DE4128909A1 - Zuendregelvorrichtung und -verfahren fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Zuendregelvorrichtung und -verfahren fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zündregelvorrichtung für eine
Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einen
Fahrzeugmotor, und insbesondere betrifft sie eine
Zündregelvorrichtung, die in der Lage ist, eine
fehlerhafte Zündregelung zur Verbesserung der Sicherheit
zu verhindern.
Damit Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen ordnungsgemäß
arbeiten, muß die Zündung für jeden Zylinder in
vorgegebener Kolbenposition oder Drehwinkeln der
Kurbelwelle der Maschine stattfinden, d. h. zu Zeitpunkten,
wenn jeder Kolben der Maschine sich bezüglich des oberen
Totpunkts in vorgegebenen Positionen befindet. Zu diesem
Zweck ist es erforderlich, einen vorgegebenen
Bezugskurbelwinkel oder eine Bezugsposition für jeden
Zylinder zu erfassen und festzustellen, welcher Zylinder
sich am Bezugskurbelwinkel oder an der Bezugsposition
befindet.
Fig. 3 stellt in einem schematischen Blockschaltbild eine
bekannte Zündregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
dar. Die dargestellte Vorrichtung enthält folgende
Elemente, die anschließend beschrieben werden. Ein
Signalgenerator SG erzeugt synchron mit dem Umlauf der
Maschine ein Bezugssignal SGT, das vorgegebene
Kurbelwinkel oder Kurbelpositionen für jeden Zylinder
angibt und ein Zylinderidentifizierungssignal SGC, das
Rechteckimpulse zur Identifizierung der jeweiligen
Zylinder enthält. Das Bezugssignal SGT enthält eine Reihe
von Mehrfach-Rechteckimpulsen, von denen jeder eine
Vorder- oder Anstiegsflanke hat, die eine erste
Bezugskurbelposition eines entsprechenden Zylinders
darstellt, und eine Hinter- oder Abfallflanke, die eine
zweite Bezugskurbelposition des entsprechenden Zylinders
darstellt. Ein (nicht dargestellter)
Maschinenbetriebsensor erfaßt den Betriebszustand einer
Maschine, wie beispielsweise die Maschinenlast, die
Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, auf dem die Maschine
installiert ist, etc., und erzeugt ein entsprechendes
Maschinenbetriebssignal D. Eine Periodenmesseinrichtung 1
erfaßt die erste und zweite Bezugsposition für jeden
Zylinder auf der Grundlage des Bezugssignal SGT. Ein
Zielzündzeitpunktrechner 2 berechnet, auf der Grundlage
des Maschinenbetriebszustandsignal D, einen
Zielzündzeitpunkt Theta für jeden Zylinder, an dem die
Zündung stattfinden soll, sowie einen Zeitpunkt für den
Beginn der Leistungszufuhr für jeden Zylinder, bei dem die
Leistungszufuhr an eine Zündspule für einen Zylinder
einsetzt. Eine Zeitberechnungseinrichtung 3 berechnet, auf
der Grundlage der Zielzündzeitpunkte, einen zeitlichen
Winkelabstand von der ersten und zweiten Bezugsposition zu
den Zielzündzeitpunkten und den Zeitpunkten für die
Leistungszufuhr für die jeweiligen Zylinder. Eine
Zeitgebereinrichtung 4 legt eine Zündregelzeit T für jeden
Zylinder fest, auf der Grundlage des Bezugssignals SGT und
des durch die Zeitberechnungseinheit 3 berechneten
zeitlichen Winkelabstands. Eine
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 identifiziert, auf
der Grundlage des Bezugssignals SGT und des
Zylinderidentifizierungssignals SGC, welcher Zylinder sich
an der ersten oder zweiten ermittelten Bezugsposition
befindet. Auf der Grundlage des Ausgangssignals der
Zeitgebereinrichtung 4 und des Ausgangssignals aus der
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 regelt eine
elektronische Verteilereinrichtung 6 den Zündzeitpunkt der
einzelnen identifizierten Zylinder in Einklang mit der
Zündregelzeit T. Eine Anzahl Leistungstransistoren 7 zur
Steuerung des Leitungszustands der zugeordneten Zündspulen
8, wovon jede für einen zugeordneten Zylinder vorgesehen
ist, werden durch die Verteilereinrichtung in vorgegebener
Folge ein- und ausgeschaltet.
Obgleich nicht im einzelnen dargestellt, sind die
vorstehend aufgeführten Elemente 1 bis 6 in einer (nicht
dargestellten) elektronischen Regeleinheit ECU, wie
beispielsweise einem Mikrocomputer enthalten. Darüber
hinaus hat jede der Zündspulen 8 eine Primärwicklung, die
an einen entsprechenden Leistungstransistor 7
angeschlossen ist, und eine Sekundärwicklung, die an eine
zugeordnete (nicht dargestellte) Zündkerze mit einem
Zündfunkenspalt angeschlossen ist.
Fig. 4 ist eine Zeitablaufdarstellung, die die Beziehung
zwischen dem Bezugssignal SGT und dem
Zylinderidentifizierungssignal SGC angibt, wobei B75° die
erste Bezugsposition angibt, d. h. die Anstiegsflanke eines
Impulses des Bezugssignals SGT, die bei einem Kurbelwinkel
von 75° vor dem oberen Totpunkt (BTDC) stattfindet, und
B5° gibt die zweite Bezugsposition an, d. h. die
Abfallflanke eines Impulses des Bezugssignals SGT, die bei
einem Kurbelwinkel von 5° vor dem oberen Totpunkt vorliegt.
Hier sind das Bezugssignal SGT und das
Zylinderidentifizierungssignal SGC, wie angegeben, für
eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine bestimmt. Auf der
Grundlage des Spannungspegels des
Zylinderidentifizierungssignals SGC an der zweiten
Bezugsposition B5° eines Impulses des Bezugssignals SGT
und an der ersten Bezugsposition B75° des folgenden SGT
Impulses, identifiziert die
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 aufeinanderfolgend
die Zylinder #1, #3, #4 und #2, so daß der Betrieb der
Zylinder in der gleichen Reihenfolge gesteuert wird.
Fig. 5 ist eine Ablaufdarstellung, die die Beziehung
zwischen dem Bezugssignal SGT und den in den Zündspulen
fließenden Strom darstellt, wobei Tr die Periode zwischen
aufeinanderfolgenden Zündregelpunkten darstellt; Ts eine
Zeitdauer von der ersten Bezugsposition von B75° bis zum
Leistungsabschaltpunkt (d. h. dem Zündpunkt); Ton1 eine
Zeitdauer von der ersten Bezugsposition B75° bis zu dem
Zeitpunkt für den Beginn der Leistungszufuhr für eine
zweite Zündspule 8, bei der der Strom I2 beginnt, der
zweiten Zündspule 8 für den Zylinder Nr. 2 zugeführt zu
werden; Ton2 eine Zeitdauer von der vorausgehenden zweiten
Bezugsposition B5° zum Zeitpunkt des Beginns der
Leistungszufuhr für die zweite Zündspule 8; und Ton3 eine
Zeitdauer von dem vorausgehenden Zündpunkt für eine erste
Zündspule, an der der Strom I1 beginnt, der ersten
Zündspule 8 für den Zylinder #1 zugeführt zu werden, zu
einem laufenden Zeitpunkt für den Beginn der
Leistungszufuhr, bei dem der Strom I2 beginnt, der zweiten
Zündspule zugeführt zu werden. Diesbezüglich ist
anzumerken, daß die Zündzeit Ts sowie die jeweiligen
Zeitdauern Ton1, Ton2 und Ton3 in dem Zündregelzeitsignal
T enthalten sind, das von der Zeitgebereinrichtung 4 der
Verteilereinrichtung 6 zugeführt wird.
Der Betrieb der vorstehend aufgeführten bekannten
Zündregelvorrichtung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die
Fig. 3 bis 5 näher erläutert.
Der Signalgenerator SG erzeugt, synchron mit dem Umlauf
der Maschine, ein Bezugssignal SGT, das eine Reihe von
Rechteckimpulsen enthält, von denen jeder an der ersten
Bezugsposition B75° (d. h. bei 75° vor dem oberen Totpunkt)
ansteigt und an der zweiten Bezugsposition B5° (d. h. bei
5° vor dem oberen Totpunkt) abfällt, und ein
Zylinderidentifizierungssignal SGC. Das somit erzeugte
Bezugssignal SGT wird der Periodenmeßeinrichtung 1 und der
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 eingegeben, während
das Zylinderidentifizierungssignal SGC der
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 eingegeben wird.
Die Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 identifiziert
die jeweiligen Zylinder auf der Grundlage des Pegels des
Zylinderidentifizierungssignals SGC an der jeweiligen
ersten und zweiten Bezugsposition eines jeden im
Bezugssignal SGT enthaltenen Impulses. Beispielsweise
identifiziert die Zylinderidentifizierungseinrichtung 5
den Zylinder entsprechend dem laufenden SGT Impuls wie
folgt, auf der Grundlage des Pegels des
Zylinderidentifizierungssignals SGC an der zweiten
Bezugsposition B5° eines vorausgehenden SGT Impulses und
an der ersten Bezugsposition B75° des laufenden SGT
Impulses. Falls die SGC Signalpegel an diesen
aufeinanderfolgenden beiden Punkten jeweils niedrig und
hoch sind (d. h. 0, 1) wird entschieden, daß der laufende
SGT Impuls einem ersten Zylinder #1 entspricht. Falls sie
hoch und niedrig sind (d. h. 1, 0) so entspricht der
laufende SGT Impuls einem dritten Zylinder #3. Falls sie
hoch und hoch sind (d. h. 1, 1) so entspricht er einem
vierten Zylinder #4 und falls sie niedrig und niedrig
sind, (d. h. 0, 0) entspricht er einem zweiten Zylinder #2.
Andererseits wird das Maschinenbetriebssignal D aus dem
nicht dargestellten Maschinenbetriebsensor der
Zielzündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung 2 eingegeben, die
auf dieser Grundlage einen Zielzündzeitpunkt Theta
berechnet, der einem Kurbelwinkel entspricht, bei dem die
Zündung erfolgen soll, in Einklang mit dem erfaßten
Betriebszustand der Maschine.
Die Zeitberechnungseinrichtung 3 berechnet, auf der
Grundlage des Zielzündzeitpunkts Theta und des
Periodensignals aus der Periodenmeßeinrichtung 1, einen
zeitlichen Winkelabstand von der laufenden ersten
Bezugsposition zu dem Zielzündzeitpunkt Theta, und gibt
diesen an die Zeitgebereinrichtung 4 ab, die abhängig von
dem Winkelabstand und dem Bezugssignal SGT ein
Zündregelsignal T für die Verteilereinrichtung 6 erzeugt.
Auf der Grundlage des Zündregelsignals T triggert die
Verteilereinrichtung 6 den Leistungstransistor 7 für den
zu regelnden Zylinder, um ihn zu einem Zeitpunkt
einzuschalten, bei dem eine vorgegebene Zeitspanne Ton
gegenüber der vorgegebenen Bezugsposition abgelaufen ist,
womit die Leistungszufuhr zu einer entsprechenden
Zündspule 8 beginnt, und schaltet ihn dann zu einem
Zeitpunkt ab, an dem eine vorgegebene Zeitspanne Ts
gegenüber der Bezugsposition abgelaufen ist, womit die
Leistungszufuhr zur Zündspule ausgeschaltet wird.
Die Ausschaltung der Leistungszufuhr wird
aufeinanderfolgend in der Reihenfolge der Zylinder #1, #3,
#4 und #2 durchgeführt. Ferner ändert sich der
Zielzündzeitpunkt T entsprechend dem
Maschinenbetriebszustand. Beispielsweise werden in den
Fällen, in denen der der zweiten Zündspule 8 für den
zweiten Zylinder #2 zugeführte Strom I2 gemäß Fig. 4
geregelt wird, der Leistungszufuhr-Einschaltpunkt und der
Leistungszufuhr-Ausschaltpunkt beide bei leichter oder
niedriger Maschinenlast im Sinne einer Zündverzögerung
geregelt, so daß eine Zeitdauer Ton1 gezählt ab der ersten
Bezugsposition B75°, gewählt wird. Andererseits werden bei
einer schweren oder hohen Maschinenlast sowohl der
Leistungszufuhr-Einschaltpunkt als auch der
Leistungszufuhr-Ausschaltpunkt im Sinne einer Frühzündung
geregelt, so daß eine Zeitdauer Ton2 ab der zweiten
Bezugsposition B5° eines vorausgehenden SGT Impulses für
den vorausgehenden Zylinder oder eine Zeitdauer Ton3 ab
der Abfallflanke des vorausgehenden Zündspulenstroms I1
(d. h. der Abschaltzeit der Leistungszufuhr zur Zündspule
für den vorausgehenden Zylinder) gewählt wird, damit die
Leistungszufuhr an einem Punkt vor der ersten
Bezugsposition B75° des in Frage stehenden gesteuerten
Zylinders gesteuert werden kann.
Auf diese Weise, indem die erste und zweite Bezugsposition
B75°, B5° oder der Zündzeitpunkt eines vorausgehend
gesteuerten Zylinders als Bezugspunkt verwendet werden,
wird ein Zielzündregelpunkt T einschließlich des
Leistungszufuhreinschaltpunkts Ton und des
Leistungszufuhrabschaltpunkts Ts geregelt, so daß die
Zylinder in einer üblichen zeitgebergesteuerten Weise
gezündet werden.
Diesbezüglich enthält die
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 im allgemeinen eine
Speichereinrichtung, um automatisch nach der ersten
Zylinderidentifizierung aufeinander folgende
Bezugssignalimpuls,
den übrigen Zylindern zeitlich zuzuordnen.
In diesem Falle wird jedoch, sobald ein Bezugssignalimpuls
für einen bestimmten Zylinder fehlidentifiziert wird, eine
Reihe von Bezugssignalimpulsen, die anschließend in die
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 eingegeben werden,
zusammen fehlidentifiziert, so daß die Zündregelung auf
der Grundlage einer falschen Zylinderidentifizierung
erfolgt.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, das vorstehend
aufgeführte Problem der bekannten Zündregelvorrichtung und
des zugehörigen Verfahrens, wie beschrieben, zu überwinden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und
verbesserte Zündregelvorrichtung und ein
Zündregelverfahren für eine Brennkraftmaschine zu
schaffen, die eine fortgesetzte, nicht ordnungsgemäße und
fehlerhafte Zündregelung, die sich aus einer
Fehlidentifizierung der Zylinder ergibt, in wirksamer
Weise verhindern können.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabenstellung ist gemäß
einem Aspekt der Erfindung eine Zündregelvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die eine Anzahl
Zündspulen aufweist, die mit den Zündkerzen zur Zündung
entsprechender Zylinder verbunden sind. Die Vorrichtung
ist gekennzeichnet durch: einen Signalgenerator zur
Erzeugung eines Bezugssignals, das mindestens einen
Bezugskurbelwinkel für jeden Zylinder der Maschine
darstellt und eines Zylinderkennungssignals; und eine
Zündregeleinrichtung zur Durchführung einer Zündregelung
der Zylinder auf der Grundlage von Ausgangssignalen des
Signalgenerators, und die Zündregeleinrichtung den Betrieb
eines jeden Zylinders auf
der Grundlage von Ausgangssignalen des Signalgenerators
identifiziert, auswertet, ob die Zylinderidentifizierung
korrekt ist, und die Leistungszufuhr zu den Zündspulen auf
der Grundlage des Ergebnisses der Auswertung regelt.
Die Zündregeleinrichtung regelt einen
Leistungszufuhrbeginn, derart, daß sie, falls entschieden
wird, daß die Zylinderidentifizierung korrekt ist, die
Leistungszufuhr zur Zündspule für einen zu regelnden
Zylinder an einem Zeitpunkt nach einer vorgegebenen
Zeitspanne ab einer ersten Bezugsposition in einer
zeitgebergesteuerten Weise beginnt, und daß, falls
entschieden wird, daß die Zylinderidentifizierung nicht
korrekt ist, sie die Leistungszufuhr entweder an einer
zweiten Bezugsposition ohne Verwendung einer
Zeitgebersteuerung beginnt, falls ein Zeitpunkt des
Beginns der Leistungszufuhr früher als die zweite
Bezugsposition ist, oder an einem Zeitpunkt nach einer
vorgegebenen Zeitspanne ab der zweiten Bezugsposition in
einer zeitgebergesteuerten Weise, falls der Zeitpunkt der
Beginn der Leistungszufuhr später als die zweite
Bezugsposition ist.
Vorzugsweise umfaßt die Zündregelvorrichtung eine
Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung zur Berechnung
geeigneter Zündregelzeitpunkte für jeden Zylinder der
Maschine auf der Grundlage von Ausgangssignalen aus dem
Signalgenerator und des Betriebszustands der Maschine, und
Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals; eine
Zeitgebereinrichtung zur Einstellung einer Zeitspanne zur
Einschaltung und/oder Ausschaltung der Leistungszufuhr zu
den Zündspulen auf der Grundlage des Bezugssignals aus dem
Signalgenerator und des Ausgangssignals aus der
Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung; eine
Zylinderidentifizierungseinrichtung zur Identifizierung
mindestens einer Bezugsposition der Zylinder auf der
Grundlage des Bezugssignals und des
Zylinderkennungssignals aus dem Signalgenerator und
Erzeugung eines entsprechenden Zylinderkennungssignals;
eine Zylinderkennung-Auswerteinrichtung zur Auswertung,
auf der Grundlage des Zylinderkennungssignals aus der
Zylinderidentifizierungseinrichtung , ob die
Identifizierung des Zylinders korrekt ist; und einen
Regler zur Regelung der Einschalt- und Ausschaltzeit für
die Zündspulen auf der Grundlage der Ausgangssignale der
Zeitgebereinrichtung, der
Zylinderkennung-Auswerteinrichtung und Signalgenerators in
der vorstehenden Weise.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein
Zündregelverfahren für eine Brennkraftmaschine geschaffen,
das einen Signalgenerator verwendet, der ein Bezugssignal
erzeugt, das mindestens eine Bezugsposition eines jeden
Maschinenzylinders und ein Zylinderkennungssignal
darstellt. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die
Schritte: aufeinanderfolgendes Identifizieren, auf der
Grundlage des Bezugssignals und des
Zylinderkennungssignals aus dem Signalgenerator, welcher
Zylinder sich in der Bezugsposition befindet; Auswertung,
ob die Identifizierung des Zylinders korrekt ist; und
Durchführung einer Zündregelung auf der Grundlage der
Ergebnisse der Auswertung.
Der Verfahrensschritt einer Durchführung der Zündregelung
auf der Grundlage des Ergebnisses der Auswertung umfaßt
die Schritte: Durchführung einer Zündregelung in einer
zeitgebergesteuerten Weise, falls die
Zylinderidentifizierung korrekt ist; Bestimmung, ob eine
Zündzeitpunktregelung früher als eine erste Bezugsposition
ist, falls die Zylinderidentifizierung nicht korrekt ist;
Beginn, falls die Zündzeitpunktregelung früher als die
erste Bezugsposition ist, einer Zündregelung an der ersten
Bezugsposition ohne Verwendung einer Zeitgeberregelung;
und Beginn, falls die Zündzeitpunktregelung später als die
erste Bezugsposition ist, einer Zündregelung zu einem
Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab der ersten
Bezugsposition in einer zeitgebergesteuerten Weise.
Vorzugsweise umfaßt der Schritt der Auswertung, ob die
Zylinderidentifizierung korrekt ist, folgende Schritte:
Vergleich einer laufenden Zylinderkennung mit einer
vorausgehenden Zylinderkennung; Entscheidung, daß die
laufende Zylinderkennung korrekt ist, falls eine
Ubereinstimmung zwischen der laufenden und der
vorausgehenden Zylinderkennung vorliegt; Entscheidung, daß
die laufende Zylinderkennung korrekt ist, falls eine
Übereinstimmung zwischen der laufenden und der
vorausgehenden Zylinderkennung vorliegt; und Wiederholung
des obigen Vergleichschrittes, bis eine Übereinstimmung
zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden
Zylinderkennungen vorhanden ist.
Vorzugsweise soll die Zündregelung den Zeitpunkt des
Beginns der Leistungszufuhr zu den Zündspulen regeln, und
der Zündregelzeitpunkt ist der Zeitpunkt des Beginns der
Leistungszufuhr.
Die vorstehenden und weitere Aufgabenstellungen, Merkmale
und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung
mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigen
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der
allgemeinen Anordnung einer erfindungsgemäßen
Zündregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine Ablaufdarstellung eines Zündregelverfahrens
für eine Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung,
wie sie durch die Vorrichtung nach Fig. 1
ausgeführt wird,
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der
allgemeinen Anordnung einer bekannten
Zündregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 4 eine Zeitablaufdarstellung, die ein Bezugssignal
SGT und ein Zylinderidentifizierungssignal SGC
darstellt, das durch einen Signalgenerator
gemäss Fig. 1 oder Fig. 3 erzeugt wird, und
Fig. 5 eine Zeitablaufdarstellung, die die Beziehung
zwischen dem Bezugssignal und den
Zündspulenströmen darstellt, die in den
Zündspulen der Fig. 1 oder der Fig. 3 fließen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr
im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug
genommen, in der schematisch der allgemeine Aufbau einer
erfindungsgemäßen Zündregelvorrichtung dargestellt ist.
Die dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung enthält
einen Signalgenerator SG, der identisch mit jenem der Fig.
3 ist und eine elektronische Maschinenregeleinheit (ECU)
10′ in Gestalt eines Mikrocomputers zur Steuerung, über
jeweilige Leistungstransistoren 7, der Leistungszufuhr zu
einer Anzahl Zündspulen 8, wovon jede für einen
entsprechenden Zylinder oder einen Satz Zylinder einer
Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die
Maschinenregeleinheit 10′ enthält eine
Periodenmeßeinrichtung 1, eine
Zielzündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung 2, eine
Zeitberechnungseinrichtung 3, eine Zeitgebereinrichtung 4
und eine Zylinderidentifizierungseinrichtung 5, die
bezüglich ihres Betriebs alle den entsprechenden Elementen
1 bis 5 der bekannten Zündregelvorrichtung der Fig. 3
ähnlich sind. Die erfindungsgemäße Maschinenregeleinheit
10′ enthält ferner eine Zylinderkennung-Auswerteinrichtung
9 zur Auswertung, ob die Identifizierung der Zylinder
korrekt oder nicht korrekt ist, und einen Regler 11 zur
Regelung, auf der Grundlage der Ausgangssignale aus dem
Signalgenerator SGC, der Zeitgebereinrichtung 4 und der
Zylinderkennung-Auswerteinrichtung 9, der Betriebsvorgänge
(Ein und Aus) der Leistungstransistoren 7, um dadurch den
Leitungszustand einer jeden Zündspule 8 zu steuern.
Insbesondere erzeugt der Signalgenerator SGC ein
Bezugssignal SGT , das eine Reihe von Rechteckimpulsen
hat, wovon jeder einem entsprechenden Zylinder einer
Anzahl Zylinder (in der dargestellten Ausführungsform 4)
zugeordnet ist, sowie ein Zylinderidentifizierungssignal
SGC synchron zum Umlauf einer Brennkraftmaschine, wie in
Fig. 4 dargestellt ist. An der ersten Bezugsposition oder
dem Kurbelwinkel (d. h. der Anstiegsflanke von B75°) eines
SGT
Impulses, identifiziert die
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 den Zylinder
entsprechend einem laufenden SGC Impuls auf der Grundlage
einer Kombination der Spannungspegel des SGC Signals an
jeweils der zweiten Bezugsposition oder dem Kurbelwinkel
(d. h. der Abfallflanke von B5°) des letzten oder
vorausgehenden SGT-Impulses und am ersten
Bezugskurbelwinkel (beispielsweise B75°) des laufenden SGT
Impulses, wie er vorausgehend unter Bezugnahme auf die
Zündregelvorrichtung gem. Fig. 3 beschrieben wurde. Sobald
der Zylinder, der dem laufenden SGC Impuls entspricht, in
dieser Weise identifiziert worden ist, können die
Zylinder, die den nachfolgenden SGT Impulsen entsprechen,
die aufeinanderfolgend anschließend auftreten, automatisch
auf der Grundlage der vorbestimmten Reihenfolge des
Betriebs der Zylinder identifiziert werden, und die somit
erhaltenen Ergebnisse werden in einem nicht dargestellten
Speicher gespeichert, wie bei der vorstehend aufgeführten
bekannten Zündregelvorrichtung nach Fig. 3. Anschließend
führt die Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 am ersten
Bezugskurbelwinkel des nachfolgenden SGT lmpulses wiederum
eine Zylinderidentifizierung in der gleichen Weise durch.
Anschließend wertet die Auswerteinrichtung 9 diesen
Zeitpunkt die Zylinderidentifizierung wie folgt aus. Dabei
wird diese oder laufende Zylinderidentifizierung mit der
letzten oder vorausgehenden Zylinderidentifizierung
verglichen, die am ersten Bezugskurbelwinkel des letzten
oder vorausgehenden SGT Impulses erfolgte. Falls die
laufende Zylinderidentifizierung mit der vorausgehenden
Zylinderidentifizierung übereinstimmt, wird entschieden,
daß die laufende und die vorausgehende
Zylinderidentifizierungen richtig und genau sind, so daß
die Zylinderidentifizierung beendet ist. Falls
andererseits eine Übereinstimmung zwischen ihnen vorliegt,
so wird entschieden, daß entweder eine oder beide
Zylinderidentifizierungen nicht korrekt und ungenau sind,
und die Zylinderidentifizierung wird fortgesetzt, bis eine
Übereinstimmung zwischen ihnen vorliegt. Somit führt die
Auswerteinrichtung 11 eine Auswertung der
Zylinderidentifizierung durch und erzeugt ein
entsprechendes Ausgangssignal über den Regler 11.
Diesbezüglich können die Zylinderidentifizierung und somit
die Auswertung derselben stattdessen fortgesetzt werden,
bis eine Übereinstimmung aufeinanderfolgend eine bestimmte
Anzahl von Malen (beispielsweise mehrmals) erhalten wird.
Dabei ist anzumerken, daß die Periodenmeßeinrichtung 1,
die Zielzündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung 2 und die
Zeitberechnungseinrichtung 3 zusammen eine erfindungsgemäß
beanspruchte Zündregelvorrichtung bilden.
Fig. 2 stellt ein Zeitsteuerprogramm eines
Zündregelverfahrens dar, das durch die Vorrichtung nach
Fig. 1 in Einklang mit der Erfindung durchgeführt wird.
Der Betrieb der vorstehend aufgeführten
Zündregelvorrichtung oder des dadurch ausgeführten
erfindungsgemäßen Zündregelverfahrens wird nunmehr im
einzelnen unter Bezugnahme auf die Ablaufdarstellung der
Fig. 2 beschrieben.
Gem. Fig. 2, nachdem die
Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 die
Zylinderidentifizierung auf der Grundlage des
Bezugssignals SGT und des Zylinderidentifizierungssignals
SGC aus dem Signalgenerator SG wie vorstehend beschrieben,
durchgeführt hat, wertet zunächst in der Stufe S1 die
Bewertungseinrichtung 9 die Zylinderidentifizierung aus
oder entscheidet, ob die Zylinderidentifizierung korrekt
und genau ist, wie vorstehend erläutert wurde. Ist die
Antwort "JA" so führt der Regler 11 die übliche oder
normale Zündregelung unter Einwirkung der
Zeitgebereinrichtung 4 aus. Das heißt, die Leistungszufuhr
zu einer entsprechenden der Zündspulen 8 wird unter
üblicher Zeitgeberregelung zu einem Zeitpunkt nach dem
Ablauf einer Zeit Ton1 nach der ersten Bezugsposition oder
einem Kurbelwinkel (beispielsweise B75°) eines laufenden
SGT Impulses, oder nach einer Zeit Ton2 ab der zweiten
Bezugsposition oder dem Kurbelwinkel (beispielsweise B5°)
des vorausgehenden SGT Impulses, oder nach einer Zeit Ton3
nach der Abfallflanke des vorausgehenden oder letzten
Impulses des Zündspulenstroms I1 oder I2 (d. h. des letzten
Zündpunkts) jeweils begonnen, wie im Fall des vorausgehend
beschriebenen bekannten Zündregelverfahrens gem. Fig. 5.
Ist andererseits die Antwort in der Stufe S1 "NEIN" (das
heißt, es wird entschieden, daß die Zylinderidentifizierung
nicht korrekt ist), so entscheidet dann in der Stufe S3
der Regler 11 auf der Grundlage einer Zündregelzeit T aus
der Zeigebereinrichtung 4, ob der Zeitpunkt für den Beginn
der Leistungszufuhr zur Zündspule 8 für einen zu regelnden
Zylinder gegenüber dem ersten Bezugskurbelwinkel B75°
eines laufenden SGT Impulses voreilt.
Ist die Antwort in der Stufe S3 "JA", so beginnt in der
Stufe S4 der Regler 11 die Leistungszufuhr zur Zündspule 8
für einen zu regelnden Zylinder am ersten
Bezugskurbelwinkel B75° des laufenden SGT Impulses. Der
geregelte Zylinder wird bestimmt auf der Grundlage der
laufenden Zylinderidentifizierung, die am ersten
Bezugskurbelwinkel B75° des laufenden SGT Impulses
erfolgt. Somit werden in diesem Fall die Zeitdauern Ton2
oder Ton3 für den Beginn der Leistungszufuhr nicht
verwendet, und die Leistungszufuhr zu der in Frage
stehenden Zündspule 8 wird zwangsweise am ersten
Bezugskurbelwinkel B75° begonnen. Infolgedessen kann ein
fehlerhafter Beginn der Leistungszufuhr zu einem früheren
Zeitpunkt als am ersten Bezugskurbelwinkel B75° infolge
einer nicht korrekten oder ungenauen
Zylinderidentifizierung vermieden werden.
Ist dagegen die Antwort in der Stufe S3 ein "NEIN" (d. h.
der Zeitpunkt des Beginns der Leistungszufuhr liegt später
als der erste Bezugskurbelwinkel B75° des laufenden SGT
Impulses), so wird in der Stufe S5 die Leistungszufuhr zu
der in Frage stehenden Zündspule 8 unter der üblichen
Zeitgeberregelung nach dem Ablauf einer Zeitspanne Ton1 ab
dem ersten Bezugskurbelwinkel B75° begonnen. Das heißt,
selbst vor einer korrekten Zylinderidentifizierung kann
die Leistungszufuhrregelung in gewöhnlicher, mittels
Zeitgeber geregelten Weise ohne jede Schwierigkeit
durchgeführt werden, falls der Zeitpunkt der Beginn der
Leistungszufuhr später als der erste Bezugskurbelwinkel
B75° des laufenden SGT Impulses liegt. In diesem
Zusammenhang ist anzumerken, daß die
Zylinderidentifizierung am ersten Bezugskurbelwinkel B75°
des laufenden SGT Impulses erfolgt, das heißt, vor dem
Zeitpunkt, an dem die Leistungszufuhr tatsächlich begonnen
wird.
Obgleich in der vorstehenden Beschreibung das
erfindungsgemäße Zündregelverfahren durch die einzelnen
Elemente 1 bis 5, 9 und 11 der elektronischen Regeleinheit
10′ durchgeführt werden, kann sie mit Hilfe von Software
in Gestalt eines Regelprogramms durchgeführt werden, das
durch eine Zentraleinheit der elektronischen Regeleinheit
zur Erzielung der gleichen Ergebnisse ausgeführt wird.
Claims (7)
1. Zündregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit
einer Anzahl Zündspulen die an Zündkerzen zur Zündung
entsprechender Zylinder angeschlossen sind, und die
Vorrichtung umfaßt:
einen Signalgenerator (SG) zur Erzeugung eines Bezugssignals (SGT), das mindestens einen Bezugskurbelwinkel für jeden Zylinder der Maschine darstellt und eines Zylinderidentifizierungssignals (SGC); und
eine Zündregeleinrichtung (10′) zur Durchführung einer Zündregelung der Zylinder auf der Grundlage von Ausgangssignalen des Signalgenerators (SG), und die Zündregeleinrichtung den Betrieb eines jeden Zylinders auf der Grundlage von Ausgangssignalen des Signalgenerators (SG) identifiziert, auswertet, ob die Zylinderidentifizierung korrekt ist, und die Leistungszufuhr zu den Zündspulen (8) auf der Grundlage des Ergebnisses der Auswertung regelt.
einen Signalgenerator (SG) zur Erzeugung eines Bezugssignals (SGT), das mindestens einen Bezugskurbelwinkel für jeden Zylinder der Maschine darstellt und eines Zylinderidentifizierungssignals (SGC); und
eine Zündregeleinrichtung (10′) zur Durchführung einer Zündregelung der Zylinder auf der Grundlage von Ausgangssignalen des Signalgenerators (SG), und die Zündregeleinrichtung den Betrieb eines jeden Zylinders auf der Grundlage von Ausgangssignalen des Signalgenerators (SG) identifiziert, auswertet, ob die Zylinderidentifizierung korrekt ist, und die Leistungszufuhr zu den Zündspulen (8) auf der Grundlage des Ergebnisses der Auswertung regelt.
2. Zündregelvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündregeleinrichtung (10′) für den Beginn der
Leistungszufuhr derart regelt, daß sie, falls
entschieden wird, daß die Zylinderidentifizierung
korrekt ist, die Leistungszufuhr zur Zündspule (8) für
einen zu regelnden Zylinder an einem Zeitpunkt nach
einer vorgegebenen Zeitspanne ab einer ersten
Bezugsposition in einer zeitgebergesteuerten Weise
beginnt, und daß, falls entschieden wird, daß die
Zylinderidentifizierung nicht korrekt ist, sie die
Leistungszufuhr entweder an einer zweiten
Bezugsposition ohne Verwendung einer
Zeitgebersteuerung beginnt, falls ein Zeitpunkt des
Beginns der Leistungszufuhr früher als die zweite
Bezugsposition ist, oder an einem Zeitpunkt nach einer
vorgegebenen Zeitspanne ab der zweiten Bezugsposition
in einer zeitgebergesteuerten Weise, falls der
Zeitpunkt der Beginn der Leistungszufuhr später als
die zweite Bezugsposition ist.
3. Zündregelvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündregeleinrichtung (10′) umfaßt:
eine Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung (2) zur Berechnung geeigneter Zündregelzeitpunkte für jeden Zylinder der Maschine auf der Grundlage von Ausgangssignalen aus dem Signalgenerator (SG) und des Betriebszustands der Maschine, und Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals;
eine Zeitgebereinrichtung (4) zur Einstellung einer Zeitspanne zur Einschaltung und/oder Ausschaltung der Leistungszufuhr zu den Zündspulen (8) auf der Grundlage des Bezugssignals aus dem Signalgenerator (SG) und des Ausgangssignals aus der Zündzeitpunkt- Berechnungseinrichtung (2);
eine Zylinderidentifizierungseinrichtung (5) zur Identifizierung mindestens einer Bezugsposition der Zylinder auf der Grundlage des Bezugssignals (SGT) und des Zylinderidentifizierungssignals (SGC) aus dem Signalgenerator (SG) und Erzeugung eines entsprechenden Zylinderkennungssignals;
eine Zylinderkennung-Auswerteinrichtung (9) zur Auswertung, auf der Grundlage des Zylinderkennungssignals aus der Zylinderidentifizierungseinrichtung (5) , ob die Identifizierung des Zylinders korrekt ist; und
einen Regler (11) zur Regelung der Einschalt- und Ausschaltzeit für die Zündspulen (8) auf der Grundlage der Ausgangssignale der Zeitgebereinrichtung (4), der Zylinderkennung-Auswerteinrichtung (9) und des Signalgenerators (SG) in der vorstehenden Weise.
eine Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung (2) zur Berechnung geeigneter Zündregelzeitpunkte für jeden Zylinder der Maschine auf der Grundlage von Ausgangssignalen aus dem Signalgenerator (SG) und des Betriebszustands der Maschine, und Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals;
eine Zeitgebereinrichtung (4) zur Einstellung einer Zeitspanne zur Einschaltung und/oder Ausschaltung der Leistungszufuhr zu den Zündspulen (8) auf der Grundlage des Bezugssignals aus dem Signalgenerator (SG) und des Ausgangssignals aus der Zündzeitpunkt- Berechnungseinrichtung (2);
eine Zylinderidentifizierungseinrichtung (5) zur Identifizierung mindestens einer Bezugsposition der Zylinder auf der Grundlage des Bezugssignals (SGT) und des Zylinderidentifizierungssignals (SGC) aus dem Signalgenerator (SG) und Erzeugung eines entsprechenden Zylinderkennungssignals;
eine Zylinderkennung-Auswerteinrichtung (9) zur Auswertung, auf der Grundlage des Zylinderkennungssignals aus der Zylinderidentifizierungseinrichtung (5) , ob die Identifizierung des Zylinders korrekt ist; und
einen Regler (11) zur Regelung der Einschalt- und Ausschaltzeit für die Zündspulen (8) auf der Grundlage der Ausgangssignale der Zeitgebereinrichtung (4), der Zylinderkennung-Auswerteinrichtung (9) und des Signalgenerators (SG) in der vorstehenden Weise.
4. Zündregelverfahren für eine Brennkraftmaschine unter
Verwendung eines Signalgenerators (SG), der ein
Bezugssignal (SGT) erzeugt, das mindestens eine
Bezugsposition eines jeden der Maschinenzylinder
darstellt, und eines Zylinderidentifizierungssignals
(SGC), und das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
aufeinanderfolgendes Identifizieren, auf der Grundlage des Bezugssignals (SGT) und des Zylinderidentifizierungssignals (SGC) aus dem Signalgenerator (SG), welcher Zylinder sich in der Bezugsposition befindet;
Auswertung, ob die Identifizierung des Zylinders korrekt ist; und Durchführung einer Zündregelung auf der Grundlage der Ergebnisse der Auswertung.
aufeinanderfolgendes Identifizieren, auf der Grundlage des Bezugssignals (SGT) und des Zylinderidentifizierungssignals (SGC) aus dem Signalgenerator (SG), welcher Zylinder sich in der Bezugsposition befindet;
Auswertung, ob die Identifizierung des Zylinders korrekt ist; und Durchführung einer Zündregelung auf der Grundlage der Ergebnisse der Auswertung.
5. Zündregelverfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt zur Durchführung der Zündregelung auf der
Grundlage der Ergebnisse der Auswertung folgende
Schritte umfaßt:
Durchführung einer Zündregelung in einer zeitgebergesteuerten Weise, falls die Zylinderidentifizierung korrekt ist;
Bestimmung, ob eine Zündzeitpunktregelung früher als eine erste Bezugsposition ist, falls die Zylinderidentifizierung nicht korrekt ist;
Beginn, falls die Zündzeitpunktregelung früher als die erste Bezugsposition ist, einer Zündregelung an der ersten Bezugsposition ohne Verwendung einer Zeitgeberregelung; und
Beginn, falls die Zündzeitpunktregelung später als die erste Bezugsposition ist, einer Zündregelung zu einem Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab der ersten Bezugsposition in einer zeitgebergesteuerten Weise.
Durchführung einer Zündregelung in einer zeitgebergesteuerten Weise, falls die Zylinderidentifizierung korrekt ist;
Bestimmung, ob eine Zündzeitpunktregelung früher als eine erste Bezugsposition ist, falls die Zylinderidentifizierung nicht korrekt ist;
Beginn, falls die Zündzeitpunktregelung früher als die erste Bezugsposition ist, einer Zündregelung an der ersten Bezugsposition ohne Verwendung einer Zeitgeberregelung; und
Beginn, falls die Zündzeitpunktregelung später als die erste Bezugsposition ist, einer Zündregelung zu einem Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab der ersten Bezugsposition in einer zeitgebergesteuerten Weise.
6. Zündsteuerverfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Auswertungsschritt, ob die Zylinderidentifizierung
korrekt ist, folgende Schritte umfaßt:
Vergleich einer laufenden Zylinderkennung mit einer vorausgehenden Zylinderkennung;
Entscheidung, daß die laufende Zylinderkennung korrekt ist, falls eine Übereinstimmung zwischen der laufenden und der vorausgehenden Zylinderkennung vorliegt;
Entscheidung, daß die laufende Zylinderkennung nicht korrekt ist, falls eine Übereinstimmung zwischen der laufenden und der vorausgehenden Zylinderkennung vorliegt; und
Wiederholung des obigen Vergleichschrittes, bis eine Übereinstimmung zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zylinderkennungen vorhanden ist.
Vergleich einer laufenden Zylinderkennung mit einer vorausgehenden Zylinderkennung;
Entscheidung, daß die laufende Zylinderkennung korrekt ist, falls eine Übereinstimmung zwischen der laufenden und der vorausgehenden Zylinderkennung vorliegt;
Entscheidung, daß die laufende Zylinderkennung nicht korrekt ist, falls eine Übereinstimmung zwischen der laufenden und der vorausgehenden Zylinderkennung vorliegt; und
Wiederholung des obigen Vergleichschrittes, bis eine Übereinstimmung zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zylinderkennungen vorhanden ist.
7. Zündregelverfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündregelung den Zeitpunkt des Beginns der
Leistungszufuhr zu den Zündspulen regeln soll, und daß
die Zündzeitpunktregelung den Zeitpunkt des Beginns
der Leistungszufuhr darstellt.
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