DE3800176A1

DE3800176A1 - Steuereinrichtung fuer eine brennkraftmaschine und verfahren zum einstellen von parametern der einrichtung

Info

Publication number: DE3800176A1
Application number: DE3800176A
Authority: DE
Inventors: Ernst Wild
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-01-07
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1989-07-20
Also published as: KR900700739A; WO1989006310A1; EP0394306B1; DE3869783D1; JPH03502224A; US5020502A; JP2719019B2; KR0147062B1; EP0394306A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftstoffmenge, die den Zylindern einer Brennkraft maschine durch eine Einspritzeinrichtung einem jeden Zy linder zugeführt wird, sowie ein Verfahren zum Einstellen von Parametern der Steuereinrichtung.

Stand der Technik

Eine bekannte Steuereinrichtung weist einen Vorsteuer zeitgeber auf, der Vorsteuerzeiten abhängig von Drehzahl und angesaugter Luftmenge ausgibt, wobei eine jeweilige Vorsteuerzeit für alle Einspritzventile gemeinsam gilt. Der Vorsteuerung ist bei derzeit angewandten Ausführungs formen noch eine Lambda-Regelung überlagert.

Problematisch bei der bekannten Steuereinrichtung ist, daß Streuungen in Eigenschaften der unterschiedlichen Zylinder nicht berücksichtigt werden, was dazu führen kann, daß ein einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine ein an Schad stoffen relativ reiches Abgas liefert. Man bemüht sich bisher, die Zylinderstreuungen gering zu halten, insbe sondere dadurch, daß die Brennkraftmaschine so konstruiert wird, daß auf allen Gaslaufwegen sehr ähnliche Verhält nisse herrschen, und daß Einspritzventile sortiert ein gebaut werden, so daß an jeder Brennkraftmaschine jeweils ein Satz von Ventilen vorhanden ist, die alle sehr ähn liche Eigenschaften aufweisen.

Eine Steuereinrichtung, die Zylinderstreuungen ausgleicht, ist bisher nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerein richtung der eingangs genannten Art anzugeben, die aus gleichend in Bezug auf Zylinderstreuungen wirkt. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zum Einstellen von Parametern einer solchen Ein richtung anzugeben.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung ist für die Steuereinrichtung durch die Merkmale von Anspruch 1 und für das Verfahren durch die Merkmale von Anspruch 5 gegeben. Vorteilhafte Ausgestal tungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zeichnet sich da durch aus, daß sie Streuungen in den Eigenschaften der unterschiedlichen Zylinder einer Brennkraftmaschine da durch kompensiert, daß sie die bekannte Vorsteuerung mit individuellen Korrekturwerten modifiziert. Es werden also nicht mehr alle Einspritzeinrichtungen mit derselben Ein spritzzeit angesteuert, sondern für jeden Zylinder ist die Vorsteuerzeit so korrigiert, daß das Abgas von allen einzelnen Zylindern im wesentlichen dieselbe Zusammen setzung aufweist.

Um die individuellen Korrekturwerte zu speichern, weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Individualwert speicher auf. Eine Verknüpfungseinrichtung verknüpft die gemeinsame Vorsteuerzeit mit den individuellen Korrektur werten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ermittelt. wird, für welchen Zylinder der im Abgas ge messene Lambda-Wert von einem vorgegebenen Wert abweicht und dann der Kor rekturwert für diesen Zylinder so lange verändert wird bzw. dessen Korrekturwerte verändert werden, bis sich der vorgegebene Lambda-Wert ergibt.

Wird für die Messung eine Lambda-Sonde verwendet, die vom fetten bis in den mageren Bereich ohne Sprungver halten mißt, z. B. eine Sonde vom Pumpstromtyp mit im wesentlichen linearen Verlauf, ist es relativ unproble matisch, Abweichungen von Lambda = 1 festzustellen und auf Lambda = 1 einzustellen. Jedoch ist erheblicher Auf wand in der Signalverarbeitung der Sonde erforderlich, da solche Sonden nicht nur auf Schwankungen der Abgas zusammensetzung sondern auch auf Druckschwankungen re lativ empfindlich reagieren. In letzterer Beziehung sind Sonden vom Nernst-Typ weniger problematisch. Das Verwen den solcher Sonden empfiehlt sich auch aus dem Grund, weil dann die im Fahrzeug häufig bereits eingebaute Sonde, die in der Regel eine Sonde vom Nernst-Typ ist, als Meßsonde verwendet werden kann. Beim Verwenden eines solchen Son dentyps wird ein Verfahren durch sukzessive Approximation vorgeschlagen. Die Einspritzzeit wird dabei jeweils so verändert, daß z. B. ein eindeutig mageres Abgas erzielt werden sollte. Ist dies nicht der Fall, zeigt dies eine Abweichung der Eigenschaften des überwachten Zylinders von den Eigenschaften der anderen Zylinder in Richtung einer Fetteinstellung an, und zwar in einem Ausmaß, das entsprechend der vorgenommenen Änderung in der Einspritz zeit zu kompensieren ist. Nach diesem Kompensieren wird eine Änderung zum Erzielen eines fetten Gemisches vor genommen. Diese wechselseitigen Änderungen werden mit immer kleinerer Amplitude wiederholt, bis eine vorge gebene Mindestamplitude erreicht ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung mit einem Individualwertspeicher und einer Verknüpfungsein richtung;

Fig. 2 ein Diagramm zum Erläutern des Zusammenhangs zwi schen einer Lastgröße tL und der Einspritzzeit ti;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung mit einem Individualwertspeicher, der Individualfaktoren und lndividualsummanden speichert, und einer Verknüp fungseinrichtung, die multipliziert und addiert; und

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Steuergerätes und eines Testgerätes, wobei das Steuergerät einen Indivi dualwertspeicher mit Individualfaktoren aufweist, die mit Hilfe des Testgerätes veränderbar sind.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 weist einen Vorsteuer zeitgeber 10, einen Individualwertspeicher 11 und eine Verknüpfungseinrichtung 12 auf, die korrigierte Vor steuerzeiten an (nicht dargestellte) Einspritzeinrich tungen in einer Brennkraftmaschine 13 ausgibt. Der Vor steuerzeitgeber 10 wird mit einem Signal angesteuert, das der Drehzahl n proportional ist und einem lastanzeigenden Signal, das in Fig. 1 mit QL indiziert ist, entsprechend einer gemessenen Luftmenge pro Zeiteinheit. Das Lastsig nal kann aber auch z. B. durch den Saugdruck oder die Drosselklappenstellung gegeben sein. Außer diesen Ein gangsgrößen berücksichtigen übliche Vorsteuerzeitgeber häufig noch weitere Größen, insbesondere die Motortem peratur, worauf es für die folgenden Erläuterungen je doch nicht ankommt. Die Verknüpfungseinrichtung 12 ver knüpft vom Vorsteuerzeitgeber 10 ausgegebene Vorsteuer zeiten mit aus dem Individualwertspeicher 11 ausgelesenen Korrekturwerten, die für jede Einspritzeinrichtung der Brennkraftmaschine 13 gesondert so bestimmt sind, daß sich für jede Einspritzeinrichtung jeweils eine solche Steuerzeit ergibt, daß die für jeden Zylinder einzeln durch eine Lambda-Sonde im Abgas gemessenen Lambda-Werte für alle Zylinder im wesentlichen gleich sind.

Bevor auf Details der Erfindung näher eingegangen wird, sei zunächst anhand von Fig. 2 erläutert, wie Zylinder streuungen generell ausgeglichen werden können.

In Fig. 2 ist der Zusammenhang zwischen der Einspritzzeit ti für einen einzelnen Zylinder mit einer für alle Zylinder gemeinsamen Lastgröße TL dargestellt. Die Lastgröße TL wird z. B. dadurch gewonnen, daß die Luftmenge QL pro Zeiteinheit durch die Drehzahl n dividiert wird und das Ergebnis mit einer Konstanten multipliziert wird, die das Ergebnis der Division so einstellt, daß sich eine Zeit er gibt, die im Rahmen üblicher Einspritzzeiten von einigen Millisekunden liegt. Die Lastgröße tL ist somit eine vor läufige Einspritzzeit.

Damit das Abgas von einem einzelnen Zylinder in allen Be triebszuständen denselben Lambda-Wert, z. B. Lambda = 1 zeigt, muß sich die Einspritzzeit ti proportional mit der Luftmenge QL pro Zeiteinheit und umgekehrt proportional mit der Drehzahl n, also insgesamt proportional mit der Lastgröße tL ändern. Dies ist in Fig. 2 durch die ge strichelte Linie dargestellt. Sie zeigt somit den Zusam menhang:

ti = az* tL,

wobei az ein für den Zylinder z geltender Individualfaktor ist. Dieser Faktor ist nur dann für alle Zylinder gleich, wenn alle Einspritzeinrichtungen innerhalb derselben Ein spritzzeit genau dieselbe Kraftstoffmenge abgeben und wenn alle Zylinder jeweils von der genau gleichen Luftmenge pro Zeiteinheit durchsetzt werden. Weist dagegen einer der Zylinder eine Einspritzeinrichtung auf, die z. B. 5% we niger Kraftstoff pro Zeiteinheit abgibt als die anderen Einspritzeinrichtungen, ist der Faktor az für den Zylin der z mit dieser Einspritzeinrichtung um 5% höher zu wählen als die Individualfaktoren für die anderen Zylin der. Entsprechend ist eine Anhebung eines Individualfaktors um z. B. 5% erforderlich, wenn ein Zylinder von 5% mehr Luft pro Zeiteinheit durchflossen wird als die anderen Zy linder.

Bei den soeben wiedergegebenen Betrachtungen wurde davon ausgegangen, daß alle Einspritzeinrichtungen über ihre gesamte jeweilige Ansteuerzeit konstant dieselbe Kraft stoffmenge pro Zeiteinheit abgeben. Dies ist in der Praxis jedoch nicht der Fall, da Einspritzeinrichtungen, z. B. Einspritzventile, langsamer öffnen als schließen. Diese Tatsache ist durch eine zusätzliche Zeit, einen Individual summanden bz zu berücksichtigen. Es ergibt sich damit der folgende Zusammenhang gemäß der ausgezogenen Gerade in Fig. 2:

ti = az* tL + bz.

Diese für jeden Zylinder z geltende Gleichung enthält zwei Unbekannte, nämlich den Individualfaktor az und den Indi vidualsummanden bz. Um diese Individualwerte bestimmen zu können, müssen die Werte ti und tL für zwei Punkte der Funktionsgeraden bestimmt werden, nämlich für einen unteren und einen oberen Punkt, im vorliegenden Fall vorzugsweise für Leerlauf und für Vollast. Es ergeben sich die folgenden zwei Gleichungen:

tiu = az* tLu + bz (1)
tio = az* tLo + bz (2)

Durch Abziehen der Gleichung (1) von der Gleichung (2) und Auswertung nach az ergibt sich:

az = (tio-tiu)/(tLu-tLo) (3)

Aus den Gleichungen (1) und (3) ergibt sich sodann für den Individualsummanden bz:

bz = tiu-tLu* (tio-tiu)/(tLu-tLo) (4)

Die so gewonnenen Werte werden in einem Individualwert speicher abgespeichert, der Teil der in Fig. 3 dargestell ten Steuereinrichtung ist und dort mit 11.1 indiziert ist. Die Steuereinrichtung verfügt außerdem über einen Lastgrös sengeber 10.1 und eine Verknüpfungseinrichtung 12.1. Der Lastgrößengeber 10.1 bildet den Quotienten QL/n und mul tipliziert auch mit einem Faktor so, daß eine Lastgröße im Sinne einer vorläufigen Einspritzzeit gewonnen wird, wie oben erläutert. Diese Lastgröße wird in der Verknüpfungs einrichtung 12.1 multiplikativ mit jeweils einem lndivi dualfaktor a 1, a 2, a 3 bzw. a 4 multipliziert und durch ein jeweiliges Summierglied wird ein jeweiliger lndividualsum mand b 1, b 2, b 3 bzw. b 4 addiert. Dadurch gelangen indivi duelle Einspritzzeiten an jeweils eine Einspritzeinrich tung an jedem der Zylinder einer Brennkraftmaschine 13.

Ein einfacherer Aufbau eines Individualwertspeichers und einer Verknüpfungseinrichtung ergibt sich dann, wenn darauf verzichtet wird, alterungsbedingte Streuungen im beschriebenen Summanden zu berücksichtigen. Es ergibt sich dann ein Aufbau, wie er Teil des Blockdiagramms von Fig. 4 ist.

Im Blockdiagramm gemäß Fig. 4 sind ein Steuergerät 14 und ein Testgerät 15 vorhanden, die beide durch Umrahmung mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. Es interessiert zunächst nur das Steuergerät 14. Dieses weist als Steuer einrichtung einen Vorsteuerzeitspeicher 10.2, einen Indi vidualwertspeicher 11.2 und eine Verknüpfungseinrichtung 12.2 auf. Im Individualwertspeicher 11.2 sind lediglich Indivi dualfaktoren f 1, f 2, f 3 und f 4 gespeichert. Um diese zu gewinnen, müssen nicht mehr zwei Messungen durchgeführt werden, wie oben anhand der Gleichungen (3) und (4) er läutert, sondern es genügt eine Messung, z. B. die gemäß Gleichung (3), wobei der Summand bz auf null gesetzt ist und statt des Faktors az ein Faktor fz steht.

Im Vorsteuerzeitspeicher 10.2 sind Vorsteuerzeiten adres sierbar über Werte der Luftmenge QL und der Drehzahl n und unter Umständen weiterer (nicht dargestellter) Betriebs größen adressierbar abgelegt. Die Verknüpfungseinrich tung 12.2 multipliziert eine für alle Zylinder gemeinsame Vorsteuerzeit jeweils mit einem Individualfaktor f 1, f 2, f 3 bzw. f 4 und gibt die dadurch individualisierten An steuerzeiten an die jeweils zugehörige Einspritzeinrich tung in der Brennkraftmaschine 13. Sind die Vorsteuer zeiten für alle Betriebsbedingungen richtig bestimmt und treten alterungsbedingt keine Änderungen in den Streuungen der oben erwähnten Summanden bz auf, ist es für die Genauig keit der Korrektur unerheblich, daß die Summanden in der Steuereinrichtung im Steuergerät 14 nicht gesondert berück sichtigt werden. Es genügt, von Zeit zu Zeit die Indivi dualfaktoren fz neu zu bestimmen.

Das Steuergerät 14 gemäß Fig. 4 weist außer der Vorsteue rung noch eine überlagerte Regelung auf. Diese ist für die Erfindung unerheblich und wird hier nur kurz beschrieben, da sie die übliche Ausgestaltung von Steuergeräten dar stellt. Es ist nämlich noch eine Lambda-Sonde 16 im Ab gasstrom 17 der Brennkraftmaschine 13 angeordnet. Diese Sonde weist einen Lambda-Istwert auf, der von einem Lambda-Sollwert abgezogen wird, der aus einem Sollwert speicher 18 ausgelesen wird, der über die Betriebsgrößen adressierbar ist, die bei der Beschreibung des Vorsteuer zeitspeichers 10.2 erwähnt wurden. Die so gebildete Regel abweichung wird einer Regeleinrichtung 19 zugeführt, die einen Korrekturfaktor KF ausgibt, mit dem die aus dem Vor steuerzeitspeicher 10.2 ausgelesene Vorsteuerzeit durch Multiplikation so korrigiert wird, daß die Regelabweichung verschwinden sollte. Eine solche der Vorsteuerung über lagerte Regelung kann nicht nur mit der Ausführungsform einer Steuereinrichtung gemäß Fig. 4 verwendet werden, sondern zusammen mit jeder beliebigen erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gemäß Fig. 1.

Weiter oben wurde erwähnt, daß der in Fig. 2 dargestellte Zusammenhang nur dann gilt, wenn im gesamten Lastbereich ein bestimmter Lambda-Wert konstant gehalten wird. Im folgenden wird ausgehend von Fig. 4 beschrieben, wie das Einstellen des Lambda-Wertes und das Festlegen der Indi vidualwerte vorgenommen werden kann.

Zum Vornehmen der soeben genannten Maßnahmen dient das Testgerät 15 gemäß Fig. 4. Dieses ist in drei Bereiche unterteilt, nämlich einen Meßbereich 15.1, einen Test bereich 15.2 und einen Programmierbereich 15.3. Der Meß bereich 15.1 verfügt über eine Anzeigeeinrichtung 20 zum Anzeigen des im Abgasstrom 17 gemessenen Lambda-Wertes. Damit dieser Lambda-Wert nicht mehr an das Subtrahierglied zum Bilden der Regelabweichung für die Regeleinrichtung 19 gegeben wird, sondern an die Anzeigeeinrichtung 20 ge langt, ist im Steuergerät 14 ein Umschalter 21 vorhanden, der auf ein Umschaltsignal US vom Testgerät 15 her ein entsprechendes Umschalten vornimmt. Zugleich wird das Aus gangssignal von der Regeleinrichtung 19 unterbrochen und stattdessen ein konstanter Korrekturfaktor KF = 1 für das Multiplizieren mit Vorsteuerzeiten ausgegeben.

Der Testbereich 15.2 verfügt über eine Testfaktor-Einstell einrichtung 22 und einen Testfaktor-Multiplexer 23. Ent sprechend weist der Programmierbereich 15.3 eine lndivi dualfaktor-Einstelleinrichtung 24 und einen Individual faktor-Multiplexer 25 auf. Jede von vier Ausgangsleitungen der Multiplexer ist jeweils mit einem Register im Indivi dualwertspeicher 11.2 verbunden, das einen jeweiligen In dividualfaktor speichert.

Es wird davon ausgegangen, daß das Messen des Lambda-Wertes mit einer Lambda-Sonde mit linearem Ausgangssignal erfolgt und daß alle Einstellvorgänge von Hand erfolgen.

Zunächst werden alle Individualfaktoren f 1, f 2, f 3 und f 4 im Individualwertspeicher 11.2 über den Individualfaktor- Multiplexer 25 auf den Anfangswert 1 gesetzt. Dann wird auf der Anzeigeeinrichtung 20 beobachtet, ob ein Abwei chen von Lambda = 1 auftritt. Ist ein solches Abweichen z. B. in Richtung fett vorhanden, wie in Fig. 4 darge stellt, wird über den Testfaktor-Multiplexer 23 ein Test faktor von 0,8 einzeln Zylinder für Zylinder auf das zu ständige Register im Individualwertspeicher 11.2 gegeben. Der Inhalt der anderen Register wird jeweils über den In dividualfaktor-Multiplexer 25 auf 1 gesetzt. Das Multi plizieren eines Vorsteuerwertes mit dem Wert 0,8 führt zu einem Verschieben des Lambda-Wertes in Richtung mager. Sobald dasjenige Register mit dem Faktor 0,8 angesteuert wird, das demjenigen Zylinder zugeordnet ist, der die Ab weichung in Richtung fett auf der Anzeigeeinrichtung 20 auslöste, verschwindet diese Abweichung.

Nachdem so ein abweichender Zylinder festgelegt ist, wird auch für diesen wieder der Individualfaktor 1 festgelegt. Dann wird auf der Anzeigeeinrichtung der Lambda-Wert für diesen Zylinder gemessen, z. B. 0,95. Genau dieser Wert wird dann als Individualfaktor in der Individualfaktor- Einstelleinrichtung 24 über ein Signal EIF von außen einge stellt und der Individualfaktor-Multiplexer 25 wird durch ein Signal NFM so angesteuert, daß er den Faktor 0,95 im Individualwertspeicher 11.2 genau in das für den ermittel ten Zylinder zuständige Register schreibt. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß der betreffende Zylinder nicht mehr in Richtung fett gegenüber den anderen Zylindern abweicht.

Das Verwenden einer Lambda-Sonde mit linearem Verhalten hat den Vorteil, daß Lambda-Werte direkt abgelesen werden können. Eine genaue Anzeige ist jedoch nur dann gewähr leistet, wenn Signalstörungen, die durch Druckschwankungen im Abgas hervorgerufen sind, meßtechnisch ausgeglichen werden, was aufwendig ist. Auf solche Druckschwankungen reagieren bisherige Sonden mit linearem Meßverhalten sehr empfindlich. Ein weiterer Nachteil in der Verwendung sol cher Sonden besteht darin, daß nicht unmittelbar eine ein gebaute Lambda-Sonde verwendet werden kann, da eine solche nach dem heutigen Stand der Technik üblicherweise eine Sonde vom Nernst-Typ mit Sprungverhalten zwischen dem Fettbereich und dem Magerbereich ist. Wie unter Verwendung einer solchen Sonde erfindungsgemäß verfahren wird, wird im folgenden erläutert, und zwar ebenfalls ausgehend von Fig. 4.

Zunächst werden wiederum alle Individualfaktoren über den Individualfaktor-Multiplexer 25 im Individualwertspei cher 11.2 auf 1 gesetzt. Dann wird über den Testfaktor- Multiplexer 23 ein gemeinsamer Testfaktor von 0,8 ausge geben, der zu einem Magersignal für alle Zylinder führen sollte. Ist dies der Fall, wird ein Testfaktor von 1,2 ausgegeben. Die Folge sollte ein Fettsignal für alle Zy linder sein. Ist auch dies der Fall, wird der Testfaktor auf 0,85 geändert. Zeigt nun ein Zylinder ein Fettsignal, bedeutet dies, daß dieser Zylinder um 15% im Vergleich zu den anderen Zylindern in Richtung fett läuft. Welches der Zylinder ist, der das Signal auslöst, wird dadurch er mittelt, daß der Reihe nach jeder Zylinder mit dem Test faktor 0,8 versorgt wird, während die anderen Zylinder nach wie vor den Faktor 0,85 erhalten. Verschwindet das Fettsignal, ist dies das Zeichen dafür, daß gerade derje nige Zylinder angesteuert wurde, der das Signal auslöste.

Für diesen Zylinder wird nun der Individualfaktor 0,85 in der Individualfaktor-Einstelleinrichtung 24 eingestellt. Wird in weiteren Schritten der Testfaktor jeweils geändert, wird dieser für den betreffenden Zylinder multipliziert mit dem eingestellten Individualfaktor an das zugehörige Register im Individualwertspeicher 11.2 gegeben.

Die beschriebenen Schritte werden so lange wiederholt, bis die Testfaktoren für fett und mager nur noch eine vorgege bene Abweichung von 1 aufweisen, z. B. 2%.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Testfaktor statt auf eine Einrichtung, die eine multiplikative Verknüpfung mit dem Individualfaktor vornimmt, auch auf die Leitung für den Korrekturfaktor KF gelegt werden könnte, die ohnehin zu einer multiplikativ wirkenden Verknüpfungseinrichtung führt.

Die beiden beschriebenen Verfahren sind nicht nur auf die Steuereinrichtung gemäß Fig. 4 anwendbar, die lediglich Individualfaktoren fz speichert, sondern auch auf die Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß Fig. 3, die Individualfaktoren az und Individualsummanden bz speichert. Es werden dann im Individualwertspeicher die Summanden bz auf null gesetzt. Durch Verändern der Faktoren wird Lambda = 1 eingestellt und es werden die zugehörigen Werte von Lastsignal und Einspritzzeit gemessen. Dies erfolgt für eine untere und eine obere Lastgröße gemäß den Glei chungen (3) und (4), woraufhin das Berechnen eines jewei ligen Individualfaktors az und eines Individualsummanden bz erfolgen kann.

Die Verfahren wurden bisher zur Ausführung von Hand be schrieben. Aus den Verfahrensabläufen ergibt sich jedoch, daß diese problemlos automatisiert werden können. Sie kön nen dann schnell und sicher ausgeführt werden, z. B. bei der Endmontage an einem Band einer Motorenfertigung oder während eines Kundendienstes. Das Testgerät 15 kann dabei als gesondertes Gerät ausgebildet sein oder es kann im Gehäuse, das das Steuergerät beherbergt, mit untergebracht sein. Im letzteren Fall kann das Einstellen der Individual werte regelmäßig erfolgen, z. B. jeweils nach einer vorge gebenen Zeit nach dem Starten der Brennkraftmaschine. Dies bringt jedoch keine allzu großen Vorteile mit sich, da mit dem Einstellen bei der Endmontage die größten Streuungen ausgeglichen werden und alterungsbedingte nur über größere Zeiträume auftreten.

Wird das beschriebene Verfahren mit der sukzessiven Appro ximation automatisiert, ist, wie beschrieben, zu überwachen, ob ein Fehlsignal in Richtung fett auftritt, wenn eigent lich nur Magersignale erwartet werden und umgekehrt. Soll nun beobachtet werden, ob dieses Signal beim Ändern von Testfaktoren Zylinder für Zylinder verschwindet, kann es vorkommen, daß das Signal aufrechterhalten bleibt, nämlich dann, wenn nicht nur ein einzelner Zylinder in der beobach teten Fehlrichtung streut, sondern wenn dies zwei oder noch mehr benachbarte Zylinder tun. Wird derartiges festgestellt, müssen die Testfaktoren für zwei benachbarte Zylinder je weils gemeinsam in der beschriebenen Weise geändert wer den, falls auch dann noch ein Signal bleibt, für drei be nachbarte Zylinder, usw. Stattdessen ist es auch möglich, außer der Amplitude auch noch die zeitliche Dauer des Fehl signales zu überwachen. Zeigen zwei benachbarte Zylinder die Fehlstreuung, bleibt zwar die Signalamplitude beim Durchtesten erhalten, jedoch nur noch halb so lange wie bei der Messung vor dem Test zum Feststellen des streuen den Zylinders. Ein Zylinder wird dann, wie beim Einstellen von Hand durch Beobachten von Signalamplitude und Signal dauer identifiziert.

Wie erläutert, ist es möglich, Individualwerte so zu be stimmen, daß sich für jede Einspritzeinrichtung jeweils eine solche Steuerzeit ergibt, daß die für jeden Zylin der einzeln durch eine Lambda-Sonde im Abgas gemessenen Lambda-Werte für alle Zylinder im wesentlichen gleich sind. Werden diese Werte im Individualwertspeicher einer Steuereinrichtung abgelegt und durch eine Verknüpfungs einrichtung mit einer gemeinsamen Vorsteuerzeit verknüpft, liefern alle Zylinder im wesentlichen ein Abgas mit dem selben Lambda-Wert. Dadurch ist es möglich, den Schad stoffanteil für alle Zylinder gleichmäßig zu verringern. Es ist dann nicht mehr erforderlich, wie bisher, daß einige Zylinder etwas zu fett und die anderen etwas zu mager laufen müssen, nur um einen zufriedenstellenden Mittelwert zu erhalten.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Wert der Summanden bz von der Spannung abhängt, mit der Einspritzeinrichtungen angesteuert werden. Wird hierfür eine nicht geregelte Spannung verwendet, die somit schwanken kann, ist jeder Summand bz zu korrigieren, was am zweckmäßigsten durch Multiplikation mit einer Größe erfolgt, die proportional zur Ansteuerspannung für die Einspritzeinrichtungen ist.

Der Individualwertspeicher bei allen Ausführungsformen ist am zweckmäßigsten als PROM ausgebildet, insbesondere als EEPROM. Wird dann bei einem Kundendienst ein Verfah ren zum Bestimmen individueller Korrekturwerte ausgeführt, können die neu ermittelten Werte in den EEPROM eingeschrie ben werden. Es ist auch möglich, einen nicht flüchtigen RAM zu verwenden, jedoch muß dann ein Steuergerät, das eine Steuereinrichtung der beschriebenen Art beinhaltet, auch eine Testeinrichtung enthalten, die es ermöglicht, immer dann, wenn ein Initialisierungsprozeß für Speicher erforderlich wurde, automatisch neue individuelle Korrekturwerte zu be stimmen und diese wieder in den RAM einzuschreiben.

Alle beschriebenen Speicher und Einrichtungen sind vorteil hafterweise durch Teile und Funktionen eines Mikrorechners gegeben, wie er heute vielfach in der Motorelektronik ver wendet wird.

Claims

1. Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftstoffmenge, die den Zylindern einer Brennkraftmaschine durch eine Einspritz einrichtung für jeden Zylinder zugeführt wird, mit

- einem Vorsteuerzeitgeber (10), der Vorsteuerzeiten abhän gig von Drehzahl und angesaugter Luftmenge ausgibt, wobei eine jeweilige Vorsteuerzeit für alle Einspritzventile ge meinsam gilt, gekennzeichnet durch
- einen Individualwertspeicher (11), der für alle Zylinder individuelle Korrekturwerte speichert, und
- eine Verknüpfungseinrichtung (12), die die gemeinsame Vorsteuerzeit mit den individuellen Korrekturwerten ver knüpft,
- wobei die individuellen Korrekturwerte so bestimmt sind und die Verknüpfung derart erfolgt, daß sich für jede Ein spritzeinrichtung jeweils eine solche Steuerzeit ergibt, daß die für jeden Zylinder einzeln durch eine Lambda-Sonde im Abgas gemessenen Lambda-Werte für alle Zylinder im wesentlichen gleich sind.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- eine Regeleinrichtung (19), die ein den Vorsteuerzeiten überlagertes Stellsignal ausgibt, und
- eine Umschalteinrichtung (21) zum Umschalten zwischen Regelungsbetrieb und Einstellbetrieb, wobei im Einstell betrieb das Stellsignal abgeschaltet ist und ein Verfahren zum Bestimmen der individuellen Korrekturwerte durchge führt wird.

3. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerzeitgeber ein Vorsteuerzeitspeicher (10.2) ist, der Vorsteuerzeiten für Lambda-Werte = 1 speichert, adressierbar über Werte von Adressier-Betriebsgrößen, zu denen die Drehzahl und eine Betriebsgröße gehören, die die angesaugte Luftmenge an zeigt,

- der Individualwertspeicher (11.2) für jeden Zylinder z einen Individualfaktor fz speichert und
- die Verknüpfungseinrichtung (12.2) die für alle Ein spritzventile gemeinsame jeweilige Vorsteuerzeit für jedes Einspritzventil mit dem dem zugehörigen Zylinder zugeord neten Individualfaktor multipliziert.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Vorsteuerzeitgeber ein Lastgrößengeber (10.1) ist, der eine Lastgröße QL/n ausgibt, die dem Quotienten von Luftmenge pro Zeiteinheit durch Umdrehungen pro Zeiteinheit proportional ist,
- der Individualwertspeicher (11.1) für jeden Zylinder z einen Individualfaktor az und einen Individualsummanden bz speichert und
- die Verknüpfungseinrichtung (12.1) die für alle Ein spritzeinrichtungen gemeinsame jeweilige Lastgröße für jede Einspritzeinrichtung mit dem dem zugehörigen Zylin der zugeordneten Individualfaktor az multipliziert und den zugehörigen Individualsummanden bz addiert.

5. Verfahren zum Bestimmen von individuellen Korrektur werten für eine Steuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, für welchen Zylinder der im Abgas gemessene Lambda-Wert von einem vorgegebenen Wert ab weicht und dann der Korrekturwert für diesen Zylinder so lange verändert wird, bzw. dessen Korrekturwerte ver ändert werden, bis sich der vorgegebene Lambda-Wert ergibt.

6. Verfahren zum Bestimmen von Individualfaktoren fz für eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Setzen aller Individualfaktoren fz auf eins,
b) Ermitteln, ob die Lambda-Sonde Abweichungen von Lambda = 1 anzeigt,
b1) ist dies nicht der Fall, Beenden des Verfahrens,
b) ist dies der Fall, Weiterverfahren wie folgt:
c) Ermitteln, für welchen Zylinder z der Lambda-Wert ab weicht,
d) Verändern des Individualfaktors fz so, daß ein Lambda Wert von möglichst genau eins erzielt wird und Abspeichern des so gewonnenen Individualfaktors fz,
e) Ermitteln, ob die Lambda-Sonde noch Abweichungen von Lambda = 1 anzeigt,
e1) ist dies nicht der Fall, Beenden des Verfahrens,
e2) ist dies der Fall, Wiederholen der Schritte c)-e).

7. Verfahren zum Bestimmen von Individualfaktoren az und Individualsummanden bz für eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Setzen aller Individualfaktoren az auf einen vorbestimm ten Ausgangswert, der bei fehlenden Streuungen in Zylinder eigenschaften für das Abgas eines jeden Zylinders zu Lambda = 1 führen sollte, und Setzen aller Individualsum manden bz auf null,
b) Einstellen eines unteren Wertes tLu der Lastgröße,
c) Ermitteln, ob die Lambda-Sonde eine Abweichung von Lambda = 1 anzeigt,
- c1) ist dies nicht der Fall, Übergang zu Schritt f,
- c2) ist dies der Fall, Weiterverfahren wie folgt:
d) Ermitteln, für welchen Zylinder z der Lambda-Wert von eins abweicht,
e) Verändern des Individualfaktors so, daß ein Lambda-Wert von möglichst genau eins erzielt wird.
f) Messen der Einspritzzeit tiu,
g) Einstellen eines oberen Wertes tLo der Lastgröße,
h) Ermitteln, ob die Lambda-Sonde eine Abweichung von Lambda = 1 anzeigt,
- h1) ist dies nicht der Fall, Übergang zu Schritt j,
- h2) ist dies der Fall, Weiterverfahren wie folgt:
i) Verändern des Individualfaktors so, daß ein Lambda-Wert von möglichst genau eins erzielt wird,
j) Messen der Einspritzzeit tio,
k) Berechnen des Individualfaktors az und des Individual summanden bz für den Zylinder z aus den Gleichungen tiu = az* tLu + bz
tio = az* tLo + bz
l) Abspeichern des Individualfaktors az und des Individual summanden bz im Individualwertspeicher,
m) Erneutes Einstellen des unteren Wertes tLu der Lastgröße,
n) Ermitteln, ob die Lambda-Sonde noch Abweichungen von Lambda = 1 zeigt,
- n1) ist dies nicht der Fall, Beenden des Verfahrens,
- n2) ist dies der Fall, Wiederholen der Schritte d-n.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ermitteln, für welchen Zylinder der Lambda-Wert von eins abweicht, dadurch er folgt, daß

- für alle Zylinder einzeln der Reihe nach die zugehörige Einspritzzeit in der der beobachteten Abweichung entgegen wirkenden Richtung verändert wird, und
- beobachtet wird, an welchem Zylinder gerade die Einspritz zeit verändert wurde, wenn ein Verringern der Abweichung oder gar Umschlagen derselben in die Gegenrichtung er folgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch ge kennzeichnet, daß beim Verwenden einer Lambda-Sonde, die vom fetten bis in den mageren Bereich ohne Sprungverhal ten mißt, das Verändern der Individualfaktoren so, daß ein Lambda-Wert von möglichst genau eins erzielt wird, durch die nachstehenden Schritte erfolgt:

- Messen des Lambda-Wertes und
- Multiplizieren desjenigen Individualfaktors auf Grundlage dessen die Lambda-Messung erfolgte mit dem gemessenen Lambda Wert.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch ge kennzeichnet, daß beim Verwenden einer Lambda-Sonde, die beim Übergang vom fetten zum mageren Bereich Sprungverhal ten aufweist, das Verändern der Individualfaktoren so, daß ein Lambda-Wert von möglichst genau eins erzielt wird, durch die nachstehenden Schritte erfolgt:

a) Dem Individualfaktor für den Zylinder z wird zum Gewinnen einer Einspritzzeit für die Einspritzanordnung am Zylinder z ein Testfaktor TF solcher Größe multiplikativ überlagert, daß sich ein starker magerer Lambda-Wert einstellen sollte, z. B. TF = 0,8,
- a1) ist dies der Fall, Übergang zu Schritt b,
- a2) ist dies nicht der Fall, wird der Individualfaktor mit dem Testfaktor zum Gewinnen eines nun geltenden Individual faktors multipliziert und wie folgt weiterverfahren:
b) Dem Individualfaktor wird ein Testfaktor TF solcher Größe multiplikativ überlagert, daß sich ein stark fetter Lambda-Wert einstellen sollte, z. B. TF = 1,2,
- b1) ist dies der Fall, Übergang zu Schritt c,
- b2) ist dies nicht der Fall, wird der Individualfaktor mit dem Testfaktor zum Gewinnen eines nun geltenden Individual faktors multipliziert und wie folgt weiterverfahren:
c) Die Größe des Testfaktors für den nächsten Magerschritt wird gegenüber der Größe des Testfaktors im vorigen Mager schritt so verändert, daß er näher bei eins liegt,
- c1) ist der nun geltende Testfaktor TF größer oder gleich einem Magergrenzwert, z. B. TF = 0,98, Übergang zu Schritt d,
- c2) ist der nun geltende Testfaktor kleiner als der Mager grenzwert, beendigen des Verfahrens,
d) Dem Individualfaktor wird der Testfaktor multiplikativ überlagert, wodurch sich ein magerer Lambda-Wert einstel len sollte,
- d1) ist dies der Fall, Übergang zu Schritt e,
- d2) ist dies nicht der Fall, wird der Individualfaktor mit dem Testfaktor zum Gewinnen eines nun geltenden Individual faktors multipliziert und wie folgt weiterverfahren:
e) Die Größe des Testfaktors für den nächsten Fettschritt wird gegenüber der Größe des Testfaktors im vorigen Fett schritt so verändert, daß er näher bei eins liegt,
- e1) ist der neue Testfaktor TF kleiner oder gleich einem Fettgrenzwert, z. B. TF = 1,02, Übergang zu Schritt f,
- e2) ist der neue Testfaktor größer, also näher bei eins als der Fettgrenzwert, Beendigen des Verfahrens,
f) Dem Individualfaktor wird der Testfaktor multiplikativ überlagert, wodurch sich ein fetter Lambda-Wert einstellen sollte,
- f1) ist dies der Fall, Übergang zu Schritt c,
- f2) ist dies nicht der Fall, wird der Individualfaktor mit dem Testfaktor zum Gewinnen eines nun geltenden Individual faktors multipliziert und zu Schritt c übergangen.