DE3702500A1 - Kraftstoffeinspritz-verstellsteuerverfahren fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffeinspritz-verstellsteuerverfahren fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Kraftstoffeinspritz-Verstellsteuerverfahren
für Brennkraftmaschinen und insbesondere
mit einem solchen Verfahren, bei dem die Kraftstoffeinspritzverstellung
in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der
Brennkraftmaschine bestimmt wird.
Bei einer mit Kraftstoffeinspritzventilen versehenen Brennkraftmaschine
wird der in die Einlaßleitung eingespritzte
Kraftstoff von den Ansaugluft in den jeweiligen Zylinder über
ein Einlaßventil mitgenommen. Daher ist im allgemeinen der Einspritzzeitpunkt
jedes Kraftstoffeinspritzventiles derart bestimmt,
daß Kraftstoff in den zugeordneten Zylinder eingespeist
wird, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Ansauglauft maximal
wird, d. h., wenn das Einlaßventil offen ist, um hierdurch die
Zerstäubung des Kraftstoffs zu optimalisieren. Diese Art und
Weise zur Bestimmung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes verfolgt
den Zweck, eine Abnahme des Kraftstoffzerstäubungsgrades
zu kompensieren, die insbesondere dann auftritt, wenn
die Brennkraftmaschine in einem Zustand geringer Belastung
arbeitet, bei dem die Ansaugluft-Strömungsgeschwindigkeit
relativ gering ist, oder, wenn die Brennkraftmaschine sich
in einem kalten Zustand befindet, wodurch das Laufverhalten
der Brennkraftmaschine verbessert wird.
Wenn jedoch diese Art und Weise der Bestimmung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes
der Kraftstoffeinspritzventile auf eine
Brennkraftmaschine mit einer solchen Auslegung angewandt wird,
daß sich die Einlaßventile zu öffnen beginnen, bevor die zugeordneten
Auslaßventile vollständig geschlossen sind, um die
Ansaugeffizienz zu verbessern und hierdurch die Brennkraftmaschinenabgabeleistung
zu erhöhen, so tritt hierbei die Schwierigkeit
einer vergrößerten HC-Konzentration in den Abgasen auf,
die durch folgende Erscheinung verursacht wird: wenn die Brennkraftmaschine
bespielsweise in einem Zustand mit hoher Belastung
arbeitet, bei dem die Ansaugluft-Strömungsgeschwindigkeit
relativ hoch ist, so steigt die Ansaugluft-Strömungsgeschwindigkeit
unmittelbar nach dem Öffnen des Einlaßventiles so stark an,
daß ein Teil des eingespritzten und in die Zylinder eingesaugten
Kraftstoffs direkt aus dem Zylinder über das Auslaßventil
ausgestoßen wird, ohne im Zylinder zu bleiben.
Daher ist es notwendig, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt der
Kraftstoffeinspritzventile auf verschiedene Zeiten in Abhängigkeit
von unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
einzustellen. Wenn der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
auf unterschiedlichen Zeiten in Abhängigkeit von den verschiedenen
Betriebszuständen der Brennkraftmaschine eingestellt wird,
so ist es dennoch erforderlich, die Kraftstoffeinspritzverstellung
stoßfrei bei einem Übergang des Brennkraftmaschinenbetriebszustandes
vorzunehmen.
Um dies zu erreichen, ist es möglich, einen Zeitgeber für
die Änderung der Kraftstoffeinspritzverstellung in Abhängigkeit
von den Änderungen des Brennkraftmaschinenbetriebszustandes
vorzusehen. Hierdurch ergibt sich jedoch eine Verkomplizierung
des Aufbaus des Kraftstoffeinspritz-Regelsystems,
so daß eine solche Möglichkeit im Hinblick auf die
Kosten nicht praktikabel ist.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Kraftstoffeinspritz-Verstellsteuerverfahren
für Brennkraftmaschinen anzugeben, das
fähig ist, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf geeignete
Werte entsprechend den unterschiedlichen Betriebszuständen
der Brennkraftmaschine zu regeln und das auch fähig ist,
den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von Änderungen
des Brennkraftmaschinenbetriebszustandes auf eine einfache
Weise zu verändern.
Ferner bezweckt die Erfindung eine gleichmäßige Änderung bzw.
Verschiebung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes in Abhängigkeit
von Änderungen des Brennkraftmaschinenbetriebszustandes.
Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Regeln bzw.
Einstellen des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung bei
einer Brennkraftmaschine an, die eine Mehrzahl von Zylindern
hat und die entsprechend der Anzahl der Zylinder eine entsprechende
Anzahl von Kraftstoffeinspritzventilen hat, wobei der
Einspritzzeitpunkt jedes Kraftstoffeinspritzventiles in Abhängigkeit
von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine bestimmt
wird. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte
aus: (1) Bestimmen der Betriebszustände der Brennkraftmaschine;
(2) Zuführen von Kraftstoff mittels Einspritzung zu jenem der
Zylinder, der einem augenblicklichen Impuls eines Steuersignals
bei der Erzeugung des momentanen Impulses zugeordnet ist,
wenn ermittelt wird, daß die Brennkraftmaschine sich in einem
ersten vorbestimmten Betriebszustand befindet, wobei das Steuersignal
an einem vorbestimmten Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine
vor einem oberen Totpunkt jedes Zylinders erzeugt
wird, zu dem ein Ansaughub in jedem der Zylinder beginnt;
und (3) Zuführen von Kraftstoff mittels Einspritzung zu jenem
anderen Zylinder, der einem Impuls des Steuersignals zugeordnet
ist, der auf den momentanen Impuls bei der Erzeugung
des momentanen Impulses folgt, wenn ermittelt wird, daß
die Brennkraftmaschine sich in einem zweiten vorbestimmten
Betriebszustand befindet.
Wenn ermittelt wird, daß sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine
von dem ersten vorbestimmten Betriebszustand
zu dem zweiten vorbestimmten Betriebszustand geändert hat,
wird vorzugsweise Kraftstoff gleichzeitig mittels der Einspritzung
zu jenen beiden Zylindern zugeführt, von denen der
eine einem momentanen Impuls des Steuersignals zugeordnet ist,
das unmittelbar nach der Änderung erzeugt worden ist und der
andere Zylinder einem darauffolgenden Impuls des Steuersignals
zugeordnet ist, der auf den momentanen Impuls bei der Erzeugung
des gegenwärtigen Impulses folgt.
Auch wenn ermittelt wird, daß sich der Betriebszustand der
Brennkraftmaschine von dem zweiten vorbestimmten Betriebszustand
zu dem ersten vorbestimmten Betriebszustand geändert hat,
wird vorzugsweise die Kraftstoffzufuhr zu jenem der Zylinder
unterbrochen, der dem momentanen Impuls des Steuersignals zugeordnet
ist, das unmittelbar nach der Zustandsänderung bei
der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses erzeugt worden ist.
Insbesondere ist der erste vorbestimmte Betriebszustand der
Brennkraftmaschine ein Betriebszustand, bei dem eine Temperatur
der Brennkraftmaschine niedriger als ein vorbestimmter Wert
ist.
Der erste vorbestimmte Betriebszustand der Brennkraftmaschine
ist vorzugsweise ein Betriebszustand, bei dem die Drehzahl
der Brennkraftmaschine niedriger als ein vorbestimmter Wert
ist.
Auch ist vorzugsweise der zweite vorbestimmte Betriebszustand
der Brennkraftmaschine ein Betriebszustand, bei dem eine Temperatur
der Brennkraftmaschine höher als ein vorbestimmter
Wert und auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine höher als
ein vorbestimmter Wert sind.
Zusammenfassend gibt die Erfindung ein Verfahren zum Regeln
des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine
an, bei dem der Einspritzzeitpunkt jedes Einspritzventiles
einer Mehrzahl von Einspritzventilen, die in
einer der Anzahl der Zylinder entsprechenden Anzahl vorgesehen
sind, in Abhängigkeit von den Brennkraftmaschinenbetriebszuständen
bestimmt wird. Wenn ermittelt wird, daß die Brennkraftmaschine
sich in einem ersten vorbestimmten Betriebszustand befindet,
wird Kraftstoff in einen Zylinder eingespritzt, der dem
momentanen Impuls eines Steuersignales bei der Erzeugung desselben
entspricht. Das Steuersignal wird an einem vorbestimmten
Kurbelwinkel vor einem oberen Totpunkt jedes Zylinders zu
Beginn des Ansaughubes des Zylinders erzeugt. Wenn sich die
Brennkraftmaschine in einem zweiten vorbestimmten Betriebszustand
befindet, wird Kraftstoff in einen anderen Zylinder eingespritzt,
der einen Impuls bei der Erzeugung des momentanen
Impulses folgt. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten vorbestimmten
Betriebszustände durch die Brennkraftmaschinendrehzahl
und/oder die Brennkraftmaschinentemperatur bestimmt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung der Gesamtauslegung
eines Kraftstoffeinspritzsteuersystems,
für das das Verfahren nach der Erfindung bestimmt
ist,
Fig. 2 ein Steuerungsdiagramm zur Verdeutlichung des
Einspritzzeitpunktes für die jeweiligen Brennkraftmaschinenzylinder
in Bezug zu dem Brennkraftmaschinenkurbelwinkel-
(TDC)-Signalen gemäß einer
S-2-Einspritzweise bei dem Verfahren nach der Erfindung,
Fig. 3 ein Fig. 2 ähnliches Steuerungsdiagramm für eine
S-3-Einspritzweise bei dem Verfahren nach der Erfindung,
und
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Bestimmung
einer Einspritzweise nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme
auf die Zeichnung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Gesamtauslegung eines
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gezeigt, für das das Verfahren
nach der Erfindung bestimmt ist. Mit dem Bezugszeichen 1 ist
eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die beispielsweise eine
Vierzylinder-Bauform haben kann. Eine Einlaßleitung 2 und eine
Auslaßleitung sind jeweils mit ihren entsprechenden Enden mit
der Brennkraftmaschine 1 verbunden. In der Einlaßleitung 2 ist
eine Drosselklappe 4 angeordnet, mit der ein Drosselklappenöffnungs-
(R TH)-Sensor 5 zum Detektieren der Ventilöffnung (R TH)
verbunden ist, wobei dieses Signal in ein elektrisches Signal
umgewandelt wird, das einer elektronischen Steuereinheit(die)
nachstehend als "ECU" bezeichnet wird) 6 zugeleitet wird.
Für jeden Zylinder ist ein Kraftstoffeinspritzventil 7 vorgesehen,
das in die Einlaßleitung 2 an einer Stelle zwischen
der Brennkraftmaschine 1 und der Drosselklappe 4 und geringfügig
stromauf eines Einlaßventils (nicht gezeigt) eingebaut
ist. Jedes Einspritzventil 7 ist mit einer Kraftstoffpumpe
(nicht gezeigt) verbunden und auch elektrisch mit ECU 6 derart
verbunden, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die
Ventilöffnungsperiode durch Signale gesteuert werden, die von
ECU 6 kommen.
Ein Absolutdruck-(PBA)-Sensor 9 ist derart vorgesehen, daß
er über eine Leitung 8 mit dem Inneren der Einlaßleitung 2
an einer Stelle unmittelbar stromab der Drosselklappe 4 in
Verbindung steht. Der Absolutdruck-(PBA)-Sensor 9 ist derart
beschaffen und ausgelegt, daß er den Absolutdruck in der Einlaßleitung
2 detektiert und ein elektrisches Signal für den
detektieren Absolutdruck an ECU 6 abgibt. Ein Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur-
(TW)-Sensor 10 ist im Zylinderblock
der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen und er ist derart beschaffen
und ausgelegt, daß er die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur
(TW) als Brennkraftmaschinentemperatur detektiert
und ein elektrisches Signal für die detektierte Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur
an ECU 6 anlegt.
Ein Brennkraftmaschinendrehzahlsensor (nachstehend bezeichnet
als "Ne-Sensor") 11 und ein Zylinderunterscheidungssensor (der
nachstehend als "CYL-Sensor" bezeichnet wird) 12 sind in zugewandter
Zuordnung zu einer Nockenwelle (nicht gezeigt) der
Brennkraftmaschine 1 oder einer Kurbelwelle derselben (nicht
gezeigt) angeordnet. Der Ne-Sensor 11 ist im Falle einer Vierzylinder-
Brennkraftmaschine derart beschaffen und ausgelegt,
daß er einen Impuls an vorbestimmten Kurbelwinkeln der Brennkraftmaschine
jedesmal dann erzeugt, wenn die Brennkraftmaschinenkurbelwelle
sich um 180° gedreht hat, wobei dieser Impuls als
ein Impuls für ein oberes Totpunkt-(TDC)-Signal dient, während
der CYL-Sensor 12 derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er
einen Impuls in einem vorbestimmten Kurbelwinkel bei einem spezifischen
Brennkraftmaschinenzylinder erzeugt. Die von den Sensoren
11, 12 erzeugten Impulse werden ECU 6 zugeleitet.
Ferner sind mit ECU 6 ein Anlaßschalter 13 eines Motoranlassers
(nicht gezeigt) und weitere Parametersensoren 14, wie
ein Atmosphärendrucksensor, verbunden, welche ECU 6 jeweils
ein Ein/Aus-Signal für den Ein/Aus-Zustand des Brennkraftmaschinenanlassers
und elektrische Signale von anderen Parametersensoren
14 zuleiten, die detektierte Werte dieser anderen Parameter
darstellen.
ECU 6 weist eine Eingangsschaltung 6 a, die unter anderem die
Aufgabe hat, die Wellenformen der von den mehreren Sensoren
eingegebenen Signale zu formen, die Spannungspegel anderer Eingabesignale
von den Sensoren auf einen vorbestimmten Pegel zu
verschieben und Analogsignalwerte in digitale Signalwerte umzuwandeln,
eine zentrale Verarbeitungseinheit (die nachstehend
als "CPU" bezeichnet wird) 6 b, eine Speichereinrichtung 6 c zum
Speichern von mehreren Verarbeitungsprogrammen, die in CPU 6
auszuführen sind, und eine Ausgangsschaltung 6 d auf, die die Aufgabe
hat, daß sie den Kraftstoffeinspritzventilen 7 Treibersignale
zuführt.
Bei der Erzeugung jedes TDC-Signalimpulses liest ECU 6 Werte
der verschiedenen Brennkraftmaschinenbetriebsparametersignale
der oben angegebenen Art ein und ermittelt dann die Ventilöffnungsperiode
TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 7, basierend
auf diesen Werten und synchron mit der Erzeugung der Impulse
des TDC-Signals unter Anwendung der folgenden Gleichung
(1):
TOUT = TI × K 1 + K 2 (1)
wobei Ti einen Grundwert der Ventilöffnungsperiode für die
Kraftstoffeinspritzventile 7 darstellt, der als eine Funktion
der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und des Einlaßleitungsabsolutdruckes
PBA ist, und der zu einem vorbestimmten
Zeitpunkt, z. B. zum Zeitpunkt der Erzeugung des TDC-Signals
eingelesen wird, und wobei K 1 und K 2 Korrekturkoeffizienten
und Korrekturvariable jeweils darstellen, deren Werte unter
Verwendung von entsprechenden vorbestimmten Gleichungen auf
der Basis der Werte der Brennkraftmaschinenbetriebsparametersignale
von den verschiedenen Sensoren, wie dem Drosselklappenöffnungssensor
5, dem Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor
10 und den weiteren Parametersensoren 14 ermittelt sind,
die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt eingelesen werden, um so
die Betriebscharakteristika der Brennkraftmaschine, wie das
Startverhalten, den Kraftstoffverbrauch und das Beschleunigungsverhalten,
zu optimieren.
Wie vorstehend bereits angegeben ist, werden Signale der verschiedenen
Brennkraftmaschinenbetriebsparameter, insbesondere
des Einlaßleitungsabsolutdruckes, bei vorbestimmten Kurbelwinkeln
der Brennkraftmaschine, d. h. zu dem Zeitpunkt der Erzeugung
jedes TDC-Signalimpulses, eingelesen. Was den Einlaßleitungsabsolutdruck
betrifft, so ergibt sich als Resultat, daß der
detektierte Absolutdruckwert immer einen genauen Wert unabhängig
von Pulsationen des Absolutdruckes in der Einlaßleitung darstellt,
die durch Öffnen und Schließen des Einlaßventiles erzeugt werden,
wodurch eine genaue Steuerung des Brennkraftmaschinenbetriebsablaufes
ermöglicht wird.
Ferner bestimmt ECU 6 den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für die
Kraftstoffeinspritzventile 7, basierend auf den Brennkraftmaschinenbetriebszuständen
mit Hilfe eines Unterprogramms zur
Bestimmung einer Einspritzweise bzw. einer Einspritzform, die
nachstehend noch näher beschrieben wird und dann versorgt ECU 6
die Kraftstoffspritzventile 7 mit Treibersignalen, um dieselben
zu dem vorbestimmten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu öffnen
und es während der Ventilöffnungsperiode TOUT offen zu
halten, die auf die vorstehend genannte Art bestimmt ist.
Nachstehend wird das Kraftstoffeinspritz-Verstellsteuerverfahren
nach der Erfindung näher erläutert.
Nach Erhalt des ersten CYL-Signalimpulses nach dem Anlassen
der Brennkraftmaschine ermittelt ECU 6, welcher der oberen
Totpunkte der vier Zylinder (Zylinder ¢ 1 bis ¢ 4) dem jeweils
anschließend erzeugten TDC-Signalimpuls zugeordnet ist und es
wird eine Kraftstoffeinspritzung (sequentielle Einspritzung)
bewirkt, die synchron mit jedem TDC-Signalimpuls auszuführen
ist.
Diese Kraftstoffeinspritzung synchron mit dem TDC-Signal erfolgt
entweder auf eine S-2-Kraftstoffeinspritzweise (die nachstehend
als "die S-2-Einspritzung" bezeichnet wird) oder auf
eine S-3-Kraftstoffeinspritzweise (die nachstehend als "die
S-3-Einspritzung" bezeichnet wird), was von dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand
zum Zeitpunkt der Erzeugung des TDC-Signals
abhängig ist, inbesondere davon abhängig ist, ob der gegenwärtige
Brennkraftmaschinenbetriebszustand derart ist, daß
der Zerstäubungsgrad des Kraftstoffes gering ist. Die S-2-Einspritzung
ist derart, daß Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt
wird, der dem momentanen Impuls des TDC-Signals zum Zeitpunkt der
Erzeugung des momentanen TDC-Signalimpulses zugeordnet ist und
die S-3-Einspritzung ist derart, daß Kraftstoff in den Zylinder
eingespritzt wird, der dem nächsten TDC-Signalimpuls zum
Zeitpunkt der Erzeugung des momentanen TDC-Signalimpulses zugeordnet
ist.
Der optimale Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für das Laufverhalten
der Brennkraftmaschine und die HC-Emission hängt von den
Brennkraftmaschinenbetriebszuständen, wie der Brennkraftmaschinendrehzahl,
ab. Wenn beispielsweise insbesondere die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur
Tw niedriger als ein vorbestimmter
Wert Twsn (z. B. 20°C) ist, oder wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl
Ne niedriger als ein vorbestimmter
Wert Nsn (z. B. 1200 Upm) ist, ist der Zerstäubungsgrad gering.
Um den geringen Zerstäubungsgrad zu vermeiden, ist es
erwünscht, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in einer solchen
Weise bestimmt werden sollte, daß der eingespritzte Kraftstoff
zu dem zugeordneten Einspritzventil 7 das Einlaßventil
des zugeordneten Zylinders erreicht, unmittelbar nachdem
das Einlaßventil geöffnet ist (insbesondere bei einem Kurbelwinkel
von einigen Graden vor dem oberen Totpunkt (TDC)), wenn
die Ansaugluftmenge maximal wird. (Die Kraftstoffeinspritzung
kann beispielweise bei einem Kurbelwinkel von 90° vor dem
oberen Totpunkt (TDC) bewirkt werden). Wenn andererseits die
Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer als der vorbestimmte Wert
Nsn wird, wird die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT länger und
die Ansaugluftmenge wird unmittelbar nach dem Öffnen des Einlaßventiles
extrem groß, so daß die Erscheinung auftreten kann,
bei der der eingespritzte Kraftstoff, der das Einlaßventil unmittelbar
nach dem Öffnen des Einlaßventiles erreicht, direkt
aus dem Zylinder über das Auslaßventil ausgestoßen wird, ohne
daß er in demselben bleibt. Wenn daher die Brennkraftmaschine
in einem solchen Zustand betrieben wird, so ist es erwünscht,
daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt derart bestimmt sein sollte,
daß der von dem zugeordneten Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff
das Einlaßventil des zugeordneten Zylinders erreicht, bevor
das Einlaßventil offen ist (beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzung
bei 270° vor dem oberen Totpunkt (TDC) bewirkt
werden).
Wenn somit der Brennkraftmaschinenbetriebszustand derart ist,
daß der Kraftstoffzerstäubungsgrad gering ist, beispielsweise,
wenn die Brennkraftmaschinentemperatur niedrig ist oder wenn
die Brennkraftmaschinendrehzahl gering ist, ist es zweckmäßig,
die S-2-Einspritzung anzuwenden, bei der die Kraftstoffeinspritzung
bei einem Kurbelwinkel von 90° vor dem oberen Totpunkt
(TDC) erfolgt. Wenn andererseits der Brennkraftmaschinenbetriebszustand
derart ist, daß der Kraftstoffzerstäubungsgrad
hoch ist, z. B. wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl hoch
ist, so ist es besser, die S-3-Einspritzung anzuwenden, bei
der die Kraftstoffeinspritzung in einem Kurbelwinkel von 270°
vor dem oberen Totpunkt (TDC) erfolgt, um die HC-Emission zu
vermeiden.
Fig. 2 ist ein Steuerungsdiagramm zur Verdeutlichung des
Einspritzzeitpunktes bei der S-2-Einspritzung bezüglich der
Ansaughübe der zugeordneten Zylinder und des TDC-Signals. Fig.
3 ist ein Fig. 2 ähnliches Steuerungsdiagramm für die S-3-
Einspritzung.
Wenn die S-2-Einspritzung zur Anwendung kommt [Fig. 2], und
wenn nach der Erzeugung eines CYL-Signalimpulses der erste
TDC-Signalimpuls erzeugt wird (der dem Zylinder ¢ 1 in Fig. 2
zugeordnet ist), führt ECU 6 Bestimmungen für die Ventilöffnungsperiode
TOUT für das dem Zylinder ¢ 1 entsprechende Kraftstoffeinspritzventil,
basierend auf den detektierten Werten
der verschiedenen Brennkraftmaschinenbetriebsparameter aus
[wobei diese Ermittlungen während der Zeitperiode Δ t in Fig.
2 durchgeführt werden]. Eine Kraftstoffeinspritzung über
die so erhaltene Ventilöffnungsperiode TOUT erfolgt in dem
Zylinder ¢ 1 entsprechend dem momentanen TDC-Signalimpuls, wie
dies in Fig. 2 mit TOUT 1 angegeben ist. In ähnlicher Weise
führt nach der Erzeugung der folgenden TDC-Signalimpulse, d. h.
wenn der zweite, dritte und vierte TDC-Signalimpuls, d. h.
Erzeugung des CYL-Signalimpulses erzeugt werden, ECU 6 sequentielle
Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder entsprechend
den zugeordneten TDC-Signalimpulsen (d. h. in die Zylinder ¢ 3,
¢ 4, ¢ 2 in dieser Reihenfolge) über die zugeordneten Ventilöffnungsperioden
hinweg (d. h. TOUT 3, 4, 2) aus.
In dem Fall, daß die S-3-Einspritzung angewandt wird [Fig. 3],
und wenn nach der Erzeugung eines CYL-Signalimpulses der erste
TDC-Signalimpuls erzeugt wird (der dem Zylinder ¢ 1 zugeordnet
ist), führt ECU 6 Bestimmungen für die Ventilöffnungsperiode
TOUT für das dem Zylinder ¢ 3 zugeordnete Kraftstoffeinspritzventil
auf die gleiche Art und Weise wie im Fall
der S-2-Einspritzung durch [diese Bestimmung erfolgt während
der Zeitperiode Δ t′ in Fig. 3]. Dann erfolgt eine Kraftstoffeinspritzung
über die so erhaltene Ventilöffnungsperiode
TOUT hinweg in den Zylinder ¢ 3 entsprechend dem nächsten TDC-
Signalimpuls, wie dies mit TOUT 3 in Fig. 3 gezeigt ist. Bei
der Erzeugung jedes darauffolgenden TDC-Signalimpulses führt
ECU 6 in ähnlicher Weise eine Kraftstoffeinspritzung in den
Zylinder aus, der dem TDC-Signalimpuls zugeordnet ist, der
dem jeweils folgenden TDC-Signalimpuls am nächsten ist, wobei
die Einspritzung über die Ventilöffnungsperiode TOUT hinweg
erfolgt, die bei der Erzeugung jedes folgenden TDC-Signalimpulses
ermittelt wird, so daß sequentielle Kraftstoffeinspritzungen
erfolgen, wie dies mit TOUT 3, 4, 2, 1 in Fig. 3 angegeben
ist.
Nachstehend wird nunmehr auf die Art und Weise Bezuge genommen,
mit der die Umschaltung zwischen der S-2-Einspritzung und der
S-3-Einspritzung in Abhängigkeit von dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand
erfolgt.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm des Unterprogramms zur Bestimmung
einer anzuwendenden Einspritzweise, bei dem die Einspritzweisenbestimmung
auf der Basis der Brennkraftmaschinendrehzahl
Ne gemacht wird. Das Programm wird synchron mit jedem TDC-Signalimpuls
ausgeführt.
Zuerst wird in einem Schritt 1 ermittelt, ob die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur
Tw höher als der vorbestimmte Wert
Twsn (z. B. 20°) ist oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Ermittlung
nein ist, d. h., wenn die Brennkraftmaschinentemperatur
niedrig ist, wird der Programmablauf mit einem Schritt 2 fortgesetzt,
um die S-2-Einspritzung vorzunehmen. Mit Hilfe des
Schrittes 1 ist es möglich, eine Kompensation für die Abnahme
des Kraftstoffzerstäubungsgrades aufgrund der niedrigen Brennkraftmaschinentemperatur
zu erreichen.
Wenn nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur
Tw den vorbestimmten Wert Twsn
überschritten hat (d. h., wenn die Antwort auf die Abfrage im
Schritt 1 ja wird), wird der Programmablauf mit einem Schritt
3 fortgesetzt, um zu ermitteln, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl
Nen, die in der vorhandenen Schleife eingelesen wird,
höher als der vorbestimmte Wert Nsn (z. B. 1200 Upm) ist. Wenn
die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen noch nicht hoch genug angestiegen
ist, so wird die Antwort auf diese Abfrage nein sein
und dann wird in einem Schritt 4 ermittelt, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl
Nen-1, die in der unmittelbar vorangehenden
Schleife eingelesen worden ist, höher als der vorbestimmte Wert
Nsn ist oder nicht, um hierbei herauszufinden, ob die S-3-Einspritzung
in der unmittelbar vorangehenden Schleife durchgeführt
worden ist oder nicht. Da zu diesem Zeitpunkt die Brennkraftmaschinendrehzahl
im Anschluß an das Anlassen der Brennkraftmaschine
immer noch ansteigt, wird die Antwort auf die Abfrage
des Schrittes 4 nein und der Programmablauf wird mit dem Schritt
2 fortgesetzt, um die S-2-Kraftstoffeinspritzung durchzuführen.
Wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen über den vorbestimmten
Wert Nsn zum ersten Mal angestiegen ist, ändert sich die Antwort
auf die Abfrage im Schritt 3 zu ja und der Programmablauf
wird in einem Schritt 5 fortgesetzt, bei dem wie im Schritt 4
ermittelt wird, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen-1, die
in der unmittelbar vorangehenden Schleife eingelesen worden ist,
höher als der vorbestimmte Wert Nsn ist oder nicht. Da zu diesem
Zeitpunkt die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen Nsn zum ersten
Mal in der vorliegenden Schleife überschritten hat, ist die Antwort
im Schritt 5 nein und dann wird der Programmablauf mit
einem Schritt 6 fortgesetzt, um die S-2-Einspritzung und die
S-3-Einspritzung gleichzeitig durchzuführen. Durch die somit
gleichzeitig angenommene S-2-Einspritzung und S-3-Einspritzung
in dieser Schleife, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen
zum ersten Mal Nsn überschritten hat, d. h., wenn die Einspritzweise
von der S-2-Einspritzung auf die S-3-Einspritzung umgeschaltet
wird, ist es möglich, die Nachteile zu vermeiden,
die auftreten, wenn beispielsweise in der unmittelbar vorangehenden
Schleife die S-2-Einspritzung in den Zylinder ¢ 1
entsprechend dem ersten TDC-Signalimpuls nach der Erzeugung
eines CYL-Signalimpulses erfolgte und dann die S-3-Einspritzung
in der gegenwärtigen Schleife allein ausgeführt wird (wobei
diese Schleife dem zweiten TDC-Signalimpuls zugeordnet ist,
der nach dem CYL-Signalimpuls erzeugt worden ist und hierdurch
die Einspritzung in den Zylinder ¢ 4 ausgelöst wird) und
die dazu führen können, daß dem Zylinder ≈ 3 kein Kraftstoff
zugeführt wird.
Wiederum bezugnehmend auf Fig. 4 bleibt das Ergebnis bei der
Ermittlung im Schritt 3 ja, solange die Brennkraftmaschinendrehzahl
Nen größer als der vorbestimmte Wert Nsn in den anschließenden
Schleifen ist und das Ergebnis im Schritt 5 wird
ja, so daß der Programmablauf mit einem Schritt 7 fortgesetzt
wird, um nur die S-3-Einspritzung vorzunehmen. Wenn andererseits
die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen abnimmt und erstmals
kleiner als Nsn wird (infolge der Tatsache, daß sich als Ergebnis
der Ermittlung im Schritt 3 nein ergibt), wird der Programmablauf
mit dem Schritt 4 fortgesetzt, wobei in diesem Fall
die Antwort ja ist, und dann wird ein Schritt 8 ausgeführt, um
jegliche Kraftstoffeinspritzung während der gegenwärtigen
Schleife zu unterbrechen, d. h., daß weder die S-2-Einspritzung
noch die S-3-Einspritzung durch den gegenwärtigen TDC-Signalimpuls
eingeleitet wird.
Der Grund für eine solche Unterbrechung nicht nur der S-3-Einspritzung,
sondern auch der S-2-Einspritzung bei der gegenwärtigen
Schleife ist, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Nen
zum ersten Mal niedriger als Nsn geworden ist, d. h., wenn die
Einspritzweise von der S-3-Einspritzung auf die S-2-Einspritzung
umgeschaltet wird, darin zu sehen, daß, wenn beispielsweise in
der unmittelbar vorangehenden Schleife die S-3-Einspritzung in
den Zylinder ¢3 entsprechend dem ersten TDC-Signalimpuls nach
der Erzeugung eines CYL-Signalimpulses erfolgte, keine Notwendigkeit
für die Ausführung der S-2-Einspritzung in der gegenwärtigen
Schleife gegeben ist (die dem zweiten TDC-Signalimpuls
zugeordnet ist, der nach dem CYL-Signalimpuls erzeugt
worden ist und daher die Einspritzung in den Zylinder
¢3 einleitet).
Durch selektives Durchführen der S-2-Einspritzung und der
S-3-Einspritzung auf die vorstehend beschriebene Weise ist
es möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf einfache Weise
und gleichförmig in Abhängigkeit von den Änderungen des Brennkraftmaschinenbetriebszustandes
zu regeln bzw. zu verstellen.
Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausbildungsform die
Umschaltung zwischen der S-2-Einspritzung und der S-3-Einspritzung
in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur
und der Brennkraftmaschinendrehzahl gesteuert wird, ist
die Erfindung selbstverständlich hierauf nicht beschränkt und
es ist auch möglich, diese Umschaltung in Abhängigkeit von anderen
Brennkraftmaschinenbetriebsparametern, wie des Absolutdruckes
in der Einlaßleitung, zu steuern.
Claims (6)
1. Verfahren zum Steuern des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung
bei einer Brennkraftmaschine, die eine Mehrzahl
von Zylindern und eine entsprechend der Zylinderanzahl entsprechende
Anzahl von Kraftstoffeinspritzventilen hat, die
für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sind, bei dem der
Einspritzzeitpunkt jedes Kraftstoffeinspritzventiles in
Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren folgende Schritte aufweist: (1) Bestimmen der
Betriebszustände der Brennkraftmaschine, (2) Zuführen von
Kraftstoff mittels Einspritzung zu jedem Zylinder der Zylinderanordnung,
der einem momentanen Impuls eines Steuersignals
nach der Erzeugung des momentanen Impulses zugeordnet
ist, wenn ermittelt wird, daß die Brennkraftmaschine sich in
einem ersten vorbestimmten Betriebszustand befindet, wobei
das Steuersignal an einem vorbestimmten Kurbelwinkel
der Brennkraftmaschine vor einem oberen Totpunkt des jeweiligen
Zylinders erzeugt wird, an dem ein Ansaughub des
jeweiligen Zylinders beginnt, und (3) Zuführen von Kraftstoff
mittels Einspritzung zu einem anderen Zylinder, der
einen Impuls des Steuersignals folgend auf einen momentanen
Impuls zugeordnet ist, der bei der Erzeugung des gegenwärtigen
Impulses vorhanden ist, wenn ermittelt wird, daß
die Brennkraftmaschine sich in einem zweiten vorbestimmten
Betriebszustand befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn ermittelt wird, daß die Brennkraftmaschine
von dem ersten vorbestimmten Betriebszustand auf den zweiten
vorbestimmten Betriebszustand übergegangen ist, Kraftstoff
gleichzeitig mittels Einspritzung in jene beiden Zylinder
zugeführt wird, die einerseits einem momentanen Impuls des
Steuersignals zugeordnet sind, das unmittelbar nach der Überführung
erzeugt worden ist, und jener Zylinder, der einem
nächsten Impuls des Steuersignals im Anschluß an den gegenwärtigen
Impuls nach der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses
zugeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn ermittelt wird, daß die Brennkraftmaschine
von dem zweiten vorbestimmten Betriebszustand auf den ersten
vorbestimmten Betriebszustand übergegangen ist, die Kraftzufuhr
zu jenem der Zylinder bei der Erzeugung des gegenwärtigen
Impulses unterbrochen wird, der einem gegenwärtigen Impuls
des Steuersignals zugeordnet ist, der unmittelbar nach
der Überführung erzeugt worden ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste vorbestimmte Betriebszustand
der Brennkraftmaschine ein Betriebszustand
ist, bei dem die Temperatur der Brennkraftmaschine niedriger
als ein vorbestimmter Wert ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste vorbestimmte Betriebszustand
der Brennkraftmaschine ein Betriebszustand
ist, bei dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger
als ein vorbestimmter Wert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite vorbestimmte Betriebszustand
der Brennkraftmaschine ein Betriebszustand
ist, bei dem eine Temperatur der Brennkraftmaschine höher
als ein vorbestimmter Wert ist und auch die Drehzahl der
Brennkraftmaschine, größer als ein vorbestimmter Wert ist.
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