VERFAHREN ZUM ELEKTRONISCHEN TRIMMEN EINER EINSPRITZVORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektronischen Minimieren bis Eliminieren von Nennleistungsabweichungen (Trimmen) einer Fluideinspritzvorrichtung, insbesondere einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, vornehmlich einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit mehreren Einspritzpumpen eines Verbrennungsmotors.

[0002] Zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ist es bekannt, ein Steuersignal zu erzeugen, das eine Einspritzpumpe veranlaßt, zu einem bestimmten Zeitpunkt und innerhalb einer bestimmten Zeitdauer möglichst genau die Kraftstoffmenge in einen Motorzylinder einzuspritzen, die der Motor braucht, um eine geforderte, vorbestimmte Arbeitsleistung zu erbringen.

[0003] Das Steuersignal wird in einem elektronischen Steuermodul errechnet und erzeugt und an die elektronischen und/oder elektrischen Einrichtungen der Einspritzvorrichtung bzw. der Einspritzpumpe weitergeleitet, wo es die dem Steuersignal entsprechende Abspritzung von z.B. Kraftstoff initiiert und ausführen läßt.

[0004] Die Erzeugung des Steuersignals ist komplex und beinhaltet in der Regel eine besondere Steuerstrategie. Berücksichtigt werden eine Vielzahl von Einflußgrößen, die z.B. motorbetriebsbezogen, motorumfeldbezogen, kraftstoffartbezogen und/oder kraftstoffzustandbezogen sind. Für diese Einflußgrößen werden Daten meist mittels Sensoren ermittelt und an das Steuermodul geliefert. Z.B. wird die Motordrehzahl, die Kurbelwellenposition, die Motorkühlmitteltemperatur, der Motorabgasdruck, die Drosselposition, die Außentemperatur, der Luftdruck oder dergleichen zu einem bestimmten Zeitpunkt detektiert, dem Steuermodul zugeführt und in Form von Daten im Steuermodul verarbeitet bzw. verrechnet, Die Verrechnung ergibt einen Faktor, mit dem ein im Steuermodul für den Motor abgelegtes, der Nennleistung des Motors entsprechendes mengenproportionales Steuersignal multipliziert wird.

[0005] Bekannt ist zudem, daß auch z.B. die Konstruktion, der Betriebszustand und die Betriebsbedingungen der Einspritzpumpen den Zeitpunkt und die Dauer der Abspritzung erheblich beeinflussen, wobei insbesondere auch Einspritzpumpen identischer Bauart unterschiedliche Leistungen erbringen und ein unterschiedliches Abspritzverhalten aufweisen.

[0006] Bekannte Lösungen für dieses Problem werden in der DE 195 20 037 A1 beschrieben, wobei als weitere neue Lösung angedeutet wird, die Abspritzcharakteristik jeder Einspritzpumpe einzeln festzustellen durch Messung des Abspritzverhaltens bei einer Vielzahl von Betriebsbedingungen und Betriebszuständen und Anpassung des Steuersignals auf der Basis der gemessenen Daten.

[0007] Zur Konkretisierung dieser Idee werden die einzelnen Einspritzpumpen in bestimmte Trimm-Kategorien ähnlicher Abweichungen eingeteilt und für jede Kategorie ein Abgleichfaktor für das Steuersignal festgelegt.

[0008] Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derart festgelegte kategorisierte Trimmfaktoren durch die Einspritzpumpe verursachte Abweichungen von der Nennleistung nicht ausreichend reduzieren.

[0009] Bei der Konstruktion von Einspritzpumpen ist man bestrebt z.B. die Größe und Art der Bauteile und die Raumform derart auszuwählen, daß die Einspritzpumpe ein lineares Abspritzverhalten bezüglich unterschiedlicher Abspritzmengen und Abspritzzeiten aufweist, die den unterschiedlichen Nennleistungen eines Motors entsprechen, so daß der jeweilige Steuersignalanpassungsfaktor einfach ermittelbar ist. Geringe erforderliche Kraftstoffmengen werden bei entsprechend geringer Zeitdauer und größere bzw. große Mengen bei entsprechend größerer bzw. großer Zeitdauer abgespritzt, wobei das Abspritzmengen/Abspritzdauer-Verhältnis in einem Diagramm einer Geraden entsprechen soll.

[0010] Dieses Bestreben der Linearisierung der Durchflußcharakteristik erfordert in der Regel eine Überdimensionierung der Bauteile und/oder die Verwendung relativ teurer Funktionsteile. Zudem erfordert die überdimensionierte Bauart erheblich mehr elektrische Betriebsenergie.

[0011] Aus der EP 391 573 A2 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung für das sog. "Closed-Loop"-Einspritzmengenregelungsverfahren offenbart, bei dem der Zusammenhang zwischen Basis-Einspritzpulsweite und Einspritzmenge anhand eines experimentall bestimmten Polynoms berechnet wird.

[0012] Hierbei wird eine Kolbenverschiebung der Pumpe mittels Sensoren in ein Signal verwandelt, welches die eingespritzte Kraftstoffmenge repräsentiert. Dieses Signal wird als Rückmeldesignal für ein "Closed-Loop-PID" verwendet, welches die eingespritzte Menge mit der benötigten Menge vergleicht und für die nächste Einspritzung einen angepaßten Ansteuerungsimpuls für die Einspritzeinrichtung abgibt, um die Fehlergröße der abgespritzten Menge im Vergleich zur benötigten Menge zu reduzieren.

[0013] Nachteilig bei dieser Art von Einspritzsteuerung ist, daß sich die Änderung der Fördermenge der Einspritzanlage nur auf den Einspritzvorgang anwenden läßt, der dem Einspritzvorgang folgt, bei dem der Fehler festgestellt wurde.

[0014] Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum elektronischen Trimmen einer Einspritzvorrichtung zu schaffen, das ohne aufwendige bauliche Maßnahmen bezüglich der Einspritzpumpe eine genauere einspritzpumpenbedingte Anpassung des Steuersignals an die durch das Steuersignal initiierte Abspritznennleistung ermöglicht.

[0015] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0016] Wesentlich ist die Auswahl des Einspritzpumpentyps. Verwendet wird eine elektromagnetisch betriebene Einspritzpumpe, die nach dem Energiespeicherprinzip arbeitet und beispielsweise in der WO 92/14925 und der WO 93/18297 beschrieben wird.

[0017] Derartige Einspritzpumpen arbeiten systembedingt grundsätzlich nicht linear, weshalb deren Auswahl nicht ohne weiteres nahelag. Es ist zwar nicht unmöglich, durch bauliche Maßnahmen eine lineare Abspritzcharakteristik zu gewährleisten, jedoch würden die oben beschriebenen nachteiligen Maßnahmen in besonders übertriebenem Maße im Vergleich zu anderen Einspritzpumpentypen erforderlich.

[0018] Die erfindungsgemäß verwendeten Einspritzpumpen, die im folgenden auch als Energiespeichereinspritzpumpen bezeichnet werden, können baulich derart eingerichtet werden, daß ihre Einspritzcharakteristik möglichst genau einer Kurve mindestens dritten Grades folgt. Die Abspritzcharakteristik der meisten bekannten Energiespeichereinspritzpumpen folgt systembedingt von Hause aus angenähert einer Kurve dritten oder höheren Grades, so daß diese Pumpen keine bauliche Veränderung benötigen. In den Fällen, in denen eine bauliche Veränderung anzustreben ist, reicht es in der Regel z.B. aus, die Beschleunigungsstrecke des Ankers der Pumpe für die Speicherung der kinetischen Energie zu verlängern oder zu verkürzen und/oder das Sättigungsverhalten des Elektromagneten des elektromagnetischen Antriebs der Einspritzpumpe anzupassen. Diese Maßnahmen sind derart einfach und erfordern lediglich einen derart geringen Aufwand, daß sie fast nicht ins Gewicht fallen. Diese Maßnahmen begünstigen außerdem die Nutzbarkeit des vollen Leistungspotentials der Pumpen und somit deren Wirkungsgrad sowohl bezüglich der Förderleistung als auch bezüglich des Herstellungsaufwandes für die jeweilige Anwendung.

[0019] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abspritzcharakteristik jeder einzelnen fabrizierten Einspritzpumpe unter Normalbedingungen (z.B. bei 20°C und Normalatmosphärendruck) festgestellt, wobei Meßwerte der sogenannten Durchflußkurve oder Förderkennlinie in einer ausreichenden Anzahl ermittelt und verarbeitet werden, z.B. in Form eines Signaldauer/Abspritzmengen-Diagramms. Aus den Meßwerten wird die Funktion errechnet, die der aus den Meßwerten bestimmbaren Kurve dritten oder höheren Grades entspricht. Die Funktion für die Kurve dritten Grades, die bekanntlich allgemein lautet: Y = A + B₁X + B₂X² + B₃X³, enthält die Parameter A, B₁, B₂, B₃, mit denen die individuelle Kurve dritten Grades der mit den Parametern individuell erfaßten Einspritzpumpe eindeutig festgelegt ist. Dabei ist Y die zu ermittelnde Steuersignaldauer und X die abzuspritzende Fluidmenge.

[0020] Die vier Parameter werden elektronisch gespeichert und gegebenenfalls z.B. mit einer Seriennummer der Einspritzpumpe verknüpft, elektronisch verwaltet und repräsentieren die exakte mathematische Beschreibung eines jeden Punktes auf der Förderkennlinie dieser individuellen Einspritzpumpe. Das elektronische Steuermodul der elektronischen Steueranlage bedient sich im Bedarfsfall dieser Parameter und errechnet das für diese individuelle Pumpe nötige Einschaltdauersignal zur exakten Erzielung des jeweils angeforderten Einspritzmenge.

[0021] Zweckmäßigerweise werden die vier Parameter in an sich bekannter Weise auf oder an der Einspritzpumpe erfaßbar markiert und begleiten die Einspritzpumpe bis zu ihrer Verwendung und bei ihrer Verwendung.

[0022] Die Messung eines Förderverlaufs der Einspritzpumpe wird zweckmäßigerweise aus Zeitgründen auf eine begrenzte Anzahl von Einzelmessungen beschränkt. Jede Einzelmessung kann jedoch nur mit einer endlichen Genauigkeit durchgeführt werden, woraus resultiert, daß die Meßpunkte entsprechend der Abweichungstoleranz des Meßgerätes um den tatsächlichen Kurvenverlauf herum streuen. Eine mathematisch durchgeführte Bestimmung des Polynomverlaufs interpoliert nicht nur zwischen den Meßfehlern und verringert deren Größe sondern sie führt auch automatisch zu einer nichtlinearen Interpolation zwischen den einzelnen Meßpunkten. Dies garantiert nach der Erfindung bei einem Minimum an Aufwand ein Maximum an erzielbarer Präzision bei der Reproduktion der Einspritzmenge mittels einer elektrischen Signaldauer.

[0023] Bei der Montage von Einspritzpumpen, z.B. an einem Motor werden die Parameter einer jeden Einspritzpumpe in einen Speicher der elektronischen Steuerung übertragen und der jeweiligen Einspritzpumpe zugeordnet.

[0024] Der Motor wird wie üblich von einem Kennfeld gefahren, in welchem als Funktion von Drehzahl, Last und einiger weiterer üblicherweise verwendeter motorbetriebsseitiger Größen die einzuspritzende Kraftstoffmenge bzw. ein hierzu proportionaler motorspezifischer Korrekturwert gespeichert ist. Zur präziseren Erzielung der jeweiligen programmierten Nenn-Einspritzmenge errechnet der Prozessor der Steuerung zudem insbesondere vor jedem Einspritzvorgang für das systemspezifische Trimmen ein für die betreffende Einspritzpumpe notwendiges elektrisches Ansteuersignal Y. Hierzu wird die gewünschte Kraftstoffmenge X nach der Gleichung Y = A + B₁X + B₂X² + B₃X³ sowie die Zahlenwerte für die Parameter A, B₁, B₂ und B₃ der entsprechenden Einspritzpumpe verwertet.

[0025] Um die notwendige Rechengeschwindigkeit des Prozessors klein zu halten, ist nach der Erfindung ein alternatives Verfahren vorgesehen. Hierbei werden die Förderkennlinien bei jedem Start des Motors einmalig neu errechnet und digital in einem latenten Speicher abgelegt. Das Auslesen von Speicherdaten erfordert weit weniger Leistung vom Prozessor als komplexe Rechenoperationen. Selbst wenn eine hohe Speicherkapazität für feinst aufgelöste Kennlinien gewählt wird, können bei diesen Verfahren die Gesamtkosten durch den einfacheren Prozessor geringer gehalten werden.

[0026] Wie oben bereits beschrieben, erkennt eine elektronische Motorsteuerung üblicherweise auch für den Motorbetrieb relevante wechselnde Umwelteinflüsse wie z.B. Temperatur und Druck der angesaugten Luft und paßt die Einspritzmenge bei der motorspezifischen Korrektur diesen Verhältnissen an. Üblicherweise werden die Korrekturen faktormäßig als prozentuale Änderung der im Kennfeld eingetragenen Steuergrößen vorgenommen, bevor diese zum Einspritzpumpensystem weitergeleitet werden. Für die Einflüsse, welche auf den Motor und seinen Arbeitsprozeß direkt einwirken, werden daher die gespeicherten Einspritzmengen bzw. die dazu proportionalen Größen mit einem entsprechenden Faktor größer oder kleiner als 1 multipliziert, um sie den aktuellen Umweltbedingungen anzupassen.

[0027] Durch die Verwendung einer Energiespeichereinspritzpumpe, deren Förderkennlinie unter Normalbedingungen einer Kurve mindestens dritten Grades bzw. angenähert einer Kurve dritten oder höheren Grades folgt, ist es in überraschender Weise auch möglich, einige wesentliche wechselnde Einflüsse auf die Einspritzpumpe bzw. auf eine mit mehreren Einspritzpumpen ausgerüstete Einspritzanlage, die die Fördermenge der Einspritzpumpe beeinflussen, durch Korrektur des Steuersignals sehr genau und ohne besonderen Aufwand zu berücksichtigen (systemspezifisches Trimmen). Diese Einflüsse sind z.B. unterschiedliche Temperaturen im Kraftstoff, unterschiedliche Temperaturen an der Einspritzdüse, unterschiedliche Batteriespannungen, unterschiedliche Treiberausgangssignale.

[0028] Es konnte in überraschender Weise festgestellt werden, daß die meisten relevanten Einflüsse lediglich eine Verschiebung der einer Kurve dritten oder höheren Grades entsprechenden Normal-Förderkennlinie verursachen, ohne daß die Kennlinie selbst in ihrer individuellen Form verändert wird. Die jeweilige auf einem relevanten Einfluß beruhende Verschiebung der Förderkennlinie verläuft zweidimensional, nämlich in X- und Y-Richtung, was zur Folge hat, daß eine übliche Korrektur mit nur einem Faktor nicht möglich ist. Vielmehr erfolgt dieses erfindungsgemäße systemspezifische Trimmen mit zwei Rechenwerten pro Einflußart, woraus in überraschender Weise eine hohe Trimmgenauigkeit resultiert.

[0029] Nach der Erfindung werden wie bei der Ermittlung der Normförderkennlinie unter Normalbedingungen Förderkennlinien durch Messen z.B. der Fördermenge bei einigen bestimmten unterschiedlichen Zuständen einer Einflußart ermittelt und z.B. die vier Parameter der jeweiligen entsprechenden Kurve dritten Grades festgelegt. Mathematisch wird sodann ein Faktor für jeden Parameter bestimmt, welcher dessen individuelle Veränderung unter den unterschiedlichen Zuständen der betreffenden Einflußart beschreibt. Diese Faktoren werden in gleicher Weise gespeichert und dem Steuermodul zur Verfügung gestellt. Beispielsweise werden in diesem Zusammenhang Förderkennlinien und deren einer Kurve dritten Grades entsprechenden Parameter für bestimmte unterschiedliche Temperaturen (Zustände) der Düsentemperatur (Einflußart), bestimmte unterschiedliche Spannungen (Zustände) der Versorgungsspannung (Einflußart), bestimmte unterschiedliche Stromverläufe (Zustände) der Treiberausgangssignale (Einflußart), bestimmte unterschiedliche Temperaturen (Zustände) der Kraftstofftemperatur (Einflußart), bestimmte unterschiedliche dichte Werte (Zustände) der Kraftstoffdichte (Einflußart) ermittelt.

[0030] Nach einer vereinfachten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Verschiebungen der Förderkennlinie bei bestimmten unterschiedlichen Zuständen einer Einflußart ΔX- und ΔY-Werte anstelle der Polynom- bzw. Kurven-Parameter festgestellt und gespeichert und dem Steuermodul zur Verfügung gestellt. Diese Verfahrensweise reduziert die Speicherdaten und die zu erbringende Rechenleistung in erheblichem Umfang.

[0031] In beiden Fällen wird eine Rechenoperation im Steuermodul vorgesehen, die für Zwischenzustände eine entsprechende lineare Interpolation vornimmt zwischen entweder den Parametern, falls diese abgelegt sind, oder für den Fall, daß ΔX- oder ΔY-Werte abgelegt sind, zwischen den abgelegten ΔX- und ΔY-Werten.

[0032] Die erfindungsgemäße Auswahl einer Kurve dritten oder höheren Grades für die Förderkennlinie einer Einspritzpumpe hat in überraschender Weise zur Folge, daß die meisten Einflußgrößen bzw. Einflußarten sich ebenfalls entsprechend einer X-Y-verschobenen Kurve dritten bzw. höheren Grades verhalten. Bei linearisierten Einspritzelementen kann zwar die Linearisierung für die Normkenngeraden erreicht werden, die unterschiedlichen Einflußarten bewirken aber keine Parallelverschiebung oder anderweitig leicht erfaßbare Verschiebung der Geraden; sie weisen vielmehr verschiedenartige Kurvenformen auf, so daß deren Erfassung und Verwendung einen sehr großen elektronischen Aufwand für Korrekturwerte erfordert.

[0033] Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung wird im Falle der Verwendung von abgelegten ΔX- und ΔY-Werten eine Rechenoperation für die Steuersignalbildung verwendet, wonach zunächst zum für den Motorbetrieb relevanten, Umwelteinflüsse berücksichtigenden kraftstoffmengenproportionalen Steuersignalwert (motorspezifische Korrektur) der entsprechende Punkt auf der Normalbedingungen entsprechenden Förderkennlinie (Normalpolynom bzw. Normalkennlinie) z.B. dritten Grades der Einspritzpumpe festgestellt und anschließend der ΔX-Wert der individualisierten, einem vorher festgestellten Zustand einer Einflußart entsprechenden Einspritzpumpen-Trimmkorrektur durch Addition oder Subtraktion zugeordnet wird. Mit dem derart gewonnenen Steuersignalwert X wird vom Steuermodul der Y-Wert des Polynoms dritten Grades errechnet, welches um den Wert ΔX verschoben ist. Danach wird der ΔX-Wert durch Addition oder Subtraktion zugeordnet, wodurch sich ein Punkt ergibt, der auf einem entsprechend zweidimensional verschobenen, aber im Verlauf deckungsgleichen Korrekturpolynom dritten Grades liegt, wobei sich aus diesem Punkt eine Signaldauer ergibt, welche unter dem betreffenden Zustand der Einflußart für die geforderte Einspritzmenge der individualisierten Einspritzpumpe erforderlich ist.

[0034] Die Ermittlung dieser zustandskorrigierten Signaldauer erfolgt durch die für Microprozessoren einfachste und schnellst zu vollziehende Operation, nämlich die Addition bzw. Subtraktion zweier Werte. Die Wahl der zu korrigierenden Einflußart ist beliebig, wobei die jeweilige Korrektur gleichermaßen einfach ist. Es können entsprechend der Anzahl der zu korrigierenden Einflußgrößen entsprechend viele Zuordnungen gleichzeitig vorgenommen werden.

[0035] Zweckmäßigerweise ist auch vorgesehen, die Toleranzen, die zwangsläufig bei der Herstellung der elektrischen Leistungsendstufe auftreten, zu korrigieren. Es handelt sich dabei zwar nicht um eine Größe, die bei geänderten Umweltbedingungen variiert; aber ihr Einfluß auf die Förderkennlinie hat - wie in überraschender Weise festgestellt werden konnte - auch zweidimensional verschiebenden Effekt auf das Normpolynom und läßt sich daher durch ein Wertepaar ΔX und ΔY ebenfalls wie oben beschrieben korrigieren.

[0036] Die Vorgehensweise zur Ermittlung und Speicherung dieser Korrekturgröße ist wie folgt:

[0037] Jede Motorsteuerung wird nach Fertigstellung einem elektrischen Funktionstest unterzogen, bei welchem Blindlasten anstelle der Einspritzpumpen an die Ausgangskanäle angeschlossen werden. Die Stromanstiegskurve eines einzelnen Strompulses wird an jedem Kanal aufgezeichnet und mathematisch das Integral darunter gebildet. Dieses Integral entspricht der verrichteten elektrischen Arbeit. Weicht der gemessene Integralwert von einer vorgegebenen Soll-Größe ab, so wird ein entsprechendes Additions- bzw. Subtraktionswertepaar gewählt, dem betreffenden Ausgangskanal zugeordnet und in der Steuerung abgespeichert. Unabhängig vom späteren angesteuerten Einspritzelement bekommt so jeder Ausgangskanal die Korrektur für sein charakteristisches Manko bzw. seinen Überschuß an elektrischer Arbeit.

[0038] Die geförderte Kraftstoffmenge in einer Zeiteinheit ist unter anderem ein Ergebnis der Druckdifferenz zwischen dem Druck innerhalb der Düse der Einspritzpumpe und außerhalb derselben unter Berücksichtigung des Durchflußwiderstandes der Düse. Das bedeutet, daß vor allem bei Direkteinspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eine Abhängigkeit der geförderten Kraftstoffmenge vom Gegendruck bzw. der Stellung des Motorkolbens vor dem oberen Totpunkt zum Zeitpunkt der Einspritzung besteht. Diese Abhängigkeit ist besonders stark zu verzeichnen, wenn, wie bei den erfindungsgemäß ausgewählten Energiespeichereinspritzpumpen der Fall, die Förderleistung auf einem Kräfteverhältnis zwischen Magnetkraft auf den Pumpkolben und allen dagegen stehenden Kräften basiert. Für eine gut kontrollierbare Direkteinspritzung wird erfindungsgemäß daher auch eine Kompensation des im Brennraum herrschenden Druckes vorgenommen.

[0039] Es hat sich gezeigt, daß bei den erfindungsgemäß verwendeten Einspritzpumpen bei unterschiedlichen Gegendrücken mit zunehmendem Gegendruck eine Verzerrung der Förderkennlinie zu geringeren Fördermengen bei gleichzeitiger Verschiebung zu größeren Steuersignalzeitwerten auftritt. Dieser Effekt läßt sich mathematisch beschreiben durch eine Multiplikation des Abszissenwertes mit einem entsprechenden Faktor und einer Addition zum Oridinatenwert. Hierbei ist es in überraschender Weise wiederum nicht notwendig, die bei einem Normzustand aufgenommenen Parameterwerte für die Einspritzpumpe zu verändern. Die Multiplikation des Abszissenwertes wird von der Polynomkalkulation vollzogen und die Addition auf der Ordinate erfolgt danach.

[0040] Handelt es sich bei der Anwendung der Einspritzanlage um einen direkt eingespritzten Motor, so liegt meist auch der Fall einer Auslegung für ungedrosselten oder zumindest in der Teillast wenig gedrosselten Betrieb vor. Ein Vorteil ungedrosselter bzw. wenig gedrosselter Motoren ist die weitestgehende Unabhängigkeit der Gemischbildung von Umwelteinflüssen im Teillastbetrieb. Das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren sieht daher einen programmierbaren Schwellwert im Motorkennfeld vor, ab welchem keine Kraftstoffmengenkorrekturen mehr bezüglich Lufttemperatur und Luftdruck durchgeführt werden. Um einen sanften Übergang zwischen korrigiertem und nicht korrigiertem Kennfeldbereich zu erzielen, ist eine Interpolation der Korrekturwerte zu Null vorgesehen. Diese Interpolation beginnt ab einem weiteren programmierbaren Schwellwert, der oberhalb des ersteren liegt.

[0041] Aus der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erkennbar. Es zeigen:

Fig. 1

ein Signaldauer/Einspritzmengen-Diagramm mit Förderkennlinien einer bestimmten Einspritzpumpe;

Fig. 2

ein Signaldauer/Einspritzmengen-Diagramm mit Förderkennlinien einer bestimmten Einspritzpumpe bei unterschiedlichen Gegendrücken.

Fig. 3

schematisch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Steuerstrategie.

[0042] In Fig. 1 ist auf der Abszisse die Einspritzmenge V_e und auf der Ordinate die Signaldauer t_i aufgetragen. Eingezeichnet ist eine Normförderkennlinie 1 als Kurve 3. Grades, deren Parameter im Kasten 2 angedeutet sind (Durchflußkurve unter Normalbedingungen). Oberhalb der Kurve 1 ist eine Korrekturkurve 3 gleicher Form mit einer ΔX/ΔY-Verschiebung eingezeichnet. Die Kurve 3 dritten Grades ist eine Durchflußkurve bzw. Förderkennlinie der Einspritzpumpe bei einem bestimmten Zustand einer bestimmten Einflußart, wobei mögliche Einflußarten beispielsweise im Kasten 4 aufgeführt sind. Zur erfindungsgemäßen Korrektur wird vom bereits motorbetriebskorrigierten kraftstoffmengenproportionalen V_e-Wert S ausgegangen, der sich, ausgehend von einem Nennwert aus der motorspezifischen Korrektur ergibt. Zu dem auf dem Normpolynom 1 liegenden, zum V_e-Wert S gehörenden Punkt T₁ wird der Korrekturwert ΔX der Einspritzpumpenbetriebskorrektur addiert. Für die daraus resultierenden Koordinaten des Punktes P im Diagramm wird das entsprechende ΔX-verschobene Polynom dritten Grades vom Steuermodul errechnet. Anschließend wird der Korrekturwert ΔY der Einspritzpumpenbetriebskorrektur zuaddiert und ein Punkt T₂ ermittelt, der auf dem zustandsbezogenen X/Y-verschobenen Polynom dritten Grades 3 liegt, dessen Parameter im Kasten 5 angedeutet sind. Der auf dem Polynom 3 liegende Punkt T₂ repräsentiert eine entsprechende zustandsbezogene korrigierte Zeitdauer von t_i in ms zur Abspritzung der erforderlichen Kraftstoffmenge.

[0043] Fig. 2 verdeutlicht den Einfluß eines Gegendrucks im Kennfelddiagramm. Ausgehend von dem Normpolynom 1 dritten Grades, aufgenommen bei atmosphärischem Gegendruck, werden die Polynome dritten Grades 6 bis 10 bei entsprechend höheren Gegendrücken festgelegt. Aus der Lage dieser Polynome ergeben sich Verzerrungen, die mit F*X- und ΔY-Werten, bezogen auf das Normpolynom 1 mathematisch exakt erfaßt werden können. Mit den F*X- und ΔY-Werten wird eine entsprechende Gegendruckkorrektur vorgenommen, die wiederum lediglich jeweils eine Multiplikation und eine Addition oder Subtraktion erfordert.

[0044] Die beschriebene Erfindung ist nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt. Es können weitere Einflußarten festgestellt werden, die vom Normpolynom verschobene Polynome dritten oder höheren Grades oder entsprechend verzerrte Polynome dritten oder höheren Grades ergeben. Die Erfindung kann auch verwirklicht werden, wenn lediglich angenäherte Polynome dritten oder höheren Grades sich ergeben, weil dann immer noch das beschriebene einfache Korrekturverfahren anwendbar ist.

[0045] Die Polynome höheren Grades als dritten Grades werden immer dann verwendet, wenn die Meßwerte für das Normpolynom nicht genau genug einer Kurve dritten Grades folgen. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Fall die Meßwerte in der Regel einer Kurve höheren Grades entsprechen. In jedem Fall kann im Rahmen der Erfindung die Kurve höheren Grades ermittelt werden, die den Meßwerten am genauesten entspricht. Vorzugsweise wird eine Kurve dritten Grades festgelegt, weil im Vergleich zu Kurven höheren Grades weniger Parameter festgelegt und gespeichert werden müssen.

[0046] Fig. 3 verdeutlicht eine Steuerstrategie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die umrandeten Felder mit dem Sternchen deuten eine Multiplikation und die umrandeten Felder mit dem +-Zeichen deuten eine Addition oder Subtraktion an. Auf der linken Seite der Fig. 3 ist erkennbar, daß das Basiskennfeld Kraftstoff einen kraftstoffmengenproportionalen Signalwert liefert, der mit Signalwerten der motorspezifischen Korrektur multipliziert wird. Bei der motorspezifischen Korrektur wird - wie sich aus dem strichlinierten Feld und den darin enthaltenen linierten Feldern ergibt - z.B. eine Schwelllast, die Lufttemperatur und der Luftdruck in üblicher Weise berücksichtigt.

[0047] Auf der rechten Seite der Fig. 3 ist das systemspezifische Trimmen für eine Einspritzpumpe dargestellt. Im strichlinierten Feld sind Einflußarten in linierten Feldern angeführt, aufgrund derer das Polynom korrigiert wird. Die Lage des Sternchenfeldes und die Lage der +-Felder in Fig. 3 bezüglich der dick ausgezogenen Signaldauerzylinder-1-Linie deutet an, wann welche Korrektur zum Trimmen vorgenommen wird. Beispielsweise ergibt sich bezüglich der Einflußart "Zylindergegendruck", daß vorab die Multiplikation durchgeführt wird und erst nach der Polynomberechnung der ΔY-Wert addiert oder subtrahiert wird.

[0048] Mit vertikalen dünnen Pfeillinien wird angedeutet, daß die entsprechenden Werte bei entsprechender Voraussetzung auch für weitere Zylinder verwendbar sind.

[0049] Die in Fig. 3 abgebildete Steuerstrategie kann selbstverständlich auch eine andere Reihenfolge der Addition und Subtraktion bezüglich der Einflußarten vorsehen, wesentlich aber ist, daß von einem kraftstoffmengenproportionalen Signalwert ausgegangen wird, der die motorspezifischen Korrekturen bereits aufweist.

Ansprüche

1. Verfahren zum elektronischen Trimmen mindestens einer Fluideinspritzpumpe, wobei von einem Steuermodul einer elektronischen Steuereinrichtung ein einspritzpumpenbetriebskorrigiertes Steuersignal und vorzugsweise auch ein motorbetriebskorrigiertes Steuersignal ermittelt und für die Betätigung der Fluideinspritzpumpe verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine nach dem Energiespeicherprinzip arbeitende Fluideinspritzpumpe verwendet wird, deren Förderkennlinie einem Polynom mindestens dritten Grades identisch oder zumindest weitgehend angenähert folgt;

b) die Parameter fluideinspritzpumpenspezifisch bei vorbestimmten Normbedingungen für ein Normpolynom mindestens dritten Grades ermittelt und gespeichert werden;

c) mindestens ein weiteres einflußartspezifisches Korrekturpolynom mindestens dritten Grades einer bestimmten, auf die Fluideinspritzpumpe wirkenden Einflußart ermittelt und dessen Parameter gespeichert werden und

d) die Parameter des Normpolynoms und der/des Korrekturpolynome(s) für die Ermittlung eines korrigierten Steuersignals zur Betätigung der Fluideinspritzpumpe verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das einflußartspezifische Korrekturpolynom im Vergleich zum Normpolynom X-Y verschoben und vorzugsweise formgleich ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß vom Steuermodul zunächst in üblicher Weise ein motorbetriebskorrigiertes, fluidmengenproportionales Steuersignal errechnet wird und diesem Steuersignal mindestens zwei Steuerwerte einer Einflußart durch Addition oder Subtraktion zugeordnet werden, die vom Steuermodul aus den Parametern des Normpolynoms und des Korrekturpolynoms errechnet werden, woraus ein korrigiertes fluidmengenproportionales Steuersignal resultiert.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß dem motorbetriebskorrigierten, fluidmengenproportionalen Steuersignal ein Steuerwert einer Einflußart durch Multiplikation und ein weiterer Steuerwert dieser Einflußart durch Addition oder Subtraktion zugeordnet werden, die vom Steuermodul aus den Parametern des Normpolynoms und des Korrekturpolynoms errechnet werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß für das korrigierte Steuersignal vom Steuermodul ein Zeitdauersteuersignal ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die ΔX-Werte der Einflußarten und anschließend nach Berechnung der Polynome die ΔY-Werte dieser Einflußarten bei der Erzeugung des Steuersignals verwendet werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Normförderkennlinie unter Normalbedingungen Förderkennlinien durch Messen der Fördermenge bei einigen bestimmten unterschiedlichen Zuständen einer Einflußart ermittelt und die Parameter der jeweiligen entsprechenden Kurve festgelegt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschiebungen der Förderkennlinie bei bestimmten unterschiedlichen Zuständen einer Einflußart ΔX- und ΔY-Werte anstelle der Polynomparameter festgestellt und gespeichert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Rechenoperation im Steuermodul durchgeführt wird, die für Zwischenzustände eine entsprechende lineare Interpolation vornimmt zwischen entweder den Parametern, falls diese abgelegt sind, oder für den Fall, daß ΔX- oder ΔY-Werte abgelegt sind, zwischen den abgelegten ΔX- und ΔY-Werten.

Claims

1. Method for electronic trimming of at least one fluid injection pump, in which a control signal which is corrected for injection pump operation and, preferably, a control signal which is corrected for engine operation as well are determined by a control module of an electronic control device and are used for operation of the fluid injection pump,
characterized in that

a) a fluid injection pump is used which operates on the energy storage principle and whose feed characteristic follows an at least third-order polynomial identically or at least largely approximately;

b) the parameters are determined and stored on a fuel-injection-pump specific basis in predetermined standard conditions for an at least third-order standard polynomial;

c) at least one further at least third-order correction polynomial, which is specific for the type of influence, is determined for a specific type of influence acting on the fuel injection pump, and its parameters are stored, and

d) the parameters of the standard polynomial and of the correction polynomial or polynomials are used for determining a corrected control signal for operation of the fuel injection pump.

2. Method according to Claim 1,
characterized in that the correction polynomial which is specific for the type of influence is shifted in comparison to the standard polynomial X-Y, and preferably has the same shape.

3. Method according to Claim 1 and/or 2,
characterized in that a control signal which is corrected for engine operation and is proportional to the fluid quantity is first of all calculated in the normal manner by the control module, and at least two control values for a type of influence are assigned by addition or subtraction to this control signal, which control values are calculated by the control module from the parameters of the standard polynomial and of the correction polynomial, from which a corrected control signal, which is proportional to the fluid quantity, results.

4. Method according to one or more of Claims 1 to 3,
characterized in that one control value for a type influence is assigned by multiplication, and a further control value for this type of influence is assigned by addition or subtraction to the control signal which is corrected for engine operation and is proportional to the fluid quantity, which control values are calculated by the control module from the parameters of the standard polynomial and of the correction polynomial.

5. Method according to one or more of Claims 1 to 4,
characterized in that the control module determines a time duration control signal for the corrected control signal.

6. Method according to one or more of Claims 1 to 5,
characterized in that the control signal is produced by first of all using the ΔX values for the types of influence and then, after calculating the polynomials, using the ΔY values for these types of influence.

7. Method according to one or more of Claims 1 to 6,
characterized in that when determining the standard feed characteristic in normal conditions, feed characteristics are determined by measuring the feed rate for a number of specific different states of a type of influence, and the parameters of the respective corresponding curve are defined.

8. Method according to one or more of Claims 1 to 7,
characterized in that ΔX and ΔY values are defined and stored instead of the polynomial parameters for the shifts of the feed characteristic for specific different states of a type of influence.

9. Method according to Claim 8,
characterized in that a computation operation is carried out in the control module, which carries out a corresponding linear interpolation for intermediate states between either the parameters, if these are stored, or between the stored ΔX and ΔY values in the situation where ΔX or ΔY values are stored.

Revendications

1. Procédé pour l'ajustement électronique d'au moins une pompe d'injection de fluide, dans lequel un signal de commande corrigé pour le fonctionnement de la pompe d'injection et de préférence aussi un signal de commande corrigé pour le fonctionnement du moteur sont calculés par un module de commande appartenant à un dispositif de commande électronique, et utilisés pour l'actionnement de la pompe d'injection de fluide,
   caractérisé en ce que

a) on utilise une pompe d'injection de fluide qui travaille selon le principe de l'accumulateur d'énergie, dont la caractéristique de refoulement suit approximativement un polynôme au moins du troisième degré, à l'identique ou du moins à l'identique dans une large mesure ;

b) les paramètres sont calculés d'une façon spécifique à la pompe d'injection de fluide en présence de conditions normées prédéterminées pour un polynôme normé au moins du troisième degré et mémorisés ;

c) au moins un polynôme de correction supplémentaire, spécifique au type d'influence, au moins du troisième degré, d'un genre d'influence déterminé qui agit sur la pompe d'injection de fluide est calculé et ses paramètres sont mémorisés et

d) les paramètres du polynôme normé et du ou des polynôme(s) de correction sont utilisés pour l'obtention d'un signal de commande corrigé destiné à l'actionnement de la pompe d'injection de fluide.

2. Procédé selon la revendication 1,
   caractérisé en ce que le polynôme de correction spécifique au genre d'influence
   est décalé comparativement au polynôme normé X-Y et il est de préférence de même forme que ce dernier.

3. Procédé selon la revendication 1 et/ou 2,
   caractérisé en ce qu'un signal de commande proportionnel à la quantité de
   fluide, corrigé pour le fonctionnement du moteur, est tout d'abord calculé par le module de commande de la façon habituelle et au moins deux valeurs de commande d'un genre d'influence sont associées à ce signal de commande par addition ou par soustraction, lesquelles valeurs sont calculées par le module de commande sur la base des paramètres du polynôme normé et du polynôme de correction, d'ou il résulte un signal de commande proportionnel à la quantité de fluide, corrigé.

4. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 3,
   caractérisé en ce qu'une valeur de commande d'un genre d'influence est associée par multiplication au signal de commande proportionnel à la quantité de fluide, corrigé pour le fonctionnement du moteur et une autre valeur de commande de ce genre d'influence y est associée par addition ou soustraction, lesquelles valeurs de commande sont calculées par le module de commande à partir des paramètres du polynôme normé et du polynôme de correction.

5. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4,
   caractérisé en ce que, pour le signal de commande corrigé, un signal de
   commande de durée est calculé par le module de commande.

6. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 5,
   caractérisé en ce que, tout d'abord les valeurs ΔX des genres d'influence,
   puis, après le calcul des polynômes, les valeurs ΔY de ces genres d'influence sont utilisés pour la production du signal de commande.

7. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 6,
   caractérisé en ce que, dans le calcul de la caractéristique de refoulement normée dans des conditions normales, des caractéristiques de refoulement sont calculées par la mesure de la quantité de refoulement dans quelques états différents déterminés d'un genre d'influence, et les paramètres de la courbe correspondante sont fixés.

8. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 7,
   caractérisé en ce que, pour les décalages de la caractéristique de refoulement dans différents états déterminés d'un genre d'influence, des valeurs ΔX et ΔY sont fixées et mémorisées en remplacement des paramètres du polynôme.

9. Procédé selon la revendication 8,
   caractérisé en ce qu'une opération de calcul est exécutée dans le module de commande, opération qui effectue, pour des états intermédiaires, une interpolation linéaire correspondante entre, soit les paramètres, si ces derniers sont enregistrés, soit encore, pour le cas où des valeurs ΔX ou ΔY sont enregistrées, entre les valeurs ΔX et ΔY enregistrées.

Zeichnung