt. Ausgehend von einer derart ermittelten minimalen elektrischen injektorspezifischen Ansteuerdauer werden alle Einspritztypen bspw. Voreinspritzungen bezüglich ihrer Ansteuerdauer injektorspezifisch korrigiert. Eine Ansteuerdauer ist gleichzusetzen mit der Dauer einer Einspritzung bzw. einer Einspritzdauer.
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In hybriden Konzepten, die eine Abschaltung des Verbrennungsmotors zulassen wie bspw. bei reinem elektrischen Fahren beim Parallelhybrid oder Verbrennungsmotor-Aus Segeln, wird der Verbrennungsmotor zur Vermeidung von Schleppverlusten entkoppelt und ausgeschaltet. Damit würden aber die für das oben beschriebene Lernverfahren notwendigen Verbrennungsmotorschubphasen vollständig entfallen.
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Insbesondere für sogenannte Start/Stopp-Systeme ist ein schnelles und komfortables Starten gewünscht. Als limitierende Faktoren für eine Startzuverlässigkeit wurden eingeschränkte Steuerbarkeit eines Motorauslaufs in eine definierte Zielposition sowie ein zu kleines Verbrennungsmoment bei hohen Motortemperaturen aufgrund einer zu geringen Luftdichte identifiziert. Ein typisches Schleppmoment in Folge von Ladungskompression, Reibung und Massenträgheitsmoment einer Verbrennungskraftmaschine während eines Motorstarts beträgt bei einem Benzinmotor etwa 120 Nm, was ein dynamisches Gaswechselmoment darstellt.
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Um einen Benzinmotor über seinen oberen Totpunkt zu schleppen, bedarf es etwa 50 Nm. Wesentliche Unterscheidungsmerkmale von Diesel- zu Ottomotor sind die Folgenden:
Das Brennverfahren (Selbstzündung) und damit verbundene höhere Verdichtungsverhältnisse (vgl. Ladungskompression), höhere Zylinderspitzendrücke (vgl. Reibung) und damit verbundene größere Massen des Dieselmotors im Hinblick auf das Massenträgheitsmoment. Dies führt zu einem größeren Aufwand bei einem Motorstart hinsichtlich einer Startleistung und je nach Zylinderzahl einem relativ zum Ottomotor unrunden Auslaufen des entsprechenden Dieselaggregats. Wegen der vergleichsweise hohen Zylinderspitzendrücke ist bei einem Dieselmotor mit etwa der doppelten Amplitude des Gaswechselmoments von Zylinder zu Zylinder zu rechnen. Damit verbunden ist eine größere Schwingungsanregung des Aggregats und ein unkomfortablerer Start- und Stoppverlauf. Zur Vermeidung von unkomfortablen Schüttelbewegungen des Verbrennungsmotors infolge von Gaswechselmomenten werden Drosselklappen im Ansaugkanal und/oder Abgasstauklappen des Abgasstranges des Verbrennungsmotors geschlossen. Damit federn die Zylinderkolben gegen die Luftsäulen luft- und abgasseitig.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nunmehr, eine Vermeidung von Verbrennungsmotorschubphasen zum Lernen einer minimalen Ansteuerdauer von Einspritzventilen in hybriden Antriebskonzepten bzw. eine Beschleunigung des Lernens in konventionellen Antriebskonzepten mit Verbrennungsmotor und Motorschubbetrieb durch Ausweitung des Lernbereichs auf einen Motoranlauf (Motor-Start) und einen Motorauslauf (Motor-Stopp) zu ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren mit dem Merkmal von Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 10 bereitgestellt. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass zum Lernen und Bestimmen einer minimalen injektorspezifischen elektrischen Ansteuerdauer für mindestens ein Einspritzventil eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs ausgehend von einer vorgegebenen elektrischen Ansteuerdauer, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt, die elektrische Ansteuerdauer in aufeinanderfolgenden Motorausläufen und/oder in aufeinanderfolgenden Motoranläufen des Verbrennungsmotors schrittweise in jedem Motorauslauf und/oder jedem Motoranlauf erhöht wird bis zu einer Ansteuerdauer, bei der es zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, die dann als minimale elektrische Ansteuerdauer bestimmt wird.
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Unter einer schrittweisen Erhöhung der Ansteuerdauer ist im Rahmen der vorliegenden Beschreibung zu verstehen, dass bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in jedem Motoranlauf bzw. in jedem Motorauslauf in aufeinanderfolgenden Motoranläufen bzw. Motorausläufen ausgehend von der vorgegebenen elektrischen Ansteuerdauer, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt, jeweils mindestens ein Inkrement auf die zuletzt eingestellte Ansteuerdauer addiert wird und dann im nachfolgenden Motoranlauf bzw. Motorauslauf dann wieder ein Inkrement dazu addiert wird bis dann letztlich eine Einspritzung mit Verbrennung über ein Drehzahlsignal erkannt wird. Ein Inkrement ist dabei ein zuvor festgelegter Betrag einer Zeiteinheit, um welchen eine Erhöhung bzw. Änderung der Ansteuerdauer erfolgen soll. Analog beschreibt ein Dekrement einen entsprechenden Betrag einer Zeiteinheit, um welchen eine Erniedrigung bzw. Reduktion der Ansteuerdauer erfolgen soll.
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Die Anzahl von Inkrementen, um welche in aufeinanderfolgenden Motorausläufen bzw. Motoranläufen jeweils die Ansteuerdauer erhöht wird kann dabei flexibel eingestellt werden. Das bedeutet, dass je nach Bedarf die Anzahl hinzuzuaddierender Inkremente in einem Motorauslauf bzw. Motoranlauf im Bereich von einem Inkremet bis zu zehn oder mehr Inkrementen variieren kann. Gegebenenfalls kann auch während der Durchführung eines Lernprozesses die Anzahl hinzuzuaddierender Inkremente in aufeinanderfolgenden Motorausläufen und/oder aufeinanderfolgenden Motoranläufen, die zum Lernprozess genutzt werden, stufenweise von Motorauslauf zu Motorauslauf bzw. Motoranlauf zu Motoranlauf erhöht werden, um den Lernvorgang zu beschleunigen.
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Allerdings ist festzustellen, dass eine Erhöhung der Anzahl von hinzuzuaddierender Inkremente in einem jeweiligen Motorauslauf bzw. Motoranlauf den Motorauslauf bzw. Motoranlauf verlängert, bspw. pro Inkrement um jeweils eine Nockenwelleumdrehung.
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Da der Lernprozess in der Regel nicht in einem Motoranlauf beendet werden kann sondern in der Regel eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Motoranläufe benötigt werden, um ausgehend von der vorgegebenen elektrischen Ansteuerdauer, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt, die Ansteuerdauer zu erreichen, die minimal nötig ist, bis es zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, muss in und nach einem Motoranlauf so lange bis die erstmalige oder erneute minimale Ansteuerdauer gelernt ist, nach dem einen Lernschritt, wie er in dem jeweiligen Motoranlauf vollzogen wurde, eine zuletzt gelernte Ansteuerdauer oder eine Ansteuerdauer eingestellt werden, die nicht zu einem Aussetzer führt, d. h. es muss bei dieser Ansteuerdauer zu einer Zündung des Motors kommen. Wird der Lernprozess in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Motorausläufen durchgeführt, so gilt hier, solange die minimale Ansteuerdauer nicht erreicht ist, dass nach einem Lernschritt in einem jeweiligen Motorauslauf gar keine Ansteuerung mehr erfolgt bzw. auf eine Ansteuerdauer umgestellt wird, die mit Sicherheit nicht zu einer Einspritzung führt, da sich ja der Motor im Motorauslauf befindet.
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Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Verlagerung bzw. Ausdehnung des Lernens der minimalen elektrischen Ansteuerdauer von Einspritzventilen vom Verbrennungsmotorschub, wie es einleitend beschrieben wurde, in den Verbrennungsmotorauslauf und/oder den Verbrennungsmotoranlauf.
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Verbrennungsmotorauslauf bedeutet im Folgenden ein Verbrennungsmotorauslauf nach KL15-Aus bzw. Stopp-Betrieb bei Start/Stopp-Systemen bzw. Parallelhybriden. Ein Verbrennungsmotoranlauf bedeutet ein Verbrennungsmotorstart nach KL15-Ein bzw. ein Verbrennungsmotoranlauf im Start-Betrieb bei Start/Stopp-Systemen bzw. Parallelhybridkonzepten.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, dass bei jedem Motorauslauf und/oder jedem Motoranlauf die elektrische Ansteuerdauer des Verbrennungsmotors schrittweise erhöht wird.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Erkennen der Einspritzung mit Verbrennung ein aktuell gemessenes Drehzahlsignal eines Kurbelwellengebers mit dem bei sicher keiner stattgefundenen Einspritzung und keiner stattgefundenen Verbrennung gemessenen Drehzahlsignal desselben Kurbelwellengebers verglichen.
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Ferner ist es denkbar, dass beim Vergleichen der Drehzahlsignale differenzbildende Verfahren und/oder eine Auswertung entsprechender Drehzahlgradienten der Drehzahlsignale und/oder Vergleiche von Drehzahlmustern angewendet werden.
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Als Messfenster für das aktuell zu messende Drehzahlsignal wird ein Kurbelwellenbereich gewählt, in dem eine Drehzahländerung des mindestens einen Injektors bzw. des mindestens einen Einspritzventils zu erwarten ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden die Bezeichnungen "Einspritzventil" und "Injektor" synonym zueinander verwendet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle, dass das Verfahren im Motorauslauf des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, eine reguläre Abschaltung von Einspritzungen nach einem Abschaltsignal für den Verbrennungsmotor mit dem in einer regulären Einspritzreihenfolge der Injektoren vor dem anzulernenden Injektor liegenden Injektor erfolgen.
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Alternativ dazu wird gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Falle, dass das Verfahren im Motoranlauf des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, ausgehend von einer Positionserkennung des stehenden Verbrennungsmotors ein nächster möglicher Injektor, auf dem eingespritzt und gezündet werden kann, bestimmt und das Lernen und Bestimmen der Ansteuerdauer dann auf diesem Injektor durchgeführt.
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Vorzugsweise wird die bestimmte injektorspezifische minimale elektrische Ansteuerdauer in einem Steuergerätespeicher des Kraftfahrzeugs hinterlegt und gesichert.
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Es ist denkbar, dass zum Erkennen der Einspritzung mit Verbrennung alternativ oder ergänzend zu der zu messenden Drehzahlsignale ein Brennraumdrucksensor eingesetzt wird.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in einer Vermeidung von bisher dafür notwendigen Verbrennungsmotorschubphasen in Systemen mit der Möglichkeit von Motor-Aus Segeln und in Parallel-Hybridkonzepten und damit in einer Kraftstoffersparnis durch Wegfall von Verbrennungsmotorschleppleistung. In konventionellen Antriebskonzepten mit Verbrennungsmotor und Motorschubbetrieb kann durch das erfindungsgemäße Verfahren die Lerndauer effizient verkürzt werden.
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Um Lernbedingungen für einen jeweiligen Injektor bzw. ein jeweiliges Einspritzventil in einem Verbrennungsmotorauslauf zu erreichen, bevor der entsprechende Verbrennungsmotor zum Stillstand gekommen ist, kann bspw. eine reguläre Abschaltung der Einspritzungen nach KL15-Aus erst mit einem in der Einspritzreihenfolge vor dem anzulernenden Einspritzventil erfolgen und folglich nicht zwangsläufig mit einem auf KL15-Aus direkt nachfolgenden Einspritzventil. Sofern mit KL15-Aus und Abschalten der regulären Einspritzungen der Verbrennungsmotor einen Arbeitsbereich von mehr als einem Zylinder weiter dreht kann auch auf mehr als einem Zylinder das Lernverfahren für den jeweils zugehörigen Injektor bzw. das jeweils zugehörige Einspritzventil durchgeführt werden.
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Wie bereits erwähnt, lässt sich das Verfahren wie erfindungsgemäß vorgesehen, prinzipiell auch in einem Motoranlauf verwenden. Hierbei wird ausgehend von einer Positionserkennung des entsprechend stehenden Motors bspw. aus einem hervorgehenden Motorauslauf ein nächster möglicher Zylinder, auf dem eingespritzt und gezündet werden kann bestimmt und das Lernverfahren auf diesem Zylinder bzw. auf dem ihm zugeordneten Einspritzventil angewandt.
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Dann wird eine normale, nach dem Stand der Technik bekannte Startfunktion auf einem nächsten Zylinder entsprechend der regulären Zündreihenfolge angewandt.
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Das oben eingeführte Referenz-(Kurbelwellengeber-)Drehzahlsignal kann durch eine Messung und Abspeicherung weiterer zugehörigen Daten wie bspw. einer Motorreibung, die abhängig ist von einer Motortemperatur, Ventilsteuerzeiten, einer Anlasser-Drehzahl für das Lernverfahren im Start, einer Drosselklappenöffnung usw. das voranstehend beschriebene Lernverfahren bezüglich des Vergleichs von Verbrennungsmotordrehzahlen und/oder deren Gradienten weiter verbessern.
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Das erfindungsgemäße Lernverfahren kann bspw. bei einem konventionellen Triebstrang mit Verbrennungsmotor auch weiterhin im Verbrennungsmotorschub erfolgen, wobei durch eine erfindungsgemäße Ausweitung des Lernverfahrens auf die Motoranlauf- und/oder Motorauslaufphase die Lerndauer verkürzt wird. Bei vorhandenem und aktivem Start/Stoppsystem wird das Lernverfahren noch weiter beschleunigt.
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Ferner wird eine Vorrichtung zum Lernen und Bestimmen einer minimalen injektorspezifischen elektrischen Ansteuerdauer für mindestens ein Einspritzventil eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Mittel, die ausgehend von einer vorgegebenen elektrischen Ansteuerdauer, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt, die elektrische Ansteuerdauer in aufeinanderfolgenden Motorausläufen und/oder in aufeinanderfolgenden Motoranläufen des Verbrennungsmotors schrittweise in jedem Motorauslauf und/oder jedem Motoranlauf bis zu einer Ansteuerdauer, bei der es zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, erhöhen und dann diese Ansteuerdauer als minimale elektrische Ansteuerdauer bestimmen können.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Lernen und Bestimmen einer minimalen injektorspezifischen elektrischen Ansteuerdauer für mindestens ein Einspritzventil eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, wobei ausgehend von einer vorgegebenen elektrischen Ansteuerdauer, bei der es zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, die elektrische Ansteuerdauer in aufeinanderfolgenden Motorausläufen schrittweise in jedem Motorauslauf erniedrigt wird bis zu einer Ansteuerdauer, bei der es gerade zu einem Aussetzen einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, wobei dann die zuletzt erreichte Ansteuerdauer, bei der es gerade noch nicht zu einem Aussetzen der Einspritzung kommt, als minimale elektrische Ansteuerdauer bestimmt wird.
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Dabei kann eine Annäherung an die zu bestimmende minimale Ansteuerdauer dadurch erreicht werden, dass in aufeinanderfolgenden Motoranläufen in jedem Motoranlauf eine Ansteuerdauer, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt, sukzessiv um je eine vorgegebene Anzahl von Inkrementen erhöht wird und, sobald eine Ansteuerdauer erreicht wird, bei der es zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt in nachfolgenden Motorausläufen die so bestimmte Ansteuerdauer sukzessiv um eine Anzahl von Dekrementen, die betragsmäßig jeweils geringer sind als die jeweiligen Inkremente, reduziert wird, bis es zu einem Aussetzen einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, wobei dann die zuletzt erreichte Ansteuerdauer, die gerade noch nicht zu einem Aussetzen der Einspritzung führt, als minimale Ansteuerdauer festgelegt wird.
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Analog kann auch zunächst ausgehend von einer Ansteuerdauer, bei der es sicher zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, in aufeinanderfolgenden Motorausläufen sukzessiv die Ansteuerdauer reduziert werden bis es zu einem Aussetzen einer Einspritzung mit Verbrennung kommt und dann in nachfolgenden Motoranläufen diese zuletzt eingestellte Ansteuerdauer sukzessiv wieder erhöht werden, bis es gerade zu einer Einspritzung mit Verbrennung kommt, wobei dann die entsprechende Ansteuerdauer als minimale Ansteuerdauer bestimmt wird.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung anwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffzumesssystems eines Verbrennungsmotors, bei welchem eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet werden kann,
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2 zeigt ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
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3 zeigt ein weiteres Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein Blockdiagramm mit wesentlichen Elementen eines Kraftstoffzumesssystems eines Verbrennungsmotors. Ein Verbrennungsmotor 100 erhält von einer Kraftstoffzumesseinheit 110 eine bestimme Kraftstoffmenge zu einem bestimmten Zeitpunkt zugemessen. Verschiedene Sensoren 120 erfassen Messwerte 125, die einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors bzw. einer entsprechenden Brennkraftmaschine charakterisieren, und leiten diese zu einem Steuergerät 130. Dem Steuergerät 130 werden ferner verschiedene Ausgangssignale 135 weiterer Sensoren 140 zugeleitet. Diese erfassen Größen, die einen Zustand der Kraftstoffzumesseinheit und/oder Umweltbedingungen charakterisieren. Das Steuergerät 130 berechnet ausgehend von den Messwerten 125 und den weiteren Größen 135 Ansteuerimpulse 145, mit denen die Kraftstoffzumesseinheit 110 beaufschlagt wird. Die Kraftstoffzumesseinheit 110 kann bspw. als Common-Rail-System ausgebildet sein. Die Dauer und/oder der Beginn einer Kraftstoffeinspritzung wird dabei mittels von Einspritzventilen bzw. Injektoren gesteuert. Dabei beinhalten die entsprechenden Injektoren vorzugsweise ein Magnetventil bzw. einen piezoelektrischen Aktor.
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Im Folgenden wird das Magnetventil und/oder der piezoelektrische Aktor, der die Kraftstoffzumessung beeinflusst, als elektrisch betätigbares Einspritzventil bezeichnet.
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Das Steuergerät 110 berechnet in nach dem Stand der Technik bekannter Weise, die in die Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge. Diese Berechnung erfolgt abhängig von verschiedenen Messwerten 125, wie bspw. einer Drehzahl n, einer entsprechenden Motortemperatur, einem tatsächlichen Einspritzbeginn und evtl. noch weiteren Größen 135, die einen Betriebszustand eines entsprechenden Kraftfahrzeugs charakterisieren. Diese weiteren Größen sind bspw. ein Fahrerwunsch, wie bspw. eine Stellung eines Fahrpedals, oder ein Druck und eine Temperatur der Umgebungsluft. Das Steuergerät 110 setzt dann die gewünschte Kraftstoffmenge in Ansteuerimpulse um. Mit diesem Ansteuerimpuls wird dann das mengenbestimmende Glied der Kraftstoffzumesseinheit beaufschlagt. Als mengenbestimmendes Glied dient das elektrisch betätigte Ventil. Dieses elektrisch betätigbare Ventil ist so angeordnet, dass zwischen Öffnungsdauer bzw. durch die Schließdauer des Ventils die einzuspritzende Kraftstoffmenge festgelegt wird. Häufig wird eine kleine Kraftstoffmenge, kurz vor der eigentlichen Einspritzung in einen entsprechenden Zylinder dazugemessen. Dadurch kann das Geräuschverhalten des Motors wesentlich verbessert werden. Diese Einspritzung wird als Voreinspritzung und die eigentliche Einspritzung als Haupteinspritzung bezeichnet. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine kleine Kraftstoffmenge nach der genannten Haupteinspritzung zugemessen wird, was dann als Nacheinspritzung bezeichnet wird. Wie bereits eingangs erwähnt, ist ein wesentlicher Punkt die Bestimmung einer minimalen Ansteuerdauer, welche auch als Mindestansteuerdauer bezeichnet wird. Diese Mindestansteuerdauer führt zu einer Einspritzung mit Verbrennung, wobei Ansteuerdauern kleiner als die Mindestansteuerdauern nicht zu einer Einspritzung mit Verbrennung führen. Diese Mindestansteuerdauer hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie bspw. einer Temperatur, einer Kraftstoffsorte, einer Lebensdauer, einem Raildruck, Fertigungstoleranzen des jeweiligen Injektors und weiteren Einflüssen. Demnach muss, um eine genaue Kraftstoffmenge erzielen zu können, diese Mindestansteuerdauer für jeden Injektor bzw. jedes Einspritzventil bekannt sein.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 dargestellt. In einem ersten Schritt 200 wird eine elektrische Ansteuerdauer vorgegeben, bei der es sicher nicht zu einer Einspritzung kommt. In einem zweiten Schritt 210 wird überprüft, ob ein Motorauslauf des entsprechenden Verbrennungsmotors vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt nach einiger Zeit erneut die Abfrage 210. Erkennt die Abfrage 210, dass ein Motorauslauf vorliegt, d. h. dass keine Einspritzungen erfolgen, so wird in Schritt 220 die Ansteuerdauer für einen anzulernenden Injektor bzw. für das entsprechend anzulernende Einspritzventil auf die in Schritt 200 bestimmte vorgegebene elektrische Ansteuerdauer gesetzt.
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Anschließend wird in Schritt 230 die Ansteuerdauer um einen vorgegebenen Wert erhöht. In einem Schritt 240 wird dann überprüft, ob eine Einspritzung mit Verbrennung stattgefunden hat. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 230 in einem nachfolgenden Motorauslauf, insbesondere in einem direkt nachfolgenden Motorauslauf die Ansteuerdauer für das anzulernende Einspritzventil nochmals um einen vorgegebenen Wert erhöht. Erkennt die Abfrage 240, dass eine Einspritzung mit Verbrennung stattgefunden hat, so wird in Schritt 250 die minimale injektorspezifische elektrische Ansteuerdauer für das entsprechend anzulernende Einspritzventil auf die zuletzt eingestellte Ansteuerdauer gesetzt.
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Zum Erkennen der Einspritzung mit Verbrennung kann dabei ein aktuell gemessenes Drehzahlsignal eines Kurbelwellengebers mit dem bei sicher keiner stattgefundenen Einspritzung und keiner stattgefundenen Verbrennung gemessenen Drehzahlsignal desselben Kurbelwellengebers verglichen werden. Dabei werden zum Vergleichen der Drehzahlsignale differenzbildende Verfahren und/oder eine Auswertung entsprechender Drehzahlgradienten der Drehzahlsignale und/oder Vergleiche von Drehzahlmustern angewendet. Ferner ist es denkbar, dass als Messfenster für das aktuell zu messende Drehzahlsignal ein Kurbelwellenbereich gewählt wird, in dem eine Drehzahländerung des Injektors bzw. des Einspritzventils zu erwarten ist.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine minimale injektorspezifische elektrische Ansteuerdauer für mindestens ein Einspritzventil eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs angelernt und bestimmt wird, wobei in dem hier dargestellten Fall das Verfahren im Motoranlauf des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Dazu wird in einem Schritt 300 eine elektrische Ansteuerdauer bestimmt, bei der es sicher zu keiner Einspritzung mit Verbrennung kommt und in einem Schritt 310 zunächst überprüft, ob ein Motoranlauf vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt nach einiger Zeit erneut die Abfrage 310. Erkennt die Abfrage 310, dass ein Motoranlauf vorliegt und noch keine Einspritzung erfolgt, so wird in Schritt 320 die Ansteuerdauer für das anzulernende Einspritzventil auf die vorgegebene elektrische Ansteuerdauer gesetzt, die sicher nicht zu einer Einspritzung führt. Anschließend wird in Schritt 330 die Ansteuerdauer um einen festen vorgegebenen Wert erhöht. Anschließend wird in Schritt 340 überprüft, ob eine Einspritzung mit Verbrennung stattgefunden hat. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 330 in einem nachfolgenden, insbesondere einem direkt nachfolgenden Motoranlauf die Ansteuerdauer für diese Einspritzventil nochmals um einen festen Wert erhöht. Erkennt die Abfrage 340 dann, dass eine Einspritzung mit Verbrennung erfolgt, so wird in einem Schritt 350 die Mindestansteuerdauer für das entsprechende Einspritzventil auf den zuletzt eingestellten Wert gesetzt.
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Im Fall dass das Verfahren im Motoranlauf des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, wird zunächst ausgehend von einer Positionserkennung des stehenden Verbrennungsmotors ein nächster möglicher Injektor, auf dem eingespritzt und entzündet werden kann, bestimmt und als der anzulernende Injektor festgesetzt, auf welchem das voranstehend beschriebene Lernen und Bestimmen der Ansteuerdauer dann durchgeführt wird.
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Die injektorspezifische minimale elektrische Ansteuerdauer wird in einem Steuergerätspeicher des Kraftfahrzeugs hinterlegt und gesichert.
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Der durch das erfindungsgemäße Verfahren durchführbare Lernprozess für eine minimale Ansteuerdauer wird in Abhängigkeit von jeweiligen Injektortypen individuell so lang wiederholt, bis eine gewünschte Adaption der entsprechenden Ansteuerdauer erreicht ist. Ferner kann der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführende Lernprozess bei Bedarf nur dann angewendet werden, wenn dies zur Umsetzung einer On-Board-Diagnosestrategie oder dies für eine Monitoring-Gesetzgebung erforderlich ist.
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Produktspezifisch wird dabei die minimale Ansteuerdauer für eine Adaption von Injektoren im neuen Zustand zunächst in kürzeren Abständen, später in längeren Abständen eingesetzt. Konkrete Intervalle müssen dabei in Diagrammen oder charakteristischen Parameter wie bspw. Ansteuerdauer, Schaltspiele, Laufleistung des Verbrennungsmotors in h, oder km Laufleistung des Kraftfahrzeugs in km hinterlegt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der damit zu erzielende Lernprozess wird ferner natürlich mit jedem Austausch von Einzelinjektoren erneut gestartet.
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Eine Anfangskonfiguration einer minimalen Ansteuerdauer der eingesetzten Injektoren d. h. im Neuzustand des Kraftfahrzeugs bzw. des Einspritzsystems ist so gewählt, dass die Injektoren bei der minimalen Ansteuerdauer (Applikationsdaten) unter Berücksichtigung von Streuungen und Toleranzen bei der jeweiligen Fertigung sicher öffnen. Erst mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Lernverfahren wird die minimale injektorspezifische Ansteuerdauer in der Regel kleiner und dadurch optimiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Dissertation von Dipl.-Ing. Sören Hans-Jürgen Müller mit dem Titel "Der Startvorgang von hybridisierten Ottomotoren" (Darmstadt 2010) [0008]