DE4126204A1 - Verfahren zur steuerung der kraftstoffeinspritzung in eine dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steu­ erung der Kraftstoffeinspritzung in eine Dieselbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 35 36 207 bekannt. Diese Schrift beschreibt ein Kraftstoff­ steuersystem für eine Dieselbrennkraftmaschine. Dieses Steuersystem umfaßt ein Magnetventil, dessen Ansteuerzeit die Kraftstoffzumessung bestimmt. Oberhalb einer vorgegebenen Motordrehzahl wird die Kraft­ stoffzufuhr zu einzelnen Brennkammern der Brennkraftmaschine unter­ brochen, wenn gleichzeitig der Kraftstoffbedarf unterhalb einem be­ stimmten vorgegebenen Pegel liegt. Hierbei wird jeweils die Kraft­ stoffzufuhr zu einer bestimmten Brennkammer unterbrochen. Die übri­ gen Brennkammern werden dabei mit einer erhöhten Kraftstoffmenge gespeist, um eine vorgegebene Motorleistung aufrecht zu erhalten.

Durch die Abschaltung lediglich eines Zylinders ergibt sich ein sehr unrunder Lauf der Brennkraftmaschine. So sind die Abstände zwischen den einzelnen Verbrennungen, als Zündwinkel bezeichnet, unterschied­ lich groß. Desweiteren ergibt sich bei der beschriebenen Vorgehens­ weise nicht immer ein ruckfreier Übergang beim Abschalten bzw. beim Einschalten des Zylinders.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Dieselbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art, zu gewährlei­ sten, daß durch die Zylinderabschaltung keine Beeinträchtigungen des Fahrverhaltens eintreten. Die Aufgabe wird durch die in den unabhän­ gigen Ansprüchen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Dadurch, daß die Ansteuerzeit der nicht abgeschalteten Zylinder nach einer vorgegebenen Kennlinie erhöht bzw. verringert wird, ergibt sich ein ruckfreier Übergang von dem Betrieb ohne Zylinderabschal­ tung auf den Betrieb mit Zylinderabschaltung und umgekehrt.

Durch die Aufteilung in zwei Gruppen von Zylindern, wobei jeweils jeder zweite Zylinder in einer vorgebenen Zündfolge einer Gruppe an­ gehört und jeweils eine Gruppe abgeschaltet und die andere weiter­ betrieben wird, ergibt sich ein sehr runder Lauf der Brennkraftma­ schine.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen die Fig. 1 ein grobes Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 ein Flußdiagramm der erfindungsgemäßen Vorgehensweise, Fig. 3 ein Kenn­ feld zur Berechnung der Mehrmenge beim Abschalten und der Mindermen­ ge bei der Wiederinbetriebnahme der abgeschalteten Zylinder, Fig. 4 ein Mengenkennfeld abhängig von der Drehzahl, Fig. 5 die Zündfolge der verschiedenen Zylinder bei Zylinderabschaltung bei unterschied­ lichen Abschaltprinzipien sowie Fig. 6 die Zündfolge wobei jeweils der Zeitpunkt der Abschaltung und der Wiederinbetriebnahme eingetra­ gen sind.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Fig. 1 zeigt schematisch das Zusammenwirken einer Steuereinheit mit einer magnetventilgesteuerten Dieseleinspritzpumpe. Den einzel­ nen Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine wird über eine Kraftstoffpumpe 10, die ein Pumpenkolben 15 enthält, Kraftstoff zugeführt. Dabei kann nur eine Kraftstoffpumpe 10 pro Brennkraftma­ schine vorhanden sein, dies ist z. B. bei Verteilerpumpen der Fall. Diese führt den Kraftstoff abwechselnd den einzelnen Zylindern zu. Andererseits kann auch für jeden Zylinder je eine Kraftstoffpumpe vorgesehen sein. Solche Pumpentypen werden als Reihenpumpen bzw. als Pumpe-Düse-Einheiten bezeichnet.

Die Kraftstoffpumpe steht mit einem elektromagnetischen Ventil 20 in Verbindung. Das elektromagnetische Ventil 20 wird über eine Lei­ stungsendstufe 40 von einer elektronischen Steuereinheit mit Schalt­ impulsen beaufschlagt. Ein Geber 70, der am elektromagnetischen Ven­ til 20 und/oder an einer nicht dargestellten Einspritzdüse angeord­ net ist, liefert Signale, an die elektronische Steuereinheit 30.

Eine Meßeinrichtung 50 erfaßt die Drehbewegung der Pumpennockenwelle 60 bzw. der Kurbelwelle und liefert ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit 30. Weitere Sensoren 80 geben Informa­ tionen über zusätzliche Größen an die elektronische Steuereinheit 30. Ferner steht die Steuereinheit mit einem Speicherbaustein 90 in Verbindung. In diesem Speicher ist das Kennfeld gemäß Fig. 3 abge­ legt. Der Speicher 90 kann auch in die elektronische Steuereinheit 30 integriert sein.

Die Steuereinheit 30 bestimmt, abhängig von den von den Sensoren 80 erfaßten Größen und der über die Meßeinrichtung 50 erfaßten Bewegung der Pumpennockenwelle 60, den gewünschten Förderbeginn und die För­ derdauer der Kraftstoffpumpe 10. Ausgehend von diesen Sollwerten für den Förderbeginn und die Förderdauer berechnet sie dann Ansteuer­ zeitpunkte für die Leistungsendstufe 40. Das elektromagnetische Ven­ til 20 nimmt zum gewünschten Förderbeginn eine erste Stellung an, in der die Förderung der Pumpen beginnt. Zum gewünschten Förderende nimmt es dann eine zweite Stellung an, in der die Förderung der Kraftstoffpumpe wieder beendet wird. Als zu berücksichtigende Größen können unter anderem eine oder mehrere der Größen Drehzahl (N), Lambdawert sowie verschiedene Temperaturwerte in die Berechnung des Förderbeginns und/oder der Förderdauer eingehen. Einer der Sensoren 80 erzeugt ein Signal, das die Stellung des Fahrpedals charakteri­ siert.

Die Pumpennockenwelle treibt den Pumpenkolben 15 der Art an, daß der Kraftstoff in der Kraftstoffpumpe 10 unter Druck gesetzt wird. Dabei steuert das elektromagnetische Ventil 20 den Druckaufbau. Das elek­ tromagnetische Ventil 20 ist dabei vorzugsweise so angeordnet, daß bei geschlossenem Ventil 20 ein Druckaufbau stattfindet. Es ist aber auch denkbar, daß es so angeordnet ist, daß bei geöffnetem Ventil 20 ein Druckaufbau stattfindet.

Bei entsprechendem Druck in der Kraftstoffpumpe öffnet sich ein nicht dargestelltes Einspritzventil, und der Kraftstoff gelangt über die nicht dargestellten Einspritzdüsen in den Brennraum der Brenn­ kraftmaschine.

Zwischen dem Ansteuerzeitpunkt, der den Förderbeginn festlegt, und dem Ansteuerzeitpunkt, der das Förderende bestimmt, gibt die elek­ tronische Steuereinrichtung 30 ein Ansteuersignal ab. Der Zeitraum zwischen den beiden Ansteuerzeitpunkten wird als Ansteuerzeit T be­ zeichnet. Der Zeitraum zwischen dem Ansteuerzeitpunkt und dem Zeit­ punkt, zu dem das Magnetventil seine neue Endlage erreicht, wird als Einschaltzeit bzw. als Ausschaltzeit des Magnetventils bezeichnet.

Nachdem die Ventilnadel seine Endlage erreicht beginnt der Druckauf­ bau in der Kraftstoffpumpe. Nach dem Ausschalten des Magnetventils geht dieses erst nach einer gewissen Verzögerungszeit in seine ur­ sprüngliche Lage zurück. Erst dann fällt der Druck im Elementraum unter einen solchen Wert ab, daß das nicht dargestellte Einspritz­ ventil schließt und die Kraftstofförderung endet.

Zwischen dem Zeitpunkt bei dem die Förderung beginnt, und dem Zeit­ punkt, zu dem der Druck auf einen solchen Wert abfällt, daß keine Einspritzung mehr erfolgt, wird Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine gefördert. Dieser zeitliche Abstand bestimmt die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Die Ansteuerzeiten des Magnetven­ tils 20 müssen so gewählt werden, daß die entsprechenden Magnetven­ tile sicher ihre jeweilige Endlage erreichen. Dies bedeutet, daß die Magnetventilnadeln den Magnetventilsitz erreichen. Hierdurch ergibt sich, daß die Magnetventile mit einer minimaler Ansteuerzeit Tmin anzusteuern sind.

Diese minimale Ansteuerzeit Tmin darf nicht unterschritten werden. Diese minimale Ansteuerzeit hat zur Folge, daß je nach Drehzahl der Brennkraftmaschine eine minimale Kraftstoffmenge QKmin zugemessen wird. Bei hohen Drehzahlen liegt diese Kraftstoffmenge über der sogenannten Nullastmenge. Die Nullastmenge ist die Kraftstoffmenge, die bei unbelasteter Brennkraftmaschine erforderlich ist, um die Leerlaufdrehzahl aufrecht zu erhalten. Bei kleiner Last kann der Fall eintreten, das die einzuspritzende Kraftstoffmenge größer wird als die kleinst mögliche Kraftstoffmenge QKmin. Es muß sicherge­ stellt werden, daß auch in solchen Betriebszuständen eine ordnungs­ gemäße Kraftstoffzumessung mit geringen Mengen erfolgen kann.

Bei kleiner Last wird daher die eingespritzte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine dadurch verringert, daß die Kraftstoffzufuhr zu einzelnen Zylindern unterbrochen wird. Dies führt aber unter anderem zu einem unrunden Lauf und zu ruckartigen Übergängen beim Abschalten bzw. beim Einschalten einzelner Zylinder. Der Übergang zwischen Be­ trieb mit voller Zylinderzahl und reduzierter Zylinderzahl und um­ gekehrt sollte für den Fahrer unbemerkt also ruckfrei vor sich ge­ hen. Ferner sollte der gleichmäßige Lauf der Brennkraftmaschine ge­ währleistet sein.

Obige Forderungen werden mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise gemäß Fig. 2 erreicht. In einem ersten Schritt 200 errechnet die elektronische Steuereinheit 30 die Ansteuerzeit T für die einzelnen Magnetventile. Eine Abfrageeinheit 210 überprüft, ob diese Ansteuer­ zeit T kleiner als eine minimale Ansteuerzeit Tmin ist.

Ist dies der Fall, wird im Block 215 die Ansteuerzeit für eine Grup­ pe von Zylindern auf null gesetzt. Vorzugsweise sind hierzu die ein­ zelnen Zylinder in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei jede Gruppe aus der gleichen Anzahl von Zylindern besteht. Die Gruppen setzen sich jeweils aus jedem zweiten Zylinder in der vorgegebenen Zündfolge zusammen. Für eine dieser Gruppen wird in dem Block 215 die Ein­ spritzdauer auf Null gesetzt. Anschließend wird in den Blöcken 220 und 225 die Einspritzdauer TN für die übrigen Zylinder berechnet.

Eine einfache Möglichkeit dieser Berechnung sieht vor, daß die An­ steuerzeit für die übrigen Zylinder verdoppelt wird. Dies führt aber zu einem ruckartigen Übergang beim Abschalten bzw. dem Einschalten einer Zylindergruppe. Denn üblicherweise ist der Wirkungsgrad der Verbrennung bei unterschiedlichen Kraftstoffmengen ungleich. Bei doppelter Einspritzmenge verdoppelt sich das abgegebe Drehmoment üblicherweise nicht.

Der Zusammenhang zwischen der in einen Zylinder pro Hub eingespritz­ ten Kraftstoffmenge und dem abgegebenen Drehmoment in Form des Mit­ teldrucks in dem betreffenden Zylinder ist in Fig. 3 dargestellt. Dieser Zusammenhang ist vorzugsweise drehzahlabhängig in dem Spei­ cher 90 in Form eines Kennfeldes abgelegt. Im Schritt 220 wird aus dem Kennfeld abhängig von der Ansteuerzeit ein Wert bzgl. der abge­ gebene Drehmoment ausgelesen. An Stelle der Ansteuerzeit kann auch die Einspritzmenge herangezogen werden. In dem Kennfeld ist das Drehmoment als Funktion F von der Ansteuerzeit bzw. der eingespritz­ ten Kraftstoffmenge pro Hub abgespeichert.

Erfindungsgemäß muß, um einen ruckfreien Übergang beim Abschalten einer Zylindergruppe zu erreichen, nach der Abschaltung einer Zylin­ dergruppe das gleiche Drehmoment von der halben Zylinderzahl aufge­ bracht werden. Jeder Zylinder muß daher das doppelte Drehmoment bereitstellen. Im Schritt 225 wird daher die neue Ansteuerzeit TN für die sich noch im Betrieb befindlichen Zylinder aus dem Kennfeld ausgelesen. Dabei wird gemäß der Umkehrfunktion F der ursprünglichen Funktion F, abhängig von dem doppelten Drehmoment P die neue Ansteu­ erzeit TN ausgegeben.

Anstelle der Verwendung des Kennfelds kann das Drehmoment auch gemäß einer vorgegebenen Funktion F abhängig von der Ansteuerzeit bzw. der eingespritzten Kraftstoffmenge im Block 220 berechnet werden. Ent­ sprechend erfolgt dann im Block 225 die Berechnung der neuen Ansteu­ erzeit TN gemäß der Umkehrfunktion F ausgehend von dem doppelten Drehmoment, das im Block 220 berechnet wurde. Das von der Brenn­ kraftmaschine abgegebene Drehmoment ändert sich nach der Abschaltung einer Zylindergruppe nicht. Entsprechendes gilt auch für die Summe der effektiven Mitteldrücke in den einzelnen Zylindern.

Anschließend wird im Schritt 227 ein Hilfsspeicher mit einem be­ stimmten Wert belegt. In diesem Beispiel zeigt der Wert 1 an, daß eine Zylinderabschaltung erfolgt ist.

Ergibt die Abfrage 210, daß die Ansteuerzeit größer ist als Tmin, folgt ein Abfrageblock 230. Dieser überprüft, ob bereits eine Zylin­ derabschaltung erfolgte. Ist dies nicht der Fall, dies bedeutet im Hilfsspeicher H ist ein Wert ungleich 1 abgelegt, so setzt das Programm mit dem Schritt 235 fort.

Erkennt der Abfrageblock 230 dagegen, daß eine Zylinderabschaltung vorliegt, dies bedeutet der Hilfsspeicher enthält den Wert 1, so folgt eine Abfrageeinheit 232, in der die Ansteuerzeit T dahin über­ prüft wird, ob sie größer als eine obere Schwelle Tmax ist. Erkennt die Abfrageeinheit 232, daß die Ansteuerzeit T kleiner als eine Schwelle Tmax ist, so wird die Zylinderabschaltung beibehalten. Dies bedeutet als nächstes wird der Block 220 abgearbeitet. Die zweite obere Schwelle Tmax besitzt vorzugsweise einen größeren Wert als die erste untere Schwelle Tmin.

Ergibt die Abfrage 232, daß die Ansteuerzeit T größer als Tmax ist, wird im Schritt 237 die Abschaltung einer Zylindergruppe wieder zu­ rückgenommen. Gleichzeitig erhält der Hilfsspeicher einen Wert, der ungleich eins ist, eingeschrieben. Anschließend ist die Ansteuerzeit im Sinne eines ruckfreien Übergangs zu reduzieren.

Die zweite Schwelle Tmax für die Ansteuerzeit bewirkt eine Hysterese beim Abschalten und Einschalten der Zylindergruppen. Die Schwelle Tmax ist größer als die Schwelle Tmin. Durch diese Vorgehensweise kann verhindert werden, daß bei Ansteuerzeiten die um die Schwelle Tmin schwanken, laufend zwischen Zylinderabschaltung und Betrieb mit voller Zylinderzahl hin und her geschaltet wird.

Im Schritt 240 wird aus dem Kennfeld abhängig von der Einspritzmenge ein Wert bzgl. des abgegebenen Drehmoments ausgelesen. An Stelle der Einspritzmenge kann auch die Ansteuerzeit T herangezogen werden. In dem Kennfeld ist das Drehmoment als Funktion F von der Ansteuerzeit bzw. der eingespritzten Kraftstoffmenge pro Hub abgespeichert.

Um einen ruckfreien Übergang beim Einschalten einer Zylindergruppe zu erreichen, ist nach der Inbetriebnahme einer Zylindergruppe das gleiche Drehmoment von der doppelten Zylinderzahl aufzubringen. Je­ der Zylinder muß daher nur das halbe Drehmoment bereitstellen. Im Schritt 245 wird daher die neue Ansteuerzeit TN für die Zylinder aus dem Kennfeld ausgelesen. Dabei wird gemäß der Umkehrfunktion F der ursprünglichen Funktion F, abhängig von dem halben Drehmoment P die neue Ansteuerzeit TN ausgelesen.

Alternativ kann das Drehmoment auch gemäß einer vorgegebenen Funktion F abhängig von der Ansteuerzeit bzw. der eingespritzten Kraftstoffmenge im Block 240 berechnet werden. Entsprechend erfolgt dann im Block 245 die Berechnung der neuen Ansteuerzeit TN gemäß der Umkehrfunktion F ausgehend von dem halben Drehmoment, das im Block 240 berechnet wurde.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung wird die im Block 200 vorgegebene Ansteuerzeit T verwendet. Dies bedeutet solange eine Zylinderabschaltung gewünscht wird, erfolgt die Vorgabe der erhöhten Kraftstoffmenge gemäß den Blöcken 220, 225 und 227. Bei Zurücknahme der Zylinderabschaltung wird wieder der vom Block 200 vorgegebene Wert verwendet. Dies ist in Figur durch eine gestrichelte Linie dar­ gestellt.

Anschließend an die Blöcke 227, 245 und 235 erfolgt im Schritt 250 die Kraftstoffzumessung mit der neuen Ansteuerzeit TN. Bei vorlie­ gender Zylinderabschaltung werden nur die Hälfte der Zylinder mit dieser Ansteuerzeit beaufschlagt.

In Fig. 3 ist der Zusammenhang zwischen der eingespritzten Kraft­ stoffmenge pro Hub und Zylinder sowie dem von dem entsprechenden Zylinder abgegebenen Drehmoment P aufgetragen. Das Drehmoment ent­ spricht in etwa dem effektiven Mitteldruck in dem entsprechenden Zylinder. Die eingespritzte Kraftstoffmenge QK/Hub entspricht dabei in etwa der Ansteuerzeit T. Dieser Zusammenhang ist beispielhaft für drei Drehzahlen N1, N2 und N3 aufgezeichnet. Die Drehzahl nimmt dabei von N1 nach N2 bzw. nach N3 zu. Im wesentlichen ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen den beiden Größen lediglich bei hohen Kraftstoffmengen wird der Zusammenhang nichtlinear. Das Dreh­ moment P fällt dabei unter den im linearen Fall gegebenen Wert ab. Der Abfall ist dabei bei kleinen Drehzahlen größer als bei großen Drehzahlen. Beispielhaft sind zwei Wertepaare (Drehmoment, einge­ spritzte Kraftstoffmenge pro Hub) eingetragen.

Wird z. B. die Brennkraftmaschine in einem solchen Betriebszustand betrieben, bei dem pro Hub einem Zylinder 30 mg Kraftstoff zugemes­ sen wird, so entspricht dies einem effektiven Mitteldruck von ca. 2 bar in dem entsprechenden Zylinder. Erfolgt in diesem Betriebs­ zustand eine Abschaltung der Hälfte der Zylinder, so müssen die verbleibenden Zylinder das doppelte Drehmoment bereitstellen. Dies entspricht einem effektiven Mitteldruck von ca. 4 bar. Einem effek­ tiven Mitteldruck von 4 bar entspricht einer eingespritzten Kraft­ stoffmenge von 45 mg pro Hub.

Um den doppelten effektiven Mitteldruck aufzubringen, ist also kei­ neswegs die doppelte Kraftstoffmenge erforderlich. Würde in diesem Fall die doppelte Einspritzmenge von 60 mg pro Hub eingespritzt, würde sich bei der in der Abschaltung ein Drehmomentsprung ergeben. Entsprechendes gilt ebenfalls für die Wiedereinschaltung der abge­ schalteten Zylinder. In diesem Fall darf die Einspritzmenge nicht einfach halbiert werden, sondern sie ist entsprechend aus dem Kenn­ feld auszulesen.

Diese in Fig. 3 aufgetragene Kennlinie wird üblicherweise als Willan-Kennlinie bezeichnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kennlinien wie eingezeichnet für unterschiedliche Drehzahlen abge­ legt ist. Die Tatsache, daß bei doppelter Einspritzmenge mehr als das doppelte Drehmoment abgegeben wird, liegt dahin begründet, daß bei kleinen eingespritzten Kraftstoffmengen der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine geringer ist.

In Fig. 4 ist ein Mengenkennfeld aufgetragen. Abhängig von der Drehzahl N ist die eingespritzte Kraftstoffmenge pro Hub eingezeich­ net. Punktiert und mit einer 2 markiert ist die Nullastkennlinie eingezeichnet. Diese Kennlinie entspricht dem Kraftstoffbedarf, der bei unbelasteter Brennkraftmaschine zur Aufrecherhaltung des Be­ triebs der Brennkraftmaschine erforderlich ist. Wird eine höhere Kraftstoffmenge eingespritzt, so führt dies zu einer Beschleunigung, bei einer kleineren Kraftstoffmenge geht die Brennkraftmaschine aus.

Mit einer durchgezogenen Linie und mit der Ziffer 1 ist diejenige Kennlinie bezeichnet, bei der die Ansteuerzeit den minimalen Wert annimmt. Wie die Kennlinie zeigt, liegt die eingespritzte Kraft­ stoffmenge bei kleinen Drehzahlen unterhalb der Nullastmenge und steigt zu höheren Drehzahlen über die Nullastmenge an.

Bei hohen Drehzahlen können nur noch Kraftstoffmengen, die deutlich über der Nullastmenge liegen zugemessen werden. Bei ca. 2400 Umdre­ hungen pro Minute wird in etwa die doppelte Nullastmenge einge­ spritzt. Mit wachsender Ansteuerdauer T wird die Kennlinie nach oben verschoben.

Um auch kleine Einspritzmengen zu erzielen wird nun vorgesehen, daß die Hälfte der Zylinder abgeschaltet wird, indem deren Ansteuerzei­ ten auf 0 gesetzt werden. Dies hat zur Folge, daß das Drehmoment, das von diesen Zylindern bereitgestellt wird, von den übrigen Zylin­ dern aufzubringen ist. Hierzu muß diesen Zylindern eine erhöhte Kraftstoffmenge zugeführt werden.

Mit 3 ist eine Kennlinie eingezeichnet, die für die nicht abgeschal­ teten Zylinder gültig ist, wenn eine Zylindergruppe abgeschaltet ist und den übrigen Zylindern eine entsprechende Mehrmenge zuzuführen ist. Die Kennlinie 3 entspricht soweit der Kennlinie 1. Die Drehmo­ mentabgabe der Brennkraftmaschine ist ohne Zylinderabschaltung gemäß der Kennlinie 1 und mit Zylinderabschaltung gemäß der Kennlinie 3 gleich. Kennlinie 1 ist gültig, wenn allen Zylindern Kraftstoff zu­ geführt wird, die Kennlinie 3 ist bei Zylinderabschaltung für die nicht abgeschalteten Zylinder gültig.

Mit 4 ist die entsprechende Kennlinie wie die Kennlinie 3 eingezeich­ net, die gültig ist, wenn die Ansteuerzeit die zweite Schwelle Tmax erreicht. Diese gilt als Umschaltschwelle von Zylinderabschaltung zu Vollbetrieb. Sie bewirkt ein Hysterese.

In Fig. 5 sind die Zündfolgen für verschiedene Arten der Zylinder­ abschaltung aufgezeigt. Vorzugsweise sind die Zylinder in zwei Grup­ pen eingeteilt. Zur ersten Gruppe gehört der Zylinder 1, 3 und 2, zu der 2. Gruppe gehört der Zylinder 5, 6 und 4. Die Zylinder sind vor­ zugsweise so gewählt, daß jeweils eine Zumessung und eine ausgelas­ sene Zumessung sich gegenseitig abwechseln.

In der Fig. 5 ist dies am Beispiel einer 6-Zylinder Brennkraftma­ schine verdeutlicht. In der linken Spalte ist jeweils die Zylinder­ nummer mit der vorgegebenen Zündfolge Zylinder 1, Zylinder 5, Zylin­ der 3, Zylinder 6, Zylinder 2 und Zylinder 4 aufgeführt. Auf der rechten Seite ist jeweils eingezeichnet, welchen Zylindern nachein­ ander Kraftstoff zugemessen wird und welchen nicht. Mit einem X ist eine Kraftstoffzumessung mit einem - ist eine ausgelassene Zumessung markiert.

Im folgenden soll nun auf die Unterschiede der Fig. 5a, 5b und 5c eingegangen werden. In 5a zeigt den Betrieb mit der ersten Zylinder­ gruppe. Fig. 5b zeigt den Betrieb mit der 2. Zylindergruppe. Hier­ bei zeigt sich, daß der Zündwinkel, der Abstand zwischen zwei Zumes­ sungen jeweils gleich groß ist. Er beträgt hier jeweils 240° Kurbel­ wellenwinkel. Dieser Betrieb wird als Gruppenabschaltung gezeichnet. Welche Gruppe bei der Vorgabe Zylinderabschaltung jeweils abgeschal­ tet wird, erfolgt gemäß einer Zufallsauswahl. Durch den symmetri­ schen Zündwinkel ergibt sich eine hohe Laufruhe der Brennkraftma­ schine.

In Fig. 5c ist das sogenannte 8-Takt-Verfahren eingezeichnet, hier­ bei wird jeweils nach einem Verbrennungszyklus zwischen der 1. und der 2. Gruppe gewechselt. Diese Vorgehensweise besitzt den Vorteil, daß allen Zylinder gleichmäßig oft Kraftstoff zugemessen wird. Bei dieser Art der Zumessung erfolgt im Gegensatz zu der vorher be­ schriebenen keine Auskühlung der Brennräume. Da sich hier drei ver­ schiedene Zündwinkel (240°, 120° und 360°) ergeben, ergibt sich ein sehr unruhiger Lauf der Brennkraftmaschine.

Diese Art der Zylinderabschaltung bringt jedoch bei ungeraden Zylin­ derzahlen Vorteile. Bei ungerader Zylinderzahl besitzt eine Gruppe von Zylindern einen Zylinder mehr als die andere Gruppe. In diesem Fall wird können die Zylinder nicht ohne weiteres in zwei gleich große Gruppen aufgeteilt werden. Aus diesem Grund wird so vorgegan­ gen, daß immer jeweils nur in jeden zweiten Zylinder in der vorgege­ benen Zündfolge Kraftstoff zugemessen wird. Bei ungerader Zylinder­ zahl wird nicht eine bestimmte Zylindergruppe abgeschaltet, sondern bei dem nächsten Verbrennungszyklus wird denjenigen Zylindern Kraft­ stoff zugeführt, die vorher kein Kraftstoff zugemessen bekamen.

Auf die Vorgehensweise gemäß Fig. 5 übertragen bedeutet dies, daß bei ungerader Zylinderzahl wie folgt vorgegangen wird. Die Zylinder werden in zwei unterschiedlich große Gruppen aufgeteilt. Es wird ebenfalls jeweils eine Gruppe von Zylindern abgeschaltet, dabei erfolgt nach jedem Motorzyklus ein Wechsel zwischen den beiden Grup­ pen. Dies bedeutet, daß zum Beispiel bei einer Brennkraftmaschine mit fünf Zylindern eine erste Gruppe zwei und eine zweite Gruppe drei Zylinder besitzt. Zuerst erfolgen zwei Zumessungen in der er­ sten Gruppe anschließen drei Zumessungen in der zweite Gruppe. Hier­ durch ergibt sich ebenfalls ein konstanter Zündwinkel, das heißt der Zündwinkel ist immer gleich groß. Dabei ist der Zündwinkel bei Ab­ schaltung einer Zylindergruppe auch hier doppelt so groß, wie vor der Abschaltung. Auch bei ungerader Zylinderzahl wechseln sich Zu­ messungen und ausgelassene Zumessungen ab.

In der Fig. 6 sind die Zündfolgen sowie die jeweilige Beträge der Ansteuerzeiten zum Zeitpunkt der Zylinderabschaltung und deren Rück­ nahme eingezeichnet. Zum Zeitpunkt A erkennt die Steuereinheit, daß eine Zylinderabschaltung nötig ist. Bei der nächsten Zumessung wird die Ansteuerdauer T auf Null gesetzt, dies ist wie in Fig. 5 mit - gekennzeichnet. Für die folgende Zumessung wird die Ansteuerzeit entsprechend der Willan-Kennlinie erhöht, dies ist mit H gekenn­ zeichnet. Anschließend wechseln sich Ansteuerungen mit erhöhter An­ steuerzeiten und mit auf Null gesetzten Ansteuerzeiten (Abschaltun­ gen) ab.

Dies wird beibehalten, bis zum Zeitpunkt B auf Wiederaufnahme der Kraftstoffzumessung in alle Zylinder erkannt wird. Ab diesem Zeitpunkt wird die Kraftstoffzumessung in die bisher abgeschaltete Zylindergruppe wieder aufgenommen, gleichzeitig wird die Ansteuerzeit gemäß dem beschriebenen Verfahren zurückgenommen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Dieselbrennkraftmaschine, bei dem jedem Zylinder ein Magnetventil zugeordnet ist, dessen Ansteuerzeit (T) die Kraftstoffzumessung be­ stimmt, wobei eine Abschaltung wenigstens eines Zylinders derart erfolgt, daß die entsprechende Ansteuerzeit auf Null gesetzt wird, wenn die Ansteuerzeit unter eine vorgegeben erste Schwelle (Tmin) fällt, dadurch gekennzeichnet, daß für die nicht abgeschalteten Zylinder eine neue Ansteuerzeit (TN) gemäß einer vorgegebenen Kenn­ linie ausgehend von der Ansteuerzeit vor der Abschaltung vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Null­ setzen der Ansteuerzeit für wenigstens einen Zylinder die Ansteuer­ zeit für die übrigen Zylinder derart erhöht wird, daß das von der Dieselbrennkraftmaschine abgegebene Drehmoment konstant bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Null­ setzen der Ansteuerzeit für wenigstens einen Zylinder die Ansteuer­ zeit derart erhöht wird, daß die Summe der effektiven Mitteldrücke in den einzelnen Zylinder konstant bleibt.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Ansteuerzeit unter Berücksich­ tigung einer sogenannten Willan-Kennlinie bestimmbar ist.

5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerzeiten derart zu Null gesetzt werden, daß jeweils der Zündwinkel zwischen zwei Einsprit­ zungen gleich ist.

6. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils eine Zumessung und eine ausgelassene Zumessung abwechseln.

7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in zwei Gruppen aufgeteilt werden, wobei jeweils in einer vorgegebenen Zündfolge Zylinder un­ terschiedlicher Gruppen aufeinander folgen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei gera­ der Zylinderzahl die Ansteuerzeiten für eine Gruppe zu Null gesetzt und für die andere Gruppe gemäß der Kennlinie erhöht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei unge­ rader Zylinderzahl abwechselnd die Ansteuerzeiten für die eine oder für die andere Gruppe zu Null gesetzt wird, wobei ein Wechsel nach jedem vollen Motorzyklus erfolgt.

10. Verfahren nach einem vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Rücknahme der Abschaltung erfolgt, wenn die Ansteuer­ zeit über eine zweite Schwelle (Tmax) steigt, wobei die zweite Schwelle oberhalb der ersten Schwelle liegt.

11. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Dieselbrennkraftmaschine, bei der jedem Zylinder ein Magnetventil zugeordnet ist, dessen Ansteuerzeit (T) die Kraftstoffzumessung bestimmt, wobei Mittel vorgesehen sind, die zur Abschaltung die Ansteuerzeit für wenigstens einen Zylinder auf Null setzen, wenn die Ansteuerzeit unter eine vorgegebene Schwelle (Tmin) fällt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die für die nicht abge­ schalteten Zylinder eine neue Ansteuerzeit (TN) mittels einer vor­ gegebenen Kennlinie ausgehend von der Ansteuerzeit vor der Abschal­ tung ermitteln.