DE4204091A1 - Verfahren und einrichtung zur steuerung eines magnetventilgesteuerten kraftstoffzumesssystems - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steue­ rung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystems gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung zur Steuerung ei­ nes magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystems ist aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 40 04 110 bekannt. Dort wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Diesel-Brennkraftmaschine mit einem magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystem beschrieben. Dieses Kraftstoffzumeßsystem umfaßt eine Kraftstoffpumpe mit einem von der Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben, der den Kraftstoff unter Druck setzt und in die einzelnen Zylinder fördert. Über wenig­ stens ein Magnetventil läßt sich der Förderbeginn und das Förderende festgelegen. Hierzu berechnet ein Steuergerät abhängig von auf einer Welle angeordneten Markierungen Ansteuerzeitpunkte für das Magnet­ ventil.

Bei solchen Systemen tritt die Problematik auf, daß das Steuergerät Ansteuersignale in Form einer Zeitgröße abgibt. Der genaue Ein­ spritzbeginn muß bei einer bestimmten Stellung der Kurbelwelle (Win­ kelgröße) erfolgen. Das Einspritzende erfolgt, nachdem sich die Nockenwelle seit dem Einspritzbeginn um einen bestimmten Winkel ge­ dreht hat. Aus diesem Grund müssen unter Verwendung eines Drehzahl­ wertes Zeitgrößen in Winkelgrößen und Winkelgrößen in Zeitgrößen um­ gerechnet werden. Die Genauigkeit dieser Umrechnung hängt wesentlich von der dabei verwendeten Drehzahl ab.

Des weiteren ist ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung auch aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 40 04 107 bekannt. Dort wird ebenfalls ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung ei­ ner magnetventilgesteuerten Kraftstoffpumpe beschrieben. Eine elek­ tronische Steuereinrichtung berechnet ausgehend von dem gewünschten Förderbeginn und der gewünschten Förderdauer den Ansteuer- und den Absteuerzeitpunkt für ein bzw. mehrere Magnetventile. Bei dieser Be­ rechnung werden die Schaltzeiten der Magnetventile berücksichtigt.

In die Berechnung des Absteuerzeitpunktes geht der tatsächliche För­ derbeginn ein. Bei dieser Einrichtung wird das Förderende ausgehend von der gewünschten Förderdauer und dem tatsächlichen Förderbeginn bestimmt. Bei dieser beschriebenen Einrichtung werden hierbei Zeit­ größen verarbeitet. Da die eingespritzte Kraftstoffmenge bei sonst konstanten Bedingungen wesentlich von der Winkellage der Nockenwelle beim tatsächlichen Einspritzbeginn bzw. beim tatsächlichen Förderbe­ ginn abhängt, ergibt sich durch diese Vorgehensweise ein nicht uner­ heblicher Fehler bei der Kraftstoffeinspritzung.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoffzumeßsystems der eingangs genannten Art die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch die Umrechnung des tatsächlichen Einspritzbeginns in eine Win­ kelgröße ausgehend von einer Zeitgröße bezüglich des tatsächlichen Einspritzbeginns ergibt sich eine wesentlich genauere Kraftstoffzu­ messung.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein grobes Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,

FFig. 2 ver­ schiedene bei der Kraftstoffzumessung auftretenden Größen,

Fig. 3 die bei der Berechnung der Ansteuerzeitpunkte verwendeten Größen,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Umrechnung von einer Zeitgröße in eine Winkelgröße sowie

Fig. 5 wesentliche Elemente der Berechnung der Steuergrößen für den Förderbeginn und die Förderdauer.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer selbstzündenden Brennkraftmaschine beschrieben. Die Erfindung kann aber auch bei der Steuerung von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Dort tritt ebenfalls die Problematik auf, daß Zeitgrößen in Winkel­ größen umgesetzt werden müssen.

Fig. 1 zeigt die Steuereinrichtung für magnetventilgesteuerte Kraftstoffpumpen für Dieselmotoren. Den einzelnen Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine wird über eine Kraftstoff­ pumpe 10, die einen Pumpenkolben 15 enthält, Kraftstoff zugeführt. Dabei kann jedem Zylinder eine Kraftstoffpumpe 10 zugeordnet sein (Pumpe-Düse-System), oder eine Kraftstoffpumpe (Verteilerpumpe) mißt den Kraftstoff abwechselnd den einzelnen Zylindern zu.

Die Kraftstoffpumpe 10 steht mit einem elektromagnetischen Ventil 20 in Verbindung. Das Ventil 20 wird über eine Leistungsendstufe 40 von einer elektronischen Steuereinheit 30, die einen Festwertspeicher 35 umfaßt, mit Schaltimpulsen beaufschlagt. Ein Geber 70, der am elek­ tromagnetischen Ventil 20 oder an einer nicht dargestellten Ein­ spritzdüse angeordnet ist, liefert Signale an die elektronische Steuereinheit 30.

Auf einem an der Nockenwelle 60 angebrachten Inkrementrad 55 sind Winkelmarken angeordnet. Jeweils zwei Marken definieren ein Inkre­ ment. Das Inkrementrad besitzt wenigstens eine Inkrementlücke. Eine Inkrementlücke läßt sich zum Beispiel durch einen fehlenden Zahn oder entsprechende Maßnahmen realisieren. Eine Meßeinrichtung 50 er­ faßt die von den Winkelmarken ausgelösten Impulse und damit die Drehbewegung des Inkrementrades 55 und liefert entsprechende Signale in Form von Impulsen an die elektronische Steuereinheit 30.

Von weiteren Sensoren 80 gelangen Informationen über zusätzliche Größen, wie die mittlere Drehzahl n, die Temperatur T oder die Last L (Fahrpedalstellung) an die elektronische Steuereinheit 30. Die mittlere Drehzahl n wird über einen größeren Winkelbereich er­ faßt. Vorzugsweise ist ein Geber vorgesehen, der im Laufe einer Um­ drehung der Kurbelwelle oder der Nockenwelle nur eine geringe Anzahl von Impulsen abgibt. Vorzugsweise werden ein bis vier Impulse pro Umdrehung ausgewertet. Diese werden dann zur Bestimmung der mittle­ ren Drehzahl n erfaßt und ausgewertet. Die Drehzahlauswertung ist so ausgelegt, daß die mittlere Drehzahl vorzugsweise über einen Motor­ zyklus oder einen Verbrennungsvorgang gemittelt wird.

Die Steuereinheit 30 bestimmt, abhängig von den mittels der Sensoren 80 erfaßten Größen und der über die Meßeinrichtung 50 erfaßten Dreh­ bewegung der Pumpenantriebswelle 60 den gewünschten Förderbeginn FBS und die gewünschte Förderdauer FDS der Kraftstoffpumpe 10. Ausgehend von diesen Sollwerten für den Förderbeginn FBS und die Förderdauer FDS berechnet sie dann die Ansteuerzeitpunkte A und E für die Lei­ stungsendstufe 40. Als Betriebskenngrößen können u. a. eine oder mehrere der Größen Drehzahl, Lufttemperatur, Lambdawert, Kraftstoff­ temperatur, andere Temperaturwerte, oder ein Signal, das die Stel­ lung des Fahrpedals bzw. die gewünschten Fahrgeschwindigkeit charak­ terisiert, eingehen. Anstelle der Drehbewegung der Pumpenantriebs­ welle kann auch die Drehbewegung der Nockenwelle und/oder der Kur­ belwelle ausgewertet werden.

Als Pumpenantriebswelle fungiert die Nockenwelle der Brennkraftma­ schine bzw. eine mit ihr gekoppelte Welle. Die Pumpenantriebswelle treibt den Pumpenkolben 15 derart an, daß der Kraftstoff in der Kraftstoffpumpe 10 unter Druck gesetzt wird. Dabei steuert das elek­ tromagnetische Ventil 20 den Druckaufbau. Das elektromagnetische Ventil ist vorzugsweise so angeordnet, daß bei geöffnetem Ventil kein wesentlicher Druckaufbau stattfindet. Erst bei geschlossenem elektromagnetischem Ventil 20 baut sich ein Druck in der Kraftstoff­ pumpe auf.

Bei einem entsprechenden 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. Der Geber 70 kann auch an der Einspritzdüse angebracht sein, dann erzeugt er ein Signal, das den tatsächlichen Beginn bzw. Ende der Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum kennzeichnet. An Stelle des Ausgangsignals des Gebers 70 kann auch ein Signal verwendet werden, das anzeigt, in welcher Posi­ tion sich das Magnetventil befindet. Ein solches Signal wird durch Auswertung der durch das Magnetventil fließenden Ströme oder der am Magnetventil anliegenden Spannungen gewonnen.

Fig. 2 zeigt die zeitliche Abfolge der verschiedenen Zeiten. In Fig. 2a sind der gewünschte Förderbeginn FBS und das gewünschte För­ derende FES markiert. Die gewünschte Förderdauer FDS ist dabei der Abstand zwischen Förderbeginn und Förderende.

In Fig. 2b ist der Verlauf des Ansteuersignals für das elektroma­ gnetische Ventil aufgezeigt. Vom Ansteuerzeitpunkt E bis zum Ab­ steuerzeitpunkt A wird das elektromagnetische Ventil mit Strom be­ aufschlagt. Dabei wird angenommen, daß zwischen Ansteuerung und Schließen des elektromagnetischen Ventils die Einschaltzeit TE ver­ geht. Der Ansteuerzeitpunkt E liegt daher um den Zeitraum TE vor dem gewünschten Förderbeginn FBS. Entsprechend dauert es eine gewisse Zeit nach dem Absteuerzeitpunkt A, bis das elektromagnetische Ventil geöffnet ist. Daher liegt der Absteuerzeitpunkt A um die Ausschalt­ zeit TA vor dem gewünschten Förderende FES.

In Fig. 2c ist die Stellung der Ventilnadel des elektromagnetischen Ventils aufgezeigt. Sie nimmt in der tatsachlichen Einschaltzeit TEI nach dem Ansteuerzeitpunkt E die Stellung S1 ein. Ab dieser Stel­ lung S1 beginnt der Druckaufbau in der Kraftstoffpumpe 10. Die tat­ sächliche Einschaltzeit TEI stimmt in der Regel nicht mit der ange­ nommenen Einschaltzeit TE überein. Daher stimmen auch die Zeitpunkte des tatsächlichen Förderbeginns FBI nicht mit dem gewünschten För­ derbeginn FBS überein. Entsprechendes gilt auch für das Förderende. Der Absteuerzeitpunkt A liegt um die tatsächliche Ausschaltzeit TAI vor dem tatsächlichen Förderende FEI. Im Normalfall wird auch das gewünschte und das tatsächliche Förderende nicht zum gleichen Zeit­ punkt stattfinden.

Die Streuungen der tatsächlichen Schaltzeiten TAI, TEI hängen von verschiedenen Parametern ab. Dies sind z. B. fertigungstechnische Toleranzen, hydraulische Effekte, Temperatureffekte, Änderungen im Magnetventil oder in der Leistungsendstufe. Ferner können in verschie­ denen Betriebszuständen die Streuungen unterschiedlich sein.

Die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge hängt zum einen von der Förderdauer FDS und dem tatsächlichen Förderbeginn FBI ab. Um eine möglichst genaue Kraftstoffzumessung zu erhalten, muß der tat­ sächliche Förderbeginn bekannt sein. Ausgehend von dem tatsächlichen Förderbeginn wird dann der Absteuerzeitpunkt zur Beendigung der Zu­ messung berechnet. Dabei wird vorzugsweise so vorgegangen, daß aus einem Kennfeld abhängig von verschiedenen Betriebsbedingungen die Förderdauer ausgelesen wird. Die Förderdauer ist dabei vorzugsweise als Winkelgröße (Förderwinkel) abhängig von wenigstens der mittleren Drehzahl n und der Last abgelegt. Der tatsächliche Förderbeginn FBI muß ebenfalls als Winkelgröße berücksichtigt werden. Aus der Addi­ tion des Förderdauerwinkels FDS zu dem Winkel, der den tatsächlichen Förderbeginn kennzeichnet, ergibt sich dann die Winkelgröße für das Förderende. Diese muß dann wiederum in ein Zeitsignal für den Ab­ steuerimpuls A umgewandelt werden.

Die üblichen Sensoren, die den tatsächlichen Förderbeginn anzeigen, geben zum Zeitpunkt des Förderbeginns ein Signal ab. Die Information über den tatsächlichen Förderbeginn FBI liegt daher als Zeitgröße vor. Für eine genaue Zumessung muß aber die Stellung der Pumpenan­ triebswelle zum Zeitpunkt des Förderbeginns bekannt sein. Um den Förderbeginn in bezug auf die Winkelstellung der Nockenwelle zu er­ halten, muß eine Umrechnung der Zeitgröße in eine Winkelgröße erfol­ gen. Diese Winkelgröße muß möglichst früh zur Verfügung stehen, da die Berechnung des Absteuerzeitpunktes, der das Förderende FE fest­ legt, erst dann erfolgen kann, wenn der tatsächliche Förderbeginn als Winkelgröße vorliegt.

Es stellt sich daher das Problem, daß die Zeitgröße ZS in eine Win­ kelgröße WS umzurechnen ist, wobei die Winkelgröße WS möglichst frühzeitig mit hoher Genauigkeit bekannt sein soll. Ein solches Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solches Verfahrens soll im folgenden näher beschrieben werden.

In Fig. 3 sind verschiedene Signale zur Verdeutlichung der Erfin­ dung über der Zeit aufgetragen. So treten zu den Zeitpunkten T1, T2, T3 und T4 Inkrementimpulse auf, die von dem Sensor 50 erzeugt wer­ den, der das Inkrementrad 55, das bei diesem Ausführungsbeispiel auf der Nockenwelle angeordnet ist, abtastet. Jeweils zwei Impulse de­ finieren ein Inkrement. So definiert der Impuls zum Zeitpunkt T1 und der Impuls zum Zeitpunkt T2 das Inkrement INK1. Die Impulse T2 und T3 definiert das Inkrement INK2.

Zum Zeitpunkt ZS tritt nun ein Signal auf, das in unserem Beispiel den tatsächlichen Einspritzbeginn FBI anzeigt. Die Inkremente INK1 und INK2 werden so gewählt, daß die Zeitgröße ZS zwischen den Zeit­ punkten T3 und T4 also in dem zweiten Inkrement INK2 liegt. Diese Zeitgröße ZS soll nun in eine Winkelgröße WS umgerechnet werden. Im einfachsten Fall berechnet sich diese Winkelgröße WS mittels der Formel:

WS = 6 * N * ZS.

Dabei stellt H die momentane Drehzahl in dem zweiten Inkrement INK2, in dem die Zeitgröße ZS auftritt, dar. Als Zeitgröße ZS dient der zeitliche Abstand zwischen dem Beginn des zweiten Inkrements INK2 und dem Auftreten des Spritzbeginnsignals FBI. Mit WS wird die ent­ sprechende Winkelgröße bezeichnet, sie wird in bezug auf den Beginn des zweiten Inkrementes INK2 vorgegeben. Diese Berechnung ist exakt erst möglich, nachdem die momentane Drehzahl N2 im zweiten Inkrement INK2 bekannt ist. Das Ergebnis dieser Berechnung liegt also frühestens zum Zeitpunkt T3 vor.

Ausgehend von der momentanen Drehzahl N1 im ersten Inkrement INK1 wird eine erste Winkelgröße WS1 extrapoliert. Ausgehend von der mo­ mentanen Drehzahl N2 im zweiten Inkrement INK2 wird eine zweite Winkelgröße WS2 interpoliert, wenn dieser Drehzahlwert bekannt ist. Der Abstand dieser beiden Winkelgrößen definiert einen Differenzwin­ kel WD.

Um möglichst früh eine genaue Winkelgröße zur Verfügung zu haben, wird wie folgt vorgegangen. Ausgehend von der Drehzahl im Inkrement IHK1 wird die erste Winkelgröße extrapoliert. Zu dieser extrapolier­ te Winkelgröße wird dann ein Korrekturwinkel WK hinzuaddiert. Ist die momentane Drehzahl N2 im Inkrement IHK2 bekannt, so wird der Korrekturwinkel für die nächste Zumessung berechnet. Der Korrektur­ winkel für die nächste Zumessung stellt die Summe aus dem aktuellen Korrekturwinkel und dem Differenzwinkel zwischen der interpolierten und der extrapolierten Winkelgröße dar.

Diese Vorgehensweise wird anhand des Flußdiagrammes der Fig. 4 nä­ her beschrieben. Im Initialisierungsschritt 410 wird der Korrektur­ winkel WK auf Null gesetzt. Anschließend erfolgt im Schritt 420 die Berechnung der ersten Winkelgröße WS1 ausgehend von der momentanen Drehzahl N1 im ersten Inkrement INK1.

Im Schritt 430 wird zu dieser ersten Winkelgröße WS1 der Korrektur­ winkel WK hinzuaddiert. Nachdem die momentane Drehzahl N2 im zweiten Inkrement INK2 bekannt ist, wird die zweite Winkelgröße WS2 ausge­ hend von der momentanen Drehzahl N2 bestimmt. Diese Berechnung kann frühestens zum Zeitpunkt T3 erfolgen. Diese Berechnung liefert in der Regel einen genaueren Wert, da die momentane Drehzahl in der Nä­ he der Zeitgröße in die Berechnung eingeht. Dieser Wert steht aber erst ein Inkrement später zur Verfügung.

Der Differenzwinkel WD zwischen diesen beiden Winkelgrößen WS1 und WS2 gibt die Abweichung zwischen der extrapolierten ersten Winkel­ größe WS1 und der interpolierten zweiten Winkelgröße WS2 an. Im Schritt 460 wird dann der Korrekturwinkel WK neu berechnet, indem der alte Korrekturwinkel und der Differenzwinkel WD addiert werden. Vorzugsweise wird dabei der Differenzwinkel WD mit einem Faktor C multipliziert. Dieser Faktor besitzt einen Wert, der zwischen 0 und Eins liegt. Bei der nächsten Einspritzung startet die Berechnung der Winkelgröße wieder mit Schritt 420.

Durch diese Vorgehensweise steht die Winkelgröße bezüglich des tat­ sächlichen Förderbeginns sehr genau und sehr früh zur Verfügung.

Die beschriebene Vorgehensweise ist nicht nur auf die Berechnung des tatsächlichen Förderbeginns beschränkt. Sie kann grundsätzlich immer verwendet werden, wenn eine Zeitgröße in eine Winkelgröße umgewan­ delt werden muß, wobei die Winkelgröße möglichst genau und frühzei­ tig bekannt sein muß. So kann entsprechend auch bei der Berechnung des tatsächlichen Förderendes, des tatsächlichen Spritzbeginns oder des tatsächlichen Förderendes vorgegangen werden.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der beschriebenen Vorgehens­ weise soll nun anhand der Fig. 5 erläutert werden. Die Fig. 5 zeigt schematisch Teile der Steuereinheit 30, die zur Steuerung des Förderbeginns und der Förderdauer insbesondere bei einer Diesel­ brennkraftmaschine dienen.

Als wesentliche Bestandteile enthält die Steuereinheit 30 einen Block 500, der abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen den An­ steuerzeitpunkt E für das Magnetventil, das den Förderbeginn fest­ legt, vorgibt. Dieses Signal gelangt zu einem Beobachter 510 für den Förderbeginn. Der Beobachter 510 berechnet eine Winkelgröße FBW, die den tatsächlichen Förderbeginn angibt. Diese Größe gibt die Winkel­ stellung der Pumpenabtriebswelle zum Zeitpunkt des Förderbeginns an. Ausgehend von dieser Größe und weiteren Betriebskenngrößen gibt ein Kennfeld 560 eine Winkelgröße für die gewünschte Förderdauer FDS aus. Ausgehend von dieser Winkelgröße für die Förderdauer FDS und der Winkelgröße FBWS für den Förderbeginn ergibt sich eine Winkel­ größe FEWS, die das gewünschte Förderende anzeigt. Diese Größe ge­ langt zu einem Förderenderegler 505, der das Förderende auf das vor­ gegebene Förderende FEWS einregelt.

Das Zeitsignal E bzgl. des Ansteuerzeitpunkts für das Magnetventil gelangt zu einer Extrapolation 515 und einer ersten Interpolation 535. Die Ausgangsgröße AB der Extrapolation 515 gelangt zum Addi­ tionspunkt 525. Am zweiten Eingang dieses Additionspunkts 515 liegt die Ausgangsgröße einer Schaltwinkelberechnung 520.

Am Ausgang des Additionspunktes 525 liegt ein erstes Winkelsignal FBWS1 bezüglich des Förderbeginns an. Dieses gelangt zu einem ersten Eingang eines Additionspunktes 530. An dem zweiten Eingang des Addi­ tionspunktes 530 liegt der Korrekturwinkel FBWK bzgl. des Förderbe­ ginns an. Am Ausgang des Additionspunktes 530 und somit auch am Aus­ gang des Beobachters 510 liegt die Winkelgröße FBWS bzgl. des Förder­ beginns an. Diese Größe wird mit negativem Vorzeichen auf den zwei­ ten Eingang des Additionspunktes 540 geleitet.

Am ersten Eingang dieses Additionspunktes 540 liegt die Ausgangsgrö­ ße der ersten Interpolation 535. Am Ausgang des Additionspunktes liegt also ein Differenzwinkel FBWD bzgl. des Förderbeginns an. Diese Größe wird in einem Korrekturblock 545 mit einem Faktor K1 multipli­ ziert und dem Additionspunkt 550 zugeleitet. Am zweiten Eingang die­ ses Additionspunktes liegt die entsprechende Größe der vorherigen Zumessung an, das in dem Block 555 zwischengespeichert wurde. Am Ausgang des Additionspunktes 550 steht somit der Korrekturwinkel FBWK bzgl. des Förderbeginns bereit.

Einem Additionspunkt 565 werden mit positivem Vorzeichen die Aus­ gangsgröße FDS des Kennfeldes 560 und die Winkelgröße FBWS bzgl. des Förderbeginns zugeleitet. Zusätzlich gelangt zu dem Additionspunkt 565 mit negativen Vorzeichen die Ausgangsgröße einer zweiten Schalt­ winkelberechnung 570.

Am Ausgang des Additionspunktes 565 liegt somit eine Winkelgröße FEWS bzgl. des gewünschten Förderendes. Diese Größe dient als Ein­ gangsgröße für den Förderenderegler 505. In dem Förderenderegler 505 gelangt die Eingangsgröße zu einem Additionspunkt 575 sowie zu einem Additionspunkt 580. Am zweiten Eingang des Additionspunktes 575 liegt ein Korrekturwinkel FEWK bzgl. des Förderendes an.

Die Ausgangsgröße des Additionspunktes 575 gelangt zum Block 590, dieser berechnet mittels Extrapolation den genauen Ansteuerzeitpunkt A für das Magnetventil, der das Förderende festlegt. Ferner wird in diesem Block 590 eine Größe, die das tatsächliche Förderende FEI an­ gibt, als Zeitgröße erfaßt. Diese Größe rechnet die zweite Interpola­ tion 585 interpolativ in eine Winkelgröße FEWS2 um, die das Förder­ ende angibt. Dieses Winkelgröße FEWS2, die das tatsächliche Förder­ ende als Winkelgröße angibt, wird mit negativen Vorzeichen dem Addi­ tionspunkt 580 zugeführt.

Die Ausgangsgröße des Additionspunktes 580, die Differenz zwischen der Winkelgröße FEWS2 und dem Sollwert FEWS für das Förderende ge­ langt zu der Korrekturstufe 605, die die Ausgangsgröße des Addi­ tionspunktes 580 mit einer Konstanten K2 multipliziert. Die Aus­ gangsgröße der Korrekturstufe 605 gelangt zum Additionspunkt 600, wo es mit dem im Block 595 abgelegten Wert der vorherigen Zumessung additiv verknüpft wird. Die Summe dieser beiden Größen bildet dann den Korrekturwinkel FEWK für das Förderende. Dieser gelangt dann mit positiven Vorzeichen zum Additionspunkt 575.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt:

Ausgehend von dem Ansteuersignal E, das als Zeitgröße vorliegt be­ rechnet die Extrapolation 515 eine erste Winkelgröße AB, die den An­ steuerbeginn angibt. Anschließend wird die Winkelgröße AB um den Schaltwinkel korrigiert. Die Schaltwinkelberechnung 520 berechnet ausgehend von der bekannten bzw. der berechneten Schaltzeit TE des Magnetventils und einem Drehzahlsignal eine Winkelgröße, die der Schaltzeit entspricht. Der Schaltwinkel ist derjenige Winkel, der zwischen der Ansteuerung und dem Förderbeginn verstreicht.

Im Additionspunkt 530 erfolgt eine Korrektur der Winkelgröße FBWS1 mit einem Korrekturwinkel FBWK. Dieser Korrekturwinkel gibt die Ab­ weichung zwischen dem interpolierten Winkelwert FBWS2 und dem durch die Extrapolation gewonnen Winkelwert FBWS1 an. Diese so gewonnene Winkelgröße FBWS gibt sehr präzise die Winkelstellung zum Zeitpunkt des Förderbeginns wieder. Dieser Korrekturwinkel wurde vorzugsweise bei der vorherigen Zumessung ermittelt.

Zur Berechnung des Korrekturwinkels wird wie folgt vorgegangen. Nach der erfolgten Ansteuerung berechnet die erste Interpolation 535 in­ terpolativ die Winkelgröße FBWS2. Dabei wird der von dem Geber 70 erfaßte Zeitpunkt FBI für den tatsächlichen Förderbeginn verwendet.

Der Additionspunkt 540 bildet die Differenz FBWD zwischen der inter­ polierten und der extrapolierten Winkelgröße.

Im Block 545 wird diese Differenz mit dem Faktor K1 gewichtet. Zu diesem so gewonnen Wert wird dann der Korrekturwert der vorhergehen­ den Zumessung hinzuaddiert. Als Ergebnis ergibt sich dann der neue Korrekturwert FBWK für die nächste Zumessung.

Mit dieser Vorgehensweise kann gewährleistet werden, daß sehr früh­ zeitig eine sehr präzise Winkelgröße FBWS für den tatsächlichen För­ derbeginn zur Verfügung steht.

Anschließend wird abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen aus einem Kennfeld 560 eine Winkelgröße für die Förderdauer FDS ausgele­ sen. Aus der Summe aus dem tatsächlichem Förderbeginn FBWS und dem Kennfeldwert FDS ergibt sich die Winkelgröße, bei der die Förderung von Kraftstoff zu beenden ist. Um die Winkelgröße zu erhalten, bei der das Magnetventil anzusteuern ist, ist ferner das Ausgangssignal der Schaltzeitberechnung 570 zu berücksichtigen. Die Schaltzeitbe­ rechnung 570 erfolgt mit der Drehzahl und Schaltzeitwerten N, TEN, die bei der Kennfeldaufnahme des Kennfeldes 560 zugrunde gelegt wa­ ren. Ausgehend von diesen drei Größen ergibt sich dann die Winkel­ größe FEWS, die den Sollwert für das Förderende darstellt.

Auf diesen Sollwert FEWS für das Förderende regelt der Förderende­ regler 505 dann das tatsächliche Förderende ein. Im Additionspunkt 575 wird der Sollwert mit dem Korrekturwert FEWK für das Förderende korrigiert. Anschließend berechnet der Block 590 mittels einer Ex­ trapolation den genauen Ansteuerzeitpunkt für das Magnetventil.

Nach der Betätigung des Magnetventils berechnet die zweite Interpo­ lation 585 eine Winkelgröße FEWS2, die das Förderende anzeigt. Diese interpolativ bestimmte Winkelgröße FEWS2 wird im Additionspunkt 580 mit dem Sollwert FEWS verglichen. Die Differenz FEWD dieser beiden Werte wird in dem Block 605 mit dem Faktor K2 multipliziert. Dieser Wert bildet den Korrekturwinkel FEWK für die nächste Zumessung. Zu diesem Wert wird im Additionspunkt 600 der Korrekturwinkel der vor­ herigen Zumessung hinzuaddiert.

Um diesen Korrekturwinkel FEWK wird dann der Sollwinkel FEWS im Additionspunkt 575 korrigiert. Solange eine Abweichung zwischen dem gewünschten Förderendewinkel FEWS und dem interpolativ bestimmten Förderendewinkel FEWS2 besteht, wird der Korrekturwinkel FEWK laufend korrigiert. Stimmen diese beiden Werte überein, so erfolgt keine Veränderung des Korrekturwinkels und die Ansteuerung erfolgt zum optimalen Zeitpunkt.

Vor dem Ereignis wird die Winkelgröße extrapolativ bestimmt. Nach dem Ereignis wird die Winkelgröße interpolativ bestimmt. Der mittels der Extrapolation gewonnene Winkel wird durch einen einfachen Regel­ algorithmus so lange verändert, bis die interpolativ ermittelte Winkelgröße mit der extrapolativ ermittelten Winkelgröße überein­ stimmt. Hierdurch lassen sich die bei der Extrapolation systematisch auftretenden Fehler, insbesondere Drehzahländerungen, eliminieren.

Mit diesem Verfahren lassen sich sowohl der Förderbeginn als auch das Förderende separat auf einen vorgegebenen Sollwert einregeln. Ferner läßt sich die Winkelgröße, die den Förderbeginn angibt, sehr präzise durch den entsprechenden Beobachter bestimmen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraftstoff­ zumeßsystems, insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die ausgehend von wenigstens einer der Größen Förderbeginn (FBS) oder Förderdauer (FDS) einen An­ steuerzeitpunkt (E) und/oder einen Absteuerzeitpunkt (A) für ein Magnetventil (20) berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Win­ kelgröße (WS) ausgehend von einer Zeitgröße (ZS) unter Berücksichti­ gung wenigstens eines Wertes (N1) der momentanen Drehzahl und eines Korrekturwinkels (WK) bestimmbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Winkelgröße (WS1) ausgehend von dem ersten Wert (N1) für die momen­ tane Drehzahl extrapoliert wird, und daß eine zweite Winkelgröße (WS2) ausgehend von einem zweiten Wert (N2) für die momentane Dreh­ zahl interpoliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert (N1) für die momentane Drehzahl in einem ersten Inkrement (INK1) und der zweite Wert (N2) für die momentane Drehzahl in einem zweiten Inkrement (INK2) erfaßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Inkremente unmittelbar aufeinander folgen und die Zeitgröße (ZS) in­ nerhalb des zweiten Inkrements (INK2) liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Winkelgröße (WS) aus der Addition der er­ sten Winkelgröße (WS1) und des Korrekturwinkels (WK) ergibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ausgehend von der ersten und der zweiten Winkel­ größe ein Differenzwinkel (WD) bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwinkel (WK) für die nächste Zumessung durch Summation des aktuellen Korrekturwinkels und des Differenzwinkels (WD) gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Winkelgröße (WS) den tatsächlichen Einspritz­ beginn oder das tatsächliche Einspritzende angibt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Absteuerzeitpunkt (A) ausgehend von der Win­ kelgröße (WS), die den tatsächlichen Einspritzbeginn angibt, und ei­ ner Winkelgröße (FDS), die die gewünschte Förderdauer angibt, be­ rechnet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein den Einspritzbeginn angebendes Winkelsignal (FBWS), ausgehend von einer mittels einer Extrapolation bestimmten Winkelgröße (FBWS1) und einem Korrekturwinkel (FBWK), vorgebbar ist, wobei der Korrekturwinkel (FBWK) sich aus der Differenz zwischen dem mittels Extrapolation (FBWS1) und einem mittels Interpolation (FBWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Korrekturwinkel (FBWK) aus der mit einem Faktor (K1) gewichteten Differenz zwischen dem mittels Extrapolation (FBWS1) und dem mittels Interpolation (FBWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Winkelsignal, das das Einspritzende bestimmt, ausgehend von einer abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen vorgegebenen Winkelgröße (FEWS) und einem Korrekturwinkel (FEWK) vor­ gebbar ist, wobei der Korrekturwinkel (FEWK) sich aus der Differenz zwischen der vorgegebenen Winkelgröße (FEWS) und einem mittels Inter­ polation (FEWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Korrekturwinkel (FEWK) aus der mit einem Faktor (K2) gewichteten Differenz zwischen der vorgegebenen Winkelgröße (FEWS) und dem mittels Interpolation (FEWS2) bestimmten Winkelwert ergibt.

14. Einrichtung zur Steuerung eines magnetventilgesteuerten Kraft­ stoffzumeßsystems, insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die ausgehend von we­ nigstens einer der Größen Förderbeginn (FBS) oder Förderdauer (FDS) einen Ansteuerzeitpunkt (E) und/oder einen Absteuerzeitpunkt (A) für ein Magnetventil (20) berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Winkelgröße (WS) ausgehend von einer Zeit­ größe (ZS) unter Berücksichtigung wenigstens eines Wertes (N1) der momentanen Drehzahl und eines Korrekturwinkels (WK) bestimmen.