DE3426799A1 - Einrichtung zur regelung der einer brennkraftmaschine einzuspritzenden kraftstoffmenge - Google Patents

Einrichtung zur regelung der einer brennkraftmaschine einzuspritzenden kraftstoffmenge

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Description

R- I
10.7-1 981+ Sr/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1
Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge nach der Gattung des Oberbegriffs des Hauptanspruchs
Es ist "bekannt, einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer Kraft stoffeinspritzpumpe Kraftstoff zuzuführen.-Dabei wird bei der bekannten Einrichtung mittels einer elektrisch betätigten Steuervorrichtung der Spritzbeginn und das Spritzende der Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine bestimmt. Unter der Voraussetzung, daß die elektrisch betätigte Steuervorrichtung ein bestimmtes, bekanntes Betriebsverhalten aufweist, ist es möglich, ausgehend von einer gewünschten, einzuspritzenden Kraftstoffmenge den Spritzbeginn und/oder das Spritzende so zu wählen, daß gerade die gewünschte Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
_/_ ■ O O J Q426799
In der Praxis der Serienfertigung von Kraftstoffeinspritzpumpen mit entsprechenden elektrisch "betätigten Steuervorrichtungen ist es nun nicht der Fall, daß sämtliche Steuervorrichtungen ein- und dasselbe Betriebsverhalten aufweisen. Im Gegenteil, durch Toleranzen in der Fertigung der elektrisch betätigten Steuervorrichtungen unterscheidet sich das Betriebsverhalten derselben derart stark voneinander, daß es nicht möglich ist, mit Hilfe der bekannten Einrichtung exakt die gewünschte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zuzuführen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge mit den Merkmalen des Hauptanspruches hat gegenüber dem genannten Stand der Technik den Vorteil, daß genau die gewünschte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß abhängig vom Betriebsverhalten der elektrisch betätigten Steuervorrichtung wenigstens eine der Größen Spritzbeginn, Spritzende und Spritzdauer verändert wird.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, nicht nur das statische Betriebsverhalten der elektrisch betätigten Steuervorrichtung zu berücksichtigen, sondern auch das dynamische Betriebsverhalten derselben. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, sowie der Zeichnung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt Diagramme zur statischen Kraft-
stoffeinspritzmenge, Figur 2 eine erste Realisierung, Figur 3 Diagramme zur dynamischen Kraftstoffeinspritzmenge , Figur h eine zweite Realisierung und Figur 5 eine dritte Realisierung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt Diagramme zur statischen Kraftstoffeinspritzmenge. Dabei hat das oberste Diagramm den Magnetventilhub h„v zum Inhalt, wie er unter der Voraussetzung eines statischen Betrieb.sverhaltens eines Magnetventils auftritt. Das mittlere der Diagramme der Figur 1 zeigt den Magnetventilstrom iMv5 während das unterste Diagramm der Figur 1 den Schaltimpuls S„v darstellt, mit dem das Magnetventil angesteuert wird. Alle drei Diagramme der Figur 1 sind über der Zeit aufgetragen.
Geht man bei den Diagrammen der Figur 1 vom Schaltimpuls SMV aus, so ist zu erkennen, daß mit Beginn des Schaltimpulses SMV der Strom durch das Magnetventil iMV zu fließen beginnt , während der eigentliche Magnetventilhub hM„ erst kurze Zeit später beginnt. Da in den Diagrammen der Figur 1 beispielhaft durch den Schaltimpuls SMV das Magnetventil geschlossen wird, ist die Verzögerung von Schaltimpulsbeginn bis Magnetventilhubbeginn als Schließverzögerung t bezeichnet. Die eigentliche Anzugszeit des Magnetventils von seinem geöffneten in seinen geschlossenen Zustand ist dem obersten Diagramm der Figur 1 zu entnehmen. Diese Zeit ist die Schließzeit t . Analoge Verhältnisse ergeben sich beim Öffnen des Magnetventiles. Die Verzögerung vom Schaltimpulsende bis zum Abfallen des Magnetventils ist
mit t , der Öffnungsverzögerung bezeichnet. Die eigentz ο
liehe Abfallzeit des Magnetventils heißt Öffnungszeit t . Aus diesen genannten Zeiten ergibt sich nun einerseits die gesamte Schließseit tQ zu tQs = tzs + trs>
sowie andererseits die gesamte Öffnungszeit t„ zu tn - t η
° Go Go zo
t . Mit der Bezeichnung t1 ist der Einschaltzeitpunkt des Schaltimpulses SM„, also seine Anstiegsflanke bezeichnet, während t_ den Ausschaltzeitpunkt des Schaltimpulses SM„, also seine Abfallflanke kennzeichnet. Die tatsächliche Gesamtschließdauer des Magnetventils, also die Zeitdauer, während der das Magnetventil in seinem geschlossenen Zustand sich befindet, ist in den Diagrammen der Figur 1 mit t ausgezeichnet.
Die Zeitverzögerung vom Einschalt Zeitpunkt t. bis zum Beginn der Magnetventilhubbewegung, also die Schließverzögerung t ergibt sich durch den auf die Ventilnadel des
Z S
Magnetventils wirkenden Staudruck, der zuerst von der durch den Magnetventilstrom aufgebauten Magnetkraft überwunden werden muß. Erreicht das Magnetventil nach der Gesamtschließzeit t„ seinen geschlossenen Zustand, so bewirkt dies im Verlauf des Magnetventilstroms iMV aufgrund der jetzt nicht mehr vorhandenen Gegeninduktion einen Knick, oder, mathematisch ausgedrückt, eine Unstetigkeitsstelle. Die Zeitverzögerung vom eigentlichen Ausschaltzeitpunkt tp des Schaltimpulses SM„ bis zum Beginn des Abfallvorganges des Magnetventils ergibt sich analog durch mechanische Gegebenheiten im Zusammenhang mit dem Einsatz des Magnetventils. Hat das Magnetventil seinen Endzustand, also seinen geöffneten Zustand erreicht, so bewirkt auch dies aufgrund der jetzt fehlenden Gegeninduktivität einen Knick bzw. eine Unstetigkeitsstelle im Verlauf des Magnetventilstroms iMV·
Insgesamt entspricht also der Magnetventilhub hM„, also die Bewegung der Ventilnadel im Magnetventil nicht exakt dem Schaltimpuls SMV, sondern es treten Verzögerungszeiten und Anzugs- bzw. Abfallzeiten auf. Das Erreichen eines definierten Endzustands der Ventilnadel im Magnetventil ist jedoch mit Hilfe des Magnetventilstroms i„,,T
MV
genau meßbar.
P a %#
Mit der Annahme, daß die der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge abhängig ist von der Zeitdauer, in der das Magnetventil geschlossen ist, ergibt sich theoretisch aufgrund der Diagramme der Figur 1 ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Schaltimpuls SM„ über den Magnetventilhub h™ zur einzuspritzenden Kraftstoffmenge. Durch Toleranzen bei der Fertigung der Magnetventile, durch Alterungserscheinungen eines einzelnen Magnetventils, usw. ergeben sich jedoch Änderungen im Betriebsverhalten des einzelnen Magnetventils. Bei derartigen Änderungen kann es sich z.B. um zeitliche Änderungen der Anzugszeit bzw. der Abfallzeit des Magnetventils handeln, was im obersten Diagramm der Figur 1 mit Hilfe "der beiden Bezeichnungen At„ und At11 dargestellt
ils no
sein soll. Aufgrund dieser Abweichungen des tatsächlichen Betriebsverhaltens eines Magnetventiles zu einem angenommenen, theoretischen Betriebsverhalten ist es nun nicht mehr möglich, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen dem Schaltimpuls SMV und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge herzustellen. In der Praxis ist es also nicht möglich, nur durch die Steuerung des Einschaltzeitpunkts t1 und des Ausschaltzeitpunkts tp die gewünschte, ein- · zuspritzende Kraftstoffmenge exakt der Brennkraftmaschine zuzuführen.
Figur 2 zeigt eine erste Realisierung einer Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge. Mit der Bezugsziffer 10 ist in der Figur ein Motorkennfeld bezeichnet, die Zeichen 11 und 12 tragen jeweils eine Verknüpfungseinrichtung, 13 und lh bezeichnet jeweils einen Verstärker, sowie 15 und 16 jeweils eine Verknüpfungsstelle· Eine Endstufe ist mit der Bezugsziffer 17 ausgezeichnet. Die Bezugszeichen 18 und 19
kennzeichnen jeweils eine Verknüpfungseinrichtung während jeweils eine I-dentifikationseinrichtung die Bezugsziffern 20 und 21 tragen. Zuletzt ist mit 22 ein Magnetventil und mit 23 eine Strommeßeinrichtung gekennzeichnet. Als Eingangssignale sind dem Motorkennfeld 10 der Kurbelwellenwinkel J , die Fahrpedalstellung OV, , sowie die Motordrehzahl· η zugeführt. Davon abhängig bildet das Motorkennfeld 10 vier Ausgangssignale, nämlich zum einen den Einschaltzeitpunkt t1 und den Ausschaltzeitpunkt t2 des Schaltimpulses S-.„, und zum anderen zwei Sollwerte, und zwar den Sollwert für die Gesamtschließzeit t„ _ ., und für die Gesamtöffnungszeit t_ _ ... GsSoIl (jOdoxx
Das Signal ti ist der Verknüpfungseinrichtung 11, das Signal t2 der Verknüpfungseinrichtung 12, das Signal t„ „ ,, der Verknüpfungsstelle 15 und das Signal t_, _ 1Ί der
UrOoOXX
Verknüpfungsstelle 16 zugeleitet. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 15 ist an den Verstärker 13 und das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle. 16 an den Verstärker 1k angeschlossen. Der Verstärker 13 erzeugt abhängig von seinem Eingangssignal ein Ausgangssignal, das mit K1 bezeichnet ist, während der Verstärker 1k ebenfalls abhängig von seinem Eingangssignal ein Ausgangssignal K2 bildet. Das Signal K1 ist dabei der Verknüpfungseinrichtung 11 und das Signal Kp der Verknüpfungseinrichtung 12 zugeführt. Abhängig von ihren Eingangssignalen K1 und t1 bzw. Kp und tp erzeugen die Verknüpfungseinrichtungen 11 bzw. 12 jeweils ein Ausgangssignal, das mit der Endstufe 1? verbunden ist. Das Ausgangssignal dieser Endstufe 17 ist nun an die Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19, an die Identifikationseinrichtungen 20 und 21, sowie an das Magnetventil 22 angeschlossen. Das Magnetventil 22 bildet eine Serienschaltung mit der Strommeßeinrichtung 23 , wobei das Magnetventil 22 des weiteren an eine positive
3426793
Versorgungsspannung und die Strommeßeinrichtung an Masse angeschlossen ist. Das Ausgangssignal der Strommeßeinrichtung 23, also der Magnetventilstrom iMV» ist mit den beiden Identifikationseinrichtungen 20 und 21 verbunden. Das Ausgangssignal dieser beiden Einrichtungen 20 und ist an die Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19 angeschlossen. Diese Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19 bilden abhängig von ihren Eingangssignalen jeweils ein Ausgangssignal, das den Verknüpfungsstellen 15 und zugeführt ist. Dabei bildet die Verknüpfungseinrichtung 18 das Istsignal der Gesamtschließzeit t , und die Verknüpfungseinrichtung 19 das Istsignal der Gesamtöffnungszeit t„ _ ,. Bei dem Ausgangssignal der Endstufe 17 handelt es sich um den Schaltimpuls SM„ zur Ansteuerung des Magnetventils 22, der das Magnetventil entweder ein- oder ausschaltet. Die Anstiegsflanke dieses Schaltimpulses wird dabei von der Identifikationseinrichtung 20 erkannt, während die Identifikationseinrichtung 21 auf die Abfallflanke dieses Schaltimpulses reagiert. Bei den Verknüpfungseinrichtungen 11 und kann es sich z.B. um Differenzverstärker handeln, während die Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19 z.B. mittels Integratoren oder Zähler realisiert werden können.
Das Magnetventil 22 wird von dem Schaltimpuls SM„ angesteuert. Dies bedeutet, daß ein Strom von der positiven Versorgungsspannung über das Magnetventil 22 und die Strommeßeinrichtung 23 während der Einschaltdauer des Schaltimpulses SM„ fließt. Gleichzeitig steuert der Schaltimpuls SMV auch die beiden Identifikationseinrichtungen 20 und 21 an, und zwar derart, daß durch die Anstiegsflanke des Schalt impulses die Identifikationseinrichtung 20, sowie durch die Abfallflanke des Schaltimpulses die Identifikationseinrichtung 21 aktiv wird. Die Aktivierung der jeweiligen
Identxfikationseinrichtung 20 oder 21 hat zur Folge, daß die jeweilige Identifikationseinrichtung den Knick bzw. die Unstetigkeitsstelle im Stromverlauf iM„ identifiziert und ein entsprechendes Ausgangssignal an die nachfolgende Verknüpfungseinrichtung 18 oder 19 liefert. Da nun auch die beiden Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19 mit dem Schaltimpuls SMV beaufschlagt sind, ist es möglich, daß diese beiden Verknüpfungseinrichtungen abhängig von ihren Eingangssignalen ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugen. Die Verknüpfungseinrichtung 18 erhält als Eingangssignal z.B. einerseits die Anstiegsflanke des Schaltimpulses SM„, sowie andererseits von der Identifikationseinrichtung 20 den Zeitpunkt des ersten Knicks bzw. der ersten Unstetigkeitsstelle des Stromverlaufs iMV> gemäß des mittleren Diagramms der Figur Abhängig von diesen beiden Signalen bildet nun die Verknüpfungseinrichtung 18 ein Ausgangssignal, das der tatsächlichen Gesamtschließzeit t entspricht. Diese tatsächliche Gesamtschließzeit t„ _ , wird an der Ver-
Gslst
knüpfungsstelle 15 mit der gewünschten Gesamtschließzeit t_ verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird mittels des Verstärkers 13 bewertet, und das Ausgangssignal des Verstärkers 13, das Signal K., wird dann der" Verknüpfungseinrichtung 11 zugeleitet. Dabei ist es für eine kontinuierliche Regelung besonders vorteilhaft, den Wert des Ausgangssignals des Verstärkers 13, also den Wert des Signals K1, z.B. im Verstärker 13 selbst zwischenzuspeichern. Die gewünschte Gesamt schließzeit tn σ , ., ,
KiSoOXX
sowie auch das zweite Eingangssignal der .Verknüpfungseinrichtung 11, der Einschalt Zeitpunkt t., wird vom Motorkennfeld 10 in Abhängigkeit von wenigstens einer der Größen Kurbelwellenwinkel «P , Fahrpedalstellung o< , sowie Motordrehzahl η gebildet. Die Verknüpfungseinrichtung 11 erzeugt schließlich abhängig von ihren
:1
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beiden Eingangssignalen ein Ausgangssignal, mit dem die Endstufe 17 angesteuert wird, und das den tatsächlichen Einschaltzeitpunkt, also die tatsächliche Anstiegsflanke des Schaltimpulses SMV definiert. Insgesamt ist also vom Magnetventil 22 ausgehend, über die Strommeßeinrichtung 23, die Identifikationseinrichtung 20, die Verknüpfungseinrichtung 18, die Verknüpfungsstelle 15, den Verstärker 13, die Verknüpfungseinrichtung 11 und die Endstufe 17 ein Regelkreis aufgebaut, mit dessen Hilfe das Magnetventil vom Schaltimpuls SMV gerade so angesteuert wird, daß das tatsächliche Schließverhalten des Magnetventils, einem gewünschten, vorgegebenen Verhalten entspricht. Analog dazu ist für das Öffnungsverhalten des Magnetventils 22 mit Hilfe der Einrichtungen 22, 23, 21, 19, 16, 1U, 12 und 17 ein entsprechender, zweiter Regelkreis aufgebaut.
Wird nun mittels des Magnetventils 22 die einer Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge beeinflußt, so ist es durch die erste Realisierung der Figur 2 möglich, das verschiedenartige Betriebsverhalten verschiedener Magnetventile so zu verändern, daß der direkte Zusammenhang zwischen dem das Magnetventil ansteuernden Impuls und der dadurch einzuspritzenden Kraftstoffmenge für die exakte Zumessung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine ausgenutzt werden kann. Dabei kann z.B. für die im Motorkennfeld 10 abgespeicherten Werte, sowie für die Abhängigkeit der Signale K-] und Kg von den Eingangssignalen der Verstärker 13 und "\h ein bestimmtes, bekanntes Magnetventil als Vorlage dienen. Es ist aber auch möglich, ein theoretisches, durchschnittliches Verhalten des benutzten Magnetventils der Bildung der genannten Werte und Signale zugrundezulegen.
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Mit Hilfe der "bisher beschriebenen Einrichtung ist es also möglich, Einspritzmengenänderungen aufgrund von Verzögerungen im Schaltverhalten eines Magnetventils zu korrigieren. Dabei wurde "bisher angenommen, daß die Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit des Magnetventils konstant ist, die genannten Verzögerungen also nur durch unterschiedliche Schließ- und Öffnungsverzögerungen t und
Z S
t zustande kommen. Es ist nun auch möglich., daß zu- % ο
sätzlich dazu auch die Schließ- und Öffnungszeit t und
i* S
t sich ändern, oder daß nur die "beiden zuletzt genannro ' s
ten Zeiten variieren. Es ist also auch möglich, daß die Schließ- und Öffnungsgesclrwindigkeit des Magnetventils variabel ist. Dies "bedeutet jedoch, daß in diesem Fall die Sinspritzmenge auch von der Geschwindigkeit des Magnetventils abhängt und eine entsprechende Korrektur erfordert.
Die Figur 3 zeigt Diagramme zur dynamischen Kraftstoffeinspritzmenge. Die drei dargestellten Diagramme der Figur 3 entsprechen dabei den entsprechenden Diagrammen der Figur 1. In der Figur 3 ist jedoch die Öffnungsund Schließzeit des Magnetventils nicht konstant , sondern variabel. Die Diagramme der Figur 3 berücksichtigen daher die dynamischen Eigenschaften des Magnetventils, also die variable Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit des Magnetventils, und die dadurch entstehenden dynamischen Veränderungen in der einzuspritzenden Kraftstoffmenge .
Figur U zeigt eine zweite Realisierung, Figur 5 eine dritte Realisierung im Zusammenhang mit der dynamischen Korrektur der Einspritzmenge. Mit dem Bezugszeichen 30 ist in den Figuren h und 5 ein Motorkennfeld bezeichnet, die Bezugsziffer 31 trägt eine Endstufe, das Magnetventil
AU 1 V JU W
trägt das Zeichen 32, eine Strommeßeinrichtung ist mit der Bezugsziffer 33 ausgezeichnet, das Bezugszeichen 3U definiert eine Identifikationseinrichtung, 35 eine Verknüpfungseinrichtung, sowie 36 eine Verknüpfungsstelle. Das Motorkennfeld 30 der Figuren k und 5 wird von wenigstens einer der drei Eingangsgrößen "beaufschlagt, und zwar der Kurbelwellenwinkel JP , der Fahrpedalstellung O< , sowie der Motordrehzahl n. Als weiteres Eingangssignal ist dem Motorkennfeld 30 noch das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 36 zugeleitet.'Abhängig von diesen Eingangssignalen erzeugt das Motorkennfeld 30 insgesamt vier Ausgangssignale, und zwar den Einschalt Zeitpunkt t. und den Ausschaltzeitpunkt t des Schaltimpulses SMV, die gewünschte Gesamtschließzeit tr Ί ,
MV VjSdOJLX
sowie eine gewünschte Ventilnadelgeschwindigkeit ν „■ ,,.
e box J.
Das Signal t ist dabei in den ,Figuren k und 5 an die Endstufe 31 angeschlossen, die ihrerseits als Ausgangssignal den Schaltimpuls SM„ "bildet, der wiederum dem Magnetventil 32 und der Verknüpfungseinrichtung 35 zugeführt ist. Das Magnetventil 32 bildet mit der Strommeßeinrichtung 33 eine Serienschaltung, wobei das freie Ende des Magnetventils an eine positive Batteriespannung und das freie Ende der Strommeßeinrichtung an Masse angeschlossen ist. Vom Verbindungspunkt des Magnetventils 32 und der Strommeßeinrichtung 33 ist eine Leitung zur Identifikationseinrichtung 3*+ geführt, von der ein Signal bezüglich des Magnetventilstroms iMV abgenommen werden kann. Das Ausgangs signal der Identifikationseinrichtung 3^ ist als zweites Eingangssignal der Verknüpfungseinrichtung 35 zugeleitet. An die Verknüpfungsstelle 36 ist nun zum einen das Ausgangssignal dieser Verknüpfungseinrichtung 35 angeschlossen, sowie zum anderen das vom Motorkennfeld 30 gebildete Signal t . Wie schon ausgeführt wurde ist der Ausgang der Verknüpfungsstelle 36 mit.dem
H 1I Oft
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Motorkennfeld 30 verbunden. Die bis hierher gemachten Ausführungen sind in "beiden Realisierungen der Figur U und der Figur 5 gleich. Ihre Funktionsweise entspricht dabei im Grunde genommen'der Funktionsweise der ersten Realisierung der Figur 2. In den beiden Realisierungen der Figur U und der Figur 5 wurde jedoch im Unterschied zur Realisierung der Figur 2 die Verknüpfungseinrichtung 11 und der Verstärker 13 in das Motorkennfeld 30 mit aufgenommen, also die Korrektur des Einschalt Zeitpunkts t direkt in das Motorkennfeld verlagert.
In der Figur U, also in der zweiten Realisierung, ist ein Speicher mit der Bezugsziffer Uo bezeichnet, ein Inverter mit der Ziffer U1, ein Differenzierer mit U2, und ein Multiplizierer mit der Bezugsziffer U3 . ■ Eine Verknüpfungseinrichtung trägt das Bezugszeichen UU, eine· Verknüpfungsstelle das Zeichen U5 . Der Verknüpfungseinrichtung UU ist einerseits vom Motorkennfeld 30 der Ausschaltzeitpunkt t~ zugeleitet, sowie andererseits von der Verknüpfungsstelle U5 deren Ausgangssignal, ein Signal K„. Das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung UU ist an die Endstufe 31 angeschlos sen. Der Verknüpfungsstelle U 5 ist nun zum einen vom Motorkennfeld 30 die gewünschte Ventilnadelgeschwindigkeit ν zugeführt, sowie zum anderen vom Multipli-
θοΟΧΧ
zierer U3 dessen Ausgangssignal, die tatsächliche Ventilnadelgeschwindigkeit ν . . Der Speicher Uo ist mit dem Verbindungspunkt des Magnetventils 32 und der Strommeßeinrichtung 33 verbunden, also mit einem Signal bez.üglich des Magnetventilstroms ΐΜττ· Getriggert wird der Speicher Uo vom Ausgangssignal der Identifikationseinrichtung 3h , also vom Zeitpunkt des Eintretens der Knickstelle bzw. der Unstetigkeitsstelle im Stromverlauf des Magnetventilstroms i„v gemäß der Figur 3. An den Speicher Uo ist nun zum einen der Inverter U1 , sowie zum anderen
ο υ ο
der Differenzierer h2 angeschlossen. Die Ausgangssignale des Inverters 1+1 und des Differenzierers 1+2 sind dem Multiplizierer 1+3 zugeführt. Als weiteres Eingangssignal ist dem Multiplizierer 1+3 ein Signal hMV0 zugeleitet.
Im Gegensatz zur ersten Realisierung der Figur 2, bei der der Ausschaltzeitpunkt t_ abhängig von der Soll-Ist-Differenz der Gesamtöffnungszeit beeinflußt wird, wird nun bei der vorliegenden zweiten Realisierung der Ausschaltzeitpunkt t2 mit Hilfe der Soll-Ist-Differenz der Ventilnadelgeschwindigkeit verändert. Diese Veränderung geschieht dabei mit Hilfe der Verknüpfungseinrichtung hk, die den Ausschaltzeitpunkt t„ und den Korrekturwert K? miteinander verknüpft und dann das Verknüpfungsergebnis der Endstufe 31 zuführt. Die tatsächliche Ventilnadelgeschwindigkeit ν _ . wird mit Hilfe des Multiplizierers U3 erzeugt. Es hat sich durch Versuche und Tests herausgestellt, daß für diese tatsächliche Ventilnadelgeschwindigkeit näherungsweise der folgende Zusammenhang gilt:
Velst = 11MV (t) ■ i/iMV · diMV/dt·
Da in der zweiten Realisierung der Figur U der Magnetventilhub h„TT(t) nicht bekannt ist, muß diese Größe ersetzt Mv
werden. Da nun der Speicher 1+0 vom Ausgangssignal der Identifikationseinrichtung 3!+ getriggert wird, also immer genau dann ein neuer Wert des Magnetventilstroms iM„ in den Speicher übernommen wird, wenn das Magnetventil gerade geschlossen ist, so kann der Magnetventilhub h„„(t) ersetzt werden durch einen konstanten Wert. Dies ist deshalb möglich, da im Schließzeitpunkt des Magnetventils immer derselbe Magnetventilhub auftritt, der empirisch ermittelt werden kann. In der zweiten Realsisierung der Figur U ist dieser konstante Magnetventilhub mit
f\ I H Ό U §>426799
"bezeichnet. Insgesamt wird also mit Hilfe der Blöcke ho "bis ii3 der Figur ^ die genannte Gleichung realisiert und damit die tatsächliche Ventilnadelgesclrwindigkeit velst erzeugt.
In der Figur 5, also in der dritten Realisierung ist ein Differenzierer mit der Bezugsziffer 50, sowie eine Verknüpfungsstelle mit der Bezugsziffer 51 "bezeichnet. Bei der dritten Realisierung der Figur 5 ist es möglich, den Magnetventilhu"b hMV direkt am Magnetventil 32 zu messen. Dieser Magnetventilhub ist dem Differenzierer 50 zugeleitet. Abhängig davon bildet nun der Differenzierer 50 ein Ausgangssignal, nämlich die tatsächliche Ventilnadelgeschwindigkeit ν _ ., die dann an die Verknüpfungsstelle 51 angeschlossen ist. Des weiteren ist die Verknüpfungsstelle 51 mit dem Motorkennfeld 30 verbunden. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 51 ist dann direkt der Endstufe 31 zugeleitet.
Der Magnetventilhub η.—, wird mit Hilfe des Differenzierers 50 abgeleitet, so daß sich am Ausgang des Differenzierers ein Signal bezüglich der tatsächlichen Ventilnadelgeschwindigkeit ergibt. Dieses Ausgangssignal wird mit der vom Motorkennfeld 30 gelieferten gewünschten Ventilnadelgeschwindigkeit ν _ _. verglichen, und davon abhängig der Korrekturfaktor K„ gebildet. Mit Hilfe dieses Korrekturfaktors K? wird direkt in der Endstufe der Ausschaltzeitpunkt t„ des Schaltimpulses S.™. beeinflußt. Im Vergleich zur Realisierung der Figur k ist also bei der Realisierung der Figur 5 die Verknüpfungseinrichtung kk direkt in die Endstufe 31 aufgenommen.
Insgesamt wird also bei den "beiden Realisierungen der Figuren h und 5 das dynamische Verhalten des Magnetventils dadurch berücksichtigt, daß der Ausschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der tatsächlichen Ventilnadelgeschwindigkeit verändert wird. Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei den beiden Realisierungen der Figuren k und 5 die Strommeßeinrichtung 33 z.B. mittels eines Widerstands ausgeführt sein kann, die Verknüpfungseinrichtung 35 Z.B. mit Hilfe eines Integrators oder eines Zählers, und die Verknüpfungseinrichtung hh. z.B. durch einen Differenzverstärker realisiert sein kann.
Selbstverständlich ist es möglich, die drei Realisierungen der Figur 2, k und 5 in beliebiger Art und Weise miteinander zu kombinieren und/oder auszutauschen. Auch Vereinfachungen und/oder Veränderungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind selbstverständlich möglich. Wichtig ist nur der grundlegende Gedanke der Erfindung, nämlich daß wenigstens der Einschaltzeitpunkt und/oder der Ausschaltzeitpunkt des Magnetventils in Abhängigkeit vom Betriebsverhalten des Magnetventils beeinflußt wird.
Dabei ist es ebenfalls nicht ausschlaggebend, in welchem Zusammenhang die erfindungsgemäße Einrichtung benutzt wird, also ob dies im Zusammenhang mit Dieselbrennkraftmaschinen, Benzinkraftmaschinen, oder anderen Brennkraftmaschinen geschieht. Auch ist die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur auf Realisierungen beschränkt, wie sie in den Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, sondern es ist auch möglich, die Erfindung mit Hilfe eines entsprechend programmierten elektronischen Rechengeräts zu verwirklichen.
- Leerseite -

Claims (12)

  1. R. 1 *
    1O.T.198U Sr/Hm
    ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
    Ansprüche
    1 J Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge, mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die wenigstens eine den Druck für die Einspritzung erzeugende Pumpvorrichtung, sowie wenigstens eine wenigstens eine der Größen Spritzbeginn, Spritzende und Spritzdauer "bestimmende, elektrisch betätigte Steuervorrichtung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens abhängig vom Betriebsverhalten der elektrisch betätigten Steuervorrichtung wenigstens eine der Größen Spritzbeginn, Spritzende und Spritzdauer gesteuert bzw. geregelt bzw. allgemein verändert wird,
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer abhängig von der gesamten Schließdauer der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer abhängig von der gesamten Öffnungsdauer der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
  4. k. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 "bis 3 j dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/ oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer abhängig von der Schließgeschwindigkeit der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
  5. 5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1
    bis h, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/ oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer abhängig von der Öffnungsgeschwindigkeit der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer nur in einem bestimmten Zustand der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
  7. T. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem bestimmten Zustand der elektrisch betätigten Steuervorrichtung um einen Endzustand derselben, also um den Zustand einer vollständig geschlossenen oder vollständig geöffneten elektrisch betätigten Steuervorrichtung handelt.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch h oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer während der Bewegungsdauer der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
  9. 9. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1
    bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsverhalten einer speziellen elektrisch betätigten Steuervorrichtung zur Bildung von Sollwerten herangezogen wird.
    - 3 - 342679
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Betriebsverhaltens der speziellen elektrisch betätigten Steuervorrichtung Sollwerte für die gesamte Schließdauer und/oder die gesamte Öffnungsdauer und/oder die Schließgeschwindigkeit und/oder die Öffnungsgeschwindigkeit gebildet werden.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte zeitliche Verlauf des Betriebsverhaltens der elektrisch betätigten Steuervorrichtung als Sollverhalten benutzt wird.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Betriebsverhaltens der speziellen elektrisch betätigten Steuervorrichtung ein theoretisches und/oder durchschnittliches Betriebsverhalten der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verwendet wird.
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