DE3426799C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der einer
Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 29 42 010 ist es bekannt, einer Brennkraftmaschine mit
Hilfe einer Kraftstoffeinspritzpumpe Kraftstoff zuzuführen. Bei der
bekannten Einrichtung wird mittels einer elektrisch betätigten Steu
ervorrichtung der Spritzbeginn und das Spritzende der Einspritzung
von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine bestimmt. Unter der Voraus
setzung, daß die elektrisch betätigte Steuervorrichtung ein bestimm
tes bekanntes Betriebsverhalten aufweist, ist es möglich, ausgehend
von einer gewünschten, einzuspritzenden Kraftstoffmenge den Spritz
beginn und/oder das Spritzende so zu wählen, daß gerade die gewün
schte Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
In der Praxis der Serienfertigung von Kraftstoffeinspritzpumpen mit
entsprechenden elektrisch betätigten Steuervorrichtungen ist es nun
nicht der Fall, daß sämtliche Steuervorrichtungen das gleiche Be
triebsverhalten aufweisen. Im Gegenteil, durch Toleranzen in der
Fertigung der elektrisch betätigten Steuervorrichtungen unterschei
det sich das Betriebsverhalten insbesondere die Schaltzeiten der
selben derart stark voneinander, daß es nicht möglich ist, mit Hilfe
der bekannten Einrichtungen exakt die gewünschte Kraftstoffmenge der
Brennkraftmaschine zuzuführen.
Des weiteren ist aus der DE-OS 33 38 297 eine Einrichtung zur Rege
lung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge
bekannt. Diese Einrichtung umfaßt ebenfalls eine den für die Ein
spritzung erforderlichen Druck erzeugende Pumpvorrichtung, sowie
eine die Größen Spritzbeginn, Spritzende und Spritzdauer bestimmen
de, elektrisch betätigte Steuervorrichtung. Bei dieser Einrichtung
wird der genaue Zeitpunkt des Öffnens und des Schließens mittels
eines weiteren Sensors im Magnetventil erfaßt. Hierzu ist ein Wand
ler vorgesehen, der eine zusätzliche Spule umfaßt, die im Magnetven
til angeordnet ist. Durch Auswertung des durch die Spule fließenden
Stroms wird der genaue Zeitpunkt des Öffnens oder des Schließens des
Magnetventils ermittelt. Eine Auswertung des Erregerstroms ist in
der Anmeldung nicht beschrieben.
Ferner ist aus der DE-OS 33 12 282 eine Kraftstoffeinspritzvorrich
tung für eine Brennkraftmaschine bekannt. Bei dieser wird durch ent
sprechendes Ansteuern eines Magnetventils der Förderbeginn und das
Förderende festgelegt. Mittels eines Drucksensors im Pumpenarbeits
raum läßt sich der Beginn der Einspritzung erfassen. Mit dieser Ein
richtung lassen sich die Schaltzeiten des Magnetventils berücksich
tigen. Diese Einrichtung benötigt aber einen zusätzlichen Drucksen
sor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaf
fen, bei der die Schaltzeiten sowohl für den Beginn als auch das
Ende der Einspritzung berücksichtigt werden können, ohne daß ein
weiterer Sensor erforderlich ist.
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 Steuervor
richtung wenigstens eine der Größen Spritzbeginn, Spritz
ende und Spritzdauer verändert wird.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, nicht nur das stati
sche Betriebsverhalten der elektrisch betätigten Steuer
vorrichtung zu berücksichtigen, sondern auch das dynami
sche Betriebsverhalten derselben. Weitere Vorteile der
Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteran
sprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung der Aus
führungsbeispiele, sowie der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Fig. 1 zeigt Diagramme zur statischen Kraft
stoffeinspritzmenge, Fig. 2 eine erste Realisierung,
Fig. 3 Diagramme zur dynamischen Kraftstoffeinspritz
menge, Fig. 4 eine zweite Realisierung und Fig. 5
eine dritte Realisierung.
Fig. 1 zeigt Diagramme zur statischen Kraftstoffein
spritzmenge. Dabei hat das oberste Diagramm den Magnet
ventilhub hMV zum Inhalt, wie er unter der Voraussetzung
eines statischen Betriebsverhaltens eines Magnetventils
auftritt. Das mittlere der Diagramme der Fig. 1 zeigt
den Magnetventilstrom iMV, während das unterste Diagramm
der Fig. 1 den Schaltimpuls SMV darstellt, mit dem das
Magnetventil angesteuert wird. Alle drei Diagramme der
Fig. 1 sind über der Zeit aufgetragen.
Geht man bei den Diagrammen der Fig. 1 vom Schaltimpuls
SMV aus, so ist zu erkennen, daß mit Beginn des Schalt
impulses SMV der Strom durch das Magnetventil iMV zu
fließen beginnt, während der eigentliche Magnetven
tilhub hMV erst kurze Zeit später beginnt. Da in den
Diagrammen der Fig. 1 beispielhaft durch den Schalt
impuls SMV das Magnetventil geschlossen wird, ist die
Verzögerung von Schaltimpulsbeginn bis Magnetventil
hubbeginn als Schließverzögerung tzs bezeichnet. Die
eigentliche Anzugszeit des Magnetventils von seinem
geöffneten in seinen geschlossenen Zustand ist dem ober
sten Diagramm der Fig. 1 zu entnehmen. Diese Zeit ist
die Schließzeit trs. Analoge Verhältnisse ergeben sich
beim Öffnen des Magnetventiles. Die Verzögerung vom
Schaltimpulsende bis zum Abfallen des Magnetventils ist
mit tzo, der Öffnungsverzögerung bezeichnet. Die eigent
liche Abfallzeit des Magnetventils heißt Öffnungszeit
tro. Aus diesen genannten Zeiten ergibt sich nun einer
seits die gesamte Schließzeit tGs zu tGs = tzs + trs,
sowie andererseits die gesamte Öffnungszeit tGo zu tGo = tzo +
tro. Mit der Bezeichnung t1 ist der Einschaltzeitpunkt des
Schaltimpulses SMV, also seine Anstiegsflanke bezeichnet,
während t2 den Ausschaltzeitpunkt des Schaltimpulses SMV,
also seine Abfallflanke kennzeichnet. Die tatsächliche
Gesamtschließdauer des Magnetventils, also die Zeitdauer,
während der das Magnetventil in seinem geschlossenen Zu
stand sich befindet, ist in den Diagrammen der Fig. 1 mit
tH ausgezeichnet.
Die Zeitverzögerung vom Einschaltzeitpunkt t1 bis zum Be
ginn der Magnetventilhubbewegung, also die Schließverzöge
rung tzs ergibt sich durch den auf die Ventilnadel des
Magnetventils wirkenden Staudruck, der zuerst von der
durch den Magnetventilstrom aufgebauten Magnetkraft über
wunden werden muß. Erreicht das Magnetventil nach der
Gesamtschließzeit tGs seinen geschlossenen Zustand, so
bewirkt dies im Verlauf des Magnetventilstroms iMv auf
grund der jetzt nicht mehr vorhandenen Gegeninduktion
einen Knick, oder, mathematisch ausgedrückt, eine Un
stetigkeitsstelle. Die Zeitverzögerung vom eigentlichen
Ausschaltzeitpunkt t2 des Schaltimpulses SMV 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 er
reicht, so bewirkt auch dies aufgrund der jetzt fehlenden
Gegeninduktivität einen Knick bzw. eine Unstetigkeits
stelle im Verlauf des Magnetventilstroms iMV.
Insgesamt entspricht also der Magnetventilhub hMV, also
die Bewegung der Ventilnadel im Magnetventil nicht exakt
dem Schaltimpuls SMV, sondern es treten Verzögerungs
zeiten und Anzugs- bzw. Abfallzeiten auf. Das Erreichen
eines definierten Endzustands der Ventilnadel im Magnet
ventil ist jedoch mit Hilfe des Magnetventilstroms iMV
genau meßbar.
Mit der Annahme, daß die der Brennkraftmaschine einzu
spritzende Kraftstoffmenge abhängig ist von der Zeit
dauer, in der das Magnetventil geschlossen ist, ergibt
sich theoretisch aufgrund der Diagramme der Fig. 1
ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Schaltimpuls
SMV über den Magnetventilhub hMV zur einzuspritzenden
Kraftstoffmenge. Durch Toleranzen bei der Fertigung der
Magnetventile, durch Alterungserscheinungen eines ein
zelnen 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 Magnet
ventils handeln, was im obersten Diagramm der Fig. 1 mit
Hilfe der beiden Bezeichnungen ΔtHs und ΔtHo dargestellt
sein soll. Aufgrund dieser Abweichungen des tatsächlichen
Betriebsverhaltens eines Magnetventiles zu einem ange
nommenen, theoretischen Betriebsverhalten ist es nun nicht
mehr möglich, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen
dem Schaltimpuls SMV und der einzuspritzenden Kraftstoff
menge herzustellen. In der Praxis ist es also nicht mög
lich, nur durch die Steuerung des Einschaltzeitpunkts
t1 und des Ausschaltzeitpunkts t2 die gewünschte, ein
zuspritzende Kraftstoffmenge exakt der Brennkraftmaschine
zuzuführen.
Fig. 2 zeigt eine erste Realisierung einer Einrichtung
zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden
Kraftstoffmenge. Mit der Bezugsziffer 10 ist in der Fig. 2
ein Motorkennfeld bezeichnet, die Zeichen 11 und 12 tragen
jeweils eine Verknüpfungseinrichtung, 13 und 14 bezeichnet
jeweils einen Verstärker, sowie 15 und 16 jeweils eine
Verknüpfungsstelle. Eine Endstufe ist mit der Bezugs
ziffer 17 ausgezeichnet. Die Bezugszeichen 18 und 19
kennzeichnen jeweils eine Verknüpfungseinrichtung, während
jeweils eine Identifikationseinrichtung die Bezugszif
fern 20 und 21 tragen. Zuletzt ist mit 22 ein Magnet
ventil und mit 23 eine Strommeßeinrichtung gekennzeich
net. Als Eingangssignale sind dem Motorkennfeld 10 der
Kurbelwellenwinkel ϕ, die Fahrpedalstellung α, sowie
die Motordrehzahl n zugeführt. Davon abhängig bildet
das Motorkennfeld 10 vier Ausgangssignale, nämlich zum
einen den Einschaltzeitpunkt t1 und den Ausschaltzeit
punkt t2 des Schaltimpulses SMV, und zum anderen zwei
Sollwerte, und zwar den Sollwert für die Gesamtschließ
zeit tGsSoll und für die Gesamtöffnungszeit tGoSoll.
Das Signal t1 ist der Verknüpfungseinrichtung 11, das
Signal t2 der Verknüpfungseinrichtung 12, das Signal tGsSoll
der Verknüpfungsstelle 15 und das Signal tGoSoll der
Verknüpfungsstelle 16 zugeleitet. Das Ausgangssignal der
Verknüpfungsstelle 15 ist an den Verstärker 13 und das
Ausgangssignal der Verknüpfungsstelle 16 an den Ver
stärker 14 angeschlossen. Der Verstärker 13 erzeugt ab
hängig von seinem Eingangssignal ein Ausgangssignal,
das mit K1 bezeichnet ist, während der Verstärker 14
ebenfalls abhängig von seinem Eingangssignal ein Aus
gangssignal K2 bildet. Das Signal K1 ist dabei der
Verknüpfungseinrichtung 11 und das Signal K2 der Ver
knüpfungseinrichtung 12 zugeführt. Abhängig von ihren Ein
gangssignalen K1 und t1 bzw. K2 und t2 erzeugen die
Verknüpfungseinrichtungen 11 bzw. 12 jeweils ein Aus
gangssignal, das mit der Endstufe 17 verbunden ist.
Das Ausgangssignal dieser Endstufe 17 ist nun an die
Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19, an die Identifi
kationseinrichtungen 20 und 21, sowie an das Magnet
ventil 22 angeschlossen. Das Magnetventil 22 bildet
eine Serienschaltung mit der Strommeßeinrichtung 23,
wobei das Magnetventil 22 des weiteren an eine positive
Versorgungsspannung und die Strommeßeinrichtung an Masse
angeschlossen ist. Das Ausgangssignal der Strommeßein
richtung 23, also der Magnetventilstrom iMV, ist mit den
beiden Identifikationseinrichtungen 20 und 21 verbunden.
Das Ausgangssignal dieser beiden Einrichtungen 20 und 21
ist an die Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19 ange
schlossen. Diese Verknüpfungseinrichtungen 18 und 19
bilden abhängig von ihren Eingangssignalen jeweils ein
Ausgangssignal, das den Verknüpfungsstellen 15 und 16
zugeführt ist. Dabei bildet die Verknüpfungseinrichtung
18 das Istsignal der Gesamtschließzeit tGsIst, und die
Verknüpfungseinrichtung 19 das Istsignal der Gesamt
öffnungszeit tGoIst. Bei dem Ausgangssignal der End
stufe 17 handelt es sich um den Schaltimpuls SMV zur
Ansteuerung des Magnetventils 22, der das Magnetventil
entweder ein- oder ausschaltet. Die Anstiegsflanke dieses
Schaltimpulses wird dabei von der Identifikationsein
richtung 20 erkannt, während die Identifikationsein
richtung 21 auf die Abfallflanke dieses Schaltimpulses
reagiert. Bei den Verknüpfungseinrichtungen 11 und 12
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 SMV ange
steuert. Dies bedeutet, daß ein Strom von der positiven
Versorgungsspannung über das Magnetventil 22 und die
Strommeßeinrichtung 23 während der Einschaltdauer des
Schaltimpulses SMV fließt. Gleichzeitig steuert der
Schaltimpuls SMV auch die beiden Identifikationsein
richtungen 20 und 21 an, und zwar derart, daß durch
die Anstiegsflanke des Schaltimpulses die Identi
fikationseinrichtung 20, sowie durch die Abfall
flanke des Schaltimpulses die Identifikationseinrich
tung 21 aktiv wird. Die Aktivierung der jeweiligen
Identifikationseinrichtung 20 oder 21 hat zur Folge, daß
die jeweilige Identifikationseinrichtung den Knick bzw.
die Unstetigkeitsstelle im Stromverlauf iMV 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 SMV, sowie andererseits von der Iden
tifikationseinrichtung 20 den Zeitpunkt des ersten
Knicks bzw. der ersten Unstetigkeitsstelle des Strom
verlaufs iMV, gemäß des mittleren Diagramms der Fig. 1.
Abhängig von diesen beiden Signalen bildet nun die Ver
knüpfungseinrichtung 18 ein Ausgangssignal, das der
tatsächlichen Gesamtschließzeit tGs entspricht. Diese
tatsächliche Gesamtschließzeit tGsIst wird an der Ver
knüpfungsstelle 15 mit der gewünschten Gesamtschließzeit
tGsSoll verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird
mittels des Verstärkers 13 bewertet, und das Ausgangs
signal des Verstärkers 13, das Signal K1, 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 zwi
schenzuspeichern. Die gewünschte Gesamtschließzeit tGsSoll,
sowie auch das zweite Eingangssignal der Verknüpfungs
einrichtung 11, der Einschaltzeitpunkt t1, wird vom
Motorkennfeld 10 in Abhängigkeit von wenigstens einer
der Größen Kurbelwellenwinkel ϕ, Fahrpedalstellung α
sowie Motordrehzahl n gebildet. Die Verknüpfungsein
richtung 11 erzeugt schließlich abhängig von ihren
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 Verknüpfungsein
richtung 18, die Verknüpfungsstelle 15, den Verstärker 13,
die Verknüpfungseinrichtung 11 und die Endstufe 17 ein
Regelkreis aufgebaut, mit dessen Hilfe das Magnetventil 22
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, 14, 12
und 17 ein entsprechender, zweiter Regelkreis aufgebaut.
Wird nun mittels des Magnetventils 22 die einer Brenn
kraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge beeinflußt,
so ist es durch die erste Realisierung der Fig. 2 mög
lich, das verschiedenartige Betriebsverhalten verschie
dener 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 Brenn
kraftmaschine ausgenutzt werden kann. Dabei kann z. B.
für die im Motorkennfeld 10 abgespeicherten Werte, sowie
für die Abhängigkeit der Signale K1 und K2 von den Ein
gangssignalen der Verstärker 13 und 14 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.
Mit Hilfe der bisher beschriebenen Einrichtung ist es also
möglich, Einspritzmengenänderungen aufgrund von Verzöge
rungen 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 unter
schiedliche Schließ- und Öffnungsverzögerungen tzs und
tzo zustande kommen. Es ist nun auch möglich, daß zu
sätzlich dazu auch die Schließ- und Öffnungszeit trs und
tro sich ändern, oder daß nur die beiden zuletzt genann
ten Zeiten variieren. Es ist also auch möglich, daß die
Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit des Magnetventils
variabel ist. Dies bedeutet jedoch, daß in diesem Fall
die Einspritzmenge auch von der Geschwindigkeit des
Magnetventils abhängt und eine entsprechende Korrektur
erfordert.
Die Fig. 3 zeigt Diagramme zur dynamischen Kraftstoff
einspritzmenge. Die drei dargestellten Diagramme der
Fig. 3 entsprechen dabei den entsprechenden Diagrammen
der Fig. 1. In der Fig. 3 ist jedoch die Öffnungs-
und Schließzeit des Magnetventils nicht konstant, son
dern variabel. Die Diagramme der Fig. 3 berücksichtigen
daher die dynamischen Eigenschaften des Magnetventils,
also die variable Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit
des Magnetventils, und die dadurch entstehenden dynami
schen Veränderungen in der einzuspritzenden Kraftstoff
menge.
Fig. 4 zeigt eine zweite Realisierung, Fig. 5 eine
dritte Realisierung im Zusammenhang mit der dynamischen
Korrektur der Einspritzmenge. Mit dem Bezugszeichen 30
ist in den Fig. 4 und 5 ein Motorkennfeld bezeichnet,
die Bezugsziffer 31 trägt eine Endstufe, das Magnetventil
trägt das Zeichen 32, eine Strommeßeinrichtung ist mit
der Bezugsziffer 33 ausgezeichnet, das Bezugszeichen 34
definiert eine Identifikationseinrichtung, 35 eine Ver
knüpfungseinrichtung, sowie 36 eine Verknüpfungsstelle.
Das Motorkennfeld 30 der Fig. 4 und 5 wird von wenig
stens einer der drei Eingangsgrößen beaufschlagt, und zwar
der Kurbelwellenwinkel ϕ, der Fahrpedalstellung α,
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 insge
samt vier Ausgangssignale, und zwar den Einschaltzeit
punkt t1 und den Ausschaltzeitpunkt t2 des Schaltim
pulses SMV, die gewünschte Gesamtschließzeit tGsSoll,
sowie eine gewünschte Ventilnadelgeschwindigkeit veSoll.
Das Signal t1 ist dabei in den Fig. 4 und 5 an die
Endstufe 31 angeschlossen, die ihrerseits als Ausgangs
signal den Schaltimpuls SMV bildet, der wiederum dem
Magnetventil 32 und der Verknüpfungseinrichtung 35 zugeführt
ist. Das Magnetventil 32 bildet mit der Strommeßeinrich
tung 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 Identifika
tionseinrichtung 34 geführt, von der ein Signal bezüglich
des Magnetventilstroms iMV abgenommen werden kann. Das
Ausgangssignal der Identifikationseinrichtung 34 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 Motorkenn
feld 30 gebildete Signal tGsSoll. Wie schon ausgeführt
wurde, ist der Ausgang der Verknüpfungsstelle 36 mit dem
Motorkennfeld 30 verbunden. Die bis hierher gemachten
Ausführungen sind in beiden Realisierungen der Fig. 4
und der Fig. 5 gleich. Ihre Funktionsweise entspricht
dabei im Grunde genommen der Funktionsweise der ersten
Realisierung der Fig. 2. In den beiden Realisierungen
der Fig. 4 und der Fig. 5 wurde jedoch im Unterschied
zur Realisierung der Fig. 2 die Verknüpfungseinrichtung
11 und der Verstärker 13 in das Motorkennfeld 30 mit
aufgenommen, also die Korrektur des Einschaltzeitpunkts
t1 direkt in das Motorkennfeld verlagert.
In der Fig. 4, also in der zweiten Realisierung, ist
ein Speicher mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet, ein
Inverter mit der Ziffer 41, ein Differenzierer mit
42, und ein Multiplizierer mit der Bezugsziffer 43.
Eine Verknüpfungseinrichtung trägt das Bezugszeichen
44, eine Verknüpfungsstelle das Zeichen 45. Der Ver
knüpfungseinrichtung 44 ist einerseits vom Motorkenn
feld 30 der Ausschaltzeitpunkt t2 zugeleitet, sowie
andererseits von der Verknüpfungsstelle 45 deren Aus
gangssignal, ein Signal K2. Das Ausgangssignal der Ver
knüpfungseinrichtung 44 ist an die Endstufe 31 angeschlos
sen. Der Verknüpfungsstelle 45 ist nun zum einen vom
Motorkennfeld 30 die gewünschte Ventilnadelgeschwindig
keit veSoll zugeführt, sowie zum anderen vom Multipli
zierer 43 dessen Ausgangssignal, die tatsächliche Ven
tilnadelgeschwindigkeit veist. Der Speicher 40 ist mit
dem Verbindungspunkt des Magnetventils 32 und der Strom
meßeinrichtung 33 verbunden, also mit einem Signal be
züglich des Magnetventilstroms iMV. Getriggert wird der
Speicher 40 vom Ausgangssignal der Identifikationsein
richtung 34, also vom Zeitpunkt des Eintretens der Knick
stelle bzw. der Unstetigkeitsstelle im Stromverlauf des
Magnetventilstroms iMV gemäß der Fig. 3. An den Speicher
40 ist nun zum einen der Inverter 41, sowie zum anderen
der Differenzierer 42 angeschlossen. Die Ausgangssignale
des Inverters 41 und des Differenzierers 42 sind dem
Multiplizierer 43 zugeführt. Als weiteres Eingangssignal
ist dem Multiplizierer 43 ein Signal hMVO zugeleitet.
Im Gegensatz zur ersten Realisierung der Fig. 2, bei der
der Ausschaltzeitpunkt t2 abhängig von der Soll-Ist-Diffe
renz der Gesamtöffnungszeit beeinflußt wird, wird nun bei
der vorliegenden zweiten Realisierung der Ausschaltzeit
punkt t2 mit Hilfe der Soll-Ist-Differenz der Ventilnadel
geschwindigkeit verändert. Diese Veränderung geschieht
dabei mit Hilfe der Verknüpfungseinrichtung 44, die den
Ausschaltzeitpunkt t2 und den Korrekturwert K2 mitein
ander verknüpft und dann das Verknüpfungsergebnis der
Endstufe 31 zuführt. Die tatsächliche Ventilnadelge
schwindigkeit veIst wird mit Hilfe des Multipli
zierers 43 erzeugt. Es hat sich durch Versuche und
Tests herausgestellt, daß für diese tatsächliche Ven
tilnadelgeschwindigkeit näherungsweise der folgende
Zusammenhang gilt:
veIst=hMV(t)·1/iMV·diMV/dt.
veIst=hMV(t)·1/iMV·diMV/dt.
Da in der zweiten Realisierung der Fig. 4 der Magnetven
tilhub hMV(t) nicht bekannt ist, muß diese Größe ersetzt
werden. Da nun der Speicher 40 vom Ausgangssignal der
Identifikationseinrichtung 34 getriggert wird, also immer
genau dann ein neuer Wert des Magnetventilstroms iMV
in den Speicher übernommen wird, wenn das Magnetventil
gerade geschlossen ist, so kann der Magnetventilhub hMV(t)
ersetzt werden durch einen konstanten Wert. Dies ist des
halb möglich, da im Schließzeitpunkt des Magnetventils im
mer derselbe Magnetventilhub auftritt, der empirisch er
mittelt werden kann. In der zweiten Realisierung der
Fig. 4 ist dieser konstante Magnetventilhub mit hMVO
bezeichnet. Insgesamt wird also mit Hilfe der Blöcke 40
bis 43 der Fig. 4 die genannte Gleichung realisiert
und damit die tatsächliche Ventilnadelgeschwindigkeit
veIst erzeugt.
In der Fig. 5, also in der dritten Realisierung ist ein
Differenzierer mit der Bezugsziffer 50, sowie eine Ver
knüpfungsstelle mit der Bezugsziffer 51 bezeichnet. Bei
der dritten Realisierung der Fig. 5 ist es möglich,
den Magnetventilhub hMV direkt am Magnetventil 32 zu
messen. Dieser Magnetventilhub ist dem Differenzierer
50 zugeleitet. Abhängig davon bildet nun der Diffe
renzierer 50 ein Ausgangssignal, nämlich die tatsäch
liche Ventilnadelgeschwindigkeit veIst, die dann an
die Verknüpfungsstelle 51 angeschlossen ist. Des wei
teren ist die Verknüpfungsstelle 51 mit dem Motorkenn
feld 30 verbunden. Das Ausgangssignal der Verknüpfungs
stelle 51 ist dann direkt der Endstufe 31 zugeleitet.
Der Magnetventilhub hMV wird mit Hilfe des Differen
zierers 50 abgeleitet, so daß sich am Ausgang des Diffe
renzierers ein Signal bezüglich der tatsächlichen Ventil
nadelgeschwindigkeit ergibt. Dieses Ausgangssignal wird
mit der vom Motorkennfeld 30 gelieferten gewünschten
Ventilnadelgeschwindigkeit veSoll verglichen, und davon
abhängig der Korrekturfaktor K2 gebildet. Mit Hilfe
dieses Korrekturfaktors K2 wird direkt in der Endstufe 31
der Ausschaltzeitpunkt t2 des Schaltimpulses SMV beein
flußt. Im Vergleich zur Realisierung der Fig. 4 ist
also bei der Realisierung der Fig. 5 die Verknüpfungs
einrichtung 44 direkt in die Endstufe 31 aufgenommen.
Insgesamt wird also bei den beiden Realisierungen der
Fig. 4 und 5 das dynamische Verhalten des Magnet
ventils dadurch berücksichtigt, daß der Ausschaltzeit
punkt in Abhängigkeit von der tatsächlichen Ventil
nadelgeschwindigkeit verändert wird. Es sei noch darauf
hingewiesen, daß bei den beiden Realisierungen der
Fig. 4 und 5 die Strommeßeinrichtung 33 z. B. mittels
eines Widerstands ausgeführt sein kann, die Verknüpfungs
einrichtung 35 z. B. mit Hilfe eines Integrators oder eines
Zählers, und die Verknüpfungseinrichtung 44 z. B. durch
einen Differenzverstärker realisiert sein kann.
Selbstverständlich ist es möglich, die drei Realisierungen
der Fig. 2, 4 und 5 in beliebiger Art und Weise mitein
ander zu kombinieren und/oder auszutauschen. Auch Verein
fachungen und/oder Veränderungen der beschriebenen Aus
führungsbeispiele sind selbstverständlich möglich. Wichtig
ist nur der grundlegende Gedanke der Erfindung, nämlich
daß wenigstens der Einschaltzeitpunkt und/oder der Aus
schaltzeitpunkt 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 Dieselbrennkraft
maschinen, Benzinkraftmaschinen, oder anderen Brennkraft
maschinen geschieht. Auch ist die erfindungsgemäße Ein
richtung nicht nur auf Realisierungen beschränkt, wie
sie in den Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, son
dern es ist auch möglich, die Erfindung mit Hilfe eines
entsprechend programmierten elektronischen Rechengeräts
zu verwirklichen.
Claims (12)
1. Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzen
den Kraftstoffmenge, mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die wenig
stens eine den Druck für die Einspritzung erzeugende Pumpvorrich
tung, sowie wenigstens eine die Größen Spritzbeginn, Spritzende und
Spritzdauer bestimmende, elektrisch betätigte Steuervorrichtung um
faßt, sowie mit Mitteln, die abhängig von dem Betriebsverhalten der
Steuervorrichtung wenigstens eine der Größen Spritzbeginn, Spritz
ende und Spritzdauer steuern oder regeln, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (22, 23; 32, 33) vorgesehen sind, zum Erfassen des Be
triebsverhaltens der Steuervorrichtung (22) durch Auswertung des
durch die Steuervorrichtung fließenden Stroms.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende
und/oder die Spritzdauer abhängig von der gesamten
Schließdauer der elektrisch betätigten Steuervorrichtung
verändert werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritz
ende und/oder die Spritzdauer abhängig von der gesamten
Öffnungsdauer der elektrisch betätigten Steuervorrich
tung verändert werden.
4. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/
oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer abhängig
von der Schließgeschwindigkeit der elektrisch betätigten
Steuervorrichtung verändert werden.
5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeginn und/
oder das Spritzende und/oder die Spritzdauer abhängig von
der Öffnungsgeschwindigkeit der elektrisch betätigten
Steuervorrichtung verändert werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende
und/oder die Spritzdauer nur in einem bestimmten Zustand
der elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert
werden.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem bestimmten Zustand der elektrisch
betätigten Steuervorrichtung um einen Endzustand der
selben, also um den Zustand einer vollständig geschlos
senen oder vollständig geöffneten elektrisch betätigten
Steuervorrichtung handelt.
8. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Spritzbeginn und/oder das Spritzende
und/oder die Spritzdauer während der Bewegungsdauer der
elektrisch betätigten Steuervorrichtung verändert werden.
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.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß mit Hilfe des Betriebsverhaltens der speziellen elek
trisch betätigten Steuervorrichtung Sollwerte für die
gesamte Schließdauer und/oder die gesamte Öffnungsdauer
und/oder die Schließgeschwindigkeit und/oder die Öff
nungsgeschwindigkeit gebildet werden.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der gesamte zeitliche Verlauf des Betriebsverhaltens
der elektrisch betätigten Steuervorrichtung als Soll
verhalten benutzt wird.
12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß an Stelle des Betriebsverhaltens der speziellen
elektrisch betätigten Steuervorrichtung ein theoretisches
und/oder durchschnittliches Betriebsverhalten der elek
trisch betätigten Steuervorrichtung verwendet wird.
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