WO1991017350A1

WO1991017350A1 - Process and device for determining the amount of fuel to be supplied to an internal-combustion engine with intermittent fuel injection during operation

Info

Publication number: WO1991017350A1
Application number: PCT/DE1991/000290
Authority: WO
Inventors: Eberhard Schnaibel; Nikolaus Benninger
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1991-11-14
Also published as: DE4014952A1

Abstract

In order to determine the amount of fuel to be supplied to an internal-combustion engine with intermittent injection and to measure the air flow in the inlet pipe, the invention proposes, in contrast to prior art time-based injection control, a crankshaft angle-based control. Injection is carried out for a length of time (t$g(a)?) determined by the time taken for the crankshaft ($g(a)) to increase from zero to a pre-computed final value (fuel injection angle $g(a)i?), the integral of amount of fuel injected being adjusted independently of rpm, automatically and without delay, to the engine filling. At high rpm, and a correspondingly small amount of fuel supplied per injection, the number of injections per unit time increases, thus ensuring complete compensation.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der einer Brennkraftmaschine mit intermittierender Einspritzung während des Betriebs zuzuführenden Kraftstoffmenge Method and device for determining the amount of fuel to be supplied to an internal combustion engine with intermittent injection during operation

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5 . The invention is based on a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 5.

Zur intermittierenden Einspritzung der einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit zu ihren jeweiligen Betriebsdaten zuzuführenden Kraftstoffmenge sind eine Vielzahl von Ausführungsformen bekannt, wobei allgemein ein analoges Einspritzverfahren, bei dem ein Kondensator luftmassenabhängig aufgeladen und drehzahlabhängig entladen wird, repräsentativ entnommen werden kann der DE-OS 2014633 , während ein digitales Einspritzverfahren, bei welchem ebenfalls für jeden unterschiedlichen Betriebszustand eine bestimmte Einspritzdauer t_i errechnet wird, z.B. in der US-PS 4048965 beschrieben ist. Auch bei dem digitalen A large number of embodiments are known for intermittent injection of the amount of fuel to be supplied to an internal combustion engine as a function of its respective operating data, and in general an analog injection method in which a condenser is charged depending on the air mass and discharged depending on the speed can be found in DE-OS 2014633 while a digital injection process, which also for a certain injection duration t _{i is} calculated for each different operating state, for example as described in US Pat. No. 4,048,965. Even with the digital

Verfahren wird wie im analogen Bereich die Dauer einer Einspritzzeit bestimmt in Abhängigkeit von variablen Meßgrößen der Brennkraftmaschine, indem man beispielsweise einen Zähler luftmassenabhängig hochzählt und drehzahlabhängig abwärtszählt, wobei die sich hierbei ergebende Zeit oder ein Bruchteil von dieser als Grund- t_L-Impuls weiter verarbeitet und zusätzlichen Korrekturen zur Bildung der endgültigen Einspritzzeit t_i unterworfen wird. As in the analog range, the method determines the duration of an injection time as a function of variable measured variables of the internal combustion engine, for example, by counting up a counter depending on the air mass and counting down depending on the speed, with the resulting time or a fraction of this being further processed as the basic T _L pulse and subjected to additional corrections to form the final injection time t _i .

Zwar ist auch bei den üblichen konventionellen Einspritzsystemen ein Drehzahlgeber vorgesehen, der beispielsweise einen Impuls pro 6° Inkrement der Kurbelwelle liefern kann; diese stets laufende Winkelmessung wird jedoch für den Einspritzvorgang selbst nicht verwendet, obwohl eine Vielzahl anderer Funktionen bei der Brennkraftmaschine winkelbezogen sind, beispielsweise die Zündung. Für die konventionelle Einspritzung wird ausschließlich ein fester Winkelpunkt der Kurbelwellenposition zugrunde gelegt, ab welchem man die Einspritzung in der Zeit ablaufen lassen kann; ist die vorgegebene Zeit in geeigneter Weise abgearbeitet, dann ist auch die Einspritzung beendet. Der Beginn der Einspritzung ist dabei nicht kritisch; A speed sensor is also provided in the conventional injection systems which can, for example, deliver one pulse per 6 ° increment of the crankshaft; however, this constantly running angle measurement is not used for the injection process itself, although a large number of other functions in the internal combustion engine are angle-related, for example the ignition. For conventional injection, only a fixed angle point of the crankshaft position is used, from which the injection can be run in time; If the specified time has been processed in a suitable manner, then the injection is also ended. The start of injection is not critical;

er kann an sich beliebig. gelegt werden, beispielsweise so, daß das Ende des jeweiligen intermittierenden Einspritzimpulses dann vorliegt, wenn das zugeordnete Einlaßventil bei einem Otto-Motor gerade öffnet (Vermeidung einer Einspritzung in das offene in itself it can be anything. be placed, for example, so that the end of the respective intermittent injection pulse is present when the associated intake valve is just opening in an Otto engine (avoiding an injection into the open one

Einlaßventil). Grundsätzlich beruhen alle luftmassengestützten Einspritzsysteme auf der Messung des Luftmassenstroms Inlet valve). Basically, all air mass-based injection systems are based on the measurement of the air mass flow

im Saugrohr. Dabei muß der von einem geeigneten Sensor in the intake manifold. It must be from a suitable sensor

(zum Beispiel Hitzdrahtinstrument) gelieferte Meßwert der Art "Masse pro Zeit"

) umgerechnet werden (for example hot wire instrument) delivered measured value of the type "mass per time"

) can be converted

in eine den Lastzustand des Motors charakterisierende into a characterizing the load state of the engine

Größe "Masse pro Hub". Dies erfolgt gewöhnlich durch Size "mass per stroke". This is usually done by

Division von

durch die Motordrehzahl n. Der für Division of

by the engine speed n. The for

ein gewünschtes Luftverhältnis erforderliche Kraftstoff wird dann durch die Vorgabe der erwähnten Einspritzzeit t_i bereitgestellt, welche proportional a desired air ratio required fuel is then provided by the specification of the injection time t _i mentioned, which is proportional

zu t_L = ist.at t _L = is.

Unangenehm kann bei dieser Vorgehensweise aber sein, This procedure can be uncomfortable

daß diese grundsätzlich mit zwei Problemen behaftet that this basically has two problems

ist. is.

Zum einen ist aufgrund von internen Rechenzeiten und On the one hand, due to internal computing times and

der Tatsache, daß die Drehzahlberechnung auf einer the fact that the speed calculation on a

Mittelwertbildung beruht, die verwendete Drehzahl Averaging is based on the speed used

stets veraltet. Zum anderen können kurzzeitige Drehzahlschwankungen, die nach Beginn der Einspritzung always out of date. On the other hand, short-term speed fluctuations that occur after the start of injection

auftreten, grundsätzlich nicht mehr berücksichtigt occur, no longer considered

werden, da die berechnete Einspritzzeit dann nicht because the calculated injection time is not

mehr verändert wird. is changed more.

Hierdurch wird die Kraftstoffbeimessung im dynamischen Betrieb notwendigerweise, wenn auch nur in einem geringen Maße ungenau, was aber bei den heutigen As a result, fuel metering in dynamic operation is necessarily, if only to a small extent, inaccurate, but what is the case with today's

mit Katalysatoren arbeitenden Einspritzsystemen für injection systems working with catalysts for

Brennkraftmaschinen nicht mehr völlig vernachlässigbar sein sollte, insbesondere wenn man so genau wie möglich innerhalb des günstigsten Katalysatorarbeitsbereichs ( λ = 1- Konzept) arbeiten möchte. Internal combustion engines should no longer be completely negligible, especially if you are as accurate as possible within of the cheapest catalytic converter work area (λ = 1 concept).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die The invention is therefore based on the object

bekannten luftmassengestützten Einspritzsysteme dahingehend zu verbessern, daß auch kurzzeitige Drehzahlschwankungen im dynamischen Betrieb die Genauigkeit to improve known air-mass-based injection systems in that even short-term speed fluctuations in dynamic operation improve the accuracy

der Kraftstoffbeimessung nahezu nicht mehr beeinflussen und sich die Möglichkeit ergibt, die Brennkraftmaschine sehr präzise im Bereich λ = 1 arbeiten zu lassen. almost no longer influence the fuel rating and there is the possibility of having the internal combustion engine work very precisely in the range λ = 1.

Dabei ist ferner vorteilhaft, daß infolge der unterschiedlichen Grundkonzeption bei vorliegender Erfindung, anstelle einer zeitgesteuerten Benzineinspritzung auf eine kurbelwinkelgesteuerte Benzineinspritzung übergeganqen wird, so daß nunmehr durchgehend mit Winkelgrößen beim Betrieb einer Brennkraftmaschine, wie sie It is also advantageous that, due to the different basic concept in the present invention, instead of a time-controlled gasoline injection, a crank angle-controlled gasoline injection is used, so that now continuously with angular sizes when operating an internal combustion engine, such as the one described above

auch für die Steuerung des Zündvorgangs verwendet also used to control the ignition process

wird, gearbeitet werden kann, da durch die Erfindung die Einspritzzeit direkt als Winkelgröße berechnet is worked, since the invention calculates the injection time directly as an angle variable

und auch als Winkel aktualisiert wird, der dadurch and also updated as an angle by that

abgearbeitet wird, daß man entsprechend feingestufte is processed that one is finely graded accordingly

Winkelinkremente zählt. Angular increments count.

Wie im folgenden noch nachgewiesen wird, reduziert As will be demonstrated below, reduced

sich auf diese Weise der gegenüber einer zeitgesteuerten Einspritzung noch verbleibende Fehler je nach In this way, the remaining error compared to a time-controlled injection depends on

den vorliegenden Betriebsbedingungen unter Umständen bis auf ein Zehntel oder mehr und läßt sich dann, wenn man eine Vorlagerung des Kraftstoffs in die Intervallmitte vornimmt, praktisch auf Null reduzieren,so daß sich der Ein fluß auch kurzer heftiger Drehzahlschwankungen praktisch eliminieren läßt. the present operating conditions under certain circumstances up to a tenth or more and can be practically reduced to zero if you pre-store the fuel in the middle of the interval, so that the Ein river can also practically eliminate short violent speed fluctuations.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Erhöhung der Auflösung des Kurbelwinkels durch Advantageous further developments and improvements of the invention are possible through the measures listed in the subclaims. The increase in the resolution of the crank angle by is particularly advantageous

Verwendung solcher Inkrementsysteme, die beispielsweise mittels einer Zahnverfeinerung eine wesentlich Use of such increment systems, which are essential, for example, by means of tooth refinement

höhere Auflösung ermöglichen, so daß wie bei einer enable higher resolution, so that as with a

Zündwinkelausgabe auch bei vorliegender Erfindung Firing angle output also in the present invention

der jeweils verbleibende Restwinkel in der Zeitebene mit hoher Genauigkeit abgearbeitet werden kann, und sich gängige Korrektureingriffe zur Realisierung von Warmlauf, Beschleunigung u. dgl. in der gewohnten the remaining angle in the time plane can be processed with high accuracy, and common correction interventions for realizing warm-up, acceleration and. Like in the usual

Weise realisieren lassen. Let it be realized.

Zeichnung drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:

Fig. 1 in Form eines Diagramms die bei mehrmaliger Fig. 1 in the form of a diagram with multiple

Kurbelwellenumdrehung in Abhängigkeit zum Kurbelwellenwinkel bei einem Otto-Motor mit: vier Zylindern jeweils auftretenden Betriebszustände (Arbeitstakte), so daß sich die Zeitverschiebung bei der Drehzahlmessung und der hieraus resultierende Fehler bei der Einspritzdauerberechnung, wie Crankshaft rotation as a function of the crankshaft angle in an Otto engine with: four cylinders operating conditions (work cycles), so that the time shift in the speed measurement and the resulting error in the injection duration calculation, such as

nachfolgend gezeigt, erkennen lassen (Stand der Technik); Fig. 2 in Form eines einfachen Blockschaltbilds eine Ausführungsform einer durch die Erfindung realisierten kurbelwinkelgesteuerten Einspritzung und shown below, can be recognized (prior art); Fig. 2 in the form of a simple block diagram an embodiment of a crank angle controlled injection realized by the invention and

Fig. 3 zum Vergleich demgegenüber das Blockschaltbild einer zeitgesteuerten Einspritzung (Stand der Technik). 3 for comparison, the block diagram of a time-controlled injection (prior art).

Fig. 4 ein Flußdiagramm der Ablaufsteuerung. Fig. 4 is a flow chart of the sequence control.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, zur Genauigkeitserhöhung und mit dem Ziel, möglichst alle Funktionen bei einer Brennkraftmaschine zur Vereinfachung des Arbeitsaufwandes anhand von Winkelmessungen und -berechnungen abzuwickeln, auch den Einspritzvorgang kurbelwinkelgesteuert durchzuführen, indem die bei jedem intermittierenden Einspritzzeitpunkt zuzuführende Kraftstoffmenge aus einer Winkelangabe besteht, die durch Zählung einzelner Winkelinkremente abgearbeitet wird. The basic idea of the present invention is to carry out the injection process in a crank angle-controlled manner in order to increase the accuracy and, with the aim of performing all functions in an internal combustion engine to simplify the workload, in order to simplify the workload, in that the fuel quantity to be supplied at each intermittent injection time consists of an angle specification , which is processed by counting individual angular increments.

In diesem Zusammenhang ist es natürlich richtig, daß bei höherer Drehzahl dann die einzelnen Winkelinkremente schneller zur Zählung bereitstehen, so daß sich pro Einzeleinspritzung gesehen die jeweilige Kraftstoffmenge notwendigerweise verringert; da sich jedoch demgegenüber die Anzahl der Einspritzvorgänge mit steigender Drehzahl entsprechend erhöht, kann der Drehzahleinfluß, da er sich automatisch heraushebt, unberücksichtigt bleiben, was im übrigen auch der Grundgedanke vorliegender Erfindung ist. Zur Verdeutlichung und zum besseren Verständnis der Erfindung ist es erforderlich, im folgenden anhand von Berechnungen sowohl die zeitgesteuerte Einspritzung als auch die kurbelwinkelgesteuerte Einspritzung gegenüberzustellen und insbesondere durch eine entsprechende Fehlerbetrachtung die Unterschiede herauszuarbeiten. In diesem Zusammenhang wird ferner darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf ein konkretes Ausführungsbeispiel in beliebiger Hardware-Konzeption beschränkt ist, sondern die nachfolgende Erläuterung anhand der Funktionsblöcke der Fig. 2 und der Rechenbeispiele insbesondere dazu dient, die funktionellen Grundwirkungen der Erfindung zu veranschaulichen und spezielle Funktionsabläufe anzugeben. Es versteht sich, daß die Erfindung in analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein kann oder, was zukünftig mit Sicherheit angenommen werden kann, ganz oder teilweise zusammengefaßt entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Systemen, also beispielsweise Mikroprozessoren, Mikrorechner u. dgl. In this context, it is of course correct that the individual angular increments are then available for counting faster at higher engine speeds, so that the amount of fuel in each injection is necessarily reduced; however, since the number of injection processes increases correspondingly with increasing engine speed, the influence of the engine speed can be disregarded, since it automatically stands out, which is also the basic idea of the present invention. In order to clarify and to better understand the invention, it is necessary in the following to compare both the time-controlled injection and the crank angle-controlled injection on the basis of calculations, and in particular to work out the differences by means of a corresponding error analysis. In this context, it is further pointed out that the invention is not limited to a specific embodiment in any hardware concept, but rather the following explanation based on the function blocks of FIG. 2 and the calculation examples serves in particular to illustrate the basic functional effects of the invention and specify special functional processes. It is understood that the invention can be constructed in analog, digital or hybrid technology or, what can be safely assumed in the future, fully or partially summarized corresponding areas of program-controlled digital systems, for example microprocessors, microcomputers and the like. the like

in Form eines Programms belegen kann. Hinweise auf einzelne Schaltungsblöcke dienen daher lediglich einem besseren Verständnis, wobei die Grundkonzeption der Erfindung aus der nachfolgenden Berechnung hervorgeht. in the form of a program. References to individual circuit blocks are therefore only for better understanding, the basic concept of the invention being apparent from the following calculation.

Entsprechend der Darstellung der in dem Stand der Technik angegebenen Figur 3 dienen zur Realisierung eines Grund-Einspritzimpulses die beiden Variablen Drehzahl n und der Luftmassenstrom

_Lo über entsprechende Geber, nämlich einen induktiven Drehzahlgeber 10 und einen Hitzdrahtluftmassenmesser 11 bei dem speziell betrachteten Ausführungsbeispiel gelangen diese beiden Daten zu einem Lasterfassungs-Rechenblock 12, wobei zur Intervallbestimmung (Zeitraum zwischen zwei Drehzahlimpulsen) dem Induktivgeber 10 ein Intervallrechner 10a zur Bestimmung der Zeit TD nachgeschaltet ist, wobei TD die Zeit für 2/z Umdrehungen der Kurbelwelle darstellt, mit z = Anzahl der Zylinder. Die Größe

_L ist der mit einem Luftmassenmesser ermittelte Luftmassenstrom im Saugrohr. According to the representation of FIG. 3 given in the prior art, the two variables speed n and the air mass flow are used to implement a basic injection pulse

_Lo via appropriate sensors, namely an inductive speed sensor 10 and a hot wire air mass meter 11 in the In the exemplary embodiment considered in particular, these two data arrive at a load detection arithmetic block 12, an interval calculator 10a for determining the time TD being connected downstream of the inductive transmitter 10 for determining the interval (time period between two speed pulses), TD representing the time for 2 / z revolutions of the crankshaft, with z = number of cylinders. The size

_L is the air mass flow in the intake manifold determined with an air mass meter.

Es ergibt sich dann ein Grundeinspritzimpuls t_e, der nach Korrekturen am Block 13 in einen endgültigen A basic injection pulse t _e then results which, after corrections at block 13, has a final one

Einspritzimpuls mit der Zeitdauer t, übergeht. Zur Umwandlung in eine Zeitdauer kann dann ein von einer Zeituhr 14 angesteuerter Zähler 15 in der Zeitebene vorgesehen sein, der dann über weitere, nicht im einzelnen erwähnte Verstärkerschaltungen auf die nachgeschalteten Einspritzventile entsprechend Block 16 arbeitet. Hierbei basiert also die Beimengung des erforderlichen Kraftstoffs zu der vom Motor angesaugten Luftmasse grundsätzlich auf folgender Überlegung: Injection pulse with the duration t, passes. For conversion into a time period, a counter 15 controlled by a timer 14 can then be provided in the time plane, which then operates via further amplifier circuits, not mentioned in detail, on the downstream injection valves in accordance with block 16. The addition of the required fuel to the air mass drawn in by the engine is basically based on the following consideration:

Für die Luftmasse pro Hub gilt: The following applies to the air mass per stroke:

(1)

(1)

Angenommen wird hierbei ein näherungsweise konstanter An approximately constant is assumed here

Luftmassenstrom Für die zugemessene Kraftstoffmas

se soll gelten Air mass flow For the measured fuel mass

It should apply

(2)(2)

Dabei wird die Einspritzung des erforderlichen Kraftstoffs durch die Vorgabe der Einspritzzeit t_i nach The injection of the required fuel is followed by the specification of the injection time t _i

den folgenden Formeln realisiert (intermittierende the following formulas (intermittent

Einspritzung, Ventilkonstante K_v): Injection, valve constant K _v ):

= K* T_D . (3) = K * T _D. (3)

Bei der konkreten Berechnung und Vorgabe der Einspritzzeit wird dabei angenommen, daß das zur betrachteten Einspritzung gehörende Zeitintervall T_D,K mit In the concrete calculation and specification of the injection time, it is assumed that the time interval T _{D, K} belonging to the injection under consideration

dem zurückliegenden Intervall T_D,K-1 übereinstimmt (siehe Fig.1; konstante Drehzahl n). Aufgrund von Rechenlaufzeiten the previous interval T _{D, K-1} matches (see Fig. ₁ ; constant speed n). Due to computing times

ist es oftmals sogar erforderlich, bei der Auswertung it is often even necessary for the evaluation

von G1.(3) sogar auf das Intervall T_D,K-2 zurückzugreifen. Strenggenommen müßte dagegen aber mit dem of G1. (3) even to use the interval T _{D, K-2} . Strictly speaking, however, would have to do with that

zum eigentlichen Ansaugvorgang gehörenden Intervall interval belonging to the actual suction process

T_D,K-1 gerechnet werden. Daß dies zutreffend ist, T _{D, K-1 can be} calculated. That this is true

läßt sich aus einem Vergleich der Arbeitstakte, wie can be seen from a comparison of the work cycles, such as

in Fig. 1 gezeigt, erkennen; die im Intervall T_D,k shown in Figure 1; which in the interval T _{D, k}

vorgenommene Einspritzung des Kraftstoffs wird erkenn bar erst im sich daran anschließenden Intervall T_D,K-1 wirksam, da erst zu diesem Zeitpunkt die Luftmassenmenge angesaugt wird, zu der die im vorhergehenden Intervall abgespritzte Kraftstoffmenge gehört. The fuel injection is recognized bar only effective in the adjoining interval T _{D, K-1} , since the air mass quantity to which the fuel quantity sprayed in the previous interval belongs is only drawn in at this point in time.

Die Erfindung beseitigt diese Probleme und geht auf eine kurbelwinkelgesteuerte Einspritzung über, der folgende Überlegungen zugrunde liegen. Ausgehend von der Erkenntnis, daß sich bei einer Brennkraftmaschine unter gleichen Bedingungen die Dauer der Einspritzzeit t_i zum gesamten Intervall T_D verhalten muß wie die Dauer eines Einspritzwinkels α_i zum gesamten Intervallwinkel α_D, mit α_D = 2/z, wobei z wiederum die Anzahl der Zylinder ist, erhält man die Gleichung The invention eliminates these problems and proceeds to crank angle controlled injection based on the following considerations. Based on the knowledge that in an internal combustion engine under the same conditions, the duration of the injection time t _i must be related to the entire interval T _D as the duration of an injection angle α _i to the entire interval angle α _D , with α _D = 2 / z, where z in turn is the number of cylinders, you get the equation

(4)

(4)

Hierbei können α_i und α_D als verallgemeinerte Kurbelwinkel aufgefaßt werden; α = 2 entspricht dann zwei Umdrehungen der Kurbelwelle. Here, α _i and α _D can be understood as generalized crank angles; α = 2 then corresponds to two revolutions of the crankshaft.

Gleichung (4) ergibt dann mit Gleichung (3)

Equation (4) then gives with equation (3)

= K* α_D . (5) = K * α _D. (5)

Zur Bestimmung des Einspritzwinkels α_i wird somit die Zeitspanne T_D,k nicht mehr benötigt (siehe auch Fig. 2). Dieses Intervall darf sich nunmehr von den zurückliegenden Intervallen T_D,K-1, T_D,K-2 unter- scheiden, wenngleich auch bei Verwendung von Gl.(5) eine vollkommen exakte Einspritzung nur dann erfolgt, falls die Drehzahl im Intervall T_D,k konstant ist. Für den Fall, daß sich die Drehzahl linear mit der Zeit ändert, werden im folgenden die bei zeit- und winkelgesteuerter Einspritzung entstehenden Fehler miteinander verglichen. The time period T _{D, k} is therefore no longer required to determine the injection angle α _i (see also FIG. 2). This interval may now differ from the previous intervals T _{D, K-1} , T _{D, K-2} divide, although even with the use of Eq. (5), a completely exact injection only takes place if the speed is constant in the interval T _{D, k} . In the event that the speed changes linearly with time, the errors which occur in the case of time-controlled and angle-controlled injection are compared with one another.

Allgemeine Fehlerbetrachtung: Linearer Anstieg der Drehzahl bedeutet n = n_o + a·t . General error analysis: Linear increase in speed means n = n _o + a · t.

Wegen gilt . (6)

Because of. (6)

Der Intergrand n als Funktion von α ergibt sich hier wegen

The intergrand n as a function of α results here

d.h. i.e.

n dn = a dα zu

wobei die Anfangswerte für Kurbelwinkel α und Drehzahl n zu Null bzw. n_o gesetzt wurden. Auswertung von n dn = a dα to

the initial values for crank angle α and speed n were set to zero and n _o , respectively. Evaluation of

Gl.(6) liefert nun Eq. (6) now delivers

Für For

und

and

erhält man die folgenden Zahlenwerte für die beiden zu vergleichenden Einspritzprinzipien (α_D = d.h.the following numerical values are obtained for the two injection principles to be compared (α _D = ie

Betrachtung eines Vierzylindermotors).

Consideration of a four-cylinder engine).

Zeitgesteuerte Einspritzung: Timed injection:

Bei Verwendung von T_D,K-1 anstelle von T_D,K ergibt sich wegen T_D,K = 0,025321 sec und Using T _{D, K-1} instead of T _{D, K} results in T _{D, K} = 0.025321 sec and

T_D,K-1 = 0,024695 sec ein Fehler von 2,5 %; bei Verwendung von T_D,K-2 wegen T_D,K-2 = 0,024114 sec ein Fehler von 4,8 %. Kurbelwellengesteuerte Einspritzung: T _{D, K-1} = 0.024695 sec an error of 2.5%; when using T _{D, K-2} because of T _{D, K-2} = 0.024114 sec an error of 4.8%. Crankshaft controlled injection:

Es wird während der Zeit t_α eingespritzt, die verstreicht, während der Kurbelwinkel α von 0 bis α_i anwächst. In Analogie zu Gl.(6) gilt It is injected during the time t _α , which passes as the crank angle α increases from 0 to α _i . In analogy to Eq. (6) applies

(7)

(7)

Korrekte Einspritzung liegt vor, wenn t_α = t_i = K* T_D,k gilt (vgl. Gl.(3)). Gemäß Gl.(5) wird α_i = K* α_D gewählt, d.h. t_α ergibt sich für die obigen Zahlenwerte und einer Zylinderzahl z = 4 zu Correct injection is present if t _α = t _i = K * T _{D, k} (see Eq. (3)). According to Eq. (5), α _i = K * α _{D is} chosen, ie t _α results for the above numerical values and a number of cylinders z = 4

sec,sec,

im Gegensatz zu J sec .in contrast to J sec.

Für K* = 0,25 ergibt sich ein Fehler von 0,96 %, für K* = 0,5 ein Fehler von 0,6 % und für den GrenzfallFor K * = 0.25 there is an error of 0.96%, for K * = 0.5 an error of 0.6% and for the limit case

K* = 1 gilt t_α = t_i, d.h. die Einspritzung erfolgt dann fehlerfrei. K * = 1 applies t _α = t _i , ie the injection then takes place without errors.

Eine Verringerung der Fehler läßt sich dabei noch durch eine Vorlagerung des Kraftstoffs in der Intervallmitte erzielen. Anstelle von Gl.(7) gilt dann A reduction in errors can also be achieved by pre-storing the fuel in the middle of the interval. Then instead of Eq. (7)

Im Falle K* = 0,25 liegt der Fehler nunmehr bei In the case of K * = 0.25, the error is now included

0,007 %, für K* = 0,5 bei 0,006%. 0.007%, for K * = 0.5 at 0.006%.

Für den Grenzfall K* = 1 gilt nach wie vor t_α =t_i. For the limit case K * = 1, t _α = t _i still applies.

Das beschriebene Verfahren der Einspritzung über die Vorgabe eines Einspritzwinkels ist grundsätzlich für alle solche Lasterfassungssysteme geeignet, die auf einer Messung des Luftmassenstrcms beruhen (siehe

The described method of injection by specifying an injection angle is basically suitable for all such load detection systems which are based on a measurement of the air mass flow (see

Gl.(3)). Gängige Korrektureingriffe zur Realisierung von Warmlauf, Beschleunigung etc. lassen sich in der gewohnten Weise realisieren. Eq. (3)). Common correction interventions to implement warm-up, acceleration etc. can be implemented in the usual way.

Aus der Darstellung der Fig. 2 erkennt man, daß die Realisierung vorliegender Erfindung im Hardware- Bereich nicht nur mit geringerem Aufwand durchzuführen ist, sondern sich im wesentlichen auch mit den gleichen ohnehin bei der Berechnung einer intermittie renden Einspritzung vorgesehenen Rechensystemen realisieren läßt, wobei der Induktivgeber 10' sinnvollerweise so ausgebildet ist, daß er eine entsprechend verfeinerte durchlaufende Winkelangabe liefern kann, so daß durch den nunmehr in der Winkelebene vorgesehenen Zähler 15' zur kurbelwinkelgesteuerten Einspritzung der vom vorgeschalteten Korrekturblock 13' zugeführte und in den Zähler gesetzte Anfangswert des From the representation of FIG. 2 it can be seen that the implementation of the present invention in the hardware area is not only to be carried out with less effort, but essentially also with the same anyway when calculating an intermittent Renden Injection provided computing systems can be realized, the inductive sensor 10 'is usefully designed so that it can provide a correspondingly refined continuous angle indication, so that the now provided in the angular plane counter 15' for crank angle-controlled injection of the upstream correction block 13 'and supplied initial value of the

Einspritzwinkels α_i durch die jeweils eingehenden Injection angle α _i by the respective incoming

Winkelinkremente abgearbeitet wird, während welcher Zeit dann eingespritzt wird. Angular increments are processed, during which time it is then injected.

Der bei der kurbelwinkelgesteuerten Einspritzung vorgesehene Lasterfassungsblock 12' ist entsprechend der weiter vorn angegebenen Berechnung als Teilprogramm eines Rechners so ausgelegt, daß anstelle einer Zeitdauer ein Winkelgrundwert α für Einspritzung erstellt wird, der nach Durchführung der Korrekturen dem Zähler 15' in der Winkelebene zugeführt wird. The load detection block 12 'provided for the crank angle-controlled injection is designed in accordance with the calculation given above as a partial program of a computer so that instead of a period of time a basic angle value α is generated for injection, which is supplied to the counter 15' in the angular plane after the corrections have been carried out.

Ein in Fig. 4 noch angegebenes Flußdiagramm über den programmgesteuerten Funktionsablauf bei vorliegender Erfindung zeigt die einzelnen Arbeitsvorgänge, die sich im Lasterfassungsblock 12 ergeben, genauer. Da es sich hier im wesentlichen um einen Programmierungsvorgang handelt, der für den Fachmann nach Kenntnis der vorliegenden Erfindung problemlos durchgeführt werden kann, braucht hierauf nicht mehr genauer eingegangen zu werden. A flowchart of the program-controlled functional sequence in the present invention, which is also shown in FIG. 4, shows the individual work processes that result in the load detection block 12 in more detail. Since this is essentially a programming process that can be carried out without any problems for the person skilled in the art after knowing the present invention, it is no longer necessary to go into this in more detail.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All features shown in the description, the following claims and the drawing can both be essential to the invention individually as well as in any combination with one another.

Claims

Patentansprüche Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der einer Brennkraftmaschine mit intermittierender Einspritzung und Luftmassenmessung im Saugrohr zuzuführenden Kraftstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Zeit (t_α) eingespritzt wird, die sich ergibt, während der Kurbelwinkel (α) vom Wert Null bzw. einem Anfangswert (α_o) bis zu einem vorgegebenen Endwert (α_i) anwächst, wobei drehzahlunabhängig und automatisch das Integral der eingespritzten Menge der Füllung des Motors angepaßt wird. 1. A method for determining the amount of fuel to be supplied to an internal combustion engine with intermittent injection and air mass measurement in the intake manifold, characterized in that injection takes place during a time (t _α ) that results during the crank angle (α) of zero or an initial value ( α _o ) grows up to a predetermined final value (α _i ), the integral of the injected quantity being automatically adapted to the filling of the engine, irrespective of the speed.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Endwert als Einspritzwinkel 2. The method according to claim 1, characterized in that the predetermined end value as the injection angle

(α_i) ausschließlich unter Zugrundelegung des gemessenen Luftmassenstroms

berechnet und dadurch in eine von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Zeitdauer umgesetzt wird, daß der in einen Zähler in der Winkelebene eingegebene Einspritzwinkel (α_i) durch von einem Induktivgeber gelieferte feingestufte Winkelinkremente abgearbeitet wird, wobei die sich aus einer schnelleren Drehzahl ergebende Reduzierung der Einspritzdauer durch die sich hierbei schneller wiederholenden Einspritzvorgänge vollständig kompensiert wird. (α _i ) only on the basis of the measured air mass flow

is calculated and thereby converted into a time period dependent on the speed of the internal combustion engine, that the injection angle (α _i ) entered in a counter in the angular plane is processed by finely graduated angular increments supplied by an inductive sensor, the resulting from a faster Reduction of the injection duration resulting from the speed is completely compensated for by the injection processes which are repeated more quickly here.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Berechnung des Einspritzkurbelwinkels (α_i) die folgende Formel zugrunde gelegt wird:

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the calculation of the injection crank angle (α _i ) is based on the following formula:

mit K_v = Ventilkonstante. with K _v = valve constant.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch 4. The method according to any one of claims 1-3, characterized

gekennzeichnet, daß zur Fehlerverringerung die Kraftstoffeinspritzung in die jeweilige Mitte des Winkelintervalls (α_D) vorgelagert wird. characterized in that, in order to reduce errors, the fuel injection is placed in the middle of the angular interval (α _D ).

5. Vorrichtung zur Bestimmung der einer Brennkraftmaschine mit intermittierender Einspritzung und Messung des Luftmassenstroms im Saugrohr während des Betriebs zuzuführenden Kraftstoffmenge, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der von einem Luftmassenmesser im Saugrohr ermittelte Luftmassenstrom m_L einer Rechenschaltung (12') zur Last

5. A device for determining an internal combustion engine with intermittent injection and measurement of the air mass flow in the intake manifold during operation, the amount of fuel to be supplied for carrying out the method according to any one of claims 1-4, characterized in that the air mass flow determined by an air mass meter in the intake manifold m _L one Arithmetic circuit (12 ') to the load

erfassung zugeführt und in einen KurbelwinkelEinspritzwert (α_i) umgerechnet und zur Transponierung in die Zeitebene einem Winkelzähler (15') zugeführt ist, dem von einem feingestuften Induktivgeber (10') Winkelinkremente zur Abarbeitung des Zählerstands zugeführt sind. detection and converted into a crank angle injection value (α _i ) and an angle counter (15 ') is fed for transposition into the time plane, to which angle increments are fed by a finely graded inductive transmitter (10') for processing the counter reading.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenschaltung (12') zur Lasterfassung eine Korrekturschaltung (13') nachgeschaltet ist, die den zugeführten errechneten Einspritzvorwinkel (α_e) durch Einbeziehung weiterer äußerer Betriebsparameter (Luftdruck, Temperatur etc.) in den endgültigen Einspritzwinkel (α_i) umformt. 6. The device according to claim 5, characterized in that the arithmetic circuit (12 ') for load detection is followed by a correction circuit (13'), the calculated calculated injection angle (α _e ) by including other external operating parameters (air pressure, temperature etc.) in transformed the final injection angle (α _i ).