DE19945618A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die Ansteuerdauer wenigstens eines elektrisch betätigten Ventils legt die einzuspritzende Kraftstoffmenge fest. In bestimmten Betriebszuständen wird die Mindestansteuerdauer (AD0) ermittelt, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird. Ausgehend von einem Startwert wird die Ansteuerdauer erhöht oder verringert. Die Ansteuerdauer, bei der eine Änderung eines Signals auftritt, wird als Mindestansteuerdauer gespeichert. Als Signal wird eine die Drehungsgleichförmigkeit charakterisierende Größe, ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangssignal einer Ionenstromsonde verwendet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraft
maschine gemäß den Oberbegriffen der Hauptansprüche. Ein
solches Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystem
einer Brennkraftmaschine ist aus der DE 43 12 586 bekannt.
Dort wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeß
systems einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem die
Ansteuerdauer wenigstens eines elektrisch betätigten Ventils
die einzuspritzende Kraftstoffmenge festlegt. In bestimmten
Betriebszuständen wird eine Mindestansteuerdauer ermittelt,
bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird. Hierzu wird
ausgehend von einem Startwert die Ansteuerdauer erhöht bzw.
verringert. Tritt eine Änderung eines Signals auf, das eine
erfolgte Einspritzung charakterisiert, so wird die momentane
Ansteuerdauer als Mindestansteuerdauer abgespeichert und bei
der späteren Zumessung zur Korrektur der Ansteuerdauer ver
wendet.
Problematisch bei diesem Stand der Technik ist, daß die Aus
wertung sehr aufwendig ist, da zusätzliche Filtermittel be
nötigt werden. Desweiteren werden in der Regel zusätzliche
Sensoren benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfah
ren und einer Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzu
meßsystems einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten
Art das Verfahren und die Vorrichtung wesentlich zu verein
fachen. Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen
gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor
richtung besitzen gegenüber dem Stand der Technik den Vor
teil, daß keine zusätzlichen Sensoren und aufwendige Filter
verfahren benötigt werden. Dadurch, daß ein Signal, das die
Verbrennungsungleichförmigkeit charakterisiert oder ein Aus
gangssignal einer Lambdasonde verwendet wird, werden keine
zusätzlichen Sensoren und keine zusätzlichen Filtermittel
benötigt.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbil
dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn
zeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffzumeßsystems
einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine detaillierte Darstel
lung der Berechnung der Ansteuerdauern eines elektrisch be
tätigten Ventils, und die Fig. 3 und 4 ein Flußdiagramm
jeweils einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah
rens.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der wesentlichen Elemen
te eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine.
Die Brennkraftmaschine 10 erhält von einer Kraftstoffzu
meßeinheit 30 eine bestimmte Kraftstoffmenge zu einem be
stimmten Zeitpunkt zugemessen. Verschiedene Sensoren 40 er
fassen Meßwerte 15, die dem Betriebszustand der Brennkraft
maschine charakterisieren, und leiten diese zu einem Steuer
gerät 20. Dem Steuergerät 20 werden ferner verschiedene Aus
gangssignale 25 weiterer Sensoren 45 zugeleitet. Diese er
fassen Größen, die den Zustand der Kraftstoffzumeßeinheit
und/oder Umweltbedingungen charakterisieren. Eine solche
Größe ist beispielsweise der Fahrerwunsch. Das Steuergerät
20 berechnet ausgehend von den Meßwerten 15 und den weiteren
Größen 25 Ansteuerimpulse 35, mit denen die Kraftstoffzu
meßeinheit 30 beaufschlagt wird.
Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um
eine direkteinspritzende und/oder eine selbstzündende Brenn
kraftmaschine. Die Kraftstoffzumeßeinheit 30 kann verschie
den ausgestaltet sein. So kann beispielsweise, als Kraft
stoffzumeßeinheit eine Verteilerpumpe eingesetzt werden, bei
der ein Magnetventil den Zeitpunkt und/oder die Dauer der
Kraftstoffeinspritzung bestimmt.
Desweiteren kann die Kraftstoffzumeßeinheit als Common-Rail-
System ausgebildet sein. Bei diesem verdichtet eine Hoch
druckpumpe Kraftstoff in einem Speicher. Von diesem Speicher
gelangt dann der Kraftstoff über Injektoren in die Brennräu
me der Brennkraftmaschine. Die Dauer und/oder der Beginn der
Kraftstoffeinspritzung wird mittels der Injektoren gesteu
ert. Dabei beinhalten die Injektoren vorzugsweise ein Ma
gnetventil bzw. einen piezoelektrischen Aktor.
Pro Zylinder ist jeweils ein elektrisch betätigbares Ventil
vorgesehen. Im folgenden wird das Magnetventil und/oder der
piezoelektrische Aktor, der die Kraftstoffzumessung beein
flußt, als elektrisch betätigbares Ventil bezeichnet.
Das Steuergerät 20 berechnet in bekannter Weise, die in die
Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge. Diese
Berechnung erfolgt abhängig von verschiedenen Meßwerten 15,
wie beispielsweise der Drehzahl n der Motortemperatur, dem
tatsächlichen Einspritzbeginn und evtl. noch weiteren Größen
25, die den Betriebszustand des Fahrzeugs charakterisieren.
Diese weiteren Größen sind beispielsweise die Stellung des
Fahrpedals oder der Druck und die Temperatur der Umgebungs
luft. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß von anderen Steu
ereinheiten, wie beispielsweise der Getriebesteuerung, ein
Momentenwunsch vorgegeben wird.
Das Steuergerät 20 setzt dann die gewünschte Kraftstoffmenge
in Ansteuerimpulse um. Mit diesen Ansteuerimpulsen wird dann
das mengenbestimmende Glied der Kraftstoffzumeßeinheit be
aufschlagt. Als mengenbestimmendes Glied dient das elek
trisch betätigte Ventil. Dieses elektrisch betätigte Ventil
ist so angeordnet; daß durch die Öffnungsdauer bzw. durch
die Schließdauer des Ventils die einzuspritzende Kraftstoff
menge festgelegt wird.
Häufig wird eine kleine Kraftstoffmenge, kurz vor der ei
gentlichen Einspritzung in den Zylinder zugemessen. Dadurch
kann das Geräuschverhalten des Motors wesentlich verbessert
werden. Diese Einspritzung wird als Voreinspritzung und die
eigentliche Einspritzung als Haupteinspritzung bezeichnet.
Desweiteren kann vorgesehen sein, daß eine kleine Kraft
stoffmenge nach der Haupteinspritzung zugemessen wird. Diese
wird dann als Nacheinspritzung bezeichnet. Ferner kann vor
gesehen sein, daß die einzelnen Einspritzungen in weitere
Teileinspritzungen aufgeteilt sind.
Problematisch bei solchen Kraftstoffzumeßsystemen ist, daß
die elektrisch betätigten Ventile bei gleichem Ansteuersi
gnal unterschiedliche Kraftstoffmengen zumessen können. Ins
besondere die Ansteuerdauer, bei der gerade Kraftstoff zuge
messen wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Diese mi
nimale Ansteuerdauer wird auch als Mindestansteuerdauer AD0
bezeichnet. Diese Mindestansteuerdauer führt zu einer Ein
spritzung, Ansteuerdauern kleiner als die Mindestansteuer
dauer führen nicht zu einer Einspritzung. Diese Mindestan
steuerdauer hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispiels
weise der Temperatur, der Kraftstoffsorte, der Lebensdauer,
dem Raildruck, Fertigungstoleranzen der Injektoren und wei
terer Einflüsse ab. Um eine genaue Kraftstoffzumessung er
zielen zu können, muß diese Mindestansteuerdauer bekannt
sein.
Eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in
eine Brennkraftmaschine ist in der Fig. 2 dargestellt. Be
reits in Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechen
den Bezugszeichen bezeichnet. Die Signale 25 der Sensoren 45
sowie weiterer Sensoren, die nicht dargestellt sind, gelän
gen zu einer Mengenvorgabe 110. Diese Mengenvorgabe 110 be
rechnet eine Kraftstoffmenge QKW, die dem Fahrerwunsch ent
spricht.
Dieses Mengensignal QKW gelangt zu einem Verknüpfungspunkt
115, an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal QKM einer
zweiten Synchronisierung 155 anliegt. Das Ausgangssignal des
ersten Verknüpfungspunktes 115 gelangt zu einem zweiten Ver
knüpfungspunkt 130 der wiederum eine Ansteuerdauerberechnung
140 beaufschlagt. Am zweiten Eingang des zweiten Verknüp
fungspunktes liegt das Signal QKO der Nullmengenkorrektur
145 an. In den beiden Verknüpfungspunkten 115 und 130 werden
die Mengensignale vorzugsweise additiv verknüpft. Die An
steuerdauerberechnung 140 berechnet ausgehend von dem Aus
gangssignal des Verknüpfungspunktes 130 das Ansteuersignal
zur Beaufschlagung der Kraftstoffzumesseinheit 30. Die An
steuerdauerberechnung berechnet die Ansteuerdauer, mit denen
die elektrisch betätigten Ventile beaufschlagt werden.
Auf einem Geberrad 120 sind verschiedene Markierungen ange
ordnet, die von einem Sensor 125 abgetastet werden. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem
Geberrad um ein sogenanntes Segmentrad, das eine der Zylin
derzahl entsprechende Anzahl Markierungen, in dem darge
stellten Ausführungsbeispiel sind dies vier, aufweist. Die
ses Geberrad ist vorzugsweise auf der Kurbelwelle angeord
net. Dies bedeutet, pro Motorumdrehung wird eine Anzahl an
den Impulsen erzeugt, die der doppelten Zylinderzahl ent
spricht. Der Sensor 125 liefert eine entsprechende Anzahl
von Impulsen an eine erste Synchronisation 150.
Die erste Synchronisation 150 beaufschlagt einen ersten Reg
ler 171, einen zweiten Regler 172, einen dritten Regler 173
sowie einen vierten Regler 174. Die Anzahl der Regler ent
spricht der Zylinderzahl. Die Ausgangssignale der vier Reg
ler gelangen dann zu der zweiten Synchronisation 155. Des
weiteren gelangen die Ausgangssignale der Regler zur Null
mengenkorrektur 142. Alternativ kann auch das Ausgangssignal
der zweiten Synchronisation der Nullmengenkorrektur 142 zu
geleitet werden. Diese Alternative ist mit einer gestrichel
ten Linie dargestellt.
Eine solche Einrichtung, die ohne Nullmengenkorrektur 142
ausgestattet ist, ist in der DE 195 27 218 detaillierter
dargestellt.
Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Ausgehend von ver
schiedenen Signalen, wie beispielsweise einem Signal, das
den Fahrerwunsch kennzeichnet, bestimmt die Mengenvorgabe
110 das Kraftstoffmengenwunschsignal QKW, das erforderlich
ist um das vom Fahrer gewünschte Moment bereitzustellen. Ne
ben dem Fahrerwunschsignal können auch noch weitere Signale
verarbeitet werden. Insbesondere wird neben dem Fahrer
wunschsignal auch das Drehzahlsignal und verschiedene Tempe
ratur- und Druckwerte verarbeitet. Desweiteren besteht die
Möglichkeit, daß von anderen Steuereinheiten Signale an die
Mengenvorgabe übermittelt werden, die einen Momentenwunsch
und/oder einen Mengenwunsch anfordern. Eine solche weitere
Steuereinrichtung kann z. B. eine Getriebesteuerung sein, die
während des Schaltvorganges das Moment vom Motor beeinflußt.
Aufgrund von Toleranzen, insbesondere der Kraftstoffzu
meßeinheit 30 entstehen Abweichungen zwischen der gewünsch
ten Einspritzmenge und der tatsächlich eingespritzten Kraft
stoffmenge. Dabei messen die einzelnen Zylinder der Brenn
kraftmaschine in der Regel bei gleichem Ansteuersignal un
terschiedliche Kraftstoffmengen zu. Diese Streuungen zwi
schen den einzelnen Zylindern werden üblicherweise mit einer
Mengenausgleichsregelung (MAR) ausgeregelt.
Eine solche Mengenausgleichsregelung ist schematisch im obe
ren Teil der Fig. 2 dargestellt. Zur Mengenausgleichsrege
lung ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Regler
zugeordnet. So ist dem ersten Zylinder der erste Regler 171,
dem zweiten Zylinder der zweite Regler 172, dem dritten Zy
linder der dritte Regler 173 und dem vierten Zylinder der
vierte Regler 174 zugeordnet. Dabei kann auch vorgesehen
sein, daß lediglich ein Regler vorgesehen ist, der abwech
selnd den einzelnen Zylindern zugeordnet ist.
Mittels des Sensors 125 und des Geberrades 120 bestimmt die
erste Synchronisation 150 einen Sollwert und einen Istwert
für jeden einzelnen Regler. Dabei ist vorgesehen, daß zum
Ausgleich von Toleranzen des Geberrades und zur Kompensation
von Torsionsschwingungen eine spezielle Filterung des Si
gnals des Sensors 125 erfolgt.
Die Ausgangssignale der Regler 171 bis 174 werden einer
zweiten Synchronisation 155 zugeführt, die eine Korrektur
menge QKM bereitstellt, mit dem der Mengenwunsch QKW korri
giert wird.
Diese Mengenausgleichsregelung ist so ausgebildet, daß die
Regler, die den einzelnen Zylindern zugemessene Menge auf
einen gemeinsamen Mittelwert regeln. Mißt ein Zylinder auf
grund von Toleranzen eine erhöhte Kraftstoffmenge zu, so
wird für diesen Zylinder eine negative Kraftstoffmenge QKM
zur Fahrerwunschmenge QKW hinzuaddidiert. Mißt ein Zylinder
zuwenig Kraftstoffmenge zu, so wird eine positive Kraft
stoffmenge QKM zur Fahrerwunschmenge QKW hinzuaddiert. Bei
solchen Mengenfehlern tritt eine Drehungleichförmigkeit auf.
Diese wirkt sich dahingehend aus, daß dem Drehzahlsignal
Schwingungen überlagert sind deren Frequenz der Nockenwel
lenfrequenz und/oder Vielfachen der Nockenwellenfrequenz
entsprechen. Diese Anteile im Drehzahlsignal mit Nockenwel
lenfrequenz charakterisieren die Drehungleichförmigkeit und
werden durch die Mengenausgleichsregelung auf Null ausgere
gelt.
Mengenmittelwertfehler können mit dieser Mengenausgleichsre
gelung nicht korrigiert werden. Insbesondere können Fehler,
die darauf beruhen, daß unterhalb einer Mindestansteuerdauer
kein Kraftstoff zugemessen wird, mit einer solchen Men
genausgleichsregelung nicht korrigiert werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wie folgt vorgegangen
wird. Befindet sich das Fahrzeug im Schubbetrieb, d. h. es
findet keine Einspritzung statt, so ist die Brennkraftma
schine per Definition bezüglich den den einzelnen Zylindern
eingespritzten Kraftstoffmengen gleichgestellt. Daher sind
in der Drehzahl keine oder nur geringe Anteile mit Nocken
wellenfrequenz vorhanden.
Wird bei einem Zylinder N die Ansteuerdauer des Injektors
langsam erhöht, so findet oberhalb einer Mindestansteuerdau
er AD0(N) eine Einspritzung in den Zylinder N statt. Dies
führt zu einer Verbrennungsungleichförmigkeit, die wiederum
eine Drehzahlungleichförmigkeit zur Folge hat. Insbesondere
treten im Drehzahlsignal Schwingungen mit Vielfachen der
Nockenwellenfrequenz auf. Diese Nockenwellenfrequenzanteile
werden von der Mengenausgleichsregelung erkannt.
Der dem Zylinder N entsprechende Regler bestimmt einen Kor
rekturwert. Bei Vorliegen des Korrekturwerts der Mengenaus
gleichsregelung erkennt die Nullmengenkorrektur 142 diejeni
ge Ansteuerdauer AD0(N) bei der eine von der Nullmenge gera
de noch zu unterscheidende Einspritzmenge eingespritzt wird.
Der entsprechende Wert AD0(N) wird abgespeichert und bei
späteren Zumessungen zur Korrektur der Ansteuerdauer des Zy
linders N verwendet. In Fig. 2 ist dies dadurch darge
stellt, daß der Wert AD0(N) zur Bildung des Korrekturwertes
QK0 verwendet wird.
Eine entsprechende Ausführungsform ist in Fig. 3 darge
stellt. In einem ersten Schritt 300 wird ein Zähler N auf 1
gesetzt. Die sich anschließende Abfrage 310 überprüft, ob
ein Schubbetrieb vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so er
folgt nach einiger Zeit erneut die Abfrage 310. Erkennt die
Abfrage 310, daß ein Schubbetrieb vorliegt, d. h. daß keine
Einspritzungen erfolgen, so wird in Schritt 320 die Ansteu
erdauer für den Zylinder N auf Null gesetzt.
Anschließend in Schritt 330 wird die Ansteuerdauer um einen
festen Wert D1 erhöht. Anschließend in Schritt 340 erfolgt
eine Mengenausgleichsregelung. Die sich anschließende Abfra
ge 350 überprüft, ob der Regler des N-ten-Zylinders eine
Korrekturmenge ausgibt. Ist dies nicht der Fall, so wird in
Schritt 330 die Ansteuerdauer für diesen N-ten-Zylinder
nochmals um den Wert D1 erhöht. Erkennt die Abfrage 350, daß
der Regler, der dem N-ten-Zylinder zugeordnet ist, eine Dre
hungleichförmigkeit erkennt, bzw. eine Stellgröße vorgibt,
so wird im Schritt 360 die Mindestansteuerdauer AD0(N) für
den N-ten-Zylinder mit dem Wert AD gesetzt.
Anschließend in Schritt 370 wird der Zähler N um 1 erhöht.
Die sich anschließende Abfrage 380 überprüft, ob die Zahl N
größer als die Zylinderzahl Z der Brennkraftmaschine ist.
Ist dies der Fall, so beginnt das Programm erneut mit
Schritt 300. Ist dies nicht der Fall, so setzt das Programm
mit der Abfrage 310 fort.
Dies bedeutet, für die einzelnen Zylinder wird nacheinander
die Ansteuerdauer AD ausgehend von einem Wert, bei dem si
cher keine Einspritzung erfolgt, solange erhöht, bis die
Mengenausgleichsregelung erkennt, daß in diesen Zylinder
Kraftstoff eingespritzt wird. Die Mengenausgleichsregelung
erkennt die erfolgte Einspritzung anhand der resultierenden
Verbrennungsungleichförmigkeit. Diese Ansteuerdauer, bei der
gerade Kraftstoff eingespritzt wird, wird als Mindestansteu
erdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder abgespeichert.
Dies bedeutet, die Nullmengenkorrektur 142 bestimmt die Min
destansteuerdauer ausgehend von dem Reglerausgangssignal der
Regler 171 bis 174 bzw. ausgehend von der Korrekturmenge
QKM.
In der Nullmengenkorrektur 142 wird die Ansteuerdauer in ei
nen Korrekturwert für die Kraftstoffmenge QK0 umgesetzt. In
allen anderen Betriebszuständen, in denen die Korrekturwer
termittlung nicht erfolgt, werden die Korrekturwerte QK0 im
Verknüpfungspunkt 130 zu der Fahrerwunschmenge QKW, die um
das Ausgangssignal der Mengenausgleichsregelung korrigiert
wird, hinzuaddiert. Die Mindesansteuerdauer AD0 dient zur
vorzugsweisen zylinderindividuellen Korrektur der Kraft
stoffzumessung um verschiedene Einflüsse, die die Genauig
keit der Kraftstoffzumessung beeinflussen, zu korrigieren.
Bei einer anderen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein,
daß die Nullmengenkorrektur 142 den Wert für die Mindestan
steuerdauer AD0(N) an die Ansteuerdauerberechnung gibt und
diese die Ansteuerdauern, die ausgehend von der Fahrer
wunschmenge QKW und dem Ausgangssignal der Mengenausgleichs
regelung QKM berechenbar sind, unmittelbar mit der Mindest
ansteuerdauer korrigiert.
Alternativ zur Auswertung des Drehzahlsignals bzw. des Aus
gangssignals der Mengenausgleichsregelung kann auch vorgese
hen sein, daß das Ausgangssignal eines Lambdasensors verwen
det wird, der ein Signal abgibt, das den Sauerstoffgehalt
des Abgas charakterisiert. In diesem Fall überprüft die Ab
frage 350, ob das Ausgangssignal der Lambdasonde sich ver
ringert. Wird eine solche Verringerung des Lambdasignals,
d. h. der Konzentration des Sauerstoffs im Abgas, erkannt, so
folgt Schritt 360, indem die Mindestansteuerdauer AD0(N) des
N-ten-Zylinders mit dem Wert AD beschrieben wird.
Als weitere Alternative kann vorgesehen sein, das der Dreh
zahlverlauf mit großer Auflösung erfaßt wird. Dies kann bei
spielsweise mit einem sogenannten Inkrementrad erfolgen.
Durch eine entsprechende Auswertung kann die aus der Ver
brennungsungleichförmigkeit verursachte Drehzahlungleichför
migkeit und damit die erfolgte Einspritzung direkt erkannt
werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Brennkraftmaschine
mit einer Ionenstromsonde, die den Ionenstrom im Brennraum
erfaßt, ausgestattet ist. In diesem Fall ist besonders vor
teilhaft, daß das Ausgangssignal dieser Ionenstromsonde ver
wendet wird. In diesem Fall überprüft die Abfrage 350, ob
das Ausgangssignal der Ionenstromsonde sich verändert. Wird
eine solche Veränderung des Signals erkannt, so folgt
Schritt 360, indem die Mindestansteuerdauer AD0(N) des N
ten-Zylinders mit dem Wert AD beschrieben wird.
Besonders vorteilhaft ist es, daß bei der Verwendung einer
Ionenstromsonde die Vorgehensweise in allen Betriebszustän
den, insbesondere in stationären Betriebszuständen, in den
sich die eingespritzte Kraftstoffmenge nur wenig über der
Zeit ändert, durchgeführt werden kann. Dies bedeutet, die
Abfrage 310, ob der Schubbetrieb vorliegt kann entfallen
bzw. durch eine Abfrage die überprüft, ob ein stationärer
Betriebszustand vorliegt, ersetzt werden.
Vorzugsweise wird das Signal der Ionenstromsonde nur in ei
nem bestimmten Winkelbereich ausgewertet, dieses liegt vor
zugsweise in dem Winkelbereich, in dem die Verbrennung er
folgt bzw. unmittelbar nach der Verbrennung. Der Winkelbe
reich wird derart gewählt, daß das Signal möglichst empfind
lich auf Veränderungen der Einspritzmenge reagiert. Beson
ders vorteilhaft ist es, wenn für unterschiedliche Teilein
spritzungen, wie die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung
und/oder die Nacheinspritzung unterschiedliche Winkelberei
che gewählt werden.
Eine weitere Ausführungsform ist in der Fig. 4 dargestellt.
Im folgenden wird die Ermittlung der Mindestansteuerdauer am
Beispiel der Voreinspritzung dargestellt. Sie ist analog an
wendbar, wenn die Einspritzung in wenigstens eine erste Tei
leinspritzung und eine zweite Teileinspritzungen aufgeteilt
ist. Dabei wird nur bei einer Teileinspritzung die Ansteuer
dauer verändert. Bei einer anderen Teileinspritzung wird die
Ansteuerdauer derart verändert, daß das Moment konstant
bleibt.
Ausgangspunkt ist ein Zustand, bei dem eine Voreinspritzung
stattfindet. Es wird die Voreinspritzmenge an einem Zylinder
selektiv verringert und gleichzeitig die Haupteinspritzung
des entsprechenden Zylinders erhöht. Die Erhöhung der Haupt
einspritzung erfolgt dabei derart, daß das abgegebene Moment
konstant bleibt. Dies hat zur Folge, daß die Mengenaus
gleichsregelung keinen Korrekturwert zum Ausgleich der ver
ringerten Menge bereitstellt. Bei Unterschreiten der minima
len Einspritzmenge, die der Mindestansteuerdauer entspricht,
wird die bestimmte Mindestansteuerdauer nicht ausreichen, um
eine Einspritzung durchzuführen. Dies führt dazu, daß keine
Voreinspritzung erfolgt. Die für die Voreinspritzung be
stimmte Menge steht nicht für die Erzeugung eines Motormo
ments in der Brennkraftmaschine zur Verfügung. Ein Ausgleich
durch die Erhöhung der Haupteinspritzmenge hat nicht statt
gefunden. Dadurch verringert sich das abgegebene Moment die
ses Zylinders. Die Mengenausgleichsregelung erkennt dieses
und gibt einen entsprechenden Korrekturwert für diesen Zy
linder aus. Anhand dieses Korrekturwerts kann die nicht
durchgeführte Voreinspritzung erkannt und damit die Mindest
ansteuerdauer ermittelt werden.
Dies bedeutet, die fehlende Voreinspritzmenge führt zu einer
Verbrennungsungleichförmigkeit und damit einer Drehungleich
förmigkeit. Dies wird von der Mengenausgleichsregelung er
kannt und ein entsprechender Korrekturwert zur Erhöhung der
Einspritzmenge gebildet, um das durch Ausfall der Vorein
spritzung fehlende Moment zu kompensieren. Eine Überwachung
des zylinderspezifischen Beitrages der Mengenausgleichsrege
lung ermöglicht damit die zylinderspezifische Bestimmung der
Mindestansteuerdauer.
Eine entsprechende Ausführungsform ist in Form eines Fluß
diagrammes in Fig. 4 dargestellt. In einem ersten Schritt
400 wird ein Zähler N auf 1 gesetzt. Die sich anschließende
Abfrage 410 überprüft, ob ein Betriebszustand vorliegt, in
dem die Mindestansteuerdauer ermittelt werden kann. Beson
ders geeignet ist der Schubbetrieb und Betriebszuständen,
bei denen die Drehzahl und/oder die einzuspritzende Kraft
stoffmenge große Werte annehmen. Liegt ein solcher Betriebs
zustand nicht vor, erfolgt erneut die Abfrage 410. Liegt ei
ne solcher Betriebszustand vor, so wird im Schritt 420 die
Ansteuerdauer ADV für die Voreinspritzung auf einen Start
wert ADS gesetzt. Dieser Startwert ADS ist so gewählt, daß
eine Voreinspritzung erfolgt.
Üblicherweise ist vorgesehen, daß von einem Betriebszustand
ausgegangen wird, in dem eine Voreinspritzung erfolgt. In
diesem Fall entspricht der Startwert ADS dem Wert, der in
diesem Betriebszustand als Voreinspritzmenge zur optimalen
Verbrennung erforderlich ist.
Anschließend in Schritt 430 wird die Ansteuerdauer ADV um
den Wert D1 verringert. Im Schritt 440 wird ein Wert D2 als
Funktion von dem Wert D1 ermittelt. Der Wert D2 wird so vor
gegeben, daß das Moment, das von der Brennkraftmaschine ab
gegeben wird, sich bei der Verringerung der Voreinspritzung
und der Erhöhung der Haupteinspritzung nicht verändert, d. h.
konstant bleibt.
Im anschließenden Schritt 450 wird die Ansteuerdauer ADH der
Haupteinspritzung um den Wert D2 erhöht. Im anschließenden
Schritt 460 wird die Mengenausgleichsregelung MAR durchge
führt. Erkennt die Abfrage 470, daß die Mengenausgleichsre
gelung eine Drehungleichförmigkeit erkennt, insbesondere ei
nen Korrekturwert für den zu untersuchenden Zylinder N vor
gibt, wird eine ausbleibende Voreinspritzung erkannt, und im
Schritt 480 als Mindestansteuerdauer AD0(N) des N-ten-
Zylinders der Wert ADV der Ansteuerdauer für die Vorein
spritzung abgelegt. Anschließend wird in Schritt 490 der
Zähler N um 1 erhöht. Die sich anschließende Abfrage 495
überprüft, ob der Zähler N größer als die Zylinderzahl Z
ist, die der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ent
spricht. Ist dies der Fall, so setzt das Programm mit
Schritt 400 fort. Ist dies nicht der Fall, d. h. die Ermitt
lung der Mindestansteuerdauer wurde noch nicht für alle Zy
linder durchgeführt, so setzt das Programm mit der Abfrage
410 fort.
Erkennt die Abfrage 470, daß keine Korrekturmenge von der
Mengenausgleichsregelung vorgegeben wird, so wird in Schritt.
430 erneut die Ansteuerdauer ADV der Voreinspritzung um den
Wert D1 verringert.
Alternativ zur Beeinflussung der Menge der Voreinspritzung
kann auch die Menge der Nacheinspritzung bzw. die Menge der
Haupteinspritzung oder einer anderen Teileinspritzung ent
sprechend verringert oder erhöht werden.
Dies bedeutet, für die einzelnen Zylinder wird nacheinander
die Ansteuerdauer AD für eine Teileinspritzung ausgehend von
einem Wert, bei dem sicher eine Einspritzung erfolgt, solan
ge verringert und gleichzeitig die Ansteuerdauer einer zwei
ten Teileinspritzung derart erhöht, daß das vom Zylinder ab
gegebene Moment konstant bleibt, bis die Mengenausgleichsre
gelung erkennt, daß in diesen Zylinder kein Kraftstoff ein
gespritzt wird. Die Mengenausgleichsregelung erkennt die
ausbleibende Einspritzung anhand der resultierenden Drehun
gleichförmigkeit. Als Signal, das die Drehungleichförmigkeit
charakterisiert wird vorzugsweise die Ausgangsgröße QKM der
Mengenausgleichsregelung verwendet. Die Ansteuerdauer bei
der gerade kein Kraftstoff eingespritzt wird, wird als Min
destansteuerdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder abgespei
chert.
Anstelle der Korrekturwerte QKM können auch andere Größen,
die die Drehungleichförmigkeit charakterisieren, verwendet
werden. Dies sind insbesondere auch interne Größen der Men
genausgleichsregelung. So kann vorgesehen sein, daß die Dre
hungleichförmigkeit aus dem gefilterten Drehzahlsignal er
kannt wird. Vorzugsweise wird eine Drehungleichförmigkeit
erkannt, wenn das Drehzahlsignal Schwingungsanteile mit Noc
kenwellenfrequenz aufweist. Diese lassen sich leicht dadurch
erkennen, daß die Drehzahl mit einem Bandpaß gefiltert wird,
der nur Anteil mit Nockenwellenfrequenz selektiert. Dies be
deutet, daß als Signal, das die Drehungleichförmigkeit cha
rakterisiert, ein mit der Nockenwellenfrequenz gefiltertes
Drehzahlsignal verwendet wird.
Auch kann die durch die ausbleibende Voreinspritzung bewirk
te Drehungleichförmigkeit mittels eines hochauflösenden
Drehzahlsignals erkannt werden.
Anstelle der Kraftstoffmengen in Fig. 2 können auch ent
sprechende andere Größen, die die einzuspritzende Kraft
stoffmenge charakterisieren, verarbeitet werden. So können
insbesondere von der Mengenvorgabe oder von der zweiten Syn
chronisierung 155 Ansteuerdauern für das elektrisch betätig
te Ventil oder Momentengrößen verarbeitet werden.
Claims (10)
1. erfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems ei
ner Brennkraftmaschine, bei dem eine Ansteuerdauer wenig
stens eines elektrisch betätigten Ventils die einzusprit
zende Kraftstoffmenge festlegt, wobei in bestimmten Be
triebszuständen die Mindestansteuerdauer (AD0) ermittelt
wird, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird, wobei
ausgehend von einem Startwert die Ansteuerdauer erhöht
oder verringert wird, und die Ansteuerdauer, bei der eine
Änderung eines Signals auftritt, als Mindestansteuerdauer
gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Signal
eine die Drehungleichförmigkeit charakterisierende Größe,
ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangs
signal einer Ionenstromsonde verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Signal eine Größe einer Mengenausgleichsregelung ver
wendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß als Signal eine mit der Nocken
wellenfrequenz gefiltertes Drehzahlsignal verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß als Signal das Ausgangssignal
der Mengenausgleichsregelung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Ansteuer
dauer, bei der keine Einspritzung erfolgt, die Ansteuer
dauer erhöht wird, bis das Signal auftritt, und diese An
steuerdauer als Mindestansteuerdauer verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Einspritzung in wenigstens
eine erste Teileinspritzung und eine zwei Teileinsprit
zungen aufgeteilt ist, wobei nur bei der ersten Teilein
spritzung die Ansteuerdauer verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der zweiten Teileinspritzung die Ansteuerdauer derart
verändert wird, daß das Moment konstant bleibt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Ansteuer
dauer, bei der eine Einspritzung erfolgt, die Ansteuer
dauer verringert wird, bis das Signal auftritt, und diese
Ansteuerdauer als Mindestansteuerdauer verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Mindesansteuerdauer zur
Korrektur der Kraftstoffzumessung verwendet wird.
10. Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems
einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Ansteuerdauer we
nigstens eines elektrisch betätigten Ventils die einzu
spritzende Kraftstoffmenge festlegt, mit Mitteln, die in
bestimmten Betriebszuständen die Mindestansteuerdauer
(AD0) ermitteln, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt
wird, und ausgehend von einem Startwert die Ansteuerdauer
erhöhen oder verringern, und die Ansteuerdauer, bei der
eine Änderung eines Signals auftritt, als Mindestansteu
erdauer speichern, dadurch gekennzeichnet, daß als Signal
eine die Drehungleichförmigkeit charakterisierende Größe,
ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangs
signal einer Ionenstromsonde verwendet wird.
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