DE3312950C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritz-Steuersystem für einen Mehrzylindereinspritzmotor der im Oberbegriff des Anspruchs Anspruchs 1 und 3 genannten Art.

Bei einem in der DE 32 38 697 A1 beschriebenen Kraftstoffeinspritz-Steuersystem umfaßt die Dauer der Einspritzung abhängig von der momentanen Maschinenlast unterschiedliche Zeitpunkte für den Beginn und das Ende der Einspritzung in der Weise, daß die Einspritzung für hohe Maschinenlast bereits während des Ansaugtaktes beginnt und bis zur Mitte des Kompressionstaktes andauert, während bei niedriger Maschinenlast der Beginn der Einspritzung erst während des Kompressionstaktes erfolgt und diese nur von geringer Dauer ist.

Die DE 20 23 705 B2 zeigt ein Einspritzsystem für eine Dieselbrennkraftmaschine mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines einzigen Pulssignals, das zum Synchronisieren des Dieseleinspritzvorgangs mit dem momentanen Kurbelwinkel dient. Dabei wird das zeitlich überlappende Einspritzen in die einzelnen Zylinder dadurch erreicht, daß die entsprechende Einspritzdauer für einen jeden Zylinder mittels eines Zeithaltegliedes ausgedehnt wird, während bereits der Einspritzvorgang für den nächsten Zylinder beginnt.

Aus der DE-OS 23 49 670 ist es bekannt, den Einspritzbeginn sowie die Einspritzdauer für jeden Zylindern einer Brennkraftmaschine zu bestimmen und diese Werte einer Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung zuzuführen.

Bei den beiden letztgenannten Kraftstoffeinspritz-Steuersystemen besteht das Problem, daß die Zeitdauer der Kraftstoffeinspritzung nicht ausreichend flexibel eingestellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritz-Steuersystem der genannten Art so auszubilden, daß Beginn und Dauer der Kraftstoffeinspritzung über einen weiten zeitlichen Bereich in einfacher Weise änderbar sind.

Diese Aufgabe wird bei dem Kraftstoffeinspritz-Steuersystem durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 3 gelöst.

Dabei ist jedem Zylinder eine der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen zugeordnet, wobei die Pulsbreite des Einspritzsignals die Kraftstoffeinspritzmenge pro Einspritzung eines jeden Einspritzventils bestimmt. Die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen werden gesteuert von der ersten Einrichtung zum Berechnen von, den Beginn und die Pulsbreite der Einspritzsignale bestimmenden Daten, in Abhängigkeit von Betriebsparameter des Motors und von der zweiten Einrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Pulssignalen mit einer Periodendauer, die wenigstens einen Ansaugtakt und einen Verdichtungstakt des entsprechenden Zylinders umfaßt. Dabei enthält die zweite Einrichtung eine Frequenzteilerschaltung, die einen Bezugswinkelpuls empfängt, der einem bestimmten Winkel der Kurbelwelle entspricht, wobei dieser Winkel abhängt von der Anzahl N der Motorzylinder. Die zweite Einrichtung erzeugt daraus mehrere periodische Pulssignale, die den Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen der einzelnen Zylinder zugeführt werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 ein Schaltungsblockdiagramm eines Kraftstoff-Einspritz-Steuersystems für einen Vierzylinder-Viertaktmotor, das ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Schaltungs-Blockdiagramm einer geeigneten arithmetischen/logischen Einheit für eine Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten System;

Fig. 3 ein Schaltungs-Blockdiagramm einer beispielhaften Schaltung zum berechnen der Pulsbreite eines Einspritzsignales;

Fig. 4 eine zeitliche Darstellung der Signalabläufe für die in Fig. 1 gezeigte Schaltung;

Fig. 5 eine zeitliche Darstellung der Signalabläufe für die in Fig. 3 gezeigte Schaltung;

Fig. 6 einen beispielhaften charakteristischen Datensatz bezüglich des Endes und der Dauer der Kraftstoffeinspritzung;

Fig. 7 ein Beispiel eines Flußdiagramms für eine arithmetische Berechnung;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm für die Kraftstoffeinspritzung für das in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritz-Steuersystem;

Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm eines Kraftstoffeinspritz-Einspritz-Steuersystems, das ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm für das in Fig. 9 gezeigte Kraftstoffeinspritz-Steuersystem.

Nachfolgend wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.

Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritz-Steuersystem eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung für arrithmetischen und logischen Betrieb enthält beispielsweise einen Mikrocomputer.

Fig. 2 zeigt die genaue Bauweise der Schaltung 1 für arithmetischen und logischen Betrieb. In der Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 9 eine Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle, Bezugszeichen 10 bezeichnet eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit), Bezugszeichen 11 bezeichnet ein RAM (Schreib/Lese-Speicher), Bezugszeichen 12 bezeichnet ein ROM (Festwertspeicher), Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Multiplexer und Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Analog/Digital-Wandler bzw. A/D-Wandler. Analoge Signale, wie z. B. ein Drosselklappenöffnungssignal S₁, ein Ansaugluftmengensignal S₂, ein Motortemperatursignal S₃, ein Batteriespannungssignal S₄ und ähnliche Signale werden dem Analog/Digital-Wandler 14 in sequentieller Weise über einen Multiplexer 13 zugeführt. Die Schaltung 1 für arithmetischen und logischen Betrieb, die nachfolgend detailliert beschrieben wird, empfängt verschiedene Signale S₁ bis S₈, die die Betriebszustände des Motors anzeigen, und berechnet den Zeitpunkt für den Beginn und die Dauer der Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit den verschiedenen Betriebsparametern des Motors, und steuert die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen 2 bis 5, die für jeden Motorzylinder vorgesehen sind, über einen Adreßbus B₁, einen Datenbus B₂ und einen Steuerbus B₃. Jede Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetischen und logischen Betrieb 2 bis 5, die nachfolgend detailliert beschrieben wird, hat dieselbe Bauweise wie jede andere Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetisch/logischen Betrieb 2 bis 5. Am Ausgang von jeder entsprechenden Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung wird jeweils ein Einspritzsignal P₁ bis P₄ zum Betätigen eines (nicht dargestellten) Kraftstoffeinspritzventils erzeugt, das innerhalb jedes Motorzylinders eingebaut ist. Ein (nicht dargestellter) Kurbelwinkelfühler erzeugt einen Bezugswinkel-Puls S₇, der das Drehen der Kurbelwelle um einen Bezugswinkel (180° im Falle eines Vierzylindermotors) anzeigt, einen Einheitswinkel-Puls S₈, der das Drehen der Kurbelwelle um einen Einheitswinkel (z. B. 1°) anzeigt und einen 720°-Winkel Puls S₆, der zwei Kurbelwellenumdrehungen anzeigt.

Es sei angemerkt, daß eine Flip-Flop-Schaltung 6 sowie UND-Gatterschaltungen 7 und 8 dazu dienen, um den Bezugswinkel-Puls S₇ durch zwei zu teilen. Die Flip-Flop-Schaltung 6 erzeugt an ihrem Ausgang ein Signal, dessen logischer Pegel jedesmal umgekehrt wird, wenn der Bezugswinkel-Puls S₇ an der Takt-Klemme der Flip-Flop-Schaltung empfangen wird (bezüglich der Signalverläufe sie auf Fig. 4 verwiesen). Die UND-Gatterschaltung 7 erzeugt ein Signal S₉, daß das logische Produkt zwischen dem Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung und dem Bezugswinkelpuls S₇ ist. Ein Ausgangssignal S₁₀ der anderen UND-Gatterschaltung 8 ist ein logisches Produkt zwischen dem Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 6 und dem Bezugswinkel-Puls S₇. Daher haben die beiden Signale S₉ und S₁₀ jeweils eine Periodendauer, die eine 360°-Kurbelwellenumdrehung entspricht, und eine gegenseitige Phasendifferenz von 180°-Kurbelwinkel. Das Signal S₉ wird zwei Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetischen und logischen Betrieb 2 und 3 zugeführt, während das Signal S₁₀ den anderen beiden Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetischen und logischen Betrieb 4 und 5 zugeführt wird. Ein "Ein"-"Aus"-Signal S₅, wie z. B. ein Signal eines Anlasserschalters zum Betätigen des Anlssermotors sowie Pulssignalfolgen, wie z. B. das 720°-Pulssignal S₆, das Bezugswinkel-Pulssignal S₇ und das Einheitswinkel-Pulssignal S₈ werden direkt einer Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle 9 zugeführt.

Die CPU 10 führt eine in Fig. 7 dargestellte arithmetische Betriebsweise in Übereinstimmung mit einem in dem ROM 12 gespeicherten Kraftstoffeinspritz-Programm aus. Mit anderen Worten wird der momentane Betriebszustand des Motors aus den Daten bestimmt, die aus den Eingangssignalen S₁ bis S₈ erhalten werden, und das optimale Ende und die optimale Länge der Kraftstoffeinspritzung (Menge der Kraftsstoffeinspritzung) werden aus den charakteristischen Daten abgeleitet, die in dem ROM 12 vorher gespeichert wurden. Die charakteristischen Daten erhält man aus dem Last-Betrag (Drosselklappenöffnung oder Ansaugluftmenge) und einer Drehzahl (die aufgrund des Einheitswinkelpulses S₈ errechnet wird). Ein Korrekturfaktor, wie z. B. die Motortemperatur und die Batteriespannung, kann zu dem Wert addiert werden, den man aus den obengenannten charakteristischen Daten erhält.

Den Beginn der Kraftstoffeinspritzung erhält man aus dem Ende und der Dauer der Kraftstoffeinspritzung. Daraufhin wird derjenige Zylinder, der nachfolgend die Kraftstoffeinspritzung auszuführen hat, aus dem 720°-Pulssignal S₆ (wobei das Signal zum Zeitpunkt des betreffenden Motorzylinders erzeugt wird z. B. wenn sich der erste Motorzylinder in seinem Ansaugtakt befindet) und dem Bezugswinkel-Puls S₇ erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Daten für den Beginn und die Dauer der Kraftstoffeinspritzung in ein Register, das nachfolgend detailliert beschrieben wird, von einer Einspritz-Erzeugungseinrichtung für arithmetischen und logischen Betrieb 2 bis 5 für den entsprechenden Motorzylinder eingelesen.

Die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen 2 bis 5 für arithmetisch/logischen Betrieb werden nachfolgend beschrieben.

Fig. 3 zeigt den inneren Schaltungsaufbau der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetisch/logischen Betrieb 2 (die übrigen Schaltungen 3 bis 5 sind ebenso aufgebaut wie die Schaltung 2). Fig. 5 zeigt den zeitlichen Ablauf der Signale für die in Fig. 3 gezeigte innere Schaltung.

In der Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 15 ein erstes Register, in das Daten für den Beginn der Kraftstoffeinspritzung eingeschrieben werden, Bezugszeichen 16 bezeichnet ein zweites Register, in das Daten für die Dauer der Kraftstoffeinspritzung eingeschrieben werden, Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnen Zähler, während mit den Bezugszeichen 19 und 20 Vergleicher bezeichnet sind und mit dem Zugszeichen 21 eine Flip-Flop-Schaltung bezeichnet ist.

Die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetischen und logischen Betrieb arbeitet in der folgenden Reihenfolge: Die Daten für den Beginn der Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffeinspritzdauer werden in das erste und zweite Register 15 und 16 über verschiedene Busse B₁ bis B₃ eingeschrieben. Danach zählt der Zähler 17 die Einheitswinkel Pulse S₈ und wird rückgesetzt, wenn er das oben beschriebene Signal S₉ empfängt. Der Vergleicher 19 erzeugt an seinem Ausgang ein Signal S₁₂, wenn die vom Zähler 17 und dem ersten Register 15 empfangenen Werte miteinander übereinstimmen (in Fig. 5 der Wert des zweiten Registers 16, der mit D₂ bezeichnet ist). Die Flip-Flop-Schaltung 21 wird durch das Signal S₁₂ gesetzt und durch das Signal S₁₃ rückgesetzt.

Daher ist das Einspritzsignal P₁ für den ersten Zylinder, d. h. der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 21 ein Pulssignal, das ansteigt, wenn der Zeitpunkt T₁ für den Kraftstoffeinspritzbeginn in das erste Register 15 geschrieben wird, wie es in Fig. 5 dargestellt wird, und das abfällt, nachdem die zeitliche Länge für die Kraftstoffeinspritzung .₁ in das zweite Register 16 eingeschrieben wird. Das Kraftstoffeinspritzende ist zeitlich festgelegt, wenn das Pulssignal zum Zeitpunkt T₂ fällt. Eine Kraftstoffeinspritzung kann zu einem gewünschten zeitlichen Beginn der Kraftstoffeinspritzung, sowie mit einem zeitlichen Ende der Kraftstoffeinspritzung und einer Dauer der Kraftstoffeinspritzung ausgeführt werden, indem das entsprechende Kraftstoffeinspritzventil bei hohem Pegel des Einspritzsignales P₁ geöffnet wird.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm für die Kraftstoffeinspritzfolge, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in der Reihenfolge erster, dritter, vierter und zweiter Motorzylinder ausgeführt wird. Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, hat der jeweilige Beginn des Ansaugtaktes eine gegenseitige 360°-Zeitverschiebung zwischen dem ersten und vierten Zylinder und dem dritten und zweiten Zylinder. Daher sind die Motorzylinder in zwei Blöcke aufgeteilt. Der erste und der vierte Zylinder bilden einen ersten Block A, während der dritte und der zweite Zylinder einen zweiten Block B bilden. Das Signal S₉ wird an den ersten Block A geschickt. Das Signal S₁₀ wird an den zweiten Block B geschickt. Von den Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen mit arithmetisch/ogischem Betrieb ist die Schaltung 2 dem ersten Motorzylinder, die Schaltung 3 dem vierten Motorzylinder, die Schaltung 4 dem dritten Motorzylinder und die Schaltung 5 dem zweiten Motorzylinder zugeordnet. Wie es oben beschrieben wurde, werden die Signale S₉ und S₁₀ den Blöcken A und B während der ersten Stufe des Ansaugtaktes und während der Endstufe des Kompressionstaktes von jedem Motorzylinder zugeführt, da jedes der Signale S₉ und S₁₀ eine Periodendauer hat, die einer 360°-Kurbelwellenumdrehung entspricht, und da die Signale eine 180°-Phasendifferenz aufweisen.

In der oben beschriebenen Schaltungskonfiguration wird die Flip-Flop-Schaltung 6 in Reaktion auf das Signal S₁₁ der Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle 9 rückgesetzt, wenn das 720°-Pulssignal S₆ empfangen wird, und in dem RAM werden derartige Daten gespeichert, daß der Motorzylinder, in den der Kraftstoff eingespritzt wird, der erste Zylinder ist.

Wenn der Bezugswinkel-Puls S₇ empfangen wird, bestimmt die CPU 10 den zeitlichen Beginn und die Dauer der Kraftstoffeinspritzung in der obengenannten Reihenfolge und die Ergebnisse dieser Berechnung werden in die beiden Register (15 und 16 in Fig. 3) in der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetisch/logischen Betrieb 2 des ersten Motorzylinders geschrieben. Zu diesem Zeitpunkt wird eine derartige Daten-Nachricht in das RAM 11 geschickt, daß der nächste Motorzylinder, in den der Kraftstoff einzuspritzen ist, der dritte Motorzylinder ist.

Die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung 2 für arithmetisch/logischen Betrieb für das Kraftstoffeinspritzsignal erzeugt an ihrem Ausgang das Einspritzsignal P₁ mit einem Beginn und Dauer der Einspritzung, die den Werten entsprechen, die in das Register mittels des Signales S₉ eingeschrieben werden, das in der ersten Stufe des Ansaugtaktes erzeugt wird, und mittels des Einheitswinkel-Pulses S₈ eingeschrieben werden, so daß das Kraftstoffeinspritzventil in dem ersten Motorzylinder die Kraftstoffeinspritzung ausführt.

Das Signal S₁₀ wird der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetisch/logischen Betrieb 4 für die Kraftstoffeinspritzung des dritten Motorzylinders 180° später als das Signal S₉ zugeführt, so daß das Kraftstoffeinspritzventil in dem dritten Motorzylinder die Kraftstoffeinspritzung durchführt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Werte in den Registern der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetischen Betrieb 2 für die Kraftstoffeinspritzung verändert, so daß keine weitere Kraftstoffeinspritzung ausgeführt werden kann.

Auf die gleiche Art und Weise kann der Reihe nach die Kraftstoffeinspritzung in der Reihenfolge des ersten, dritten, vierten und zweiten Motorzylinders ausgeführt werden. Das gleiche Signal S₉ wird den Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetischen Betrieb 2 und 3 für die Kraftstoffeinspritzung des ersten und vierten Motorzylinders zugeführt. Das gleiche Signal S₁₀ wird den Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetischen Betrieb 4 und 5 für die Kraftstoffeinspritzung des dritten und zweiten Motorzylinder zugeführt. Die numerischen Werte, die in die Register geschrieben werden, sind Nachrichten-Daten, die anzeigen daß einer der Motorzylinder der Kraftstoffeinspritzung unterworfen werden soll. Der vorbestimmte arithmetische Betrieb wird bei der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetisch/logischen Betrieb für das Kraftstoffeinspritzsignal ausgeführt, zu der das Signal S₉ oder S₁₀ übertragen wird. Die Register werden nicht fehlerhaft arbeiten, wenn die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung für arithmetisch/logischen Betrieb für das Kraftstoffeinspritzsignal für einen der Zylinder numerische Daten über den Kraftstoffeinspritzbeginn und die Kraftstoffeinspritzdauer empfängt, da die Registerinhalte in den anderen Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetisch/logischen Betrieb für das Kraftstoffeinspritzsignal zu solchen Werten verändert werden, obwohl sie die gleichen Signale S₉ oder S₁₀ wie die Schaltung für den einspritzenden Zylinder empfangen mögen.

Man entnimmt der Fig. 8, daß die Signale S₉ oder S₁₀, die eine der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetisch/logischen Betrieb für die Kraftstoffeinspritzung triggern, eine Periodendauer von 360° bezüglich der Kurbelwellenumdrehung haben. Mit anderen Worten kann die Kraftstoffeinspritz-Steuerung über einen maximalen Bereich von 360°-Kurbelwinkel inklusive des Ansuagtaktes und des Kompressionstaktes ausgeführt werden.

Das in Fig. 1 gezeigte, bevorzugte Ausführungsbeispiel kann bei dem Vierzylindermotor angewendet werden. Es kann genauso gut bei einem Motor mit einer beliebigen anderen Anzahl von Zylindern angeordnet werden. Zum Beispiel ist die Kraftstoffeinspritz-Reihenfolge im Falle eines Sechszylindermotors erster, fünfter, dritter, sechster, zweiter und vierter Zylinder. Die sechs arithmetischen und logischen Schaltungen für das Kraftstoffeinspritzsignal sind in drei Blöcke aufgeteilt. Darüber hinaus wird der Bezugswinkel-Puls auf drei Pulse aufgeteilt, um drei verschiedene Pulssignale zu erzeugen, die jeweils eine Periodendauer von 360° haben und um 120° bezüglich der anderen Pulssignale verschoben sind. Diese drei Pulssignale werden jeweils einem der drei Blöcke zugeführt.

Wenn man annimmt, daß die Anzahl der Motorzylinder N sei, werden die Motorzylinder auf N/2-Blöcke aufgeteilt, und N/2-Signale werden mit einer Periodendauer von 360° durch Teilen des Bezugswinkel-Pulses durch N/2 erzeugt und haben eine Phasendifferenz, die einer Periodendauer des Bezugswinkel-Pulses entspricht. Die auf diese Weise erzeugten Signale werden den jeweiligen Blöcken zugeführt.

Ein tatsächliches Ansaugen von Ansaugluft beginnt häufig vor dem oberen Totpunkt des Ansaugtaktes, d. h. während des Auslaßtaktes. Dies nennt man Ventil-Überlappen. Daher kann die erste Stufe des Ansaugtaktes dem oberen Totpunkt entsprechen oder dem tatsächlichen Beginn des Ansaugtaktes bei Berücksichtigung des Ventil-Überlappens entsprechen. Ein willkürliches Einspritzen ist über einen 360°-Bereich vom oberen Totpunkt oder vom tatsächlichen Beginn des Ansaugtaktes an möglich. Der zeitliche Beginn kann willkürlich in Abhängigkeit von der Lage, zu der der Bezugswinkel-Puls S₇ erzeugt wird, festgelegt werden, d. h. in Abhängigkeit von der Bauweise des Kurbelwinkelfühlers. Weiterhin muß das Bezugswinkel-Pulssignal eine Periodendauer von mehr als 360° des Kurbelwinkels haben (420°, wenn der Ansaugventil-Überlappungswinkel 60° ist), um eine willkürliche Benzineinspritzung über den gesamten Taktbereich inklusive des Ansaugtaktes und des Kompressionstaktes auszuführen.

Fig. 9 zeigt ein zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel das die Kraftstoffeinspritz-Steuerung unter Berücksichtigung der Ventil-Überlappung ausführt. In dieser Schaltung, die in Fig. 9 gezeigt ist, gibt es zusätzlich zwei Flip-Flop-Schaltungen 22 und 23 und UND-Gatterschaltungen 24 bis 27, wobei die Signale S₉ und S₁₀ jeweils zusätzlich durch zwei geteilt werden, so daß vier Signale S₁₄ bis S₁₇ mit einer jeweiligen Periodendauer von 720° erzeugt werden, die eine gegenseitige Phasenverschiebung von 180° zueinander haben. Diese vier Signale werden den Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetisch/logischen Betrieb 2 bis 5 für das Einspritzsignal jeweils zugeführt. In diesem Ausführungsbeispiel haben die Signale S₁₄ bis S₁₇ zum Triggern der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetisch/logischen Betrieb für das Kraftstoffeinspritzsignal eines jeden Motorzylinders jeweils eine Periodendauer von 720°. Daher kann die Kraftstoffeinspritzung zu einem beliebigen Zeitpunkt während aller Motortakte ausgeführt werden, d. h. während 720° für jeden Motorzylinder.

Im allgemeinen werden N-Signale (das Zeichen N bezeichnet die Anzahl der Motorzylinder) erzeugt, die jeweils eine Periodendauer von 720° haben und eine Phasendifferenz von 720°/N zueinander aufweisen. Die N Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen für arithmetisch/logischen Betrieb für das Einspritzsignal für den jeweiligen Motorzylinder können durch jedes Signal getriggert werden.

Es sei angemerkt, daß die Flip-Flop-Schaltungen 6, 22 und 23 jeweils durch das Rücksetzsignal S₁₁ rückgesetzt werden, sobald sich die Kurbelwelle um 720° deht, um einen normalen Zustand nach dem Ende eines Zyklusses wiederzugewinnen, falls die Einspritzreihenfolge aufgrund von Geräuschstörungen in dem Bezugswinkel-Pulssignal S₇ durcheinander kommt. In Übereinstimmung mit der obig beschriebenen vorliegenden Erfindung kann eine Steuerung des zeitlichen Beginns der Kraftstoffeinspritzung, des zeitlichen Endes der Kraftstoffeinspritzung und der Dauer der Kraftstoffeinspritzung willkürlich über einen weiten Bereich von Motortakten ausgeführt werden, der wenigstens den Ansaugtakt und den Kompressionstakt enthält, wobei die Kraftstoffeinspritzventile in einer Vielzahl von Motorzylindern in einem zeitlich sich überlappenden Zustand betätigt werden können. Daher nähert sich das Ende der Kraftstoffeinspritzung bei niedrigen Lastzuständen des Motors dem tatsächlichen Zündzeitpunkt an, so daß eine Verbrennung eines extrem schwachen Luft-Kraftstoff-Gemisches ausgeführt werden kann, um die Wirtschaftlichkeit im Kraftstoffverbrauch erheblich zu verbessern. Bei hohen Lastzuständen des Motors kann das Ende der Kraftstoffeinspritzung vorverlegt werden, um eine wesentliche Vorverbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu schaffen. Dementsprechend erzeugt der Motor eine höhere Ausgangsleistung als dies üblicherweise bei einem Mehrzylindereinspritzmotor möglich ist.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritz-Steuersystem für einen Mehrzylindereinspritzmotor, mit

• a) einer Mehrzahl von elektrisch betätigten Kraftstoffeinspritzventilen, die jeweils in einer Brennkammer eines jeden Zylinders des Motors angeordnet sind und durch die eine Kraftstoffmenge direkt in die Brennkammer in Reaktion auf ein zugeordnetes zeitliches Einspritzsignal mit einer Pulsbreite eingespritzt wird, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge von der Pulsbreite des Einspritzsignales abhängt;
• b) einer ersten Einrichtung zum Berechnen von den Beginn und die Pulsbreite des Einspritzsignals für jedes Kraftstoffeinspritzventil bestimmenden Daten, in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors;
• c) einer zweiten Einrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Pulssignalen, von denen jedes einem Zylinder zugeordnet ist und eine Periodendauer aufweist, die über einen vorbestimmten Kurbelwinkel andauert; und
• d) Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen, die jeweils einem Motorzylinder zugeordnet sind und auf die Pulssignale ansprechen, um ausgangsseitig die Einspritzssignale aufgrund der Daten zu erzeugen, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet sind und die mit den Pulssignalen synchronisiert sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß die über einen vorbestimmten Kurbelwinkel anhaltende Periodendauer wenigstens einen Ansaugtakt und einen Verdichtungstakt des entsprechenden Zylinders und ein einem vorbestimmten Takt des Zylinders entsprechendes Zeitverhalten aufweist,
daß die eine Mehrzahl von Pulssignalen erzeugende zweite Einrichtung eine Frequenzteilerschaltung (6, 7, 8 in Fig. 1) enthält, die einen Bezugswinkel-Puls empfängt, der erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle um einen Winkel dreht, wobei der Wert des Winkels durch Teilen eines zwei Kurbelwellendrehungen entsprechenden Winkels durch die Anzahl N von Motorzylindern erhalten wird, und
daß die eine Mehrzahl von Pulssignalen erzeugende zweite Einrichtung die Bezugswinkel-Pulsfrequenz durch zwei teilt, um eines der Pulssignale zu erzeugen, wobei die Anzahl der Pulssignale halb so groß ist, wie die Anzahl der Motorzylinder und wobei die Pulssignale eine Periodendauer haben, die einem Winkel entspricht, durch den sich die Kurbelwelle während einer Kurbelwellenumdrehung bewegt und eine Phasendifferenz gegenüber jedem anderen Pulssignal aufweisen, die einem Winkel entspricht, der sich aus zwei Kurbelwellenumdrehungen geteilt durch die Anzahl N der Motorzylinder ergibt.

2. Kraftstoffeinspritz-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen (2 bis 5) in Gruppen (2, 3; 4, 5) zusammengefaßt sind, deren Anzahl der halben Anzahl N vom Motorzylinder entspricht, wobei die Gruppen (2, 3; 4, 5) Paaren von Motorzylindern mit zugeordneten Pulssignalen entsprechen, die eine Phasendifferenz von den jeweils anderen Pulssignalen haben, die dem Bezugswinkel entspricht, und
daß die Pulssignale einzeln den jeweiligen Gruppen zugeführt werden.

3. Kraftstoffeinspritz-Steuersystem für einen Mehrzylindereinspritzmotor, mit

• a) einer Mehrzahl von elektrisch betätigten Kraftstoffeinspritzventile, die jeweils in einer Brennkammer eines jeden Zylinders des Motors angeordnet sind und durch die eine Kraftstoffmenge direkt in die Brennkammer in Reaktion auf ein zugeordnetes zeitliches Einspritzsignal mit einer Pulsbreite eingespritzt wird, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge von der Pulsbreite des Einspritzsignals abhängt;
• b) einer ersten Einrichtung zum Berechnen von den Beginn und die Pulsbreite des Einspritzsignals für jedes Kraftstoffeinspritzventil bestimmenden Daten in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors;
• c) einer zweiten Einrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Pulssignalen, von denen jedes einem Zylinder zugeordnet ist und eine Periodendauer aufweist, die über einen vorbestimmten Kurbelwinkel andauert; und
• d) Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen, die jeweils einem Motorzylinder zugeordnet sind und auf die Pulssignale ansprechen, um ausgangsseitig die Einspritzsignale aufgrund der Daten zu erzeugen, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet sind und die mit den Pulssignalen synchronisiert sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß die über einen vorbestimmten Kurbelwinkel anhaltende Periodendauer wenigstens einen Ansaugtakt und einem Verdichtungstakt des entsprechenden Zylinders und ein einem vorbestimmten Takt des Zylinders entsprechendes Zeitverhalten aufweist,
daß die eine Mehrzahl von Pulssignalen erzeugende zweite Einrichtung eine Frequenzteilerschaltung (6, 7, 8 in Fig. 9) enthält, die inen Bezugswinkel-Puls empfängt, der bei Drehung der Kurbelwelle um einen Winkel erzeugt wird, dessen Wert sich durch Teilen eines zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechenden Winkels durch die Anzahl N von Motorzylindern ergibt,
daß die eine Mehrzahl von Pulssignalen erzeugende zweite Einrichtung die Bezugswinkel-Pulsfrequenz durch die Anzahl N von Motorzylindern teilt, um die Pulssignale zu erzeugen, deren Anzahl derjenigen N der Motorzylinder entspricht und die eine Periodendauer aufweisen, die einem Kurbelwinkel von zwei Kurbelwellenumdrehungen entspricht, und eine Phasendifferenz voneinander haben, die dem Winkel von zwei Kurbelwellenumdrehungen geteilt durch die Anzahl N von Motorzylindern entspricht, und
daß jeder Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtung (2 bis 5) ein entsprechendes Pulssignal zugeführt wird.

4. Kraftstoffeinspritz-Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Einspritzsignal-Erzeugungseinrichtungen (2 bis 5) folgende Merkmale aufweist:

• a) ein erstes Register (15), das zeitweilig die Daten bezüglich des Beginns der Kraftstoffeinspritzung speichert, die von der ersten Einrichtung (1) übertragen werden;
• b) ein zweites Register (16), das zeitweilig die Daten bezüglich der Dauer der Kraftstoffeinspritzung speichert, die von der ersten Einrichtung (1) übertragen werden;
• c) einen ersten Zähler (17), der eine Anzahl von Einheitswinkelpulsen zählt, die erzeugt werden, sobald sich die Kurbelwelle um einen Einheitswinkel dreht, und der rückgesetzt wird, sobald das entsprechende Pulssignal empfangen wird;
• d) einen ersten Vergleicher (19), der die in dem ersten Register (15) gespeicherten Daten mit dem Zählwert des ersten Zählers (17) vergleicht und ein erstes Signal erzeugt, wenn diese Werte miteinander übereinstimmen;
• e) einen zweiten Zähler (18), der die Anzahl der Einheitswinkelimpulse zählt und der durch das erste Signal rückgesetzt wird;
• f) einen zweiten Vergleicher (20), der die in dem zweiten Register (16) gespeicherten Daten mit dem Zählwert des zweiten Zählers (18) vergleicht und ein zweites Signal erzeugt, wenn diese Werte miteinander übereinstimmen; und
• g) eine Flip-Flop-Schaltung (21), die durch das erste Signal gesetzt wird und durch das zweite Signal rückgesetzt wird, so daß an deren Q-Ausgangsklemme ein Einspritzsignal erzeugt wird, das einen Beginn der Kraftstoffeinspritzung aufweist, der den in dem Register (15) gespeicherten Daten über dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung entspricht sowie eine Pulsbreite aufweist, die den in dem zweiten Register (16) gespeicherten Daten über die Dauer der Kraftstoffeinspritzung entspricht.