DE4004110C2 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steu­ erung einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe gemäß dem Ober­ begriff der unabhängigen Ansprüche.

Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 35 40 811 bekannt. Dort wird ein System zur Steuerung einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe für eine Dieselbrennkraftma­ schine beschrieben. Das dort beschriebene System enthält einen, sich in einem Pumpenarbeitsraum bewegenden, Pumpenkolben, der von der Nockenwelle angetrieben wird. Dieser Pumpenkolben setzt den Kraft­ stoff im Pumpenarbeitsraum unter Druck. Der Kraftstoff gelangt dann über eine Kraftstoffleitung in die einzelnen Zylinder der Brenn­ kraftmaschine. Zwischen einem Kraftstoffvorratsbehälter und dem Pum­ penarbeitsraum ist ein Magnetventil angeordnet. Ein elektronisches Steuergerät gibt Steuerimpulse an das Magnetventil ab. Abhängig von diesen Steuerimpulsen schließt und öffnet das Magnetventil.

Abhängig vom Schaltzustand des Magnetventils fördert der Pumpenkol­ ben Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Die Ansteu­ erimpulse bestimmen den genauen Einspritzbeginn und über das Ein­ spritzende auch die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Eine mechani­ sche Mengenbestimmung über Steuernuten ist nicht mehr notwendig. Zur Festlegung der Ansteuerimpulse ist auf der Nockenwelle ein Inkre­ mentrad angeordnet. Nach Auftreten eines Synchronimpulses startet ein Zähler, der die Impulse auf dem Inkrementrad der Nockenwelle zählt. Bei einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen gibt die Steuer­ einrichtung einen Ansteuerimpuls an das Magnetventil, der den Ein­ spritzbeginn definiert. Durch weiteres Zählen der Inkrementimpulse wird das Förderende festgelegt.

Bei diesem Verfahren wird der Ansteuerimpuls zur Auslösung des Einspritzbeginns nach Ablauf einer Verzögerungszeit nach einem Impuls der Kurbelwelle gebildet. Das Einspritzende wird durch Zählen von Nockenwellenimpulsen bestimmt. Eine Interpolation zwischen den Impulsen zeigt dieser Stand der Technik nicht.

Diese Einrichtung besitzt den Nachteil, dass die Zumessung sehr ungenau ist. Da die Ansteuerimpulse durch Auszählen der Impulse des Inkrementrades festgelegt werden, hängt die Zumessgenauigkeit von der Feinheit des Inkrementrades ab. Sowohl der Förderbeginn als auch das Förderende können nur sehr ungenau festgelegt werden. Bedingt durch fertigungstechnische Toleranzen können nur eine endliche Zahl von Zähnen auf dem Inkrementrad angeordnet werden. Die Impulse auf dem Inkrementrad der Nockenwelle besitzen daher einen relativ großen Abstand. Diese Art der Zumessung ist daher sehr ungenau.

Bei der Vorgehensweise gemäß der DE 35 40 811 werden die Ansteuerimpulse zur Auslösung des Einspritzbeginns und des Einspritzendes durch Zählen von Nockenwellenimpulsen bestimmt. Eine Interpolation zwischen den Impulsen zeigt dieser Stand der Technik nicht.

Auch die DE 35 05 485 zeigt ein Verfahren zur Steuerung einer Dieselbrennkraftmaschine. Auch bei dieser Einrichtung wird lediglich das Förderende durch Abzählen von Zeitmarkierungen und durch eine Inkrementvervielfachung bestimmt. Diese Schrift zeigt nicht, daß zur Bestimmung des Förderbeginns oder des Förderendes, Winkelmarkierungen ausgezählt werden.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Standes der Technik ist, daß nicht Inkremente, sondern feste Zeitimpulse gezählt werden. Dies bedeutet, bei diesem Stand der Technik erfolgt eine Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung. Eine solche Zeitsteuerung ist problematisch. Der Drehwinkel der Pumpenantriebswelle bestimmt die Einspritzmenge. Einem bestimmten Drehwinkel ist ein bestimmter Hub des Pumpenkolbens und damit eine bestimmte Kraftstoffmenge zugeordnet. Bei unterschiedlichen Drehzahlen durchläuft die Pumpenantriebswelle in der gleichen Zeit unterschiedliche Winkel, was zu unterschiedlichen Einspritzmengen führt. Erfolgt eine Zeitsteuerung entsprechend der DE 35 05 485 muß vor der Einspritzung der gesamte Einspritzwinkel in eine Einspritzzeit umgerechnet werden. Fehler bei der Drehzahlerfassung wirken sich auf die gesamte Einspritzzeit bzw. den gesamten Einspritzwinkel aus.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß nur der Restwinkel in eine Restzeit umgerechnet werden. Mögliche Fehler wirken sich nur auf diesen kleinen Winkelanteil aus.

Des weiteren ist aus der DE-OS 35 40 313 ein Verfahren bekannt, bei dem der genaue Förderbeginn über ein Magnetventil zwischen Pumpenar­ beitsraum und Kraftstoffversorgung festgelegt werden kann. Das Ein­ spritzende und damit die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird durch mechanische Komponenten festgelegt. Die Berechnung des genauen An­ steuerimpulses für den Einspritzbeginn erfolgt in ähnlicher Weise, wie in der DE-OS 35 40 811 beschrieben. Ausgehend von einem Syn­ chronimpuls werden ebenfalls die Zähne auf einem Inkrementrad abge­ zählt. Liegt der Einspritzbeginn zwischen zwei Impulsen des Inkre­ mentrades, so wird der verbleibende Rest interpoliert. Die Interpo­ lation erfolgt dabei abhängig von einem über mehrere Arbeitszyklus gemittelten Drehzahlwert.

Dabei ergibt sich das Problem, daß die Drehzahl über einen Arbeits­ zyklus der Brennkraftmaschine und von Arbeitszyklus zu Arbeitszyklus schwanken kann. Wird, wie in der DE-OS 35 40 313, ein gemittelter Drehzahlwert verwendet, so wird die Interpolation sehr ungenau, wenn sich die Drehzahl während der Zumessung ändert. Diese auftretenden Schwierigkeiten versucht die DE-OS 35 40 313 durch einen kennfeldab­ hängigen Korrekturfaktor auszugleichen.

Auch diese kennfeldabhängige Korrektur liefert keine ausreichend ge­ nauen Werte für den Einspritzbeginn. Da das Einspritzende durch me­ chanische Komponenten festgelegt wird, bewirkt ein Fehler beim För­ derbeginn auch noch einen zusätzlichen Mengenfehler.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Steuerung einer magnetventilgesteuerten Kraft­ stoffpumpe für eine Dieselbrennkraftmaschine, der eingangs genannten Art, die Ansteuerzeitpunkte für den Einspritzbeginn und das Ein­ spritzende des Magnetventils möglichst exakt vorzugeben. Diese Auf­ gabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch die Interpolation zwischen den einzelnen Impulsen des Inkre­ mentrades kann die Genauigkeit sowohl des Einspritzbeginns als auch des Einspritzendes sehr exakt berechnet werden. Durch die Verwendung der momentanen Drehzahl unmittelbar vor der Interpolation kann die Genauigkeit des interpolierten Werts wesentlich gesteigert werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. In Fig. 1 ist schematisch ei­ ne Steuereinrichtung aufgezeigt. Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwi­ schen Nockenhub, Ansteuersignal des Magnetventils, Magnetventilhub und eiern Synchronisationsimpuls. Fig. 3 dient zur Verdeutlichung der Mengenstreuung bei unterschiedlichem Förderbeginn. Fig. 4 zeigt schematisch die Umsetzung eines Mengenwunschsignals in ein Ansteuer­ signal. Fig. 5 zeigt das Ansteuersignal in Beziehung zur Nockenwel­ lendrehzahl und Impulsen auf dem Winkelinkrementrad. Fig. 6 ver­ deutlicht die Abfolge verschiedener Signale, die zur Regelung des Einspritzbeginns dienen.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung für eine magnetventilgesteuerte Kraftstoffpumpe für Dieselmotoren. Den einzelnen Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine wird über eine Kraftstoffpum­ pe 10, die einen Pumpenkolben 15 enthält, Kraftstoff zugeführt. Die Kraftstoffpumpe 10 steht mit einem elektromagnetischen Ventil 20 in Verbindung. Das Ventil 20 wird über eine Leistungsendstufe 40 von einer elektronischen Steuereinheit 30 mit Schaltimpulsen beauf­ schlagt. Die elektronische Steuereinheit 30 umfaßt unter anderem ei­ nen Regler 32. Ein Geber 70, der am elektromagnetischen Ventil 20 oder an einer nicht dargestellten Einspritzdüse angeordnet ist, lie­ fert Signale an die elektronische Steuereinheit 30.

Auf einem an der Nockenwelle 60 angebrachten Inkrementrad 55 sind Winkelmarken angeordnet. Das Inkrementrad besitzt wenigstens eine Inkrementlücke IL. Eine Inkrementlücke läst sich durch einen fehlen­ den Zahn realisieren. Statt des fehlenden Zahnes kann auch ein sich von den übrigen Zähnen unterscheidender Zahn eine Inkrementlücke definieren.

Eine Meßeinrichtung 50 erfaßt die von den Winkelmarken ausgelösten Impulse, und damit die Drehbewegung des Inkrementrades 55. Die Meß­ einrichtung 50 liefert entsprechende Signale (Impulse) an die elek­ tronische Steuereinheit 30.

Eine Meßeinrichtung 90 erkennt Marken 92 auf einem, an der Kurbel­ welle angebrachten, Geberrad 95 und liefert entsprechende Signale an die elektronische Steuereinheit 30. Über weitere Eingänge 80 gelan­ gen Informationen über zusätzliche Größen, wie Drehzahl n, Tempera­ tur T oder die Last FP (Fahrpedalstellung) an die elektronische Steuereinheit 30.

Die Steuereinheit 30 bestimmt abhängig von den über die Eingänge 80 erfaßten Größen und der über die Meßeinrichtung 50 erfaßten Drehbe­ wegungen der Pumpennockenwelle 60 den Förderbeginn WB und die För­ derwinkel WD der Kraftstoffpumpe 10. Ausgehend von diesen Werten für den Förderbeginn WB und die Förderwinkel WD, berechnet sie dann den Beginn und das Ende des Ansteuersignals AS für die Leistungsendstu­ fe 40. Die Berechnung erfolgt in der Art, daß das elektromagnetische Ventil 20 zum Zeitpunkt WB eine erste Stellung annimmt, in der die Pumpe fördert und einspritzt, und zum Zeitpunkt WE eine zweite Stel­ lung annimmt, in der die Kraftstoffpumpe nicht mehr einspritzt. Als Betriebskenngrößen können u. a. eine oder mehrere der Größen Dreh­ zahl n, Temperaturwerte T, oder ein Signal FP, das die Stellung des Fahrpedals bzw. die gewünschten Fahrgeschwindigkeit charakterisiert, eingehen.

Die Nockenwelle 60 treibt den Pumpenkolben 15 derart an, daß der Kraftstoff in der Kraftstoffpumpe 10 unter Druck gesetzt wird. Dabei steuert das elektromagnetische Ventil 20 den Druckaufbau. Das Mag­ netventil 20 kann zum einen so an der Pumpe 10 angeordnet sein, daß durch Schließen des Mangnetventils die Kraftstoffförderung eingelei­ tet wird. Oder es ist so angebracht, daß durch Öffnen des Magnetven­ tils die Kraftstoffförderung beginnt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für beide Varianten der Anord­ nungen des Magnetventils verwendet werden.

Ist das elektromagnetische Ventil so angeordnet, daß bei geöffnetem Ventil kein Druckaufbau stattfindet, so baut sich erst bei geschlos­ senem elektromagnetischem Ventil 20 ein Druck in der Kraftstoffpumpe 10 auf. Bei entsprechendem Druck in der Kraftstoffpumpe öffnet sich ein nicht dargestelltes Ventil, und der Kraftstoff gelangt über die nicht dargestellte Einspritzdüse in den Brennraum der Brennkraftma­ schine.

Zur Kontrolle, zu welchem Zeitpunkt das Magnetventil öffnet bzw. schließt, dient der Geber 70. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Geber 70 an der Einspritzdüse angebracht ist, dann erzeugt er ein Signal, das den tatsächlichen Beginn SB bzw. Ende der Kraftstoffein­ spritzung in den Brennraum kennzeichnet. Der Regler 32 vergleicht das Ausgangsignal des Gebers 70 und das Signal der Meßeinrichtung 90 mit einem vorgebenen Sollwert. Bei einer Abweichung verändert der Regler den Wert des Förderbeginns WB entsprechend. Es kann an Stelle des Ausgangsignals des Gebers 70 auch ein Signal verwendet werden, das anzeigt in welcher Position sich das Magnetventil befindet. Ein solches Signal wird durch Auswertung, der durch das Magnetventil fließenden Ströme oder der anliegeden Spannungen, gewonnen.

Es zeigen Fig. 2a den Nockenhub NH über etwas mehr als einen Ver­ brennungszyklus, Fig. 2b das Ansteuersignal AS für das Magnetventil 10, Fig. 2c den Magnetventilhub MH und Fig. 2d den Synchronisa­ tionsimpuls S. Ausgehend von diesem Synchronisationsimpuls S ist der Förderbeginn WB und das Förderende WE definiert. Die elektronische Steuereinrichtung gibt bei einem Winkel WB nach dem Synchronisa­ tionsimpuls S ein Ansteuersignal AS an das Magnetventil 20 ab. Nach einer kurzen Verzögerungszeit VT geht das Magnetventil in seinen zweiten Schaltzustand über. Von diesem Zeitpunkt FB fördert die Kraftstoffpumpe.

Nach Verstreichen des Winkels WD, der die Förderdauer D festlegt, wird das Ansteuersignal AS für das Magnetventil wieder zurückgenom­ men. Nach einer weiteren Verzögerungszeit öffnet das Magnetventil und die Förderung endet FE. Zwischen dem Schließen FB und dem Öffnen FE des Magnetventils bewegt sich der Nocken um die Strecke H, den sogenannten Nockenhub. Dieser Nockenhub H bestimmt die eingespritzte Kraftstoffmenge. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist direkt pro­ portional zum Nockenhub H.

Ist die Nockengeschwindigkeit c konstant, so hängt die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht vom Förderbeginn WB ab. Als Nockengeschwindig­ keit c wird das Verhältnis von Nockenhub zu verstrichener Zeit be­ zeichnet. Ist die Nockengeschwindigkeit c nicht konstant, ergibt sich, bei gleicher Dauer D des Ansteuersignals für das Magnetventil 20, bei Änderung des Förderbeginns eine Mengenänderung, die entspre­ chend vorgehalten werden muß. Die nicht konstante Nockengeschwindig­ keit kann z. B. auf einer sich im Lauf der Einspritzung ändernden Drehzahl beruhen.

In Fig. 3a ist der Nockenhub NH über der Zeit aufgetragen. Die Nockengeschwindigkeit c, ist in Fig. 3b aufgetragen, sie steigt über der Zeit an. In Fig. 3c ist die am Magnetventil liegende Span­ nung UM für zwei Zumessungen 21 und 22 (21 durchgezogene Linie und 22 gestrichelte Linie) über der Zeit aufgetragen. Dabei unterschei­ det sich der Beginn WB der beiden Zumessungen nur um eine kleine Differenz DFB. Der Förderwinkel WD ist bei beiden Zumessungen gleich. Steigt die Nockengeschwindigkeit mit der Zeit an, so ergibt sich für die erste Zumessung ein Nockenhub H1 und für die zweite Zumessung ein Nockenhub H2. Der Nocken bewegt sich während der er­ sten Zumessung um einen kleineren Hub H1 als bei der zweiten Zumes­ sung H2. Daher ergibt sich für die zweite Zumessung eine größere eingespritzte Kraftstoffmenge, als für die erste Zumessung.

Aufgrund unterschiedlicher Drehzahlverläufe während der Einspritzung ist eine reine Zeitsteuerung nicht möglich. Die Drehzahländerungen sind z. B. durch die Elastizität der Antriebsverbindung zwischen Kurbel- und Nockenwelle bedingt.

Die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge Q hängt also nicht nur von der Schließzeit des Magnetventils, sondern auch von der momentanen Drehzahl N ab. Hierbei gilt die Beziehung Q = Förderrate × WD, wobei die Förderrate die pro Winkeleinheit ein­ gespritzte Kraftstoffmenge kennzeichnet. Für den Förderwinkel gilt: WD = 6 × N × D, wobei D für die Förderdauer steht. Um die Abhängig­ keit der Einspritzmenge von unsystematischen Drehzahländerungen zu reduzieren, wird folgendes Zumeßprinzip vorgeschlagen.

In Fig. 4 ist schematisch eine Einrichtung zur Ansteuerung der Mag­ netventilendstufe 40 dargestellt. Die Magnetventilendstufe 40 erhält Signale von einer elektronischen Steuereinheit 30. Die elektronische Steuereinheit 30 besteht aus einem Zumeßrechner 120, Kennfeldern K1, K2 und einem Rechner 110. Zum Zumeßrechner 120 gelangt ein Signal eines Drehzahlsensors 125, der die Momentandrehzahl N der Nockenwel­ le erfaßt. Des weiteren werden dem Zumeßrechner 120 Signale, die den gewünschten Förderwinkel WD und Förderbeginn WB angeben, zugeleitet. Diese Signale entstammen je einem Kennfeld K1, K2. Als Eingangs­ größen für die Kennfelder K1. K2 dienen die mittlere Drehzahl nM und die gewünschte Kraftstoffmenge Q. Das Signal Q entstammt einem Rech­ ner 110, der die gewünschte Kraftstoffmenge Q abhängig von verschie­ denen Eingangsgrößen berechnet.

Ausgehend von mittels Sensoren 80 erfaßten Größen, wie mittlere Drehzahl nM, Temperatur T, Fahrpedalstellung FP oder weiterer Be­ triebskenngrößen berechnet der Rechner 110 die gewünschte Einspritz­ menge Q. Abhängig von dieser Einspritzmenge Q und der mittleren Drehzahl nM wird aus dem Kennfeld K1 der Förderwinkel WD ausgelesen. Der Förderwinkel WD bestimmt die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Dies ist der Winkel, der von der Nockenwelle durchlaufen wird, wäh­ rend die Kraftstoffpumpe fördert.

Die mittlere Drehzahl nM kann von unterschiedlichen Sensoren abge­ leitet werden. In der Regel ist dies ein Sensor, der Impulse eines Impulsrades auf der Kurbelwelle bzw. auf der Nockenwelle erfaßt. Da­ bei wird die Drehzahl über einen größeren Winkelbereich bzw über mehrere Umdrehungen der Nockenwelle gemittelt. Dieses Signal kann auch von einem Ersatzdrehzahlsensor, wie z. B. einem Spritzbeginn­ sensor, herrühren.

Aus dem zweiten Kennfeld K2 wird abhängig von der Einspritzmenge Q und der mittleren Drehzahl nM der Förderbeginn WB ausgelesen. Dies ist der Winkel, bei dem die Einspritzung beginnen soll. Der Zumeß­ rechner 120 setzt diese Winkelsignale WD, WB mit Hilfe der momenta­ nen Drehzahl N in Zeitgrößen um. Diese Zeitgrößen bestimmen das An­ steuersignal für das Magnetventil. Der Zumeßrechner legt also die Zeitpunkte fest, bei denen sich die am Magnetventil anliegende Span­ nung, siehe Fig. 2b, ändert. Diese Werte gelangen zur Magnetventil­ endstufe 40, die sie in ein Ansteuersignal AS umsetzt.

In Fig. 5 wird nun die Umsetzung der Winkelgrößen in die Zeitgrößen beschrieben. Fig. 5a zeigt einen üblichen Drehzahlverlauf während der Zumessung. Die Drehzahl nimmt im Verlauf der Zumessung linear über der Zeit ab. In Fig. 5b sind die Impulse, die die Meßeinrich­ tung 50 vom Inkrementrad 55 abnimmt, aufgetragen. Jede Winkelmarke am Inkrementrad erzeugt ein Impuls in der Meßeinrichtung 50. Beson­ ders vorteilhaft ist, wenn der Abstand zwischen zwei Winkelmarken der sogenannte Meßwinkel MW kleiner als der kleinste Förderwinkel WD ist. Besonders vorteilhaft ist ein Meßwinkel von drei Grad. Auf dem Inkrementrad der Nockenwelle 60 sind dann 120 Winkelmarken im Ab­ stand von 3 Grad angebracht. Ein solches Inkrementrad ist besonders gut für Motoren mit vier, fünf, sechs und acht Zylindern geeignet. Zur Synchronisation ist auf dem Inkrementrad mindestens eine Inkre­ mentlücke IL, die einen Synchronisationsimpuls S erzeugt, vorhanden. Ausgehend von diesem Synchronisationsimpuls werden die Winkel für den Förderbeginn WB, und der Förderendewinkel WE angegeben.

Die Kraftstoffzumessung erfolgt über den Förderwinkel WD, der zwi­ schen dem Förderbeginn WB und dem Förderende WE liegt. Es wird eine Aufteilung der Winkel WB in die ganzzahligen Winkelanteile für den Förderbeginn WBG sowie den Restwinkel RWB für den Förderbeginn bzw. die entsprechende Restzeit TB vorgenommen. Desweiteren wird eine Aufteilung des Winkels WE in den ganzzahligen Winkelanteil WEG sowie den Restwinkel RWE bzw. die entsprechende Restzeit TE vorgenommen. Die Umrechnung der Restwinkel RWB, RWE in die Restzeiten TB, TE er­ folgt mittels der momentanen Drehzahl N. Dabei ergibt sich die je­ weilige Restzeit T aus dem Restwinkel RW und der momentanen Drehzahl N gemäß der Formel T = RW/(6 . N).

Die Drehzahlbasis für die Interpolation der Zeiten TB und TE wird dabei von einem Meßwinkel MW, der möglichst nahe an der jeweiligen Interpolationsstrecke liegt, gewonnen. Durch die Verwendung eines möglichst aktuellen Drehzahlwertes können Fehlereinflüsse klein gehalten werden.

In Fig. 5b ist mit B1 eine erste Berechnung gekennzeichnet. Die Nockenwelle durchläuft in der Meßzeit MT den Meßwinkel MW. In der Rechenzeit TR wird ein erster Wert für die momentane Drehzahl N be­ rechnet und die Interpolation durchgeführt. Nach der Rechenzeit TR steht die aktuelle Restzeit TB zur Verfügung. Die Rechenzeit TR muß auf jeden Fall vor der Zumessung zu Ende sein. Ist der Förderbeginn WB noch nicht erreicht, so erfolgt eine erneute Interpolation. Über einen weiteren Meßwinkel wird die momentane Drehzahl N erfaßt und die Interpolation in der Rechenzeit TR durchgeführt (2. Berechnung B2). Durch wiederholte Neuberechnung des momentanen Drehzahlwerts kann der Interpolationsfehler, durch eine sich ändernde Nockenwel­ lendrehzahl, klein gehalten werden. Die Erfassung der momentanen Nockenwellendrehzahl N und die Interpolation muß spätestens um die Meßzeit MT und die Rechenzeit TR vor dem Förderbeginn WB starten. Die Erfassung der Nockenwellendrehzahl und die Interpolation erfolgt besonders vorteilhaft in einem Zeitintervall, das sich aus der Summe aus Meßzeit MT und Rechenzeit TR zusammensetzt, vor dem gewünschten Förderbeginn WB.

Für das Förderende wiederholt sich der Vorgang. In einer weiteren Rechenzeit wird erneut ein erster Wert für die momentane Drehzahl berechnet und die Interpolation durchgeführt. Nach der Rechenzeit steht die aktuelle Restzeit TE zur Verfügung. Die Rechenzeit muß auf jeden Fall vor dem Zumessende zu Ende sein. Ist der Förderendewinkel WE noch nicht erreicht, so erfolgt eine erneute Interpolation. Über einen weiteren Meßwinkel wird die momentane Drehzahl N erfaßt und die Interpolation durchgeführt. Durch wiederholte Neuberechnung des momentanen Drehzahlwerts, kann der Interpolationsfehler durch eine sich ändernde Nockenwellendrehzahl klein gehalten werden. Die Erfas­ sung der momentanen Nockenwellendrehzahl N und die Interpolation muß spätestens um die Meßzeit MT und die Rechenzeit TR vor dem Förderen­ de WE starten. Die Erfassung der Nockenwellendrehzahl und die Inter­ polation erfolgt besonders vorteilhaft in einem Zeitintervall, das sich aus der Summe aus Meßzeit MT und Rechenzeit TR zusammensetzt, vor dem gewünschten Förderende WE.

Bei der Berechnung des Förderendes wird der tatsächliche Förderbe­ ginn herangezogen. Fehler bei der Berechnung der Restzeit des För­ derbeginns können dadurch bei der Berechnung des Förderendes korri­ giert werden.

Bei Systemen mit Voreinspritzung erfolgt die Berechnung des Förder­ beginns und Förderendes für die Vor- und die Haupteinspritzung nach dem beschriebenen Verfahren. Da die Winkel für Förderbeginn und För­ derende durch Abzählen ganzzahliger Winkelmarken und anschließender Zeitinterpolation gebildet werden, kann von einem Inkrementalwinkel­ zeitsystem als Zumeßprinzip gesprochen werden.

Zwecks Zylindersynchronisation ist auf dem Inkrementrad, wie bereits beschrieben, mindestens eine Inkrementlücke IL notwendig. Alternativ können auch Z-Lücken angeordnet sein, wobei dann zusätzlich eine Zy­ lindererkennung notwendig ist. Die Synchronlücke kann auch durch ei­ ne entsprechende Synchronmarke, die sich von den übrigen Marken un­ terscheidet, ersetzt werden.

Um eine optimale Verbrennung zu erzielen, muß die Einspritzung bei der richtigen Stellung des Kolbens der Brennkraftmaschine erfolgen. Der Förderbeginn und damit auch der Einspritzbeginn wird daher auf den oberen Totpunkt des Motors und damit auf die Kurbelwelle bezo­ gen. Die optimale Einstellung des Förderbeginns ergibt sich, wenn der Förderbeginn auf Signale eines Sensors an der Kurbelwelle bezo­ gen wird.

Erfolgt die Auslösung des Förderbeginns ausgehend von Signalen der Nockenwelle, so ergeben sich hieraus Abweichungen des tatsächlichen Förderbeginns vom vorgegebenen optimalen Förderbeginn. Diese Abwei­ chungen beruhen auf verschiedenen Einflußparameter, z. B. Elastizi­ täten zwischen Nocken und Kurbelwellenantrieb. Solche systematischen Abweichungen können mittels eines Regelkreises eliminiert werden.

Fig. 6 dient zur Erläuterung eines solchen Regelkreises. In Fig. 6a ist das Auftreten des Synchronisationsimpulses S über der Zeit aufgetragen. Fig. 6b zeigt das Ansteuersignal AS. In Fig. 6c ist das Signal SB, das den tatsächliche Einspritzbeginn charakeri­ siert, über der Zeit aufgetragen. Dieses Signal SB entstammt dem Ge­ ber 70. In Fig. 6d ist das Signal OT der Meßeinrichtung 90 einge­ zeichnet. Dieses Signal ist eng mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korreliert. Der Abstand SBI zwischen den Signal SB, das den tatsäch­ lichen Einspritzbeginn kennzeichnet, und dem Signal OT der Meßein­ richtung 90, gelangt wie in Fig. 6e gezeigt, zu dem Regler 32. Der Abstand SBI kann sowohl in Winkelgrößen als auch in Zeiteinheiten angegeben werden. Dieser Regler besitzt mindestens P-Verhalten. Be­ sonders vorteilhaft ist es, wenn er auch noch einen Integralanteil enthält. Der Regler 32 vergleicht das Signal SBI, das den tatsächli­ chen Einspritzbeginn angibt, mit einem vorgebenen Sollwert SBS. Ab­ hängig von diesem Vergleich erfolgt eine Korrektur des Förderbe­ ginns. Bei der nächsten Zumessung wird das Ansteuersignal nicht zum Förderbeginn WB, sondern zum korrigierten Förderbeginn WBK ausge­ löst.

Die Auslösung des Ansteuersignals wird auf eine Synchronisationsmar­ ke S, die auf der Nockenwelle angebracht ist, bezogen. Die Lage des tatsächlichen Einspritzbeginns SBI wird gegenüber einer Meßmarke OT auf der Kurbelwelle erfaßt. Die Meßmarke ist dabei vorzugsweise im Bereich des oberen Totpuktes angeordnet. Dadurch wird ermöglicht, daß der Einspritzbeginn im Bezug auf die Kurbelwelle zum optimalen Zeitpunkt erfolgt. Die Signalverarbeitung erfolgt entweder in Win­ kel- oder in Zeitgrößen oder in einer Mischung von beiden.

Mit einem solchen System läßt sich eine sehr genaue Kraftstoffzumes­ sung erzielen, da der Förderbeginn auf ein Signal eines Kurbelwel­ lensignals geregelt wird und Mengenberechnung abhängig von der Nockenwellebewegung erfolgt.

Um Störeinflüsse zu eliminieren, kann alternativ das Inkrementrad an der Kurbelwelle angeordnet werden. Zwecks Synchronisation der Zylin­ der ist dann auf der Nockenwelle ein Segmentrad angeordnet. Beson­ ders vorteilhaft wäre ein System bei dem je ein Inkrementrad auf der Nockenwelle und auf der Kurbelwelle angeordnet ist.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung einer Dieselbrennkraftmaschine mit einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe, mit einem von der Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben, der den Kraftstoff unter Druck setzt und damit in die Zylinder fördert, wobei über wenigstens ein Magnetventil Förderbeginn und Förderende festgelegt werden und abhängig von auf einer Welle angeordnete Markierungen Ansteuersignale für das Magnetventil bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berechnung der Ansteuersignale, die den Förderbeginn und das Förderende festlegen, die Markierungen auf der Welle abgezählt und zwischen den Markierungen über der Zeit interpoliert wird, wobei die Interpolation auf einer momentanen Drehzahl (N), die unmittelbar vor der Interpolation erfaßt wird, beruht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ steuersignale für das Magnetventil abhängig von der momentanen Dreh­ zahl (N), dem Förderwinkel (WD) und dem Förderbeginn (WB) ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der För­ derwinkel (WD) und der Förderbeginn (WB) je einem Kennfeld (K1, K2) entstammen, wobei als Eingangsgrößen für die Kennfelder eine mittle­ re Drehzahl nM und die gewünschte Kraftstoffmenge Q dienen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von mittels Sensoren (80) erfaßten Größen, wie mittlere Drehzahl nM, Temperatur T, Fahrpedalstellung FP oder weiterer Betriebskenngrößen die gewünschte Einspritzmenge Q berechnet wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierungen auf einem Inkrementrad der Nockenwel­ le angebracht sind.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierungen in einem Abstand von drei Grad ange­ ordnet sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die momentane Drehzahl ständig berechnet wird und der jeweils neueste Wert bei der Interpolation Verwendung findet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfas­ sung der momentanen Drehzahl und die Interpolation in einem Zeitin­ tervall, das sich aus der Summe aus Meßzeit MT und Rechenzeit TR zu­ sammensetzt, vor dem gewünschten Förderbeginn erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Regler (32) ein Signal (SBI), das die Lage des tatsächlichen Einspritzbeginn angibt, mit einem vorgebenen Sollwert (SBS) verglichen wird, wobei abhängig von diesem Vergleich eine Kor­ rektur des Förderbeginns erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sig­ nal (SBI), das die Lage des tatsächlichen Einspritzbeginn angibt, durch Vergleich zwischen einem Signal (SB), das den tatsächlichen Einspritzbeginn charakterisiert, und einem Signal (OT), das auf den oberen Totpunkt des Kolbens bezogen ist, gewonnen wird.

11. Vorrichtung zur Steuerung einer Dieselbrennkraftmaschine mit einer magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe, mit einem von der Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben, der den Kraftstoff unter Druck setzt und damit in die Zylinder fördert, wobei über wenigstens ein Magnetventil Förderbeginn und Förderende festgelegt werden und ein Steuergerät abhängig von auf einer Welle angeordnete Markierungen Ansteuersignale für das Magnetventil bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zur Berechnung der Ansteuersignale, die den Förderbeginn und das Förderende festlegen, die Markierungen auf der Welle abzählen und zwischen den Markierungen über der Zeit interpolieren, wobei die Interpolation auf einer momentanen Drehzahl (N), die unmittelbar vor der Interpolation erfaßt wird, beruht.