DE4328835C2

DE4328835C2 - Zylinderselektives Einspritzsystem

Info

Publication number: DE4328835C2
Application number: DE4328835A
Authority: DE
Inventors: Helmut Denz; Winfried Moser; Wolfgang Hoeptner; Helmut Gross; Christian Klinke; Karl-Heinz Gerlings; Klemens Grieser; Klaus Boettcher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 2002-09-05
Anticipated expiration: 2013-08-28
Also published as: GB2282675A; DE4328835A1; US5669357A; GB2282675B; JPH07150997A; GB9417181D0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem zylinderselektiven Einspritzsystem nach der DE 36 23 040 A1. Bei diesem bekannten Einspritz system wird während des Schiebebetriebs die Kraftstoffzufuhr abge schaltet, wobei die Anzahl der abzuschaltenden Zylinder vorgegeben wird. Ferner ist ein rollierendes Muster für die nicht mit Kraft stoff versorgten Zylinder vorgesehen, um ein zu starkes Auskühlen einzelnder Zylinder zu verhindern.

Das SAE-Technical Paper 920641 befaßt sich mit "Traction Control (ASR) Using Fuel-Injection Suppression - A Cost Effective Method Of Engine-Torque Control". Dessen Fig. 6 zeigt ein spezielles Muster aktiver Zylinder und besitzt die Bildunterschrift "Torque Reduction Stages with Alternating Fuel-Injection Suppression". Auf der nach folgenden Seite 40 ist in der rechten Spalte von Korrekturen beim Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr die Rede im Hinblick auf den schnell wiederaufzubauenden Wandfilm im Luftansaugrohr.

Es hat sich gezeigt, daß mit Blick auf Schadstoffverhalten und Fahr komfort große Anstrengungen im Bereich des Wiedereinsetzens der Kraftstoffzufuhr zu unternehmen sind. Diese Aufgabe wird bei einem zylinderselektiven Einspritzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine optimale Lösung für diesen Betriebszustand zu schaffen.

Vorteile der Erfindung

Mit dem erfindungsgemäßen zylinderselektiven Einspritzsystem läßt sich im Bereich des Wiedereinsetzens des Kraftstoffmenge ein guter Fahrkomfort bei gleichzeitig guten Abgaswerten erzielen. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteran sprüchen (Ansprüche 2 bis 9). Mit der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spieles wird die Erfindung weiter erläutert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt. Es zeigen Fig. 1 Impulsdiagramme bei einem zylinderselektiven Ein spritzsystem bezüglich der stattfindenden und ausgeblendeten Ein spritzungen sowie das zeitliche Verhalten des Mehrmengenfaktors, Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm für die Berechnung der Einspritzdauer für einen einzelnen Zylinder.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die Beschreibung der Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdich tende Brennkraftmaschine mit zylinderselektiver Einspritzung. Grund gedanke der vorliegenden Erfindung ist eine zylinderselektive Ein spritzausblendung sowie eine zylinderindividuelle Wiedereinsetzmehr menge für Antriebsschlupfregelung (ASR), Abschalten im Schiebebe trieb, Drehzahl- oder Geschwindigkeitsbegrenzung. Der Anfangswert beim Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr hängt ab von der Anzahl der ausgeblendeten Einspritzungen des jeweiligen Zylinders, und de ren Absteuerung auf Null orientiert sich an der Anzahl der erfolgten Einspritzungen dieses Zylinders nach Ende der Ausblendungen.

In Fig. 1 sind mit a1 bis a4 die zylinderselektiven Einspritzungen der vier Einspritzventile EV1 bis EV4 mit zylinderindividuellen Aus blendungen (gestrichelt gezeichnet) dargestellt. Die Diagramme b1 bis b4 in Fig. 1 zeigen den Verlauf der zylinderindividuellen Mehr mengen abhängig von der Anzahl der Ausblendungen bzw. der Ein spritzungen nach der letzten Ausblendung. Erkennbar ist, daß die in Fig. 1 b1 ersichtliche Mehrmenge für den Zylinder 1 mit Beginn der ersten Ausblendung zu größeren Werten hin aufgesteuert wird, wobei der Maximalwert der Mehrmenge einem Grenzwert FWEMax zustrebt. Mit Ende der Ausblendungen, das heißt dem Wiedereinsetzen der Ein spritzungen, wird mit jeder Einspritzung der Wert der Mehrmenge zu rückgenommen, bis diese Mehrmenge nach einigen Einspritzungen voll ständig zurückgenommen wurde.

Diagramm a2 zeigt in Verbindung mit b2 ein Muster mit einer wechsel weisen Einspritzung und Ausblendung. Erkennbar ist die Bereitstel lung einer gewissen Mehrmenge mit jeder fehlenden Einspritzung und einer Rücknahme der Mehrmenge mit Beginn einer jeden Einspritzung.

Entsprechendes zeigt das Diagramm a3 in Verbindung mit b3, wobei in diesem Fall während der gezeigten Ausblendungsphase nach zwei Aus blendungen jeweils wieder eine Einspritzung erfolgt.

Schließlich zeigen die Diagramme a4 und b4 die entsprechende Situa tion dann, wenn auf eine Ausblendung zwei Einspritzimpulse folgen.

Erkennbar ist bei allen Diagrammen nach Fig. 1b ein zu Beginn, d. h. beim ersten ausgeblendeten Zylinder, großer Anstieg der gewünschten und später zur Wirkung kommenden Mehrmenge und eine Rücknahme des Anstiegs dieser Mehrmenge mit jedem weiteren ausgeblendeten Zylin der. Tritt im folgenden wieder eine Einspritzung auf, dann reduziert sich auch mit abnehmender Tendenz die maßgebliche Mehrmenge.

Eine programmtechnische Realisierungsmöglichkeit der Kurvenverläufe von Fig. 1b ist im Flußdiagramm von Fig. 2 für einen einzelnen Zylinder dargestellt.

Fig. 2 zeigt das Flußdiagramm für die Berechnung der Dauer des Ein spritzsignals und dessen Ausgabe an ein einzelnes Einspritzventil bei zylinderselektiver Wiedereinsetz-Mehrmenge. Wegen der zylinder selektiven Einspritzmengensteuerung ist der nachfolgend beschriebene Programmablauf für jeden Zylinder erforderlich.

Im einzelnen zeigt Fig. 2 folgende Schritte:
Eine Initialisierung ist mit 10 bezeichnet. Es folgt in 11 das Setzen einer Wiedereinsetzmehrmenge auf den Wert 1 entsprechend der Formel fwe_1 = 1.

In einer nachfolgenden Abfrage 12 wird festgestellt, ob der Kurbel wellenwinkel für die Berechnung der Einspritzzeit des hier behandel ten Zylinders 1 erreicht worden ist. Wenn ja, dann folgt im nächsten Block 13 die Berechnung der Einspritzdauer sowie des Einspritzbe ginnwinkels der folgenden Einspritzung nach der Formel

ti_1 = t1.ΠFi.fwe_1 + tvub

Gamma KW_1 = f(n, ti_1, wee)

mit
ΠFi = Produkt der Korrekturfaktoren
tvub = Batteriespannungskorrektur
n = Drehzahl und
wee = Winkel für Einspritzende

An den Berechnungsblock 13 schließt sich eine Abfrage 14 dahingehend an, ob der Einspritzbeginnwinkel Gamma KW_1 erreicht worden ist. Die folgende Abfrage 15 erfaßt, ob ein Ausblendbit für diesen Zylinder (EV1 = Einspritzventil 1) gesetzt ist oder nicht. Ist ein Ausblend bit gesetzt, bedeutet dies entsprechend Block 16, daß mit der Ein spritzung nicht gestartet wird. Daran schließt sich ein Berechnungs block 17 für die Mehrmenge an entsprechend der programmtechnischen Formel

fwe_1 = fwe_1 + (FWEMX - fwe_1).ZWEAUF

oder allgemein ausgedrückt

fwe_i(a) = fwe_i(a-1) + [FWEMX - fwe_i(a-1)].ZWEAUF

mit a = Anzahl der Ausblendungen des jeweiligen Zylinders i,
FWEMX = Maximalwert der Mehrmenge,
ZWEAUF = Mehrmengenaufsteuerrate und
fwe_i(0) = 1 oder
= dem letzten erreichten Absteuerwert fwe_i(k), falls
eine Absteuerung auf 1 nicht ganz beendet wurde.

Durch die einspritzsynchrone Berechnung ist die Aufsteuerzeitkon stante TauAUF bei konstantem ZWEAUF umgekehrt proportional zur Dreh zahl, wie die aus Fig. 1 abzuleitende folgende Formel zeigt:

TauAUF = TA/ZWEAUF,

mit TA = Zeitdauer zwischen zwei regulären Einspritzzeitausgaben. Durch Wahl eines drehzahlabhängigen Wertes für ZWEAUF kann ein be liebiger drehzahlabhängiger Wert für TauAUF erreicht werden.

Hat die Abfrage in 15 kein gesetztes Ausblendbit ergeben, bedeutet dies nach Block 19 ein Starten der Einspritzung mit der in Block 13 berechneten Einspritzzeit. Für die nachfolgende Einspritzung wird die abzuregelnde Mehrmenge nach folgender programmtechnischen Formel ermittelt:

fwe_1 = fwe_1 + (1 - fwe_1).ZWEAB

Allgemein ausgedrückt besagt diese Formel, daß die Absteuerung der Mehrmenge nach dem Wiedereinsetzen der Einspritzung für einen Zylinder i nach der Formel erfolgt:

fwe_i(k) = fwe_i(k-1) + [1 - fwe_i(k-1)].ZWEAB,

mit k = Anzahl der Einspritzungen nach Ausblendungen des jeweiligen Zylinders i
ZWEAB = Mehrmengenabsteuerrate
fwe_i(0) = dem letzten erreichten Aufsteuerwert fwe_i(a)

Für die Absteuerzeitkonstante TauAB gelten analog zu TauAUF die Aussagen zur Drehzahlabhängigkeit und die Formel:

TauAB = TA/ZWEAB

mit TA = Zeitdauer zwischen zwei regulären Einspritzzeitausgaben.

Beide Berechnungsblöcke 17 und 20 führen im folgenden auf den Ein gang der Abfrage 12 zurück.

Als erfindungswesentlich sind wenigstens die folgenden Punkte anzu sehen:
Für jeden Zylinder wird eine Mehrmengenberechnung durchgeführt, die abhängig ist von der Anzahl der ausgeblendeten Einspritzimpulse für den speziellen Zylinder bzw. der Anzahl der erfolgten Einspritzim pulse nach wenigstens einer Ausblendung.

Die Mehrmenge kann dabei multiplikativ oder additiv auf das Lastsignal t1 als dem Quotienten von Luftmassendurchsatz und Drehzahl wirken.

Für die mit Beginn der Ausblendung der Einspritzungen zu berechnende Aufsteuerung einer additiven Mehrmenge für einen Zylinder i gilt dann die Formel (im Vergleich zu den obengenannten Formeln ist "f" durch "ad" ersetzt):

adwe_i(a) = adwe_i(a-1) + [ADWEMX - adwe_i(a-1)].ZWEAUF

Für die Absteuerung gilt entsprechend

adwe_i(k) = adwe_i(k-1) + [1 - adwe_i(k-1)].ZWEAB

In allen Fällen kann jedoch die maximale Mehrmenge (hier FWEMX) abhängig gemacht werden von Motorbetriebsparametern wie z. B. der Drehzahl, der Last oder der Motortemperatur. Ebenso kann die Auf- und Absteuerzeitkonstante (ZWEAUF, ZWEAB) von derartigen Motorbetriebsparametern abhängig gemacht werden.

Die einfachste Ausführung besteht darin, daß die Steuerzeitkonstante Null ist, das heißt, daß nur der erste Einspritzimpuls nach Ausblendung eine Mehrmenge enthält.

Hauptvorteil des erfindungsgemäßen zylinderselektiven Einspritzsystems ist es, daß sich mit ihm die Verbrennung nach einer beliebigen Anzahl von zylinderselektiven Ausblendungen sicherstellen läßt. Schließlich ergibt sich auch nach Ausblendungen auf bestmögliche Weise ein gewünschter Lambdaverlauf für jeden einzelnen Zylinder.

Claims

1. Zylinderselektives Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit zylinderselektiven Einspritzausblendungen zum Realisieren einer das Antriebsmoment reduzierenden Funktion wie Antriebsschlupfregelung, Schubabschaltung sowie Drehzahl- oder Geschwindigkeitsbegrenzung,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr

a) eine zylinderindividuelle Wiedereinsetzmenge vorgesehen ist,
b) deren Anfangswert abhängig ist von der Anzahl der ausgeblendeten Einspritzungen des jeweiligen Zylinders, und/oder
c) deren Absteuerung auf Null abhängig ist von der Anzahl der erfolgten Einspritzungen dieses Zylinders nach Ende einer Ausblendung.
d) Zylinderselektives Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß mit der Ausblendung der Einspritzungen die Auf steuerung einer multiplikativen Mehrmenge für einen Zylinder i nach der Formel erfolgt:
fwe_i(a) = fwe_i(a-1) + [FWEMX - fwe_i(a-1)].ZWEAUF,
mit a = Anzahl der Ausblendungen des jeweiligen Zylinders i,
FWEMX = Maximalwert der Mehrmenge.
ZWEAUF = Mehrmengenaufsteuerrate und
fwe_i(0) = 1 oder
= dem letzten erreichten Absteuerwert fwe_i(k), falls eine Absteuerung auf 1 nicht ganz beendet wurde.

3. Zylinderselektives Einspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die umgekehrte Drehzahlproportionalität der Auf steuerzeitkonstanten TauAUF wegen der Formel:
TauAUF = TA/ZWEAUF
mit TA = Zeitdauer zwischen zwei regulären Einspritzzeitausgaben, durch eine wählbare betriebsparameter-abhängige Aufsteuerrate ZWEAUF vorgebbar ist.

4. Zylinderselektives Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Absteuerung der Mehrmenge nach dem Wiederein setzen der Einspritzung für einen Zylinder i nach der Formel erfolgt:
fwe_i(k) = fwe_i(k-1) + [1 - fwe_i(k-1)].ZWEAB,
mit k = Anzahl der Einspritzungen nach Ausblendungen des jeweiligen Zylinders i
ZWEAB = Mehrmengenabsteuerrate
fwe_i(0) = dem letzten erreichten Aufsteuerwert fwe_i(a)

5. Zylinderselektives Einspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die umgekehrte Drehzahlproportionalität der Absteuerzeitkonstante TauAB wegen der Formel:
TauAB = TA/ZWEAB,
mit TA = Zeitdauer zwischen zwei regulären Einspritzzeitausgaben, durch eine wählbare betriebsparameter-abhängige Absteuerrate ZWEAB vorgebbar ist.

6. Zylinderselektives Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß mit der Ausblendung der Einspritzungen die Auf steuerung einer additiven Mehrmenge für einen Zylinder i nach der Formel erfolgt:
adwe_i(a) = adwe_i(a-1) + [ADWEMX - adwe_i(a-1)].ZWEAUF

7. Zylinderselektives Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Absteuerung einer additiven Mehrmenge nach dem Wiedereinsetzen der Einspritzung für einen Zylinder i nach der For mel erfolgt:
adwe_i(k) = adwe_i(k-1) - adwe_i(k-1).ZWEAB

8. Zylinderselektives Einspritzsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 2, 3, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert der Mehrmenge FWEMX abhängig ist von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine wie Drehzahl, Last oder Temperatur.

9. Zylinderselektives Einspritzsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 2, 3, 5, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrmengenaufsteuerrate ZWEAUF und/oder die Mehrmengenabsteuerrate ZWEAB abhängig ist von wenigstens einem Betriebsparameter der BKM, wie Drehzahl, Last oder Temperatur.