DE19860398B4 - Method and device for controlling the fuel metering in an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung wobei eine Einspritzung in wenigstens eine. erste Teileinspritzung und eine zweite Teileinspritzung aufteilbar ist, wobei bei einer ersten Winkelstellung einer Kurbel- und/oder einer Nockenwelle erste Größen, die zur Steuerung der ersten Teileinspritzung dienen, und bei einer zweiten Winkelstellung zweite Größen, die zur Steuerung der zweiten Teileinspritzung dienen, bestimmt werden, wobei die Größen wenigstens einen Beginn und/oder eine Dauer der Einspritzung bestimmen, wobei die ersten Größen zur Steuerung der nächsten Einspritzung verwendet werden und eine der zweiten Größen, die den Beginn der Einspritzung bestimmt, zur Steuerung der übernächsten Einspritzung verwendet wird.Method for controlling the fuel metering in an internal combustion engine with high-pressure injection, wherein an injection into at least one. the first partial injection and a second partial injection can be split, with first variables, which serve to control the first partial injection, and second variables, which serve to control the second partial injection, to be determined in a first angular position of a crankshaft and / or a camshaft with the variables determining at least a start and / or a duration of the injection, the first variables being used to control the next injection and one of the second variables determining the start of injection being used to control the next but one injection.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and a device for controlling the fuel metering in a Internal combustion engine.
Aus der
Aus der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung die Berechnung der Größen zur Steuerung der Einspritzung dergestalt auszuführen, dass die Größen rechtzeitig vor der Einspritzung vorliegen, dass die berechneten Größen möglichst aktuell sind und dass frühere Größen nicht durch eine spätere Berechnung beeinflusst werden. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmale gelöst.The invention is based on the object a method and a device for controlling the fuel metering the calculation of the sizes for Control the injection so that the sizes are timely before the injection exist that the calculated quantities if possible are current and that earlier Don't size through a later one Calculation can be influenced. This task is carried out in the independent claims mentioned Features solved.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Refinements and training the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es
zeigen
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments
In
Der Sensor
Ausgehend von den verschiedenen Betriebskenngrößen berechnet
die Steuerung
Bei dem Steller
Die eigentliche Einspritzung ist häufig in mehrere Teileinspritzungen aufgeteilt. Vorzugsweise wird pro Verbrennungszyklus in einen Zylinder eine kleine Voreinspritzmenge und eine größere Haupteinspritzung durchgeführt. Neben einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung können noch weitere Teileinspritzungen vorgesehen sein. So kann beispielsweise noch eine Nacheinspritzung vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, daß die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und/oder die Nacheinspritzung jeweils in mehrere Voreinspritzungen, Haupteinspritzungen und/oder die Nacheinspritzungen aufgeteilt werden.The actual injection is often divided into several partial injections. A small pre-injection quantity and a larger main injection are preferably carried out in a cylinder per combustion cycle. In addition to a pre-injection and a main injection, further partial injections can also be provided. For example, post-injection can also be provided. It is also possible that the pre-injection tion, the main injection and / or the post-injection can each be divided into several pre-injections, main injections and / or the post-injections.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise kann aber auch auf andere Teileinspritzungen angewendet werden. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist anwendbar, wenn eine erste und eine zweite Teileinspritzung durchgeführt wird. Im Folgenden wird die erste Teileinspritzung als Voreinspritzung und die zweite Teileinspritzung als Haupteinspritzung bezeichnet.The procedure according to the invention is as follows described using the example of pre-injection and main injection. The procedure according to the invention can also be applied to other partial injections. The procedure according to the invention is applicable when a first and a second partial injection is carried out. In the following, the first partial injection is called the pre-injection and the second partial injection is referred to as the main injection.
Um eine optimale Verbrennung erzielen zu können, müssen die Teileinspritzungen eine bestimmte Lage zum oberen Totpunkt des jeweiligen Zylinders aufweisen. Insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen muß der Ansteuerbeginn sowohl der Voreinspritzung als auch der Haupteinspritzung exakt vorgegeben werden. Die Voreinspritzung wird in dem Bereich von ca. 95° vor dem oberen Totpunkt und die Haupteinspritzung 25° vor dem oberen Totpunkt ausgelöst.To achieve optimal combustion to be able have to the partial injections a certain position to the top dead center of the have respective cylinders. Especially with diesel engines must the Start of control of both the pilot injection and the main injection be specified exactly. The pilot injection is in the area of approx. 95 ° top dead center and main injection triggered 25 ° before top dead center.
In die Berechnung den Ansteuerbeginn sowohl für die Vorals auch für die Haupteinspritzung sind die Einspritzmenge QK und die mittlere Motordrehzahl N erforderlich. Die Berechnung der Ansteuerdauer sowohl der Vor- als auch der Haupteinspritzung erfordert die Einspritzmenge QK und den aktuellen Einspritzdruck P.In the calculation the start of driving as well as the Vorals also for the main injection is the injection quantity QK and the middle one Engine speed N required. Calculating the drive duration both the pre-injection as well as the main injection requires the injection quantity QK and the current injection pressure P.
Die Motordrehzahl N bleibt in dem Zeitraum zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung im wesentlichen konstant. Die Einspritzmenge QK kann sich innerhalb dieser Zeit deutlich ändern. Insbesondere bei sogenannten Common-Rail-Systemen, bei der der Kraftstoffdruck dem Druck in dem sogenannten Rail entspricht, besitzt der Kraftstoffdruck P eine sehr hohe Dynamik. Es muß daher von einer beträchtlichen Änderung dieser Größe zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung ausgegangen werden.The engine speed N remains in the Period between the pre-injection and the main injection essentially constant. The injection quantity QK can vary within change significantly this time. In particular in so-called common rail systems, where the fuel pressure corresponds to the pressure in the so-called rail, the fuel pressure P has a very high dynamic. It must therefore of a significant change this size between the pre-injection and the main injection.
Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung an unterschiedlichen Zeitpunkten berechnet werden. Es sind winkelsynchrone Interrupts vorgesehen, die jeweils bei einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle und/oder der Nockenwelle auftreten. Der Interrupt, der die Berechnung der Größen für die Voreinspritzung auslöst, erfolgt vorzugsweise 168° vor dem oberen Totpunkt und der Interrupt, der die Berechnung der Größen für die Haupteinspritzung auslöst, erfolgt 78° vor dem oberen Totpunkt.For this reason, it is necessary that the pilot injection and the main injection is calculated at different times become. Angular synchronous interrupts are provided, each at a certain angular position of the crankshaft and / or the camshaft occur. The interrupt that is used to calculate the sizes for the pre-injection triggers, is preferably 168 ° before top dead center and the interrupt, which is the calculation of the sizes for the main injection triggers, takes place 78 ° forward top dead center.
Die verbrennungstechnische Bedeutung der Voreinspritzung liegt darin, den Brennraum für die nachfolgende Haupteinspritzung vorzukonditionieren. Es ist daher nicht so sehr die absolute Lage bezogen auf die Stellung der Kurbel- und/oder Nockenwelle, sondern vielmehr die relative Lage der Voreinspritzung in Bezug auf die Haupteinspritzung von Bedeutung. Dieser Forderung wird dadurch Rechnung getragen, daß der Abstand zwischen dem Ansteuerbeginn der Voreinspritzung und dem Ansteuerbeginn der Haupteinspritzung aus einem Kennfeld ausgelesen wird. D.h. der Ansteuerbeginn ABVE der Voreinspritzung ergibt sich gemäß der folgenden Formel.The importance of combustion the pre-injection is the combustion chamber for the subsequent main injection precondition. So it's not so much the absolute location based on the position of the crankshaft and / or camshaft, but rather the relative position of the pilot injection with respect to the Main injection of importance. This requirement is met by that the Distance between the start of the pilot injection and the Start of control of the main injection read from a map becomes. That the control start ABVE of the pre-injection results according to the following Formula.
Dabei entspricht die Größe ABHE dem Ansteuerbeginn der Haupteinspritzung und die Größe ABVR dem Abstand zwischen dem Ansteuerbeginn für die Vor- und die Haupteinspritzung.The size corresponds to ABHE the start of control of the main injection and the size ABVR the distance between the start of control for the pre-injection and the main injection.
Problematisch ist, daß bei der Berechnung der Voreinspritzung für einen Einspritzvorgang der Ansteuerbeginn ABHE für diese Haupteinspritzung noch nicht berechnet ist. Wird anschließend mit neuen Betriebsbedingungen der Ansteuerbeginn der Haupteinspritzung berechnet, so kann dieser neuberechnete Wert für den Beginn der Haupteinspritzung ABHE deutlich von dem vorangegangen Wert, der zur Berechnung der Voreinspritzung verwendet wurde, abweichen. Dies kann unter ungünstigen Bedingungen dazu führen, daß Haupteinspritzung und Voreinspritzung einen zu großen oder einen deutlich zu kleinen Abstand besitzen.The problem is that with the Pre-injection calculation for an injection process of the start of actuation ABHE for this main injection is not calculated. Will then with new operating conditions the start of actuation of the main injection is calculated, this can recalculated value for the beginning of the main injection ABHE clearly preceded that The value used to calculate the pilot injection deviate. This can be unfavorable Conditions cause that main injection and pilot injection one too big or one too small Distance.
In
Darunter sind mit nach oben weisenden Pfeilen die Zeitpunkte gekennzeichnet, bei denen die Interrupts auftreten, die jeweils die Berechnung der Größen für die Vor- und die Haupteinspritzung auslösen. In der Zeile darunter sind die Zeiträume markiert, in denen die Voreinspritzungen in den ersten Zylinder und in den zweiten Zylinder auftreten können. Mit VE(K-1) ist der mögliche Zeitraum für die Voreinspritzung in den K-1 ten und mit VE2 in den k ten Zylinder bezeichnet.Below are those with upward pointing Arrows marked the times at which the interrupts occur, each calculating the sizes for the pre-injection and the main injection trigger. The periods in which the Pre-injections in the first cylinder and in the second cylinder may occur. With VE (K-1) is the possible one Period for the pre-injection in the K-1 th and with VE2 in the k th cylinder designated.
In der darunter liegenden Zeile sind entsprechend der mögliche Zeitraum für die Haupteinspritzung HE(K-1) des K-1 ten und der Zeitraum für die Haupteinspritzung HE(K) für den K ten Zylinder gekennzeichnet. In der untersten Zeile sind die Bereiche angegeben, in denen die Größen zur Steuerung der Einspritzung berechnet werden.In the line below are according to the possible Period for the main injection HE (K-1) of the K-1 th and the period for the main injection HE (K) for marked the K th cylinder. In the bottom line are Ranges specified in which the sizes to control the injection be calculated.
Die zeitliche Trennung der beiden Berechnungen ist nicht möglich, da insbesondere die Ansteuerdauer möglichst aktuell berechnet werden soll. Desweiteren liegt zu Beginn der Berechnung für die K- te Haupteinspritzung HE(K) der Ansteuerbeginn ABVE(K) für die k -te Voreinspritzung VE(K) bereits fest, bzw. das Ansteuersignal wurde schon an den Steller abgegeben.The temporal separation of the two Calculations are not possible since in particular the activation duration is calculated as up to date as possible should. Furthermore, at the beginning of the calculation for the K te main injection HE (K) the start of actuation ABVE (K) for the k -th pre-injection VE (K) already fixed, or the control signal has already been given to the operator.
Damit unter diesen gegebenen Randbedingungen auch noch der Abstand zwischen der Voreinspritzung K und der Haupteinspritzung K dem gewünschten Wert entspricht, darf der Ansteuerbeginn ABHE(K) für die nachfolgend berechnete Haupteinspritzung HE(K) nicht mehr gegenüber dem zugrunde gelegten Wert ABHE(K-1) der Haupteinspritzung HE(K-1) verändert werden.So under these given conditions also the distance between the pre-injection K and the main injection K the desired one Corresponds to the value, the start of actuation ABHE (K) for the following calculated main injection HE (K) no longer compared to underlying value ABHE (K-1) of the main injection HE (K-1) can be changed.
Um die Beeinflussung des Abstandes
ABVER zwischen der Vor- und
Haupteinspritzung durch die Berechnung der Haupteinspritzung zu
beseitigen, wird wie im folgenden beschrieben, vorgegangen. In einem
ersten Schritt 300 der
Liegt dieser Interrupt IR1(K) vor, so erfolgt in Schritt 330 die Berechnung der Größen für die Voreinspritzung. Dabei wird die Dauer DVE(K) der Voreinspritzung abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK und dem Kraftstoffdruck P vorgegeben. Der Abstand ABVER(K) wird als Funktion f1 von wenigstens der Drehzahl N und weiterer Größen wie der eingespritzten Kraftstoffmenge QK vorgegeben. Vorzugsweise wird dieser Wert aus einem mit entsprechenden Kennfeld und/oder Kennfeldern ausgelesen.If this interrupt IR1 (K) is present, the variables for the pre-injection are thus calculated in step 330. there the duration DVE (K) of the pre-injection depends on the amount of fuel to be injected QK and the fuel pressure P. The distance ABVER (K) will as a function f1 of at least the speed N and other quantities such as the injected fuel quantity QK. Preferably this value is read out from a corresponding map and / or maps.
Der Ansteuerbeginn ABVE(K) für die nächstfolgende Voreinspritzung wird dann ausgehend von dem Abstand ABVER(K) und der Größe ABHEW(K-1) berechnet. Bei der Größe ABHEW(K-1) handelt es sich um den bei der vorangehenden Einspritzung berechneten Ansteuerbeginn für die Haupteinspritzung.The control start ABVE (K) for the next one Pre-injection is then based on the distance ABVER (K) and size ABHEW (K-1) calculated. For size ABHEW (K-1) it is the one calculated in the previous injection Start of driving for the main injection.
Die anschließende Abfrage
Erfindungsgemäß wird mit zwei unterschiedlichen Ansteuerbeginnen für die Haupteinspritzung gearbeitet. Der erste Wert ABHEK entspricht dem tatsächlich verwendeten Ansteuersignal und berücksichtigt den geforderten Abstand zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung. Der zweite Wert ABHEW berücksichtigt die geänderten Betriebsbedingungen zu diesem Zeitpunkt. Dieser Wert wird aber erst bei der nächsten Einspritzung als Ansteuerwert verwendet.According to the invention with two different Start of control for the main injection worked. The first value corresponds to ABHEK that actually control signal used and takes into account the required Distance between pre-injection and main injection. The second ABHEW value taken into account the changed Operating conditions at this time. However, this value is only at the next Injection used as control value.
Eine erste Winkelstellung der Kurbelwelle bewirkt einen ersten Interrupt IR1, der die Bestimmung erster Größen auslöst. Die ersten Größen ABVE, DVE bestimmen den Beginn und/oder die Dauer der Voreinspritzung. Die Größe DVE, die die Dauer der Voreinspritzung bestimmt, wird bei der nächsten Voreinspritzung, die auf den Interrupt IR1 folgt, verwendet. Die Größe ABVE, die zur Steuerung des Beginns der Voreinspritzung dient, wird zur Steuerung der nächsten Voreinspritzung nach dem Interrupt verwendet.A first angular position of the crankshaft causes a first interrupt IR1, which triggers the determination of first variables. The first sizes ABVE, DVE determine the start and / or the duration of the pre-injection. The size DVE, which determines the duration of the pre-injection is the next pre-injection, that follows the interrupt IR1. The size ABVE, which is used to control the start of the pre-injection becomes Control the next Pre-injection used after the interrupt.
Eine zweite Winkelstellung der Kurbelwelle bewirkt einen zweiten Interrupt IR2, der die Bestimmung zweiter Größen auslöst. Die zweiten Größen ABHE, DHE bestimmen den Beginn und/oder die Dauer der Haupteinspritzung. Die Größe DHE, die die Dauer der Haupteinspritzung bestimmt, wird bei der nächsten Haupteinspritzung, die auf den Interrupt IR2 folgt, verwendet. Die Größe ABHE, die zur Steuerung des Beginns der Haupteinspritzung dient, wird erst zur Steuerung der übernächsten Haupteinspritzung nach dem Interrupt verwendet.A second angular position of the crankshaft causes a second interrupt IR2, which triggers the determination of two variables. The second sizes ABHE, DHE determine the start and / or duration of the main injection. The size DHE, which determines the duration of the main injection, is the next main injection, which follows the interrupt IR2. The size ABHE, which is used to control the start of the main injection is first to control the main injection after next used after the interrupt.
Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß bei den Größen DVE und DHE, die die Dauer der Voreinspritzung und/oder der Haupteinspritzung bestimmen, jeweils die aktuellsten Betriebskenngrößen verwendet werden. Desweiteren ist gewährleistet, daß der Abstand zwischen der Vor- und der Haupteinspritzung dem gewünschten Wert entspricht.This measure ensures that the Sizes DVE and DHE, which is the duration of the pilot injection and / or the main injection determine the most current operating parameters used become. It also ensures that the distance between the pre-injection and the main injection the desired one Value corresponds.
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Legal Events
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---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |