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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der Hauptansprüche. Ein solches Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystem einer Brennkraftmaschine ist aus der
DE 43 12 587 C2 bekannt.
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Dort wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems 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 verwendet.
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Problematisch bei diesem Stand der Technik ist, daß die Auswertung sehr aufwendig ist, da zusätzliche Filtermittel benötigt werden. Desweiteren werden in der Regel zusätzliche Sensoren benötigt.
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Die
DE 39 29 747 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bei einer Hochdruckkraftstoffpumpe. Magnetventile bestimmen die in die Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge. Während der Förderphase eines Pumpenelements wird das Magnetventil derart angesteuert, dass zuerst eine Voreinspritzung und danach eine Haupteinspritzung ausgeführt wird. Bei solchen Betriebszuständen ermittelt ein Steuergerät die Dauer der Ansteuerimpulse für das Magnetventil, bei der gerade eine Voreinspritzung einsetzt.
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Die
DE 198 09 173 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, bei dem in bestimmten Betriebszuständen wenigstens ein Abgleichwert zur Korrektur der Ansteuerdauer des mengenbestimmenden Elements ermittelt wird. Das Verfahren zum Ausgleich der Streuungen bei der Kraftstoffzumessung wird in bestimmten Betriebszuständen durchgeführt. Dabei wird die minimale Ansteuerdauer gefunden, zu der gerade die HC-Emissionen messbar werden.
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Ferner ist aus der
DE 196 32 650 C1 ein Verfahren zum Unterdrücken von Drehmomentsprüngen beim Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt.
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Auch die
DE 197 00 711 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ausgleich von Streungen bei der Kraftstoffzumessung. Hierzu werden bei niederen Drehzahlen für die einzelnen Zylinder die tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen bestimmt. Ausgehend von diesen werden zylinderspezifische Korrekturfaktoren berechnet, die auf die Einspritzzeit bei höheren Drehzahlen angewendet werden.
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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 eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art das Verfahren und die Vorrichtung wesentlich zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzen gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß keine zusätzlichen Sensoren und aufwendige Filterverfahren benötigt werden. Dadurch, daß ein Signal, das die Verbrennungsungleichförmigkeit charakterisiert verwendet wird, werden keine zusätzlichen Sensoren und keine zusätzlichen Filtermittel benötigt.
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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 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine, 2 eine detaillierte Darstellung der Berechnung der Ansteuerdauern eines elektrisch betätigten Ventils, und die 3 und 4 ein Flußdiagramm jeweils einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die 1 zeigt ein Blockdiagramm der wesentlichen Elemente eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine 10 erhält von einer Kraftstoffzumeßeinheit 30 eine bestimmte Kraftstoffmenge zu einem bestimmten Zeitpunkt zugemessen. Verschiedene Sensoren 40 erfassen Meßwerte 15, die dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisieren, und leiten diese zu einem Steuergerät 20. Dem Steuergerät 20 werden ferner verschiedene Ausgangssignale 25 weiterer Sensoren 45 zugeleitet. Diese erfassen 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 Kraftstoffzumeßeinheit 30 beaufschlagt wird.
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Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine direkteinspritzende und/oder eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffzumeßeinheit 30 kann verschieden ausgestaltet sein. So kann beispielsweise als Kraftstoffzumeßeinheit eine Verteilerpumpe eingesetzt werden, bei der ein Magnetventil den Zeitpunkt und/oder die Dauer der Kraftstoffeinspritzung bestimmt.
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Desweiteren kann die Kraftstoffzumeßeinheit als Common-Rail-System ausgebildet sein. Bei diesem verdichtet eine Hochdruckpumpe Kraftstoff in einem Speicher. Von diesem Speicher gelangt dann der Kraftstoff über Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Die Dauer und/oder der Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird mittels der Injektoren gesteuert. Dabei beinhalten die Injektoren vorzugsweise ein Magnetventil bzw. einen piezoelektrischen Aktor.
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Pro Zylinder ist jeweils ein elektrisch betätigbares Ventil vorgesehen. Im folgenden wird das Magnetventil und/oder der piezoelektrische Aktor, der die Kraftstoffzumessung beeinflußt, als elektrisch betätigbares Ventil bezeichnet.
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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 Umgebungsluft. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß von anderen Steuereinheiten, wie beispielsweise der Getriebesteuerung, ein Momentenwunsch vorgegeben wird.
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Das Steuergerät 20 setzt dann die gewünschte Kraftstoffmenge in Ansteuerimpulse um. Mit diesen Ansteuerimpulsen wird dann das mengenbestimmende Glied der Kraftstoffzumeßeinheit beaufschlagt. Als mengenbestimmendes Glied dient das elektrisch betätigte Ventil. Dieses elektrisch betätigte Ventil ist so angeordnet, daß durch die Öffnungsdauer bzw. durch die Schließdauer des Ventils die einzuspritzende Kraftstoffmenge festgelegt wird.
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Häufig wird eine kleine Kraftstoffmenge, kurz vor der eigentlichen 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 Kraftstoffmenge nach der Haupteinspritzung zugemessen wird. Diese wird dann als Nacheinspritzung bezeichnet. Ferner kann vorgesehen sein, daß die einzelnen Einspritzungen in weitere Teileinspritzungen aufgeteilt sind.
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Problematisch bei solchen Kraftstoffzumeßsystemen ist, daß die elektrisch betätigten Ventile bei gleichem Ansteuersignal unterschiedliche Kraftstoffmengen zumessen können. Insbesondere die Ansteuerdauer, bei der gerade Kraftstoff zugemessen wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Diese minimale Ansteuerdauer wird auch als Mindestansteuerdauer AD0 bezeichnet. Diese Mindestansteuerdauer führt zu einer Einspritzung, Ansteuerdauern kleiner als die Mindestansteuerdauer führen nicht zu einer Einspritzung. Diese Mindestansteuerdauer hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Temperatur, der Kraftstoffsorte, der Lebensdauer, dem Raildruck, Fertigungstoleranzen der Injektoren und weiterer Einflüsse ab. Um eine genaue Kraftstoffzumessung erzielen zu können, muß diese Mindestansteuerdauer bekannt sein.
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Eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine ist in der 2 dargestellt. Bereits in 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Die Signale 25 der Sensoren 45 sowie weiterer Sensoren, die nicht dargestellt sind, gelangen zu einer Mengenvorgabe 110. Diese Mengenvorgabe 110 berechnet eine Kraftstoffmenge QKW, die dem Fahrerwunsch entspricht.
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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 Verknüpfungspunkt 130 der wiederum eine Ansteuerdauerberechnung 140 beaufschlagt. Am zweiten Eingang des zweiten Verknüpfungspunktes liegt das Signal QK0 der Nullmengenkorrektur 145 an. In den beiden Verknüpfungspunkten 115 und 130 werden die Mengensignale vorzugsweise additiv verknüpft. Die Ansteuerdauerberechnung 140 berechnet ausgehend von dem Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 130 das Ansteuersignal zur Beaufschlagung der Kraftstoffzumesseinheit 30. Die Ansteuerdauerberechnung berechnet die Ansteuerdauer, mit denen die elektrisch betätigten Ventile beaufschlagt werden.
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Auf einem Geberrad 120 sind verschiedene Markierungen angeordnet, die von einem Sensor 125 abgetastet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Geberrad um ein sogenanntes Segmentrad, das eine der Zylinderzahl entsprechende Anzahl Markierungen, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies vier, aufweist. Dieses Geberrad ist vorzugsweise auf der Kurbelwelle angeordnet. Dies bedeutet, pro Motorumdrehung wird eine Anzahl an den Impulsen erzeugt, die der doppelten Zylinderzahl entspricht. Der Sensor 125 liefert eine entsprechende Anzahl von Impulsen an eine erste Synchronisation 150.
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Die erste Synchronisation 150 beaufschlagt einen ersten Regler 171, einen zweiten Regler 172, einen dritten Regler 173 sowie einen vierten Regler 174. Die Anzahl der Regler entspricht der Zylinderzahl. Die Ausgangssignale der vier Regler gelangen dann zu der zweiten Synchronisation 155. Desweiteren gelangen die Ausgangssignale der Regler zur Nullmengenkorrektur 142. Alternativ kann auch das Ausgangssignal der zweiten Synchronisation der Nullmengenkorrektur 142 zugeleitet werden. Diese Alternative ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
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Eine solche Einrichtung, die ohne Nullmengenkorrektur
142 ausgestattet ist, ist in der
DE 195 27 218 detaillierter dargestellt.
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Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Ausgehend von verschiedenen 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. Neben dem Fahrerwunschsignal können auch noch weitere Signale verarbeitet werden. Insbesondere wird neben dem Fahrerwunschsignal auch das Drehzahlsignal und verschiedene Temperatur- 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.
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Aufgrund von Toleranzen, insbesondere der Kraftstoffzumeßeinheit 30 entstehen Abweichungen zwischen der gewünschten Einspritzmenge und der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge. Dabei messen die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine in der Regel bei gleichem Ansteuersignal unterschiedliche Kraftstoffmengen zu. Diese Streuungen zwischen den einzelnen Zylindern werden üblicherweise mit einer Mengenausgleichsregelung (MAR) ausgeregelt.
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Eine solche Mengenausgleichsregelung ist schematisch im oberen Teil der 2 dargestellt. Zur Mengenausgleichsregelung 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 Zylinder 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 abwechselnd den einzelnen Zylindern zugeordnet ist.
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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 Signals des Sensors 125 erfolgt.
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Die Ausgangssignale der Regler 171 bis 174 werden einer zweiten Synchronisation 155 zugeführt, die eine Korrekturmenge QKM bereitstellt, mit dem der Mengenwunsch QKW korrigiert wird.
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Diese Mengenausgleichsregelung ist so ausgebildet, daß die Regler, die den einzelnen Zylindern zugemessene Menge auf einen gemeinsamen Mittelwert regeln. Mißt ein Zylinder aufgrund 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 Kraftstoffmenge 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 Nockenwellenfrequenz und/oder Vielfachen der Nockenwellenfrequenz entsprechen. Diese Anteile im Drehzahlsignal mit Nockenwellenfrequenz charakterisieren die Drehungleichförmigkeit und werden durch die Mengenausgleichsregelung auf Null ausgeregelt.
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Mengenmittelwertfehler können mit dieser Mengenausgleichsregelung nicht korrigiert werden. Insbesondere können Fehler, die darauf beruhen, daß unterhalb einer Mindestansteuerdauer kein Kraftstoff zugemessen wird, mit einer solchen Mengenausgleichsregelung nicht korrigiert werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wie folgt vorgegangen wird. Befindet sich das Fahrzeug im Schubbetrieb, d. h. es findet keine Einspritzung statt, so ist die Brennkraftmaschine per Definition bezüglich den den einzelnen Zylindern eingespritzten Kraftstoffmengen gleichgestellt. Daher sind in der Drehzahl keine oder nur geringe Anteile mit Nockenwellenfrequenz vorhanden.
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Wird bei einem Zylinder N die Ansteuerdauer des Injektors langsam erhöht, so findet oberhalb einer Mindestansteuerdauer 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.
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Der dem Zylinder N entsprechende Regler bestimmt einen Korrekturwert. Bei Vorliegen des Korrekturwerts der Mengenausgleichsregelung erkennt die Nullmengenkorrektur 142 diejenige Ansteuerdauer AD0(N) bei der eine von der Nullmenge gerade noch zu unterscheidende Einspritzmenge eingespritzt wird. Der entsprechende Wert AD0(N) wird abgespeichert und bei späteren Zumessungen zur Korrektur der Ansteuerdauer des Zylinders N verwendet. In 2 ist dies dadurch dargestellt, daß der Wert AD0(N) zur Bildung des Korrekturwertes QK0 verwendet wird.
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Eine entsprechende Ausführungsform ist in 3 dargestellt. 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 erfolgt 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 Ansteuerdauer für den Zylinder N auf Null gesetzt.
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Anschließend in Schritt 330 wird die Ansteuerdauer um einer festen Wert D1 erhöht. Anschließend in Schritt 340 erfolgt eine Mengenausgleichsregelung. Die sich anschließende Abfrage 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 Drehungleichförmigkeit erkennt, bzw. eine Stellgröße vorgibt, so wird im Schritt 360 die Mindestansteuerdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder mit dem Wert AD gesetzt.
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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.
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Dies bedeutet, für die einzelnen Zylinder wird nacheinander die Ansteuerdauer AD ausgehend von einem Wert, bei dem sicher 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 Mindestansteuerdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder abgespeichert.
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Dies bedeutet, die Nullmengenkorrektur 142 bestimmt die Mindestansteuerdauer ausgehend von dem Reglerausgangssignal der Regler 171 bis 174 bzw. ausgehend von der Korrekturmenge QKM.
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In der Nullmengenkorrektur 142 wird die Ansteuerdauer in einen Korrekturwert für die Kraftstoffmenge QK0 umgesetzt. In allen anderen Betriebszuständen, in denen die Korrekturwertermittlung 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 Kraftstoffzumessung um verschiedene Einflüsse, die die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung beeinflussen, zu korrigieren.
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Bei einer anderen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, daß die Nullmengenkorrektur 142 den Wert für die Mindestansteuerdauer AD0(N) an die Ansteuerdauerberechnung gibt und diese die Ansteuerdauern, die ausgehend von der Fahrerwunschmenge QKW und dem Ausgangssignal der Mengenausgleichsregelung QKM berechenbar sind, unmittelbar mit der Mindestansteuerdauer korrigiert.
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Alternativ zur Auswertung des Drehzahlsignals bzw. des Ausgangssignals der Mengenausgleichsregelung kann auch vorgesehen sein, daß das Ausgangssignal eines Lambdasensors verwendet wird, der ein Signal abgibt, das den Sauerstoffgehalt des Abgas charakterisiert. In diesem Fall überprüft die Abfrage 350, ob das Ausgangssignal der Lambdasonde sich verringert. 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.
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Als weitere Alternative kann vorgesehen sein, das der Drehzahlverlauf mit großer Auflösung erfaßt wird. Dies kann beispielsweise mit einem sogenannten Inkrementrad erfolgen. Durch eine entsprechende Auswertung kann die aus der Verbrennungsungleichförmigkeit verursachte Drehzahlungleichförmigkeit und damit die erfolgte Einspritzung direkt erkannt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Brennkraftmaschine mit einer Ionenstromsonde, die den Ionenstrom im Brennraum erfaßt, ausgestattet ist. In diesem Fall ist besonders vorteilhaft, daß das Ausgangssignal dieser Ionenstromsonde verwendet 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.
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Besonders vorteilhaft ist es, daß bei der Verwendung einer Ionenstromsonde die Vorgehensweise in allen Betriebszuständen, 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.
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Vorzugsweise wird das Signal der Ionenstromsonde nur in einem bestimmten Winkelbereich ausgewertet, dieses liegt vorzugsweise in dem Winkelbereich, in dem die Verbrennung erfolgt bzw. unmittelbar nach der Verbrennung. Der Winkelbereich wird derart gewählt, daß das Signal möglichst empfindlich auf Veränderungen der Einspritzmenge reagiert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn für unterschiedliche Teileinspritzungen, wie die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und/oder die Nacheinspritzung unterschiedliche Winkelbereiche gewählt werden.
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Eine weitere Ausführungsform ist in der 4 dargestellt. Im folgenden wird die Ermittlung der Mindestansteuerdauer am Beispiel der Voreinspritzung dargestellt. Sie ist analog anwendbar, wenn die Einspritzung in wenigstens eine erste Teileinspritzung und eine zweite Teileinspritzungen aufgeteilt ist. Dabei wird nur bei einer Teileinspritzung die Ansteuerdauer verändert. Bei einer anderen Teileinspritzung wird die Ansteuerdauer derart verändert, daß das Moment konstant bleibt.
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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 Haupteinspritzung erfolgt dabei derart, daß das abgegebene Moment konstant bleibt. Dies hat zur Folge, daß die Mengenausgleichsregelung keinen Korrekturwert zum Ausgleich der verringerten Menge bereitstellt. Bei Unterschreiten der minimalen 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 bestimmte Menge steht nicht für die Erzeugung eines Motormoments in der Brennkraftmaschine zur Verfügung. Ein Ausgleich durch die Erhöhung der Haupteinspritzmenge hat nicht stattgefunden. Dadurch verringert sich das abgegebene Moment dieses Zylinders. Die Mengenausgleichsregelung erkennt dieses und gibt einen entsprechenden Korrekturwert für diesen Zylinder aus. Anhand dieses Korrekturwerts kann die nicht durchgeführte Voreinspritzung erkannt und damit die Mindestansteuerdauer ermittelt werden.
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Dies bedeutet, die fehlende Voreinspritzmenge führt zu einer Verbrennungsungleichförmigkeit und damit einer Drehungleichförmigkeit. Dies wird von der Mengenausgleichsregelung erkannt und ein entsprechender Korrekturwert zur Erhöhung der Einspritzmenge gebildet, um das durch Ausfall der Voreinspritzung fehlende Moment zu kompensieren. Eine Überwachung des zylinderspezifischen Beitrages der Mengenausgleichsregelung ermöglicht damit die zylinderspezifische Bestimmung der Mindestansteuerdauer.
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Eine entsprechende Ausführungsform ist in Form eines Flußdiagrammes in 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. Besonders geeignet ist der Schubbetrieb und Betriebszuständen, bei denen die Drehzahl und/oder die einzuspritzende Kraftstoffmenge große Werte annehmen. Liegt ein solcher Betriebszustand nicht vor, erfolgt erneut die Abfrage 410. Liegt eine solcher Betriebszustand vor, so wird im Schritt 420 die Ansteuerdauer ADV für die Voreinspritzung auf einen Startwert ADS gesetzt. Dieser Startwert ADS ist so gewählt, daß eine Voreinspritzung erfolgt.
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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.
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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 vorgegeben, daß das Moment, das von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, sich bei der Verringerung der Voreinspritzung und der Erhöhung der Haupteinspritzung nicht verändert, d. h. konstant bleibt.
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Im anschließenden Schritt 450 wird die Ansteuerdauer ADH der Haupteinspritzung um den Wert D2 erhöht. Im anschließenden Schritt 460 wird die Mengenausgleichsregelung MAR durchgeführt. Erkennt die Abfrage 470, daß die Mengenausgleichsregelung eine Drehungleichförmigkeit erkennt, insbesondere einen Korrekturwert für den zu untersuchenden Zylinder N vorgibt, wird eine ausbleibende Voreinspritzung erkannt, und im Schritt 480 als Mindestansteuerdauer AD0(N) des N-ten-Zylinders der Wert ADV der Ansteuerdauer für die Voreinspritzung 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 entspricht. Ist dies der Fall, so setzt das Programm mit Schritt 400 fort. Ist dies nicht der Fall, d. h. die Ermittlung der Mindestansteuerdauer wurde noch nicht für alle Zylinder durchgeführt, so setzt das Programm mit der Abfrage 410 fort.
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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.
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Alternativ zur Beeinflussung der Menge der Voreinspritzung kann auch die Menge der Nacheinspritzung bzw. die Menge der Haupteinspritzung oder einer anderen Teileinspritzung entsprechend verringert oder erhöht werden.
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Dies bedeutet, für die einzelnen Zylinder wird nacheinander die Ansteuerdauer AD für eine Teileinspritzung ausgehend von einem Wert, bei dem sicher eine Einspritzung erfolgt, solange verringert und gleichzeitig die Ansteuerdauer einer zweiten Teileinspritzung derart erhöht, daß das vom Zylinder abgegebene Moment konstant bleibt, bis die Mengenausgleichsregelung erkennt, daß in diesen Zylinder kein Kraftstoff eingespritzt wird. Die Mengenausgleichsregelung erkennt die ausbleibende Einspritzung anhand der resultierenden Drehungleichförmigkeit. 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 Mindestansteuerdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder abgespeichert.
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Anstelle der Korrekturwerte QKM können auch andere Größen, die die Drehungleichförmigkeit charakterisieren, verwendet werden. Dies sind insbesondere auch interne Größen der Mengenausgleichsregelung. So kann vorgesehen sein, daß die Drehungleichförmigkeit aus dem gefilterten Drehzahlsignal erkannt wird. Vorzugsweise wird eine Drehungleichförmigkeit erkannt, wenn das Drehzahlsignal Schwingungsanteile mit Nockenwellenfrequenz aufweist. Diese lassen sich leicht dadurch erkennen, daß die Drehzahl mit einem Bandpaß gefiltert wird, der nur Anteil mit Nockenwellenfrequenz selektiert. Dies bedeutet, daß als Signal, das die Drehungleichförmigkeit charakterisiert, ein mit der Nockenwellenfrequenz gefiltertes Drehzahlsignal verwendet wird.
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Auch kann die durch die ausbleibende Voreinspritzung bewirkte Drehungleichförmigkeit mittels eines hochauflösenden Drehzahlsignals erkannt werden.
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Anstelle der Kraftstoffmengen in 2 können auch entsprechende andere Größen, die die einzuspritzende Kraftstoffmenge charakterisieren, verarbeitet werden. So können insbesondere von der Mengenvorgabe oder von der zweiten Synchronisierung 155 Ansteuerdauern für das elektrisch betätigte Ventil oder Momentengrößen verarbeitet werden.
