DE4134304A1

DE4134304A1 - Zylinderindividuelle mengenkorrektur

Info

Publication number: DE4134304A1
Application number: DE19914134304
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Lutat; Bernd Dipl Ing Huelsmann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2011-10-18
Also published as: DE4134304C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung zu mindest eines Magnetventiles einer Kraftstoffeinspritzvor richtung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 41 21 242 geht ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine hervor, wobei eine elektronische Steuereinheit anhand erfaßter Größen eine Stellgröße für eine Kraftstoffeinspritzvor richtung berechnet. Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung handelt es sich um zumindest ein Einspritzventil (Magnet ventil). Die Stellgröße beinhaltet dabei im wesentlichen die Parameter Einspritzbeginn und -ende (bzw. Einspritz dauer). Die Berechnung der Stellgröße erfolgt in Abhängig keit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine sowie in Abhängigkeit einer Leistungsanforderung (Gaspedal stellung). Die Erfassung und Berücksichtigung einer Größe der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (zum Beispiel eine An zugszeit eines Magnetventiles) ist aufwendig (bedingt durch eine entsprechende Vorrichtung) und benötigt Zeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines Magnetventiles einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine anzugeben, mit dem Ungleichförmigkeiten beim Einspritzvor gang einfach und schnell ausgleichbar sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines Magnetventiles einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei anhand erfaßter Größen von einer elektronischen Steuereinheit eine Stellgröße EI zur Ansteuerung des Magnetventiles berechnet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Stellgröße EI von einem gespeicherten Faktor KI, der in Abhängigkeit von zumindest einer der erfaßten Größen ausgewählt wird, beeinflußt und das Magnetventil mit der veränderten Stellgröße ange steuert wird. Aufgrund der Beeinflussung der berechneten Stellgröße durch einen gespeicherten Faktor ist ein ein facher und schneller Ausgleich von Ungleichförmigkeiten gegeben, da es sich bei der Beeinflussung um einen Rechen vorgang handelt und die Erfassung weiterer Größen entfal len kann. Bei den weiteren erfaßten Größen handelt es sich beispielsweise um eine Anzugszeit des Magnetventiles. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine entsprechende Vorrichtung zur Erfassung der weiteren Größen entfallen kann.

In Weiterbildung der Erfindung wird separat für jedes einem Zylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zugeordneten Magnetventil die Stellgröße EI berechnet und von einem dem jeweiligen Magnetventil zugeordneten Faktor KI beeinflußt. Es hat sich herausgestellt, daß Ungleich förmigkeiten beim Einspritzvorgang durch diese Vorgehens weise einfach und schnell ausgleichbar sind. Durch die zy linderindividuelle Beeinflussung der Stellgrößen sind Un gleichförmigkeiten der einzelnen Magnetventile aufgrund unterschiedlicher hydraulischer Randbedingungen berück sichtigbar. Für diese zylinderindividuelle Beeinflussung wird in vorteilhafter Weise die Berechnung der Stellgröße EI von einer auf einer Welle der Brennkraftmaschine ange ordneten Markierung ausgelöst, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Markierung zugeordnet ist. Solche Markierungen sind beispielsweise auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angebracht und stellen den Zünd-OT eines jeden Zylinders dar.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Stellgröße multi plikativ von dem gespeicherten Faktor verändert. Dies hat den Vorteil, daß die Beeinflussung der Stellgröße relativ zu der Stellgröße selber erfolgt. Darüber hinaus sind wei tere Beeinflussungen im mathematischen Sinne (zum Beispiel Addition, Differentation, Integration) denkbar.

In Weiterbildung der Erfindung wird von jeder Markierung die Berechnung zumindest eines Parameters (beispielsweise Einspritzbeginn und/oder Einspritzdauer) ausgelöst, wobei die Berechnung zumindest die erfaßten Größen berücksich tigt und dann der berechnete Parameter von dem Faktor be einflußt und zumindest ein korrigierter Parameter erzeugt wird, aus dem die Stellgröße abgeleitet wird. Dies hat den Vorteil, daß die erfaßten Größen, die einer elektronischen Steuereinheit in analoger oder digitaler Form zugeführt werden, als Daten verwendet werden, aus denen der Parame ter berechnet wird. Diese Berechnung des Parameters ist betriebsgrößenabhängig. Zur Gewährleistung eines einfachen und schnellen Ausgleiches von Ungleichförmigkeiten wird der berechnete Parameter von dem gespeicherten Faktor, der ebenfalls betriebsgrößen- und magnetventilspezifisch ist, beeinflußt und ein korrigierter Parameter erzeugt. Aus diesem korrigierten Parameter wird dann die Stellgröße, mit der das Magnetventil angesteuert wird, abgeleitet. Beinhaltet beispielsweise der zunächst berechnete Parame ter den Einspritzbeginn und die Einspritzdauer, so werden aufgrund der Beeinflussung des berechneten Parameters von dem Faktor diese Größen modifiziert, so daß der Einspritz beginn früher/später und/oder die Einspritzdauer kürzer/ länger wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung ist der elektronischen Steuereinheit zur Durch führung des Verfahrens unter anderem ein Speicher (Kenn feldspeicher) zugeordnet, in dem die zylinderindividuellen (magnetventilindividuellen) Faktoren abgespeichert und ab rufbar sind.

In Weiterbildung der Erfindung werden die Faktoren auf einem Prüfstand ermittelt, wobei zur Bestimmung der Fak toren die folgenden Schritte durchgeführt werden:

a) Einstellen zumindest einer wählbaren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine,
b) Berechnung einer Stellgröße EI, ausgehend von der auf der Welle der Brennkraftmaschine angeordneten Markierung,
c) Ermittlung einer tatsächlichen Stellgröße EDI sepa rat für das Magnetventil,
d) Ermitteln des Faktors KI aus der berechneten Stell größe EI und der ermittelten Stellgröße EDI,
e) Abspeichern des ermittelten Faktors KI,
f) Verändern der wählbaren Betriebsgrößen,
g) Wiederholen der Schritte a) bis f).

Gemäß den angeführten Schritten werden die Faktoren in Ab hängigkeit einer einzigen wählbaren Betriebsgröße er mittelt und abgespeichert. Die Abhängigkeit der Faktoren von einer einzigen Betriebsgröße hat den Vorteil, daß die Ermittlung auf dem Prüfstand schnell und einfach sowie der hardwaremäßige Aufwand für die elektronische Steuereinheit gering ist. So wird beispielsweise die Drehzahl der Brenn kraftmaschine durch eine Leistungsbremse auf dem Prüfstand auf vorgebbare Werte eingestellt und für jeden Wert unter Konstanthaltung anderer Betriebsgrößen der Faktor auf Grundlage beispielsweise einer Division von der Stellgröße EI und der Stellgröße EDI, die mit Hilfe einer entspre chenden Sensorik erfaßt wird, ermittelt. Darüber hinaus sind weitere Betriebsgrößen wie zum Beispiel Last, Tempe raturen oder Drücke unter Konstanthaltung der jeweils übrigen Betriebsgrößen veränderbar.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Faktor in Ab hängigkeit zumindest einer weiteren wählbaren Betriebsgrö ße der Brennkraftmaschine ermittelt. Dadurch ist es mög lich, den Faktor in Abhängigkeit von zwei oder mehr Be triebsgrößen der Brennkraftmaschine zu ermitteln, um so im Betrieb, zum Beispiel den Betrieb einer Serienbrennkraft maschine, Abweichungen beziehungsweise Ungleichförmigkei ten beim Einspritzvorgang genau auszugleichen.

In Weiterbildung der Erfindung sind die ermittelten Fakto ren in einem Kennfeldspeicher abgelegt, wobei jedem Magnetventil der Brennkraftmaschine ein zumindest eindi mensionalen Kennfeld zugeordnet ist, und wobei diese in Abhängigkeit der zumindest eingewählten Betriebsgröße der Brennkraftmaschine dem Kennfeldspeicher entnehmbar sind. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise bei der Serien herstellung von Brennkraftmaschinen bei ein und dem selben Typ von Brennkraftmaschine verschiedene Einspritzsysteme, insbesondere unterschiedlicher Hersteller, verwendet wer den können. So können beispielsweise in Abhängigkeit des verwendeten Einspritzsystems eines Herstellers die Fakto ren individuell ermittelt werden, so daß Systeme unter schiedlicher Hersteller und Ungleichförmigkeiten innerhalb eines Systems eines Herstellers ausgleichbar sind. Der In dex "I" stellt eine fortlaufende Numerierung dar (I = 1, 2 ...., N), wobei jeder Index einem Zylinder der Brennkraft maschine zugeordnet ist und N die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei Ottomotoren als auch bei Dieselbrenn kraftmaschine anwendbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist nachfol gend in den Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Zeitliniendiagramme zur Erläuterung des erfindungs gemäßen Verfahrens,

Fig. 2 Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt Zeitliniendiagramme zur Erläuterung des erfin dungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1a ist eine Impulsfolge gezeigt, die von Markierungen auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgelöst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird für eine sechszylindrige Brennkraftmaschine beschrieben. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar, da das Verfahren allgemein an einer mehrzylindrigen Brenn kraftmaschine betrieben werden kann. Die in Fig. 1a gezeig ten Markierungen (I = 1 bis I = 6) stellen den Zünd-OT eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine dar. Ausge hend von einem Signal der Impulsfolge wird für jedes Mag netventil der Brennkraftmaschine ein Parameter PI (P1 bis P6) berechnet, wie dies in Fig. 1b gezeigt ist. Die berech neten Parameter PI enthalten dabei beispielsweise den Ein spritzbeginn und/oder die Einspritzdauer. Die Berechnung der Parameter PI erfolgt in Abhängigkeit von Betriebsgrö ßen der Brennkraftmaschine wie zum Beispiel Drehzahl, Last, Druck, Temperatur oder weiteren. Der berechnete Pa rameter PI wird nun von einem gespeicherten Faktor KI multiplikativ verändert, wobei der in einem Speicher abge legte Faktor KI in Abhängigkeit zumindest einer der ge nannten Betriebsgrößen ausgewählt wird. Die zylinderspezi fisch korrigierten Parameter PKI sind in Fig. 1c gezeigt. Aus diesen zylinderspezifisch korrigierten Parametern PKI wird zur Ansteuerung eines jeden Magnetventiles ein An steuersignal EI generiert, wie es in Fig. 1d wiedergegeben ist. So wird beispielsweise aus dem Zünd-OT des ersten Zy linders (I = 1) aus erfaßten Betriebsgrößen der Brenn kraftmaschine ein Parameter P1 berechnet, wobei der Para meter P1 als Datensatz einen Einspritzbeginn und eine Ein spritzdauer beinhaltet. Aufgrund der vorliegenden Be triebsgrößen der Brennkraftmaschine wird ein solcher ge speicherter Faktor K1 ausgewählt, der zu einem korrigier ten Parameter PK1 führt. Dieser gegenüber dem berechneten Parameter P1 verlängert dargestellte korrigierte Parameter PK1 beinhaltet beispielsweise einen früheren Einspritzbe ginn oder eine längere Einspritzdauer, als wie im Parame ter P1 berechnet wurde. Auf Grundlage dieser Korrektur wird das in Fig. 1d gezeigte Ansteuersignal E2 erzeugt, mit dem das Magnetventil für den zweiten Zylinder angesteuert wird. Neben der geschilderten Verlängerung kann es auch zu einer Verkürzung (in Fig. 1c bei dem korrigierten Parameter PK6) kommen. Neben der Verlängerung beziehungsweise Ver kürzung ist es auch denkbar, daß der berechnete Parameter keine Korrektur erfährt, d. h. daß bei der multiplikativen Beeinflussung der ausgewählte gespeicherte Faktor gleich 1 ist (wie in Fig. 1c bei dem korrigierten Parameter PK4 ge zeigt ist). Es sei noch einmal festgehalten, daß in einer besonderen Ausgestaltung es also möglich ist, daß ausge hend von einem Signal der in Fig. 1a gezeigten Impulsfolge aus erfaßten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ein Pa rameter berechnet wird, der den Einspritzbeginn und die Einspritzdauer festlegt. Durch Korrektur dieses berechne ten Parameters mit einem Faktor wird ein korrigierter Pa rameter berechnet, der den ursprünglich berechneten Ein spritzbeginn sowie eine verlängerte beziehungsweise ver kürzte Einspritzdauer beinhaltet. Die in Fig. 1b und 1c gezeigten Parameter und deren Verkürzung beziehungsweise Verlängerung sind eine symbolische Wiedergabe, d. h., daß der Datensatz des Parameters veränderbar ist, nicht aber zwangsläufig seine zeitliche Länge.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Eine mit 1 bezeichnete elektroni sche Steuereinheit weist mehrere Sensoreingänge 2 auf, über die die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und weitere Größen erfaßt werden. Bei den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine handelt es sich beispielsweise um Dreh zahl, Last, Drücke (insbesondere Ladeluftdruck), Tempera turen (insbesondere Kühlmittel- und Öltemperatur) und eine Versorgungsspannung der elektronischen Steuereinheit 1 be ziehungsweise des gesamten elektronischen Kraftstoffein spritzsystems. Bei den weiteren Größen kann es sich bei spielsweise um eine Leistungsanforderung (Gaspedal stellung) einen Umgebungsdruck oder eine Umgebungstempera tur der Brennkraftmaschine handeln. Weitere Betriebsgrößen sowie weitere Größen sind denkbar. Die über die Sensorein gänge 2 erfaßten Betriebsgrößen und Größen werden über eine Schnittstelle 2.1 der elektronischen Steuereinheit 2 zugeführt. Über die Schnittstelle 2.1 werden beispielswei se die analog erfaßten Größen in digitale Daten umgewan delt. Die analogen Größen beziehungsweise die digitalen Daten werden einem Rechner 3 zugeführt. Der Rechner 3 be rechnet dann die in Fig. 1 gezeigten Parameter. Mit dem Rechner 3 ist insbesondere über eine Datenleitung ein Speicher 4 verbunden, wobei der Speicher 4 als zumindest eindimensionaler Kennfeldspeicher ausgebildet ist. Indem Speicher 4 sind die zur Korrektur der berechneten Parame ter erforderlichen Faktoren abgespeichert. Nachdem die in Fig. 1b gezeigten berechneten Parameter korrigiert wurden (gezeigt in Fig. 1c) werden die zylinderspezifisch korri gierten Parameter einer Signalerzeugungsstufe 5 zugeführt, in der die in Fig. 1d gezeigten Ansteuersignale für die Magnetventile erzeugt werden. Die Signalerzeugungsstufe 5 ist ausgangsseitig mit Endstufen 6.1 bis 6.N verbunden, wobei der Index "N" die Anzahl der Zylinder der Brenn kraftmaschine darstellt. Den Endstufen 6.1 bis 6.N sind Magnetventile 7.1 bis 7.N zugeordnet, mit denen die Kraft stoffeinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Darüber hinaus ist auch die Verwendung einer einzigen Endstufe denkbar, die von der Signalerzeu gungsstufe 5 angesteuert wird. Zur Ansteuerung mehrerer Magnetventile über eine einzige Endstufe ist dann eine Um schalteinrichtung erforderlich, die für den jeweiligen Einspritzvorgang das anzusteuernde Magnetventil mit der einzigen Endstufe verbindet.

Claims

1. Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines Magnet ventiles einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brenn kraftmaschine, wobei anhand erfaßter Größen von einer elektronischen Steuereinheit eine Stellgröße zur An steuerung des Magnetventiles berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Stellgröße EI von einem gespeicherten Faktor KI, der in Abhängigkeit von zumindest einer der erfaßten Größen ausgewählt wird, be einflußt und das Magnetventil mit der veränderten Stell größe angesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß separat für jedes einem Zylin der einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zugeordnete Magnetventil die Stellgröße EI berechnet und von einem dem jeweiligen Magnetventil zugeordneten Faktor KI beeinflußt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Stellgröße EI von einer auf einer Welle der Brennkraftmaschine ange ordneten Markierung ausgelöst wird, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Markierung zugeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße EI multiplika tiv von dem gespeicherten Faktor KI verändert wird.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder Markierung die Be rechnung zumindest eines Parameters ausgelöst wird, die zumindest die erfaßten Größen berücksichtigt, und wobei der berechnete Parameter PI von dem Faktor KI beeinflußt und zumindest ein korrigierter Parameter PK erzeugt wird, aus dem die Stellgröße EI abgeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faktoren KI auf einem Prüfstand ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Faktoren KI folgende Schritte durchgeführt werden:

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor KI in Abhängigkeit zumindest einer weiteren wählbaren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Faktoren in einem Kennfeldspeicher abgelegt sind, wobei jedem Magnet ventil der Brennkraftmaschine ein zumindest eindimensiona les Kennfeld zugeordnet ist.