DE19744383A1

DE19744383A1 - Verfahren und Motorsteuerung zum automatischen Unterscheiden zwischen Gaswechsel- und Zünd-Totpunkt bei einem 4-Takt-Ottomotor

Info

Publication number: DE19744383A1
Application number: DE19744383A
Authority: DE
Inventors: Frank Reschke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1998-04-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Motorsteuerung zur Unterscheidung zwischen Gaswechsel- und Zünd-Totpunkt bei einem 4-Takt-Ottomotor mit einer geraden Anzahl an Zylindern und einer vollelektronischen Zündung.

Beim Ottomotor erfolgt die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch den elektrischen Funken einer Zündkerze. Der Zündzeitpunkt wird üblicherweise so gewählt, daß der Ver brennungshöchstdruck im Zylinder bei einer Kurbelwellenstellung von 10-20° nach dem oberen Totpunkt (OT) des Kolbens auftritt. Um dies zu erreichen, muß der Zündzeitpunkt vor dem Erreichen des Zünd-OT liegen.

Beim Starten des Motors wird zunächst über einen Stellungsaufnehmer die Stellung der Kurbelwelle festgestellt. Der Stellungsaufnehmer ist dabei meist ein induktiver Sensor, der beispielsweise die 60 - 2 Zähne eines mit der Kurbelwelle verbundenen Geberrades abtastet. Eingesetzt werden aber auch Hallsensoren als Stellungsaufnehmer. Mit dem Signal vom Geberrad über den Stellungsaufnehmer läßt sich der obere Totpunkt (OT) jedes Zylin ders im Motor bestimmen. Da beim 4-Takt-Motor aber erst nach 720° Kurbelwellenumdre hung die vier Takte alle durchlaufen sind, stellt die Abhängigkeit des Arbeitsganges von der Winkelstellung der Kurbelwelle eine zweiblättrige Funktion dar: wenn man den OT kennt, geht daraus noch nicht hervor, ob es sich um den Gaswechsel- oder den Zünd-OT handelt.

Dies ist insbesondere bei der vollelektronischen Zündung ein Problem, da dort die mechani sche Kopplung und Auslösung der Zündanlage durch die Nockenwelle entfällt. Beim Starten des Motors (und beim vergleichbaren Notlaufbetrieb, bei dem die Steuerung des Motors im Falle eines Sensorausfalls quasi "blind" erfolgt) wird daher bei jedem OT, also auch im Aus pufftakt, ein Zündfunke in dem Zylinder erzeugt.

Außerdem wird beim Starten bei jedem OT eine gewisse Menge Kraftstoff in den Ansaug kanal vor dem Zylinder eingespritzt. Aufgrund der Ventilansteuerung durch die Nockenwelle, welche sich mit genau der halben Frequenz der Kurbelwelle dreht, wird das Einlaßventil des Zylinders aber nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung geöffnet. Der im "falschen" Takt in das Saugrohr eingespritzte Kraftstoff, also der Kraftstoff, der nicht sofort in den Zylin der gelangt, wird bei der nächsten Öffnung des Einlaßventils durch den Ansaugunterdruck in den Zylinder mitgenommen. Dies bedeutet zwar, daß die Verwirbelung des im Ansaugrohr "vorgelagerten" Kraftstoffes mit der Ansaugluft und damit die Gemischbildung nicht optimal ist, für den Startvorgang des Motors ist das aber nur von untergeordneter Bedeutung. Ferner wird, um das Anlassen des Motors sicherzustellen, für gewöhnlich die für eine optimale Zün dung im Zylinder gebrauchte Kraftstoffmenge gleichmäßig auf beide Kurbelwellenumdre hungen (OTs) aufgeteilt in das Saugrohr des Motors eingespritzt.

Ist der Motor aber einmal hochgelaufen, dann muß der Kraftstoff zur richtigen Zeit einge spritzt werden damit die optimale Leistung im Normalbetrieb oder unter Vollast erreicht wird und optimale Abgaswerte eingehalten werden können. Dann muß also zwischen Gaswech sel- und Zünd-OT unterscheiden werden, damit der Kraftstoff genau im richtigen Zeitpunkt eingespritzt und eine Umdrehung später gezündet werden kann. Nur mit der genauen Abstimmung auf den OT wird der Kraftstoff optimal verwirbelt in den Zylinder gebracht, was für den optimalen Verbrennungsablauf im Zylinder sorgt.

Um zwischen Gaswechsel- und Zünd-OT unterscheiden zu können, wird heute bei der voll elektronischen Zündung (ruhende Spannungsverteilung) mit Einzelfunken-Zündsystemen (eine Zündspule für jeden Zylinder) meistens ein zweiter Sensor neben dem bereits erwähn ten Kurbelwellenstellungssensor an der Kurbelwelle verwendet. Dieser zweite Sensor ist an der Nockenwelle vorgesehen, die sich der halben Frequenz der Kurbelwelle dreht, und dient zum Synchronisieren von Gaswechsel und Kraftstoffeinspritzung. Auch bei den Zweifun ken-Zündsystemen mit einer Zündspule für zwei um 360° versetzt arbeitende Zylinder hat man einen Sensor für die Kurbelwellenstellung. Wegen des "Stützfunkens" in dem Auspufftakt muß bei diesem heute am weitesten verbreiteten System sichergestellt werden, daß keine Entflammung von Restgas oder Frischgas erfolgt. Die Synchronisierung der Kraftstoffein spritzung erfolgt auch hier mit einem zusätzlichen Sensor an der Nockenwelle.

Der Einbau dieses zweiten Sensors bedeutet jedoch größeren Aufwand bei der Herstellung des Fahrzeugmotors und höhere Störanfälligkeit des Systems. So können z. B. bei Kabel bruch oder elektromagnetischen Streufeldern Impulse "vergessen" werden, was dazu führt, daß die Steuerung des Motors nicht mehr einwandfrei arbeitet.

Infolge immer weiter verbesserter Motorsteuerungen mit immer mehr Funktionen kommt es vor, daß Defekte für den Fahrer nicht mehr unmittelbar erkennbar sind. Dies trifft insbeson dere auf die gleichmäßige Verbrennung in den Zylindern zu. Daher baut man heute eine Verbrennungsaussetzungssensorik in die Motoren ein, die die störungsfreie Verbrennung in den Zylindern überwacht, um bei eventuellen Unregelmäßigkeiten diesen sofort entgegen wirken zu können oder um eine Diagnosehilfe bei der Wartung des Fahrzeugs geben zu können. Diese Verbrennungsaussetzungssensorik beruht üblicherweise auf Ionenstrommes sungen im Zylinder. Verbrennungsaussetzer können aber auch über Klopfsensoren erkannt werden. Teilweise ist die Verbrennungsaussetzungssensorik heute bereits gesetzlich vorge schrieben (USA), und es ist zu erwarten, daß in näherer Zukunft weltweit in die meisten Motoren eine solche eingebaut werden wird und sie damit in fast allen Fahrzeugen zur Ver fügung steht.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Verfahren und eine Motorsteuerung zur automa tischen Unterscheidung von Gaswechsel- und Zünd-OT bei einem 4-Takt-Ottomotor mit einer geraden Anzahl von Zylindern anzugeben, womit sich die oben genannten Nachteile beim Stand der Technik umgehen lassen und insbesondere eine weniger störanfällige, dafür zuverlässige und eindeutige Bestimmung und Unterscheidung des OT eines Zylinderkolbens möglich wird.

Dieses Ziel wird erreicht mit einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und einer Motorsteuerung mit den Merkmalen nach Anspruch 10.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst der Motor wie gewöhnlich und wie oben beschrieben gestartet. Dabei oder bereits nach kurzer Zeit wird auch die Laufruhe des Motors überwacht, um eventuelle Zünd- oder Verbrennungsaussetzer zu erkennen und diesen entgegenwirken zu können. Die Erfindung liegt darin, daß nach der unmittelbaren Startphase, also wenn der Motor bereits gleichmäßig und rund läuft aber noch nicht die optimalen Betriebsgrößen erreicht sind, die Kraftstoffzufuhr bei einem Zylinder abgeschaltet wird, so daß es bei der nächsten Zündung aufgrund des fehlenden Kraftstoffs im Zylinder sicher zu einem Verbrennungsaussetzer bei diesem Zylinder kommt. Das entsprechende Verbrennungsaussetzersignal wird erfaßt und an die zentrale Steuereinheit weitergeleitet. Diese speichert den Entstehungszeitpunkt des Verbrennungsaussetzers dann als Zünd-OT ab, also als Durchgang des Kolbens durch den OT, um den herum auch die Zündung zu erfolgen hat.

Als vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Verbren nungsaussetzer über Messungen der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle erfaßt, da dann ein weiteres Bauteil, nämlich der spezielle Verbrennungsaussetzungssensor eingespart wer den kann. Die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle schwankt um ihren Mittelwert in einem kleinen Bereich durch die Beschleunigung, die sie durch die einzelnen Zylinder in deren Arbeitstakt erfährt. Kommt es also in einem der Zylinder nicht wie gewünscht zu einer Ver brennung, so wird dies sichtbar an einer anderen Beschleunigung der Kurbelwelle und damit zu einer vom normalen Betrieb abweichenden Variation der Winkelgeschwindigkeit. Die Winkelgeschwindigkeit kann aber sehr genau mit dem entsprechenden Kurbelwellensensor erfaßt werden, so daß auch die Verbrennungsaussetzer von dem Kurbelwellensensor erkannt werden können.

Des weiteren kann die Funktion des Verbrennungsaussetzungssensors auch durch einen Klopfsensor übernommen werden.

Die erfindungsgemäße Motorsteuerung dient zur Steuerung eines 4-Takt-Ottomotors mit einer geraden Anzahl von Zylindern. Sie umfaßt zwei Rechteckimpulsgeneratoren, die auf grund der Signale vom Kurbelwellensensor und bei Erkennen eines Verbrennungsausset zers Rechteckimpulse erzeugen, mit denen zwei UND-Gatter angesteuert werden, so daß zu einer vorgegebenen Zeit der Gaswechsel-OT bzw. der Zünd-OT in Form einer der Stellung der Kurbelwelle entsprechenden Zahl in einen eigenen Speicher geschrieben wird.

Als besonderer Vorteil des Verfahrens und der Motorsteuerung stellt sich heraus, daß Bau teile eingespart werden können. Der Nockenwellensensor entfällt. Dagegen sind die Ver brennungsaussetzungssensoren, die heute bereits in einigen Staaten vorgeschriebener Bestandteil für die Selbstdiagnose in Fahrzeugen sind und in absehbarer Zukunft weltweit in Kraftfahrzeuge eingebaut werden, ohnehin vorhanden und erfüllen erfindungsgemäß nur eine weitere Aufgabe. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann schließlich auch der Verbrennungsaussetzungssensor eingespart werden.

Außerdem spielen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Phasenschwankungen zwischen den Signalen von Sensoren an unterschiedlichen Wellen aufgrund des Antriebsspiels der Wellen keine Rolle mehr.

Zur Verdeutlichung der Erfindung soll ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver fahrens und der erfindungsgemäßen Motorsteuerung im einzelnen erläutert werden. Dabei wird auf die Figuren Bezug genommen, wobei

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;

Fig. 2a, 2b und 2c die Einspritzabfolge, die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bzw. die Aussetzererkennung darstellt,

Fig. 3a, 3b und 3c die gleichen Diagramme wie Fig. 2a, 2b und 2c bei Abschaltung eines Zylinders, d. h. Unterbrechung seiner Kraftstoffzufuhr darstellt,

Fig. 4a, 4b und 4c die gleichen Diagramme wie Fig. 2a, 2b und 2c im Normalbetrieb eines Zylinders nach Zuordnung von Gaswechsel- und Zünd-OT darstellt,

Fig. 5 einen Motorblock mit Sensoren darstellt, auf den sich das erfindungsgemäße Verfah ren bezieht und der mit der erfindungsgemäßen Motorsteuerung gesteuert werden kann, und

Fig. 6 die zusätzlichen Elemente der erfindungsgemäßen Motorsteuerung darstellt.

Fig. 1 dient der Erläuterung des prinzipiellen Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Motor wie gewöhnlich gestartet wird (Schritt i). Danach geht die Motorsteuerung in einen Wartezustand (Schritt 2) über, in dem der Ablauf der Startphase abgewartet wird. Dieser Wartezustand kann nach einer gewissen Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen (z. B. 50) oder in Abhängigkeit von Motorparametern wie Batte riespannung, Temperatur etc. beendet werden. Nach Ablauf der Wartephase 2 wird in Schritt 3 geprüft, ob der Motor in seinem normalen Betriebszustand nach dem Start ist. Da der Starter normalerweise eine geringere Umlauffrequenz als der Motor im Leerlauf hat, kann diese Abfrage z. B. über den Vergleich der Drehzahl des Motors mit der Drehzahl des Starters erfolgen. Ist die Drehzahl des Motors größer als die des Starters (die auch als Festwert in einem Speicher abgespeichert sein kann und somit nur einen Schwellenwert für die Motordrehzahl darstellt), so wird daraus gefolgert, daß der Motor seinen normalen Betriebszustand erreicht hat. In diesem Fall wird das Verfahren unmittelbar mit Schritt 4 fort gesetzt. Ist dagegen die Drehzahl des Motors noch kleiner als die des Starters, so bedeutet dies, daß der Motor noch nicht seinen normalen Betriebszustand erreicht hat, und der Ablauf des Verfahrens springt zurück in den Wartezustand (Schritt 2).

Im normalen Betriebszustand nach dem Start läuft der Motor bereits weitgehend rund, so daß der Verbrennungsaussetzungssensor 8 kein Signal ausgibt. Das Ausgangssignal des Verbrennungsaussetzungssensors 8 wird dabei im wesentlichen durch einen (nicht dargestellten) Diskriminator verarbeitet, der bei Abweichung eines Signals vom Motor über einen vorgegebenen Toleranzbereich hinaus ein Signal ausgibt, das die Störung anzeigt. Insbesondere kann dies die Abweichung der Kurbelwellendrehzahl sein, wenn der Kurbelwellensensor als Verbrennungsaussetzungesensor dient.

In Schritt 4 wird die Kraftstoffversorgung eines vorgegebenen Zylinders bewußt unter brochen, um einen Verbrennungsaussetzer hervorzurufen. Der Kraftstoff, der z. B. für den ersten Zylinder bis zu diesem Zeitpunkt regelmäßig zwischen 180° und 360° eingespritzt wurde, wird jetzt bei z. B. zwei Takten nicht eingespritzt.

Das folglich von dem Verbrennungsaussetzungssensor 8 ausgegebene Signal wird von der Motorsteuerung aufgenommen und mit dem aktuellen OT in Korrelation gesetzt. Dazu wird das Verbrennungsaussetzungssignal zunächst verzögert, so daß es zum nächsten OT mit demselben Arbeitstakt (also Gaswechsel bzw. Zündung) ankommt. Es öffnet also je nach Verzögerung zwischen etwa 400° und 1000° nach seinem tatsächlichen Entstehen ein Fen ster zum Speichern eines Wertes in einer Speicherzelle. Die Breite des Impulses ist dabei entsprechend gewählt. Durch die Verzögerung um etwa 720° (also zwischen etwa 400° und 1000°) bis zum nächsten Arbeitsspiel des Zylinders wird sichergestellt, daß der OT in dem selben Arbeitstakt als Zünd-OT des ausgewählten Zylinders erkannt wird und es nicht zu einer fehlerhaften, um 360° versetzten Zuordnung des Zünd-OT aufgrund von elektroni schen Verarbeitungszeiten kommt. In der Motorsteuerung wird geprüft, ob in dieses Fenster ein OT fällt. Nach der Identifizierung des OT wird der momentan in einer Speicherzelle 19 abgelegte OT in eine weitere Speicherzelle 20 übertragen, die Zünd-OT-Speicherzelle, in der fortan der Zünd-OT immer abrufbereit ist (Schritt 5).

Ist das Umschreiben des Zünd-OT in die spezielle Speicherzelle 20 erfolgt, so ist der Zünd-OT nicht nur für den einen vorgegebenen Zylinder fortan bekannt, sondern auch der Zünd-OT aller anderen Zylinder ist damit gegeben, und der Motor ist für seinen normalen Betriebszustand bereit. Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit abge schlossen, und die Motorsteuerung kehrt zu ihrem normalen Betrieb in Schritt 6 zurück.

Die Kraftstoffeinspritzung, die Abfolge der Zündung und die Kurbelwellenbewegung ist in den Fig. 2a bis 2c, 3a bis 3c und 4a bis 4c für die drei Hauptabschnitte des erfindungsge mäßen Verfahrens dargestellt.

In Fig. 2a ist die Einspritzabfolge für die vier Zylinder in der Phase zwischen Start und "vorläufigem" Motorrundlauf, d. h. zwischen Anlassen des Motors und Erreichen gleichmäßi ger Kurbelwellenumdrehungen gezeigt. Dabei wird für den Zylinder 1 z. B. zwischen 180° und 360° Kraftstoff in das Saugrohr gespritzt. Das bedeutet wie oben bereits erwähnt jedoch nicht, daß dieser Kraftstoff auch immer unmittelbar in den Zylinder selbst gelangt, wie es später in dem Normalzustand des Motors der Fall sein soll. Vielmehr dient diese Einsprit zung in regelmäßigen aber gegenüber dem Optimum versetzten Winkelbereichen nur dazu, daß der Motor anläuft und stabil bleibt, ohne daß in dieser Phase bereits Rücksicht auf opti male Verbrauchs- und Abgaswerte genommen würde.

In Fig. 2b ist in beliebigen Einheiten die Variation der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle um ihren Mittelwert gegenüber ihrer Winkelstellung zwischen Motorstart und Motorrundlauf dargestellt. Der Winkel wird dabei gegenüber einem Bezugspunkt gemessen. Man erkennt daß die Winkelgeschwindigkeit bei Zündung eines Zylinders und im folgenden Arbeitstakt ansteigt und in der Ansaugphase des Zylinders wieder etwas abfällt.

Daraus, daß der Motor in dieser Phase stabil, d. h. rund läuft und jede Verbrennung wie gewünscht stattfindet, folgt, daß von dem Verbrennungsaussetzungssensor 8 zu dieser Zeit keinerlei Signale ausgehen, die eine Störung anzeigen. Dies ist in Fig. 2c dargestellt.

In Fig. 3a ist entsprechend zu Fig. 2a die Einspritzabfolge für die vier Zylinder in dem zweiten Verfahrensabschnitt gezeigt. Die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder 1 zwischen 180° und 360° Kraftstoff in das Saugrohr findet nicht statt.

In Fig. 3b ist wie in Fig. 2b die Variation der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle um ihren Mittelwert gegenüber ihrer Winkelstellung in dem zweiten Verfahrensabschnitt, also nach Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr für den Zylinder 1 in beliebigen Einheiten darge stellt. Man erkennt, daß die Winkelgeschwindigkeit bei Zündung dieses Zylinders nicht mehr so stark ansteigt, wie es beim Motorrundlauf der Fall ist. Vielmehr führt die fehlende Ein spritzung dazu, daß der Motor nicht mehr stabil läuft.

Daher wird von dem Verbrennungsaussetzungssensor zu der Zeit der erwarteten Zündung des ersten Zylinders ein Verbrennungsaussetzungssignal ausgegeben, das eine Störung anzeigt. Dies ist in Fig. 3c dargestellt.

In Fig. 4a ist die Einspritzabfolge für die vier Zylinder nun in dem dritten Verfahrensabschnitt (mit und nach Schritt 6) gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Kraftstoffeinspritzung für die Zylinder in das Saugrohr auf den Gaswechsel- bzw. Zünd-OT abgestimmt, so daß der Motor optimal eingestellt ist. Der Kraftstoff wird unmittelbar vor Öffnen des Einlaßventils einge spritzt und gelangt optimal verwirbelt in den Zylinder. Der Motor läuft rund und stabil, und optimale Verbrauchs- und Abgaswerte können eingehalten werden.

In Fig. 4b ist in beliebigen Einheiten die Variation der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle um ihren Mittelwert gegenüber ihrer Winkelstellung im Normalbetrieb des Motors dargestellt. Man erkennt, daß die Winkelgeschwindigkeit bei Zündung eines Zylinders und im folgenden Arbeitstakt wieder ansteigt und in der Ansaugphase des Zylinders wieder etwas abfällt, wie es bereits in der ersten Phase des Verfahrens der Fall gewesen ist. Der Motor läuft wieder rund und ist in dieser Phase in puncto Leistung und Abgaswerte optimal eingestellt.

Wie in Fig. 4c dargestellt gehen von dem Verbrennungsaussetzungssensor zu dieser Zeit keine Signale mehr aus, die eine Störung anzeigen.

Ein Motor mit den für die Erfindung erforderlichen Sensoren und Einrichtungen ist in Fig. 5 dargestellt. Neben den Komponenten des Motors wie Zylinder, Kolben, Geberrad der Kur belwelle, Einspritzdüse und Ventilen sind als Sensoren ein Kurbelwellensensor 7, ein Tem peratursensor 9 und ein Klopfsensor, der auch als Verbrennungsaussetzungssensor dienen kann, gezeigt. Darüber hinaus ist mit 10 die Zündkerze des Zylinders bezeichnet.

Die technische Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 6 dargestellt. Die Motorsteuerung überwacht die Motorparameter, aus denen hervorgeht, ob der Motor die unmittelbare Startphase bereits abgeschlossen hat. Dies kann wie bereits oben unter Schritt 2 und 3 des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben dadurch erfolgen, daß eine bestimmte Zeit gewartet wird (10 bis 100 Umdrehungen der Kurbelwelle) und dann die Drehzahl von Starter und Motor verglichen wird, oder es kann auf der Überprüfung anderer Motorparameter wie Temperatur, Batteriespannung, Signal vom Starter und dergleichen beruhen. Ist die unmittelbare Startphase des Motors abgeschlossen und soll das erfindungs gemäße Verfahren durchgeführt werden, so wird von einem Rundlaufdiskriminator 12 ein entsprechendes Signal zur Freigabe zum Abspeichern von neuen Werten in der Gaswech sel-OT-Speicherzelle 19 und der Zünd-OT-Speicherzelle 20 ausgegeben. Dieses Freigabe signal liegt an einem Eingang eines ersten UND-Gatters 16 an und ist ein breites Fenster, das mehrere Motortakte überdeckt, damit die im zweiten Verfahrensabschnitt folgenden Schritte 4 und 5 durchgeführt werden können. In anderen Ausführungsformen können die Fensterimpulse aber auch an dem Speicher direkt oder an den Rechteckimpulsgeneratoren anliegen.

Beim Starten und im gesamten weiteren Betrieb des Motors werden die Eingangssignale des Kurbelwellensensors 7 von beispielsweise einem 8-Bit-Zähler 18 für ein (nicht dargestelltes) Geberrad mit 256 Zähnen gezählt. Der Zähler 18 zählt die an dem Sensor 7 vorbeilaufenden Zähne des Geberrades. Er wird dabei immer dann auf Null zurückgesetzt, wenn ein Bezugssignal vom Kurbelwellensensor 7 ausgegeben wird. Dies erfolgt dann, wenn z. B. eine Lücke zwischen zwei Zähnen des Geberrades an dem Sensor 7 vorbeiläuft. Die dadurch entstehende abweichende Signalfolge wird von dem Bezugssignaldiskriminator 13 erkannt, der seinerseits dann ein Signal ausgibt. Außer zum Zurücksetzen des Zählers 18 wird dieses Bezugssignal dazu verwendet, einen ersten Rechteckimpulsgenerator 14 anzu steuern, der mit einer gewissen Verzögerung einen Rechteckimpuls mit vorgegebener Breite ausgibt. Dieser Rechteckimpuls dient als Fenster, in dem das erste UND-Gatter 16 geöffnet ist. Nur während dieser Zeit kann ein Signal von dem 8-Bit-Zähler 18 das UND-Gatter 16 passieren und als Wert in die Gaswechsel-OT-Speicherzelle 19 geschrieben werden. Da es sich hier um einen 8-Bit-Zähler 18 handelt, müssen natürlich statt eines einfachen UND-Gatters acht UND-Gatter 16 und eine entsprechende Anzahl von Speicherzellen 19 vorge sehen werden, die alle durch das Signal vom Rundlaufdiskriminator 12 und vom ersten Rechteckimpulsgenerator 14 geöffnet werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 6 jedoch nur ein UND-Gatter 16 und nur eine Speicherzelle 19 dargestellt.

Die Verzögerung des ersten Rechteckimpulsgenerators 14 ist dabei so eingestellt, daß ein Signal vom Zähler 18 nur dann das erste UND-Gatter 16 passieren kann, wenn der OT des vorgegebenen Zylinders erreicht wird.

Ein Verbrennungsaussetzungssensor 8 überwacht in dieser Ausführungsform der Motor steuerung die regelmäßige Verbrennung in den Zylindern des Motors. Dabei kann der eigentliche Sensor ein Ionenstromsensor sein, der mit der Zündkerze 10 verbunden ist. Wie oben bereits beschrieben kann diese Aufgabe jedoch auch von dem Kurbelwellensensor 7 übernommen werden, der die Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle aufgrund der Beschleunigung der einzelnen Zylinder in ihrem Arbeitstakt erfaßt. Schließlich kann auch ein Schallaufnehmer, z. B. der Klopfsensor vom Normalzustand abweichende Geräusche im Motor erfassen und weiter verarbeiten. In Fig. 6 steuert ein eigens vorgese hener Verbrennungsaussetzungssensor 8 bei Erkennen eines Verbrennungsaussetzers einen zweiten Rechteckimpulsgenerator 15 an. Der zweite Rechteckimpulsgenerator 15 gibt nach einer bestimmten Verzögerung einen Rechteckimpuls aus, der als Fenster für ein zweites UND-Gatter 17 dient. Dieses läßt nur dann Signale durch, wenn sowohl ein OT durchlaufen wird als auch ein Verbrennungsaussetzungssignal anliegt. Der vom 8-Bit-Zähler 18 ausgegebene Wert wird bei Anliegen von Verbrennungsaussetzungssignal und Freigabe von dem Rundlaufdiskriminator 12 dann in die Speicherzelle 20 für den Zünd-OT geschrie ben. Auch hier sind entsprechend der Wortlänge von 8 Bit vom Zähler selbstverständlich mehrere parallele UND-Gatter und Zünd-OT-Speicherzellen erforderlich.

In einer weiteren Ausführungsform kann nach erfolgtem Speichern des Zünd-OTs die Frei gabe des Speicherns von neuen Worten in den Speicherzellen 19 und 20 durch den Rund laufdiskriminator 12 aufgehoben werden.

Die Folge und Länge der oben angesprochenen Fenster ist so gewählt, daß die erforderli chen Überschneidungen für das Öffnen der UND-Gatter eintreten, ohne daß es zu Mehr deutigkeiten bei der Zuordnung der Gaswechsel- und Zünd-OTs kommt.

Bei der vollelektronischen Zündung mit ruhender Spannungsverteilung kann das erfindungs gemäße Verfahren unabhängig davon angewendet werden, ob es sich um eine Anlage mit eigener Zündspule für jeden Zylinder oder eine Anlage mit Zündspule für jeweils zwei z. B. um 360° versetzt arbeitende Zylinder usw. handelt. Bei der Beschreibung des Ausführungs beispiels für das Verfahren und die Motorsteuerung wurde von einem Vierzylindermotor ausgegangen. Selbstverständlich ist sowohl Verfahren als auch Motorsteuerung zusammen mit einem Mehrzylindermotor einsetzbar, wobei es sich um einen Sechszylinder-, Achtzylin der-, Zehnzylindermotor etc. handeln kann.

Bezugszeichenliste

1

Starten des Motors

2

Wartezustand der Motorsteuerung

3

Abfrage, ob Motordrehzahl größer als Starterdrehzahl

4

Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr bei einem vorgegebenen Zylinder

5

Abspeichern des zum Zeitpunkt vom Verbrennungsaussetzungssignal aktuellen OT als Zünd-OT

6

Rückkehr zur normalen Kraftstoffzufuhr und zum normalen Betriebszustand der Motorsteuerung

7

Kurbelwellensensor

8

Verbrennungsaussetzungssensor

9

Temperatursensor

10

Zündkerze

11

Motorparameter

12

Rundlaufdiskriminator

13

Bezugssignaldiskriminator

14

erster Rechteckimpulsgenerator mit Verzögerungsstrecke

15

zweiter Rechteckimpulsgenerator mit Verzögerungsstrecke

16

erstes UND-Gatter

17

zweites UND-Gatter

18

8

-Bit-Zähler

19

Gaswechsel-OT-Speicherzelle

20

Zünd-OT-Speicherzelle.

Claims

1. Verfahren zur Unterscheidung zwischen Gaswechsel-Totpunkt und Zünd-Totpunkt bei einem 4-Takt-Ottomotors mit einer geraden Anzahl von Zylindern, der mindestens einen Starter, einen Kurbelwellensensor und eine Motorsteuerung mit Speicher aufweist, das die Schritte umfaßt:
Starten (1) des Motors;
Erfassen von Motorparametern, insbesondere Verbrennungsaussetzungssignalen, Motor- und Starterdrehzahl;
Unterbrechen (4) der Kraftstoffzufuhr bei einem der Zylinder nach Erreichen eines stabi len Betriebszustandes des Motors, so daß ein Verbrennungsaussetzungssignal erzeugt wird;
Speichern (5) des OT, der innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls um den Zeitpunkt des Verbrennungsaussetzungssignals liegt, als Zünd-OT;
Rückkehr (6) in den normalen Betriebszustand.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verbrennungsaussetzungssignal aus dem Signal des Kurbelwellensensors (7) abgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verbrennungsaussetzungssignal aus dem Signal eines Klopfsensors abgeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Wartezustand (2) zwischen Starten und Rundlauf des Motors nach einer vorgegebenen Anzahl von Umdre hungen des Motors beendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Wartezustand (2) in Abhängig keit von Motorparametern, insbesondere Temperatur und Batteriespannung, beendet wird.

6. Motorsteuerung u. a. zur Steuerung von Zündung und Kraftstoffzufuhr bei einem 4-Takt-Ottomotor mit einer geraden Anzahl von Zylindern, die u. a. einen Kurbelwellensensor und einen Speicherschaltkreis zum Speichern von Motorparametern umfaßt,
gekennzeichnet durch
einen ersten Rechteckimpulsgenerator (14) zum Erzeugen eines Rechteckimpulses vor gegebener Breite, das um eine bestimmte Zeit gegenüber dem Signal des Kurbelwellen sensors (7) verzögert ist,
ein erstes UND-Gatter (16) mit zwei Eingängen zum Diskriminieren zweier eingegangener Signale, dessen erster Eingang mit einem Ausgang des ersten Rechteckimpulsgenerators (14) und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Zählers (18) verbunden ist,
einen zweiten Rechteckimpulsgenerator (15) zum Erzeugen eines Rechteckimpulses vor gegebener Breite, das um eine bestimmte Zeit gegenüber einem Verbrennungsausset zungssignal verzögert ist,
ein zweites UND-Gatter (17) mit zwei Eingängen zum Diskriminieren zweier eingegange ner Signale, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des ersten UND-Gatters (16) und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des zweiten Rechteckimpulsgenerators (15) verbunden ist und dessen Ausgang mit einem Eingang eines Speichers (20) in der Motorsteuerung verbunden ist.

7. Motorsteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zusätzlichen Eingang aufweist, der mit dem Speicher (19, 20) verbunden ist und über den von außen ein Schreib-, Lese- oder Hochimpedanzmodus des Speichers (19, 20) wählbar ist.

8. Motorsteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zusätzlichen Eingang aufweist, der mit den Rechteckimpulsgeneratoren (14, 15) verbunden ist und über den die Rechteckgeneratoren (14, 15) jeweils von außen aktivierbar sind.

9. Motorsteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Gatter (16, 17) einen dritten Eingang aufweisen, über den sie von einer externen Vorrichtung aktivierbar sind.