DE4408880A1

DE4408880A1 - Verfahren zur Einstellung eines gewünschten Mischungsverhältnisses von Kraftstoffmenge zu Ansaugluftmenge

Info

Publication number: DE4408880A1
Application number: DE4408880A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Semet
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-09-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines gewünschten Mischungsverhältnisses von Kraftstoff menge zu Ansaugluftmenge für jeden der einzelnen Zylinder einer mit jeweils einer Einzeldrosselklappe pro Zy lindereinheit ausgestatteten Mehrzylinder-Brennkraftma schine im Leerlaufbetrieb.

Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit Einzeldrossel klappen ist es erforderlich, das Mischungsverhältnis von angesaugter Luftmenge zu eingespritzter Kraftstoffmenge bei den einzelnen Zylindern im Leerlaufbetrieb auf glei che Werte einzustellen, um ein gewünschtes Abgasverhalten sowie einen gewünschten Brennkraftmaschinenrundlauf im Leerlauf zu erzielen.

Da die Luftdurchsatzwerte durch die Einzeldrosselklappen in Leerlaufstellung aufgrund der Fertigungstoleranzen häufig erheblich voneinander abwei chen, in die einzelnen Zylindereinheiten aber von der Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit jeweils dieselbe Kraftstoffmenge eingespritzt wird, wurde bisher die Einstellung eines gewünschten Mischungsverhältnisses von Kraftstoffmenge zu Ansaugluftmenge für jeden der einzelnen Zylinder der Mehrzylinder-Brennkraftmaschine dadurch erreicht, daß bei den Einzeldrosselklappen, bei denen der Luftdurchsatz im Verhältnis zu den übrigen Einzeldrosselklappen bedingt durch Fertigungstoleranzen kleiner ist, sog. Bypass-Luftschrauben geöffnet wurden, um den Luftdurchsatz bei diesen Zylindereinheiten auf den gewünschten Wert anzuheben.

Da bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit Ein zeldrosselklappen aber in der Regel nur ein einziger Luftmengen- bzw. Luftmassenmesser vorgesehen ist, beein flußt das Öffnen der Bypass-Luftschraube bei einer Zylin dereinheit auch die der Mehrzylinder-Brennkraftmaschine insgesamt zugeführte Luftmenge und damit das Mischungs verhältnis von Kraftstoffmenge zu Ansaugluftmenge bei den übrigen Zylindereinheiten. Dies hat zur Folge, daß der Einstellvorgang iterativ mehrfach wiederholt werden muß und damit relativ zeitaufwendig und teuer ist.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Einstellverfahrens liegt darin, daß durch das öffnen einzelner Bypass-Luft schrauben die gesamte Leerlaufluftmenge der Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine erhöht und damit die Leerlaufdrehzahl steigt bzw. der Regelbereich der Leerlaufregelung einge schränkt wird.

Aus der DE 32 24 042 C2 ist ferner ein Verfahren zur Drehzahlstabilisierung der Leerlaufdrehzahl einer Mehr zylinder-Brennkraftmaschine mit Einzeldrosselklappen be kannt. Bei diesem bekannten Verfahren zur Drehzahlstabi lisierung wird zur Verringerung der auf unterschiedlichen Verhältnissen, wie beispielsweise unterschiedlichen Mischungsverhältnissen von angesaugter Luftmenge zu Kraftstoffmenge der einzelnen Zylindereinheiten einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine beruhenden Laufunruhe u. a. auch die in die einzelnen Zylindereinheiten einzu spritzende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Dreh zahländerungssignalen beeinflußt bzw. variiert. Dazu ist jedoch erforderlich, daß das Drehzahlsignal der Mehr zylinder-Brennkraftmaschine so genau analysiert werden kann, daß bestimmte Drehzahlspitzen bzw. Drehzahleinbrü che auf ein vom gewünschten Mischungsverhältnis abwei chendes Mischungsverhältnis von Kraftstoffmenge zu An saugluftmenge in einzelnen Zylindern der Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine zurückzuführen sind. Eine derartige Drehzahlanalyse ist äußerst aufwendig und erfordert einen sehr hohen Aufwand an elektronischer Auswertetechnik und ist zudem bei Brennkraftmaschinen mit mehr als vier Zy lindern nicht mehr möglich. Aufgrund der komplizierten Auswertbarkeit des Drehzahlsignals eignet sich dieses be kannte Verfahren auch nicht zur Einstellung eines ge wünschten Mischungsverhältnisses von Kraftstoffmenge zu Ansaugluftmenge durch eine Einstellperson bei der Inbe triebnahme einer Brennkraftmaschine.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren ein gangs genannter Art deutlich zu vereinfachen und zudem eine Leerlaufeinstellung einer Mehrzylinder-Brennkraftma schine auf den geringstmöglichen Drehzahlwert zu errei chen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abgaszusammensetzung in den Abgaskanälen der einzel nen Zylindereinheiten gemessen wird, daß die Abgaszusam mensetzungskennwerte der Abgase der einzelnen Zylinder einheiten jeweils mit einem gewünschten Abgaszusammen setzungs-Sollkennwert verglichen werden und daß die in die einzelnen Zylindereinheiten pro Arbeitstakt einzu spritzende Kraftstoffmenge jeweils in Abhängigkeit von der Abweichung des jeweiligen Abgaszusammensetzungskenn wertes vom gemeinsamen Abgaszusammensetzungs-Sollkennwert ausgehend von der für alle Zylindereinheiten zunächst gleich vorgesehenen Normkraftstoffmenge vergrößert bzw. verringert wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird durch eine Kor rektur der in die einzelnen Zylindereinheiten pro Ar beitstakt einzuspritzenden Kraftstoffmenge eine optimale Einstellung des gewünschten Mischungsverhältnisses von Kraftstoffmenge zu Ansaugluftmenge für jeden der einzel nen Zylinder erreicht. Die auf diese Weise ermittelten Kraftstoffmengenwerte werden dann in der Brennkraftma schinensteuer- bzw. -regeleinheit abgespeichert.

Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die jeweilige Abweichung der Abgaszusam mensetzungskennwerte vom gemeinsamen Abgaszusammen setzungs-Sollkennwert von einem zu Einstellzwecken der Brennkraftmaschine zugeordneten Abgaszusammensetzungsmeß gerät mit für jede Zylindereinheit jeweils separat vorge sehener Abgassonde von einer Einstellperson abgelesen. Ferner wird bei dieser Ausgestaltung des erfindungsge mäßen Verfahrens die zunächst in der Brennkraftmaschinen steuer- bzw. -regeleinheit einprogrammierten Normkraft stoffmengen entsprechend den festgestellten Abgaszusam mensetzungsabweichungen von der Einstellperson mit Hilfe eines separaten, an die Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit anzuschließenden Programmiergerätes ver größert bzw. verringert.

Alternativ dazu wird gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die jeweilige Abweichung der Abgaszusammensetzungskennwerte vom gemeinsamen Abgas zusammensetzungs-Sollkennwert durch ein der Brennkraftma schine dauerhaft zugeordnetes Abgaszusammensetzungsmeßge rät bestimmt und der Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -re geleinheit zugeführt. Bei dieser Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Vergrößerung bzw. Verringerung der zunächst einprogrammierten Normkraft stoffmengen entsprechend der Abgaszusammensetzungsabwei chungen selbsttätig in der Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit selbst. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine automatische Adaption der in die einzelnen Zylindereinheiten pro Ar beitstakt einzuspritzenden Kraftstoffmenge an die in die einzelnen Zylindereinheiten jeweils angesaugte Luftmenge.

Vorzugsweise werden die Abgaszusammensetzungskennwerte mit einer Kohlenmonoxydmeßeinrichtung bestimmt. Alterna tiv dazu können die Abgaszusammensetzungskennwerte auch mit einer Sauerstoffsondenmeßeinrichtung bestimmt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Vierzylinder-Brennkraftma schine 1, bei der für die einzelnen Zylindereinheiten im Ansaugtrakt 2 jeweils eine Einzeldrosselklappe 3 sowie ein separates Einspritzventil 4 vorgesehen ist.

Der Ansaugtrakt 2 der Brennkraftmaschine 1 wird über eine allen Zylindereinheiten gemeinsam zugeordnete Luftansaug öffnung 5 mit Luft versorgt. Diese über die Ansaugluft öffnung 5 der Brennkraftmaschine 1 insgesamt zugeführte Ansaugluftmenge wird durch einen für alle Zylindereinhei ten gemeinsam vorgesehenen Luftmassenmesser 6 bestimmt. Dieser gibt den Wert des angesaugten Luftmassenstromes über eine elektrische Leitung 7 an eine Brennkraftmaschi nensteuer- bzw. -regeleinheit 8 weiter. Von dieser Brenn kraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit 8 werden die einzelnen Einspritzventile 4 der Brennkraftmaschine 1 über Steuerleitungen 9, 10, 11 und 12 angesteuert. In je dem der Abgaskanäle 13, 14, 15 und 16 des Auspufftraktes 17 der Brennkraftmaschine 1 sind Abgasmeßsonden 18 vorgesehen, die die jeweiligen Abgaszusammensetzungskenn werte der einzelnen Zylindereinheiten über elektrische Leitungen 19, 20, 21 und 22 an das Abgaszusammensetzungs meßgerät 23 weiterleiten. Die Meßsonden 18 des Abgaszu sammensetzungsmeßgerätes 23 können durch Meßbohrungen in die einzelnen Abgaskanäle 13, 14, 15 und 16 des Aus pufftraktes 17 der Brennkraftmaschine 1 eingebracht wer den.

Am Abgaszusammensetzungsmeßgerät 23 können dann von einer in der Figur nicht dargestellten Einstellperson die Ab weichungen der Abgaszusammensetzungskennwerte der einzel nen Zylindereinheiten der Brennkraftmaschine 1 vom für alle Zylindereinheiten gemeinsam vorgesehenen Abgaszusam mensetzungs-Sollkennwert abgelesen werden. In Abhängig keit von diesen Abweichungen wird dann ausgehend von der für alle Zylindereinheiten zunächst gleich vorgesehenen Normkraftstoffmenge die in die einzelnen Zylindereinhei ten pro Arbeitstakt einzuspritzende Kraftstoffmenge ver größert bzw. verringert. Dies erfolgt durch eine entspre chende Programmierung eines Programmiergerätes 24 für die Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit durch die Einstellperson der Brennkraftmaschine 1.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß bei dem er findungsgemäßen Verfahren zur Einstellung eines gewünsch ten Mischungsverhältnisses von Kraftstoffmenge zu An saugluftmenge für jeden der einzelnen Zylinder einer mit jeweils einer Einzeldrosselklappe pro Zylindereinheit ausgestatteten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine im Leer laufbetrieb zunächst die Abgaszusammensetzung in den ein zelnen Abgaskanälen 13, 14, 15 und 16 der einzelnen Zy lindereinheiten der Brennkraftmaschine 1 gemessen wird. Anschließend werden diese Abgaszusammensetzungskennwerte der Abgase der einzelnen Zylindereinheiten jeweils mit einem gewünschten Abgaszusammensetzungs-Sollkennwert verglichen, was bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Einstellperson erfolgt. Schließlich wird die in die einzelnen Zylindereinheiten pro Arbeitstakt einzu spritzende Kraftstoffmenge jeweils in Abhängigkeit von der Abweichung des jeweiligen Abgaszusammensetzungskenn wertes vom gemeinsamen Abgaszusammensetzungs-Sollkennwert ausgehend von der für alle Zylindereinheiten zunächst gleich vorgesehenen Normkraftstoffmenge vergrößert bzw. verringert. Dies erfolgt beim dargestellten Ausführungs beispiel ebenfalls durch die Einstellperson, indem diese die Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit 8 mit Hilfe des Programmiergerätes 24 derart programmiert, daß die den einzelnen Zylindereinheiten pro Arbeitstakt je weils einzuspritzende Kraftstoffmenge an die durch die Ansaugkanäle der einzelnen Zylindereinheiten jeweils an gesaugte Luftmenge angepaßt wird.

Claims

1. Verfahren zur Einstellung eines gewünschten Mischungsverhältnisses von Kraftstoffmenge zu Ansaugluftmenge für jeden der einzelnen Zylinder einer mit jeweils einer Einzeldrosselklappe pro Zylindereinheit ausgestatteten Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine im Leerlaufbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaszusammensetzung in den Abgaskanälen (13, 14, 15, 16) der einzelnen Zylindereinheiten gemessen wird, daß die Abgaszusam mensetzungskennwerte der Abgase der einzelnen Zylin dereinheiten jeweils mit einem gewünschten Abgaszu sammensetzungs-Sollkennwert verglichen werden und daß die in die einzelnen Zylindereinheiten pro Ar beitstakt einzuspritzende Kraftstoffmenge jeweils in Abhängigkeit von der Abweichung des jeweiligen Ab gaszusammensetzungskennwertes vom gemeinsamen Abgas zusammensetzungs-Sollkennwert ausgehend von der für alle Zylindereinheiten zunächst gleich vorgesehenen Normkraftstoffmenge vergrößert bzw. verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Abweichung der Abgaszusammensetzungskennwerte vom gemeinsamen Abgaszusammensetzungs-Sollkennwert von einem zu Ein stellzwecken der Brennkraftmaschine (1) zugeordneten Abgaszusammensetzungsmeßgerät (23) mit für jede Zy lindereinheit jeweils separat vorgesehener Abgas sonde (18) von einer Einstellperson abgelesen wird und daß die zunächst in der Brennkraftmaschinen steuer- bzw. -regeleinheit (8) einprogrammierten Normkraftstoffmengen entsprechend den festgestellten Abgaszusammensetzungsabweichungen von der Einstell person mit Hilfe eines separaten, an die Brennkraft maschinensteuer- bzw. -regeleinheit (8) an zuschließenden Programmiergerätes (24) vergrößert bzw. verringert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Abweichung der Abgaszusammensetzungskennwerte vom gemeinsamen Abgaszusammensetzungs-Sollkennwert durch ein der Brennkraftmaschine (1) dauerhaft zugeordnetes Abgas zusammensetzungsmeßgerät (23) bestimmt und der Brennkraftmaschinensteuer- bzw. -regeleinheit (8) zugeführt wird und daß die Vergrößerung bzw. Verrin gerung der zunächst einprogrammierten Normkraft stoffmengen entsprechend der Abgaszusammensetzungs abweichungen selbsttätig in der Brennkraftmaschinen steuer- bzw. -regeleinheit (8) selbst erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaszusammen setzungskennwerte mit einer Kohlenmonoxydmeßeinrich tung (23) bestimmt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaszusammen setzungskennwerte mit einer Sauerstoffsondenmeßein richtung (23) bestimmt werden.