在内燃机喷射系统中校准部分喷射的喷射量的方法和设备与流程

本发明由根据独立权利要求的前序部分的方法或者设备出发。本发明的对象还有一种计算机程序、一种用于存储该计算机程序的能够被机器读取的数据载体和一种电子控制仪器，借助于它们能够执行根据本发明的方法。

背景技术：

在尤其是自燃的内燃机的、现代的燃料喷射系统中，将借助于喷射器喷射到燃烧室中的燃料量分为多次部分喷射，所述部分喷射在时间上靠近地安排并且比如由一次或者多次在主喷射之前应用的预喷射组成。两次部分喷射之间的时间间隔在此通过所述喷射器的、两个在时间上相继的电操控脉冲之间的间歇时间（pausenzeit）、通过曲轴角或者通过这两个量的组合来定义。

这些部分喷射导致改进的混合物制备，并且由此导致该内燃机（bkm）的更低的废气排放、使燃烧时产生的噪声发展减少并且提高该bkm的机械的输出功率。为了同时对噪声和废气进行优化，将所述预喷射的喷射量选择得非常小，部分选择在能够通过所提到的喷射器示出的最小燃料量的附近。

为了在喷射器行为偏移时在喷射器的运行时间范围内能够保证准确遵守预喷射量，下述功能是必需的：所述功能实现了在该bkm还在运行时对预喷射量进行校准。因此，从de102008043165a1中得知一种用于在bkm的喷射系统中对预喷射的喷射量进行校准的方法和设备，在所述方法中，通过喷射模型的激励以及通过由所述喷射模型引起的转速振荡的变化来获取用于进到该bkm的各个气缸中的预喷射的校正值。

预喷射量的校准，尤其是在商业上使用的商用车（commercialvehicles=cv）的领域中，在此众所周知地也在使用所谓的、在空转运行中的零量校准（“zerofuelquantitycalibrationduringlowidle”=zfl）的情况下通过评估转速来实现。所述zfl为各种公差影响所决定，所述公差影响在技术上难以实现。

附加地，存在功能zml（“m”如监视器（monitor）），所述功能并非是预喷射量的校准，而是指根据在美国规定的车载诊断（obd）的监控，其中，在当前的喷射循环中的喷射量超过预先给定的废气或者排放极限的、单个的喷射器必须仅在两个测试循环中能够被识别。在现在的美国项目中，附加地，必须借助于“多zml”功能可靠地识别多缸故障（multi-zylinder-fehler），也就是说，在所述系统中的所有喷射器必须同样地、相对于新部分-喷射量（neuteil-einspritzmenge）被调整（vertrimmen），其中，超过提到的废气极限的识别此外还必须仅在两个测试循环中完成。但是，根据现有技术，所述气缸在此还被单独地检查，与在所述zfl中一样。由于在识别识别多缸故障时，在最坏的情况下，所有喷射器能够都是有故障的，在这种情况下，与所述zfl相比，各个喷射器的本身能够容忍的量偏移明显被减少。借助于复杂的算法，在此由各个气缸的信息推断出在所述喷射系统中的平均量偏移。

技术实现要素：

本发明基于下述想法：就这里涉及的、部分喷射的喷射量的校准而言，为了提到的obd的目的，在该bkm的所有燃烧室处同时交替提到的喷射模型。

因此，在根据本发明的、用于校准在具有至少两个燃烧室的bkm的喷射系统中的燃料的、附加于主喷射设置的至少一次部分喷射的燃料的喷射量的方法中，尤其设置，在该bkm的所有燃烧室处交替地执行只具有主喷射的单一喷射和具有附加设置的至少一次部分喷射的多重喷射，并且通过评估在所述bkm中由所述多重喷射导致的转速振荡为所述至少一次部分喷射获取该喷射量的校正值“tivecorr”。

在根据本发明的方法中，此外还能够设置，在该bkm的所有燃烧室处至少两次交替地执行只具有主喷射的单一喷射和具有附加的的至少一次部分喷射的多重喷射，其中，在至少两次多重喷射中，分别改变该至少一次部分喷射的燃料的喷射量，并且通过评估由所述至少两次多重喷射导致的、bkm的转速振荡为所述至少一次部分喷射获取校正值“tivecorr”。

所提到的、根据本发明的方法具有下述优点：开头提到的zml测量能够在该bkm的多个、优选所有燃烧室或者气缸处被同时执行，并且从而尤其也能够识别开头提到的多缸故障，以便由此满足所提到的、更严格的obd要求。

除此以外，能够显著地更可靠地运行提到的“多zml”功能，因为一方面多缸故障识别被加速，另一方面信/噪-比被显著改善。信/噪-比的改善尤其由下述方式得出：基于根据本发明的方法能够至少部分地补偿（herausmitteln）缸个体的公差影响，并且与开头提到的、分别在单个喷射器处执行的zml功能相比显著地增强测量信号的信号强度。

通过在从属权利要求中列举的措施，在相应的独立权利要求中说明的方法或者设备的有利的改型方案和改进方案是可能的。

根据本发明的方法的另一个方面也能够设置，该转速振荡的振幅和/或相位被最小化或者被调节到最小值。在此，此外还能够设置，如此久地改变该至少一次部分喷射的操控持续时间，直到对转速信号的、确定的、优选能够根据经验被预先给定的频率的影响被最小化或者被调节为零。

根据另一个方面能够设置，以凸轮轴频率为0.5的小部分在位于该bkm的所有燃烧室处执行的单一喷射与位于该bkm的所有燃烧室处执行的多重喷射之间转换。

在根据本发明的、用于在具有至少两个燃烧室的bkm的喷射系统中校准燃料的、这里涉及的至少一次部分喷射的喷射量的设备中，尤其设置计算机构或者控制机构，借助于所述计算机构或者控制机构在该bkm的所有燃烧室处交替地执行只具有主喷射的单一喷射和具有附加于所述主喷射设置的至少一次部分喷射的多重喷射，并且借助于所述计算机构或者控制机构通过评估在所述bkm中由所述多重喷射导致的转速振荡能够为所述至少一次部分喷射获取该喷射量的校正值。

所述计算机构或者控制机构能够具有调节器，所述调节器用于将所述转速振荡调节到最小值，更确切地说根据被获取的校正值。

本发明能够以所提到的优点被用于在尤其是机动车的bkm的喷射系统中校准燃料的部分喷射的喷射量。在此应当注意的是，这里涉及的喷射过程，附加于主喷射还能够包括至少一次预喷射和/或后喷射。提到的部分喷射和该主喷射的、分别计量的喷射量尤其与所述操控持续时间有关，利用所述操控持续时间通过操控信号操控配属于燃烧腔的喷射阀。在这种情况下，该喷射阀的喷射喷嘴被打开，并且由所述操控持续时间导致的燃料喷射量被喷射进入到例如被构造为气缸的燃烧腔中。

根据本发明的计算机程序被设置用于执行该方法的每个步骤，尤其是当该计算机程序在计算仪器或者控制仪器上运行时。该计算机程序实现了在电子控制仪器上实施根据本发明的方法，而不必在这个电子控制仪器上进行结构上的改变。为此，设置有能够被机器读取的数据载体，根据本发明的计算机程序被存储在所述数据载体上。通过根据本发明的计算机程序在电子控制仪器上运行，获得根据本发明的电子控制仪器，其被设置用于借助于根据本发明的方法控制这里涉及的喷射系统。

由说明书和所附附图中得出本发明的其它优点和构造方案。

附图说明

图1示出根据现有技术的内燃机的燃料计量系统的示意图，本发明能够被使用在所述燃料计量系统中。

图2示出在图1中示出的电操纵的阀的操控持续时间的、根据现有技术的计算的细节图。

图3示出具有预喷射和主喷射的典型的喷射曲线，借助该喷射曲线来说明预喷射与主喷射之间喷射量的根据本发明的重排（umlagerung）。

图4a、b示意性地示出在提到的在空转运行中零量校准（zfl）中典型地出现的喷射曲线和对应地得到的转速，更确切地说在正确的预喷射量时（图4a）和在偏移的预喷射量时（图4b）。

图5示意性地示出在根据本发明的喷射模型中对应于图4a和4b出现的喷射曲线和出现的转速。

图6根据组合的流程图/方框图示出根据本发明的校准或者校正功能的优选的实施例。

具体实施方式

从de102008043165a1中得知一种用于在内燃机bkm的喷射系统中对预喷射的喷射量进行校准的方法，其中，通过喷射模型的激励以及通过由所述喷射模型引起的转速振荡的变化来获取用于进到该bkm的各个气缸中的部分喷射的校正值。借助于控制算法在此分别对于气缸以一半、三分之一、四分之一、五分之一等等的凸轮轴频率在预喷射与主喷射之间“重排”设置的预喷射量，也就是说，交替地向气缸加载单一喷射和多重喷射、优选由预喷射（ve）和主喷射（he）组成的双重喷射，以及通过该bkm的、由所述喷射模型导致的转速振荡的变化或者调节来获取用于预喷射或者部分喷射的校正值。在此基于下述技术效应：在预喷射量还没有或者仅仅不完全校准的情况下，出现具有该转速信号的一半、三分之二（dreihalber）等的凸轮轴频率的振荡，所述振荡能够优选借助于调节被调节到最小值。

部分喷射的、优选预喷射的操控持续时间在所提到的方法中优选如此久地改变，直到将对转速信号的、确定的、优选能够根据经验预先给定的频率的影响最小化或者调节为零。所提到的转速振荡不仅能够借助于转速信号而且也能够借助于其它对于本领域的技术人员来说常见的输入量（如λ（lambda）信号、爆震信号、离子流信号或者类似信号）来检测。优选要么借助于所提到的转速振荡的振幅和/或相位，要么借助于这两个量的组合来实现所述转速振荡的最小化，并且优选通过变换为频率范围的转速信息的数值和相位来进行获取。

图1示出内燃机（bkm）10的这种燃料计量系统的主要元件的方框图。所述bkm10从燃料计量单元30得到在确定的时刻计量的确定的燃料量。不同的传感器40检测表示该bkm的运行状态的特征的测量值15，并且将这些测量值传输给控制仪器20。此外，将其它的传感器45的不同的输出信号25传输给所述控制仪器20。所述控制仪器20从这些测量值15和其它的量25出发计算操控脉冲35，在此向所述燃料计量单元30加载所述操控脉冲。

图2示出了同样已知的、用于控制提到的燃料计量的装置，其中，已经在图1中说明的元件用相应的附图标记来表示。所述传感器45的以及其它未示出的传感器的信号到达量预先给定元件110。这个量预先给定元件110计算相应于驾驶员愿望的燃料量qkw。这个量信号qkw到达第一汇合点115，第二同步元件155的输出信号qkm加载在该第一汇合点的第二输入端上。该第一汇合点115的输出信号到达第二汇合点130，所述第二汇合点130又加载操控持续时间计算元件140。零量校正元件142的信号qko加载在该第二汇合点130的第二输入端上。在两个汇合点115和130上，优选相加地连结所述量信号。所述操控持续时间计算元件140从该汇合点130的输出信号出发计算用于加载燃料计量单元30的操控信号。应当注意的是，该零量校正元件142的校准值作为已经以[ms]为单位存在的或者被存储的时间值也能够在所述操控持续时间计算元件140之后才被加上。所述操控持续时间计算元件计算操控持续时间，向所述电操纵的阀加载所述操控持续时间。

在传感轮（geberrad）120上布置了由传感器125扫描的不同的标记。在所示出的实施例中，所述传感轮是所谓的区段轮（segmentrad），所述区段轮具有相应于气缸数量的数目的标记，在所示出的实施例中这个数目为四。这个传感轮优选布置在未示出的bkm的曲轴上。这意味着，发动机每转一圈就产生一数目的脉冲，该数目相应于双倍的气缸数目。所述传感器125将对应数目的脉冲发送给第一同步元件150。所述第一同步元件150加载第一调节器171、第二调节器172、第三调节器173以及第四调节器174。该调节器的数目对应于所述气缸数目。所述四个调节器的输出信号而后到达所提到的第二同步元件155。

图3示意性地示出一种典型的喷射模型，该喷射模型由预喷射和主喷射组成。在该凸轮轴转两圈之后重复这个喷射模型。上面的图表示出了喷射器的操控，其中，忽略流调节（stromregelung）。下面的图表则示出了通过所述喷射器喷嘴的、从所提到的操控中产生的、在时间上迟延的燃料流。在燃料流的相应的曲线下面的面积在此相应于相应所喷射的燃料量。应当注意的是，对预喷射相对于主喷射的重排的、在这里所说明的喷射模型，或者在对应的单一喷射与多重喷射之间的转换，仅仅是示范性的，并且原则上也能够设想其它的喷射模型，借助于所述其它的喷射模型能够激发提到的转速振荡。因此，能够取代预喷射而对应地重排后喷射或者能够产生还更为复杂的“重排模型”，其中多于一次的部分喷射被重排。

在图3所示的实施例中，为所述预喷射设置的燃料量300变换为燃料量305增加到所述主喷射310上。不过，应当理解，其它形式的重排也是可能的，比如利用在时间上与所述主喷射分开的后喷射来重排预喷射的燃料量。因为仅仅在下述情况下才不出现转速振荡：其中在周期性的重排时在物理上设置（absetzen）的燃料量300、305相同。但是如早已根据图1所说明的一样，能够出现这样的情况：所述喷射器的电操纵的阀在操控信号相同时计量不同的燃料量。因此，在操控持续时间一致时没有自动地保证，所述两个燃料量300和305相一致。在喷射器偏移时或者说在没有学到校准方法时，所述燃料量300、305当然也不同并且出现开头所说明的转速振荡。因此，该校准方法的调节目标是，将这些转速振荡调节到最小值或者对相跳跃（phasensprung）进行探测。对此的的调节量是针对该预喷射300的操控持续时间的校正干预。

在图4和5各自的上面部分400、500中示意性地示出了对于本发明假设的四缸bkm对于所述四个气缸“1”至“4”和对于两次相继的凸轮轴转动410、415分别应用的喷射模型。在图4和5各自的下面部分405、505中示出了在相应的喷射模型时得出的转速曲线或者对应地近似的转速振荡。

根据图4a说明的现有技术，在此在包括两次凸轮轴转动410、415的测量周期内，仅就该喷射系统的、更确切地说当前布置在所述第二气缸“2”处的喷射器的单个喷射器而言，交替具有附加的预喷射425、445的喷射模型，所述喷射模型具有主喷射420、430、435等等或者440、450、455等等。在图4a中所假设的情况中，即所述预喷射量和用于所述校准的zfl应用被正确地设定时，在两个对应于一次完整的凸轮轴转动的喷射模型中，分别得出相同的转速曲线460、465等等或者470、475等等，其中，尤其是在操控该第二气缸“2”时的转速曲线以所示方式对应于其余的转速曲线。因此，在所有气缸“1”至“4”中，基本上产生相同的力矩。因此，当前关于有效频率（nutzfrequenz）“0.5*f_凸轮轴”得出一致的转速曲线，并且从而没有产生转速振荡。以与凸轮轴频率的一半对应的有效频率，比较喷射量和相应产生的力矩，因为这些在在两个喷射模型之间转换时有区别。

与此相对地，图4b中示出了具有主喷射480、490、491等等或者492、494、495等等以及预喷射485、493的喷射情况，其中由于被相对提高的转速496、497得出具有根据双箭头499的总振幅的转速振荡498。

这样的转速振荡498能够有不同的原因。因此，所述预喷射量485、493能够由于相应的喷射器的运行持续时间被偏移，或者为了在obd识别算法的框架内模拟obd废气临界的目的而能够存在对预喷射量的有意的操纵。所述原因也能够是用于根据相应的喷射器的操控持续时间计算待喷射的燃料量的喷射特性场的调整（vertrimmung），或者能够是对应的特性曲线的、用于被相应地研究的喷射器个体的波纹（welligkeit）。

图5现在示出示例性的喷射情况，其中对应于根据本发明的方法同时在四缸bkm的全部四个气缸“1”至“4”处交替所述喷射模型。因此，在已经包括两次凸轮轴转动的区域550中在所有的主喷射515、525、535、545中附加地应用预喷射510、520、530、540，与此相反，在第二次凸轮轴转动中只应用主喷射546、547、548、549，也就是说不应用预喷射。由此，在前一半550中得出在图5的下面部分中示出的被相对提高的转速551、552、553、554，并且因此得出具有相对于图4b被明显增大的总振幅560（其在图4b中的附图标记为499）的转速振荡555。

应当注意的是，图5所示的方法不适用于传统的zfl，在所述传统的zfl中所述预喷射量针对气缸个体地被调准或者校准。更确切地说，在根据本发明的喷射方法中，得出在当前喷射系统中全部喷射器的平均图像。但是，现在在当前被定址地识别多缸故障时，这种平均图像是必需的。

此外，还应当注意的是，一发明通过同时测量全部气缸或者喷射器来显著地缩短用于执行识别算法的持续时间。另一方面，如已经提到的那样，利用所述zfl基于统计分布的、气缸个体的特性曲线波纹原则上能够被实现的识别质量也被显著地改善。因为通过同时测量全部气缸，至少部分减少或者统计上补偿这种故障贡献值。最后，利用所建议的方法实现，将各个气缸的测量信号有利地相加，而在此不增强所述噪声。

图6借助组合的流程图/方框图示出了根据本发明的方法或者设备的实施例。在两条虚线600、605上，在“量—操控持续时间—转化610”的入口处有用于所述主喷射和所述预喷射的额定量qhesoll和qvesoll。这些额定量以已知的方式由（未示出的）基于额定力矩的“转矩—量转化”提供。附加地，在虚线画出的数据路径615上，为下文说明的校正函数zfx620的主喷射提供以凸轮轴频率的一半进行的、被刻上（aufgeprägte）的刺激qvestim以及提供对应的值qhestim。

现在对于两次凸轮轴转动，如图5已经示出的那样，相应地为第一半凸轮轴转动执行具有预喷射以及主喷射的多重喷射，所述预喷射具有操控持续时间tive，所述主喷射具有操控持续时间tihe。在所述实施例中，现在借助于所示出的、例如凸轮轴控制的开关或者转换开关625为了相应地随后的第二半凸轮轴转动只执行具有主喷射的单一喷射，所述主喷射具有操控持续时间tihe。在这种情况下应当注意的是，借助于该开关625的预喷射的、提到的重排仅是示例性的，并且也能够以别的对于相关技术人员来说常见的方式被实现。

提到的“量—操控持续时间—转化610”由值qvestim和qhestim计算出用于所述预喷射和所述主喷射的操控持续时间tive和tihe。然后，在bkm的当前四个气缸的示意性示出的喷射器630处，分别为该预喷射（包括校准函数的、对应的调节干预在内）的操控持续时间施加值tivecorr以及为所述主喷射施加操控持续时间值tihe。借助于所述喷射器630，这些操控值被转化为用于待被喷入的预喷射量的实际值qvephys以及用于待被喷入的主喷射量的实际值qhephys。基于这些实际值，同样只示意性表明的bkm635在运行时以已知的方式产生其（未示出）的曲轴的旋转运动，所述曲轴具有确定的转速n。

现在，对于该曲轴的旋转运动，例如根据通常的曲轴信号检测例如出现的转速振荡的振幅和/或相位。基于能够根据经验被预先给定的、用于所述转速振荡的频率值，以已知的方式如此久地改变该预喷射的操控持续时间，直到对该转速振荡的、被预先给定的频率值的影响被最小化或者被尽可能地调节到零值。然后，由此因此得出用于该预喷射的操控持续时间的对应的校正值。应当注意的是，在此能够代替转速信号以别的已经提到的输入量为基础。

出现的转速振荡的振幅和/或相位在这个实施例中借助于以凸轮轴频率的一半进行的频谱分析640被评估，以及替代地也在不同于作为该振荡的基频的频率时被评估。随后的校正函数zfx620的流程控制计算用于以凸轮轴频率的一半刺激该喷射模型的逻辑信号stvestim，并且从所述相位和/或所述振幅中计算该校正函数zfx620的调节干预tivetrim，也就是说用于补偿假定的喷射器偏移的、对应的调节干预。用于所述预喷射的操控持续时间的调节干预tivetrim和当前值tive在汇合点645处被相加，以便因此为相应的喷射器输送用于该预喷射的操控持续时间的、被校正的值tivecorr。

能够理解的是，本发明的构思不仅能够被用于校准预喷射，还能够被用于校准附加于主喷射也被执行的部分喷射，也就是说例如也被用于后喷射或者类似的。

所说明的方法能够以用于电子控制仪器的控制程序的形式或者以一个或者多个对应的电子控制单元（ecus）的形式被实现，所述电子控制仪器用于控制内燃机。