CH671608A5

CH671608A5 -

Info

Publication number: CH671608A5
Application number: CH4426/86A
Authority: CH
Inventors: Arthur Prof Mischke; Wilhelm Wagner; Friedrich Scherer
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1985-11-16
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1989-09-15
Also published as: US4756292A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung des Förderbeginns an einem Spritzversteller einer Einspritzpumpe einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch die DE-PS 3 151 889 ist ein Brennstoffeinspritzsystem an einer Brennkraftmaschine bekannt, das von einer einen Mikroprozessor umfassenden Steuereinheit beeinflussbar ist. Der Steuereinheit werden als beeinflussende Faktoren der Brennkraftmaschine, die Temperatur der Ladeluft, der Zünddruck und die Brennkraftmaschinen-Drehzahl zugeführt. Anhand der Faktoren ist eine mögliche Späterlegung des Einspritzbeginns ermittelbar. Durch eine Betätigung eines 3A-Wegeventils, ist der der Brennkraftmaschine zuzuführende Brennstoff in einen Brennstoffspeicher einleitbar, aufgrund dessen eine zeitliche Späterlegung des Einspritzbeginns realisierbar ist. Der Druckschrift ist jedoch hinsichtlich der Charakteristik und des Einsatzes der Förderbeginn-Verstellung kein Hinweis zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Geräusch-Emission einer Brennkraftmaschine während des Instationärzustandes durch eine Beeinflussung der Verbrennungsabläufe zu senken.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch eine Beeinflussung des Brennstoffeinspritzsystems während des Instationärbetriebs der Brennkraftmaschine eine Zunahme der Geräusch-Emission vermeidbar ist. Somit kann eine die Brennkraftmaschine umgebende Kapsel zur Dämpfung der Geräusch-Emission mit einer geringeren Wandstärke versehen werden, ohne dass die Emission verschlechtert wird. Darüber hinaus erfährt die Geräuschkapsel eine Gewichtsreduzierung, die bei der heutigen Leichtbauweise von Kraftfahrzeugen in allen Bereichen angestrebt wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung in drei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit Nebenaggregaten und einer einen Mikroprozessor umfassenden Steuereinheit,

Fig. 2 den Verlauf einer Rückführung des Förderbeginns, schematisch dargestellt,

Fig. 3 ein in zwei Bereiche unterteilter Verlauf der Rückführung des Förderbeginns, schematisch dargestellt, und

Fig. 4 ein Programmablaufplan nach dem der Mikroprozessor der Steuereinheit eine Verstellung des Förderbeginns ermittelt.

Eine in der Fig. 1 mit 1 bezeichnete Brennkraftmaschine umfasst einen Brennstoff-Filter 2, eine Brennstoff-Förder-pumpe 3, eine Einspritzpumpe 4, einen Spritzversteller 5 und einen Regler 6. Den nicht dargestellten Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 sind Einspritzdüsen 7-11 zugeordnet, die durch Brennstoffleitungen 12-16 mit der Einspritzpumpe 4 in Wirkverbindung stehen. Der nicht gezeigten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 ist ein oberer Totpunkt-Messfühler 17 und ein die Kurbelwellendrehzahl erfassender Messfühler 18 zugeordnet. Der Messfühler 17 ist mit einer signalübertragenden Leitung 19 und der Messfühler 18 mit einer signalübertragenden Leitung 20 mit einer Steuereinheit 21 verbunden. Die Steuereinheit 21 umfasst einen Mikroprozessor. Mit einem dem Spritzversteller 5 zugeordneten Messfühler 22 ist der Förderbeginn erfassbar. Eine signalübertragende Leitung 23 verbindet den Messfühler 22 mit der Steuereinheit 21. Mit einem dem Regler 6 zugeordneten Messfühler 24 ist der Regelstangenweg erfassbar. Eine signalübertragende Leitung 25 verbindet den Messfühler 24 mit der Steuereinheit 21. Eine Leitung 27 verbindet die Steuereinheit 21 mit einer Spannungsquelle 26. Ein hilfs-kraftbetätigbarer dem Spritzversteller zugeordneter nicht gezeigter Stellantrieb steht mit der Steuereinheit 21 über eine Steuerleitung 28 in Wirkverbindung.

In der Fig. 2 ist in einem Diagramm ein Verlauf der Rückführung des Förderbeginn-Verstellwinkels schematisch dargestellt. Die graphische Darstellung der Funktion erfolgt in einem kartesischen Koordinatensystem 30. Auf der Abzisse

31 ist die Zeit in Sekunden aufgetragen und auf der Ordinate

32 der Förderbeginn-Verstellwinkel in Kurbelwellen-Grad (kw °). Zum Zeitpunkt to ist ein Förderbeginn-Verstellwinkel von 20 ° KW eingestellt. Im Zeitpunkt t2 erfolgt eine Beschleunigungseinleitung. Der Förderbeginn wird um 10 ° KW in Richtung «Spät» verstellt. Während eines Korrekturzeitraumes t2 - t3 von 9 Sekunden erfolgt eine Rückführung der Förderbeginn-Verstellung. Zum Zeitpunkt t3 erreicht der Verlauf der Kurve 33, mit der die Rückführung erfolgt, einen statischen Förderbeginn-Verstellwinkel, der aufgrund der eingestellten Drehzahl zur Anwendung kommt. Die Kurve

33 beschreibende Funktion umfasst einen Exponentialteil exp ~ lA mit einer Zeitkonstante t, die Vi des Wertes des Zeit-

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intervalles t2 — t3 annimmt, und t ist der momentane Wert des Zeitintervalles t2 — t3. In einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltung kann der Korrekturzeitraum t2 — t3 auch 18 Sekunden lang sein. Die Zeitdauer für den Korrekturzeitraum t2 — t3 beträgt für Brennkraftmaschinen mit kleinen Brennräumen etwa 2 Sekunden. Mit zunehmender Brenn-raumgrösse erstreckt sich der Korrekturzeitraum t2 — t3 bis zu einer Zeitdauer von etwa 30 Sekunden.

In der Fig. 3 ist in einem Diagramm ein in zwei Bereiche unterteilte Verlauf des Förderbeginn-Verstellwinkels schematisch dargestellt. Die graphische Darstellung der Kurve 34 erfolgt in einem kartesischen Koordinatensystem 35. Auf der Abzisse 36 ist die Zeit in Sekunden aufgetragen und auf der Ordinate 37 der Förderbeginn-Verstellwinkel in Kurbelwellen-Grad (kw °). Zum Zeitpunkt to ist ein Förderbeginn-Verstellwinkel z. B. von 20 ° KW eingestellt. Zum Zeitpunkt ti erfolgt eine Beschleunigungseinleitung. Der Förderbeginn wird um 6 ° Kurbelwellen-Winkel in Richtung «Spät» verstellt. Diese Vollverstellung wird für ca. 3 Sekunden bis zum Zeitpunkt t2 beibehalten. Vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 erfolgt ausgehend von der Vollverstellung eine Rückführung des Förderbeginn-Verstellwinkels. Die Rückführung erfolgt nach einer Funktion mit einem Exponentialanteil exp " l/r, mit t als Zeitkonstante, die Vi des Wertes des Zeitintervalles t2 - t3 annimmt und t ist der momentane Wert des Zeitintervalles t2 - t3. Nach Ablauf des Zeitintervalles t2 - t3 von 18 Sekunden erreicht die Kurve 34 zum Zeitpunkt t3 den statischen Förderbeginn-Verstellwinkel, der aufgrund der eingestellten Drehzahl zur Anwendung kommt. Das Zeitintervall t2 -13 beträgt 21 Sekunden, mit dem ersten 3 Sekunden dauernden Zeitabschnitt mit einem konstanten in Richtung «Spät» verstellten Förderbeginn und einem zweiten Zeitabschnitt t2 — t3 mit 18 Sekunden.

Ein Programmablaufplan 40, gemäss Fig. 4, umfasst eine Grenzstelle 41, einen Eingabeblock 42, einen Ausgabeblock 43, Verzweigungsblöcke 44,45 und Operationsblöcke 46,47, die mit Flusslinien 48-50 verbunden sind. Dem Eingabeblock 42 werden die von Messfühlern 17,18,22 und 24 erfas-sten und den Brennkraftmaschinenbetrieb beeinflussende Faktoren zugeführt. Anhand der Daten ist ermittelbar, ob die gewünschte Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine grösser ist als die momentan von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung. Im Verzweigungsblock 44 wird überprüft, ob eine Laständerung von einem unteren Lastbereich in einen oberen Lastbereich vorliegt. Bei einer Laständerung von dem unteren Lastbereich in den oberen Lastbereich

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erfolgt eine Verzweigung zum Operationsblock 47, ansonsten zum Operationsblock 46. Das Ausgangssignal des Operationsblocks 46 ist ein aus einem Kennfeldspeicher ausgelesener statischer Förderbeginn-Verstellwinkel, der als Funktion der Kurbelwellendrehzahl der Brennkraftmaschine und des Regelstangenweges aus dem Kennfeldspeicher auslesbar ist und dem Verzweigungsblock 45 zugeführt wird. Der momentan eingestellte Förderbeginn-Verstellwinkel wird mit dem augenblicklich aus dem Operationsblock 46 zugeführten Förderbeginn-Verstellwinkel im Verzweigungsblock 45 verglichen. Besteht eine Abweichung vom momentan eingestellten zum augenblicklich aus dem Operationsblock 46 zugeführten Förderbeginn-Verstellwinkel, so erfolgt eine Verzweigung zum Ausgabeblock 43, der den Stellantrieb entsprechend des einzustellenden Förderbeginn-Verstellwinkels aktiviert. Sind die Förderbeginn-Verstellwinkel gleich, so erfolgt eine Verzweigung zum Eingabeblock 42.

Bei einer Verzweigung vom Verzweigungsblock 44 zum Operationsblock 47 wird in diesem ein dynamischer Förderbeginn-Verstellwinkel ermittelt.

Dazu wird aus dem Kennfeldspeicher ein als Funktion der Kurbelwellendrehzahl der Brennkraftmaschine und des Regelstangenweges statischer Förderbeginn-Verstellwinkel ausgelesen. Ein aus einem Festwertspeicher in Abhängigkeit der Regelstangenwegänderung und der Kurbelwellendrehzahl auslesbarer Förderbeginn Korrektur-Verstellwinkel wird von dem statischen Förderbeginn-Verstellwinkel subtrahiert. Der so ermittelte dynamische Forderbéginn-Ver-stellwinkel wird über der Verzweigungsstelle 45 dem Ausgabeblock 43 für den Stellantrieb zugeführt. Mit der Auslese des Korrektur-Verstellwinkels aus dem Festwertspeicher erhält man darüber hinaus noch die Information über die zeitliche Dauer des Korrekturzeitraums für die dynamische Förderbeginn-Verstellung. Die Rücknahme des Korrektur-Förderbeginn-Verstellwinkels erfolgt nach der Funktion FBk(o = FBk • exp_tAmit

FBk(i) ... der einzustellende Förderbeginn-Verstellwinkel in Grad Kurbelwellen-Winkel

FBk ... Korrektur-Förderbeginn-Verstellwinkel in Grad Kurbelwellen-Winkel

-r... Zeitkonstante, mit einem Wert, der einen drittel des Wertes des Zeitintervalles t2 -13 annimmt,

t... ist der momentane Wert des Zeitintervalles t2 -13.

Nach Ablauf der Zeit t, für die zeitliche Dauer der dynamischen Förderbeginn-Verstellung, ist der statische Förderbeginn-Verstellwinkel eingestellt.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zur Einstellung des Förderbeginns am Spritzversteller einer Einspritzpumpe einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine für den Antrieb eines Fahrzeuges mittels einer elektronischen Steuereinheit, die in Abhängigkeit des aus den Betriebsparametern Brennkraftmaschinen-Drehzahl, Regelstangenweg und Kurbelwellenstellungssignal ermittelten Lastzustandes der Brennkraftmaschine den Förderbeginn in Richtung «Früh» oder «Spät» einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Änderung einer über eine vorgegebene Zeitdauer anliegenden Brennkraftmaschinen-Last von einem unteren Lastbereich in einen oberen Lastbereich, der Förderbeginn von der Steuereinheit (21) zunächst in Richtung «Spät» verstellt und darauffolgend auf einen dem veränderten Lastzustand zugeordneten Förderbeginn zeitlich verzögert nachgeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlich verzögerte Nachführung des Förderbeginns linear ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der zeitlich verzögerten Nachführung mit einer Kurve beschreibbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurve eine Exponentialfunktion mit dem Exponenten ~ 'A ist, wobei -r gleich Vi des Zeitinter-valles t2 — t3 und t der momentane Wert des Zeitintervalles t2 —13 ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlich verzögerte Nachführung des Förderbeginns in einem Zeitintervall ti — t3 von 2 bis 30 Sekunden erfolgt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Steuereinheit (21) eingestellte Förderbeginn «Spät» innerhalb eines ersten Zeitabschnittes ti -12 von etwa 10 Sekunden konstant bleibt, der darauffolgend in einem zweiten Zeitabschnitt t2 —13 entsprechend der Exponentialfunktion auf den Förderbeginn des veränderten Lastzustandes eingestellt wird.