DE4122786A1 - Verfahren zur identifikation des einem zuend- oder einspritzvorgang zugeordneten drehwinkels einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bekanntlich benötigen elektronische Steuereinrichtungen für die Zündung und die Gemischbildung bei Brennkraftmaschinen, insbeson­ dere ein Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschinen, für die drehwinkelgerechte Zuordnung der Zünd- bzw. Einspritzzeitpunkte Einrichtungen zu exakten Erfassung des Drehwinkels der Maschine, also letztlich des Kurbelwinkels derselben. Üblicherweise dienen hierzu mit der Kurbelwelle drehfest verbundene Zahnkränze o. dgl., die an einer dem oberen Totpunkt (OT) eines der Kolben der Maschine zugeordneten Stelle eine Unregelmäßigkeit aufweisen, zu deren Erfassung ein den Zahnkranz abtastender stationärer Geber vorgesehen ist. Dieser Geber erzeugt jedoch nur dann ein eindeutiges Signal für den dem Zünd- bzw. Einspritzvorgang zugeordneten Drehwinkel, wenn ein derartiger Vorgang bei jedem Erreichen dieses Drehwinkels ausgelöst werden muß. Beispielsweise bei Viertakt-Brennkraftmaschinen ist dies jedoch nicht der Fall, da sich bei ihnen der Arbeitstakt über 720° Kurbelwinkel erstreckt und zwei OT-Signale anfallen.

Zur Erzeugung einer Information darüber, ob gerade ein für einen Zünd- bzw. Einspritzvorgang relevanter OT vorliegt oder nicht, wird normalerweise ein weiterer Geber z. B. an einer Nockenwelle der Maschine installiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Ver­ fahren zu schaffen, das die Identifikation des einem Zünd- oder Einspritzvorgang zugeordneten Drehwinkels ohne den Aufwand eines derartigen zweiten Gebers gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens beschreiben die Unteransprüche.

Allgemein gesprochen arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren also so, daß zunächst beim Auftreten des Drehwinkels unabhängig davon, ob es sich um ein dem Zünd- bzw. Einspritzvorgang zugeordnetes OT-Signal handelt oder nicht, der jeweilige Vorgang initiiert und dann aus der Reaktion der Maschine auf diesen Vorgang darauf ge­ schlossen wird, ob es sich um den dem Vorgang zugeordneten Dreh­ winkel handelt oder nicht.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich die Reak­ tion der Maschine beim heutigen Stand der Technik mit einfachen, bewährten Mitteln erfassen läßt. Wie in den Unteransprüchen zum Ausdruck gebracht, kann es sich hierbei um das Starten der Maschine handeln. Es kann aber auch die Laufruhe bzw. Laufunruhe der Maschi­ ne als Kriterium herangezogen werden. Schaltungen zur Erfassung der Laufruhe bzw. Laufunruhe gehören zum einschlägigen Stand der Tech­ nik, siehe nur die DE-AS 27 43 851. Zu einem anderen Zweck, nämlich zur Brennraumidentifikation bei einer Brennkraftmaschine, wurde in der DE-OS 35 11 432 bereits auf die Laufunruhe zurückgegriffen. Ge­ mäß dem dort offenbarten Verfahren zur Brennraumidentifikation wird die Einspritzdauer eines einem bestimmten Brennraum zugeordneten Einspritzventils in einem eine zusätzliche Laufunruhe hervorrufen­ den Maß geändert und der Abstand zwischen dieser zusätzlichen Lauf­ unruhe und einer Flanke des Einspritzimpulses bzw. einer uner­ wünschten Laufunruhe erfaßt. In Abweichung davon geht es bei der Erfindung gleichsam um das Ermitteln eines einzigen von mehreren gleichen Drehwinkelwerten.

Wie in den Unteransprüchen zum Ausdruck gebracht, gibt es mehrere Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens, so daß dieses den Vorteil der Anpassung an die jeweils vorliegenden Ver­ hältnisse bietet.

Betrachtet man zunächst die Identifikation des einem Zündvorgang zugeordneten Drehwinkels einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, so erfolgt die Bestimmung dieses zugeordneten Drehwinkels zweck­ mäßigerweise beim Starten der Maschine. Gemäß Anspruch 2 kann man bei jeder OT-Stellung des dem betrachteten Brennraum zugeordneten Kolbens einen Zündvorgang initiieren, worunter das Erzeugen eines Zündfunkens zu verstehen ist. Nach dem so hervorgerufenen Ansprin­ gen des Motors erfolgt nun ein Initiieren von Zündvorgängen, d. h. ein Erzeugen von Zündfunken, nur bei jedem zweiten Auftreten des Drehwinkels. Stellt sich jetzt das Maximum der Maschinenlaufruhe ein, so erfolgt der Zündvorgang bereits bei dem ihm zugeordneten Drehwinkel, also nicht bei dem dem Ladungswechsel zugeordneten Drehwinkel. Besitzt dagegen die Laufunruhe ein Maximum, so erfolgen die Zündvorgänge bei den dem Ladungswechsel zugeordneten Drehwin­ keln, und die Erzeugung der Zündfunken muß um 360° verschoben wer­ den.

Während dieses Verfahren für Zündeinrichtungen mit ruhender Hoch­ spannungsverteilung, also individuellen Zündspulen je Brennraum, einsetzbar ist, bezieht sich das Verfahren gemäß Anspruch 3 auf ei­ ne Zündvorrichtung, die je Arbeitstakt der Maschine, also nur bei jedem zweiten Erreichen des definierten Drehwinkels, einen Zünd­ funken erzeugt. Hier erfolgt die Einleitung des Starts der Maschine mit zufälliger Zuordnung des Zündvorgangs zum Drehwinkel; stimmt die zufällige Zuordnung mit der tatsächlich gegebenen überein, so startet die Maschine, andernfalls nicht. Es ist dann also erforder­ lich, die zufällige Zuordnung um 360° zu verschieben, um die vorge­ gebene Zuordnung zu erhalten.

Verständlicherweise muß die Umschaltung nicht notwendigerweise bei allen Brennräumen der Maschine vorgenommen werden.

Für die Identifikation des einem Einspritzvorgang zugeordneten Drehwinkels bei einer Einspritzvorrichtung mit sequenzieller Brenn­ raumzuordnung kann eine Verfahrensausbildung gemäß Anspruch 5 Ein­ satz finden. Hier wird man bei einer stationären Betriebsweise der Maschine, z. B. im Leerlauf, Einspritzvorgänge für einen betrachte­ ten Brennraum initiieren und als Kriterium dafür, daß die Ein­ spritzvorgänge bei dem zugeordneten Drehwinkel erfolgen, das Maxi­ mum der Maschinenlaufruhe heranziehen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall einer Zündeinrichtung mit ruhender Hochspannungsverteilung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die eine Einrich­ tung zur Durchführung dieses Verfahrens wiedergibt.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Brennkaftmaschine trägt auf ihrer Ausgangswelle 2 (Kurbelwelle) die mit Winkelmarken 3 und der OT-Marke 4 versehene Zahnscheibe 5, die sich unter dem Kurbel­ markengeber 6 dreht. Dieser liefert entsprechende Signale an die Einheit 7, die die Kurbelmarken verarbeitet und die Drehzahl der Maschine daraus berechnet. Diese Einheit 7 liefert ihrerseits Si­ gnale an die Einheit 8, in der der Istwert der Laufruhe der Brenn­ kraftmaschine 1 ermittelt und mit einem Sollwert verglichen wird, der bei Einhaltung der den Zündvorgängen zugeordneten Drehwinkeln zu erwarten ist. Über die elektronische Einheit 9 gelangen An­ steuersignale zu den den einzelnen Brennräumen der Vierzylinder-Ma­ schine 1 zugeordneten Zündspulen 10, 11, 12 und 13, die über Zünd­ kabel 14, 15, 16 und 17 mit Zündkerzen üblicher Bauart in elektri­ scher Verbindung stehen.

Die Einheit 9 enthält Mittel zur brennraumindividuellen Verschie­ bung des Zündzeitpunkts und ist daher in der Lage, dasjenige der beiden je Kurbelwellenumdrehung von der OT-Marke 4 erzeugte Signal zur Einstellung bzw. Auswahl des Drehwinkels für den Zündvorgang des jeweiligen Zylinders auszuwerten, bei dem die Laufruhe der Maschine ihr Maximum hat.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßes Verfahren ge­ schaffen, das ohne einen speziellen Geber für die Unterscheidung von OT-Signalen auskommt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Identifikation des einem Zünd- oder Einspritz­ vorgang zugeordneten Drehwinkels einer Brennkraftmaschine, deren Arbeitszyklus sich über zumindest zwei Umdrehungen ihrer Ausgangswelle erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß Zünd- bzw. Einspritzvorgänge initiiert, eine Istreaktion der Maschine (1) auf sie ermittelt und mit einer Sollreaktion auf beim zugeordneten Drehwinkel erfolgende Zünd- und Einspritzvorgänge verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Identifikation des einem Zündvor­ gang zugeordneten Drehwinkels einer fremdgezündeten Brennkraft­ maschine, dadurch gekennzeichnet, daß zum Starten der Maschine (1) zunächst bei jedem Erreichen des Drehwinkels und dann nur bei jedem zweiten Erreichen des Drehwinkels Zündvorgänge initi­ iert werden, und daß als Sollreaktion das Maximum der Maschi­ nenlaufruhe herangezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Identifikation des einem Zündvor­ gang zugeordneten Drehwinkels einer fremdgezündeten Brennkraft­ maschine, dadurch gekennzeichnet, daß zum Starten der Maschine (1) je Arbeitstakt derselben bei jedem zweiten Erreichen des Drehwinkels ein Zündvorgang initiiert und als Sollreaktion das Anspringen der Maschine (1) herangezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei durch den Vergleich festgestelltem Ausbleiben der Sollreak­ tion der Maschine (1) der Drehwinkel, bei dessen zweitem Errei­ chen ein Zündvorgang initiiert wird, um 360° verschoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Identifikation des einem Ein­ spritzvorgang zugeordneten Drehwinkels einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Be­ trieb der Maschine (1) in einem vorgegebenen Arbeitspunkt, ins­ besondere im Leerlauf, als Sollreaktion das Maximum der Maschi­ nenlaufruhe herangezogen wird.