DE19707706C2 - Startsteuersystem und -verfahren für Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung - Google Patents

Startsteuersystem und -verfahren für Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Startsteuersystem und -ver­ fahren für einen Kraftstoff direkt in Zylinder ein­ spritzenden Motor und insbesondere ein Motorsteuer­ system und -verfahren zum Steuern eines Übergangs­ prozesses von einem Startereignis zu einem Normalbe­ trieb durch Beurteilen des Zündzustands für einzelne Zylinder des Motors.
In einem Motor mit Kanalkraftstoffeinspritzung, in dem Kraftstoff in den Ansaugkrümmer oder Ansaugka­ nal eingespritzt wird, wird die beim Start einzuspritzen­ de Kraftstoffmenge im Hinblick auf eine Kraftstoffzu­ fuhrverzögerung infolge von Kraftstoff ausgeglichen, der an der Innenwand des Ansaugkrümmers oder An­ saugkanals haftet.
Andererseits kann in einem Kraftstoff direkt in Zylin­ der einspritzenden Motor, in dem Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird, die Einspritzmenge und Einspritzeinstellung von in einzelne Zylinder einzu­ spritzendem Kraftstoff hochgenau gesteuert werden, da eine solche Kraftstoffzufuhrverzögerung wie beim Mo­ tor mit Kanalkraftstoffeinspritzung fehlt. Diese Steue­ rung erfolgt auch beim Startprozeß des Motors. Eines der Merkmale des Motors mit direkter Kraftstoffein­ spritzung ist eine ausgezeichnete Startfähigkeit im Ver­ gleich zum Motor mit Kanaleinspritzung.
In diesem Fall ist es von größter Bedeutung, genau die Zeit zu beurteilen, zu der eine Startphase des Motors abgeschlossen ist, d. h., wenn alle Zylinder zu einem voll­ ständigen Zündzustand übergegangen sind, da aufgrund dieser Beurteilung die Steuerstrategie von der Start­ steuerung zur Normalbetriebssteuerung geändert wer­ den muß. Im Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung wie auch im Motor mit Kanaleinspritzung beruht diese Beurteilung allgemein auf der Motordrehzahl und einer EIN-AUS-Betätigung des Starterschalters. Sobald die Beurteilung erfolgt, werden Steuerstrategien für die Kraftstoffeinspritz- und die Zündeinstellung von der Startsteuerung auf die Normalbetriebssteuerung für al­ le Zylinder gleichzeitig umgeschaltet.
Als Ergebnis dessen werden daher, sobald beurteilt wird, daß die Startphase abgeschlossen ist, alle Zylinder auch dann zwangsweise auf die Normalbetriebssteue­ rung umgeschaltet, wenn ein bestimmter Zylinder in ei­ nem unvollständigen Zündzustand verbleibt. Dies führt nicht nur zu einer verlängerten Startperiode, sondern auch zu zunehmenden Fehlzündungen und Emissionen von unverbranntem Gas im Zylinder im unvollständigen Zündzustand. Hat umgekehrt ein bestimmter Zylinder den vollständigen Zündzustand erreicht, während der Motor in der Startsteuerung verbleibt, unterliegt dieser Zylinder der Startsteuerung, was ebenfalls zu einer un­ vollständigen Verbrennung in ihm und zu einer verlän­ gerten Startperiode führt.
Da beim Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motor sämtlicher zugeführter Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt wird, ist er folglich in der Lage, eine Fein­ steuerung für jeden Zylinder durchführen, indem zwi­ schen der Startsteuerung und der Normalbetriebssteue­ rung unterschieden wird, wobei aber diese Fähigkeit mit den bekannten Ansätzen nicht voll ausgeschöpft wird, bei denen für alle Zylinder gleichzeitig von der Start­ steuerung auf die Normalbetriebssteuerung umgeschal­ tet wird.
Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Startsteuersystem bereit zustellen, das eine richtige Kraftstoffmenge in einzelne Zylinder einspritzen und sie mit einer richtigen Zeiteinstellung zünden kann, um die Startperiode zu verkürzen sowie Emissions- und Kraft­ stoffverbrauchswerte in einem Kraftstoff direkt in Zy­ linder einspritzenden Motor zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprü­ che gelöst.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsge­ mäße Startsteuersystem auf: eine Zylinder-Identifizie­ rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy­ linders auf der Grundlage eines Kurbelimpulses und ei­ nes Nockenimpulses, eine Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, eine zweite Mo­ tordrehzahl-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse; eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zünd­ abschluß-Motordrehzahl; und eine Start-Auswahlein­ richtung zum Auswählen einer Startsteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spe­ zielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normalbetriebssteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zün­ dung abgeschlossen hat, wobei die Startsteuerung auf­ weist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoff­ einspritzung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel und gleichzeitiges Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festgelegte Zeit seit einer Ab­ schlußeinstellung der Kraftstoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbetriebssteuerung aufweist: Herstel­ len sowohl der Starteinstellung der Kraftstoffeinsprit­ zung und der Zündeinstellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen.
Die Erfindung wird am besten anhand der nachfol­ genden Beschreibung im Zusammenhang mit den beige­ fügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Startsteuersystems;
Fig. 2 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine von Eingabesignalen;
Fig. 3 einen Ablaufplan einer Routine zum Beurteilen eines Startzustands;
Fig. 4 einen Ablaufplan einer Routine zum Bestim­ men einer Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer Zünd­ steuerung;
Fig. 5 eine schematische Zeichnung eines Beispiels für einen Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motor gemäß der Erfindung; und
Fig. 6 ein Zeitdiagramm einer Zylinderidentifizie­ rung.
In Fig. 5 bezeichnet die Zahl 1 einen Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Mehrzylindermotor (nachfol­ gend als Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzender Motor bezeichnet). In dieser Ausführungsform ist ein Viertakt-Vierzylindermotor gezeigt. Die Zahl 5 bezeich­ net einen Brennraum, der durch einen Zylinderblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Kolben 4 gebildet ist. Im Brennraum 5 für jeden Zylinder sind ein Kraftstoffein­ spritzventil 6 und eine Zündkerze 7 vorgesehen. Die Zündkerze 7 ist mit einer Sekundärseite einer Zündspu­ le 7a verbunden. Eine Primärseite der Zündspule 7a ist mit einem Zündgerät 8 verbunden.
Im Zylinderkopf 3 sind ein Ansaugkanal 3a und ein Auslaßkanal 3b gebildet, und ein Ansaugventil 9 und ein Auslaßventil 10 sind in den beiden Kanälen 3a bzw. 3b angeordnet.
Ferner wird Kraftstoff unter hohem Druck durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe zum Kraftstoffein­ spritzventil 6 über eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 geführt, nachdem er durch einen (nicht gezeigten) Druckregler geregelt wurde. Folglich wird Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 dosiert und aus ihm in den Brennraum 5 eingespritzt.
Ein Kurbelwinkelsensor 12 ist angrenzend an den Au­ ßenumfang eines Kurbelrotors 1a angeordnet, der gleichachsig mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle ge­ koppelt ist. Auf dem Außenumfang des Kurbelrotors 1a sind 12 gleich beabstandete Vorsprünge vorgesehen (30° Kurbelwinkel) Der Kurbelwinkelsensor 12 ist so positioniert, daß er mit einem Vorsprung entsprechend einem Kurbelwinkel von 15° vor OT (vor oberem Tot­ punkt) des Zylinders #1 während des Verdichtungs­ takts zusammentrifft.
Ferner ist ein Nockenwinkelsensor 13 angrenzend an einen Nockenrotor 1b angeordnet, der mit der halben Umdrehungszahl des Kurbelrotors 1a gedreht wird. Auf dem Außenumfang des Nockenrotors 1b ist ein Vor­ sprung vorgesehen. Der Nockenwinkelsensor 13 ist so positioniert, daß er mit diesem Vorsprung entsprechend einem Kurbelwinkel zwischen 15° vor OT und 45° vor OT des Zylinders #1 während des Verdichtungstakts zusammentrifft.
Folglich wird gemäß Fig. 6 beurteilt, daß ein vom Kurbelwinkelsensor 12 ausgegebener erster Kurbelim­ puls, nachdem ein Nockenimpuls ausgegeben ist, einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #1 an­ zeigt. Im folgenden wird die Zylindernummer durch Zählen der aufeinanderfolgenden Kurbelimpulse identi­ fiziert, die vom Kurbelwinkelsensor 12 ausgegeben wer­ den. Die Zündfolge dieses Motors lautet #1-#3-#2-#4.
In der Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 ist ein Kraft­ stoffdrucksensor 14 angeordnet, um den Kraftstoff­ druck FUP zu detektieren. Ferner ist ein Gaspedal-Öff­ nungswinkelsensor 16 an einem Gaspedal 15 angeord­ net, um einen Gaspedal-Betätigungsbetrag α zu detek­ tieren. Außerdem ist ein Kühlmitteltemperatursensor 17 in dem im Zylinderblock 2 gebildeten Kühlmittelkanal angeordnet, um eine Kühlmitteltemperatur Tw entspre­ chend einer typischen Motortemperatur zu detektieren. Wenngleich überdies diverse Sensoren und Schalter im Motor 1 vorgesehen sind, um Motorbetriebsbedingun­ gen zu detektieren, wird auf deren Beschreibung hierin verzichtet, da eine weitere Erläuterung für die nachfol­ genden Beschreibungen unnötig ist.
Ausgabesignale von den vorgenannten Sensoren 12, 13, 14, 16 und 17 werden in eine elektronische Steuerein­ heit (ECU) 20 eingegeben, in der eine Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung, eine Kraftstoffeinspritzmen­ ge, eine Zündeinstellung u. ä. für jeden Zylinder auf der Grundlage der Ausgabesignale von den vorgenannten Sensoren berechnet werden und ein der Kraftstoffein­ spritzmenge entsprechendes Treibersignal zu einem Aktor des Kraftstoffeinspritzventils 6 mit einer Zeitein­ stellung ausgegeben wird, die der Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung entspricht. Außerdem wird auch ein der Zündeinstellung entsprechendes Zündsignal zum Zündgerät 8 ausgegeben.
Gemäß Fig. 1 ist die elektronische Steuereinheit 20 gebildet durch eine Zylinder-Identifizierungseinrich­ tung 21, eine Motordrehzahl-Berechnungseinrichtung 22, eine Berechnungseinrichtung 23 der Motordrehzahl zur Startbeurteilung, eine Berechnungseinrichtung 24 des Gaspedal-Öffnungwinkels, eine Kraftstoffdruck- Detektionseinrichtung 25, eine Berechnungseinrichtung 26 der Kühlmitteltemperatur, eine Start-Beurteilungs­ einrichtung 27, eine Start-Auswahleinrichtung 28, eine Berechnungseinrichtung 29 der Kraftstoffeinspritzein­ stellung, eine Berechnungseinrichtung 30 der Kraftstoff­ einspritzmenge, eine Berechnungseinrichtung 31 der Einspritzimpulsdauer, eine Einspritzimpuls-Erzeu­ gungseinrichtung 32, eine Berechnungseinrichtung 33 der Zündeinstellung und eine Zündimpuls-Erzeugungs­ einrichtung 34.
In der Zylinder-Identifizierungseinrichtung 21 wird zunächst als Reaktion auf einen vom Nockenwinkelsen­ sor 13 ausgegebenen Nockenimpuls ein Zylinder wäh­ rend des Verdichtungstakts identifiziert, und anschlie­ ßend werden nachfolgende Zylinder durch Zählen von Kurbelimpulsen identifiziert, die vom Kurbelwinkelsen­ sor 12 ausgegeben werden. Das heißt, wird gemäß Fig. 6 ein Nockenimpuls eingegeben, zeigt ein erster Kurbel­ impuls nach diesem Nockenimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #1 an. Ähnlich wird beurteilt, daß der 6. Kurbelimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #3 anzeigt, der 12. Kurbelimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #2 und der 18. Kurbelimpuls einen Kur­ belwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #4. Ferner wird bei erneuter Eingabe eines Nockenimpulses die Zählung folgender Kurbelimpulse gelöscht, in dem der erste eingegebene Kurbelimpuls nach diesem Nocken­ impuls zur Auslösung dient.
Die Motordrehzahl-Berechnungseinrichtung 22 dient zum Berechnen einer Motordrehzahl N durch Messen eines Zeitintervalls der Kurbelimpulse. Ferner dient die Berechnungseinrichtung 24 des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Betätigungsbetrags α des Gaspedals 15 durch Anwendung einer A/D-Umwand­ lung auf eine Ausgabespannung des Gaspedal-Öff­ nungswinkelsensors 16. Die Kraftstoffdruck-Detek­ tionseinrichtung 25 berechnet einen Kraftstoffdruck FUP in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 durch An­ wendung einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabe­ spannung des Kraftstoffdrucksensors 14, der in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 vorgesehen ist.
In der Berechnungseinrichtung 23 der Motordrehzahl zur Startbeurteilung wird eine Motordrehzahl Nsi wäh­ rend des Arbeitstakts für einen einzelnen Zylinder zum Beurteilen berechnet, ob ein bestimmter Zylinder #i gestartet wurde. Das heißt, gemäß einem als Beispiel in Fig. 6 gezeigten Zeitdiagramm zeigen der 1. bis 6. Kur­ belimpuls Einsen für den Zylinder #1 während des Ar­ beitstakts, der 7. bis 12. Kurbelimpuls Einsen für den Zylinder #3 während des Arbeitstakts, der 13. bis 18. Kurbelimpuls Einsen für den Zylinder #2 während des Arbeitstakts und der 19. bis 0. Kurbelimpuls Einsen für den Zylinder #4 während des Arbeitstakts. Die Motor­ drehzahl Nsi zur Startbeurteilung wird hierbei durch Mitteln von Zeitintervallen vorbestimmter aufeinander­ folgender Kurbelimpulse erhalten. Dadurch kann genau beurteilt werden, daß der i-te Zylinder die Zündung ab­ geschlossen hat, indem diese Motordrehzahl Nsi mit ei­ nem Bezugswert verglichen wird.
Das heißt, ist in der Start-Beurteilungseinrichtung 27 die Motordrehzahl Nsi kleiner als eine vorbestimmte Motordrehzahl Nkan für den Zündabschluß, wird beur­ teilt, daß sich der betreffende Zylinder in der Startphase befindet, d. h., er die Zündung noch nicht abgeschlossen hat, und anschließend wird ein Zündabschluß-Flag FNkani für den i-ten Zylinder auf einem Anfangswert gehalten (FNkani = 0). Ist die Motordrehzahl Nsi gleich oder größer als Nkan, wird beurteilt, daß der i-te Zylin­ der die Zündung abgeschlossen hat, und anschließend wird das Zündabschluß-Flag FNkani gesetzt (FNkani = 1).
In der Start-Auswahleinrichtung 28 werden Werte der Zündabschluß-Flags FNkan1 bis FNkan4 entspre­ chend jedem Zylinder #1 bis #4 geprüft. Für einen Zylinder, dessen Zündabschluß-Flag FNkani gleich 0 ist, d. h., einen Zylinder in der Startphase, wird eine Start­ steuerung ausgewählt, und für einen Zylinder, dessen Zündabschluß-Flag FNkani gleich 1 ist, d. h., einen Zylin­ der mit abgeschlossener Zündung, wird eine Normalbe­ triebssteuerung ausgewählt.
In der Berechnungseinrichtung 29 der Kraftstoffein­ spritzeinstellung wird für den Zylinder #i, für den die Startsteuerung ausgewählt wurde, die Starteinstellung für die Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten festen Kurbelwinkel hergestellt. Dieser feste Kurbel­ winkel wird in Abhängigkeit von Brennstrategien, Schichtladeverbrennung oder homogener Ladever­ brennung, bestimmt. Ist z. B. die Brennstrategie eine Schichtladeverbrennung, wird der feste Kurbelwinkel bei einem vergleichsweise späten Kurbelwinkel nahe dem Ende des Verdichtungstakts hergestellt, und ist die Brennstrategie eine homogene Ladeverbrennung, wird er bei einem vergleichsweise frühen Kurbelwinkel zwi­ schen Ansaugtakt und Verdichtungstakt hergestellt, um genügend Zeit zum Vormischen zu haben. Der feste Kurbelwinkel kann mit einem Kurbelimpuls synchroni­ siert sein, der alle 15° Kurbelwinkel ausgegeben wird.
Andererseits wird in der Berechnungseinrichtung 29 der Kraftstoffeinspritzeinstellung für den Zylinder #i, für den die Normalbetriebssteuerung in der Start-Aus­ wahleinrichtung 28 ausgewählt wurde, die Starteinstel­ lung (Kurbelwinkel) der Kraftstoffeinspritzung anhand eines Kennfelds hergestellt, in dem die Motordrehzahl N und der Gaspedal-Öffnungswinkel α parametrisiert sind.
In der Berechnungseinrichtung 30 der Kraftstoffein­ spritzmenge wird die Kraftstoffeinspritzmenge GF je Zyklus anhand eines Bestimmungskennfelds für die Kraftstoffeinspritzmenge hergestellt, in dem die Motor­ drehzahl N und der Gaspedal-Öffnungswinkel α para­ metrisiert sind. Außerdem kann für den Zylinder #i, für den die Startsteuerung ausgewählt ist, die Kraftstoffein­ spritzmenge GF anderweitig anhand eines Kennfelds hergestellt werden, in dem z. B. die Kühlmitteltempera­ tur Tw parametrisiert ist.
In der Berechnungseinrichtung 31 der Einspritzim­ pulsdauer wird eine Impulsdauer Tout für die Kraftstoff­ einspritzung, d. h. eine Ventilöffnungszeit des Kraft­ stoffeinspritzventils 6 für den betreffenden Zylinder #i, nach folgender Formel berechnet:
Tout = Ks × GF + Ts,
worin sind: Ks ein Kraftstoffdruckkoeffizient, der auf der Grundlage des in der Kraftstoffdruck-Detektions­ einrichtung 25 detektierten Kraftstoffdrucks FUP be­ rechnet wird; Ts eine Totzeit, die sich aus dem Kraft­ stoffdruck FUP ableitet; und GF eine Kraftstoffein­ spritzmenge, die in der Berechnungseinrichtung 30 der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet und durch den Kraftstoffdruckkoeffizienten Ks und die Totzeit Ts kor­ rigiert wird.
Erreicht der Kurbelwinkel die in der Berechnungsein­ richtung 29 der Kraftstoffeinspritzeinstellung berechne­ te Kraftstoffeinspritzeinstellung, wird in der Einspritz­ impuls-Erzeugungseinrichtung 32 ein Treibersignal, das der in der Berechnungseinrichtung 31 der Einspritzim­ pulsdauer berechneten Impulsdauer Tout für die Kraft­ stoffeinspritzung entspricht, zum Kraftstoffeinspritz­ ventil 6 für den betreffenden i-ten Zylinder ausgegeben, um den dosierten Kraftstoff aus ihm einzuspritzen.
Andererseits wird in der Berechnungseinrichtung 33 der Zündeinstellung für den i-ten Zylinder, für den die Startsteuerung in der Start-Auswahleinrichtung 28 aus­ gewählt wurde, eine Zündeinstellung Tspk (Kurbelwin­ kel) nach der Formel Tspk = Tout + Tadv berechnet, worin Tadv eine Zündzeit nach Abschlußeinstellung der Kraftstoffeinspritzung ist und in dieser Ausführungs­ form als konstante Zeit hergestellt wird. Ferner wird für den i-ten Zylinder, für den die Normalbetriebssteuerung in der Start-Auswahleinrichtung 28 ausgewählt ist, die Zündeinstellung Tspk (Kurbelwinkel) anhand eines vor­ bestimmten Normalbetriebkennfelds hergestellt, in dem die Motordrehzahl N und der Gaspedal-Öffnungswin­ kel α parametrisiert sind.
Da die Zeit vom Abschluß der Kraftstoffeinspritzung bis zur Funkenzündung konstant eingestellt ist, kann in einem Fall, in dem die Verbrennung beim Start mit Schichtladeverbrennung beginnt, ein nahe an der Zünd­ kerze 7 gebildetes fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch ge­ zündet und die Startfähigkeit des Motors erhöht wer­ den.
Ferner wird in der Zündimpuls-Erzeugungseinrich­ tung 34 die in der Berechnungseinrichtung 33 der Zünd­ einstellung berechnete Zündeinstellung Tspk auf das Zündzeitglied des identifizierten Zylinders #i einge­ stellt. Erreicht das durch den Bezugskurbelwinkel ange­ steuerte Zündzeitglied die Zündeinstellung Tspk, wird ein Zündimpuls (Schließwinkelsignal) zur Primärseite der Zündspule 7a ausgegeben, um die Zündkerze 7 des Zylinders #i zünden zu lassen.
Als nächstes werden die in der elektronischen Steuer­ vorrichtung 20 durchgeführten Steuervorgänge zur Kraftstoffeinspritz- und Zündeinstellung anhand der Ablaufpläne von Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.
Der Ablaufplan in Fig. 2 zeigt eine Signalverarbei­ tungsroutine, die alle 10 Millisekunden abläuft, um den Gaspedal-Öffnungswinkel α, den Kraftstoffdruck FUP und die Motordrehzahl N zu berechnen. In einem Schritt S1 wird der Gaspedal-Öffnungswinkel α durch Anwenden einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabe­ spannung des Gaspedal-Öffnungswinkelsensors 16 be­ rechnet, und bei S2 wird der Kraftstoffdruck FUP durch Anwenden einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabe­ spannung des Kraftstoffdrucksensors 14 berechnet Fer­ ner wird bei S3 die Motordrehzahl N auf der Grundlage des Intervalls von Kurbelimpulsen berechnet, die vom Kurbelwinkelsensor 12 ausgegeben werden, wonach der Steuerablauf die Routine verläßt.
Der Ablaufplan von Fig. 3 zeigt eine Startbeurtei­ lungsroutine, die bei jeder Eingabe eines Kurbelimpul­ ses durchgeführt wird. Bei S11 wird ein bestimmter Zy­ linder #i während des Arbeitstakts auf der Grundlage einer Unterbrechungseinstellung des Nockenimpulses identifiziert, der unmittelbar vor diesem Kurbelimpuls eingegeben wird, und danach wird bei S12 ein Zündab­ schluß-Flag FNkani für den Zylinder #i geprüft. Das Zündabschluß-Flag FNkani wurde auf 0 als Anfangswert bei Zuführung von elektrischem Strom zur elektroni­ schen Steuereinheit 20 gesetzt.
Wird beurteilt, daß FNkani = 0 ist, d. h., daß der Zylin­ der vor dem Start oder beim Start ist, geht das Pro­ gramm zu den Schritten nach S13 über, wo die Startbe­ urteilung erfolgt, und ist FNkani = 1, d. h., hat der Zylin­ der die Zündung abgeschlossen, verläßt der Steuerab­ lauf die Routine.
Wird dagegen beurteilt, daß FNkani = 0 ist, d. h., daß der Zylinder vor dem Start oder beim Start ist, geht das Programm zu S13 über, wo beurteilt wird, ob der derzeit eingegebene Kurbelimpuls ein Kurbelwinkel ist, bei dem die Startbeurteilung zu treffen ist. In dieser Ausfüh­ rungsform wird die Motordrehzahl Nsi zur Startbeurtei­ lung auf der Grundlage eines Zeitintervalls zwischen festgelegten Kurbelwinkeln berechnet. Insbesondere sind gemäß Fig. 6 auf der Grundlage der Nockenim­ pulsunterbrechung diese festgelegten Kurbelwinkel der 1. bis 6. Kurbelimpuls für den Zylinder #1, der 7. bis 12. für den Zylinder #3, der 13. bis 18. für den Zylinder #2 und der 19. bis 0. für den Zylinder #4. Die Motordreh­ zahl Nsi zur Startbeurteilung wird auf der Grundlage des Zeitintervalls über mehrere vorbestimmte aufeinan­ derfolgende Kurbelwinkel während des Arbeitstakts oder zwischen zwei Kurbelwinkeln während des Ar­ beitstakts berechnet. Von diesen Kurbelwinkeln ist der letzte Kurbelwinkel jener Kurbelwinkel, bei dem die Startbeurteilung zu erfolgen hat. Ist daher der aktuelle Kurbelimpuls einer, der einen anderen Kurbelwinkel als diesen anzeigt verläßt das Programm direkt die Routi­ ne. Ist dagegen der aktuelle Kurbelimpuls einer, der dem Kurbelwinkel entspricht, bei dem die Startbeurtei­ lung zu erfolgen hat, geht das Programm zu S14 über, wo die Motordrehzahl Nsi zur Startbeurteilung anhand des Zeitintervalls der festgelegten Kurbelwinkel wäh­ rend des Arbeitstakts berechnet wird.
Ferner wird bei S15 die Motordrehzahl Nsi zur Start­ beurteilung mit der vorbestimmten Motordrehzahl Nkan für den Zündabschluß verglichen, um zu beurteilen, ob sich der betreffende Zylinder #i im Startprozeß befin­ det oder die Zündung abgeschlossen hat. Das heißt, wird beurteilt, daß Nsi kleiner als Nkan ist, so verweist dies darauf, daß sich der Zylinder im Startprozeß befindet, weshalb das Programm die Routine verläßt. Wird beur­ teilt, daß Nsi gleich oder größer als Nkan ist, zeigt dies an, daß der Zylinder die Zündung abgeschlossen hat, und das Programm geht zu S16 über, wo das Zündabschluß- Flag FNkani des betreffenden Zylinders #1 gesetzt wird (FNkani = 1).
Gemäß Fig. 4 zeigt dieser Ablaufplan eine Steuerrou­ tine für die Kraftstoffeinspritz- und Zündeinstellung, die zu jeder festgelegten Zeit oder bei jedem festgelegten Kurbelwinkel abgearbeitet wird. Zunächst wird bei S21 der Zylinder #i, der der Steuerung der Kraftstoffein­ spritz- und Zündeinstellung unterliegt, auf der Grundla­ ge eines Eingabesignals des Kurbelimpulses und eines Unterbrechungssignals des Nockenimpulses identifi­ ziert, und bei S22 wird anhand des Zündabschluß-Flags FNkani (i bezeichnet den i-ten Zylinder) beurteilt, ob sich der betreffende Zylinder im Startprozeß befindet oder die Zündung abgeschlossen hat.
Wird beurteilt, daß FNkani = 0 ist, d. h., daß sich der betreffende Zylinder #i im Startprozeß befindet, geht das Programm ferner zu S23 über, wo die Startsteue­ rung erfolgt, um die Start-Einspritzimpulsdauer Tout und die Start-Zündeinstellung Tspk herzustellen, wonach das Programm zu S25 übergeht. Wird beurteilt, daß FNkani = 1 ist, d. h., hat der betreffende Zylinder #i die Zündung abgeschlossen, geht das Programm zu S24 über, wo die Normalbetriebssteuerung erfolgt, um die Einspritzimpulsdauer Tout für den Normalbetrieb und die Zündeinstellung Tspk für den Normalbetrieb herzu­ stellen, und anschließend fährt das Programm mit S25 fort.
Bei Eintreten der Starteinstellung für die Kraftstoff­ einspritzung wird ein Treibersignal mit der Impulsdauer Tout für die Kraftstoffeinspritzung zum Kraftstoffein­ spritzventil 6 des betreffenden Zylinders #i ausgege­ ben. Ferner wird bei Eintreten der Zündeinstellung ein Zündsignal (Schließwinkelsignal) zur Primärseite der Zündspule 7a des betreffenden Zylinders #i ausgege­ ben.
Zusammenfassend kann beim erfindungsgemäßen Startsteuersystem mit einer Fähigkeit zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge, der Kraftstoffeinspritz­ einstellung und der Zündeinstellung einzelner Zylinder und ferner mit einer Fähigkeit zum Detektieren des Zündzustands eines speziellen Zylinders die Startsteue­ rung auf Zylinder angewendet werden, die die Zündung noch nicht abgeschlossen haben, und die Normalbe­ triebssteuerung kann auf Zylinder mit abgeschlossener Zündung angewendet werden, wodurch sich die Startfä­ higkeit des Motors wesentlich verbessern läßt, was zur Verkürzung der Startzeit und zu besserem Kraftstoff­ verbrauch führt.
Obwohl die derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist davon auszugehen, daß diese Offenbarung der Veranschauli­ chung dient und daß verschiedene Änderungen und Ab­ wandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß der Festlegung in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims (7)

1. Startsteuersystem eines Kraftstoff direkt in Zy­ linder einspritzenden Motors mit mehreren Zylin­ dern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraft­ stoff in jeden Zylinder, einer Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen eines Kurbel­ impulses entsprechend einem Kurbelwinkel, einem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpul­ ses entsprechend einem Nockenwinkel, einer Be­ rechnungseinrichtung des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswin­ kels, einer Zylinder-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zylinders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Noc­ kenimpulses und einer Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motor­ drehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das System aufweist:
eine Berechnungseinrichtung der Motordrehzahl zur Startbeurteilung zum Berechnen einer Start- Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zünd­ abschluß-Motordrehzahl;
eine Start-Auswahleinrichtung zum Auswählen ei­ ner Startsteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normal­ betriebssteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei ei­ nem vorbestimmten Kurbelwinkel, und die Nor­ malbetriebssteuerung aufweist: Herstellen der Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen, um die Startfähigkeit des Motors wirksam zu ver­ bessern.
2. Startsteuersystem eines Kraftstoff direkt in Zy­ linder einspritzenden Motors mit mehreren Zylin­ dern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraft­ stoff in jeden Zylinder, einer Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen eines Kurbel­ impulses entsprechend einem Kurbelwinkel, einem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpul­ ses entsprechend einem Nockenwinkel, einer Be­ rechnungseinrichtung des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswin­ kels, einer Zylinder-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zylinders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Noc­ kenimpulses und einer Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motor­ drehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das System aufweist:
eine Berechnungseinrichtung der Motordrehzahl zur Startbeurteilung zum Berechnen einer Start- Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zünd­ abschluß-Motordrehzahl;
eine Start-Auswahleinrichtung zum Auswählen ei­ ner Startsteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normal­ betriebssteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festge­ legte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraft­ stoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbe­ triebssteuerung aufweist: Herstellen der Zündein­ stellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbe­ dingungen.
3. Startsteuersystem eines Kraftstoff direkt in Zy­ linder einspritzenden Motors mit mehreren Zylin­ dern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraft­ stoff in jeden Zylinder, einer Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen eines Kurbel­ impulses entsprechend einem Kurbelwinkel, einem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpul­ ses entsprechend einem Nockenwinkel, einer Be­ rechnungseinrichtung des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswin­ kels, einer Zylinder-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zylinders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Noc­ kenimpulses und einer Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motor­ drehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, das aufweist:
eine Berechnungseinrichtung der Motordrehzahl zur Startbeurteilung zum Berechnen einer Start- Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zünd­ abschluß-Motordrehzahl;
eine Start-Auswahleinrichtung zum Auswählen ei­ ner Startsteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normal­ betriebssteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei ei­ nem vorbestimmten Kurbelwinkel und gleichzeiti­ ges Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zün­ den, wenn eine festgelegte Zeit seit einer Abschluß­ einstellung der Kraftstoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbetriebssteuerung aufweist: Herstellen sowohl der Starteinstellung der Kraft­ stoffeinspritzung als auch der Zündeinstellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen.
4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Motorbetriebsbedingungen mindestens den Gas­ pedal-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl auf­ weisen.
5. Startsteuerverfahren eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zy­ lindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraft­ stoff in jeden Zylinder, einer Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen eines Kurbel­ impulses entsprechend einem Kurbelwinkel, einem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpul­ ses entsprechend einem Nockenwinkel, einer Be­ rechnungseinrichtung des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswin­ kels, einer Zylinder-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zylinders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Noc­ kenimpulses und einer Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motor­ drehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das Verfahren die folgenden Schritte auf­ weist:
Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziel­ len Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Ver­ gleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festge­ legten Zündabschluß-Motordrehzahl;
Auswählen einer Startsteuerung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zy­ linder beim Start ist, und Auswählen einer Normal­ betriebssteuerung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei ei­ nem vorbestimmten Kurbelwinkel, und die Nor­ malbetriebssteuerung aufweist: Herstellen der Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen, um die Startfähigkeit des Motors wirksam zu ver­ bessern.
6. Startsteuerverfahren eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zy­ lindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraft­ stoff in jeden Zylinder, einer Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen eines Kurbel­ impulses entsprechend einem Kurbelwinkel, einem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpul­ ses entsprechend einem Nockenwinkel, einer Be­ rechnungseinrichtung des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswin­ kels, einer Zylinder-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zylindern auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Noc­ kenimpulses und einer Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motor­ drehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das Verfahren aufweist:
Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziel­ len Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Ver­ gleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festge­ legten Zündabschluß-Motordrehzahl;
Auswählen einer Startsteuerung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zy­ linder beim Start ist, und Auswählen einer Normal­ betriebssteuerung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festge­ legte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraft­ stoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbe­ triebssteuerung aufweist: Herstellen der Zündein­ stellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbe­ dingungen, um wirksam die Startfähigkeit des Mo­ tors zu verbessern.
7. Startsteuerverfahren eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zy­ lindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraft­ stoff in jeden Zylinder, einer Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen eines Kurbel­ impulses entsprechend einem Kurbelwinkel, einem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpul­ ses entsprechend einem Nockenwinkel, einer Be­ rechnungseinrichtung des Gaspedal-Öffnungswin­ kels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswin­ kels, einer Zylinder-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zylindern auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Noc­ kenimpulses und einer Motordrehzahl-Berech­ nungseinrichtung zum Berechnen einer Motor­ drehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das Verfahren die folgenden Schritte auf­ weist:
Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziel­ len Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Ver­ gleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festge­ legten Zündabschluß-Motordrehzahl;
Auswählen einer Startsteuerung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zy­ linder beim Start ist, und Auswählen einer Normal­ betriebssteuerung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei ei­ nem vorbestimmten Kurbelwinkel und gleichzeiti­ ges Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zün­ den, wenn eine festgelegte Zeit seit einer Abschluß­ einstellung der Kraftstoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbetriebssteuerung aufweist: Herstellen sowohl der Starteinstellung der Kraft­ stoffeinspritzung als auch der Zündeinstellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbedingungen, um wirksam die Startfähigkeit des Motors zu ver­ bessern.
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