DE4128909C2 - Verfahren zur Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einen Fahrzeugmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren zur Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine ist aus der DE 39 08 694 A1 bekannt. Ein Signalgenerator erzeugt ein Referenzsignal mit zwei Bezugskurbelwinkeln und ein Zylinder-Identifikationssignal. Und eine Steuereinheit steuert den Zündzeitpunkt von drei Zylindern in Abhängigkeit von diesen Signalen. Das Zylinder- Identifikationssignal besitzt in den Intervallen zwischen den ersten und zweiten Bezugskurbelwinkeln in dem Referenzsignal eine Anzahl von Impulsen, die mittels der Steuereinheit zur Bestimmung einer Start- Zylinderidentifikation ausgewertet werden. In einer Speichereinrichtung ist ein Programm gespeichert, welches die Gesamtsumme von ansteigenden und abfallenden Flanken des Zylinder-Identifikationssignals zählt und vergleichen kann und dadurch eine Zündabfolge für die Zylinder bestimmen kann. Insbesondere bestimmt die Steuereinheit dabei, ob sich ein erkannter Zylinder im Ausstoßhub oder im Verdichtungshub befindet, und bewirkt eine Leistungszufuhr an eine Zündkerze in Abhängigkeit von dieser Bestimmung. Ferner kann die Steuereinheit, wenn sie einen bestimmten Start-Zylinder und dessen Betriebszustand (Verbrennungshub oder Ausstoßhub) erkannt hat, die einzelnen Betriebszustände der übrigen Zylinder anschließend auf der Basis des erkannten Start- Zylinders erkennen, und zwar wiederum auf Grundlage der ansteigenden und abfallenden Flanken des Referenzsignals in einer speziellen Betriebsperiode. Dieses Verfahren zur Bestimmung von Zylindern gerät jedoch völlig außer Tritt, wenn die Start-Zylinderidentifikation, beispielsweise durch ein fehlerhaft erzeugtes Referenzsignal oder Zylinderidentifikationssignal falsch erkannt wird. Wenn der Start-Zylinder falsch erkannt wird, setzt sich dieser Fehler nämlich für jede der folgenden speziellen Betriebsperioden fort. Der Fehler setzt sich dabei also sukzessive fort.

Die DE 39 16 024 A1 betrifft eine Klopfunterdrückungs- Einrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei der ein Signalgenerator vorgesehen ist, um Impulse mit einer Frequenz, die der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht, zu erzeugen. Aufgrund dieses vom Signalgenerator abgegebenen Impulssignals kann eine vorbestimmte Zündzeitpunkt-Charakteristik erzeugt werden. Ein Bezugsimpulsgeber ist vorgesehen, der über einen Zylinder- Wahlimpulsgeber Zylinder-Wahlimpulse ausgibt, die dazu verwendet werden, einen bestimmten Zylinder anzuzeigen, der ein Klopfphänomen erfährt. Zwar kann damit ein Zylinder identifiziert werden, der ein Klopfphänomen erfährt, jedoch wird dieser nicht als Start-Zylinder bezüglich einer Zündabfolge für die Zylinder verwendet. Hierbei werden jedoch keinerlei Vorkehrungen getroffen, zu überprüfen, ob das Signal, welches den klopfenden Zylinder anzeigt, tatsächlich auf Grundlage des Bezugssignals richtig erzeugt worden ist. Vielmehr ist das Verfahren darauf gerichtet, überhaupt einen klopfenden Zylinder richtig zu erfassen.

Wenn jedoch das Bezugssignal fehlerhaft erzeugt wird, wird zwangsweise ein fehlerhaftes Klopfsignal erzeugt.

Die DE 37 43 613 A1 betrifft eine Zündzeitpunkt- Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, wobei ein Signal zum Erzeugen eines Bezugssignals gemäß der Frequenz entsprechend einer Anzahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine erzeugt wird. Ferner wird ein Zylinder­ identifikationssignal zu dem von dem Drehzahlgenerator erzeugten Bezugssignal verwendet, um das Klopfen eines bestimmten Zylinders festzustellen. Wenn ein Klopfen auf Grundlage eines Beschleunigungssensors erfaßt wird, wird eine Zündzeitpunktverstellung zur Beseitigung des Klopfens vorgenommen. Auch hier werden keinerlei Vorkehrungen getroffen, zu überprüfen bzw. festzustellen, ob denn das Bezugssignal und das Zylinder-Identifikationssignal selbst oder deren zeitlicher Zusammenhang richtig ist. Auch hier muß man sich somit darauf verlassen, daß das Zylinder­ identifikationssignal und das Bezugssignal immer richtig erzeugt werden. Tritt jedoch beispielsweise eine fehlerhafte zeitliche Verschiebung des Bezugssignals gegenüber dem Zylinder-Identifikationssignal auf, so bewirkt dies zumindest für eine einmalige Klopferfassung einen Fehler.

Die DE 23 19 727 A1 betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Klopfregelung von Brennkraftmaschinen. Dieses Klopfsteuerungsverfahren ist insbesondere darauf gerichtet, eine Anpassung an verschiedene Betriebsparameter selbsttätig einzustellen. In einem Kennlinienfeld sind dabei veränderliche Kenngrößen aufgetragen, die sich bezüglich Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine ändern. Diese Kennlinienfelder sind adaptiv und mit ihnen ist eine Anpassung der Klopfregelung an verschiedene Betriebsparameter möglich. Fällt beispielsweise ein Klopfsensor eines Zylinders etwa durch Unterbrechung der Zuleitung aus, so ist dies am Kennlinienfeld daran erkenntlich, daß sich das Kennlinienfeld für diesen Zylinder adaptiv zu immer früheren Zündwinkeln annähert, so wie dies für einen normalen Betrieb unzulässig ist. Beispielsweise sind bei vier Zylindern im Kennlinienfeld, das in einer Speichereinrichtung gespeichert ist, vier Zündwinkel über Drehzahl und Last aufgetragen, die sich adaptiv in Abhängigkeit vom Klopfen ändern können. Somit wird für jeden Zylinder selbständig eine Zündzeitpunktanpassung auf Grundlage des erfaßten Klopfens durchgeführt. Auch hier muß man sich dabei jedoch darauf verlassen, daß der Zündwinkel bzw. der Zylinder richtig erkannt wird.

Somit muß also eine Zündzeitpunktsteuerung in der Lage sein, eine fehlerhafte Zündzeitpunktsteuerung zur Verbesserung der Sicherheit zu verhindern. Damit Mehrzylinder- Brennkraftmaschinen ordnungsgemäß arbeiten, muß die Zündung für jeden Zylinder also in vorgegebener Kolbenposition oder Drehwinkeln der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine stattfinden, d. h. zu Zeitpunkten, wenn jeder Kolben der Brennkraftmaschine sich bezüglich des oberen Todpunkts in vorgebenen Positionen befindet. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, wie bereits beschrieben, 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 herkömmliche Zündzeitpunktsteuervorrichtung 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 Referenzsignal SGT, das vorgegebene Kurbelwinkel oder Kurbelpositionen für jeden Zylinder angibt und ein Zylinderidentifizierungssignal SGC, das Rechteckimpulse zur Identifizierung der jeweiligen Zylinder enthält. Das Referenzsignal 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) Maschinenbetriebssensor 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 Referenzsignals SGT. Ein Zielzündzeitpunktrechner 2 berechnet, auf der Grundlage des Maschinenbetriebszustandsignal D, einen Zielzündzeitpunkt R 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 Referenzsignals SGT und des durch die Zeitberechnungseinheit 3 berechneten zeitlichen Winkelabstands. Eine Zylinderidentifizierungseinrichtung 5 identifiziert, auf der Grundlage des Referenzsignals 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 Steuereinheit 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. A ist eine Zeitablaufdarstellung, die die Beziehung zwischen dem Referenzsignal SGT und dem Zylinderidentifizierungssignal SGC angibt, wobei B75° die erste Bezugsposition angibt, d. h. die Anstiegsflanke eines Impulses des Referenzsignals 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 Referenzsignals SGT, die bei einem Kurbelwinkel von 5° vor dem oberen Totpunkt vorliegt.

Hier sind das Referenzsignal 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 Referenzsignals 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 Referenzsignal 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 Referenzsignal 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 Referenzsignal 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 Referenzsignal 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 Maschinenbetriebssensor der Zielzündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung 2 eingegeben, die auf dieser Grundlage einen Zielzündzeitpunkt R 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 R und des Periodensignals aus der Periodenmeßeinrichtung 1, einen zeitlichen Winkelabstand von der laufenden ersten Bezugsposition zu dem Zielzündzeitpunkt R, und gibt diesen an die Zeitgebereinrichtung 4 ab, die abhängig von dem Winkelabstand und dem Referenzsignal 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 11 (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 Bezugssignalimpulse den übrigen Zylindern zeitlich zuzuordnen.

In diesem Falle wird doch, sobald ein Bezugssignalimpuls für einen bestimmten Zylinder fehlerhaft identifiziert wird, eine Reihe von Bezugssignalimpulsen, die anschließend in die Zylinderidentifizierungseinrichtung eingegeben werden, zusammen fehlerhaft identifiziert, so daß die Zündzeitpunktsteuerung auf der Grundlage einer falschen Zylinderidentifizierung bzw. einer falschen Zündabfolge erfolgt.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht somit darin,

• - ein Verfahren zur Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, bei der fehlerhafte Funktionen bei der Erzeugung oder der Erkennung des Referenzsignals und des Zylinderidentifikationssignals keine fehlerhafte Zündzeitpunktsteuerung bewirken können.

Erfindungsgemäß wird dieses technische Problem durch ein Verfahren zur Zündzeitpunktsteuerung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß werden nämlich gegenwärtige und vorangegangene Zündabfolgen bei einem Bezugskurbelwinkel des Referenzsignals verglichen und nur dann für den Zylinder, der auf den erkannten Start-Zylinder folgt, eine Leistungszufuhr bewirkt, wenn die gegenwärtigen nd vorangegangenen Zündabfolgen übereinstimmen. Damit wird insbesondere in vorteilhafter Weise verhindert, daß sich eine fehlerhafte Zylinderidentifikation sukzessive über mehrere Betriebsperioden hin fortsetzt und eine völlig unzureichende Zündzeitpunktsteuerung bewirkt wird. Wenn ein Fehler bei der Zuordnung der Zündfolgen festgestellt wird, kann dieser Fehler korrigiert werden, nämlich darin, daß die Zündabfolgen für die Zylinder solange für aufeinanderfolgende Bezugskurbelwinkel verglichen werden, bis eine Übereinstimmung der Zylinderabfolgen für zwei aufeinanderfolgende Bezugskurbelwinkel festgestellt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren sind in den beigefügten Unteransprüchen angegeben.

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 Zündregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die das erfindungsgemäße Zündzeitpunktsteuerverfahren ausführt;

Fig. 2 eine Ablaufdarstellung des 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 Referenzsignal 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 Referenzsignal 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 Zündzeitpunktvorrichtung dargestellt ist, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Die dargestellte 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 Impulses 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 keine 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 statt dessen 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 erfindungsgemäß 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 Referenzsignals SGT und des Zylinderidentifizierungssignals SGC aus dem Signalgenerator SG wie vorstehend beschrieben, durchgeführt hat, wertet zunächst in der Stufe S1 die Auswerteeinrichtung 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 53 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 (6)

1. Verfahren zur Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit einer Anzahl Zündspulen (8), die zur Zündung von entsprechenden Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind, umfassend:

• a) einen Signalgenerator (SG) zur Erzeugung
  • - eines Referenzsignals (SGT), welches einen ersten Bezugskurbelwinkel (B75°) und einen zweiten Bezugskurbelwinkel (B5°) der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine darstellt; und
  • - eines Zylinder-Indentifikationssignals (SGC);
• b) eine Speichereinrichtung zur Speicherung einer vorgegebenen Zündabfolge für die Zylinder (#1, #3, #4, #2);
• c) eine Steuereinheit zur Steuerung des Zündzeitpunktes (R) jedes Zylinders in Abhängigkeit von dem Referenzsignal (SGT) und dem Zylinder- Indentifikationssignal (SGC);
• d) Bestimmung einer Start-Zylinderidentifikation (#1- #4) zu jedem ersten Bezugskurbelwinkel (B75°) auf Grundlage einer Auswertung des Referenzsignals (SGT), des Zylinder-Identifikationssignals und einer erwarteten Zündabfolge auf der Grundlage der vorgegebenen Zündabfolge und der Start- Zylinderidentifikation;

gekennzeichnet durch:

• e) ein Vergleichen einer zu einem gegenwärtigen ersten Bezugskurbelwinkel (B75°) bestimmten gegenwärtig erwarteten Zündabfolge mit einer zu einem vorangegangenen ersten Bezugskurbelwinkel (B75°) bestimmten vorangegangenen erwarteten Zündabfolge;
• f) wobei bei Übereinstimmung der gegenwärtigen und der vorangegangenen Zündabfolge für den auf den Startzylinder folgenden Zylinder in der gegenwärtigen Zündabfolge eine Leistungszufuhr zur Zündspule des nächsten auf den Startzylinder folgenden Zylinders auslösbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (10′) den Beginn der Leistungszufuhr derart steuert, daß sie bei Übereinstimmung der Zündabfolgen die Leistungszufuhr zur Zündspule (8) für einen zu steuernden Zylinder an einem Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab einer ersten Bezugsposition (B75°) in einer zeitgebergesteuerten Weise beginnt, und daß sie bei fehlender Übereinstimmung der Zündabfolgen die Leistungszufuhr entweder an einer zweiten Bezugsposition (B5°) ohne Verwendung einer Zeitgebersteuerung beginnt, falls ein Zeitpunkt des Beginns der Leistungszufuhr früher als die zweite Bezugsposition (B5°) ist, oder an einem Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab der zweiten Bezugsposition (B5°) in einer zeitgebergesteuerten Weise, falls der Zeitpunkt der Beginn der Leistungszufuhr später als die zweite Bezugsposition (B5°) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (10′) ferner folgende Schritte ausführt:

• a) Berechnung geeigneter Zündzeitpunkte für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf der Grundlage des Referenzsignals (SGT) und des Betriebszustands der Brennkraftmaschine und Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals mittels einer Zündzeit -Berechnungseinrichtung;
• b) Einstellung einer Zeitspanne zur Einschaltung und/oder Ausschaltung der Leistungszufuhr an die Zündspulen (8) auf der Grundlage des Referenzsignals (SGT) des Signalgenerators (SG) und des Ausgangssignals aus der Zündzeitpunkt- Berechnungseinrichtung (2) mittels einer Zeitgebereinrichtung;
• c) Identifizierung mindestens einer Bezugsposition der Zylinder auf der Grundlage des Referenzsignals (SGT) des Signalgenerators (SG) und Erzeugung eines entsprechenden Zylinderkennungssignals mittels einer Zylinderidentifizierungseinrichtung (5);
• d) Auswertung auf der Grundlage des Zyliderkennungssignals aus der Zylinderidentifizierungseinrichtung (5), ob die Identifizierung (#1-#4) des Zylinders korrekt ist mittels einer Zylinderkennungs-Auserteeinrichtung und
• e) Regelung der Einschalt- und Ausschaltzeit für die Zündspulen (8) auf der Grundlage der Ausgangssignale der Zeitgebereinrichtung (4), der Zylinderkennung-Auswerteeinrichtung (9) und des Signalgenerators (SG) mittels eines Reglers (11).

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (10′) folgende Schritte ausführt:

• a) Durchführung einer Zündzeitpunktsteuerung in einer zeitgebergesteuerten Weise, wenn die Zündabfolgen übereinstimmen;
• b) Bestimmung, ob eine Zündzeitpunktsteuerung früher als eine erste Bezugsposition ist, wenn die Zündabfolgen nicht übereinstimmen;
• c) Beginn, falls die Zündzeitpunktsteuerung früher als die erste Bezugsposition ist, einer Zündzeitpunktsteuerung an der ersten Bezugsposition ohne Verwendung einer Zeitgebersteuerung; und
• d) Beginn, falls die Zündzeitpunktsteuerung später als die erste Bezugsposition ist, einer Zündzeitpunktsteuerung zu einem Zeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeitspanne ab der ersten Bezugsposition in einer zeitgebergesteuerten Weise.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Feststellung einer Übereinstimmung der Zündabfolgen bei der Zuordnung der Zylinderidentifizierungen (#1, #3, #4, #2) die folgenden Schritte durchgeführt werden:

• a) Vergleichen einer gegenwärtig bestimmten Zündabfolge für die Zylinder auf der Grundlage von gegenwärtig bestimmten Zylinderidentifizierungen mit einer früher bestimmten Zündabfolge für die Zylinder auf der Grundlage von früher bestimmten Zylinderidentifikationen;
• b) Feststellen, daß die gegenwärtig bestimmte Zündabfolge für die Zylinderrichtig ist, falls eine Übereinstimmung zwischen der gegenwärtigen und früheren bestimmten Zündabfolge für die Zylinder besteht;
• c) Bestimmen, daß die gegenwärtig bestimmte Zündabfolge für die Zylinder falsch ist, falls eine Abweichung zwischen den gegenwärtigen und früheren Zündabfolgen für die Zylinder besteht; und
• d) Wiederholen des obigen Vergleichsabschrittes bis eine Übereinstimmung zwischen wenigstens zwei aufeinanderfolgende für zwei Bezugskurbelwinkel (B5°) bestimmten Zündabfolgen für die Zylinder bestimmt wird.