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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen
eines Sollwertes eines Motor-Regelparameters eines
Verbrennungsmotors, entsprechend dem Oberbegriff von
Anspruch
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1.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus EP-A 59 586 bekannt.
Sie nutzt einen Digital-Mikroprozessor zuin Steuern des
Verstellmechanismus. Verschiedene Verstell-Kennfelder
sind für verschiedene Motor-Betriebsarten vorgesehen. Bei
Verstell-Kennfeldern wird zwischen stationären
Kennfeldern und Beschleunigungs-Kennfelder unterschieden.
Umschalten zwischen diesen Kennfeldern erfolgt durch
gekoppelte Gatter, mit Umschalten von einer Betriebsart
auf die andere durch eine Torsteuerung.
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US-A-4 596 221 lehrt für die Verstellsteuerung die
Leistungsänderungsrate als Größe zum Umschalten von einer
Betriebsart auf die andere. Das erwähnte Dokument lehrt,
daß für eine Umschaltung von der dynamischen Betriebsart,
in der die Motorleistung signifikant variiert, zurück in
die statische Betriebsart, in der nur schwache
Variationen der Motorleistung erfolgen, die Verstellwerte
nur stufenweise geändert werden sollten.
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DE-A-35 40 813 zeigt eine Vorrichtung, betreffend die
Einstellung des Einspritzzeitpunktes eines Dieselmotors
mit elektronischer Diesel-Regel (EDC).
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Zweck der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung
ist Verzögern der Kraftstoffeinspritzung bei einer
schnellen Leistungssteigerung, um die ansonsten
erfolgende, vorübergehende Zunahme des Motorgeräusches zu
vermeiden oder abzuschwächen. Die Einspritz-Verzögerung
ist bezogen auf den Kurbelwellenwinkel festgelegt; sie
erfolgt plötzlich, die anschließende Verstellung
allerdings stufenweise, das Einsetzen verzögert. Außerdem
kann diese Vorrichtung den Einspritzzeitpunkt bei einer
plötzlichen Verringerung der Motorleistung nicht
verzögern und ist eine derartige Einrichtung zur
Verringerung des Motorgeräusches keinesfalls
erforderlich.
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Verstellung des Einspritzbeginns in einem Dieselmotor für
günstigsten Kraftstoffverbrauch ist bekannt. Bekannt ist
außerdem Verstellen des Einspritzpunktes zum Minimieren
der Schadstoffemission im Abgas. Desweiteren ist für die
EDC bekannt, daß ein Kennfeld für den angestrebten
Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von einem oder
mehreren Motor-Betriebsparametern, wie Soll-
Kraftstoffeinspritzmenge und Motordrehzahl abgespeichert
werden kann.
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Im stationären Zustand, d.h. bei Betrieb mit im
Wesentlichen konstanter Drehzahl und Last, kann die
Schadstoffemission bei Einstellung auf günstigsten
Kraftstoffverbrauch innerhalb der vorgeschriebenen
europäischen Grenzwerte liegen, ohne das im stationären
Zustand erzielbare Minimum zu erreichen. Außerdem ist
stationärer Betrieb in der Regel nur bei Fahrt außerhalb
von Städten möglich, das heißt in Gebieten, in denen die
Schadstoffemission weniger kritisch ist. Es besteht aber
die Wahrscheinlichkeit einer überhöhten oder zu
beanstandenden Schadstoffemission bei Steigerung oder
Verringerung der Motorlast (Kraftstoff-Einspritzmenge)
dann, wenn der Einspritzzeitpunkt auf günstigsten
Kraftstoffverbrauch eingestellt ist.
Vorteile der Erfindung
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Günstigster Kraftstoffverbrauch im stationären Zustand
und eine annehmbar niedrige Schadstoffemission beim
Beschleunigen und Verzögern sind mit den Merkmalen nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1 erzielbar.
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Von daher gesehen ist es bei Einsatz der Vorrichtung zur
Verstellung des Einspritzbeginns vorteilhaft, betreffende
Kennfelder der Grund-Einspritzzeitpunkte für günstigsten
Kraftstoffverbrauch bzw. für niedrigste
Schadstoffemission anhand der Maßnahmen nach Anspruch 2
abzuspeichern.
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Um Ruckeln möglichst zu vermeiden, empfiehlt sich eine
allmähliche Umschaltung von der einen Betriebsart in die
andere gemäß Anspruch 3.
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Das Befehlsignal zum Triggern des Umschaltens zwischen
den statischen und den dynamischen Betriebsarten kann
entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 4 gewonnen
werden. Das Merkmal nach Anspruch 5 ist zum Verhüten zu
häufigen Wechselns zwischen den beiden Betriebsarten
sinnvoll.
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Es empfiehlt sich, Veränderungen der Kühlmittel-
Temperatur entsprechend Anspruch 6 und Veränderungen des
Barometerdrucks (Höhe) entsprechend Anspruch 7 zu
kompensieren.
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In der Regel wird der Sollwert (SBdes) mit einem Mess-
oder Istwert (SBact) in einem geschlossenen Servokreis
verglichen, der einen PI-Regler zum Regeln des Servos
selbst enthält. Bei einem Mehrzylinder-Viertaktmotor kann
der Istwert des Regelparameters (SB), z.B. der
Einspritzzeitpunkt, nur einmal je zwei Motorumdrehungen
gemessen werden. Der PI-Regler muß daher verzögert
ansprechen, insbesondere um Sägen oder Überschwingen im
Motor-Leerlauf zu verhindern.
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Um zu vermeiden, daß kein gemessener Istwert (SBact) beim
Starten des Motors und im Schiebebetrieb des Fahrzeugs,
z.B. bei Bergabfahrt, vorliegt, ist eine
"antizipatorische" Open-Loop-Regelung entsprechend
Anspruch 8 aüßerst sinnvoll.
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Mit den Maßnahmen nach Anspruch 9 kann die
antizipatorische Regelung hinsichtlich Einspritzbeginn
Verstell-Kennfelder für die statischen und dynamischen
Betriebsarten beinhalten.
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Ein separates Verstell-Kennfeld für das Starten des
Motors kann entsprechend Anspruch 10 benutzt werden.
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Die Erfindung wird im weiteren, beispielhaft, unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsart der
Vorrichtung zum Erzeugen eines Grund-Sollwertes für die
Einstellung des Einspritzbeginns eines Dieselmotors,
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Fig. 2 ist ein Schaltungsdetail der Vorrichtung nach Fig.
1,
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Fig. 3 ist ein Stromlaufplan, ähnlich wie Fig. 1, zeigt
aber eine zweite Ausführungsart,
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Fig. 4 ist ein Schaltungsdetail eines modifizierten Teils
der Schaltung zum Erzeugen eines Einstellfaktors,
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Fig. 5 ist ein Schaltungsdetail einer weiteren
Ausführungsart des Teils der Schaltung zum Erzeugen eines
Einstellfaktors,
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Fig. 6 ist eine Modifikation des Blockschaltbildes von
Fig. 1 in dem die Motortemperatur und der
Atmosphärendruck (Höhe) berücksichtigt sind.
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Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum
Einstellen des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung in
einen Dieselmotor.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsart
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Eine Vorrichtung zum Einstellen des Einspritzbeginns
(Beginn der Kraftstoffeinspritzung) in einen Dieselmotor
beinhaltet eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Sollwertes
(SBdes) des Einspritzwinkels, wie in Fig. 1 dargestellt.
Parallele Zweige (24, 26) umfassen geeignete
Speicherzonen (20, 22) einer elektronischen Diesel-
Regelung (EDC). Das Kennfeld in der Zone 20 speichert
Grundwerte SBGWs des Einspritzzeitpunktes für den
stationären oder statischen Betriebszustand des Motors
für verschiedene Werte der Motorleistung, ausgedrückt
durch die Kraftstoff-Einspritzmenge Q und die
Motordrehzahl n. Anders ausgedrückt, liefert die Zone 20
für die statische Betriebsart, in der die Kraftstoff-
Einspritzmenge kaum variiert dQ/dt O, für das statische
Kennfeld oder Verstell-Kennfeld für den stationären
Zustand einen geeigneten Grundwert SBGWs, empirisch
bestimmt zum Einstellen des Einspritzbeginns für
günstigsten Kraftstoffverbrauch entsprechend der
gegebenen Kraftstoff-Einspritzmenge Q und Motordrehzahl
n. Entsprechend liefert die Zone 22 für die dynamische
Betriebsart, in der die Kraftstoff-Einspritzmenge Q 6
signifikant steigt oder fällt dO/dt » 0 dQ/dt « 0 oder
für das dynamische Kennfeld oder das Verstell-Kennfeld
für den Übergangszustand einen geeigneten Grundwert
SBGWd, empirisch bestimmt zum Einstellen des
Einspritzbeginns für niedrigsten Schadstoffgehalt des
Abgases des Motors.
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Der Grund-Verstellwert SBGWs im statischen Betrieb wird
durch den Zweig 30 einem Addiereingang eines
Subtrahierers 42 eingespeist, dessen Ausgangssignal der
Sollwert SBdes für den Einspritzbeginn ist. Der Zweig 32
enthält ein Subtrahierer 38 und einen Multiplizierer 40.
Die Grundwerte SBGWs und SBGWd für den statischen bzw.
dynamischen Betrieb werden den jeweiligen Addier- und
Subtrahiereingängen des Subtrahierers 38 eingespeist.
Dieser gibt die Differenz SBGWs - SBGWd an den
Multiplizierer 40 weiter. Diese Differenz wird mit einem
Einstellfaktor c multipliziert, so daß ein Einstellwert
SBD für den instationären oder dynamischen Betrieb
gewonnen wird; der Einstellwert wird dann dem
Subtrahiereingang des Subtrahierers 42 zugeleitet.
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Zum Gewinnen eines Einstell-Triggersignals k, daß anzeigt
welcher der Grundwerte SBGWs und SBGWd zum Bestimmen des
Einspritzzeitpunktes benutzt werden soll, wird die
Kraftstoff-Einspritzmenge Q in einem Differenzierglied 24
differenziert. Das Ausgangssignal dQ/dt des letzteren
geht
zu einem Betrag-Former 26 der den Betrag dQ/dt von dQ/dt
erzeugt. Diese Größe wird einem Komparator 28
eingespeist, der an seinem Ausgang das
Einstell-Triggersignal k liefert. Dieses Signal beträgt
k = 0, wenn dQ/dt 0,
wenn aber die Änderungsrate der Kraftstoff-Einspritzmenge
signifikant wird, überschreitet der Betrag dQ/dt
die untere Schwelle des Komparators 28 und somit wird k =
1. Das Einstell-Triggersignal kann dem Multiplizierer 40
unmittelbar als der Einstellfaktor c zugeleitet werden.
Somit gilt, wenn c = 0, SBd = 0 und SBdes = SBGWs.
Wenn c = 1, gilt SBd = SBGWs - SBGWd und somit SBdes =
SBWGd. Um aber eine plötzliche Änderung von SBdes beim
Übergang vom statischen in den dynamischen Betrieb und
umgekehrt zu vermeiden, wechselt der Faktor c bei einer
Änderung gleichmäßig von einem Wert zum anderen. Außerdem
wird bei einem Wechsel von k von 1 auf 0, der Faktor c
nur nach der Verzögerungszeit t von 1 auf 0 umgestellt.
Dadurch wird kurzfristiges Umschalten von der dynamischen
Betriebsart in die statische Betriebsart verhindert. Eine
Berechnungsschaltung 34 zum Erzeugen des Faktors c ist
vorgesehen.
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Die Berechnungsschaltung 34 ist in der Fig. 2 etwas
ausführlicher dargestellt. Sie umfaßt zwei Zweige 44,46,
jeweils mit einer Schaltung 48,50 zur Verzögerung.
Zusätzlich enthält der Zweig 46 einen Verzögerungs-
Zeitschalter 52 für die Verzögerungszeit t. Jede
Funktionsschaltung 48,50 enthält einen Integrator 54 und
einen Proportional-Vorrichtung 56 zwischen dem Ausgang
des Integrators 54 und dem Subtrahiereingang eines
Subtrahierers 58 auf der Eingangsseite des Integrators
54. Das Ausgangssignal jeder Funktionsschaltung 48,50
steigt somit exponentiell von 0 auf 1, wenn der
Eingangspegel plötzlich von 0 auf 1 steigt.
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Das Signal k geht unmittelbar zum positiven Eingang des
Subtrahierers 58 im Zweig 44, der dann wirksam wird, wenn
k von 0 auf 1 wechselt. Der Ausgang der
Funktionsschaltung 48 im Zweig 44 führt zu einem Pol
eines elektronischen Umschalters 60, an dessen Ausgang
der Faktor c erscheint. Der elektronische Schalter 60
wird von der ausgezogen dargestellten Position in die
gestrichelt dargestellte Position dann umgeschaltet, wenn
das Signal k von 0 auf 1 wechselt und umgekehrt.
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Der Zweig 46 ist mit Invertern 62,64 in Form von
Subtrahieren dargestellt an deren Addier-Eingängen
1-pegel liegen. Wechselt das Signal k von 1 auf 0, wird
der Zeitschalter 52 ausgelöst und nach der Verzögerung t
wechselt der Ausgangswert von 0 auf 1. Geschieht dieses,
wechselt das Ausgangssignal der Funktionsschaltung 50
exponentiell von 0 auf 1, mit der Folge, daß das
Ausgangssignal des Inverters 64, der an den zweiten Pol
des elektronischen Umschalters 60 angeschlossen ist,
exponentiell von 1 auf 0 fällt.
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Es könnte sein, daß das Signal k wieder von 0 auf 1
wechselt, ehe der Faktor c den Wert 0 erreicht hat,
nachdem vorher ein Wechsel von k von 1 auf 0 erfolgt ist.
Um eine plötzliche, sprunghafte Wertänderung des Faktors
c beim Umschalten des Schalters 60 zu verhindern, muß
sichergestellt sein, daß der Wert am Ausgang der
Funktionsschaltung 48 gleich dem Wert des Faktors c
unmittelbar vor dem Umschalten des Schalters 60 ist. Wenn
also das Signal k von 0 auf 1 wechselt, wird der Istwert
von c am Ausgang des Schalters 60 unmittelbar vor dem
Umschalten des Schalters 60 am Ausgang der
Verzögerungsschaltung 48 gespeichert; siehe schematische
Darstellung durch gestrichelte Linien. Entsprechend wird,
wenn das Signal k von 1 auf 0 wechselt, der Istwert von c
am Ausgang des Schalters 60 unmittelbar vor dem
Umschalten des Schalters auf der Ausgangsseite der
Verzögerungsschaltung 50 gespeichert. Auf diese Weise
wird sichergestellt, daß keine plötzliche Wertänderung
des Faktors c erfolgt, wenn der Schalter 60 umschaltet,
selbst dann nicht, wenn der Wert von c unmittelbar vor
dem Umschalten zwischen 0 und 1 liegt.
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In Fig.1 ist SBdes = (1 - c). SBGWs + c.SBWGd. Wenn also
die Motorleistung - dargestellt durch die Kraftstoff-
Einspritzmenge Q - signifikant zu- oder abnimmt, wechselt
der Faktor k von 0 auf 1, aber der Soll-Einspritzbeginn
SBdes wechselt exponentiell vom statischen Grundwert
SBGWs für günstigen Kraftstoffverbrauch, auf den
dynamischen Grundwert SBGWd für niedrige
Schadstoffemission. Nimmt die Motorleistung nicht mehr zu
oder geht sie signifikant zurück, wechselt das Signal k
von 1 auf 0, aber der Soll-Verstellwert SBdes wechselt
exponentiell vom dynamischen Wert SBGWd auf den
statischen Wert SBGWs, jedoch erst nach der
Verzögerungszeit t. Die Verzögerung t für Rückkehr in den
statischen Betriebszustand trägt dazu bei,
sicherzustellen, daß der Motor im Stadtverkehr
überwiegend in der Betriebsart für minimale Abgasemission
läuft, da der Fahrer häufig beschleunigen und verzögern
muß. Außerhalb von Städten, dann, wenn die
Abgasemissionsfrage nicht so kritisch ist, kann der Motor
in seiner wirtschaftlichsten Betriebsart laufen, da der
Fahrer dann mit im wesentlichen konstanter
Geschwindigkeit fährt.
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In der Fig. 3 sind der Fig. 1 entsprechende Teile mit
gleichem Kennummern bezeichnet. Die Fig. 3 unterscheidet
sich von der Fig. 1 insofern, als das Signal SBGWd einem
Addierer 42a eingespeist wird, an dessen Ausgang der
Sollwert SBdes des Einspritzbeginns erscheint. Der
Subtrahierer 38 und der Multiplizierer 40 sind bei dieser
Ausführungsart im Zweig 30 mit dem Speicher 20 für das
statische Verstell-Kennfeld angeordnet. Der
Multiplizierer 40 liegt zwischen dem Ausgang des
Subtrahierers 38 und dem zweiten Addiereingang des
Addierers 42a. Das Ausgangssignal der Berechnungsschalter
34 geht zu einem Inverter, der als ein Subtrahierer 36
dargestellt ist und an dessen Addiereingang eine 1 liegt.
Der Einstellfaktor c'- erscheint am Ausgang des
Subtrahierers 36 und geht zum Multiplizierer 40. Auf
diese Weise wird erreicht, daß der Einstellfaktor c'-
allmählich von 1 auf 0 abfällt, nachdem das Signal von 0
auf 1 gewechselt hat, und umgekehrt. In der Fig. 3 gilt
SBs = c'(SBGWs-SBGWd), so daß SBdes = SBGWs in der
statischen Betriebsart und SBdes = SBGWd in der
dynamischen Betriebsart, wie bei der ersten
Ausführungsart. Das Umschalten von der einen Betriebsart
in die andere erfolgt allmählich, dann mit Verzögerung,
wenn von der dynamischen Betriebsart in die statische
Betriebsart zurückgeschaltet wird.
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Die Fig. 4 zeigt eine Modifikation der
Berechnungsschaltung 34a bei der der Faktor c'-
exponentiell von 1 auf 0 fällt, wenn das Ausgangsignal
k'- des Komparators 28a von 1 auf 0 wechselt und der
Faktor c'- nach der Verzögerung t, exponentiell von 1 auf
0 steigt, wenn das Ausgangssignal k'- des Komparators 28a
von 0 auf 1 wechselt.Der Komparator 28a wechselt am
Ausgang k'- von 1 auf 0, sobald dQ/dt
den relativ niedrigen Schwellenwert überschreitet.
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Der Einstellfaktor c'wird somit unmittelbar am Ausgang
der Berechnungsschaltung 34a gewonnen; der
Subtrahierer 36 mit dem 1-Eingang entfällt.
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Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsart, bei der ein
Tiefpass 70 zwischen dem Betrag-Former 26 und dem
Komparator 28 angeordnet ist. Wegen dieser Maßnahme
spricht der Komparator bei schnell zunehmendem dQ/dt
verzögert an. Auf diese Weise wird verhindert, daß
kurzzeitige Betätigungen desFahrpedals eine Umschaltung
von dem einen Kennfeld zum anderen bewirken. Der Tiefpass
72 und die Verzögerungsschaltung 74 der
Berechnungsschaltung sind schematisch dargestellt.
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Ein Vorteil der bisher beschriebenen Schaltungen ist, daß
der kleinstmögliche Kraftstoffverbrauch bei stationärem
Fahrbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit erzielt wird,
andererseits aber die Abgasvorschriften bei
vorübergehenden Veränderungen der Fahrbedingungen
(Betätigen des Fahrpedals zum Erhöhen oder Verringern der
Fahrgeschwindigkeit und/oder Gangwechsel) eingehalten
werden können.
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Die Fig. 6 zeigt eine Adaption der Schaltung von Fig. 1,
so daß der Einspritzzeitpunkt für die Kühlmittel-
Temperatur T und den atmosphärischen Luftdruck P oder die
Höhe korrigiert werden kann. Die Komponenten 20 bis 42
von Fig. 1 sind in der Fig. 6 wiederum gezeigt. Die
Verstell-Kennfelder in den Speicher 20 und 22 entsprechen
der Kühlmittel-Temperatur bei warmem Motor und normalem
atmosphärischem Druck, wenn sich das Fahrzeug in
Meereshöhe oder ungefähr in derselben befindet.
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Eine Grund-Einspritzverstellkorrektur SBUW1 des
statischen Grundwertes SBGWs für eine Temperaturdifferenz
Th-Tc zwischen der normalen Betriebstemperatur Th und der
üblichen kalten Temperatur Tc (d.h. die Temperatur, die
sich einstellt, nachdem das Fahrzeug eine erhebliche Zeit
lang gestanden ist) wird einem abgespeicherten Kennfeld
oder Verstell-Kennfeld 88, abhängig von der Kraftstoff-
Einspritzmenge Q und der Motordrehzahl n entnommen.
Anschließend wird diese Größe mit dem
temperaturabhängigen Faktor f&sub1; in einem Multiplizierer 90
multipliziert. Der Temperaturfaktor f&sub1; wird einer
gespeicherten Kennkurve 92 in Abhängigkeit von der
tatsächlichen Kühlmittel-Temperatur T entnommen. für
T = Tc, gilt f&sub1; = 1. Der tatsächliche Korrekturwert Kt =
f&sub1; x SBUW1 wird einem Addierer 94 hinter dem
Multiplikator 42 eingespeist. Dadurch erfolgt die
Kraftstoffeinspritzung bei kaltem Motor zur
Berücksichtigung des verzögerten Verbrennungsbeginns
früher. Bei sehr kalten Bedingungen gilt T < Tc und
f&sub1; > 1.
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Für die Höhenkompensation wird ein Korrekturwert SBUW&sub2;
für eine nominelle oder Grundhöhe, gemessen über einen
barometrischen Druck Ph, verglichen mit dem
atmosphärischen Standarddruck Po, einem abgespeicherten
Kennfeld bzw. Verstell-Kennfeld 96 in Abhängigkeit von Q
und n entnommen. SBUW2 wird anschließend in einem
Multiplizierer 98 mit einem Faktor f&sub2; multipliziert, der
selbst von der tatsächlichen Höhe oder dem tatsächlichen
atmosphärischen Druck abhängt. Der Höhen-Korrekturfaktor
f&sub2; wird aus einer logischen oder abgespeicherten
Kennkurve 100 so gewonnen, daß f&sub2; = Po - P/Po - Pn
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Die Verstellung des Einspritzbeginns zum Ausgleich für
den größeren Zündverzug in Höhe wird anschließend dadurch
erreicht, daß ein Korrekturwert Kp = F&sub2; x SBUW2 einem
Addierer 102 hinter dem Addierer 94 eingespeist wird.
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Der Soll-Einspritzzeitpunkt SBdes liegt am Ausgang des
Addierers 102. Mit diesem Wert wird der Einspritzbeginn
wie in der Fig. 7 dargestellt geregelt.
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In der Fig. 7 ist die Schaltung nach Fig. 6 als die
Sollwert-Schaltung 104 bezeichnet. Einflußgrößen sind die
Motorleistung (Kraftstoff-Einspritzmenge Q), die
Motordrehzahl n, die Kühlmittel-Temperatur T und der
Barometerdruck p. Der Sollwert SBdes für den
Verstellwinkel wird einem Servokreis eingespeist der
einen Komparator 106, einen Regler 108, einen
Verstellservo 110 und einen Istwert-Transducer 112
enthält. Der Komparator 106 ist als Subtrahierer
dargestellt. Er subtrahiert den Ist-Einspritzzeitpunkt
SBact vom Sollwert SBdes und liefert das resultierende
Fehlersignal SB - SBdes -SBact an den Regler 108.
Letzterer ist ein PI-Regler; sein Ausgangssignal steuert
den Servo 110 an. Der Servo 110 ist eine
elektrofluidische Vorrichtung oder eine Solenoid-
Vorrichtung mit mechanischem Abtrieb zum mechanischen
Verstellen des Verstellwinkels der
Kraftstoffeinspritzpumpe.
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Bedingt durch Phänoma, die auf den tatsächlichen
Einspritzbeginn Einfluß nehmen - unterscheidet sich von
dem an der Kraftstoffeinspritzpumpe eingestellten
Zeitpunkt -, wird der Istwert SBact des Kraftstoff-
Einspritzbeginns SB bei einer der
Kraftstoffeinspritzdüsen mit einen Istwert-Transducer 112
gemessen. Dieser erfasst das Abheben der Nadel in der
Einspritzdüse und mißt den Kurbelwellenwinkel zwischen
dem Abheben der Nadel und einer Bezugsmarke BM auf der
Kurbelwelle. Die Bezugsmarke BM ergibt ein Signal, das
jedesmal dann geliefert wird, wenn die Kurbelwelle des
Motors eine festgelegte Winkellage durchläuft. Der
Servokreis in dem der PI-Regler 108 liegt kann somit für
langsame Veränderungen oder Langzeit-Fehler in Folge des
Einflusses der Kraftstofftemperatur auf die
Kompressibilität des Kraftstoffs - von Einfluß auf den
Düsenöffnungsdruck - kompensieren.
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Da der Transducer 112 einen Istwert SBact nur ein
einziges Mal je zwei Umdrehungen der Kurbelwelle (gilt
für einen Viertakt-Motor) liefern kann, gibt es eine
besonders lange Verzögerung zwischen einer Verstellung
des Einspritzwinkels und dem Empfang eines
Rückkopplungssignal, entsprechend der Einstellung, dann,
wenn der Motor niedertourig dreht (Leerlauf). Der PI-
Regler 108 muß daher zum Vermeiden von Sägen verzögert
ansprechen. Beim Starten des Motors oder im
Schiebebetrieb des Fahrzeugs (der Motor wirkt dann als
Verzögerer oder Bremse) wird kein Kraftstoff
eingespritzt, dementsprechend kann der Transducer 112
einen Istwert SBact nicht liefern. In Folge dessen kann
der PI-Regler 108 ein Ausgangssignal zum Anpassen des
Servo 110 vor dem Kraftstoffeinspritzbeginns nicht
liefern. In Folge der trägen Reaktion gibt es eine große
Verzögerung - im Extremfall eine Sekunde - zwischen der
ersten Kraftstoff-Zumessung in die Motorzylinder und der
richtigen Anpassung des Einspritzbeginns an den Sollwert
SBdes. Von daher gesehen ist es ratsam, einen offen
Regelkreis oder Bybass vorzusehen, zum Einstellen des
Einspritzbeginns auf einen geeigneten Wert ehe
Kraftstoffeinspritzung tatsächlich erfolgt. Man kann hier
von einer "Vorwegnahmeregelung" oder "antizipatorischen
Regelung" sprechen.
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Die antizipatorische Regelung umfasst einen Sollwert-
Former 114, der genauso gebaut sein kann, wie der
Sollwert-Former 104 in Fig. 6. Dementsprechend kann er
auch zwei Verstell-Kennfelder für die statische bzw.
dynamische Betriebsart enthalten, außerdem eine
Einrichtung zur Korrektur für Veränderungen der
Motortemperatur. Eine Kompensation für den Barometerdruck
(Höhe) ist aber verzichtbar, da der Einfluß von
Änderungen des Barometerdrucks relativ gering ist und
beim Wirksamwerden des Regelkreises kompensiert werden
kann. Das Ausgangssignal des Sollwert-Formers 114 geht zu
einem Addierer 116, der im geschlossenen Regelkreis
zwischen dem PI-Regler 108 und dem Servo 110 liegt.
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Auf diese Weise korrigiert die antizipatorische Regelung
den Einspritzzeitpunkt auf einen geeigneten Wert, falls
ein Ausgangssignal vom PI-Regler 108 fehlt.
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Beim Starten des Motors gelten besondere Bedingungen,
insbesondere dann, wenn der Mator kalt ist und der vom
Sollwert-Former 114 gelieferte Sollwert ungeeignet ist.
In Folge dessen beinhaltet die antizipatorische Regelung
für Startzwecke ein Start-Kennfeld 120. Beim Starten
schaltet ein elektronischer Schalter 118 um und verbindet
das Verstell-Kennfeld 120 mit dem Addierer 116, nicht mit
dem Sollwert-Former 114. Das Verstell-Kennfeld 120
erzeugt einen Sollwert für den Einspritzzeitpunkt, der
nur von der Motortemperatur (Kühlmittel-Temperatur) und
der Motordrehzahl abhängt; der Servo 110 passt den
Einspritzbeginn entsprechend an. Sobald der Motor
angesprungen ist, d.h. sobald die Startdrehzahl oder eine
niedrige Leerlaufdrehzahl erzielt ist, wechselt der
Schalter 118 in die ausgezogen dargestellte Stellung um.
Mittlerweile ist der geschlossene Regelkreis in Funktion
getreten und regelt den Einspritzzeitpunkt.