DE19712186A1

DE19712186A1 - Steuereinrichtung für die Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19712186A1
Application number: DE19712186A
Authority: DE
Inventors: Michael Thieme; Bernd Schott; Klaus Joos; Wolfgang Dr Wagner; Klaus Walter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-22
Filing date: 1997-03-22
Publication date: 1998-09-24

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung für die Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine nach der DE 43 29 448 A. Offenbart wird dort ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zumessen von Kraftstoff im Startfall eines Verbrennungsmotors ausgehend von der Prüfung, ob ein Dreh zahlanstieg innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt. Davon abhängig werden abgespeicherte Korrekturwerte ggf. ge ändert mit dem Ziel, den Drehzahlanstieg innerhalb des vor gegebenen Bereiches zu bringen. Damit kann erreicht werden, daß der Verbrennungsmotor auch dann zuverlässig startet, wenn mit Kraftstoffen unterschiedlicher Qualität gefahren wird.

Die DE 42 43 178 A offenbart ein Verfahren zur Erkennung un dichter Einspritzventile bei einer Brennkraftmaschine über die Bewertung der Hochlaufvorgänge im Start. Wird auf den Fall eines undichten Einspritzventiles geschlossen, erfolgt eine entsprechende Anzeige.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine optimale Korrektur der Einspritz zeit im Start im Falle undichter Einspritzventile vornehmen zu können. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalskombi nationen des Hauptanspruchs.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und er läutert. Es zeigen Fig. 1 ein Flußdiagramm für ein Soft ware-Modul "Start", Fig. 2 Einzelheiten zu Block "Berechnung der korrigierten Einspritzmengen" von Fig. 1 und Fig. 3 ein Flußdiagramm zu den Abläufen innerhalb des Blocks "Zylinderindividuelle Verbrennungserkennung, Abspei cherung" von Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Fig. 1 zeigt das Software-Modul "Start" im Rahmen einer Einspritzsteuerung bei einer Brennkraftmaschine mit Fremd zündung. Der Grundgedanke des in Fig. 1 dargestellten Fluß diagramms ist dabei wie folgt:
Durch Undichtheit des Einspritzventil-Dichtsitzes kann bei stehender Brennkraftmaschine eine zylinderindividuelle Kraftstoffmenge vorgelagert werden. Bei warmer Brennkraftma schine erfolgt eine Aufbereitung dieses Kraftstoffes. Der Kraftstoffdampf verteilt sich gleichmäßig im Saugrohr und zurück bleibt eine zylinderindividuelle flüssige Restmenge. Im Start trägt der Kraftstoffdampf bei allen Zylindern einen erheblichen Anteil zum Gemisch bei. Von der flüssigen Rest menge kommt ein zylinderindividueller Gemischanteil. Wird beim Start der Brennkraftmaschine die normal übliche Start menge eingespritzt, dann führt dies im Falle eines undichten Einspritzventils zu einer Überfettung in den einzelnen Brennräumen. Eine Verbrennung ist dann unter Umständen nicht mehr möglich. Die Folge ist schlechte Start- und Abgasquali tät. Deshalb geht es bei der Erfindung darum, eine Korrektur der Einspritzzeit im Start bei undichten Einspritzventilen vorzusehen mittels einer zylinderindividuellen Adaption der Einspritzventil-Leckmenge. Grundlage hierfür ist die physi kalische Wirkungskette Leckmenge, Gemisch, Verbrennungsqua lität, Verbrennungsenergie, Drehmomentaufbau, Drehzahlzunah me. Dies bedeutet, daß durch Auswertung des Drehzahl hochlaufs im Start unter definierten Bedingungen die Leck menge jedes einzelnen Einspritzventils zylinderindividuell bei der Kraftstoffzumessung für dieses Einspritzventil be rücksichtigt wird. Dabei findet auch die Abstellzeit der Brennkraftmaschine zwischen zwei Betriebsläufen sowie ein physikalisches Modell für die Aufbereitung der zylinderindi viduell adaptierten Leckmengen Verwendung.

In Fig. 1 ist mit 10 der Start eines entsprechenden Soft ware-Moduls bezeichnet. 11 markiert einen Softwarezähler, der bei jedem Start um 1 erhöht wird. Es folgt in Block 12 eine Abstellzeitbestimmung. Daran schließt sich Block 13 mit einer Berechnung der korrigierten zylinderindividuellen Ein spritzmengen an. Es folgt eine zylinderindividuelle Verbren nungserkennung 14 mit entsprechender Abspeicherung der ge wonnenen Daten. In der Abfrageeinheit 15 wird ermittelt, ob der Startzähler bereits den Startzählwert ZSTARTxyz erreicht hat. Wenn nein, schließt sich daran das Ende 16 des Softwa remoduls an. Hat der Startzähler jedoch den Zählwert ZSTART-xyz erreicht, wird nachfolgend in der Abfrageeinheit 18 er mittelt, ob die Zahl erkannter Aussetzer in einem Zylinder i einen Schwellwert ZNOBURNxyz bereits überschritten hat. Ist dies der Fall, wird ein Leckage-Adaptionswert LEV_i um einen Wert INCLM inkrementiert und anschließend der Startzähler zurückgesetzt (Block 19). Hat die Zahl der erkannten Ausset zer in einem Zylinder i den in der Abfrageeinheit 18 angege benen Schwellwert noch nicht erreicht, schließt sich eine weitere Abfrage in einer Abfrageeinheit 20 dahingehend an, ob die Zahl der erkannten Aussetzer in einem Zylinder i ei nen zweiten Schwellwert ZBURNxyz noch nicht erreicht hat. Wenn ja, wird der Leckageadaptionswert LEV_i um DECLM dekre mentiert und anschließend der Startzähler zurückgesetzt (Block 21). Ergab die Abfrage in der Abfrageeinheit 20 je doch nein, dann wird der Leckageadaptionswert LEV_i entspre chend den Angaben in Block 22 beibehalten und nachfolgend wird der Startzähler zurückgesetzt.

Die im Block 12 vorgenommene Abstellzeitbestimmung kann mit tels einer Uhr erfolgen. Desweiteren kann sie auch aus der Brennkraftmaschinentemperaturdifferenz zwischen der Situati on beim Abstellen sowie beim Neustart angenähert ermittelt werden. In diesem Fall werden die Werte für die Abstellzeit durch Versuche bestimmt und in einem Kennfeld abgelegt, das über TMotab (Brennkraftmaschinentemperatur beim Abstellen) und TMotst (Brennkraftmaschinentemperatur beim Neustart) aufgespannt ist.

Im Rahmen der im Block 13 vorgenommenen Berechnung der zy linderindividuell korrigierten Einspritzmengen wird die zy linderindividuelle Leckmenge des Einspritzventils ermittelt und darauf aufbauend die entsprechende Korrektur durchge führt. Dargestellt ist dies in Fig. 2. Mit 13.1 ist dort ein Block zur Berechnung der Leckmenge mleck_i bezeichnet, wobei die Berechnung nach folgender Formel erfolgt

mLeck_i = md_i + mfl_i = f(tab).[LEV_i.Fd + ΣLEV_i.Ffl]

mit

mLeck_i: zylinderindividuelle Kraftstoffmasse aus den Ein spritzventilleckmengen, die zum Gemisch beiträgt,
md_i: Kraftstoffdampf aus dem Saugrohr,
mfl_i: Zylinderindividuelle flüssige Restmenge,
tab: Abstellzeit
LEV_i: Adaptionswert für EV-Undichtheit in cmm Kraftstoff pro Minute
Fd: Faktor Dampf f(TMotst)
Ffl: Faktor Flüssig = f(TMotst).

Nachfolgend wird dann in einem Block 13.2 eine zylinderindi viduelle Korrekturmenge tikorr_i nach der Formel

tikorr_i = ti_i-mLeck_i/Qstat

Qstat: fester Wert für einen EV-Typ.

Die Faktoren Fd und Ffl können aus einem physikalischen Mo dell der Kraftstoffverdampfung und -diffusion im Saugrohr, sowie empirischen Ansätzen zur Bestimmung der Anteile, die zum Gemisch beitragen, berechnet werden. Für eine einfache Realisierung im Steuergerät werden die Faktoren in Kennlini en abgelegt, die über der Brennkraftmaschinentemperatur im Start aufgespannt sind. Bei der nachfolgenden Korrektur der zylinderindividuellen Einspritzzeit in Block 13.2 wird die im Block 13.1 bestimmte Leckmenge auf Qstat bezogen. Dies ist ein fester Wert für einen Einspritzventiltyp.

Eine Realisierungsmöglichkeit für Block 14 von Fig. 1 (zylinderindividuelle Verbrennungserkennung, Abspeicherung) ist in Fig. 3 dargestellt. Dort folgt auf einen Start-Block 25 eine Abfrage, ob die Zündung in Zylinder i freigegeben ist (26). Wenn nein, schließt sich die entsprechende Abfrage erneut an. Wenn ja, wird nachfolgend in der Abfrageeinheit 27 bestimmt, ob der Drehzahlanstieg größer als DN10xyz für den Zylinder i gewesen ist. War dies der Fall, bleibt ent sprechend Block 28 der Zähler der Aussetzer für einen be stimmten Zylinder i unverändert. Im anderen Fall wird ent sprechend Block 29 der Zähler der Aussetzer für den Zylinder i um 1 inkrementiert und der neue Wert anschließend in Block 30 abgespeichert. Dieser Vorgang findet für alle Zylinder i statt. Es folgt mit 31 das Ende des Flußdiagramms von Fig. 3.

Beim konkreten Ausführungsbeispiel erfolgt die Auswertung des Drehzahlanstiegs pro Betrieb der Brennkraftmaschine ein mal je Zylinder. Sie wird dann durchgeführt, wenn der jewei lige Zylinder ein Segment nach der ersten Einspritzung und Zündung erreicht hat.

Grundgedanke des Gegenstandes von Fig. 3 ist wie folgt:
Eine energiereiche Verbrennung und damit ein steiler Dreh zahlanstieg wird durch ein Gemisch mit Lambda = 1 erreicht. Eine energiereiche Verbrennung in einem Zylinder wird dann als vorliegend betrachtet, wenn die Drehzahl von einem Seg ment zum anderen um eine Differenz DN10xyz angestiegen ist. Diese Prüfung auf Verbrennungsenergie erfolgt nach Freigabe der Zündung für jeden Zylinder. Wenn keine oder keine ener giereiche Verbrennung erkannt wurde, wird ein zylinderindi vidueller Zähler inkrementiert. Die Prüfung auf Verbrennung kann für jeden Zylinder ein oder mehrmals erfolgen.

Zurückkehrend zur Abfrageeinheit 15 von Fig. 1 wird nach einer Startanzahl ZSTARTxyz für jeden Zylinder geprüft, ob eine Anzahl ZNOBURNxyz von Verbrennungsaussetzern über schritten wurde. War dies der Fall, wird die Leckmenge LEV_i dieses Zylinders um einen Betrag INCLM erhöht. Nach dieser Prüfung wird der entsprechende Verbrennungszähler zurückge setzt und obige Prüfung kann erneut beginnen. Entsprechend wird die Leckmenge LEV_i eines Zylinders um den Betrag DECLM dekrementiert, wenn die Zahl der erkannten Aussetzer unter halb einer zweiten Schwelle ZBURNxyz gelegen hat. Lag die Zahl der erkannten Aussetzer innerhalb dieses Bandes zwi schen ZNOBURNxyz und ZBURNxyz, dann wird die zylinderspezi fische Leckmenge LEV_i beibehalten.

Ergänzt sei noch, daß eine maximale Leckmengengrenze LMLIM eingeführt wird, um das Ausmagern der Zylinder zu begrenzen.

Folgende Ergänzungen des oben beschriebenen Gegenstandes ha ben sich als zweckmäßig erwiesen:

- Aussetzen der Funktion
Die Funktion basiert auf einer sicheren Startanpassung mit absolut dichten Einspritzventilen. Die Funktion kann unter halb einer Motortemperaturschwelle voll aktiv oder jedoch gesperrt sein, desweiteren kann zwar die Leckmengeneinrech nung aktiv sein, das eigentliche Lernen jedoch nicht.

Bei der Diagnose von Fehlern im gemischbildenden System (Einspritzventile, Zündung, Sensoren usw.) wird die Funktion ausgesetzt, bisher gelernte Leckmengen jedoch weiterverwen det.

Entsprechend verhält es sich beim Erkennen von Heißstartbe dingungen, wo die Funktion ebenfalls ausgesetzt wird, jedoch gelernte Leckmengen weiterverwendet werden. Im kurzfristigen Wiederholstart kann mit Neutralwerten gestartet werden.

- Weitergabe der Leckmengeninformation an andere Funktionen.
Bei Erkennung einer bestimmten Leckrate kann für andere Funktionen, wie z. B. Diagnose, eine Information bereitge stellt werden. Dies kann durch das Setzen eines zylinderin dividuellen Bits erfolgen, auf das obere Funktionen zurück greifen. Es ist jedoch auch möglich, daß die anderen Funk tionen auf die aktuellen, adaptierten Leckraten zugreifen, welche im Dauer-RAM gespeichert werden.

Zusammengefaßt lassen sich Kern und Vorteile der Erfindung wie folgt darstellen:

- Kostengünstige Fertigung von Einspritzventilen, da erhöhte Leckmenge durch Adaption kompensiert werden kann.
- Einspritzzeitkorrektur bezüglich Leckage von Einspritzven tilen verbessert Start- und Abgasqualität,
- zylinderindividuelle Startmengenanpassung,
- individuelle Funktionsanpassung abhängig von Abstellzeit und Temperatur der Brennkraftmaschine im Start,
- Möglichkeit des Rücklernens der Korrekturwerte.

Claims

1. Steuereinrichtung für die Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine ausgehend von Signalen wie Drehzahl und Last, mit Mitteln zur Bewertung des Drehzahlhochlaufes wäh rend des Starts sowie mit Mitteln zur Korrektur der Kraft stoffzumessung abhängig von der Bewertung dieses Drehzahl hochlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß zylinderindividuelle Korrekturmöglichkeiten für die Ein spritzsignale im Startfall vorgesehen sind.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das jeweilige zylinderindividuelle Einspritzsignal im Startfall abhängig von der Abstellzeit und einem physika lischen Modell für die Aufbereitung der Leckmengen bestimmt wird.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Abstellzeit gemessen oder aus der Differenz der Brennkraftmaschinentemperatur zwischen Abstell- und Neu startzeitpunkt angenähert wird.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Korrektur der Einspritzzeit abhängig gewählt wird von mLeck_i/Qstat, mit
mLeck_i: Zylinderindividuelle und zum Gemisch beitragende Kraftstoffmasse aus den Einspritzventil-Leck mengen,
Qstat: Statischer Einspritzventil-Durchfluß [g Kraftstoff/min].

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß sich der Wert für mLeck_i aus folgender Formel er gibt:
mLeck_i = md_i + mfl_i = f(tab).[LEV_i.Fd + ΣLEV_i.Ffl]
mit
mLeck_i: Zylinderindividuelle und zum Gemisch beitragende Kraftstoffmasse aus den Einspritzventil-Leck mengen,
md_i: Kraftstoffdampf aus dem Saugrohr,
mfl_i: Zylinderindividuelle flüssige Restmenge,
tab: Abstellzeit
LEV_i: Adaptionswert für EV-Undichtheit in cmm Kraftstoff pro Minute
Fd: Faktor Dampf
Ffl: Faktor Flüssig.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Faktor für den Dampfanteil Fd und/oder der Faktor für den Flüssiganteil Ffl von der Brennkraftmaschi nentemperatur vorzugsweise im Startzeitpunkt TMmotst abhän gig ist.

7. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte (Adaptionswerte) begrenzt sind.

8. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur abhängig ist von wenigstens einer der Größen

- Brennkraftmaschinentemperatur (TMot-Schwelle)
- Heißstartbedingung
- es liegt eine/keine Fehlermeldung vor.

9. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß im Wiederholstart mit Neu tralwerten gestartet wird.

10. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennung einer wählba ren Leckmengenrate eine entsprechende Information an andere Funktionen wie z. B. Diagnose, bereitgestellt wird.