DE4134304C2 - Zylinderindividuelle Mengenkorrektur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines Magnetventils einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraft­ maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem Technical Reference Book, ECCS L-System Engine, Nissan Motor Company, Tokio/Japan, 1979 geht ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine hervor, wobei eine elektronische Steuereinheit anhand erfasster Größen eine Stell­ größe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung berechnet. Bei der Kraft­ stoffeinspritzvorrichtung handelt es sich um zumindest ein Einspritz­ ventil (Magnetventil). Die Berechnung der Stellgröße erfolgt in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine sowie in Abhängigkeit einer Leistungsanforderung (Gaspedalstellung) und wird durch einen Korrekturfaktor beeinflusst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteue­ rung zumindest eines Magnetventils einer Kraftstoffeinspritz­ vorrichtung einer Brennkraftmaschine anzugeben, mit dem Ungleich­ förmigkeiten beim Einspritzvorgang einfach und schnell ausgleichbar sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass separat für jedes einem Zy­ linder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zugeordneten Magnetventil die Stellgröße EI berechnet und von einem dem jeweili­ gen Magnetventil zugeordneten Faktor KI beeinflusst wird, und dass die Berechnung der Stellgröße EI von einer auf einer Welle der Brennkraftmaschine angeordneten Markierung ausgelöst wird, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Markierung zugeordnet ist. Es hat sich herausgestellt, dass Ungleichförmigkeiten beim Einspritzvorgang durch diese Vorgehensweise einfach und schnell ausgleichbar sind. Durch die zylinderindividuelle Beeinflussung der Stellgrößen sind Ungleichförmigkeiten der einzelnen Magnetventile aufgrund unter­ schiedlicher hydraulischer Randbedingungen berücksichtigbar. Für diese zylinderindividuelle Beeinflussung wird die Berechnung der Stellgröße EI von einer auf einer Welle der Brennkraftmaschine angeordneten Markierung ausgelöst, wobei jedem Zylinder der Brenn­ kraftmaschine eine Markierung zugeordnet ist. Solche Markierungen sind beispielsweise auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angebracht und stellen den Zünd-OT eines jeden Zylinders dar. Auf­ grund der Beeinflussung der berechneten Stellgröße durch einen ge­ speicherten Faktor ist ein einfacher und schneller Ausgleich von Ungleichförmigkeiten gegeben, da es sich bei der Beeinflussung um einen Rechenvorgang handelt und die Erfassung weiterer Größen entfallen kann. Bei den weiteren erfassten Größen handelt es sich beispielsweise um eine Anzugszeit des Magnetventils. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine entsprechende Vorrichtung zur Erfas­ sung der weiteren Größen entfallen kann.

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

In einer Weiterbildung der Erfindung wird von jeder Markierung die Berech­ nung zumindest eines Parameters (beispielsweise Einspritzbeginn und/oder Einspritzdauer) ausgelöst, wobei die Berechnung zumindest die erfassten Größen berücksichtigt und dann der berechnete Para­ meter von dem Faktor beeinflusst 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 Parameter 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 Parameter 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 einer 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 mensionales 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 kraftmaschinen 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 gespeichterten 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 1 zugeführt. Über die Schnittstelle 2.1 werden beispielsweise 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. In dem 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 (7)

1. Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines Magnetventiles einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei anhand erfasster Größen von einer elektronischen Steuereinheit eine Stellgröße zur Ansteuerung des Magnetventils berechnet wird, wobei die berechnete Stellgröße EI von einem gespeicherten Faktor KI, der in Abhängigkeit von zumindest einer der erfassten Größen ausge­ wählt wird, beeinflusst und das Magnetventil mit der veränderten Stellgröße angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass separat für jedes einem Zylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zugeordnete Magnetventil die Stellgröße EI berechnet und von einem dem jeweiligen Magnetventil zugeordneten Faktor KI beeinflusst wird, und dass die Berechnung der Stellgröße EI von einer auf einer Welle der Brennkraftmaschine angeordneten Markierung ausgelöst wird, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Markierung zugeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße EI multiplikativ von dem gespeicherten Faktor KI verändert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von jeder Markierung die Berechnung zumindest eines Parameters ausgelöst wird, die zumindest die er­ fassten 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.

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

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

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

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor KI in Abhängigkeit zumin­ dest einer weiteren wählbaren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, das die ermittelten Faktoren in einem Kennfeldspeicher abgelegt sind, wobei jedem Magnetventil der Brennkraftmaschine ein zumindest eindimensionales Kennfeld zuge­ ordnet ist.