Einspritzregelung Funktion

Funktionsvoraussetzungen

 Kl. 87 EIN

 Kl. 61 EIN

Allgemein

Der Motor erhält vom Steuergerät CDI (N3/28) die jeweils benötigte Kraftstoffmenge zugeteilt. Das Steuergerät CDI berechnet kennfeldabhängig Einspritzzeit und Raildruck auf Basis folgender Sensoren und Signale:

– Motorölstandsensor (B40/6)

– Motoröltemperatursensor (B40/9)

– Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/12), für die angesaugte Luftmasse

– Temperaturfühler Ansaugluft (B2/12b1) (bei Typ 906) bzw. Temperaturfühler Ansaugluft (B2/8b1) (bei Typ 639)

– Raildrucksensor (B4/16)

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– Ladedrucksensor (B5/6)

– Temperaturfühler Kühlmittel (B11/17)

– Temperaturfühler Ladeluft (B17/13)

– Kurbelwellensensor (L5/10), Motordrehzahl

– Fahrpedalmodul (B37/3) (bei Typ 906) bzw. Fahrpedalmodul (B37/4) (bei Typ 639), Motorlastanforderung Fahrer

– Temperaturfühler Kraftstoff (B50/5)

– Lambdasonde (B85/2), zur Regelung der Haupteinspritzmengenkorrektur

– Temperaturfühler vor Abgasturbolader (B16/13), zur Regelung der Volllast

– Differenzdrucksensor Dieselpartikelfilter (B28/18), für den Beladungszustand des Dieselpartikelfilters (DPF)

– Temperaturfühler vor Dieselpartikelfilter (B19/17), zur Regelung der Abgasnachbehandlung

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– Klopfsensor 1 (A16/5) und Klopfsensor 2 (A16/6), Nullmengenkalibrierung

– Atmosphärendrucksensor im Steuergerät CDI, Atmosphärenluftdruck für Höhenadaption

– Temperaturfühler Außenluft (B14), zur Erfassung der Umgebungstemperatur

Funktionsablauf

Die Einspritzregelung ist in folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Raildruckregelung

 Funktionsablauf Voreinspritzung

 Funktionsablauf Haupteinspritzung

 Funktionsablauf Nacheinspritzung

 Funktionsablauf Einspritzmengenkorrektur

Funktionsablauf Raildruckregelung

Die Raildruckregelung unterteilt sich in folgende Regelstrategien:

 Druckregelventil (Y74/5)-Regelung

 Mengenregelventil (Y94/3)-Regelung

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Druckregelventil-Regelung

Der Raildruck wird durch das Druckregelventil nach jedem Motorstart geregelt. Das Mengenregelventil ist hierbei unbestromt und somit voll geöffnet, so dass die maximale Kraftstoffmenge zur Hochdruckpumpe (M41/3) befördert wird.

Die Druckregelventil-Regelung erfolgt unter folgenden Bedingungen:

– Nach jedem Motorstart im Leerlauf bis zu einer Kraftstofftemperatur von 10 °C, bei steigender Kraftstofftemperatur

– Nach jedem Motorstart im Leerlauf ab einer Kraftstofftemperatur von 5 °C, bei fallender Kraftstofftemperatur

 Durch die Druckregelventil-Regelung wird der kalte Kraftstoff schnell erwärmt, indem der Kraftstoff mit hohem Druck durch einen geringen Spalt im Druckregelventil strömt. Im extremen Fahrbetrieb kann die Kraftstofftemperatur bis zu 150 °C betragen.

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Mengenregelventil-Regelung

Der Raildruck wird durch das Mengenregelventil geregelt, sobald folgende Bedingungen vorliegen:

– Kraftstofftemperatur > 10 °C

– Raildruckanforderung einmalig > 310 bar (z. B. Gasstoß oder Anfahren)

Das Druckregelventil ist dabei gesteuert geschlossen und hat somit eine Zuhaltefunktion.

 Der Vorteil der Mengenregelventil-Regelung besteht darin, dass die Hochdruckpumpe nur den Kraftstoff verdichten muss, den das Mengenregelventil situationsbedingt zur Hochdruckpumpe durchlässt. Somit wird die Hochdruckpumpe entlastet und der Kraftstoffverbrauch reduziert.

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 Nach dem Abstellen des Motors herrscht im Hochdruckregelkreis ein Restdruck von ca. 50 bis 80 bar. Deshalb darf das Hochdrucksystem aus Sicherheitsgründen erst nach erfolgtem Druckabbau geöffnet werden.

Funktionsablauf Voreinspritzung

Ziel der Voreinspritzung ist es, das Verbrennungsgeräusch und die Abgasemission zu reduzieren. Dies wird dadurch erreicht, dass vor der eigentlichen Haupteinspritzung bis zu 2-mal eingespritzt wird und dadurch die Verbrennung weicher abläuft.

Der Ansteuerbeginn folgender Injektoren wird bei der Voreinspritzung vom Steuergerät CDI lastabhängig berechnet:

– Injektor Zylinder 1 (Y76/14)

– Injektor Zylinder 2 (Y76/15)

– Injektor Zylinder 3 (Y76/16)

– Injektor Zylinder 4 (Y76/17)

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Ferner werden der letzte Ansteuerbeginn der Haupteinspritzung und die von der Batterie (G1) übermittelte Bordnetzspannung berücksichtigt.

Die Voreinspritzung wird vom Steuergerät CDI nicht veranlasst, wenn einer der folgenden Zustände vorliegt:

– Der Zeitpunkt der Voreinspritzung ist überschritten

– Die berechnete Voreinspritzmenge ist zu gering

– Die erfasste Motordrehzahl ist zu hoch

– Die Haupteinspritzmenge ist zu gering

– Der Motor wird abgestellt

Funktionsablauf Haupteinspritzung

Die Haupteinspritzung erfolgt im Anschluss an die Voreinspritzung und dient der Leistungs- und Drehmomenterzeugung. Die Haupteinspritzung ist durch den Ansteuerbeginn (Einspritzzeitpunkt) und die Ansteuerdauer (Einspritzdauer) gesteuert.

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Die Haupteinspritzung für die Kraftstoffinjektoren wird vom Steuergerät CDI nicht veranlasst, wenn einer der folgenden Zustände vorliegt:

– Volllasteinspritzmengenbegrenzung ist aktiv (Motordrehzahl > 4500/min)

– Die Kraftstofftemperaturgrenze ist überschritten

– Der Raildruck ist zu gering

– Der Motor befindet sich im Schubbetrieb

– Ein externer Eingriff in die Mengenregelung liegt vor, z. B. durch das Elektronische Stabilitäts-Programm (ESP®)

– Der Motor wird abgestellt

Funktionsablauf Nacheinspritzung

Die Nacheinspritzung dient dazu, die Abgastemperatur zu erhöhen, den Umwandlungsprozess der Abgasbestandteile im Oxidationskatalysator und die DPF-Regeneration zu unterstützen. Dazu wird der Beladungszustand des DPF mit Hilfe des Differenzdrucksensors Dieselpartikelfilter erfasst.

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Durch die 2. Nacheinspritzung wird die Abgastemperatur weiter erhöht und der Regenerationsvorgang ausgelöst. Die Rußpartikel im Abgas werden nachträglich verbrannt.

Die Nacheinspritzung wird vom Steuergerät CDI nicht veranlasst, wenn einer der folgenden Zustände vorliegt:

– Der Zeitpunkt der Voreinspritzung ist überschritten

– Die erfasste Motordrehzahl ist zu hoch

– Die berechnete Nacheinspritzmenge ist zu gering

– Die Haupteinspritzmenge ist zu gering

– Der Raildruck ist zu gering

– Der Motor wird abgestellt

Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Einspritzmengenkorrektur

 Motordrehzahl zwischen 1000/min bis 2600/min (Schubbetrieb oder normaler Fahrbetrieb)

 Motoröltemperatur größer als 80 °C

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Funktionsablauf Einspritzmengenkorrektur

Die Einspritzmengenkorrektur unterteilt sich in 2 Teilbereiche:

 Nullmengenkalibrierung

 Haupteinspritzmengenkorrektur

Nullmengenkalibrierung

Aufgrund der möglichen Reibung beim Öffnen und Schließen der Kraftstoffinjektoren ergibt sich über die Laufzeit eine geänderte Einspritzmenge. Diese geänderte Einspritzmenge kann durch eine Anpassung der Ansteuerdauer (Nullmengenkalibrierung) korrigiert werden. Die Nullmengenkalibrierung erfolgt mit Hilfe des Klopfsensors 1 und des Klopfsensors 2.

Während des normalen Motorbetriebs oder im Schubbetrieb wird in definierten Zeitabständen zylinderselektiv eine Piloteinspritzmenge kalibriert. Die Piloteinspritzmenge regt den Motor mit einer bestimmten Frequenz zu Schwingungen an, die durch den Klopfsensor 1 und den Klopfsensor 2 erfasst wird.

Zur Kalibrierung der Einspritzmenge wird so lange die Ansteuerdauer erhöht, bis das Steuergerät CDI ein Signal über den Klopfsensor 1 und den Klopfsensor 2 empfängt.

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Diese Ansteuerdauer entspricht einer definierten Einspritzmenge. Die Differenz zwischen der neuen und der nominalen Ansteuerdauer wird zur Einspritzmengenkorrektur genutzt.

Haupteinspritzmengenkorrektur

Bei dieser Funktion wird die Haupteinspritzmenge mit Hilfe der Lambdasonde korrigiert.

Dabei wird die Einspritzmenge so lange verändert, bis der im Steuergerät CDI hinterlegte Lambda-Sollwert erreicht wird.

Damit sich die Emissionswerte durch Toleranzen der Kraftstoffinjektoren und des Heißfilm-Luftmassenmessers nicht verschlechtern, verändert das Steuergerät CDI über den Abgasrückführsteller (Y27/15) die Abgasrückführung (AGR)-Rate. Über die Lambdasonde wird der Restsauerstoffgehalt überwacht.