Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine

Abstract

 Es wird ein elektrisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei dem alle Versorgungsspannungsabhängigkeiten der elektrohydraulischen Komponenten und/oder die fördermengenabhängige Druckreglerkennlinie kompensiert sind. Bezüglich der Versorgungsspannungsabhängigkeit der elektrischen Kraftstoffpumpe geschieht dies mittels eines Korrekturfaktors zum Grundeinspritzsignal, der unterhalb eines bestimmten Spannungswerts, der demjenigen zur Aufrechterhaltung des Systemdrucks entspricht, zunehmend größere Werte annimmt. In entsprechender Weise wird die fördermengenabhängige Druckreglerkennlinie in der Korrektur berücksichtigt.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannt ist aus der DE-OS 15 26 506 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einer Versorgungsspannungskorrektur. Es heißt dort auf Seite 34, daß Schwankungen der Versorgungsspannung einen Einfluß auf die Kraftstoffeinspritzanlage haben, weil die Einspritzventile bei größerer Spannung schneller öffnen als bei kleinerer Spannung.

[0002] Auch die DE-AS 22 65 224 offenbart eine "elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Steuermultivibrator und elektrischer Spannungskorrektur". Auch diese Spannungskorrektur wird lediglich im Zusammenhang mit der Spannungsabhängigkeit der Einspritzventile begründet.

[0003] Es hat sich nun gezeigt, daß die bekannten Einspritzanlagen noch nicht in jedem Fall optimal bezüglich der Betriebsspannungsabhängigkeit arbeiten. Eine der Aufgaben der Erfindung ist somit, Wege aufzuzeigen, eine Batteriespannungsabhängigkeit der Einspritzung vollständig zu eliminieren und somit optimale Ergebnisse zu erzielen.

Vorteile der Erfindung

[0004] Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ist sichergestellt, daß alle betriebsspannungs- oder fördermengenabhängigen Aggregate berücksichtigt werden und somit ein störender Einfluß auf die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung abhängig von der Versorgungsspannung der Einzelelemente ausgeschaltet wird. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

[0005] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Übersichtsdarstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems, Figur 2 ein grobschematisiertes Flußdiagramm zur Bestimmung der Einspritzsignale, Figur 3 ein Diagramm der Kraftstoffördermenge abhängig von der Versorgungsspannung einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe, Figur 4 eine Druckreglerkennlinie als Funktion der Kraftstoffördermenge und Figur 5 die Darstellung eines Korrekturfaktors für die Einspritzsignale abhängig von der Versorgungsspannung unter Berücksichtigung der versorgungsspannungsabhängigen Kraftstofffördermenge der Kraftstoffpumpe und der Fördermengenabhängigkeit der Druckreglerkennlinie.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

[0006] Figur 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine. Mit 10 ist die Brennkraftmaschine selbst bezeichnet, mit 11 ihr Luftansaugrohr und mit 12 die Abgasleitung. Ein Luftmengendurchsatzsensor im Ansaugrohr 11 ist mit 13 gekennzeichnet. Er stellt prinzipiell einen Lastsensor dar. Anstelle des symbolisch dargestellten Klappenluftmengensensors kann selbstverständlich auch z.B. ein Drucksensor stromabwärts einer Drosselklappe 14, oder eine drosselklappenwinkel/drehzahlgesteuerte Anlage Verwendung finden. Betätigt wird die Drosselklappe 14 über ein Fahrpedal 15. Der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet ist ein Drehzahlsensor 16 und mit 17 ist ein möglicherweise Verwendung findender Abgassensor im Abgasrohr 12 bezeichnet.

[0007] Ein Steuergerät 20 für das Bereitstellen eines Kraftstoffeinspritzsignals erhält als Haupteingangsgrößen Signale bezüglich der Drehzahl vom Drehzahlsensor 16 und bezüglich der Last vom Luftmengensensor 13 bzw. von der Drosselklappe 14. Darüber hinaus weist er zusätzliche Eingänge für die Temperatur, für einen Lambda-Wert bei Verwendung der Gassonde 17 sowie auch gegebenenfalls einen Eingang für die Stellung der Drosselklappe 14 auf. Außerdem erhält das Steuergerät 20 die Batteriespannung UBatt hinzugeführt, die einmal als Versorgungsspannung dient und zum anderen auch als zu erfassende Größe im Zusammenhang mit der Spannungskorrektur dient.

[0008] 21 markiert einen Kraftstofftank, 22 einen Druckregler und 24 ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil, das mit dem Saugrohr 11 der Brennkraftmaschine 10 in Verbindung steht. Es sei betont, daß die angegebene Reihenfolge im Luftstrom des Ansaugrohres 11 - Luftmengensensor, Einspritzventil und Drosselklappe - nicht zwangsläufig so sein muß, auch andere Reihenfolgen sind durchaus üblich. So kann z.B. die Kraftstoffeinspritzung auch mehr oder weniger unmittelbar stromabwärts der Drosselklappe 14 erfolgen.

[0009] Zwischen Kraftstofftank 21 und Druckregler 22 befindet sich schließlich noch eine elektrisch angetriebene Kraftstofförderpumpe 23.

[0010] Die in Figur 1 dargestellte Anordnung eines elektrisch gesteuerten bzw. geregelten Kraftstoffeinspritzsystems ist als solches bekannt. Die zunehmend verwirklichten Rechnersteuerungen im Zusammenhang mit der Benzineinspritzung verlaufen in der Regel entsprechend dem in Figur 2 dargestellten, sehr groben Flußdiagramm ab. Nach dem Einschalten des Systems (Beginn, 25) erfolgt das Einlesen der einzelnen Parameter 26. Daran schließt sich die Bestimmung der Grundeinspritzzeit (27) an. Diese Grundeinspritzzeit wird je nach Betriebszustand von Korrekturfaktoren beeinflußt. Schließlich folgt das Auslesen des Einspritzsignals (29) und damit auch die Durchführung des Einspritzvorganges selbst. Damit ist der Abschluß eines Einzelvorganges erreicht (30). Selbstverständlich können die Einzelvorgänge in einem rechnergesteuerten sowie auch analog arbeitenden Steuergerätes für die Benzineinspritzung äußerst komplex ablaufen. Die Grundstruktur der Signalverarbeitung bleibt jedoch insoweit erhalten, als ausgehend von den hauptsächlichsten Betriebskenngrößen eine Grundeinspritzzeit zumindest als deren Signal gebildet wird, das dann je nach Fall korrigierbar ist. Vor diesem Hintergrund ist somit auch die Darstellung nach Figur 2 Stand der Technik.

[0011] Die vorliegende Erfindung setzt bei der Bildung der Korrektursignale ein. Diese können bezüglich der Spannungskorrektur sowohl additiver als auch multiplikativer Natur sein. In der Regel ist die Batteriespannungskorrektur mit Blick auf die Einspritzventile additiv. Entsprechend der Erfindung gesellt sich dazu eine weitere Größe, nämlich ein Korrekturfaktor für die Versorgungsspannungsabhängigkeit der Kraftstoffpumpe.

[0012] Figur 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Kraftstofffördermenge QK in Liter pro Stunde und der Versorgungsspannung für die Kraftstoffpumpe in Volt. Wird durch eine niedrige Versorgungsspannung eine kritische Fördermenge Qkrit unterschritten, dann kann der vorgegebene Systemdruck nicht mehr aufrechterhalten werden. Dies hat zur Folge, daß die vom Einspritzventil abgegebene Kraftstoffmenge kleiner wird. Hinzu kommt noch die aus Figur 4 ersichtliche Erfordernis, zum Aufrechterhalten des Systemdruckes eine bestimmte Fördermenge bereitzustellen. Nach dieser Figur 4 verringert sich der Systemdruck (Psystem) unterhalb der kritischen Fördermenge Qkrit beachtlich. Um die Abnahme der eingespritzten Kraftstoffmenge zu kompensieren, wird die Einspritzzeit abhängig von der Versorgungsspannung so verlängert, daß die nun abgegebene Kraftstoffmenge wieder dem Sollwert entspricht. Dazu wird ein aus Figur 5 ersichtlicher Korrekturfaktor gebildet, der über der Versorgungsspannung aufgetragen wird. Erkennbar ist bei sehr tiefen Versorgungsspannungen ein Korrekturfaktor größer 1, der sich im Bereich der Nennspannung auf 1 reduziert und bei höheren Versorgungsspannungen auf einen Wert 1,0 abfallen kann. Mit I ist in Figur 5 der Bereich angegeben, in dem der Druckregler nicht aktiv ist. II markiert den druckregleraktiven Bereich.

[0013] Mit der Erfindung ist es somit möglich, alle Versorgungsspannungsabhängigkeiten im "Hydraulikstrang" zu kompensieren und somit mit Blick auf die exakte Kraftstoffzumessung optimale Ergebnisse zu liefern.

Ansprüche

1. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe, wenigstens einem Magnetventil für die Kraftstoffzumessung und einem Signalerzeuger, in dem Einspritzsignale abhängig von Betriebskenngrößen wie Last und Drehzahl gebildet werden und der eine Spannungskorrektur bezüglich der Spannungsabhängigkeit des Magnetventils besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dieser Spannungskorrektur die Spannungsabhängigkeit der Fördermenge der Kraftstoffpumpe und/oder die Druckreglerkennlinie p=f (Kraftstoffördermenge) als Korrekturgröße berücksichtigt ist.

2. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskorrektur bezüglich der Spannungsabhängigkeit der Fördermenge der Kraftstoffpumpe und/oder der Fördermengenabhängigkeit der Druckreglerkennlinie multiplikativ wirkt.

3. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor oberhalb eines Versorgungsspannungswertes, bei den die Kraftstoffpumpe den Systemdruck zu liefern vermag, auf der Größe 1,0 bzw. < 1,0 und unterhalb dieses Spannungswertes auf zunehmend höheren Werten liegt.

Zeichnung