DE19945618A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die Ansteuerdauer wenigstens eines elektrisch betätigten Ventils legt die einzuspritzende Kraftstoffmenge fest. In bestimmten Betriebszuständen wird die Mindestansteuerdauer (AD0) ermittelt, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird. Ausgehend von einem Startwert wird die Ansteuerdauer erhöht oder verringert. Die Ansteuerdauer, bei der eine Änderung eines Signals auftritt, wird als Mindestansteuerdauer gespeichert. Als Signal wird eine die Drehungsgleichförmigkeit charakterisierende Größe, ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangssignal einer Ionenstromsonde verwendet.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraft­ maschine gemäß den Oberbegriffen der Hauptansprüche. Ein solches Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystem einer Brennkraftmaschine ist aus der DE 43 12 586 bekannt.

Dort wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeß­ systems einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem die Ansteuerdauer wenigstens eines elektrisch betätigten Ventils die einzuspritzende Kraftstoffmenge festlegt. In bestimmten Betriebszuständen wird eine Mindestansteuerdauer ermittelt, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird. Hierzu wird ausgehend von einem Startwert die Ansteuerdauer erhöht bzw. verringert. Tritt eine Änderung eines Signals auf, das eine erfolgte Einspritzung charakterisiert, so wird die momentane Ansteuerdauer als Mindestansteuerdauer abgespeichert und bei der späteren Zumessung zur Korrektur der Ansteuerdauer ver­ wendet.

Problematisch bei diesem Stand der Technik ist, daß die Aus­ wertung sehr aufwendig ist, da zusätzliche Filtermittel be­ nötigt werden. Desweiteren werden in der Regel zusätzliche Sensoren benötigt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfah­ ren und einer Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzu­ meßsystems einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art das Verfahren und die Vorrichtung wesentlich zu verein­ fachen. Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung besitzen gegenüber dem Stand der Technik den Vor­ teil, daß keine zusätzlichen Sensoren und aufwendige Filter­ verfahren benötigt werden. Dadurch, daß ein Signal, das die Verbrennungsungleichförmigkeit charakterisiert oder ein Aus­ gangssignal einer Lambdasonde verwendet wird, werden keine zusätzlichen Sensoren und keine zusätzlichen Filtermittel benötigt.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine detaillierte Darstel­ lung der Berechnung der Ansteuerdauern eines elektrisch be­ tätigten Ventils, und die Fig. 3 und 4 ein Flußdiagramm jeweils einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der wesentlichen Elemen­ te eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine 10 erhält von einer Kraftstoffzu­ meßeinheit 30 eine bestimmte Kraftstoffmenge zu einem be­ stimmten Zeitpunkt zugemessen. Verschiedene Sensoren 40 er­ fassen Meßwerte 15, die dem Betriebszustand der Brennkraft­ maschine charakterisieren, und leiten diese zu einem Steuer­ gerät 20. Dem Steuergerät 20 werden ferner verschiedene Aus­ gangssignale 25 weiterer Sensoren 45 zugeleitet. Diese er­ fassen Größen, die den Zustand der Kraftstoffzumeßeinheit und/oder Umweltbedingungen charakterisieren. Eine solche Größe ist beispielsweise der Fahrerwunsch. Das Steuergerät 20 berechnet ausgehend von den Meßwerten 15 und den weiteren Größen 25 Ansteuerimpulse 35, mit denen die Kraftstoffzu­ meßeinheit 30 beaufschlagt wird.

Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine direkteinspritzende und/oder eine selbstzündende Brenn­ kraftmaschine. Die Kraftstoffzumeßeinheit 30 kann verschie­ den ausgestaltet sein. So kann beispielsweise, als Kraft­ stoffzumeßeinheit eine Verteilerpumpe eingesetzt werden, bei der ein Magnetventil den Zeitpunkt und/oder die Dauer der Kraftstoffeinspritzung bestimmt.

Desweiteren kann die Kraftstoffzumeßeinheit als Common-Rail- System ausgebildet sein. Bei diesem verdichtet eine Hoch­ druckpumpe Kraftstoff in einem Speicher. Von diesem Speicher gelangt dann der Kraftstoff über Injektoren in die Brennräu­ me der Brennkraftmaschine. Die Dauer und/oder der Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird mittels der Injektoren gesteu­ ert. Dabei beinhalten die Injektoren vorzugsweise ein Ma­ gnetventil bzw. einen piezoelektrischen Aktor.

Pro Zylinder ist jeweils ein elektrisch betätigbares Ventil vorgesehen. Im folgenden wird das Magnetventil und/oder der piezoelektrische Aktor, der die Kraftstoffzumessung beein­ flußt, als elektrisch betätigbares Ventil bezeichnet.

Das Steuergerät 20 berechnet in bekannter Weise, die in die Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge. Diese Berechnung erfolgt abhängig von verschiedenen Meßwerten 15, wie beispielsweise der Drehzahl n der Motortemperatur, dem tatsächlichen Einspritzbeginn und evtl. noch weiteren Größen 25, die den Betriebszustand des Fahrzeugs charakterisieren. Diese weiteren Größen sind beispielsweise die Stellung des Fahrpedals oder der Druck und die Temperatur der Umgebungs­ luft. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß von anderen Steu­ ereinheiten, wie beispielsweise der Getriebesteuerung, ein Momentenwunsch vorgegeben wird.

Das Steuergerät 20 setzt dann die gewünschte Kraftstoffmenge in Ansteuerimpulse um. Mit diesen Ansteuerimpulsen wird dann das mengenbestimmende Glied der Kraftstoffzumeßeinheit be­ aufschlagt. Als mengenbestimmendes Glied dient das elek­ trisch betätigte Ventil. Dieses elektrisch betätigte Ventil ist so angeordnet; daß durch die Öffnungsdauer bzw. durch die Schließdauer des Ventils die einzuspritzende Kraftstoff­ menge festgelegt wird.

Häufig wird eine kleine Kraftstoffmenge, kurz vor der ei­ gentlichen Einspritzung in den Zylinder zugemessen. Dadurch kann das Geräuschverhalten des Motors wesentlich verbessert werden. Diese Einspritzung wird als Voreinspritzung und die eigentliche Einspritzung als Haupteinspritzung bezeichnet. Desweiteren kann vorgesehen sein, daß eine kleine Kraft­ stoffmenge nach der Haupteinspritzung zugemessen wird. Diese wird dann als Nacheinspritzung bezeichnet. Ferner kann vor­ gesehen sein, daß die einzelnen Einspritzungen in weitere Teileinspritzungen aufgeteilt sind.

Problematisch bei solchen Kraftstoffzumeßsystemen ist, daß die elektrisch betätigten Ventile bei gleichem Ansteuersi­ gnal unterschiedliche Kraftstoffmengen zumessen können. Ins­ besondere die Ansteuerdauer, bei der gerade Kraftstoff zuge­ messen wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Diese mi­ nimale Ansteuerdauer wird auch als Mindestansteuerdauer AD0 bezeichnet. Diese Mindestansteuerdauer führt zu einer Ein­ spritzung, Ansteuerdauern kleiner als die Mindestansteuer­ dauer führen nicht zu einer Einspritzung. Diese Mindestan­ steuerdauer hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispiels­ weise der Temperatur, der Kraftstoffsorte, der Lebensdauer, dem Raildruck, Fertigungstoleranzen der Injektoren und wei­ terer Einflüsse ab. Um eine genaue Kraftstoffzumessung er­ zielen zu können, muß diese Mindestansteuerdauer bekannt sein.

Eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine ist in der Fig. 2 dargestellt. Be­ reits in Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechen­ den Bezugszeichen bezeichnet. Die Signale 25 der Sensoren 45 sowie weiterer Sensoren, die nicht dargestellt sind, gelän­ gen zu einer Mengenvorgabe 110. Diese Mengenvorgabe 110 be­ rechnet eine Kraftstoffmenge QKW, die dem Fahrerwunsch ent­ spricht.

Dieses Mengensignal QKW gelangt zu einem Verknüpfungspunkt 115, an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal QKM einer zweiten Synchronisierung 155 anliegt. Das Ausgangssignal des ersten Verknüpfungspunktes 115 gelangt zu einem zweiten Ver­ knüpfungspunkt 130 der wiederum eine Ansteuerdauerberechnung 140 beaufschlagt. Am zweiten Eingang des zweiten Verknüp­ fungspunktes liegt das Signal QKO der Nullmengenkorrektur 145 an. In den beiden Verknüpfungspunkten 115 und 130 werden die Mengensignale vorzugsweise additiv verknüpft. Die An­ steuerdauerberechnung 140 berechnet ausgehend von dem Aus­ gangssignal des Verknüpfungspunktes 130 das Ansteuersignal zur Beaufschlagung der Kraftstoffzumesseinheit 30. Die An­ steuerdauerberechnung berechnet die Ansteuerdauer, mit denen die elektrisch betätigten Ventile beaufschlagt werden.

Auf einem Geberrad 120 sind verschiedene Markierungen ange­ ordnet, die von einem Sensor 125 abgetastet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Geberrad um ein sogenanntes Segmentrad, das eine der Zylin­ derzahl entsprechende Anzahl Markierungen, in dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel sind dies vier, aufweist. Die­ ses Geberrad ist vorzugsweise auf der Kurbelwelle angeord­ net. Dies bedeutet, pro Motorumdrehung wird eine Anzahl an den Impulsen erzeugt, die der doppelten Zylinderzahl ent­ spricht. Der Sensor 125 liefert eine entsprechende Anzahl von Impulsen an eine erste Synchronisation 150.

Die erste Synchronisation 150 beaufschlagt einen ersten Reg­ ler 171, einen zweiten Regler 172, einen dritten Regler 173 sowie einen vierten Regler 174. Die Anzahl der Regler ent­ spricht der Zylinderzahl. Die Ausgangssignale der vier Reg­ ler gelangen dann zu der zweiten Synchronisation 155. Des­ weiteren gelangen die Ausgangssignale der Regler zur Null­ mengenkorrektur 142. Alternativ kann auch das Ausgangssignal der zweiten Synchronisation der Nullmengenkorrektur 142 zu­ geleitet werden. Diese Alternative ist mit einer gestrichel­ ten Linie dargestellt.

Eine solche Einrichtung, die ohne Nullmengenkorrektur 142 ausgestattet ist, ist in der DE 195 27 218 detaillierter dargestellt.

Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Ausgehend von ver­ schiedenen Signalen, wie beispielsweise einem Signal, das den Fahrerwunsch kennzeichnet, bestimmt die Mengenvorgabe 110 das Kraftstoffmengenwunschsignal QKW, das erforderlich ist um das vom Fahrer gewünschte Moment bereitzustellen. Ne­ ben dem Fahrerwunschsignal können auch noch weitere Signale verarbeitet werden. Insbesondere wird neben dem Fahrer­ wunschsignal auch das Drehzahlsignal und verschiedene Tempe­ ratur- und Druckwerte verarbeitet. Desweiteren besteht die Möglichkeit, daß von anderen Steuereinheiten Signale an die Mengenvorgabe übermittelt werden, die einen Momentenwunsch und/oder einen Mengenwunsch anfordern. Eine solche weitere Steuereinrichtung kann z. B. eine Getriebesteuerung sein, die während des Schaltvorganges das Moment vom Motor beeinflußt.

Aufgrund von Toleranzen, insbesondere der Kraftstoffzu­ meßeinheit 30 entstehen Abweichungen zwischen der gewünsch­ ten Einspritzmenge und der tatsächlich eingespritzten Kraft­ stoffmenge. Dabei messen die einzelnen Zylinder der Brenn­ kraftmaschine in der Regel bei gleichem Ansteuersignal un­ terschiedliche Kraftstoffmengen zu. Diese Streuungen zwi­ schen den einzelnen Zylindern werden üblicherweise mit einer Mengenausgleichsregelung (MAR) ausgeregelt.

Eine solche Mengenausgleichsregelung ist schematisch im obe­ ren Teil der Fig. 2 dargestellt. Zur Mengenausgleichsrege­ lung ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Regler zugeordnet. So ist dem ersten Zylinder der erste Regler 171, dem zweiten Zylinder der zweite Regler 172, dem dritten Zy­ linder der dritte Regler 173 und dem vierten Zylinder der vierte Regler 174 zugeordnet. Dabei kann auch vorgesehen sein, daß lediglich ein Regler vorgesehen ist, der abwech­ selnd den einzelnen Zylindern zugeordnet ist.

Mittels des Sensors 125 und des Geberrades 120 bestimmt die erste Synchronisation 150 einen Sollwert und einen Istwert für jeden einzelnen Regler. Dabei ist vorgesehen, daß zum Ausgleich von Toleranzen des Geberrades und zur Kompensation von Torsionsschwingungen eine spezielle Filterung des Si­ gnals des Sensors 125 erfolgt.

Die Ausgangssignale der Regler 171 bis 174 werden einer zweiten Synchronisation 155 zugeführt, die eine Korrektur­ menge QKM bereitstellt, mit dem der Mengenwunsch QKW korri­ giert wird.

Diese Mengenausgleichsregelung ist so ausgebildet, daß die Regler, die den einzelnen Zylindern zugemessene Menge auf einen gemeinsamen Mittelwert regeln. Mißt ein Zylinder auf­ grund von Toleranzen eine erhöhte Kraftstoffmenge zu, so wird für diesen Zylinder eine negative Kraftstoffmenge QKM zur Fahrerwunschmenge QKW hinzuaddidiert. Mißt ein Zylinder zuwenig Kraftstoffmenge zu, so wird eine positive Kraft­ stoffmenge QKM zur Fahrerwunschmenge QKW hinzuaddiert. Bei solchen Mengenfehlern tritt eine Drehungleichförmigkeit auf. Diese wirkt sich dahingehend aus, daß dem Drehzahlsignal Schwingungen überlagert sind deren Frequenz der Nockenwel­ lenfrequenz und/oder Vielfachen der Nockenwellenfrequenz entsprechen. Diese Anteile im Drehzahlsignal mit Nockenwel­ lenfrequenz charakterisieren die Drehungleichförmigkeit und werden durch die Mengenausgleichsregelung auf Null ausgere­ gelt.

Mengenmittelwertfehler können mit dieser Mengenausgleichsre­ gelung nicht korrigiert werden. Insbesondere können Fehler, die darauf beruhen, daß unterhalb einer Mindestansteuerdauer kein Kraftstoff zugemessen wird, mit einer solchen Men­ genausgleichsregelung nicht korrigiert werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wie folgt vorgegangen wird. Befindet sich das Fahrzeug im Schubbetrieb, d. h. es findet keine Einspritzung statt, so ist die Brennkraftma­ schine per Definition bezüglich den den einzelnen Zylindern eingespritzten Kraftstoffmengen gleichgestellt. Daher sind in der Drehzahl keine oder nur geringe Anteile mit Nocken­ wellenfrequenz vorhanden.

Wird bei einem Zylinder N die Ansteuerdauer des Injektors langsam erhöht, so findet oberhalb einer Mindestansteuerdau­ er AD0(N) eine Einspritzung in den Zylinder N statt. Dies führt zu einer Verbrennungsungleichförmigkeit, die wiederum eine Drehzahlungleichförmigkeit zur Folge hat. Insbesondere treten im Drehzahlsignal Schwingungen mit Vielfachen der Nockenwellenfrequenz auf. Diese Nockenwellenfrequenzanteile werden von der Mengenausgleichsregelung erkannt.

Der dem Zylinder N entsprechende Regler bestimmt einen Kor­ rekturwert. Bei Vorliegen des Korrekturwerts der Mengenaus­ gleichsregelung erkennt die Nullmengenkorrektur 142 diejeni­ ge Ansteuerdauer AD0(N) bei der eine von der Nullmenge gera­ de noch zu unterscheidende Einspritzmenge eingespritzt wird. Der entsprechende Wert AD0(N) wird abgespeichert und bei späteren Zumessungen zur Korrektur der Ansteuerdauer des Zy­ linders N verwendet. In Fig. 2 ist dies dadurch darge­ stellt, daß der Wert AD0(N) zur Bildung des Korrekturwertes QK0 verwendet wird.

Eine entsprechende Ausführungsform ist in Fig. 3 darge­ stellt. In einem ersten Schritt 300 wird ein Zähler N auf 1 gesetzt. Die sich anschließende Abfrage 310 überprüft, ob ein Schubbetrieb vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so er­ folgt nach einiger Zeit erneut die Abfrage 310. Erkennt die Abfrage 310, daß ein Schubbetrieb vorliegt, d. h. daß keine Einspritzungen erfolgen, so wird in Schritt 320 die Ansteu­ erdauer für den Zylinder N auf Null gesetzt.

Anschließend in Schritt 330 wird die Ansteuerdauer um einen festen Wert D1 erhöht. Anschließend in Schritt 340 erfolgt eine Mengenausgleichsregelung. Die sich anschließende Abfra­ ge 350 überprüft, ob der Regler des N-ten-Zylinders eine Korrekturmenge ausgibt. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 330 die Ansteuerdauer für diesen N-ten-Zylinder nochmals um den Wert D1 erhöht. Erkennt die Abfrage 350, daß der Regler, der dem N-ten-Zylinder zugeordnet ist, eine Dre­ hungleichförmigkeit erkennt, bzw. eine Stellgröße vorgibt, so wird im Schritt 360 die Mindestansteuerdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder mit dem Wert AD gesetzt.

Anschließend in Schritt 370 wird der Zähler N um 1 erhöht. Die sich anschließende Abfrage 380 überprüft, ob die Zahl N größer als die Zylinderzahl Z der Brennkraftmaschine ist. Ist dies der Fall, so beginnt das Programm erneut mit Schritt 300. Ist dies nicht der Fall, so setzt das Programm mit der Abfrage 310 fort.

Dies bedeutet, für die einzelnen Zylinder wird nacheinander die Ansteuerdauer AD ausgehend von einem Wert, bei dem si­ cher keine Einspritzung erfolgt, solange erhöht, bis die Mengenausgleichsregelung erkennt, daß in diesen Zylinder Kraftstoff eingespritzt wird. Die Mengenausgleichsregelung erkennt die erfolgte Einspritzung anhand der resultierenden Verbrennungsungleichförmigkeit. Diese Ansteuerdauer, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird, wird als Mindestansteu­ erdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder abgespeichert.

Dies bedeutet, die Nullmengenkorrektur 142 bestimmt die Min­ destansteuerdauer ausgehend von dem Reglerausgangssignal der Regler 171 bis 174 bzw. ausgehend von der Korrekturmenge QKM.

In der Nullmengenkorrektur 142 wird die Ansteuerdauer in ei­ nen Korrekturwert für die Kraftstoffmenge QK0 umgesetzt. In allen anderen Betriebszuständen, in denen die Korrekturwer­ termittlung nicht erfolgt, werden die Korrekturwerte QK0 im Verknüpfungspunkt 130 zu der Fahrerwunschmenge QKW, die um das Ausgangssignal der Mengenausgleichsregelung korrigiert wird, hinzuaddiert. Die Mindesansteuerdauer AD0 dient zur vorzugsweisen zylinderindividuellen Korrektur der Kraft­ stoffzumessung um verschiedene Einflüsse, die die Genauig­ keit der Kraftstoffzumessung beeinflussen, zu korrigieren.

Bei einer anderen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, daß die Nullmengenkorrektur 142 den Wert für die Mindestan­ steuerdauer AD0(N) an die Ansteuerdauerberechnung gibt und diese die Ansteuerdauern, die ausgehend von der Fahrer­ wunschmenge QKW und dem Ausgangssignal der Mengenausgleichs­ regelung QKM berechenbar sind, unmittelbar mit der Mindest­ ansteuerdauer korrigiert.

Alternativ zur Auswertung des Drehzahlsignals bzw. des Aus­ gangssignals der Mengenausgleichsregelung kann auch vorgese­ hen sein, daß das Ausgangssignal eines Lambdasensors verwen­ det wird, der ein Signal abgibt, das den Sauerstoffgehalt des Abgas charakterisiert. In diesem Fall überprüft die Ab­ frage 350, ob das Ausgangssignal der Lambdasonde sich ver­ ringert. Wird eine solche Verringerung des Lambdasignals, d. h. der Konzentration des Sauerstoffs im Abgas, erkannt, so folgt Schritt 360, indem die Mindestansteuerdauer AD0(N) des N-ten-Zylinders mit dem Wert AD beschrieben wird.

Als weitere Alternative kann vorgesehen sein, das der Dreh­ zahlverlauf mit großer Auflösung erfaßt wird. Dies kann bei­ spielsweise mit einem sogenannten Inkrementrad erfolgen. Durch eine entsprechende Auswertung kann die aus der Ver­ brennungsungleichförmigkeit verursachte Drehzahlungleichför­ migkeit und damit die erfolgte Einspritzung direkt erkannt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Brennkraftmaschine mit einer Ionenstromsonde, die den Ionenstrom im Brennraum erfaßt, ausgestattet ist. In diesem Fall ist besonders vor­ teilhaft, daß das Ausgangssignal dieser Ionenstromsonde ver­ wendet wird. In diesem Fall überprüft die Abfrage 350, ob das Ausgangssignal der Ionenstromsonde sich verändert. Wird eine solche Veränderung des Signals erkannt, so folgt Schritt 360, indem die Mindestansteuerdauer AD0(N) des N­ ten-Zylinders mit dem Wert AD beschrieben wird.

Besonders vorteilhaft ist es, daß bei der Verwendung einer Ionenstromsonde die Vorgehensweise in allen Betriebszustän­ den, insbesondere in stationären Betriebszuständen, in den sich die eingespritzte Kraftstoffmenge nur wenig über der Zeit ändert, durchgeführt werden kann. Dies bedeutet, die Abfrage 310, ob der Schubbetrieb vorliegt kann entfallen bzw. durch eine Abfrage die überprüft, ob ein stationärer Betriebszustand vorliegt, ersetzt werden.

Vorzugsweise wird das Signal der Ionenstromsonde nur in ei­ nem bestimmten Winkelbereich ausgewertet, dieses liegt vor­ zugsweise in dem Winkelbereich, in dem die Verbrennung er­ folgt bzw. unmittelbar nach der Verbrennung. Der Winkelbe­ reich wird derart gewählt, daß das Signal möglichst empfind­ lich auf Veränderungen der Einspritzmenge reagiert. Beson­ ders vorteilhaft ist es, wenn für unterschiedliche Teilein­ spritzungen, wie die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und/oder die Nacheinspritzung unterschiedliche Winkelberei­ che gewählt werden.

Eine weitere Ausführungsform ist in der Fig. 4 dargestellt. Im folgenden wird die Ermittlung der Mindestansteuerdauer am Beispiel der Voreinspritzung dargestellt. Sie ist analog an­ wendbar, wenn die Einspritzung in wenigstens eine erste Tei­ leinspritzung und eine zweite Teileinspritzungen aufgeteilt ist. Dabei wird nur bei einer Teileinspritzung die Ansteuer­ dauer verändert. Bei einer anderen Teileinspritzung wird die Ansteuerdauer derart verändert, daß das Moment konstant bleibt.

Ausgangspunkt ist ein Zustand, bei dem eine Voreinspritzung stattfindet. Es wird die Voreinspritzmenge an einem Zylinder selektiv verringert und gleichzeitig die Haupteinspritzung des entsprechenden Zylinders erhöht. Die Erhöhung der Haupt­ einspritzung erfolgt dabei derart, daß das abgegebene Moment konstant bleibt. Dies hat zur Folge, daß die Mengenaus­ gleichsregelung keinen Korrekturwert zum Ausgleich der ver­ ringerten Menge bereitstellt. Bei Unterschreiten der minima­ len Einspritzmenge, die der Mindestansteuerdauer entspricht, wird die bestimmte Mindestansteuerdauer nicht ausreichen, um eine Einspritzung durchzuführen. Dies führt dazu, daß keine Voreinspritzung erfolgt. Die für die Voreinspritzung be­ stimmte Menge steht nicht für die Erzeugung eines Motormo­ ments in der Brennkraftmaschine zur Verfügung. Ein Ausgleich durch die Erhöhung der Haupteinspritzmenge hat nicht statt­ gefunden. Dadurch verringert sich das abgegebene Moment die­ ses Zylinders. Die Mengenausgleichsregelung erkennt dieses und gibt einen entsprechenden Korrekturwert für diesen Zy­ linder aus. Anhand dieses Korrekturwerts kann die nicht durchgeführte Voreinspritzung erkannt und damit die Mindest­ ansteuerdauer ermittelt werden.

Dies bedeutet, die fehlende Voreinspritzmenge führt zu einer Verbrennungsungleichförmigkeit und damit einer Drehungleich­ förmigkeit. Dies wird von der Mengenausgleichsregelung er­ kannt und ein entsprechender Korrekturwert zur Erhöhung der Einspritzmenge gebildet, um das durch Ausfall der Vorein­ spritzung fehlende Moment zu kompensieren. Eine Überwachung des zylinderspezifischen Beitrages der Mengenausgleichsrege­ lung ermöglicht damit die zylinderspezifische Bestimmung der Mindestansteuerdauer.

Eine entsprechende Ausführungsform ist in Form eines Fluß­ diagrammes in Fig. 4 dargestellt. In einem ersten Schritt 400 wird ein Zähler N auf 1 gesetzt. Die sich anschließende Abfrage 410 überprüft, ob ein Betriebszustand vorliegt, in dem die Mindestansteuerdauer ermittelt werden kann. Beson­ ders geeignet ist der Schubbetrieb und Betriebszuständen, bei denen die Drehzahl und/oder die einzuspritzende Kraft­ stoffmenge große Werte annehmen. Liegt ein solcher Betriebs­ zustand nicht vor, erfolgt erneut die Abfrage 410. Liegt ei­ ne solcher Betriebszustand vor, so wird im Schritt 420 die Ansteuerdauer ADV für die Voreinspritzung auf einen Start­ wert ADS gesetzt. Dieser Startwert ADS ist so gewählt, daß eine Voreinspritzung erfolgt.

Üblicherweise ist vorgesehen, daß von einem Betriebszustand ausgegangen wird, in dem eine Voreinspritzung erfolgt. In diesem Fall entspricht der Startwert ADS dem Wert, der in diesem Betriebszustand als Voreinspritzmenge zur optimalen Verbrennung erforderlich ist.

Anschließend in Schritt 430 wird die Ansteuerdauer ADV um den Wert D1 verringert. Im Schritt 440 wird ein Wert D2 als Funktion von dem Wert D1 ermittelt. Der Wert D2 wird so vor­ gegeben, daß das Moment, das von der Brennkraftmaschine ab­ gegeben wird, sich bei der Verringerung der Voreinspritzung und der Erhöhung der Haupteinspritzung nicht verändert, d. h. konstant bleibt.

Im anschließenden Schritt 450 wird die Ansteuerdauer ADH der Haupteinspritzung um den Wert D2 erhöht. Im anschließenden Schritt 460 wird die Mengenausgleichsregelung MAR durchge­ führt. Erkennt die Abfrage 470, daß die Mengenausgleichsre­ gelung eine Drehungleichförmigkeit erkennt, insbesondere ei­ nen Korrekturwert für den zu untersuchenden Zylinder N vor­ gibt, wird eine ausbleibende Voreinspritzung erkannt, und im Schritt 480 als Mindestansteuerdauer AD0(N) des N-ten- Zylinders der Wert ADV der Ansteuerdauer für die Vorein­ spritzung abgelegt. Anschließend wird in Schritt 490 der Zähler N um 1 erhöht. Die sich anschließende Abfrage 495 überprüft, ob der Zähler N größer als die Zylinderzahl Z ist, die der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ent­ spricht. Ist dies der Fall, so setzt das Programm mit Schritt 400 fort. Ist dies nicht der Fall, d. h. die Ermitt­ lung der Mindestansteuerdauer wurde noch nicht für alle Zy­ linder durchgeführt, so setzt das Programm mit der Abfrage 410 fort.

Erkennt die Abfrage 470, daß keine Korrekturmenge von der Mengenausgleichsregelung vorgegeben wird, so wird in Schritt. 430 erneut die Ansteuerdauer ADV der Voreinspritzung um den Wert D1 verringert.

Alternativ zur Beeinflussung der Menge der Voreinspritzung kann auch die Menge der Nacheinspritzung bzw. die Menge der Haupteinspritzung oder einer anderen Teileinspritzung ent­ sprechend verringert oder erhöht werden.

Dies bedeutet, für die einzelnen Zylinder wird nacheinander die Ansteuerdauer AD für eine Teileinspritzung ausgehend von einem Wert, bei dem sicher eine Einspritzung erfolgt, solan­ ge verringert und gleichzeitig die Ansteuerdauer einer zwei­ ten Teileinspritzung derart erhöht, daß das vom Zylinder ab­ gegebene Moment konstant bleibt, bis die Mengenausgleichsre­ gelung erkennt, daß in diesen Zylinder kein Kraftstoff ein­ gespritzt wird. Die Mengenausgleichsregelung erkennt die ausbleibende Einspritzung anhand der resultierenden Drehun­ gleichförmigkeit. Als Signal, das die Drehungleichförmigkeit charakterisiert wird vorzugsweise die Ausgangsgröße QKM der Mengenausgleichsregelung verwendet. Die Ansteuerdauer bei der gerade kein Kraftstoff eingespritzt wird, wird als Min­ destansteuerdauer AD0(N) für den N-ten-Zylinder abgespei­ chert.

Anstelle der Korrekturwerte QKM können auch andere Größen, die die Drehungleichförmigkeit charakterisieren, verwendet werden. Dies sind insbesondere auch interne Größen der Men­ genausgleichsregelung. So kann vorgesehen sein, daß die Dre­ hungleichförmigkeit aus dem gefilterten Drehzahlsignal er­ kannt wird. Vorzugsweise wird eine Drehungleichförmigkeit erkannt, wenn das Drehzahlsignal Schwingungsanteile mit Noc­ kenwellenfrequenz aufweist. Diese lassen sich leicht dadurch erkennen, daß die Drehzahl mit einem Bandpaß gefiltert wird, der nur Anteil mit Nockenwellenfrequenz selektiert. Dies be­ deutet, daß als Signal, das die Drehungleichförmigkeit cha­ rakterisiert, ein mit der Nockenwellenfrequenz gefiltertes Drehzahlsignal verwendet wird.

Auch kann die durch die ausbleibende Voreinspritzung bewirk­ te Drehungleichförmigkeit mittels eines hochauflösenden Drehzahlsignals erkannt werden.

Anstelle der Kraftstoffmengen in Fig. 2 können auch ent­ sprechende andere Größen, die die einzuspritzende Kraft­ stoffmenge charakterisieren, verarbeitet werden. So können insbesondere von der Mengenvorgabe oder von der zweiten Syn­ chronisierung 155 Ansteuerdauern für das elektrisch betätig­ te Ventil oder Momentengrößen verarbeitet werden.

Claims (10)

1. erfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems ei­ ner Brennkraftmaschine, bei dem eine Ansteuerdauer wenig­ stens eines elektrisch betätigten Ventils die einzusprit­ zende Kraftstoffmenge festlegt, wobei in bestimmten Be­ triebszuständen die Mindestansteuerdauer (AD0) ermittelt wird, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird, wobei ausgehend von einem Startwert die Ansteuerdauer erhöht oder verringert wird, und die Ansteuerdauer, bei der eine Änderung eines Signals auftritt, als Mindestansteuerdauer gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Signal eine die Drehungleichförmigkeit charakterisierende Größe, ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangs­ signal einer Ionenstromsonde verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Signal eine Größe einer Mengenausgleichsregelung ver­ wendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Signal eine mit der Nocken­ wellenfrequenz gefiltertes Drehzahlsignal verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Signal das Ausgangssignal der Mengenausgleichsregelung verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Ansteuer­ dauer, bei der keine Einspritzung erfolgt, die Ansteuer­ dauer erhöht wird, bis das Signal auftritt, und diese An­ steuerdauer als Mindestansteuerdauer verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einspritzung in wenigstens eine erste Teileinspritzung und eine zwei Teileinsprit­ zungen aufgeteilt ist, wobei nur bei der ersten Teilein­ spritzung die Ansteuerdauer verändert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Teileinspritzung die Ansteuerdauer derart verändert wird, daß das Moment konstant bleibt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Ansteuer­ dauer, bei der eine Einspritzung erfolgt, die Ansteuer­ dauer verringert wird, bis das Signal auftritt, und diese Ansteuerdauer als Mindestansteuerdauer verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mindesansteuerdauer zur Korrektur der Kraftstoffzumessung verwendet wird.

10. Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Ansteuerdauer we­ nigstens eines elektrisch betätigten Ventils die einzu­ spritzende Kraftstoffmenge festlegt, mit Mitteln, die in bestimmten Betriebszuständen die Mindestansteuerdauer (AD0) ermitteln, bei der gerade Kraftstoff eingespritzt wird, und ausgehend von einem Startwert die Ansteuerdauer erhöhen oder verringern, und die Ansteuerdauer, bei der eine Änderung eines Signals auftritt, als Mindestansteu­ erdauer speichern, dadurch gekennzeichnet, daß als Signal eine die Drehungleichförmigkeit charakterisierende Größe, ein Ausgangssignal einer Lambdasonde oder ein Ausgangs­ signal einer Ionenstromsonde verwendet wird.