DE3321841A1

DE3321841A1 - Verfahren zur steuerung des betriebes einer verbrennungsmaschine bei deren start

Info

Publication number: DE3321841A1
Application number: DE19833321841
Authority: DE
Inventors: Akihiro Shiki Saitama Yamato
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1984-01-26
Also published as: JPH0258459B2; JPS58222927A; FR2528909B1; GB2123583A; GB8316506D0; GB2123583B; DE3321841C2; US4495927A; FR2528909A1

Description

Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Verbrennungsmaschine bei deren Start

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Verbrennungsmaschine bei deren Start. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren dieser Art, durch das die Maschine in einer glatten und stabilen Weise gestartet werden kann, ohne daß die Emissionscharakteristiken der Maschine verschlechtert werden.

Ein Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung, das im Zusammenhang mit einer Verbrennungsmaschine, insbesondere einer Benzinmaschine anwendbar ist, ist in der US-PS 3 851 beschrieben. Durch dieses System kann die Ventilöffnungsperiode einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Steuerung der Menge der Kraftstoffeinspritzung, d.h. des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses einer an die Maschine gelieferten Luft/Kraftstoff-Mischung,dadurch bestimmt werden kann, daß zuerst ein Grundwert der zuvor genannten Ventilöffnungsperiode als Funktion der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine und des absoluten Druckes des Ansaugrohres bestimmt wird und daß dann zu diesem Grundwert Konstanten und/oder Koeffizienten hinzuaddiert werden oder daß dieser Grundwert mit Konstanten und/oder Koeffizienten multipliziert wird. Dabei sind die Konstanten und/oder Koeffizienten Funktionen der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine, des absoluten Druckes des Ansaugrohres, der Temperatur der Maschine, der Drosselventil-Öffnung, der Konzentration der Bestandteile des Auspuffgases (Sauerstoffkonzentration) usw. Die Konstantun und/ oder Koeffizienten werden durch eine elektronische Re-

α ν)/- ι υπ ι

cheneinrichtung bestimmt.

Bei diesem vorgeschlagenen elektronischen Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung werden, wenn es im Zusammenhang mit einer mehrzylindrigen Maschine angewendet wird, eine Mehrzahl von Einspritzdüsen, die exklusiv für die jeweiligen Zylinder der Maschine vorgesehen sind, sukzessive in einer vorbestimmten Reihenfolge synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines den oberen Totpunkt betreffenden Signales, das nachfolgend als TDC-Signal bezeichnet wird, betätigt. Jeder Impuls zeigt dabei einen vorbestimmten Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Maschine an. Die Anzahl der erzeugten Impulse entspricht der Anzahl der Zylinder pro Zyklus der Maschine. Die Bestimmung, welchen Zylindern die individuellen Impulse des TDC-Signales entsprechen, wird auf der- Basis der zeitlichen Erzeugung von Impulsen eines Signales zur Unterscheidung der Zylinder getroffen, wobei jeder Impuls dieses Signales immer dann erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle durch einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf einen besonderen Zylinder dreht. Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder genau in der vorbestimmten Reihenfolge ausgeführt.

In vielen Fällen wird jedoch beim Start der Maschine ein erster Impuls des obengenannten die Zylinder unterscheidenden Signales nicht unmittelbar nach dem Starten der Maschine erzeugt, was von der Winkelposition abhängt, die die Kurbelwelle unmittelbar vor dem Start der Maschine einnimmt. In solchen Fällen kann der Fall eintreten, daß die zeitliche Steuerung zwischen dem Ansaughub eines bestimmten Zylinders und dem Vorgang der Ventilöffnung der entsprechenden Einspritzdüse nicht koinzidieren, bevor der erste Impuls des die Zylinder unterscheidenden

gg Signales erzeugt wird.

Dies hat zur Folge, daß die Kraftstofflieferung in die Zylinder nicht glatt bewirkt wird, wodurch ein glattes und sicheres Starten der Maschine verhindert wird.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde durch die Anmelder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen ^ gemäß dem die Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder gleichzeitig nach der Erzeugung eines ersten Impulses des TDC-Signales unmittelbar nach dem Start der Maschine bewirkt werden. Danach wird keine Einspritzung in irgendeinen der Zylinder bewirkt, bis die Kolben aller Zylinder ihre ersten Ansaughübe beendet haben. Nach der Beendigung der ersten Ansaughübe aller Zylinder werden Kraftstoffeinspritzungen sukzessive in die Zylinder in einer vorbestimmten Reihenfolge synchron mit der Erzeugung von nachfolgenden Impulsen des TDC-Signales bewirkt (Japanische Patentanmeldung 57-137626).

Dieses vorgeschlagene Verfahren weist jedoch den Schwachpunkt auf, daß, wenn die Versorgungsspannung oder die Betriebsspannung für eine Zentralprozessoreinheit (CPU), die einen wesentlichen Teil der elektronischen Steuereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens bildet, oftmals nach dem Start der Maschine bei kaltem Wetter abfallen kann, wobei die Zentralprozessoreinheit jedesmal initialisiert wird, wenn die Versorgungsspannung wieder den normalen Pegel erreicht. Dies hat zur Folge, daß augenblickliche Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder mehrere Male wiederholt stattfinden können. Mit anderen Worten kann beim Kaltstarten der Maschine die an die Zentralprozessoreinheit von einer Batterie gelieferte Versorgungsspannung nach dem Schließen eines Startschalters, der im geschlossenen Zustand den Starter der Maschine betätigt,der von derselben Batterie angetrieben wird, die an die Zentralprozessoreinheit von einer Batterie gelieferte Versorgungsspannung unter eine untere Grenze eines Be-

-j^- 40

reiches fallen, in dem die Zentralprozessoreinheit normal arbeitet. Wenn die Versorgungsspannung von der Batterie unter diese untere Grenze fällt, wird die Zentralprozessoreinheit zurückgesetzt und wenn sich die Versorgungsspannung nachfolgend wieder auf einen Pegel erholt, der über der unteren Grenze liegt, wird die Zentralprozessoreinheit aus dem zurückgesetzten Zustand freigegeben und initialisiert. Unmittelbar nach der Betätigung des Starters kann die Versorgungsspannung wiederholt unter die untere Grenze fallen und die Zentralprozessoreinheit wird daher wiederholt initialisiert. Nach jeder Initialisierung der Zentralprozessoreinheit kann eine gleichzeitige Kraftstoffeinspritzung in alle Zylinder erfolgen. Es wird folglich ein übermäßig großer Kraftstoffbetrag an die Maschine geliefert, der nicht nur den Betrieb der Maschine, sondern auch die Emissionscharakteristiken und den Kraftstoffverbrauch der Maschine schädlich beeinflußt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Verbrennungsmaschine bei deren Start anzugeben, durch das ein sicheres und glattes Starten der Maschine selbst dann ermöglicht wird, wenn Schwankungen der Versorgungsspannung für ein eine Zentralprozessoreinheit einschließendes Steuersystem für den Betrieb der Maschine auftreten, wobei die Zentralprozessoreinheit normalerweise bei einer Versorgungsspannung arbeitet, die oberhalb eines bestimmten Pegels liegt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Verbrennungsmaschine im Startzustand, wobei die Steuerung durch ein Steuersystem erfolgt, das eine Zentralprozessoreinheit aufweist, an die eine Versorgungsspannung oder eine Betriebsspannung von einer Versorgungsquelle angelegt wird, während der Zündschalter der Maschine geschlossen ist, und die bei einer Betriebsspannung normal arbeitet, die oberhalb ei-

nes vorbestimmten Pegels liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:

1) Ermitteln des Wertes der von der Versorgungsquelle an die Zentralprozessoreinheit gelieferten Betriebsspannung;

2) Initialisieren der Zentralprozessoreinheit, wenn die Betriebsspannung über den vorbestimmten Pegel ansteigt, nachdem der Zündschalter geschlossen wurde;

3) Bestimmen ob der Startschalter der Maschine sich in einer geschlossenen Position oder in einer offenen Position befindet, während die Zentralprozessoreinheit initialisiert wird;

4) Auswählen einer Art aus einer Mehrzahl von vorbestimm-. ten Arten zur Steuerung des Betriebes der Maschine, während sich die Maschine im Startzustand befindet, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Bestimmung des Schrittes 3}; und

5) Steuern des Betriebes der Maschine in Übereinstimmung mit der beim Schritt 4) ausgewählten Art, während die Maschine in Startzustand ist.

Das obengenannte Steuersystem schließt ein Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung ein, das auch die Kraftstoffeinspritzung in die Maschine bei deren Start steuert. Vorzugsweise enthält die obengenannte Verbrennungsmaschine mehrere Zylinder und weist, das Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung einen Sensor für den oberen Totpunkt,der einen eine vorbestimmte Position eines Kolbens in jedem der verschiedenen Zylinder der Maschine relativ zum oberen Totpunkt des Kolbens anzeigenden Impuls erzeugen kann, und einen die Zylinder unterscheidenden Sensor auf, der einen Impuls jedesmal dann erzeugen kann, wenn die Kurbel-

- η.

welle der Maschine sich durch einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf die vorbestimmte Position eines Kolbens in einem besonderen Zylinder der Maschine dreht. Die beim Schritt 4) ausgewählten Steuerarten schließen eine erste Art zur Kraftstoffeinspritzung ein, durch die Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder gleichzeitig synchron mit der Erzeugung eines ersten Impulses bewirkt werden, der von dem Sensor für den oberen Totpunkt nach der Beendigung der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit ausgesendet wird. Außerdem schließen die beim Schritt 4/ ausgewählten Steuerarten eine zweite Art zur Kraftstoffeinspritzung ein, durch die Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder synchron mit der Erzeugung eines ersten Impulses bewirkt werden, der von dem Sensor zur Unterscheidung der Zylinder nach der Beendigung der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit ausgegeben wird. Vorzugsweise wird die erste Steuerart ausgewählt, wenn sich der Startschalter während der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit in einer geöffneten Position befindet. Die zweite Steuerart wird vorzugsweise ausgewählt, wenn sich der Startschalter während der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit in einer geschlossenen Position befindet. Nachdem die Kraftstoffeinspritzungen gemäß der ersten oder zweiten ausgewählten Steuerart bewirkt wurden, werden sukzessive Kraftstoffeinspritzungen in die jeweiligen Zylinder synchron mit der Erzeugung von Impulsen bewirkt, die nachfolgend von dem Sensor für den oberen Totpunkt ausgesendet werden.

Vorzugsweise wird bestimmt, daß die Maschine im Startzustand arbeitet, wenn der Startschalter sich in einer geschlossenen Position befindet und wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine kleiner ist als ein vorbestimmter Wert der Umdrehungszahl pro Minute. Die obengenannte Aufgabe, weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen noch deutlicher aus der fol-

-•τ= - Ίί-

genden ausführlichen Beschreibung hervor, die im Zusammenhang mit den Figuren erfolgt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm, aus dem hervorgeht, auf welche Weise gleichzeitige Einspritzungen

wiederholt erfolgen können, wenn die Versorgungsspannung für die Zentralprozessoreinheit abfällt;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der gesamten Anordnung

eines Steuersystemes zur Kraftstoffeinspritzung, das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar ist;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung des Sensors für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine (TDC-Sensor) und des Sensors zur Unterscheidung der Zylinder, wobei beide Sensoren auch in der Fig. 2 dar

gestellt sind;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm der Beziehung zwischen einem die Zylinder unterscheidenden Signal und einem TDC-Signal, die an die elektroni

sche Steuereinheit der Fig. 2 gegeben werden, und Steuersignalen für die Haupteinspritzdüsen und die Nebeneinspritzdüse, die von der elektronischen Steuereinheit ausgesendet werden;

Fig, 5 ein Zeitdiagramm, aus dem ersichtlich ist,

wie die Kraftstoffeinspritzungen entsprechend der ersten Steuerart ausgeführt werden, die ausgewählt wird, wenn der Startschalter sich

während der Initialisierung der Zentral-

Prozessoreinheit in einer geöffneten Posi

tion befindet;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie die Kraftstoffeinspritzungen gemäß der zweiten Steuerart bewirkt werden, die ausgewählt wird, wenn der Startschalter sich während der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit in einer geschlossenen Position befindet; 10

Fig. 7 eine Subroutine zur Bestimmung der Position des Startschalters beim Start der Maschine;

Fig. 8 einen Datenflußplan, der eine Routine zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim

Start der Maschine zeigt;

Fig. 9 einen Datenflußplan, der eine Routine

zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Haupteinspritzdüsen zeigt und der un

mittelbar nach der Routine der Fig. 8 ausgeführt wird; und

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Beispieles für den inneren Aufbau der elektronischen Steuer

einheit.

Im folgenden wird die Erfindung ausführlich im Zusammenhang mit den ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnungen beschrieben.

-Br* - 45.

Die Fig. 1 zeigt ein Zeitdiagramm, das die gleichzeitige Kraftstoffeinspritzung in alle Zylinder zeigt, die wiederholt bei Abfällen der Versorgungsspannung für eine Zentralprozessoreinheit beim Start der Maschine bei kaltem Wetter erfolgt, wobei die Zentralprozessoreinheit einen wesentlichen Teil eines elektronischen Steuersystemes zur Kraftstoffeinspritzung zeigt. Wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist, wird zuerst, wenn der Zündschalter der Maschine eingeschaltet oder geschlossen wird, eine Versorgungsspannung von der Batterie an die Zentralprozessoreinheit mit einem Pegel geliefert, der oberhalb einer unteren Grenze eines Bereiches liegt, in dem die Zentralprozessoreinheit normal arbeiten kann. Bei dieser Gelegenheit wird die Zentralprozessoreinheit durch eine nicht dargestellte Zurücksetζeinheit zurückgesetzt und dann in einen Betriebszustand initialisiert. Nach der Eingabe eines ersten Impulses S~a des TDC-Signales unmittelbar nach der Beendigung der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit, werden Steuersignale gleichzeitig an alle Einspritzdüsen # 1 bis 4 angelegt, die vorgesehen sind, um Kraftstoff in die entsprechenden Zylinder der vier Zylinder einer vier Zylinder aufweisenden Maschine zu liefern, um gleichzeitig Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder auszuführen. Bei kaltem Wetter kann jedoch die Ausgangsspannung von der Batterie nach dem Schließen eines Startschalters zur Betätigung des Starters der Maschine unter die obengenannte untere Grenze fallen, wobei an den Starter die Versorgungsspannung von derselben Batterie geliefert wird. Während die Ausgangsspannung von der Batterie einen Pegel beibehält, der unterhalb der unteren Grenze liegt, bleibt die Zentralprozessoreinheit in einem zurückgesetzten Zustand, Die Zentralprozessoreinheit wird aus dem zurückgesetzten Zustand ausgelöst und dann initialisiert, wenn die Ausgangsspannung der Batterie nachfolgend ansteigt und die untere Grenze (beim Punkt A) überschreitet. Die Zentralprozessoreinheit nimmt dann einen Impuls S~b der an sie

angelegten TDC-Signales unmittelbar nachdem sie wieder initialisiert wurde, als einen ersten Impuls des TDC-Signales an, um Steuersignale an alle Einspritzdüsen # 1 bis 4 gleichzeitig zu liefern, um diese zu betätigen. Auf diese Weise wird die Zentralprozessoreinheit jedesmal, wenn die Ausgangsspannung der Batterie unter die untere Grenze fällt und dann ihren normalen Pegel wieder erreicht, initialisiert. Dadurch werden wiederholt gleichzeitige Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder ausgeführt, wodurch die IQ Emissionscharakteristiken und der Kraftstoffverbrauch der Maschine und auch deren Betrieb schädlich beeinflußt werden.

In der Fig. 2 ist die gesamte Anordnung eines Steuersystemes zur Kraftstoffeinspritzung für Verbrennungsmaschinen dargestellt, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar ist. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Verbrennungsmaschine mit mehreren Zylindern, die beispielsweise vier Zylinder 1a aufweisen kann. Diese Maschine 1 weist beispielsweise vier Hauptverbrennungskammern und Nebenverbrennungskammern auf, die mit den Hauptverbrennungskammern in Verbindung stehen. Weder die Hauptverbrennungskammern noch die Nebenverbrennungskammern sind dargestellt. Ein Ansaugrohr 2, das ein Hauptansaugrohr, das mit jeder Hauptverbrennungskammer in Verbindung steht, und ein Nebenansaugrohr umfaßt, das mit jeder Nebenverbrennungskammer in Verbindung steht, ist mit der Maschine 1 verbunden. Weder das Hauptansaugrohr noch das Nebenansaugrohr ist dargestellt. Im Durchmesser des Ansaugrohres 2

OQ ist ein Drosselventilkörper 3 angeordnet, der ein Hauptdrosselventil und ein Nebendrosselventil aufnimmt, die jeweils in dem Hauptansaugrohr und dem Nebenansaugrohr angeordnet sind, um synchron zu arbeiten. Keines dieser beiden Drosselventile ist dargestellt. Ein Sensor 4 für die Drosselventilöffnung ist mit dem Hauptdrosselventil zur Ermittlung seiner Ventilöffnung und zur Umwandlung

dieser Ventilöffnung in ein elektrisches Signal vorgesehen, wobei das elektrische Signal an eine elektronische Steuereinheit 5 (ECU) geliefert wird, in der die Zentralprozessoreinheit 5a enthalten ist.
5

Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6 ist in dem Ansaugrohr 2 an einem Ort zwischen der Maschine 1 und dem Drosselventilkörper 3 angeordnet» Diese Einrichtung umfaßt Haupteinspritzdüsen und eine Nebeneinspritzdüse,, von denen keine dargestellt ist. Die Haupteinspritzdüsen entsprechen in ihrer Zahl den Zylindern der Maschine,. Jede Haupteinspritzdüse ist in dem Hauptansaugrohr an einem Ort angeordnet, der geringfügig stromaufwärts von einem Ansaug- bzw. Einlaßventil (nicht dargestellt) eines entsprechenden Zylinders der Maschine liegt, während die einzige Nebeneinspritzdüse in dem Nebenansaugrohr an einem Ort angeordnet ist, der geringfügig stromabwärts von dem Nebendrosselventil liegt, um Kraftstoff an alle Zylinder der Maschine zu liefern. Obwohl die Nebeneinspritzdüse gewöhnlich in einem nicht-divergierenden oder geraeinsamen Bereich des Nebenansaugrohres angeordnet ist, das durch ein Ansaugrohr gebildet wird, kann stattdessen diese Nebeneinspritzdüse in jedem der divergierenden Bereiche des Nebenansaugrohres angeordnet sein. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6 ist mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbunden. Die Haupteinspritzdüsen und die Nebeneinspritzdüse sind elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 5 derart verbunden, daß ihre Ventilöffnungsperioden oder Kraftstoffeinspritzmengen durch von der elektronischen Steuereinheit 5 gelieferte Signale gesteuert werden.

Andererseits steht ein Sensor 8 für den absoluten Druck, der im folgenden als PBA-Sensor bezeichnet wird, über eine Leitung 7 mit dem Inneren des Hauptansaugrohres des Drosselventilkörpers 3 an einem Ort in Verbindung, der unmittelbar stromabwärts von dem Hauptdrosselventil liegt. Der

PBA-Sensor 8 kann den absoluten Druck des Ansaugrohres 2 ermitteln bzw. nachweisen und legt ein elektrisches Signal an die elektronische Steuereinheit 5 an, das den ermittelten absoluten Druck anzeigt.
5

Ein Sensor 11 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine, der im folgenden als TDC-Sensor bezeichnet wird, und ein Sensor 12 zur Unterscheidung der Zylinder sind elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 5 verbunden, um an diese ihre Ausgangssignale zu liefern. Wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, bestehen diese Sensoren 11, 12 aus elektromagnetischen Aufnehmern, die jeweils vier Vorsprüngen 16a, die der Anzahl der Zylinder 1a entsprechen/ und einem einzigen Vorsprung 16b gegenüberliegen. Die Vor-Sprünge 16a und 16b sind einstückig an jeweiligen magnetischen Scheiben ausgebildet, die an einer Nockenwelle 16 der Maschine befestigt sind, die durch eine Kurbelwelle derselben Maschine mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:2 über einen Steuerriemen 17 gedreht wird. Der TDC-Sensor 11 kann einen, eine vorbestimmte Position eines Kolbens in jedem der verschiedenen Zylinder der Maschine relativ zum oberen Totpunkt des Kolbens anzeigenden Impuls erzeugen. D.h. der Sensor 11 kann einen Impuls bei einem besonderen Kurbelwinkel jedesmal dann erzeugen, wenn die Kurbelwelle der Maschine sich durch 180° dreht. Dagegen kann der die Zylinder unterscheidende Sensor 12 einen Impuls immer dann erzeugen, wenn sich die Kurbelwelle der Maschine durch einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine vorbestimmte Position des Kolbens eines besonderen Zylinders dreht. Die durch die Sensoren 11 und 12 erzeugten obengenannten Impulse werden an die elektronische Steuereinheit 5 angelegt.

Außerdem ist mit der elektronischen Steuereinheit 5 ein Startschalter 13 zum Ein- und Ausschalten eines Starters bzw. Anlassers (nicht dargestellt) verbunden, der in der

Maschine vorgesehen ist. Ferner ist mit der elektronischen Steuereinheit 5 ein Zündschalter 14 zum Ein- und Ausschalten einer in der Maschine vorgesehenen Zündvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Eine aus einer Batterie be-

5- stehende Leistungs- bzw. Versorgungsquelle 15 ist über den Zündschalter 14 mit der elektronischen Steuereinheit 5 verbunden. An die elektronische Steuereinheit 5 werden daher sowohl ein Signal, das die Versorgungsspannung der Batterie 15 anzeigt, als auch Signale, die die Ein-Ausschalt-Positionen des Startschalters 13 und des Zündschalters 14 anzeigen, geliefert.

Der TDC-Sensor 11 und der Sensor 12 zur Unterscheidung der Zylinder können in einem einzigen Körper ausgebildet sein und die jeweiligen Signale unabhängig voneinander erzeugen. Beispielsweise können diese Sensoren aus magnetischen Vorsprüngen bestehen, die am Umfang um die Nockenwelle entlang einer gemeinsamen diametrischen Ebene angeordnet sind und die zur Unterscheidung eines besonderen Zylinders einen magnetischen Vorsprung einschließen, der länger ist oder der eine größere radiale Höhe aufweist als die anderen Vorsprünge, und die in ihrer Anzahl der Anzahl der Zylinder entsprechen. Außerdem umfassen diese Sensoren einen einzigen elektromagnetischen Aufnehmer, der gegenüber diesen Vor-Sprüngen angeordnet ist. Die Position des obengenannten besonderen Zylinders wird dadurch unterschieden, daß ein Impuls ermittelt wird, der eine größere Amplitude aufweist und der erzeugt wird, wenn der längere magnetische Vorsprung an dem elektromagnetischen Aufnehmer vorbeiläuft.

Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine wird dagegen durch die Ermittlung der Impulse bestimmt, die eine kleinere Amplitude aufweist und die erzeugt werden, wenn die kürzeren magnetischen Vorsprünge an demselben Aufnehmer vorbeilaufen. Alternativ kann an der Stelle des obengenannten längeren Vorsprunges ein magnetischer Vorsprung, der dieselbe radiale Höhe aufweist wie die anderen Vorsprünge,

näher an einem der anderen Vorsprünge angeordnet sein, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine dadurch bestimmt wird, daß Impulse ermittelt werden, die mit gleichmäßigen Impulsabständen erzeugt werden, während die Position des besonderen Zylinders dadurch bestimmt wird, daß einer von zwei vorhergehenden benachbarten Impulsen bestimmt wird, der einen kürzeren Impulsabstand aufweist als die obengenannten Impulsabstände.

Die elektronische Steuereinheit 5 bearbeitet die obengenannten verschiedenen Signale, die Betriebsparameter der Maschine anzeigen, um die Betriebszustände der Maschine zu bestimmen. Beim Start der Maschine berechnet die elektronische Steuereinheit die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6 unter Anwendung der folgenden Gleichungen in Übereinstimmung mit den bestimmten Betriebszuständen der Maschine:

TOUTM = TiCRM X KNe (TV + ΛTV) . (1 )

TOUTS = TiCRS X KNe + TV (2)

Dabei stellen TiCRM und TiCRS jeweils Grundwerte der Ventilöffnungsperioden der Haupteinspritzdüsen und der Nebeneinspritzdüse dar. Diese Werte werden jeweils auf der Basis eines durch den TDC-Sensor ermittelten Wertes der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine und eines durch den PBA-Sensor 8 ermittelten Wertes des absoluten Druckes des Ansaugrohres aus einer TiCRM-Tabelle bzw. einer TiCRS-Tabelle bestimmt. KNe stellt einen Korrekturkoeffizienten dar, der beim Start der Maschine anwendbar ist und der als eine Funktion der Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine variabel ist und aus einer KNe-Tabelle bestimmt wird. TV stellt eine Konstante, zur Vergrößerung und zur Verkleinerung der Ventilöffnungsperiode in Antwort auf Änderungen der Ausgangsspannung der Batterie dar und wird aus einer TV-Tabelle bestimmt.

Der um den Wert <a£V vergrößerte Wert TV ist im Zusammenhang mit den Haupteinspritzdüsen anwendbar und unterscheidet sich von dem^ im Zusammenhang mit der Nebeneinspritzdüse anwendbaren Wert TV, weil die Haupteinspritz- · düsen sich strukturell von der Nebeneinspritzdüse unterscheiden und daher andere Betriebscharakteristiken aufweisen.

Die Fig„ 4 zeigt ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwisehen dem Signal zur Unterscheidung der Zylinder und dem TDC-Signal zeigt, wobei diese beiden Signale der elektronischen Steuereinheit 5 eingegeben werden, wenn die Maschine in einem normalen stetigen Betriebszustand arbeitet, der sich von dem Startzustand unterscheidet,, Außerdem zeigt die Figur die von der elektronischen Steuereinheit ausgesendeten Steuersignale, die zur Steuerung der Haupteinspritzdüsen und der Nebeneinspritzdüse dienen. Das Signal S* zur Unterscheidung der Zylinder wird an die elektronische Steuereinheit 5 in der Form eines Impulses S.a immer dann geliefert, wenn die Kurbelwelle der Maschine sich durch 720° drehtο Das TDC-Signal S₂ bildende Impulse S2a - S2e werden an die elektronische Steuereinheit 5 immer dann geliefert, wenn sich die Kurbelwelle durch 180° dreht. Die Zeitbeziehung zwischen den beiden Signalen S₁ und S^ bestimmt die Ausgangszeitsteuerung der Steuersignale S₃ bis Sg zur Steuerung der Haupteinspritzdüsen der vier Zylinder der Maschine, Genauer gesagt wird das Steuersignal S₃ zur Steuerung der Haupteinspritzdüse des ersten Zylinders der Maschine gleichzeitig mit dem ersten TDC-Signalimpuls S₂a ausgesendet. Das Steuersignal S₄ für den dritten Zylinder der Maschine wird gleichzeitig mit dem zweiten TDC-Signalimpuls S₂b ausgesendet. Das Steuersignal S^ für den vierten Zylinder wird gleichzeitig mit dem dritten Impuls S₂C ausgesendet. Schließlich wird das Steuersignal Sg für den zweiten Zylinder gleichzeitig mit dem vierten Impuls S₂d ausgesendet. Das

— " (r^ffs. "

Steuersignal S^ für die Nebeneinspritzdüse wird in der Form eines Impulses nach dem Anlegen jedes Impulses des TDC-Signales an die elektronische Steuereinheit 5 erzeugt. Dies bedeutet, daß das Signal S-j immer dann erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle durch 180° dreht. Jeder Impuls der Impulse S2a, S~b usw. des TDC-Signales wird um 60° vor der Zeit erzeugt, zu der der Kolben eines zugeordneten Zylinders der Maschine seinen oberen Totpunkt erreicht, um eine durch die Rechenoperation in der elektronischen Steuereinheit 5 bewirkte Verzögerung bzw. Nacheilung und eine Zeitverzögerung zwischen der Erzeugung einer Mischung und dem Ansaugen der Mischung in den Zylinder der Maschine, zu kompensieren, die von der öffnungswirkung des Ansaugrohres bevor der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht und dem Betrieb der zugeordneten Einspritzdüse abhängt.

Im folgenden wird nun im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben, wie-die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Start der Maschine erfindungsgemäß erfolgt. Solange die Versorgungsspannung für die Zentralprozessoreinheit 5a oberhalb einer unteren Grenze eines Bereiches bleibt, in dem die Zentralprozessoreinheit 5a normal arbeiten kann, wird die Zentralprozessoreinheit 5a unmittelbar beim Einschalten oder Schließen des Zündschalters 14 zurückgesetzt. Sie wird dann augenblicklich initialisiert. Während dieser Initialisierung der Zentralprozessoreinheit 5a, d.h. innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode (z.B. 40 ms) vom Schließen des Zündschalters 14 an, wird ein die Ein-Ausposition des Startschalters 13 anzeigendes Signal an die Zentralprozassoreinheit Ea geliefert. Bei einem von einem Fahrer vorgenommenen gewöhnlichen Startbetrieb der Maschine wird jedoch der Startschalter 13 üblicherweise nicht in einer Zeit von 50 ms nach dem Schließen des Zündschalters 14 geschlossen. Daher wird gewöhnlich ein die Position des Startschalters anzeigendes Signal, das zu-

erst an die Zentralprozessoreinheit 5a nach dem i-ch] ießen des Zündschalters 14 geliefert wird, die Aus-Position des Startschalters 13 anzeigen- Bei dieser Gelegenheit, d.h. bevor die Lieferung elektrischer Leistung zum Starter bewirkt wird, liefert die Zentralprozessoreinheit 5a erfindungsgemäß gleichzeitig Steuersignale an alle Haupteinspritzdüsen # 1 bis 4 unmittelbar, wenn ein erster Impuls S~a des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit 5a geliefert wird, nachdem der Zündschalter 14 geschlossen wurde, um dadurch gleichzeitig Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder entsprechend im obigen vorgeschlagenen Verfahren zu liefern. Dann werden von der Zeit an, zu der ein Impuls S₂f des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit 5a geliefert wird, bei dem es sich um einen (n + 1)ten Impuls nach dem obengenannten ersten Impuls S~a handelt, wobei η die Anzahl (z„B. 4) der Zylinder ist, Steuersignale sukzessiv an die entsprechenden Haupteinspritzdüsen in einer vorgegebenen Reihenfolge synchron mit der Eingabe von nachfolgenden Impulsen des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit 5a (Fig. 5) geliefert. Alternativ zu diesen sukzessiven Kraftstoffeinspritzungen kann eine andere Art der Kraftstoffeinspritzung angewendet werden. Beispielsweise werden Kraftstoffeinspritzungen in zwei Zylindern gleichzeitig bewirkt, woraufhin gleichzeitig Kraftstoffeinspritzungen in den anderen beiden Zylindern folgen.

Wenn andererseits die Maschine im Zustand einer niedrigen Temperatur, wie beispielsweise bei kaltem Wetter, ge-

QQ startet wird, oder wenn die Batterie beim Start der Maschine eine kleine elektrische Restladung aufweist, kann die an die Zentralprozessoreinheit 5a gelieferte Versorgungsspannung häufig unter die untere Grenze des normalen Bereiches der Betriebsfähigkeit fallen, wie dies in der

Q5 Fig. 6 dargestellt ist. Jedesmal, wenn die einmal abgefallene Versorgungsspannung über die obengenannte untere

-W-

Grenze ansteigt, wie dies in der Fig. 6 durch die Pfeile angedeutet ist, wird die Zentralprozessoreinheit 5a initialisiert. Das die Ein-Aus-Position des Startschalters 13 anzeigende Signal, das während dieser· Initialisierung an die Zentralprozessoreinheit 5a geliefert wird, wird anzeigen, daß sich dieser Schalter 13 dann in einer geschlossenen Position befindet. In diesem Fall werden erfindungsgemäß alle Einspritzdüsen betätigt, um Kraftstoff in alle Zylinder gleichzeitig nach der Eingabe eines Im-

IQ pulses S₂c des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit 5a zu liefern, der unmittelbar einem ersten Impuls S₁a des Signales zur Unterscheidung der Zylinder nach dem Schließen des Zündschalters 14 folgt. Danach werden alle Einspritzdüsen erneut betätigt, um Kraftstoff in alle Zylinder zur selben Zeit nach der Eingabe eines Impulses S₂g des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit 5a einzuspritzen, wobei der Impuls S₂g unmittelbar auf einen Impuls S.,b des Signales zur Unterscheidung der Zylinder, der dem ersten Impuls S.a unmittelbar folgt, folgt. Wenn

2Q das durch die Zentralprozessoreinheit 5a ausgeführte Programm zu einer Grundsteuerroutine fortschreitet, die auf die Beendigung der gegenwärtigen Startsteuerroutine folgt, in der die obige Art der Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist,

2g werden sukzessive Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder in einer vorgegebenen Reihenfolge synchron mit der Eingabe von Impulsen des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit 5a bewirkt, die von der Zeit der Eingabe eines Impulses des TDC-Signales an die Zentralprozessor-

2Q einheit 5a an erfolgen, der unmittelbar auf einen Impuls des Signales zur Unterscheidung der Zylinder folgt,der unmittelbar nach der Ausführung der Grundsteuerroutine ermittelt wurde. Welche der beiden in den Fig. 5 und 6 gezeigten Arten auch angewendet wird, an die Nebenein-

gg spritzdüse wird ein Steuersignal jedesmal dann angelegt, wenn ein Impuls des TDC-Signales an die Zentralprozessor-

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einheit 5a angelegt wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu bewirken.

Figο 7 zeigt einen Datenflußplan einer Routine zur Be-Stimmung der Ein-Aus-Position des Startschalters 13 beim Start der Maschine. Zuerst wird beim Schritt 1 die Versorgungsquelle der Zentralprozessoreinheit 5a eingeschaltet. Dies bedeutet, daß die Versorgungsspannung von der Batterie 15 der Fig. 2 an die Zentralprozessoreinheit 5a angelegt wird, wobei die Spannung einen Pegel aufweist, der über dem vorbestimmten Pegel von 5 Volt liegt. Das Einschalten der Versorgungsquelle beim Schritt 1 wird entweder verwirklicht, wenn der Zündschalter 14 geschlossen wird, um die Versorgungsspannung an die Zentralprozessoreinheit 5a anzulegen^oder wenn die an die Zentralprozessoreinheit 5a angelegte Versorgungsspannung über den obengenannten vorbestimmten Pegel ansteigt,nachdem sie einmal unter diesen vorbestimmten Pegel nach dem Schließen des Zündschalters gefallen ist. Dann wird beim Schritt 2 aus einem die Ein-Aus-Position des Startschalters 13 anzeigenden Signal, das in einer beim Schritt 1 vorbestimmten Zeitperiode (z.B. 40 ms) von der Zeit an, zu der die Versorgungsquelle eingeschaltet wurde, an die Zentralprozessoreinheit 5a geliefert wurde, bestimmt, ob der Startschalter 13 der Fig. 2 in einer geschlossenen Position ist oder nicht. Die genannte vorbestimmte Zeitperiode (4 0 ms) wird kleiner eingestellt als eine Zeitperiode, die gewöhnlich vom Schließen des Zündschalters 14 bis zum Schließen des Startschalters 13 abläuft. Aus diesem Grunde zeigt ein die Ein-Aus-Position des Startschalters 13 anzeigendes Signal gewöhnlich notwendigerweise eine Aus-Position dieses Schalters an, wobei dieses Signal in der genannten vorbeistimmten Zeitperiode (40 ms) von der Zeit an, zu der die Versorgungsquelle für die Zentralprozessoreinheit 5a durch Schließen des Zündschalters 14 eingeschaltet wurde, eingegeben wird.

Das heißt, diese Ze:t entspricht der anfänglichen Zurücksetzzeit (Reset-Zeit) der Zentralprozessoreinheit 5a. Als Ergebnis lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt 3 "Nein". Andererseits kann ein die Position des Startschalters 13 anzeigendes Signal eine Ein-Position dieses Schalters anzeigen, wobei dieses Signal innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode (4 0 ms) von der Zeit an, zu der die Zentralprozessoreinheit 5a beginnt, initialisiert zu werden, nachdem die Versorgungsspannung über den vorbestimmten Pegel (5 Volt) ansteigt, nachdem sie einmal unter diesen Pegel während des Startbetriebes der Maschine gefallen war, eingegeben wird. Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt "Ja" lautet, d.h. wenn bestimmt wird, daß sich der Startschalter in einer geschlossenen Position befindet, wird der Wert eines Kennzeichensignales, das die .gleichzeitigen Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder synchron mit einem Impuls des TDC-Signales, der unmittelbar nach dem Eingeben eines Impulses des die Zylinder unterscheidenden Signales eingegeben wurde, befiehlt bzw. steuert, beim Schritt 4 auf den Wert 1 eingestellt. Auf dieses Kennzeichensignal wird später noch näher eingegangen werden. Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt "Nein" lautet, wird der Wert des Kennzeichensignales NST beim Schritt 5 auf 0 eingestellt.

Bei der Ausführung einer Hintergrundroutine, die ausgeführt wird, wenn sie nicht durch eine andere Routine unterbrochen wird und die auf die Ausführung der obigen Schritte 1 bis 5 folgt, wird bestimmt, ob die Ein-Aus-Position des Startschalters 13 wiederholt ausgeführt wird (Schritt 6). Wenn bestimmt wird, daß der Startschalter eingeschaltet oder geschlossen ist, wird dann beim Schritt 8 bestimmt, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine kleiner ist als eine vorbestimmte Anlaßgeschwindigkeit (400 Umdrehungen pro Minute) oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt 8 "Ja"

lautet, wird, wie dies später erläutert werden wird, eine Startsteuerroutine ausgeführt (Schritt 9). Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes 6 "Nein" lautet, d.h. wenn bestimmt wird, daß der Startschalter geöffnet ist, wird der Wert des Kennzeichensignales NST auf 0 eingestellt» Wenn beim Schritt 8 bestimmt wird, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine die vorbestimmte Anlaßgeschwindigkeit überschritten hat, wird entschieden, daß die Steuerung im Startsteuerbetrieb beendet ist und das Programm schreitet dann zur Steuerung im Grundsteuerbetrieb fort (Schritt 10).

Die Fig. 8 zeigt einen Datenflußplan einer Routine zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Start der Maschine, die durch das obengenannte Kennzeichensignal NST befohlen wird= Zuerst wird beim Schritt 1 bestimmt, ob der Wert des Kennzeichensignales NST 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort "Nein" lautet, d.h. wenn ein die Position des Startschalters 13 anzeigendes Signal eine Aus-Position dieses Schalters anzeigt, wobei dieses Signal während der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit 5a innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode (40 ms) von der Zeit an, zu der die Zentralprozessoreinheit 5a eingeschaltet wird,eingegeben wird,wird dann bein Schritt 2 bestimmt,ob es sich bei einem Impuls des TDC-Signa3es, der unmittelbar nach der Bestimmung des Schrittes 1 eingegeben wurde, um einen ersten Impuls nach dem nachfolgenden Umschalten des Startschalters 13 auf eine Ein-Position handelt oder nicht.

Wenn die Antwort "Ja" lautet, werden beim Start der Maschine anwendbare Werte der Kraftstoffeinspritzperioden TOUTM, TOUTS unter Verwendung der obengenannten Gleichungen (1) und (2) beim Schritt 4 berechnet. Beim Schritt werden alle Haupteinspritzdüsen zur selben Zeit betätigt, um Kraftstoff in alle Zylinder einzusetzen. Gleichzeitig

wird beim Schritt 13 die Nebeneinspritzdüse betätigt, um Kraftstoff in einen der Zylinder einzuspritzen. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 2 "Nein" lautet, wird beim Schritt 8 bestimmt, ob oder ob nicht Impulse des TDC-Signales, die in ihrer Anzahl der Summe der Anzahl der Zylinder oder 4 und 1 gleich sind, nach der Eingabe des Impulses des TDC-Signales, wenn die obengenannten gleichzeitigen Kraftstoffeinspritzungen durch alle Haupteinspritzdüsen ausgeführt wurden, eingegeben wurden. Wenn die Antwort "Ja" lautet, werden Werte der Kraftstoffeinspritzperioden TOUTM, TOUTS nach den Gleichungen (1) und (2) beim Schritt 9 berechnet und werden sukzessive Kraftstoffeinspritzungen durch die Haupteinspritzdüsen synchron mit der Eingabe der nachfolgenden Impulse des TDC-Signales ausgeführt, wobei diese nachfolgenden Impulse bei der Eingabe des Impulses des TDC-Signales beginnen, die erfolgt, wenn eine bejahende Antwort beim Schritt 8 erhalten wurde (Schritt 10). Andererseits wird die Nebeneinspritzdüse nach der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales betätigt, um Kraftstoff in einen der Zylinder einzuspritzen (Schritt 13). Solange die Antwort auf die Frage des Schrittes 8 "Nein" lautet, d.h. bis eine Anzahl von Impulsen des TDC-Signales,die der Summe der Anzahl der Zylinder 1 entspricht, der Zentralprozessoreinheit 5a nach den obengenannten gleichzeitigen Kraftstoffeinspritzungen durch alle Haupteinspritzdüsen eingegeben wird, wird ein Wert der Kraftstoffeinspritzperiode TOUTS für die Nebeneinspritzdüse allein für einen der Zylinder beim Schritt 11 berechnet und wird eine Kraftstoffeinspritzung durch die Nebeneinspritzdüse synchron mit der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales beim Schritt 13 bewirkt. Gleichzeitig werden beim Schritt 12 die Kraftstoffeinspritzungen durch die Haupteinspritzdüsen beendet bzw. gesperrt.

Wenn andererseits beim Schritt 1 bestimmt wird, daß der Wert des Kennzeichensignales NST 1 ist, wird beim Schritt

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3 bestimmt, ob ein Impuls des die Zylinder unterscheidenden Signales unmittelbar vor dieser Bestimmung zwischen einem in der gegenwärtigen Schleife eingegebenen Impuls des TDC-Signales und einem in der vorangehenden Schleife eingegebenen Impuls des TDC-Signales oder zwischen der Initialisierung der Zentralprozessoreinheit 5a und dem obengenannten in der augenblicklichen Schleife eingegebenen Impuls des TDC-Signales, eingegeben wurde. Dies bedeutet, daß bestimmt wird, ob der Impuls des TDC-Signales, der in der augenblicklichen Schleife eingegeben wurde, unmittelbar nach der Eingabe des Impulses des die Zylinder unterscheidenden Signales eingegeben wurde oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß der Impuls des die Zylinder unterscheidenden Signales dem obengenannten Zustand genügt, werden die zuvor genannten Schritte 4, 5 und 13 ausgeführt. Das heißt, daß Werte der Kraftstoffeinspritzperioden TOUTM, TOUTS synchron mit der Eingabe des in der augenblicklichen Schleife eingegebenen Impulses des TDC-Signales berechnet werden und daß Kraftstoffeinspritzungen durch alle Haupteinspritzdüsen und durch die Nebeneinspritzdüse zur selben Zeit ausgeführt werden. Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt 3 "Nein" lautet, wird beim Schritt 6 ein Wert der Kraftstoffeinspritzperiode TOUTS für die Nebeneinspritzdüse allein berechnet, um Kraftstoff in die Nebeneinspritzdüse beim Schritt 13 einzuspritzen, während andererseits durch keine der Haupteinspritzdüsen eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt (Schritt 7) . Wenn der Zustand Ne J· NCR nach der Ausführung der obigen Schritte erfüllt wird, schreitet das Programm zur

3Q Grundsteuerroutine fort.

Die Fig. 9 zeigt eine Subroutine zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzungen durch die Haupteinspritzdüsen, die einen Teil der Grundsteuerroutine bildet. Beim Schritt wird bestimmt, ob ein in der gegenwärtigen Schleife eingegebener Impuls des TDC-Signales ein (n + 1)ter Impuls

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nach dem Impuls des TDC-Signeles ist oder nicht. Auf der Basis dieses (n + 1)ten Impulses wurden die zuvor genannten gleichzeitigen Kraftstoffeinspritzungen durch alle Haupteinspritzdüsen beim Schritt 5 der Fig. 8 durchgeführt. η bezeichnet die Anzahl der Zylinder. Wenn die Antwort "Nein" lautet, wird allein ein Wert der Kraftstoffeinspritzperiode TOUTS für die Nebeneinspritzdüse beim Schritt 2 berechnet, um Kraftstoff durch die Nebeneinspritzdüse beim Schritt 4 einzuspritzen, während andererseits die Kraftstoffeinspritzung durch jede Haupteinspritzdüse beim Schritt 3 beendet wird. Wenn die Antwort "Ja" lautet, werden synchron mit der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales von der Zeit an, zu der der obengenannte (n + 1) te Iirpuls des TDC-Signales eingegeben wurde, Werte der Kraftstoffeinspritzperioden TOUTM, TOUTS berechnet und werden sowohl die Haupteinspritzdüsen zur Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder (Schritt 6), als auch die Nebeneinspritzdüse beim Schritt 4 sukzessive betätigt.

Die Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines in der elektronischen Steuereinheit 5 der Fig. 2 angeordneten elektrischen Kreises. Das die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine betreffende Signal vom TDC-Sensor 11 der Fig. 2 wird an einen Wellenformer 501 angelegt, in dem seine Impulse geformt werden. Diese Impulse werden sowohl an einen Me-Wert-Zähler 502 als auch an die Zentralprozessor-Sa als ein TDC-Signal angelegt. Der Me-Wert-Zähler 502 zählt das Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen des bei vorbestimmten Kurbelwinkeln der Maschine erzeugten die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine betreffenden Signales, das an ihn vom TDC-Sensor 11 angelegt wird. Der gezählte Wert Me entspricht daher dem reziproken Wert der tatsächlichen Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine.

Der Me-Wert-Zähler 502 liefert den gezählten Wert Me über einen Datenbus 510 an die Zentralprozessoreinheit 5a.

Die Spannungspegel der jeweiligen Ausgangsignale von verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise dem Sensor 8 für den absoluten Druck des Ansaugrohres, die alle in der Fig.2 dargestellt sind, und von anderen Sensoren für Betriebsparameter der Maschine, die nicht dargestellt sind, werden durch eine Pegelverstelleinheit 504 auf einen vorbestimmten Spannungspegel verschoben und sukzessive an einen Analog-Digital-Wandler 506 (A/D-Wandler) über einen Multiplexer 505 angelegt. Der Analog-Digital-Wandler 506 wandelt die obengenannten Signale sukzessive in digitale Signale um und liefert diese über den Datenbus 510 an die Zentralprozessoreinheit 5a. Die die Ein-Aus-Position des Startschalters 13 und die Ein-Aus-Position des Zündschalters 14 anzeigenden Signale werden ebenfalls durch eine andere Pegelverstelleinheit 511 in einen vorbestimmten Spannungspegel umgewandelt und über ein digitales Eingangsmodul 512 und den Datenbus 510 an die Zentralprozessoreinheit 5a geliefert.

Die Zentralprozessoreinheit 5a ist auch mit einem Festwertspeicher 507 (ROM), einem Speicher 508 (RAM) mit wahlfreiem Zugang und Steuerkreisen 50 9 über den Databus 510 verbunden. Der Festwertspeicher 507 speichert ein in der Zentralprozessoreinheit 5a ausgeführtes Steuerprogramm, Karten von Grundkraftstoffeinspritzperioden für die Haupteinspritzdüsen 6a und die Nebeneinspritzdüse 6b usw. Der Speicher 508 mit wahlfreiem Zugang speichert zeitweise die sich ergebenden Werte der verschiedenen von der Zentralprozessoreinheit 5a ausgeführten Berechnungen. Die Zentralprozessoreinheit·5a führt das in dem Festwertspeicher 507 gespeicherte Steuerprogramm synchron mit der Eingabe der Impulse des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit aus, um die Ventilöffnungsperioden TOUTM, TOUTS für die Haupteinspritzdüsen 6a und die Nebeneinspritzdüse 6b auf der Basis der Werte der zuvor genannten verschiedenen Sensoren für die Betriebsparameter der Maschine aus

und liefert die berechneten Werte TOUTM und TOUTS an die Steuerkreise 509 über den Datenbus 510. Die Steuerkreise 50 9 liefern Steuersignale, die den genannten Werten TOUTM und TOUTS entsprechen, an die Haupteinspritzdüsen 6a und an die Nebeneinspritzdüse 6b, um diese zu erregen.

Der Zündschalter 14 ist mit der Zentralprozessoreinheit 5a über einen Regelkreis 513 für eine konstante Spannung derart verbunden, daß, wenn der Zündschalter 14 geschlossen ist, die Ausgangsspannung (z.B. 12 Volt) von der Batterie 15 der Fig. 2 über den geschlossenen Schalter 14 an den Regelkreis 513 für die konstante Spannung geliefert wird, wobei der Regelkreis 513 einen geregelten konstanten Spannungspegel (z.B. 5 Volt) an die Zentralprozessoreinheit 5a liefert. Ein Zurücksetzkreis 514 ist mit der Zentralprozessoreinheit 5a parallel zum Regelkreis 513 verbunden. Dieser Zurücksetzkreis 514 kann die Zentralprozessoreinheit 5a solange zurücksetzen, wie die an den Regelkreis 513 angelegte Spannung unterhalb eines bestimmten Pegels liegt. Der Zurücksetzkreis 514 besteht aus einem Verstärker AMP, der einen invertierenden Eingangsanschluß aufweist, der mit dem Verbindunspunkt von spannungsteilenden Widerständen RI, R2 verbunden ist, die wiederum in Serie zwischen dem Eingang des Regelkreises 513 und Masse angeordnet sind. Ein nichtinvertierender Eingangsanschluß des Verstärkers AMP ist mit dem Verbindungspunkt einer Zener-Diode ZD und eines Widerstandes R3 verbunden, die in Reihe zwischen dem Ausgang des Kreises 513 und Masse vorgesehen sind. Der Ausgang des Verstärkers AMP ist mit der Basis eines Transistors TR verbunden. Der Kollektor des Transistors TR ist mit einem Ende eines Widerstandes R4 verbunden, dessen anderes Ende mit dem Ausgang des Kreises 513 verbunden ist. Der Emitter des Transistors TR ist geerdet. Zwischen das eine Ende des Widerstandes R4 und Erde ist ein Kondensator C geschaltet. Der Verbindungspunkt des Kondensators C und

des Widerstandes R4 ist mit einem Rücksetzimpuls-Eingangsanschluß R der Zentralprozessoreinheit 5a verbunden.

Wenn der Zündschalter 14 geschlossen wird, erzeugt der Regelkreis 513 für die konstante Spannung eine Ausgangsspannung, die auf den obigen voreingestellten Spannungspegel (5 Volt) geregelt ist und liefert diese an die Zentralprozessoreinheit 5a» Infolge der Ladewirkung des Kondensators C steigt jedoch die Klemmenspannung des Kondensators C (d„h. das Potential am Verbindungspunkt des Kondensators C und des Widerstandes R4) nicht augenblicklich nach dem Schließen des Zündschalters 14 an, um die ZentralprozesEoreinheit 5a eine vorbestimmte Zeitperiode lang zurückgesetzt zu halten. Wenn die Klemmenspannung des Kondensators C danach auf eine vorbestimmte die Zurücksetzung freigebende Spannung ansteigt, wird die Zentralprozessoreinheit 5a aus ihrem Zurücksetzzustand freigegeben lind dann initialisiert. Gewöhnlich beginnt die Zentralprozessoreinheit 5a nach der Beendigung dieser Initialisierung

die Ausführung der obengenannten Steueraktionen. Wenn der Startschalter 13 geschlossen wird, während die Maschine in einem kalten Zustand gestartet wird, kann die Spannung (12 Volt), die an den Regelkreis 513 geliefert wird und die nicht geregelt ist, unter einen bestimmten Pegel fallen. Das Potential P1 am Übergang zwischen den Widerständen R1 und R2 wird auf einen Pegel eingestellt, der größer ist als der Potential P2 am Übergang zwischen der Zener-Diode ZD und dem Widerstand R3 solange die an den Kreis 513 gelieferte nichtgeregelte Spannung einen normalen Pegel oder 12 Volt aufweist. Dann ist der Ausgangspegel vom Verstärker AMP tiefpegelig oder "0", um den Transistor TR in einem nicht-leitenden Zustand zu halten, wobei die Kollektorspannung oder die Klemmenspannung des Kondensators C auf dem vorbestimmten, die Zurücksetzung freigebenden Spannungspegel gehalten wird, um zu

verhindern, daß die Zentralprozessoreinheit 5a zurückgesetzt wird. Wenn die an den Kreis 513 gelieferte nichtgeregelte Spannung abfällt, so daß das Potential PI unter das Potential P2 fällt, steigt der Ausgangspegel vom Verstärker AMP an, um zu bewirken, daß der Transistor TR leitet, wobei die Kollektorspannung auf 0 abfällt. Während die Kollektorspannung auf diesem Pegel des Wertes "0" bleibt, wird die Zentralprczessoreinheit 5a im zurückgesetzten Zustand gehalten. Wenn die an den Regelkreis 513 angelegte nicht-geregelte Spannung wieder ihren normalen Pegel annimmt, so daß das Potential P1 wieder einen Pegel annimmt, der über dem durch die Zener-Diode ZD eingestellten Potential P2 liegt, kehrt der Transistor TR in einen nicht-leitenden Zustand zurück und wird daher die Zentralprozessoreinheit 5a zurückgesetzt gehalten, bis das Potential am Übergang zwischen dem Widerstand R4 und dem Kondensator C oder die Klemmenspannung dieses Kondensators auf eier, obengenannten,die Zurückstellung auslösenden Pegel ansteigt. Nachdem dieser vorbestimmte, die Zurückstellung auslösende Pegel erreicht ist, wird die Zentralprozessoreinheit 5a aus ihrem Zurücksetzzustand freigegeben und die Initialisierung beginnt. Wenn Schwankungen in der an den Regelkreis 513 gelieferten nicht-geregelten Spannung auftreten, wenn diese abfällt, so daß der Tra.nsistor TR abwechselnd wiederholt ein- und ausgeschaltet wird, werden derartige Schwankungen durch die Kombination der Widerstände R4 und des Kondensators C absorbiert, wenn die Wiederholungsperiode des Ein- und Ausschaltens des Transistors TR kürzer ist als die Zeitkonstante der genannten Kombination, um eine stabile die Zurücksetzung auslösende Spannung zu liefern.

Nach ihrer Initialisierung bestimmt die ZentralprozessoreinheJt 5a den Ein-Aus-Zustand des Startschalters 13 in der obenbeschriebenen Weise, um eine Steuerart aus einer Mehrzahl von verschiedenen Steuerarte für die Kraftstoff-

einspritzung beim Start der Maschine in Abhängigkeit von der Ein-Aus-Position des Schalters 13, beispielsweise die beiden in Fig. 5 und 6 dargestellten Steuerarten auszuwählen= Die Zentralprozessoreinheit 5a steuert die Steuerkreise 509 um die Haupteinspritzdüsen 6a in Übereinstimmung mit der so ausgewählten Steuerart zu steuern.

Obwohl in der Ausführungsform der Fig. 10 die Ermittlung eines Abfalles der Versorgungsspannung für die Zentralprozessoreinheit 5a dadurch erfolgt, daß die an den Regelkreis 513 gelieferte nicht-geregelte Spannung ermittelt wird, kann die Ermittlung eines Abfalles der Versorgungsspannung auch dadurch erfolgen, daß ein Abfall in der Ausgangsspannung von dem Kreis 513 erfolgt.

Claims

Patentanwälte Dipl.-Inx^H-We^cic^sJIniLJXre.-Phys. Dr. K. Fincke

Dxpl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

vPk

8000 MÜNCHEN 86 | S. JlHiS 1983 POSTFACH 860 820

MOHLSTRASSE 22

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Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Verbrennungsmaschine bei deren Start

Patentansprüche

\- 1 .1 Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Verbrennungsmaschine mit einem Zündschalter und einem Startschalter, während sich die Verbrennungsmaschine im Startzustand befindet, durch ein Steuersystem, das eine Zentralprozessoreinheit aufweist, an die eine Betriebsspannung von einer Versorgungsquelle angelegt wird, während der Zündschalter der Maschine geschlossen ist, und die normalerweise mit einer Betriebsspannung arbeitet, die oberhalb eines vorgegebenen Pegels liegt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

.1) Ermitteln des Wertes der von der Versorgungsquelle (15) an die Zentralprozessoreinheit (5a) gelieferten Betriebsspannung ,

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2) Initialisieren der Zentralprozessoreinheit (5a) , wenn die Betriebsspannung über den vorbestimmten Pegel nach dem Schließen des Zündschalters ansteigt,
3) Bestimmen, ob der Startschalter (13) der Maschine (1) sich in einer geschlossenen Position oder in einer geöffneten Position befindet, während die Zentralprozessoreinheit (5a) initialisiert wird,
4) Auswählen einer vorbestimmten Art aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Arten zur Steuerung des Betriebes der Maschine (1) während sich diese im Startzustand befindet, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Bestimmung des Schrittes 3/, und
5) Steuern des Betriebes der Maschine (1), während sich diese im Startzustand befindet, in Übereinstimmung mit der einen beim Schritt 4] ausgewählten Art.

2. Verfahren zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungsmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern, einem Zündschalter und einem Startschalter, während sich die Maschine im Startzustand befindet, durch ein Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung, das eine Zentralprozessoreinheit aufweist, an die eine Betriebsspannung von einer Versorgungsquelle angelegt wird, während der Zündschalter der Maschine geschlossen ist und die normalerweise bei einer Betriebsspannung arbeitet, die oberhalb eines vorbestimmten Pegels liegt, g e k e η η zeichnet durch die folgenden Schritte:

1) Ermitteln des Wertes der von der Versorgungsquelle (15) an die Zentralprozessoreinheit (5a) gelieferten Betriebsspannung ,

2) Initialisieren der Zentralprozessoreinheit (5a), wenn

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die Betriebsspannung über den vorbestimmten Pegel nach dem Schließen des Zündschaltcrs (14) ansteigt,

3) Bestimmen, ob der Startschalter (13) der Maschine (1) sich in einer geschlossenen Position oder in .einer offenen Position befindet, während die Zentralprozessoreinheit (5a) initialisiert wird,

4) Auswählen einer vorbestimmten Art aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Arten zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Maschine (1), während sich diese im Startzustand befindet, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Bestimmung des Schrittes 3) und

5) Steuern der Einspritzung von Kraftstoff in die Maschine (1), während sich diese im Startzustand befindet, in Übereinstimmung mit der einen beim Schritt 4)ausgewählten Art.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Maschine (1) eine Mehrzahl von Zylindern (1a) mit einem darin angeordneten Kolben aufweist, daß das Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung einen Sensor (11) zur'Ermittlung des oberen Totpunktes aufweist, der eine vorbestimmte Position des Kolbens in jedem der Zylinder (1a) der Maschine (1) relativ zum oberen Totpunkt des Kolbens anzeigt, und daß die Mehrzahl der vorbestimmten Arten zur Steuerung der Einspritzung des Kraftstoffes in die Maschine (1) eine erste Art zur Ausführung der Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder (1a) gleichzeitig synchron mit der Eingabe eines ersten von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes ausgesendeten Impulses an die Zentralprozessoreinheit (5a) nach deren Initialisierung aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß beim Schritt 4) die erste Art ausgewählt wird, wenn beim Schritt 3) bestimmt wird, daß sich der Startschalter (13) in der geöffneten Position befindet, während die Zentralprozessoreinheit (5a) initialisiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß sukzessive Kraftstoffein- spritzungen in die Zylinder (1a) der Maschine synchron mit der Eingabe von Impulsen bewirkt werden, die von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes an die Zentralprozessoreinheit (5a) ausgegeben werden, nachdem die Kraftstoffeinspritzungen entsprechend der ersten ausgewählten Art bewirkt wurden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die der ersten Art entsprechenden Kraftstoffeinspritzungen folgenden sukzessiven Kraftstoffeinspritzungen eingeleitet werden, unmittelbar nachdem eine Anzahl von von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes ausgesendeten Impulsen an die Zentralprozessoreinheit (5a) nach·der Eingabe des ersten Impulses von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes an die Zentralprozessoreinheit (5a) ausgegeben wurden, wobei die Anzahl der Summe der Anzahl ■ der Zylinder (1a) der Maschine (1) plus 1 entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Maschine (1) eine Mehrzahl von Zylindern (1a), in denen jeweils ein Kolben angeordnet ist, und eine Kurbelwelle (18) aufweist, die mit den Kolben der Zylinder (1a) verbunden ist, daß das Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung einen Sensor (12) zur Unterscheidung der Zylinder aufweist, der einen Impuls immer dann erzeugt, wenn die Kurbelwelle (18) der Ma-

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schine (1) sich durch einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine vorbestimmte Position des Kolbens in einem besonderen Zylinder der Zylinder (1a) der Maschine (1) dreht, und daß die Mehrzahl der vorbestimmten Arten zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in die Maschine (1) eine zweite Art zur Ausführung von Kraftstoffeinspritzungen in alle Zylinder (1a) gleichzeitig und synchron mit der Eingabe eines ersten Impulses aufweist, der von dem Sensor (12) zur Unterscheidung der Zylinder an die Zentralprozessoreinheit (5a) nach der Beendigung von deren Initialisierung ausgegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt 4)die zweite Art ausgewählt wird, wenn beim Schritt 3) bestimmt wird, daß sich der Startschalter (13) in der geschlossenen Position befindet, während die Zentralprozessoreinheit (5a) initialisiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuersystem zur Kraftstoffeinspritzung einen Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes aufweist, der einen eine vorbestimmte Position des Kolbens in jedem der Zylinder (1a) der Maschine (1) in Bezug auf einen oberen Totpunkt des Kolbens anzeigenden Impuls erzeugen kann, und daß außerdem sukzessive Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder (1a) der Maschine (1) synchron mit der Eingabe von Impulsen bewirkt wird, die von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes an die Zentralprozessoreinheit (5a) ausgegeben werden, nachdem die Kraftstoffeinspritzungen entsprechend der zweiten ausgewählten Art ausgeführt wurden.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die Kraftstoffeinspritzungen entsprechend der zweiten Art folgenden sukzessiven Kraftstoffeinspritzungen unmittelbar eingeleitet werden, nachdem eine Anzahl von von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes ausgesendeten Impulsen an die Zentralprozessoreinheit (5a) eingegeben wurde, nachdem ein erster Impuls von dem Sensor (11) zur Ermittlung des oberen Totpunktes an die Zentralprozessoreinheit (5a) IQ eingegeben wurde, nachdem die'Initialisierung der Zentralprozessoreinheit (5a) beendet v«^rd.e, wobei die Anzahl der Impulse der Summe der Anzahl der Zylinder (1a) der Maschine (1) plus 1 entspricht.

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11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 6 bis 8 und 10, dadurch gekennzeichnet , daß außerdem bestimmt wird, daß sich die Maschine (1) im Startzustand befindet, wenn sich der Startschalter (13) in der geschlossenen Position befindet und wenn gleichzeitig die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (1) kleiner als ein vorbestimmter Wert der Umdrehungszahl pro Minute ist.