DE19608991A1

DE19608991A1 - Steuergerät für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19608991A1
Application number: DE19608991A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Seyfang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: DE19608991C2

Description

Stand der Technik

Es sind bereits Steuergeräte für Brennkraftmaschinen bekannt, welche aufgrund von erfaßten Parametern und im Steuergerät abgelegten Kennfeldern die Steuergrößen zur Steuerung einzelnen Vorgänge der Brennkraftmaschine bestimmen. Ein Steuergerät zur Bestimmung der Einspritzung und der Zündung hat dabei eine Vielzahl von Vorgängen in den einzelnen Zylindern zu erfassen, zu steuern und anschließend auszuwerten. Ein solches Steuergerät muß für die Ausgabe der Steuersignale für Einspritzung und Zündung zum einen die Drehzahl, die aktuelle Kurbelwellenstellung, eventuell die Nockenwellenstellung bestimmen und darauf basierend anhand von im Steuergerät abgespeicherten Kennfeldern die anzugebende Steuergröße festlegen. Anschließend ist vom Steuergerät zu überwachen, ob nach der Bestimmung der Steuergrößen möglicherweise noch ein Dynamik aufgetreten ist. Für diesen Fall wird bei der Ausgabe der Steuergröße die vorher bestimmte Steuergröße für den Zündwinkel mit einem Dynamikvorhalt additiv beaufschlagt. Nach der Ausgabe der Zündung ist nun vom Steuergerät die Zündung und damit die ausgelöste Verbrennung zu überwachen. So ist beispielsweise eine Klopferkennung und eine Aussetzererkennung durchzuführen. Das Steuergerät hat damit für alle Zylinder einer Brennkraftmaschine während der Kurbelwellenumdrehung eines Zylinders eine Reihe von Funktionen auszuführen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Steuergerät für Brennkraftmaschinen hat den Vorteil, daß die für jeweils einen Zylinder gültigen Steuergrößen untereinander koordiniert werden können und so der Fahrkomfort erhöht wird. Da dem Steuergerät in einem zylinderindividuellen Protokoll alle Informationen über die tatsächlich ausgegebene Steuergröße für jeden Zylinder vorliegen, kann die Bestimmung später zu berechnender Steuergrößen bzw. eine Auswertung der Verbrennung unter Berücksichtigung dieser Informationen koordiniert erfolgen. Durch das Vorliegen einer für das Gesamtsystem aller Zylinder einer Brennkraftmaschine einheitheitlich definierten Schnittstelle zur Koordination verschiedener Teilfunktionsbereiche in einem Zylinder können zylinderselektive, kurbelwinkel-synchrone Vorgänge sehr gut miteinander koordiniert werden. Dies wirkt sich beispielsweise positiv auf dynamische Vorgänge aus, da hierbei für jede Verbrennung eine Optimierung der Abgaszusammensetzung erreicht werden kann und somit geringere Anforderungen an den Katalysator gestellt werden, wodurch eine Reduzierung des Katalysatorvolumens möglich ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Prinzipaufbau einer Zündanlage mit einer für alle Teilfunktionen eines Zylinders einheitlich definierten Schnittstelle.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt den Prinzipaufbau eines Steuergerätes gemäß der Erfindung. Hierbei werden von nicht dargestellten Sensoren einer Brennkraftmaschine die Parameter der Brennkraftmaschine, wie Kurbelwellenwinkel KW, Drehzahl n, Temperatur T und Last L erfaßt und als Eingangsgrößen (10) an ein Steuergerät (11) geleitet. In diesem Steuergerät (11) sind verschiedene Teilkomponenten beispielsweise T_E, T_Z, T_KL für die einzelnen zu steuernden Vorgänge vorgesehen. Eine Teilkomponente ist für die Teilfunktion Einspritzung T_E, eine Teilkomponente für die Teilfunktion Zündung T_Z und beispielsweise eine Teilkomponente für die Teilfunktion Klopfregelung T_KL vorgesehen. Das Steuergerät 11 ist außerdem mit den einzelnen Endstufen an der Peripherie der Brennkraftmaschine verbunden, so daß die vom Steuergerät bestimmten Steuergrößen entsprechend ausgegeben werden. Im Steuergerät 11 sind eine genügende Anzahl m von Speichermöglichkeiten integriert. Eine solche Speichermöglichkeit kann beispielsweise ein zylinderindividueller Buffer sein. In der Figur sind wegen der besseren Übersichtlichkeit nur zwei Speichermöglichkeiten ZP1 und Zpm gezeigt. Im Steuergerät sind so viele Einheiten zur Erfassung der zylinderindividuellen Prozesse vorzusehen, daß die maximal mögliche Anzahl zeitlich parallel laufender Prozesse erfaßt werden kann. Da die Gesamtdauer der Abarbeitung aller Teilkomponenten (TE, TZ, TKI, . . . ) länger als ein Zyklus der Brennkraftmaschine (1 Nockenwellenumdrehung bei 4-Takt- Motoren) sein kann, wird in der Regel gelten m < n (n . . . Anzahl Zylinder). Dies bedeutet, daß für einen bestimmten Zylinder zu einem Zeitpunkt mehr als ein Buffer (in unterschiedlichen Abarbeitungsphasen) aktiv sein können. Jede Teilkomponente zur Bestimmung der verschiedenen zu steuernden Größen ist mit jedem zylinderindividuellen Buffer verbunden.

Jede Teilkomponente bestimmt während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufgrund der Parameter der Brennkraftmaschine die Steuergrößen für ihre Teilfunktion und zwar werden diese Steuergrößen für jeden Zylinder individuell festgelegt.

Zur Erläuterung der Erfindung soll im folgenden die Problematik beispielhaft anhand der Wechselwirkung zwischen der Zündungsfunktion bei Dynamik und der Klopfregelfunktion beschrieben werden. Die Teilkomponente T_Z bestimmt aufgrund der Drehzahl und der Last die Zündungssteuergrößen wie Schließwinkel und Zündwinkel für jeden Zylinder individuell. Wird in der Zwischenzeit vom Steuergerät der Zustand Dynamik erkannt, so beaufschlagt das Steuergerät den Kennfeldzündwinkel additiv mit einem sogenannten Dynamikvorhalt. Tritt bei der anschließenden Verbrennung Klopfen auf, so wird der additiv zu beaufschlagende Dynamikvorhalt verändert. Beim Erkennen des Zustandes Dynamik kann möglicherweise das Steuersignal für die Zündung im Zylinder 1 bereits an die Peripherie ausgegeben sein, ohne daß in diesem Zylinder der Dynamikvorhalt aufaddiert wurde. Da aber im Steuergerät mit dem Erkennen von Dynamik ein Flag gesetzt wird, liegt auch im Teilsystem Klopfregelung die Information für den Zustand Dynamik vor. Wird bei der nun stattfindenden Verbrennung im Zylinder 1 eine klopfende Verbrennung erkannt, dann bewirkt die Klopfregelung eine Veränderung des Wertes für den Dynamikvorhalt. Da aber die Zündung im Zylinder 1 tatsächlich noch garnicht mit dem Dynamikvorhalt beaufschlagt worden ist, dürfte aufgrund des Klopfereignisses an diesem Zylinder der Dynamikvorhalt nicht verändert werden.

Bei einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem zylinderindividuellen Buffer wird für jeden Zylinder und für jeden zu steuernden Vorgang eine Information über die tatsächlich ausgegebenen Steuergrößen abgespeichert. Damit wird beispielsweise sichergestellt, daß die Teilkomponente Klopfregelung weiß, obwohl Dynamik vorliegt, ist der Zylinder 1 ohne den Dynamikvorhalt angesteuert worden.

Durch das Vorliegen eines zylinderindividuellen Protokolls im Steuergerät kann bei der Auswertung dieser Funktion der Brennkraftmaschine jeweils Bezug genommen werden zu den tatsächlich vorliegenden Steuergrößen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine kann sehr gut an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Das zylinderindividuelle Protokoll kann in einem Buffer abgespeichert und beispielsweise als rollierendes System ausgebildet werden.

In einem zylinderindividuellen Protokoll werden alle Größen, die die Verbrennung im Zylinder beeinflussen können erfaßt. Solche Größen sind beispielsweise der Wert der Luftmengenmessung, die Werte der Einspritzberechnung also Einspritzzeitpunkt und Einspritzdauer, der Schließ- und Zündwinkel und die Signale der Klopferkennung. Das Format eines zylinderindividuellen Protokolls ist dabei abhängig von der Anzahl der Ereignisse, die zur Koordination einer Verbrennung notwendig sind. Die Bestimmung der Anzahl und die Auswahl der zu erfassenden und abzuspeichernden Ereignisse in einem zylinderindividuellen Protokoll erfolgt dabei einmal vorher, beispielsweise bei der Systemfestlegung und bleibt während des Betriebes der Brennkraftmaschine immer gleich.

Jedoch ist die Protokolldauer, also die Zeit, die bis zur Erfassung aller festgelegter Ereignisse verstreicht, von den aktuellen Betriebsbedingungen abhängig, so daß die Protokolldauer je nach den Betriebsbedingungen variiert. Die Lebensdauer eines einzelnen zylinderselektiven Protokollbuffers kann vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängen und unter Umständen länger als ein Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine sein.

Durch die Erfassung und Auswertung jeder Verbrennung kann letztendlich eine Optimierung der Abgaszusammensetzung erreicht werden und beispielsweise bei dynamischen Vorgängen die Anforderung an den Katalysator herabgesetzt werden.

Claims

1. Steuergerät für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, wobei dem Steuergerät die von Sensoren erfaßten Parameter der Brennkraftmaschine zugeführt sind, wobei im Steuergerät verschiedene Teilkomponenten zur Bestimmung der einzelnen Steuergrößen vorgesehen sind und wobei im Steuergerät ein Speicher vorgesehen ist, in welchem ein zylinderindividuelles Protokoll speicherbar ist und wobei dieses zylinderindividuelle Protokoll alle erforderlichen Steuergrößen zur Steuerung und Koordination des Betriebs der Brennkraftmaschine enthält.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderselektive Protokoll eine Anzahl von Ereignisse, die zur Koordination einer Verbrennung notwendig sind, enthält.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Anzahl und die Auswahl der zu erfassenden und abzuspeichernden Ereignisse bei der Systemfestlegung erfolgt.