Aufgrund der unvermeidbaren Herstellungstoleranzen von Komponenten der Kraftstoffeinspritzanlage und der Brennkraftmaschine geben die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine trotz gleicher Ansteuerung der Einspritzventile eine unterschiedliche Leistung, bzw. ein unterschiedliches Moment ab. Dies äußert sich in einem unrunden Lauf der Brennkraftmaschine, insbesondere im Teillastbereich und im Leerlauf.

Aus der DE 33 36 028 A1 ist eine Einrichtung zur Beeinflussung von Steuergrößen einer Brennkraftmaschine

bekannt, mit deren Hilfe die von den einzelnen Zylindern abgegebenen Leistungen einzeln geregelt und aneinander angenähert werden. Dadurch ergibt sich der gewünschte runde Lauf der Brennkraftmaschine. Die Leistungsregelung der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgt dabei durch die Variation der Einspritzdauer.

Bei modernen Motorenkonzepten, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit strahlgeführter Benzin- Direkteinspritzung, ist eine Variation der Einspritzdauer nicht ohne weiteres möglich, da die Einspritzdauer Einfluss auf. die Gemischbildung hat. Infolgedessen kann durch eine Änderung der Einspritzdauer die Gemischbildung negativ beeinflusst werden und die Zündung des im Brennraum gebildeten Gemischs nicht zum richtigen Zeitpunkt erfolgen.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kompensation von Momentenunterschieden der Zylinder einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem der Brennkraftmaschine für jeden Zylinder ein Einspritzventil mit variablem Hub aufweist, wobei die von den Zylindern der Brennkraftmaschine abgegebenen Teilmomente erfasst werden, ein Zylindergleichstellungsfaktor für jeden Zylinder gebildet wird und der Hub der Einspritzventile zylinderindividuell in Abhängigkeit des Zylindergleichstellungsfaktors korrigiert wird, erlaubt eine Verbesserung des Rundlaufs der Brennkraftmaschine, ohne die Einspritzdauer zu verändern. Da die Einspritzdauer unverändert bleibt, ändert sich auch die Gemischbildung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine nicht, so dass keine Verschlechterung bei der Gemischbildung und der Zündung des Gemisches eintritt.

Da in der Serienfertigung bereits heute Einspritzventile mit variablem Hub eingesetzt werden, kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne zusätzliche Kosten, wenn man von den Kosten für die Programmierung des Steuergeräts absieht, inplementiert werden.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn als Einspritzventile elektrisch gesteuerte Einspritzventile, insbesondere Piezoventile mit nach außen öffnenden Einspritzdüsen, eingesetzt werden, da bei diesen die Einspritzmenge je Zeiteinheit durch eine Korrektur des Hubs des Einspritzventils in Abhängigkeit eines Zylindergleichstellungsfaktors erfolgen kann. Die Korrektur des Hubs kann durch eine Korrektur der Ansteuerspannung oder der Ladung mit der der Piezo-Aktor beaufschlagt wird erfolgen. Nachfolgend wird im Zusammenhang mit der Erfindung immer nur von einer Korrektur der Ansteuerspannung gesprochen. Damit ist immer auch eine Korrektur der Ladung gemeint.

Die Umrechnung des Korrekturfaktors in eine Ansteuerspannung, bzw. eine Ladung kann auch indirekt erfolgen, indem z. B. ein Soll-Durchflußwert oder ein Soll- Nadelhub oder ein Soll-Aktorhub korrigiert wird und dieser Soll-Wert dann in ein Ansteuerspannung, bzw. eine Ladung umgerechnet wird.

Besonders einfach ist die Korrektur der Ansteuerspannung, wenn die Ansteuerspannung durch Multiplikation mit dem Zylindergleichstellungsfaktor korrigiert wird. Auch bei diesen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden keine Änderungen an der Einspritzanlage erforderlich, mit Ausnahme einer Umprogrammierung des Steuergeräts.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Zylindergleichstellungsfaktor auf einen Maximalwert und einen Minimalwert beschränkt wird, so dass die Änderung des Ventilhubs der Einspritzventile auf einen Bereich, innerhalb dessen der Ventilhub mit ausreichender Präzision steuerbar ist, beschränkt wird.

Wenn der Zylindergleichstellungsfaktor größer als der vorliegende Maximalwert oder kleiner als der vorliegende Minimalwert ist, kann nach folgenden Vorschriften ein Korrekturfaktor für die Einspritzdauer berechnet werden : - Der Korrekturfaktor für die Einspritzdauer ist gleich 1,0, wenn der Zylindergleichstellungsfaktor kleiner als der Maximalwert und größer als der Minimalwert ist.

- Der Korrekturfaktor ist gleich dem Quotient aus Zylindergleichstellungsfaktor und Maximalwert, wenn der Zylindergleichstellungsfaktor größer als der Maximalwert ist.

Der Korrekturfaktor ist gleich dem Quotient aus Zylindergleichstellungsfaktor und Minimalwert, wenn der Zylindergleichstellungsfaktor kleiner als der Maximalwert ist.

Durch diese zusätzlichen Verfahrensschritte kann ein guter Rundlauf der Brennkraftmaschine auch dann erreicht werden, wenn die Toleranzen der Brennkraftmaschine oder der Einspritzventile relativ groß sind. Dabei wird zunächst der Rundlauf durch eine Änderung des Hubs der Einspritzventile verbessert. Wenn diese Möglichkeit ausgeschöpft wurde, wird der kleine verbleibende Korrekturbereich, der außerhalb des Maximalwerts und des Minimalwerts des Zylindergleichstellungsfaktors liegt, durch eine Änderung

der Einspritzdauer abgedeckt. Diese Änderung der Einspritzdauer ist relativ gering und wirkt sich nicht nachteilig auf die Gemischbildung und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine aus.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die erforderliche Einspritzmenge des Zylinders mit dem Korrekturfaktor multipliziert wird und anschließend in eine zylinderindividuelle Einspritzzeit umgerechnet wird.

Die angestrebte Verbesserung der Laufruhe der Brennkraftmaschine kann auch durch ein Computerprogramm oder ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, welche nach einem der vorher beschriebenen Verfahren arbeiten, erreicht werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 : ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 2 : ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 3 : ein Blockschaltbild der Aufteilung des Zylindergleichstellungsfaktors in eine Änderung der Ladung, bzw. Spannung und eine Änderung der

Einspritzdauer ; Fig. 4 : ein Blockschaltbild der Änderung der Einspritzdauer des erfindungsgemäßen Verfahrens ; und Fig. 5 : ein Beispiel eines mit einer mittels Piezoaktor betätigten Hochdruckeinspritzventils mit variablem Hub.

Beschreibung der Ausführunfsleispiele Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, anhand dessen nachfolgend ein erstes Ausführungsreis,-l des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wird.

Abhängig von den Lastanforderungen an die nicht dargestellte Brennkraftmaschine wird ein elektrisch betätigtes Einspritzventil glicht dargestellt) mit einer Ansteuerspannung UAnsteuer, i, bzw. einer Ladung Qi angesteuert. Der Index 'i' steht dabei für die Nummer eines Zylinders. Es gilt i = 1 bi. 5 n, wenn'n'die Zahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, dass die Ansteuerspannung UAnsteuer , bzw. die Ladung Qi in Abhängigkeit von weiteren Parametern, auf die im Zusammenhang mit der Erfindung nicht weiter angegangen werden soll, für jeden Zylinder Zi individuell festgelegt werden kann.

Während des Betriebs der Bl lkraftmaschine werden von den Zylindern der Brennkraftmasjhine abgegebenen Teilmomente Mi, die sich zu der Gesamtl-istungsabgabe der Brennkraftmaschine addieren, erfasst. Dabei muss die Erfassung der Teilmomente E. nicht notwendigerweise eine direkte Messung beinhalten, sondern es kann beispielsweise

auch die Beobachtung und Messung der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle und einer Norrelation dieser Drehgeschwindigkeit mit den ündzeitpunkten der Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgen. Wenn sich die Teilmomente Mi der Zylinder Zi innerhalb eines Arbeitshubs der Brennkraftmaschine voneinander unterscheiden, wird anschließend Zylindergleichstellungsfaktor für jeden Zylinder gebildet, so dass unter Berücksichtigung des Zylindergleichstellungsfaktors die Laufruhe der Brennkraftmaschine verbesserte wird.

In Fig. 1 ist der Zylindergleichstellungsfaktor mit FZGST, i bezeichnet. Auch dieser Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, wird in der Regel für jeden Zylinder Zi unterschiedlich sein.

Um zu einer korrigierten Ansteuerspannung UAnsteuer, i, einer Ladung Qi des nicht dargestellten Einspritzventils des Zylinders Zi und infolgedessen zu einem korrigierten Hub des Einspritzventils zu gelangen, wird die Ansteuerspannung UAnst-E"Fr, i, bzw. die Ladung Qi mit dem Zylindergleichstellungsfaktor FzssT, i multipliziert. Das Produkt aus Ansteuerspannur3 Clrnsteuer i und Zylindergleichstellungsfakr FzcsT, i ist die korrigierte Ansteuerspannung, bzw. die @ rrigierte Ladung.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockschaltbild dargestellt. Der wesentlich-Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht darin, dass der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i durch einen Maximalwert FZGST, Ma und eir,-n Minimalwert FZGST, Min in einem Begrenzer 1 begrenzt wird.

Der Begrenzer 1 hat die in der Fig. 2 dargestellte

Kennlinie, d. h. wenn der Zylindergleichstellungsfaktor kleiner als der Minimalwert FZGST, Min wird der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i gleich dem Minimalwert FZGST, Min gesetzt und wenn der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i größer als der Maximalwert FZGST, Max ist, wird der Zylindergleichstellungsfaktor Fzssr, i gleich dem Maximalwert FzGST, MM ersetzt. Andernfalls bleibt der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST i unverändert. Mit dem durch den Begrenzer 1 gegebenenfalls veränderten Zylindergleichstellungsfaktor FZGST i wird, in gleicher Weise wie anhand der Fig. 1 erläutert, die Ansteuerspannung UAristeuer, i, bzw. die Ladung Qi des Einspritzventils (nicht dargestellt) in eine korrigierte Ansteuerspannung, bzw. eine korrigierte Ladung (nicht dargestellt) umgewandelt.

In Fig. 3 wird das Verfahren beschrieben, welches angewandt wird, wenn der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i größer dem Maximalwert FZGST, Max oder kleiner dem Minimalwert FZGST, Min ist. Der Grundgedanke bei dieser Ergänzung des Verfahrens ist, dass der durch den Hub des Einspritzventils nicht kompensierbare Unterschied der Leistung der Zylinder Zi durch eine Änderung der zylinderindividuellen Einspritzdauer FT_einspritzt i erfolgt.

Dazu wird geprüft, ob der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i größer als der Maximalwert FZGST, Ma, ist. Wenn diese Prüfung negativ ist, wird ein Korrekturfaktor FT_einspritz, i für die Dauer der Einspritzung gleich 1,0 gesetzt. Wenn die Prüfung positiv ausfällt, wird der Korrekturfaktor FT_einspritz, i durch die Bildung eines Quotienten aus dem Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i und dem Maximalwert FZGST, MM gebildet.

Durch diese Maßnahme wird der Teil des Zylindergleichstellungsfaktors, der nicht durch eine

Änderung des Hubs des Einspritzventils berücksichtigt werden kann, durch eine Erhöhung der Einspritzdauer genommen. Der Korrekturfaktor FT-einspritz, i ist in dem zuletzt beschriebenen Fall größer 1, 0.

Parallel dazu wird geprüft, ob der Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i kleiner als der Minimalwert FZGST, Min ist. Wenn diese Prüfung negativ ausfällt, wird der Korrekturfaktor FT, einspritz, i gleich 1,0 gesetzt. Wenn diese Prüfung positiv ausfällt, wird der Korrekturfaktor FreinspritE, i aus dem Quotient aus Zylindergleichstellungsfaktor FZGST, i und dem Minimalwert FZGST, Min gebildet. In dem zuletzt beschriebenen Fall hat der Korrekturwert FT einspritz, i jetzt einen Wert kleiner 1,0.

In Fig. 4 wird dargestellt, wie die Einspritzzeit in Abhängigkeit des Korrel<_turfaktors FT-einspritz, i korrigiert wird.

Dabei wird davon ausgegangen, dass aufgrund der Lastanforderungen an die Brennkraftmaschine und anderer Betriebsparameter eine bestimmte geforderte Kraftstoffmenge vom Steuergerät der Brennkraftmaschine berechnet wird.

Diese geforderte Kraftstoffmenge wird mit dem Korrekturfaktor FT einspritz, i multipliziert, und anschließend wird aus dieser multiplizierten geforderten Kraftstoffmenge eine Einspritzzeit für den betroffenen Zylinder Zi berechnet. Somit kann auch bei Zylindern, deren Betriebsverhalten durch Herstellungstoleranzen große Unterschiede aufweist, ein sehr ruhiger Lauf erzielt werden, indem nämlich ein Teil der Unterschiede durch eine zylinderindividuelle Variation des Ventilhubs der Einspritzventile und der verbleibende Teil durch eine zylinderindividuelle Variation der Einspritzdauer der Einspritzventile kompensiert wird.

In Fig. 5 wird ein Einspritzventil 3 schematisch dargestellt, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Typ von Einspritzventilen 3 beschränkt. Das Einspritzventil 3 besteht aus einem Düsenkörper 5 in dem eine Düsennadel 7 geführt ist. An einem in den Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ragenden Ende 9 des Einspritzventils 3 ist ein Dichtsitz (nicht dargestellt) im Düsenkörper 5 ausgebildet, der so mit der Düsennadel 7 zusammenwirkt, dass wenn die Düsennadel 7 geöffnet wird, d. h. in der dargestellten Position des Einspritzventils 3 nach links bewegt wird, die Düsennadel 7 vom nicht dargestellten Dichtsitz abhebt. Durch eine Spiralfeder 11, welche sich einenends am Düsenkörper 5 und anderenends an der Düsennadel 7 abstützt, wird die Düsennadel 7 in ihren Dichtsitz (nicht dargestellt) bewegt, wenn das Einspritzventil 3 stromlos geschaltet ist.

Betätigt wird die Düsennadel 7 und damit das Einspritzventil 3 durch einen Piezoaktor 13. Zwischen dem Piezoaktor 13 und der Düsennadel 7 ist ein Zwischenkolben 15 angeordnet, der ebenso wie die Düsennadel 7 im Düsenkörper 5 geführt wird. Der durch den gestrichelten Kreis 5 angedeutete Bereich 17 des Düsenkörpers 5 in dem sowohl die Düsennadel 7 als auch der Zwischenkolben 15 geführt werden, dient gleichzeitig auch als hydraulischer Koppler zwischen Kolben 15 und Düsennadel 7. Der Zwischenraum zwischen dem Kolben 15 und der Düsennadel 7 ist mit Kraftstoff gefüllt und überträgt die schnellen Steuerbewegungen, welche vom Piezoaktor 13 auf den Zwischenkolben 15 übertragen werden, direkt auf die Düsennadel 7.

Wenn sich der Abstand zwischen Düsennadel 7 und

Zwischenkolben 15 langsam ändert, tritt eine gewisse Leckage von Kraftstoff zwischen Düsennadel 7 und Zwischenkolben 15 einerseits und Düsenkörper 5 in dem Bereich 17 auf, so dass die Änderungen des Abstands zwischen Düsennadel 7 und Zwischenkolben 15 kompensiert werden. Ursache für Längenänderungen des Einspritzventils 3 und in Folge dessen auch des Abstands zwischen Düsennadel 7 und Zwischenkolben 15 können Temperaturänderungen des Einspritzventils 3 sein.

Eine zweite Spiralfeder 19 presst den Kolben 15 an den Piezoaktor 13, so dass diese beiden Bauelemente stets spielfrei miteinander verbunden sind.

Über eine Kraftstoffzufuhr 21 wird das Einspritzventil 3 mit Kraftstoff versorgt.