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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
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Ein
solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Regelung einer
Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der
DE 42 42 252 A1 bekannt. Dort
wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Kraftstoffzumesseinrichtung,
insbesondere für
eine Diesel-Brennkraftmaschine beschrieben. Dort ist vorgesehen,
dass ein sog. Spritzversteller, der die Förderrate der Kraftstoffzumessung
beeinflusst, angesteuert wird. Hierzu gibt ein Motorsteuergerät ein Signal
vor, das den gewünschten
Förderbeginn
bezogen auf die Kurbelwelle angibt. Eine zweite Steuereinheit steuert
dann das Stellelement abhängig
von der Winkelstellung der Nockenwelle an.
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Solange
jeder Winkelstellung der Kurbelwelle eine bestimmte Winkelstellung
der Nockenwelle zugeordnet werden kann, ergibt sich mit dieser Art der
Ansteuerung eine exakte Kraftstoffzumessung. In bestimmten Betriebszuständen ist
dies nicht möglich, da
aufgrund der relativ losen Kopplung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle
Schwingungen zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle auftreten. Aufgrund dieser
Schwingungen besteht keine feste Beziehung zwischen der Winkelstellung
der Kurbelwelle und der Nockenwelle, dadurch ergibt sich bei der
Einrichtung gemäß dem Stand
der Technik eine Ungenauigkeit bei der Kraftstoffzumessung.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer
Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine der eingangs
genannten Art die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung, insbesondere
die Einstellung des Förderbeginns
zu verbessern. Insbesondere soll der Effekt der losen Kopplung zwischen
der Kurbelwelle und der Nockenwelle kompensiert werden. Diese Aufgabe wird
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
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Des
weiteren ist aus der
DE
43 08 541 A1 ein Regler zur Ansteuerung eines Spritzverstellers
bekannt.
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Aus
der
DE 44 25 295 A1 ist
ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer
magnetventilgesteuerten Verteilereinspritzpumpe bekannt. Dabei wird
wahlweise die Ansteuerdauer des Magnetventils mittels eines Pumpenkennfeldes bestimmt
oder die Sollkraftstoffmenge unmittelbar als Ansteuerdauer verwendet.
Weder die Problematik, dass eine bestimmte Winkelstellung der Nockenwelle nicht
einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle zugeordnet werden
kann, noch deren Problemlösung
ist in der gesamten Schrift angesprochen.
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Ferner
sind aus der
DE 40
04 110 A1 und der
DE
42 04 091 A1 Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung
einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe bekannt. Bei diesen
wird die Problemstellung gelöst
dass zur Umrechnung zwischen Winkel und Zeitpunkt die Momentandrehzahl
während
der Zumessung erforderlich ist, diese aber erst nach der Zumessung
zur Verfügung
steht.
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Vorteile der Erfindung
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Vorteilhafte
und zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen erläutert. Es
zeigen 1 grob schematisch die erfindungsgemäße Kraftstoffzumesseinrichtung, 2 ein
Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Spritzbeginnreglers, 3 verschiedene über der
Zeit aufgetragene Signale, 4 ein Blockdiagramm einer weiteren
Ausgestaltung und 5 ein Blockdiagramm der verbesserten
Struktur der 2.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
grob schematisch die erfindungsgemäße Kraftstoffzumesseinrichtung
dargestellt. Die Kraftstoffpumpe 100 besteht aus verschiedenen Komponenten
und ist im Bereich einer Brennkraftmaschine 90 angeordnet.
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In
einem Niederdruckteil 110 befindet sich der Kraftstoff
unter relativ niederem Druck, der durch eine nicht dargestellte
Kraftstoff-Förderpumpe
aufrechterhalten wird.
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Über ein
Magnetventil 115 gelangt der Kraftstoff in einen Hochdruckteil 120.
Der Hochdruckteil wird über
einen Förderbeginnversteller 125 von
einem Antrieb 130 angetrieben. Im Hochdruckteil 120 wird
der Kraftstoff auf den für
die Einspritzung erforderlichen Druck verdichtet.
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Mittels
eines Sensors 135 wird die Drehzahl des Antriebs 130 erfasst.
Diese Drehzahl entspricht im wesentlichen der Nockenwellendrehzahl.
Der Sensor 135 tastet die Markierungen auf einem Inkrementrad 136 ab,
das auf der Nockenwelle der Brennkraftmaschine bzw. auf der Pumpenantriebswelle 130 angeordnet
ist. Die Pumpenantriebswelle 130 wird mittels eines Antriebs 137,
der gestrichelt eingezeichnet ist, von der Kurbellwelle 152 der
Brennkraftmaschine angetrieben. Als Antrieb wird vorzugsweise ein
Zahnriemen eingesetzt. An der Kurbelwelle ist ein Segmentrad 156 angeordnet,
dessen Markierungen von einem Sensor 155 abgetastet werden.
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Das
Ausgangssignal des Drehzahlsensors 135 gelangt zu einer
Pumpensteuereinheit 140. Diese Pumpensteuereinheit 140 beaufschlagt
das Magnetventil 115 sowie den Förderbeginnversteller 125 mit
Ansteuersignalen.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Pumpensteuereinheit
aus zwei getrennt angeordneten Komponenten. Die eigentliche Pumpensteuereinheit 140 steht
dann über
entsprechende Verbindungsmittel 142 mit einer Motorsteuereinheit 150 sowie
mit den verschiedenen Sensoren und eventuell weiteren Steuereinheiten
in Verbindung. Als Verbindungsmittel 142 werden vorzugsweise
BUS-Systeme eingesetzt.
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Die
Motorsteuerung verarbeitet in diesem Fall die motorspezifischen
Parameter und gibt über die
Verbindungsmittel 142 entsprechende Signale an die Pumpensteuerung 140 ab.
Diese Motorsteuereinheit 150 beaufschlagt die Pumpensteuereinheit 140 über die
Verbindungsmittel mit entsprechenden Signalen. So wird beispielsweise
die Winkelstellung der Nockenwelle und/oder der Kurbelwelle bei
der die Kraftstoffförderung
beginnen soll als digitale Größe übertragen.
Weitere vorzugsweise digitale Signale geben die gewünschte Fördermenge
sowie den gewünschten
Förderbeginnwinkel
bezogen auf die Nockenwelle an.
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Die
Pumpensteuerung setzt diese vorzugsweise digitalen Signale in entsprechende
Ansteuersignale, zur Beaufschlagung des Magnetventils 115 und
des Förderbeginnverstellers 125,
um. Ferner wird ein Signal R übertragen,
das eine bevorzugte Stellung der Kurbelwelle kennzeichnet.
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Sensoren 145,
die mit der Pumpensteuereinheit verbunden sind, erfassen pumpenspezifische Daten,
wie zum Beispiel die Stellung der Antriebswelle 130 der
Pumpe. Mittels der Sensoren 152 werden die motorspezifischen
Daten sowie weitere Betriebsparamter wie Temperatur und Druckwerte
erfasst und der Motorsteuereinheit 150 zugeleitet und von dieser
verarbeitet. Ein Fahrpedalstellungsgeber 160 liefert ein
Signal an die Motorsteuereinheit, das den Fahrerwunsch angibt.
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Die
mechanischen Komponenten der Kraftstoffpumpe
110 entsprechen
im wesentlichen den Komponenten der in
1 der
DE 35 40 313 A1 beschriebenen
Kraftstoffpumpe.
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Die
Arbeitsweise dieser Einrichtung in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Pumpensteuereinheit
ist aber eine andere. Durch Ansteuerung des Magnetventils 115 wird
bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
sowohl der Förderbeginn
als auch das Förderende
festgelegt. Diese Größen werden
von der Pumpensteuerung auf die Winkelstellung der Nockenwelle bezogen.
Das Magnetventil 115 kann auch als erstes Stellmittel zur
Festlegung des Förderbeginns
und des Förderendes
bezeichnet werden. Der Förderbeginnversteller 125,
der beim Stand der Technik zur Einstellung des Förderbeginns dient, wird hier
zur Verschiebung der Pumpenantriebswelle gegenüber der Kurbelwelle eingesetzt.
Der Förderbeginnversteller 125 wird
auch als zweites Stellmittel bezeichnet.
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Um
eine schadstoffarme Verbrennung und einen guten Wirkungsgrad zu
erzielen, muss der Einspritzbeginn abhängig von verschiedenen Betriebszuständen bei
einer bestimmten Stellung der Kurbelwelle erfolgen. Ein entsprechendes
Signal übergibt die
Motorsteuerung 150 an die Pumpensteuerung 140.
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In 2 ist
grob schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines
Blockdiagramms dargestellt. Mit 90 ist eine Brennkraftmaschine
bezeichnet, die von der Kraftstoffpumpe 100 Kraftstoffzugemessen
bekommt. Mittels einer Spritzverstelleransteuerung 125 kann
ein Spritzversteller in der Pumpe zur Einstellung des Förderbeginns
bzw. des Einspritzbeginns des Kraftstoffs angesteuert werden.
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Über einen
ersten Schalter 225 gelangt ein Ausgangssignal P eines
Reglers 230 zu der Spritzverstelleransteuerung 125.
Dem Regler 230 wird über
einen zweiten Schalter 235 ein Ausgangssignal D eines Verknüpfungspunktes 240 zugeleitet.
An dem einen Eingang des Verknüpfungspunktes 240 liegt
das Ausgangssignal SBD eines Verknüpfungspunktes 245.
Zu diesem Verknüpfungspunkt 245 gelangt
das Ausgangssignal SBI eines Nadelbewegungsfühlers 205, der vorzugsweise
an der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Ausgangssignal SBS
einer Sollwertvorgabe 250 liegt am zweiten Eingang des
Additionspunkts 245 an.
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Mittels
des ersten Schalters 225 lässt sich die Spritzverstelleransteuerung 220 alternativ
mit einem Ausgangssignal PMAX einer Maximalwertvorgabe 232 oder
einem Ausgangssignal PMIN einer Minimalwertvorgabe 234 beaufschlagen.
Mittels des zweiten Schalters 235 lässt sich der Regler mit einem Ausgangssignal
eines Initialisierungsmoduls 265 beaufschlagen.
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Am
zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 240 liegt über einen
dritten Schalter 262 ein Ausgangssignal SBIM eines Modells 260 an.
Das Modell 260 wird zumindestens mit dem Ausgangssignals SBI
des Nadelbewegungsfühlers 205 und
der aktuellen Stellgröße PI beaufschlagt.
Im einfachsten Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei dem Modell um ein PT1-Glied bzw. um einen Integrator.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mittels eines Beobachters
bzw. eines mehr oder weniger umfangreichen Rechenprogramms das Modell
realisiert wird.
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Das
Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 245 gelangt
ferner zu dem Initialisierungsmodul 265 sowie über einen
vierten Schalter 275 zu einem Schaltmodul 270.
Mittels des Schalters 275 kann das Schaltmodul wahlweise
auch mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 240 beaufschlagt
werden. Das Schaltmodul 270 beaufschlagt die Schalter 235 und 225 mit
entsprechenden Ansteuersignalen.
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Üblicherweise
befinden sich die Schalter in der, mit einer durchgezogenen Linie
eingezeichneten, Position. In diesem Fall arbeitet die Einrichtung wie
folgt. Ausgehend von dem Vergleich zwischen dem Sollwert SBS, der
von Sollwertvorgabe 250 vorgebbar ist, und dem Istwert
SBI für
den Einspritzbeginn bestimmt der Regler 230 ein Signal
P zur Beaufschlagung der Spritzverstelleransteuerung 125.
Der Regler 230 weist vorzugsweise PI-Verhalten auf. Die Erfindung
ist aber nicht nur auf Regler mit PI-Verhalten beschränkt. Sie kann auch bei Systemen
mit Reglern verwendet werden, die ein anderes Verhalten aufweisen.
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Bei
dem Signal P handelt es sich um einen Verstellwinkel. Dieser Verstellwinkel
wird durch die Spritzverstelleransteuerung vorzugsweise durch Ansteuerung
eines Magnetventils mit einem Tastverhältnis realisiert. Mittels dieses
Magnetventil ist der Druck in dem Spritzversteller beeinflussbar.
Abhängig
von dem Druck nimmt der Spritzversteller eine bestimmte Position
ein. Je nach Position des Spritzverstellers beginnt die Einspritzung
zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Der genaue Zeitpunkt des Beginns der
Einspritzung lässt
sich beispielsweise mittels eines so genannten Nadelbewegungsfühlers 205 erfassen.
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Dieser
so erfasste Istwert SBI bezüglich
des Einspritzbeginns wird mit dem Sollwert SBS verglichen und dem
Regler zugeführt.
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Treten
große
Regelabweichungen auf, dies ist insbesondere dann der Fall, wenn
sich der Sollwert SBS stark ändert,
so benötigt
der Spritzversteller eine gewisse Zeit, bis er den neuen Sollwert
erreicht hat. Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass die Regelabweichung SBD dem Schaltmodul 270 zugeführt wird.
Erkennt das Schaltmodul dass die Regelabweichung SBD größer als
ein oberer Schwellwert bzw. kleiner als ein unterer Schwellwert ist,
so wird der zweite Schalter 235 in seine gestrichelte Position überführt.
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Je
nachdem, ob die Regelabweichung unter einen unteren Schwellwert
abfällt
oder über
einen oberen Schwellwert ansteigt, wird der Schalter 225 in seine
obere oder in seine untere Stellung geschaltet. In diesem Fall wird
die Spritzverstelleransteuerung 220 mit einem Maximalwert
PMAX bzw. mit einem Minimalwert PMIN beaufschlagt. Dies hat zur
Folge, dass der Spritzversteller und damit auch der Istwert sehr
schnell seinen neuen Wert einnimmt. Liegt die Regelabweichung SBD
außerhalb
eines durch zwei Werte definierten Bereichs, so wird der Regler
abgeschaltet und ein Maximalwert bzw. ein Minimalwert für die Stellgröße vorgegeben.
Liegt die Regelabweichung innerhalb des definierten Bereichs, ist
der Regler 230 aktiv.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass
mehrere Bereiche definiert sind. In diesem Fall ist es möglich, dass
in den unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Werte gewählt werden.
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Beim
Abschalten des Reglers, dies bedeutet beim Öffnen der Schalter 235 und 225,
wird der I-Anteil des Reglers eingefroren. Dies bedeutet, dass die Ausgangsgröße P des
Reglers abgespeichert wird. Beim Wiedereinschalten des Reglers,
das heißt wenn
der Schalter 225 wieder in seine mit einer durchgezogenen
Linie bezeichneten Position übergeht,
wird der Schalter 235 erst etwas verzögert in seine ursprüngliche
Position zurückgeführt.
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Anstelle
des Reglers 200 kann auch ein üblicher Regler mit vorzugsweise
PID-Verhalten eingesetzt werden. In dieser Ausführungsform wird dem Regler
als Eingangsgröße das Ausgangssignal
des Verknüpfungspunkts 245 zugeführt.
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In 3 sind
verschiedene Größen über der Zeit
bzw. über
der Winkelstellung der Kurbelwelle aufgetragen.
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Im
folgenden werden verschiedene Signale und Größen wie folgt bezeichnet. Mit
FB wird der Förderbeginn
bezeichnet, dies ist der Zeitpunkt, ab dem die Kraftstoffförderung
möglich
ist. Dieser Zeitpunkt kann beispielsweise anhand der Reaktion des
Magnetventilstroms erkannt werden. Der Zeitpunkt, bei dem der Förderbeginn
erfolgt, wird mit TFB und die Winkelstellung der Kurbelwelle beim
Förderbeginn wird
mit WFB bezeichnet.
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Der
Spritzbeginn wird mit SB bezeichnet. Hierbei handelt es sich um
den Zeitpunkt, bei dem die Einspritzung in die Brennkraftmaschine
tatsächlich beginnt. Üblicherweise
wird diese Größe von dem Nadelbewegungsfühler bereitgestellt.
Der Zeitpunkt, zu dem der Spritzbeginn SB eintritt, wird mit TSB
und die entsprechende Winkelstellung der Kurbelwelle mit WSB bezeichnet.
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Der
obere Totpunkt ist mit OT bezeichnet. Der Zeitpunkt, zu dem die
Kurbelwelle ihren oberen Totpunkt erreicht, wird mit TOT und die
Winkelstellung mit WOT bezeichnet.
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Pro
Zylinder ist auf dem Impulsrad, das vom Sensor 155 abgetastet
wird, ein Referenzimpuls R vorgesehen. Der Zeitpunkt, zu dem der
Referenzimpuls R auftritt, wird mit TREF und die entsprechende Winkelstellung
der Kurbelwelle mit WREF bezeichnet.
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Der
Abstand zwischen dem Referenzimpuls R und dem oberen Totpunkt OT
wird als Zeitgröße mit ΔTREF und
als Winkelgröße mit ΔWREF bezeichnet. Der
Abstand zwi schen dem oberen Totpunkt OT und dem Spritzbeginn SB
wird als Winkelgröße mit Δ WSB und
als Zeitgröße mit ΔTSB bezeichnet.
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Der
Abstand zwischen dem Förderbeginn
FB und dem Spritzbeginn SB, der der Wellenlaufzeit entspricht, wird
als Winkelgröße ΔWWL und als
Zeitgröße ΔTWL bezeichnet.
Die Wellenlaufzeit ΔWWL
ist derjenige Winkel, um den sich die Kurbelwelle zwischen dem Förderbeginn
und dem Spritzbeginn dreht. Sie ist ein Maß für den Abstand zwischen dem Förderbeginn
und dem tatsächlichen
Einspritzbeginn.
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Der
Abstand zwischen dem Referenzimpuls R und dem Förderbeginn ist als Zeitgröße mit dem Wert ΔTFB und als
Winkelgröße als ΔWFB bezeichnet.
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Die
Winkelgrößen W und
die Zeitgrößen T können ineinander
umgerechnet werden. Hierbei gilt die Beziehung T
= W·6·N
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Hierbei
ist N die Drehzahl der Welle (Kurbelwelle, Nockenwelle oder Pumpenantriebswelle)
auf die die Größe bezogen
ist.
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Problematisch
ist nun, dass die Pumpensteuerung die verschiedenen Größen lediglich
bezogen auf die Nockenwelle berechnen kann. Nur beim Auftreten des
Referenzimpulses R, der von der Motorsteuerung zur Pumpensteuerung übertragen
wird, ist in der Pumpensteuerung die Position der Kurbelwelle bekannt.
Bei einer starren, definierten Kopplung zwischen Kurbelwelle und
Nockenwelle ergibt sich kein Fehler. Bei einer losen nicht definierten Kopplung
der Kurbelwelle und der Nockenwelle besteht kein fester Zusammenhang
zwischen Winkelgrößen die
auf die Nockenwelle bzw. auf die Kurbelwelle bezogen sind. Dieser
Fehler lässt
sich wie im folgenden beschrieben kompensieren.
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4 zeigt
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform,
bei der der Fehler dadurch verkleinert wird, dass die Ansteuersignale
nicht auf die Nockenwelle, sondern auf die Kurbelwelle bezogen werden. Das
Ausgangssignal ΔWSBS
eines Spritzbeginnkennfeldes 250, das die Signale verschiedener
Sensoren 251 verarbeitet, gelangt zu einem Verknüpfungspunkt 305,
an dessen zweiten Eingang eine Winkelgröße ΔWREF anliegt, die von einem
Block 310 vorgegeben wird. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 305 gelangt
zu einem weiteren Verknüpfungspunkt 315,
an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal ΔWWL eines Wellenlaufzeitkennfeldes 320 anliegt.
Als Eingangsgröße für das Wellenlaufzeitkennfeld 320 dienen
die Signale der Sensoren 321. Dies sind bei spielsweise
Signale die die einzuspritzende Kraftstoffmenge, den Förderbeginn,
die Drehzahl und Temperaturwerte kennzeichnen.
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Das
Ausgangssignal ΔWFBS
des Verknüpfungspunktes 315 gelangt
zu einem weiteren Verknüpfungspunkt 325 an
dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal NKW eines Blockes 330 anliegt,
der als Eingangsgröße das Ausgangssignal
des Sensors 155 verarbeitet. Das Ausgangssignal ΔTFBS des Verknüpfungspunktes 325 gelangt
zu einem Vergleichspunkt 335, an dessen zweiten Eingang
das Ausgangssignal ΔTFBI
eines weiteren Vergleichspunktes 340 anliegt. Dem Verknüpfungspunkt 340 wird
mit negativen Vorzeichen das Ausgangssignal TFBI eine BIP-Erkennung 345 und
mit positivem Vorzeichen das Signal TREF, das den Zeitpunkt des
Referenzimpulses anzeigt, zugeführt.
Das Ausgangssignal des Vergleichspunktes 335 gelangt zu
einem Regler 300, der den Spritzversteller 125 ansteuert. Beispielsweise
kann der Regler 300 dem in 2 dargestellten
Regler 200 entsprechen.
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In
denn Kennfeld 250 sind abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen eine
Winkelgröße für den Sollwert
des Einspritzbeginns ΔWSBS
als Winkelgröße bezogen
auf die Kurbelwelle abgelegt. Dieser Sollwert ist beispielsweise
abhängig
von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, der Drehzahl, Temperatur
und Druckwerten abgelegt. Der Sollwert ΔWSBS gibt den Differenzwinkel
zwischen dem gewünschten
Spritzbeginn und dem oberen Totpunkt OT an.
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Im
Block 310 ist die Winkelstellung ΔWREF bezogen auf den oberen
Totpunkt OT der Kurbelwelle bei Auftreten des Referenzimpulses R
abgelegt. Durch verknüpfen
des Signals ΔWREF
und des Signals ΔWSBS
im Verknüpfungspunkt 305 und
durch verknüpfen
mit der Wellenlaufzeit ΔWWL
im Verknüpfungspunkt 315 ergibt
sich am Ausgang des Verknüpfungspunktes 315 die
Größe ΔWFBS, die
den Abstand zwischen dem Referenzimpuls R und dem Förderbeginn
FB als Winkelgröße bezogen
auf die Kurbelwelle angibt. Die Größe ΔWFBS entspricht der Zeitgröße für den Sollwert
des Förderbeginns.
Mittels der Wellenlaufzeit ΔWWL
wird der Sollwert für
den Spritzbeginn in einen Sollwert für den Förderbeginn umgerechnet.
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Ausgehend
von den Signalen des Sensors 155 berechnet der Block 330 die
Drehzahl NKW der Kurbelwelle. Im Verknüpfungspunkt 325 wird
mittels der Kurbelwellendrehzahl die Winkelgröße ΔWFBS für den Sollwert in die Zeitgröße ΔTFBS für den Sollwert
umgerechnet. Diese Größe wird
mit Verknüpfungspunkt 335 als
Sollwert dem Regler 300 zugeleitet.
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Am
zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 335 liegt
das Ausgangssignal ΔTFBI
des Verknüpfungspunktes 340 an.
An dessen einen Eingang liegt das Signal TFBI, das den Zeitpunkt
des tatsächlichen
Förderbeginns
angibt und an dessen zweiten Eingang liegt das Signal TREF, das
den Zeitpunkt des Referenzimpulses angibt. Der Verknüpfungspunkt
vergleicht die beiden Größen miteinander
und stellt an seinem Ausgang das Signal ΔTFBI zur Verfügung. Das
Signal TFBI wird von der BIP-Erkennung 345 bereitgestellt.
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Als
Referenzwert TREF dient das Ausgangssignal des Kurbelwellendrehzahlsensors 155.
Das Signal, das den tatsächlichen
Förderbeginn
TFBI als Zeitgröße angibt,
wird von der BIP-Erkennung bereitgestellt. Die BIP_Erkennung bestimmt
den Zeitpunkt, bei dem das Magnetventil die Stellung erreicht, bei der
die Kraftstoffzumessung beginnt. Dies ist beispielsweise durch die
Auswertung des Verlaufs des durch das Magnetventil fließenden Stroms
möglich. Das
Signal TFBI entspricht dem Istwert des Förderbeginns als Zeitgröße.
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Am
Ausgang des Verknüpfungspunktes 340 liegt
das Signal ΔTFBI,
das den tatsächlichen
zeitlichen Abstand zwischen dem Referenzimpuls R und den tatsächlichen
Förderbeginn
FB angibt. Im Punkt 335 werden der Sollwert ΔTFBS und
der Istwert ΔTFBI
für den
Abstand zwischen dem Förderbeginn und
dem Referenzwert R miteinander verglichen und deren Regelabweichung
dem Regler 300 zugeführt, der
abhängig
von dem Vergleichssignal zwischen dem tatsächlichen Förderbeginn (Istwert des Förderbeginns)
und dem gewünschten
Förderbeginn
(Sollwert des Förderbeginns)
den Spritzversteller 125 entsprechend ansteuert.
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Erfindungsgemäß wird bei
dieser Ausführungsform
der Sollwert für
den Förderbeginn
und der Istwert für
den Förderbeginn
als Zeitgröße relativ
zu einer Kurbelwellen-synchronen Referenz R bestimmt. Die Abweichung
zwischen dem Istwert ΔTFBI
und dem Sollwert ΔTFBS
wird als Regelabweichung direkt dem Regler 300 für den Spritzversteller
zugeführt.
Vorzugsweise wird als Regler 300 ein Regler mit wenigstens
PI-Verhalten eingesetzt.
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Entsprechend
können
die Soll- und Istwerte anstelle der Kurbelwellen-synchronen Referenz
auch auf eine Zeit-synchrone Referenz bezogen werden.
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In 5 ist
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Verschiedene
Sensoren 402 beaufschlagen ein Kennfeld 400 mit
Signalen. Das Kennfeld 400 beaufschlagt einen Verknüpfungspunkt 405 mit
einem Signal WFBS. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 405 liegt
das Ausgangssignal eines Verknüpfungspunktes 410,
an des sen Eingang das Ausgangssignal des Blockes 330 liegt,
der ein Drehzahlsignal des Sensors 155 verarbeitet. Am zweiten
Eingang des Verknüpfungspunktes 410 liegt das
Ausgangssignal eines Verknüpfungspunktes 415 an
dessen erstem Eingang mit negativen Vorzeichen das Ausgangssignal
des Verknüpfungspunktes 340 anliegt.
Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 415 liegt
mit positivem Vorzeichen das Ausgangssignal des Blockes 420 an.
Der Block 420 verarbeitet das Signal WFBS des Kennfeldes 400 sowie
das Ausgangssignal des Blockes 330.
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Diese
Einrichtung arbeitet nun wie folgt. In dem Kennfeld 400 ist
abhängig
von verschiedenen Betriebskenngrößen, wie
beispielsweise der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, verschiedenen
Temperatur und/oder Druckwerten und der Drehzahl der Sollwert für den Förderbeginn
als Winkelgröße WFBS
abgelegt.
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Im
Verknüpfungspunkt 340 wird
die Zeitdifferenz ΔTFBI
zwischen dem Zeitpunkt TREF des Auftretens des Referenzimpulses
R und dem Zeitpunkt TFBI des tatsächlichen Förderbeginns, entsprechend wie
in 4 bestimmt. Diese Größe entspricht dem zeitlichen
Abstand zwischen dem Auftreten des Referenzimpulses R und dem tatsächlichen
Förderbeginn,
der beispielsweise mittels der BIP-Erkennung ermittelbar ist.
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Ausgehend
von der Differenz zwischen der Winkelgrößen WFBS für den Sollwert für den Förderbeginn,
die dem Kennfeld 400 entnommen wird, und der bekannten
Winkelstellung der Kurbelwelle WREF bei Auftreten des Referenzimpulses
R ergibt sich eine Winkelgröße, die
mittels der Drehzahl NKW im Block 420 in die Zeitgröße ΔTFBS umgerechnet
wird. Diese Größe gibt
den gewünschten
zeitlichen Abstand zwischen dem Förderbeginn FB und dem Referenzimpuls
R an. Die Größe ΔTFBI wird
im Vergleichspunkt 415 mit der Größe ΔTFBS verglichen. Am Ausgang
des Verknüpfungspunktes 415 liegt
die zeitliche Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert für die Zeitdauer
zwischen dem Förderbeginn
und dem Referenzimpuls R an. Ausgehend von der Abweichung zwischen
dem Zeitpunkt TFBI, bei dem der tatsächliche Förderbeginn vorliegt und der
Zeitgröße ΔTFBS für den Sollwert
des Förderbeginns,
ist eine Korrekturgröße vorgebbar,
die die Abweichung zwischen Winkelgrößen, die auf die Nockenwelle
bezogen sind, und Winkelgrößen, die
auf die Kurbelwelle bezogen sind, berücksichtigt.
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Diese
Zeitgröße wird
im Verknüpfungspunkt 410 mittels
der Drehzahl, die vom Block 330 bereitgestellt wird, in
eine entsprechende Winkelgröße umgerechnet.
Die Ausgangsgröße des Verknüpfungspunktes 410 ist
ein Maß für die Abweichung
des Kurbelwellenwinkels vom Nockenwellenwinkel. Um dieses Vergleichssignal
wird der Sollwert WFBS für
den Förderbeginn
korrigiert. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 405 wird dem
Verknüpfungspunkt 245 in 2,
zur Korrektur des Ausgangssignals des Kennfeldes 250, zugeleitet.
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Erfindungsgemäß wird der
Soll- und der Istzeitpunkt des Förderbeginns
relativ zur kurbelwellensynchronen Referenzmarke R bestimmt. Diese
Abweichung wird als Korrekturgröße dem Spritzverstellerlageregler
gemäß 2 aufgeschaltet.