DE3633671A1

DE3633671A1 - Verfahren fuer kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE3633671A1
Application number: DE19863633671
Authority: DE
Inventors: Thomas Hannewald
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-04-14
Also published as: JPS63100245A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftstoff einspritzung bei Otto-Motoren, wobei mit Hilfe einer Lambdasonde im Abgaskanal die Regelung der Einspritz menge erfolgt.

Bei bekannten Einspritzsystemen für Otto-Motoren, bei denen jeweils pro Zylinder ein Einspritzventil vorgesehen ist, wird eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Kraftstoffzumessung auf die Zylinder dadurch erreicht, daß bei der Fertigung der Ein spritzventile ein sehr hoher Aufwand getrieben wird, damit die Toleranzen der Ventile sehr eng gehalten werden. Eine gleichmäßige Kraftstoffzumessung auf die einzelnen Zylinder ist jedoch für niedrige Ab gas- und Verbrauchswerte wichtig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver fahren zur Kraftstoffeinspritzung bei Otto-Motoren anzugeben, bei welchem trotz Abweichungen der einzel nen Einspritzventile untereinander eine möglichst gleichmäßige Kraftstoffzumessung auf die einzelnen Zylinder erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausgangssignal der Abgassonde se quentiell ausgewertet wird und der während jeweils eines Zeitabschnitts auftretende Wert des Ausgangs signals zur Regelung der Einspritzmenge desjenigen Einspritzventils herangezogen wird, das demjenigen Zylinder zugeordnet ist, dessen Abgase das Ausgangs signal im jeweiligen Zeitabschnitt verursachen.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die sehr kur zen Ansprechzeiten moderner Lambdasonden ein Erken nen der Unterschiede in der Gemisch-Zusammensetzung der einzelnen Zylinder ermöglichen. Durch das erfin dungsgemäße Verfahren ist eine Verbilligung der Ein spritzventile möglich bei gleichzeitiger Gewährlei stung guter Abgas- und Verbrauchswerte.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine mittlere Einspritzmenge durch Auswertung eines über jeweils mindestens einen Arbeitszyklus des Otto-Motors gemittelten Ausgangs signals gewonnen wird und daß durch Auswertung der in den einzelnen Zeitabschnitten auftretenden Werte des Ausgangssignals Korrekturwerte für die Einspritz mengen der einzelnen Einspritzventile ermittelt und dem Wert der jeweiligen mittleren Einspritzmenge überlagert werden.

Diese Weiterbildung berücksichtigt in vorteilhafter Weise, daß bei den modernen Regelsystemen für die Kraftstoffeinspritzung bei Otto-Motoren mehrere Meß größen zur Ermittlung der optimalen Einspritzmenge verarbeitet werden. So werden beispielsweise bei be kannten Regelsystemen primär die angesaugte Luftmas se aber auch die Temperatur des Motors, die Gaspe dal- oder die Drosselklappenstellung (zur Beschleuni gungsanreicherung und zur Schubabschaltung) und wie eingangs erwähnt das Ausgangssignal der Abgassonde verwertet.

Zur Einsparung von Rechenzeit ist es daher vorteil haft, wenn gemäß dieser Weiterbildung in vergleich bar langen Zeiträumen von beispielsweise mehreren Kurbelwellenumdrehungen ein Wert für die Einspritz menge bzw. die Öffnungszeit der Einspritzventile errechnet wird und dem Steuersignal, welches dem jeweiligen Einspritzventil zugeführt wird, ein indi vidueller Korrekturwert überlagert wird.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Korrekturwerte ermittelt werden, wenn dafür günstige Betriebsbedingungen vorliegen, daß die Korrekturwerte gespeichert werden und daß zur Regelung der Einspritzmenge der jeweils über minde stens einen Arbeitszyklus gemittelte Wert des Aus gangssignals und die gespeicherten Korrekturwerte verwendet werden.

Diese Weiterbildung hat den Vorteil, daß die Korrek turwerte möglichst genau ermittelt werden können. Sie können dann gemessen und gespeichert werden, wenn beispielsweise infolge niedriger Drehzahlen eine einwandfreie Zuordnung zwischen den Signalen der Abgassonde und dem jeweiligen Zylinder möglich ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung eines Kraftstoffeinspritz systems an einem Vier-Zylinder-Motor, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens geeignet ist,

Fig. 2 das Zeitdiagramm der Abgassonde eines Vier- Zylinder-Motors mit von Zylinder zu Zylinder abweichenden Luft/Kraftstoffverhältnissen und

Fig. 3 zeigt Diagramme der den Einspritzventilen des Vier-Zylinder-Motors zugeführten Steuerspan nungen.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Kraft stoffeinspritzsystemen ist jedem Zylinder des Motors 13 ein Einspritzventil 21, 22, 23, 24 zugeordnet. Die Einspritzventile sind Teile eines Kraftstoff kreislaufes, der in an sich bekannter Weise aus einem Tank 1, einer elektrischen Kraftstoffpumpe 2, einem Kraftstoffilter 3 und einem Druckregler 8 be steht, von dem über eine Leitung 15 der überschüssi ge Kraftstoff in den Tank 1 zurück befördert wird.

Die Verbrennungsluft erhält der Motor 13 von einem nicht dargestellten Luftfilter über einen Luftmassen messer 6, eine Drosselklappe 5 und den Ansaugkanal 9. In einem Bypass zur Drosselklappe 5 befindet sich das Stellglied 4 eines Leerlaufreglers.

Im Abgaskanal 14 des Motors 13 ist eine Abgassonde 11 angeordnet, deren elektrisches Ausgangssignal in an sich bekannter Weise vom Sauerstoffanteil der Abgase abhängt. Die Temperatur des Motors 13 wird von einem Temperatursensor 10 gemessen.

Die Drosselklappenstellung, insbesondere die Leer laufstellung wird von einem Geber 7 zusätzlich zu den Signalen der bereits aufgeführten Sensoren dem Steuergerät 12 zugeführt. Derartige Steuergeräte sind an sich bekannt und brauchen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert zu werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch bei dem Steuergerät 12 jeweils für ein Einspritzventil 21 bis 24 eine getrennte Endstufe vorgesehen, über welche den einzelnen Ein spritzventilen miteinander unabhängige Steuersignale zugeführt werden können.

Fig. 2 stellt den Verlauf der Ausgangsspannung Ua der Abgassonde während zweier Umdrehungen der Kurbel welle des Motors 13 (Fig. 1) dar. Der Mittelwert der Zylinder 1 bis 4 ist durch eine durchgezogene waag rechte Linie gekennzeichnet. Die parallelen gestri chelten Linien stellen ein Toleranzband dar, in dem Abweichungen sich nur unwesentlich auf die Abgas- und Verbrauchswerte des Motors auswirken. Abweichun gen nach oben bedeuten, daß das jeweilige Ventil zuviel Kraftstoff einspritzt, während Abweichungen nach unten eine zu geringe Kraftstoffmenge bedeuten.

In dem Steuergerät 12 (Fig. 1) wird nun für jeden der jeweils einem Zylinder entsprechenden Abschnitte ermittelt, in wieweit die Ausgangsspannung der Lamb dasonde vom Mittelwert abweicht. Dabei wird die Lauf zeit des Abgases von der Einspritzung bis zum Errei chen der Abgassonde und die Umdrehungszahl des Mo tors sowie der Einspritzzeitpunkt des jeweiligen Zylinders berücksichtigt, um eine richtige Zuordnung des Kurvenabschnitts zum Einspritzventil zu erhal ten.

Eine derartige Messung wird zweckmäßigerweise bei günstigen Betriebsbedingungen, beispielsweise bei einer niedrigen Drehzahl, welche innerhalb einer vor gegebenen Zeit konstant ist, vorgenommen. Die ermit telten Korrekturwerte werden dann abgespeichert und können während der an sich in bekannter Weise arbei tenden Einspritzregelung den jeweils aufgrund der Luftmasse, des Mittelwertes des Ausgangssignals und anderer Kriterien ermittelten Einspritzmengen über lagert werden. Sobald wieder für die Messung der ein zelnen Abschnitte des Ausgangssignals der Abgassonde günstige Bedingungen vorliegen, werden wiederum Korrekturwerte gebildet und abgespeichert. Sofern zwischenzeitlich Änderungen eingetreten sind, bei spielsweise durch verschiedene Abnützungserscheinun gen der Einspritzventile oder durch Austausch eines oder mehrerer schadhaften Ventile, werden diese Korrekturwerte anders als die zuvor abgespeicherten sein. Somit wird durch das erfindungsgemäße Verfah ren das Regelsystem automatisch an Änderungen der Einspritzventile angepaßt.

Fig. 3 zeigt die den Einspritzventilen 21 bis 24 zu geführten Steuersignale als Funktion der Zeit, wobei die Winkelstellungen der Kurbelwelle angedeutet sind. Durch die Berücksichtigung der Korrekturwerte ist die Breite der in Fig. 3 dargestellten Impulse verschieden groß, sofern nicht die Ventile innerhalb eines engen Toleranzbandes liegen.

Claims

1. Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung bei Otto-Mo toren, wobei mit Hilfe einer Lambdasonde im Abgaska nal die Regelung der Einspritzmenge erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Abgasson de sequentiell ausgewertet wird und der während jeweils eines Zeitabschnitts auftretende Wert des Ausgangssignals zur Regelung der Einspritzmenge des jenigen Einspritzventils herangezogen wird, das dem jenigen Zylinder zugeordnet ist, dessen Abgase das Ausgangssignal im jeweiligen Zeitabschnitt verursa chen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine mittlere Einspritzmenge durch Auswer tung eines über jeweils mindestens einen Arbeitszyk lus des Otto-Motors gemittelten Ausgangssignals gewonnen wird und daß durch Auswertung der in den einzelnen Zeitabschnitten auftretenden Werte des Ausgangssignals Korrekturwerte für die Einspritzmen gen der einzelnen Einspritzventile ermittelt und dem Wert der jeweiligen mittleren Einspritzmenge überla gert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Korrekturwerte ermittelt werden, wenn dafür günstige Betriebsbedingungen vorliegen, daß die Korrekturwerte gespeichert werden und daß zur Regelung der Einspritzmenge der jeweils über minde stens einen Arbeitszyklus gemittelte Wert des Aus gangssignals und die gespeicherten Korrekturwerte verwendet werden.