DE19722316A1

DE19722316A1 - Method of controlling self-igniting internal combustion engine

Info

Publication number: DE19722316A1
Application number: DE1997122316
Authority: DE
Inventors: Manfred Birk; Volker Stuerzl; Dirk Dr Samuelsen; Peter Rupp; Ruediger Dr Fehrmann; Guenter Schoeneck; Markus Jung
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-12-03
Also published as: JPH10331697A; FR2763998A1

Abstract

The method involves defining control parameters for the control and-or regulation of the engine starting from a signal characterising a preferred shaft position. The signal characterising the preferred shaft position is corrected depending on operating parameters and/or for each individual cylinder. The correction is performed depending on at least the load and/or the revolution rate of the engine.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine, in particular one self-igniting internal combustion engine.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der DE-OS 43 39 957 bekannt. Dort wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Abweichung zwischen einem Referenzimpuls und dem oberen Totpunkt der Kurbelwelle ermittelt und bei der Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet wird. Mit der dort beschriebenen Vorgehensweise werden lediglich Toleranzen ausgeglichen, die sich auf alle Zylinder auswirken. Desweiteren treten aufgrund von Torsionsschwingungen der Kurbelwelle Abweichungen des tatsächlichen oberen Totpunktes zu dem erwarteten oberen Totpunkt auf. Diese Abweichungen werden bei einer Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nicht ausgeglichen.Such a method and such an apparatus are out DE-OS 43 39 957 known. There is a procedure described in which the difference between one Reference pulse and the top dead center of the crankshaft determined and in the control of the internal combustion engine is used. With the procedure described there only tolerances are compensated, which affect all Impact cylinder. Furthermore occur due to Torsional vibrations of the crankshaft deviations of the actual top dead center to the expected top dead center Dead center on. These deviations are at a Device according to the state of the art not balanced.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzen den Vorteil, daß auch die Effekte, die auf Torsionsschwingungen beruhen kompensierbar sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Größe, die den oberen Totpunkt anzeigt zylinderindividuell und/oder betriebskenngrößenabhängig korrigiert wird.The inventive method and the inventive Device have the advantage that the effects that can be compensated based on torsional vibrations. This is achieved in that the size that the upper Dead center indicates cylinder-specific and / or is corrected depending on the operating parameters.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient configurations and Further developments of the invention are in the subclaims featured.

drawing

Die Erfindung wird nachstehend in einen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine grobschematische Darstellung der Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der Steuerung der Brennkraftmaschine, Fig. 3 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Korrektur des oberen Totpunktes und Fig. 4 verschiedene über Zeit aufgetragene Signale.The invention is explained below in an embodiment shown in the drawing. In the drawings Fig. 1 is a rough schematic representation of the device for controlling an internal combustion engine, Fig. 2 is a detailed illustration of the control of the internal combustion engine, Fig. 3 is a block diagram of the correction according to the invention the top dead center and Fig. 4 different over time applied signals.

Description of the embodiments

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel einer Dieselbrennkraftmaschine beschrieben. Das beschriebene Verfahren ist aber nicht nur auf die Anwendung bei Dieselbrennkraftmaschinen beschränkt, sie kann auch auf andere Typen von Brennkraftmaschinen übertragen werden. In diesem Fall müssen entsprechende Elemente ausgetauscht werden. So kommt beispielsweise bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dem Zündzeitpunkt eine ähnliche Bedeutung zu, wie dem Einspritzbeginn bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The method according to the invention is described below using the example a diesel engine described. The described However, the process is not just about application Diesel engines are limited, they can also other types of internal combustion engines are transmitted. In In this case, the corresponding elements must be replaced will. For example, comes with spark ignited Internal combustion engines similar to the ignition timing Importance to how the start of injection with auto-igniting Internal combustion engines.

Mit 100 ist in Fig. 1 eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine bezeichnet. An der nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist ein Anlasserzahnkranz 110 angeordnet. Dieser wird von einem Induktivgeber 120 abgetastet. Der Induktivgeber 120 beaufschlagt ein Steuergerät insbesondere ein EDC- Steuergerät 130 mit Signalen. 100 1 is shown in Fig. An internal combustion engine, in particular refers to a diesel internal combustion engine. A starter ring gear 110 is arranged on the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine. This is sensed by an inductive sensor 120 . The inductive transmitter 120 applies signals to a control device, in particular an EDC control device 130 .

Der Brennkraftmaschine wird über eine Kraftstoffpumpe 140 Kraftstoff zugemessen. Die Kraftstoffpumpe wird von einer Pumpenantriebswelle, auf der ein Inkrementrad 150 angeordnet ist, angetrieben. Die Inkremente des Inkrementrades 150 werden von einem Inkrementgeber 160 abgetastet. Der Inkrementgeber 160 beaufschlagt dann das EDC-Steuergerät 130 mit einem entsprechenden Signal.Fuel is metered into the internal combustion engine via a fuel pump 140 . The fuel pump is driven by a pump drive shaft on which an increment wheel 150 is arranged. The increments of the increment wheel 150 are scanned by an increment encoder 160 . The increment encoder 160 then applies a corresponding signal to the EDC control unit 130 .

Die Pumpenantriebswelle 170 wird von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Nockenwelle, bzw. die Pumpenantriebswelle 170 und die Kurbelwelle sind über ein Antriebsmittel 180, insbesondere einen Zahnriemen oder eine Kette, miteinander verbunden. Die Pumpenantriebswelle läßt sich mittels eines Spritzverstellers 190 gegenüber der Nockenwelle 170 verschieben.The pump drive shaft 170 is driven by the camshaft of the internal combustion engine. The camshaft, or the pump drive shaft 170 and the crankshaft are connected to one another via a drive means 180 , in particular a toothed belt or a chain. The pump drive shaft can be moved relative to the camshaft 170 by means of a spray adjuster 190 .

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine magnetventilgesteuerte Verteilerpumpe. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist aber auch bei anderen Zumeßsystemen, wie beispielsweise bei Pumpe-Düse-Systemen oder Common-Rail-Systemen, eingesetzt werden. Bei diesen wird die Funktion des Spritzverstellers von einem Magnetventil übernommen.The exemplary embodiment shown is a solenoid valve controlled distribution pump. The The procedure according to the invention is, however, also for others Metering systems, such as in pump-nozzle systems or common rail systems can be used. With these is the function of the spray adjuster by one Solenoid valve taken over.

Das EDC-Steuergerät 130 beaufschlagt abhängig von den Signalen verschiedener Sensoren, die verschiedene Betriebskenngrößen erfassen, die Kraftstoffpumpe und den Spritzversteller 190 mit Ansteuersignalen. The EDC control unit 130 acts on the fuel pump and the spray adjuster 190 with control signals depending on the signals from various sensors that record different operating parameters.

Diese Einrichtung arbeitet im wesentlichen wie folgt. Ausgehend von verschiedenen Sensorsignalen berechnet das EDC-Steuergerät 130 einen Wert für die eingespritzte Kraftstoffmenge und den Einspritzbeginn. Ausgehend von diesen Werten bestimmt das Steuergerät Ansteuerimpulse zu Ansteuerung des Spritzverstellers 190, der den Einspritzbeginn festlegt. Ferner gibt das Steuergerät 130 Ansteuerimpulse zur Ansteuerung eines Stellers zur Einstellung eines mengenbestimmenden Stellgliedes an der Kraftstoffpumpe 140.This device works essentially as follows. Based on various sensor signals, the EDC control unit 130 calculates a value for the injected fuel quantity and the start of injection. Based on these values, the control unit determines triggering pulses for triggering the injection adjuster 190 , which determines the start of injection. Furthermore, the control unit 130 gives control pulses for controlling an actuator for setting a quantity-determining actuator on the fuel pump 140 .

Der Induktivgeber 120 tastet die Zähne auf dem Anlasserzahnkranz 110 ab. Hieraus erkennt das Steuergerät die Stellung der Kurbelwelle. Bei dem oberen Totpunkt OT der Kurbelwelle handelt es sich um eine bevorzugte Stellung derselben. Um eine optimale Kraftstoffzumessung erzielen zu können, muß der Einspritzbeginn in Bezug auf den oberen Totpunkt der Kurbelwelle erfolgen. Aus diesem Grund ist am Anlasserzahnkranz eine Markierung vorgesehen, die der Induktivgeber erkennt. Der Impuls, der ausgehend von dieser Markierung erzeugt wird, wird üblicherweise als Referenzimpuls R bezeichnet. Aufgrund von Torsionsschwingungen der Kurbel- und/oder der Nockenwelle ergibt sich eine Abweichung zwischen der Lage des Referenzimpulses R und dem tatsächlichen oberen Totpunkt OT der Kurbelwelle.The inductive sensor 120 scans the teeth on the starter ring gear 110 . The control unit recognizes the position of the crankshaft from this. The top dead center TDC of the crankshaft is a preferred position thereof. In order to be able to achieve an optimal fuel metering, the injection must start with respect to the top dead center of the crankshaft. For this reason, a mark is provided on the starter ring gear which the inductive sensor recognizes. The pulse that is generated from this marking is usually referred to as the reference pulse R. Due to torsional vibrations of the crankshaft and / or the camshaft, there is a deviation between the position of the reference pulse R and the actual top dead center OT of the crankshaft.

Um eine genaue Kraftstoffzumessung erzielen zu können, ist diese Abweichung zu berücksichtigen. Es ist deshalb vorgesehen, daß Korrekturwerte ermittelt, in einem Speicher abgelegt und bei der Berechnung der Ansteuersignale berücksichtigt werden. Dabei werden diese Korrekturwerte abhängig von Betriebsbedingungen und für jeden Zylinder in dem Speicher abgelegt. In order to achieve an accurate fuel metering, is to take this deviation into account. It is therefore provided that correction values are determined in a memory filed and in the calculation of the control signals be taken into account. In doing so, these correction values depending on operating conditions and for each cylinder in stored in the memory.

In Fig. 2 ist die Steuerung 130 detaillierter dargestellt. Bereits in Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Das Steuergerät 130 verarbeitet die Ausgangssignale des Induktivgebers 120, der auch als Drehzahlgeber bezeichnet werden kann, der in diesem Ausführungsbeispiel Zähne des Anlasserzahnkranzes abtastet. Desweiteren verarbeitet die Steuerung 130 des Ausgangssignal eines Fahrpedalstellungsgebers 225, der ein Signal FP liefert, daß dem Fahrerwunsch entspricht.The controller 130 is shown in more detail in FIG. 2. Elements already described in FIG. 1 are designated with corresponding reference symbols. The control unit 130 processes the output signals of the inductive sensor 120 , which can also be referred to as a speed sensor, which in this exemplary embodiment scans teeth of the starter ring gear. Furthermore, the controller 130 processes the output signal of an accelerator pedal position sensor 225 , which supplies a signal FP that corresponds to the driver's request.

Ein Geber 230 liefert den Referenzimpuls R bzw. ein Signal OT, das den oberen Totpunkt eines Zylinders anzeigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieses Signal von einem Segmentrad 231 bereitgestellt. Das Segmentrad 231 ist vorzugsweise an der Kurbelwelle oder an der Nockenwelle angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, daß auch ein Inkrementrad verwendet wird, wobei dieses eine hervorgehobene Markierung und/oder eine Lücke oder mehrere Lücken aufweist, die als Referenzimpuls vom Geber 230 interpretiert werden.An encoder 230 supplies the reference pulse R or a signal OT, which indicates the top dead center of a cylinder. In the exemplary embodiment shown, this signal is provided by a segment wheel 231 . The segment wheel 231 is preferably arranged on the crankshaft or on the camshaft. It can be provided that an increment wheel is also used, this having a highlighted marking and / or a gap or a plurality of gaps which are interpreted as a reference pulse by the encoder 230 .

Eine Einspritzsteuerung 215 beaufschlagt die Kraftstoffpumpe 140 mit Ansteuersignalen, die den Einspritzbeginn, das Einspritzende und/oder die Einspritzmenge festlegen. So verarbeitet die Einspritzsteuerung 215 neben weiteren Signalen insbesondere das Drehzahlsignal N und das Fahrerwunschsignal FP, sowie das Ausgangssignal einer Korrekturstufe 235. Die Korrekturstufe 235 verarbeitet den Referenzimpuls R und das Ausgangssignal eines Kennfeldes 240 dem als Eingangssignal die Drehzahl N ein Signal bezüglich der eingespritzten Kraftstoffmenge QK und/oder des Fahrerwunsches FP zugeleitet wird.An injection controller 215 applies control signals to the fuel pump 140 , which determine the start of injection, the end of injection and / or the injection quantity. In addition to other signals, the injection controller 215 processes in particular the speed signal N and the driver's request signal FP, as well as the output signal of a correction stage 235 . The correction stage 235 processes the reference pulse R and the output signal of a characteristic diagram 240, to which the speed N is fed as an input signal, a signal relating to the injected fuel quantity QK and / or the driver's request FP.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Die Steuerung der Einspritzung erfolgt von der Einspritzsteuerung 215 abhängig von verschiedenen Betriebsgrößen wie insbesondere der Drehzahl N und dem Fahrerwunsch FP. Ausgehend von diesen Größen und ggf. weiteren Betriebskenngrößen wie Temperaturwerten, berechnet die Einspritzsteuerung 215 die einzuspritzende Kraftstoffmenge QK und den Einspritzbeginn. Der Einspritzbeginn wird in der Regel als Winkelstellung ausgehend von dem oberen Totpunkt OT vorgegeben.This facility now works as follows. The injection control 215 controls the injection depending on various operating variables such as, in particular, the speed N and the driver's request FP. The injection controller 215 calculates the fuel quantity QK to be injected and the start of injection on the basis of these variables and possibly further operating parameters such as temperature values. The start of injection is generally specified as an angular position starting from top dead center OT.

Daher kommt dem Referenzimpuls R bei der exakten Steuerung der Einspritzung eine große Bedeutung zu. Üblicherweise ist vorgesehen, daß eine oder zwei Markierungen auf der Kurbelwelle oder der Nockenwelle angebracht sind, die als Referenzimpuls R interpretiert werden.This is why the reference pulse R comes with the exact control injection is of great importance. Usually is provided that one or two marks on the Crankshaft or the camshaft are attached, which as Reference pulse R can be interpreted.

Ausgehend von dem Referenzimpuls R wird für jeden Zylinder ein Signal OTi das den oberen Totpunkt des jeweiligen Zylinders anzeigt bestimmt. Hierzu wird für jeden Zylinder zu der Winkelstellung bei der Referenzimpuls R auftritt jeweils ein fester Wert hinzu addiert. So ergeben sich ausgehend von einem Referenzimpuls R die Impulse OTi, die die oberen Totpunkte der einzelnen Zylinder kennzeichnen.Starting from the reference pulse R for each cylinder a signal OTi that the top dead center of each Cylinder indicates determined. This is done for each cylinder to the angular position at the reference pulse R occurs each added a fixed value. So arise starting from a reference pulse R, the pulses OTi, the mark the top dead centers of the individual cylinders.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sensor 230 für jeden Zylinder ein Referenzimpuls R und damit ein Signal Oti bereitstellt, das den oberen Totpunkt anzeigt.It is particularly advantageous if the sensor 230 provides a reference pulse R and thus a signal Oti for each cylinder, which indicates the top dead center.

Diese Impulse sind in Fig. 4 dargestellt. Über der Winkelstellung der Kurbelwelle in Grad Kurbelwellenwinkel ist mit zwei senkrechten Linien jeweils ein Referenzimpuls R markiert. Die beiden Referenzimpulse R haben einen Abstand von 180° Kurbelwellenwinkel. Desweiteren sind die erwarteten oberen Totpunkte OTi, die ausgehend von den Referenzimpulsen bestimmt werden mit senkrechten durchgezogenen Linien markiert. Diese erwarteten oberen Totpunkte der einzelnen Zylinder sind mit OT1, OT3, OT4 und OT2 bezeichnet. These pulses are shown in Fig. 4. A reference pulse R is marked with two vertical lines above the angular position of the crankshaft in degrees crankshaft angle. The two reference pulses R are at a distance of 180 ° crankshaft angles. Furthermore, the expected top dead centers OTi, which are determined on the basis of the reference pulses, are marked with vertical solid lines. These expected top dead centers of the individual cylinders are designated OT1, OT3, OT4 and OT2.

Aufgrund von Toleranzen und von Torsionsschwingungen der Kurbelwelle befindet sich der tatsächliche obere Totpunkt bei den mit gestrichelten Linien markierten Positionen, die mit OT1', OT3', OT4', OT2' bezeichnet sind.Due to tolerances and torsional vibrations Crankshaft is the actual top dead center for the positions marked with dashed lines, the are designated with OT1 ', OT3', OT4 ', OT2'.

Die Abweichungen zwischen den erwarteten Positionen OTi und dem tatsächlichen oberen Totpunkten OTI' sind jeweils mit ΔOti bezeichnet. Diese Abweichungen zwischen tatsächlichen und dem erwarteten oberen Totpunkt sind in dem Kennfeld 240 abgespeichert. Erfindungsgemäß sind diese Werte für jeden Zylinder abhängig von Betriebskenngrößen abgespeichert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Werte abhängig von der Drehzahl N und dem Lastzustand der Brennkraftmaschine abgespeichert sind, da diese beiden Größen den größten Einfluß auf die Torsionsschwingungen besitzen. Als Lastsignal kann zum einen die eingespritzte Kraftstoffmenge QK und/oder das Fahrerwunschsignal FP verwendet werden. Das einzuspritzende Kraftstoffmengensignal QK liegt im Steuergerät vor und wird von der Einspritzsteuerung 215 bereitgestellt.The deviations between the expected positions OTi and the actual top dead center OTI 'are each designated ΔOti. These deviations between the actual and the expected top dead center are stored in the characteristic diagram 240 . According to the invention, these values are stored for each cylinder depending on the operating parameters. It is particularly advantageous if these values are stored as a function of the speed N and the load state of the internal combustion engine, since these two variables have the greatest influence on the torsional vibrations. The injected fuel quantity QK and / or the driver's desired signal FP can be used as the load signal. The fuel quantity signal QK to be injected is present in the control unit and is provided by the injection controller 215 .

Ausgehend von diesen Größen wird aus dem Kennfeld 240 für jeden Zylinder der Korrekturwert ΔOTi ausgelesen. Mit diesem Wert wird dann der erwartete Wert für den OTi korrigiert. Der so korrigierte Wert für den oberen Totpunkt wird der Einspritzsteuerung 215 zur Steuerung der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt.Based on these variables, the correction value ΔOTi is read out from the characteristic diagram 240 for each cylinder. This value is then used to correct the expected value for the OTi. The value for top dead center corrected in this way is made available to the injection controller 215 for controlling the internal combustion engine.

Die Korrektur 235 ist in Fig. 3 detaillierter dargestellt. Bereits in Fig. 2 und Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. In dem Kennfeld 240 sind die Korrekturwerte ΔOTi abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK der Drehzahl N und dem jeweiligen Zylinder, in den die Einspritzung erfolgen soll, abgelegt. Mit diesen Werten wird im Verknüpfungspunkt 220 der erwartete Wert von dem oberen Totpunkt OTi korrigiert.The correction 235 is shown in more detail in FIG. 3. Already in Fig. 2 and Fig. Described elements 1 are denoted by corresponding reference numerals. In the map 240, the correction values ΔOTi depending on the amount of fuel QK are the speed N and the respective cylinder, is to take place in the injection stored. With these values, the expected value of the top dead center OTi is corrected in node 220th

Vorzugsweise erfolgt eine additive Verknüpfung der beiden Signale. Am Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes wird der korrigierte Wert für den oberen Totpunkt OTI' zur Verfügung. Dieser Wert wird der Einspritzsteuerung 215 zugeleitet.The two signals are preferably combined. The corrected value for top dead center OTI 'is available at the output signal of the connection point. This value is fed to the injection control 215 .

Claims

1. A method for controlling an internal combustion engine, particularly a compression-ignition internal combustion engine, wherein the control variables for controlling and / or regulating the internal combustion engine can be predetermined on the basis that characterizes a preferred position of a shaft of a signal, characterized in that an operating characteristic dependent and / or cylinder-individual correction of the Signal is provided that characterizes the preferred position of a wave.

2. The method according to claim 1, characterized in that the correction depends on at least the load and / or the Speed of the internal combustion engine takes place.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for correction in a map Correction values are stored.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is the preferred Position of the shaft around the top dead center of a cylinder acts.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control variables the Injection of fuel, especially the Injection time, control and / or regulate.

6. Device for controlling an internal combustion engine in particular a self-igniting internal combustion engine, the starting from a signal that is a preferred position characterized a wave, control variables for controlling the Internal combustion engine specifies, characterized in that Means are provided that are dependent on the operating parameters and / or cylinder-specific correction of the signal perform the preferred position of a shaft characterized.