DE3728118A1 - Verfahren zur steuerung der einspritzphase einer elektronischen brennstoffeinspritzung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Einspritzphase einer elektronischen Brennstoffeinspritzung ins Luftansaugrohr einer Brenn­ kraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE-OS 23 31 266 ist eine Synchronisiereinrichtung für eine Brennstoff­ einspritzung in jeweils zu den einzelnen Zylindern führende Luftansaugrohre bekannt, wobei ein Steuerschaltkreis mittels Markier- und Löschimpulsen auf die Taktfolge gemäß Motordrehzahl eingestellt wird, um die Brennstoffein­ spritzung zum richtigen Zeitpunkt während des Ansaughubes in den jeweils zum Zünden vorgesehenen Zylinder zu bewirken.

Es ist jedoch erfahrungsgemäß bekannt, daß eine Synchronisierung für eine optimale Brennstoffeinspritzung in Abhängigkeit von den Spezifikationen der Brennkraftmaschine, zum Beispiel der Lage der Einspritzventile in bezug auf die Einlaßventile, und weiterer Motorparameter zu erfolgen hat, so daß ange­ nommen werden kann, daß die bekannte Einrichtung den Nachteil aufweist, daß die Brennkraftmaschine in bezug auf die Ausgangsleistung, die Schadstoffemis­ sion und den Brennstoffverbrauch nicht die volle Wirksamkeit aufzeigt, da die zeitliche Phase durch das beim vorbestimmten Kurbelwinkel beibehaltene Ende der Brennstoffeinspritzung nicht optimal ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Ein­ spritzphase zu schaffen, mit dem unabhängig von Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine und Motorparametern ein Optimum an Schadstoffarmut im Abgas und Leistungsausbeute errreicht werden können.

Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst worden. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind durch Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels in Verbindung mit Zeichnungen hervor.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Brennkraftmaschine;

Fig. 2 diagrammatisch über der Achse mit aus Sensorsignalen ermittelten Kur­ belwellenstellungen aufgetragene Phasen der Einlaß- und Auslaßöffnung sowie Zündung und Einspritzung.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine weist ein Luftansaugrohr 2 mit zu jedem einzelnen Zylinder führenden Abzweig auf, in dem je ein elektromagne­ tisches Einspritzventil 3 angeordnet ist, das auf Signale eines elektronischen Steuergerätes 4 anspricht.

Das Steuergerät 4 ist mit Signalgebern für diverse Motorparameter über Leitun­ gen verbunden und ermittelt die für einen zufriedenstellenden Motorbetrieb nötige Einspritzimpulsdauer. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens weist die Brennkraftmaschine 1 notwendigerweise einen Motorwel­ len-Stellungssensors 5 auf, der z.B. aus einer geschlitzten, an der Motorwelle be­ festigten Scheibe 6 und einem Hallsensor 7 gebildet ist. Auf dieser Scheibe ist jedem Zylinder ein Schlitz zugeordnet, wobei einem Bezugszylinder ein größerer Schlitz zugeordnet ist, so daß ein von den anderen Signalen abweichendes Signal vom Stellungssensor 5 ausgegeben wird.

Fig. 2 zeigt auf der Winkelachse 8 Stellungen der Motorwelle und entsprechende Motorwellensensorsignale 9, 10, wobei das Signal 9 pro zwei Kurbelwellenum­ drehungen einen größeren Betrag als das pro 1/2 Umdrehungen (für einen 4-Zy­ lindermotor) aufweist. Hieraus ist im Steuergerät 4 die Reihenfolge der Aus­ gabe der Einspritzimpulse an die Einspritzventile 3 abzuleiten.

Unterhalb der Winkelachse 8 sind Phasen der Einlaß-Auslaßventilöffnungen sowie der Zündung und Einspritzung 11, 12, 13 für den ersten und zweiten Zylinder des 4-Zylindermotors dargestellt, wobei die Zündphase 13 den Zündverstellbe­ reich und die Einspritzphase 14 für Vollastbetrieb angegeben sind, die somit für Leerlauf- oder Teillastbetrieb verkleinert ist (schraffiert dargestellt). Der Abstand zwischen dem Endpunkt der Einspritzphase 14 und dem Endpunkt der Ein­ laßventil-Öffnungsphase 11 ist in Abhängigkeit von Motorparametern, beispiels­ weise der Motordrehzahl, der angesaugten Luftmenge, der Motortemperatur usw. variabel und ist vorteilhafterweise in einem Kennfeldspeicher 15 des elektro­ nischen Steuergerätes 4 abgelegt.

Wirkungsweise

Der Motor 1 ist beispielsweise in einem Teillastpunkt betrieben, der durch einen ermittelten Luftdurchsatz und eine feste Drehzahl bestimmt ist. Die Ein­ spritzimpulsdauer wird in üblicherweise aus dem Steuergerät zugeführten Signa­ len von Motorparametern gebildet und den Einspritzventilen 3 bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren steuert nun die Einspritzphase bezogen auf die Öffnungsphase der Einlaßventile der Brennkraftmaschine in der Weise, daß die Öffnungsphase der einzelnen Einlaßventile aus den Signalen des Motor­ wellen-Stellungssensors 5 ermittelt wird, daß zu der ermittelten Öffnungsphase in Abhängigkeit von der Drehzahl, des Luftdurchsatzes und/oder der Morortempe­ ratur ein Endpunkt der Einspritzphase aus dem Kennfeldspeicher 15 des Steuer­ gerätes 4 ausgelesen wird und daß der Anfang der Einspritzphase um die Ein­ spritzimpulsdauer vor dem ermittelten Endpunkt festgelegt wird.

Auf diese Weise gelangt der Einspritzimpuls so früh an das Einspritzventil 3, daß das Einlaßventil nach Beendigung der Einspritzung noch gerade geöffnet ist. Der Endpunkt der Einspritzung wurde dabei so festgelegt, daß kein Brenn­ stoff mehr im Ansaugrohr 2, d. h. vor den Einlaßventilen, enthalten ist, wenn das Einlaßventil schließt, was versuchsmäßig getestet und festgelegt wurde. Hierdurch ist der Vorteil gegenüber einer bekannten Einrichtung gegeben, daß die Brennkraftmaschine im günstigen Fall ohne Rückpulsieren bzw. -strömen von Brennstoffteilen zu den anderen Zylindern betrieben werden kann. Es wird eine gute Gemischverteilung auf die Zylinder erreicht, wodurch insgesamt die Brenn­ gemischbildung mit weniger Brennstoffanteilen erfolgen kann. Darüber hinaus sind Vorteile hinsichtlich der Abgasentgiftung durch saubere Verbrennung er­ reichbar geworden.

Für den instationären Betriebszustand, d. h. während der Zeitspanne, in der sich aufgrund der Änderung der Stellung einer den Luftdurchsatz drosselnden Drosselklappe Werte des Luftdurchsatzes oder der Drehzahl ändern, ist es vor­ teilhaft, daß die im Steuergerät 4 ermittelte, erforderliche Einspritzimpuls­ dauer mit der bis zum Endpunkt verbleibenden Zeitdauer verglichen und die Ent­ scheidung gefällt wird, für welches der Einspritzventile der Anfang der Ein­ spritzphase um die Einspritzimpulsdauer vor dem Endpunkt ausgegeben wird. Die­ se Maßnahme erlaubt eine schnelle Anpassung der Einspritzimpulsdauer und Ein­ spritzphasenlage an sich ändernde Motorzustände.

Die Motorwellen-Stellungsignale werden als digitalisierte Werte ausgegeben, wobei der Wert des Signals zur Zylindererkennung größer als der der anderen sein sollte.

Claims (5)

1. Verfahren zur Steuerung der Einspritzphase einer elektronischen Brennstoff­ einspritzung ins Luftansaugrohr einer Brennkraftmaschine bezogen auf die Öffnungsphase von Einlaßventilen, denen jeweils ein elektromagnetisches Einspritzventil zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs­ phase der einzelnen Einlaßventile aus Signalen eines Motorwellen-Stellungs­ sensors ermittelt wird, daß zu der ermittelten Öffnungsphase in Abhängig­ keit von weiteren Motorparametern ein Endpunkt der Einspritzphase ermittelt wird und daß der Anfang der Einspritzphase um die Einspritzimpulsdauer vor dem ermittelten Endpunkt festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronisch er­ mittelte, erforderliche Einspritzimpulsdauer mit der bis zum Endpunkt ver­ bleibenden Zeitdauer verglichen und die Entscheidung gefällt wird, für wel­ ches Einspritzventil der Anfang der Einspritzphase um die Einspritzimpuls­ dauer vor dem Endpunkt ausgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Endpunkte der Einspritzphase aus einem mit Signalen eines Motordrehzahl-, eines Luftmassen- und/oder Motortemperaturmessers adressierten Kennfeldspeicher entnommen werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorwellen-Stellungssignal als digitalisierte Größe ausgegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einspritzven­ til-, Einlaßventil- bzw. Zylindererkennung ein von der üblichen digitali­ sierten Größe abweichendes Motorwellen-Stellungssignal ausgegeben wird.