DE4333617C2

DE4333617C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE4333617C2
Application number: DE4333617A
Authority: DE
Inventors: Takashi Matsuura
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2013-10-02
Also published as: DE4333617A1; GB9319821D0; JPH06123245A; GB2271441A; JP3404059B2; US5333583A; GB2271441B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraft maschine mit Direkteinspritzung und speziell eine Maßnahme gegen die Koinzidenz von Einspritzzeitpunkten für mehrere Zylinder während des Verbrennungsart-Umschaltbetriebs.

Bei einem Direkteinspritzermotor für ein Fahrzeug ist ein Einspritzer in einem Brennraum angeordnet, und ein Hoch druckkraftstoff wird aus dem Einspritzer direkt in einen Zylinder beim Verdichtungshub eingespritzt, der beginnt, wenn ein Spülkanal geschlossen wird, und endet, wenn die Zündung beginnt. Die Verbrennung im Zylinder findet auf zwei Arten statt, d. h. als Schichtverbrennung und als homogene Verbrennung. Die Schichtverbrennung erfolgt bei einem rela tiv späten Einspritzzeitpunkt im Leerlauf- oder im Niedrig- oder Mittellastbetrieb, während die homogene Verbrennung mit einem relativ frühen Einspritzzeitpunkt im Hochlastbetrieb durchgeführt wird. Wenn die Last von Niedrig- oder Mittel last zu Hochlast oder umgekehrt geändert wird, wird daher die Verbrennungsart von Schichtverbrennung zu homogener Ver brennung oder umgekehrt umgeschaltet.

Wenn die Verbrennungsart auf diese Weise umgeschaltet wird, wird der Einspritzzeitpunkt geändert. Es folgt nun eine Be schreibung der Art und Weise der Änderung des Einspritzzeit punkts mit der Umschaltung der Verbrennungsart bei einem Vierzylinder-Zweitaktmotor mit einer beispielsweisen Zünd folge: zweiter Zylinder (#2), erster Zylinder (#1), vierter Zylinder (#4) und dritter Zylinder (#3). Wenn die Verbren nungsart von Schichtverbrennung zu homogener Verbrennung um geschaltet wird und die Verbrennung im ersten Zylinder (#1) beginnt, nachdem die Schichtverbrennung im zweiten Zylinder (#2) ausgeführt wurde, liegt in diesem Fall der Einspritz zeitpunkt für den zweiten Zylinder relativ spät, da die Schichtverbrennung in diesem Zylinder (#2) durchgeführt wird. Für den ersten Zylinder dagegen liegt der Einspritz zeitpunkt relativ früh, da die homogene Verbrennung in die sem Zylinder (#1) durchgeführt wird. Daher kann der Ein spritzzeitpunkt für den zweiten Zylinder mit dem Einspritz zeitpunkt für den ersten Zylinder koinzident sein.

Dabei wird ein Impuls für den Einspritzzeitpunkt erzeugt und dem Einspritzer zugeführt. Eine Schwellenspannung, die höher als die Normalspannung der Stromversorgung ist, wird während einer ersten Schwellenspannungs-Beaufschlagungsperiode (z. B. 200 µs) für diesen Einspritzimpuls angelegt. Dadurch wird die Einleitung der Einspritzung durch den Einspritzer beschleunigt.

Wenn daher der Einspritzzeitpunkt für einen Zylinder mit demjenigen für einen anderen Zylinder koinzident ist und dann die erste Schwellenspannungs-Beaufschlagungsperiode für einen Einspritzimpuls mit derjenigen für den anderen Zylin der koinzident ist, erhöht sich die elektrische Last erheb lich. Infolgedessen fällt die Spannung ab, und das Betriebs verhalten des Einspritzers und die Einspritzinenge werden verschlechtert oder verringert.

Diese Situation kann beseitigt werden, indem die Kapazität der Stromversorgung erhöht wird. Da jedoch die Koinzidenz der Einspritzzeitpunkte sehr selten ist, ist mit einer Erhö hung der Versorgungskapazität unvermeidlich eine Kostener höhung verbunden.

Eine Maßnahme gegen eine solche Koinzidenz der Einspritz zeitpunkte ist in der JP 63-212 741 A beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzung wird im Normalbetrieb synchron mit der Motordrehzahl und während der Beschleunigung asynchron damit durchgeführt. Wenn eine asynchrone Ein spritzung während der synchronen Einspritzung verlangt wird, können die Zeitpunkte für diese Einspritzvorgänge eventuell miteinander koinzident sein. Normalerweise wird in diesem Fall die Koinzidenz dadurch vermieden, daß die letztgenannte Einspritzung verzögert wird.

Bei dem in dieser Druckschrift angegebenen System wird je doch der Einspritzzeitpunkt synchron oder asynchron mit der Motordrehzahl geändert. Somit ist dieses System vollkommen verschieden von einem System, bei dem der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der Verbrennungsart, also Schicht- oder homogene Verbrennung, geändert wird. Bei dem offenbarten System wird ferner die letztgenannte Einspritzung immer ver schoben, wenn die Einspritzzeitpunkte koinzident sind, so daß die Einspritzung unweigerlich um einen großen Betrag verzögert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfah rens und einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffein spritzung für einen Direkteinspritzer, wobei eine Koinzidenz des Einspritzzeitpunkts für einen Zylinder mit demjenigen für einen anderen Zylinder weitgehend verhindert wird, um dadurch eine Verschlechterung des Verbrennungs-Wirkungsgrads zu minimieren, die auf eine Änderung des Einspritzzeitpunkts zurückgeht, wenn der Einspritzzeitpunkt in Abhängkeit von der Verbrennungsart, also Schicht- oder homogene Verbren nung, geändert wird.

Gemäß der Erfindung wird daher ein Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit Di rekteinspritzung angegeben, die eine Vielzahl von Zylindern und eine Vielzahl von Einspritzern zur Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Zylinder hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Berechnen des Beginns der Ein spritzung zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder; Berechnen des Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginns, bei dem eine Schwellenspannung zum Starten der Kraftstoffein spritzung aus den Einspritzern angelegt wird, entsprechend dem jeweiligen Einspritzbeginn und Berechnen des Schwellen spannungs-Beaufschlagungsendes; Feststellen, ob eine erste Periode zwischen dem Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbe ginn und dem -Beaufschlagungsende für einen vorhergehenden Zylinder mit einer zweiten Periode zwischen dem Schwellen spannungs-Beaufschlagungsbeginn und dem Beaufschlagungsende für einen nachfolgenden Zylinder koinzident ist; und Modi fizieren der zweiten Periode so, daß sie früher oder später als die erste Periode ist, wenn die beiden Perioden koinzi dent sind.

Wenn der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der Ver brennungsart, also Schicht- oder homogene Verbrennung, ge ändert wird, wird festgestellt, ob die Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwellenspannungs-Beaufschlagung für den nachfolgenden Zylinder mit der Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwellenspannungs-Beaufschlagung für den vorhergehenden Zylinder koinzident ist. Wenn die beiden Perioden koinzident sind, wird die Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwellenspannungs-Beaufschla gung für den nachfolgenden Zylinder so modifiziert, daß sie früher oder später als die Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwellenspannungs-Beaufschlagung für den vor hergehenden Zylinder ist.

Dadurch kann verhindert werden, daß die elektrische Bela stung während des Verbrennungsart-Umschaltbetriebs stark an steigt. Infolgedessen wird ein Abfall der Spannung verhin dert, und eine Verschlechterung des Verbrennungs-Wirkungs grads, die durch die Änderung des Einspritzzeitpunkts her vorgerufen werden kann, wird minimiert. Das Verfahren nach der Erfindung kann eine zufriedenstellende Charakteristik des Betriebsverhaltens und eine verbesserte Verbrennungsart-Umschaltcharakteristik sicherstellen.

Da die Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwel lenspannungs-Beaufschlagung nur eine relativ geringfügige Modifikation verlangt, können Schwankungen der Motoraus gangsleistung und dergleichen während des Verbrennungsart-Umschaltbetriebs auf niedrige Werte begrenzt werden. Außer dem ist diese Steuerung relativ einfach, und die Koinzidenz der Schwellenspannungs-Beaufschlagungsperioden kann sicher verhindert werden, um die Mindesteinspritzperiode zu ge währleisten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftma schine mit Direkteinspritzung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm, das den allgemeinen Betrieb einer Steuervorrichtung gemäß dem Ausführungs beispiel zeigt;

Fig. 3 ein Blockbild der Steuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 ein Diagramm, das die Einspritzbeginn-Kurbelposi tion, die Kurbelposition des Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginns usw. zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, das einen modifizierten Zustand einer Einspritz-Kurbelposition in dem Fall zeigt, in dem ein Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn für einen nachfolgenden Zylinder einem Schwellen spannungs-Beaufschlagungsbeginn für einen vorher gehenden Zylinder vorhergeht;

Fig. 6 ein Diagramm, das einen modifizierten Zustand der Einspritz-Kurbelposition in dem Fall zeigt, in dem dem Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn für den nachfolgenden Zylinder der Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn für den vorhergehenden Zylinder vorhergeht; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das den Betrieb einer Koinzi denzdiskriminierungs/Modifikationseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend unter Be zugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein Zweitaktmotor mit Ben zindirekteinspritzung beschrieben. Ein Kolben 3 ist in einen Zylinder 2 des Zweitaktmotorgehäuses 1 hin- und hergehend eingebaut. Der Kolben 3 ist mit einer Kurbelwelle 5 in einem Kurbelgehäuse 4 über eine exzentrische Pleuelstange 6 ver bunden. Die Kurbelwelle 5 ist mit einem Gegengewicht 7 ver sehen, das die Trägheitskraft der Hin- und Herbewegung aus gleicht. Ein Brennraum 8 kann eine von verschiedenen Formen haben, z. B. versetzte oder Keilform haben. Ein Hochdruck-Einfacheinspritzer 10 ist in einer hohen Position nahe dem zentralen oberen Bereich des Brennraums 8 angeordnet. Der Einspritzer 10 öffnet nur während des Zeitraums (der Impuls dauer) des Empfangs eines Impulssignals. Eine Zündkerze 9 ist schräg angeordnet, so daß ihre Elektrode 9a direkt unter dem Einspritzer 10 in bezug auf die Einspritzrichtung liegt.

Die Strecke zwischen dem Einspritzer 10 und der Elektrode 9a ist unter Berücksichtigung eines konischen Kraftstoffnebels eingestellt, der unter niedriger oder mittlerer Last un mittelbar vor der Zündung eingespritzt wird. Wenn diese Strecke zu kurz ist, ist die Vergasung unbefriedigend. Wenn die Strecke zu lang ist, zerstreut sich der Kraftstoffnebel. Daher ist die Strecke auf einen Mittelwert eingestellt. Die Elektrode 9a zündet Funken hinter dem Nebel, so daß eine Schichtverbrennung durchgeführt werden kann. Da der Ein spritzer 10 im wesentlichen auf der Mittellinie des Zylin ders 2 liegt, wird außerdem eine große Kraftstoffmenge, die unter hoher Last in einem frühen Stadium eines Verdichtungs hubs eingespritzt wird, rasch durch den ganzen Bereich von der Mitte des Innenraums des Zylinders 2 ausgehend verteilt und gleichmäßig vorvermischt. Dadurch kann eine homogene Verbrennung erreicht werden.

Ein Auslaßkanal 11 mündet in den Zylinder 2 und wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt von dem Kolben 3 verschlossen. Eine Katalysatoreinheit 13 und ein Auspufftopf 14 sind in einer Abgasleitung 12, die von dem Auslaßkanal 11 ausgeht, angeordnet. Ein Auslaßdrehschieber 15 ist an dem Auslaßkanal 11 angebracht. Der Drehschieber 15 wird von einem Riemen 16 gedreht, der um die Kurbelwelle 5 geführt ist, wodurch der Auslaßkanal 11 geöffnet oder geschlossen wird. Wenn der Kolben 3 vom unteren Totpunkt aus nach oben geht, wird der Auslaßkanal 11 früher von dem Auslaßdrehschieber 15 als von dem Kolben 3 verschlossen. Somit kann der Zeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung in einer homogenen Verbrennungsart bei Hochlast auf einen früheren Zeitpunkt eingestellt werden.

Ein Spülkanal 17 öffnet in einer Position, die von dem Aus laßkanal 11 in Umfangsrichtung um 90° bis 180° versetzt ist. Der Spülkanal 17 wird von dem Kolben 3 zu vorbestimmten Zei ten geöffnet oder geschlossen. Eine Saugleitung 18 geht von dem Spülkanal 17 aus und enthält einen Luftfilter 19 und eine Drosselklappe 20, die sich entsprechend dem Betäti gungsgrad des Gaspedals öffnet. Eine Spülpumpe 21 befindet sich an der Abstromseite der Drosselklappe 20. Die Spülpumpe 21 wird von einem Riemen 22, der um die Kurbelwelle 5 ge führt ist, kontinuierlich angetrieben, so daß jederzeit ein Spüldruck erzeugt wird. Dabei ist ein Spiel vorgesehen, so daß die Drosselklappe 20 geringfügig öffnet, um ein Spülen mittels der Spülpumpe 21 zuzulassen. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 den Bereich dieses Spiels überschrei tet, öffnet die Drosselklappe 20 in Abhängigkeit vom Betä tigungsgrad des Gaspedals, wodurch der Luftdurchfluß gere gelt wird. Eine Zwangsspülwirkung ergibt sich durch den nur auf Luft basierenden Spüldruck, und Luft wird mit hohem Füllungsgrad zugeführt.

Der Einspritzer 10 ist mit einem Kraftstoffbehälter 30 durch eine Kraftstoffleitung 35 verbunden, die einen Filter 31, eine Kraftstoffpumpe 32, einen Kraftstoffdruckregler 33 und einen Kraftstoffspeicher 34 aufweist. Eine Rücklaufleitung 36 geht von dem Kraftstoffdruckregler 33 aus und ist mit dem Kraftstoffbehälter 30 verbunden. Der Kraftstoffdruckregler 33 regelt den Kraftstoffdruck im Einspritzer 10 durch Ein stellen des Rücklaufs des Hochdruckkraftstoffs von der Kraftstoffpumpe 32. Der Kraftstoffdruck ist niedrig, wenn die Last niedrig und die Luftfüllung gering ist, und umge kehrt. Ein Kraftstoffdrucksensor 45 erfaßt den Kraftstoff druck in der Kraftstoffleitung 35.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 werden ein Betriebs ablauf und Blöcke der Steuervorrichtung beschrieben.

In Schritt 101 werden ein Kurbelwinkel e, ein zu zündender Zylinder und ein Gaspedalbetätigungsgrad α von einem Kur belwinkelsensor 40, einem Zylindersensor 41 und einem Gas pedalbetätigungsgradsensor 42 detektiert. Ein Signal für den Kurbelwinkel θ wird einer Motodrehzahldetektiereinheit 51 zugeführt, woraufhin eine Motordrehzahl Ne detektiert wird. Außerdem werden das Signal für den Kurbelwinkel θ und ein Signal vom Zylindersensor 41 einer Kurbelpositionsdetektier einheit 52 zugeführt. Wenn also die Zylinder beispielsweise in der Reihenfolge dritter Zylinder (#3), zweiter Zylinder (#2), erster Zylinder (#1) und vierter Zylinder (#4) ge zündet werden, wird der entsprechend dieser Zündfolge zu zündende Zylinder diskriminiert, und eine Referenzposition des Zylinders vor dem oberen Totpunkt und dergleichen werden detektiert.

In Schritt 102 wird ein Kraftstoffdruck Pf durch den Kraft stoffdrucksensor 45 erfaßt und einer Kraftstoffdruckkon stante-Recheneinheit 63 und einer Einspritzer-Totzeit-Vorqabeeinheit 62 zugeführt. Eine Kraft stoffdruckkonstante K und eine Einspritzer-inaktiv-Ein spritzperiode Ts werden unter Bezugnahme auf eine Gitter tabelle, die vorher für den Kraftstoffdruck Pf eingerichtet wurde, vorgegeben.

In Schritt 103 werden Signale für die Motordrehzahl Ne und den Gaspedalbetätigungsgrad α einer Einspritzmengenrechen einheit 53 zugeführt. Eine Grundeinspritzmenge Gf entspre chend den Betriebsbedingungen wird aus einem Kennfeld für die Grundeinspritzmenge Gf abgerufen, die entsprechend der Motordrehzahl Ne und dem Gaspedalbetätigungsgrad α vorge geben ist.

Dann wird eine Einspritzperiode (Impulsdauer) Ti nach Maß gabe der Grundeinspritzmenge Gf, der Kraftstoffdruckkon stanten K und der Einspritzer-inaktiv-Einspritzperiode Ts wie folgt berechnet:

Ti = K · Gf + Ts.

In Schritt 104 werden das Signal für die Motordrehzahl Ne und ein Signal für die Grundeinspritzmenge Gf einer Ein spritzzeitpunkt-Bestimmungseinheit 54, einer Zündzeitpunkt-Bestimmungseinheit 55 und einer Verbrennungsart-Diskrimi nierungseinheit 56 zugeführt. In der Diskriminierungseinheit 56 ist ein Umschaltpunkt zwischen Schichtverbrennung und homogener Verbrennung vorher nach Maßgabe eines Ne-Gf-Kennfelds vorgegeben worden. Ein vorgegebenen Einspritzmen genwert Gfo und die Grundeinspritzmenge Gf für diesen Umschaltpunkt werden verglichen. Die Verbrennungsart wird als Schichtverbrennung im Fall von Gf < Gfo unter niedriger oder mittlerer Last und als homogene Verbrennung im Fall von GfGfo unter hoher Last angesehen. Ein Diskriminierungs signal für diese Verbrennungsart wird der Einspritzzeit punkt-Bestimmungseinheit 54 und der Zündzeitpunkt-Bestim mungseinheit 55 zugeführt.

In Schritt 105 hat die Einspritzzeitpunkt-Bestimmungseinheit 54 ein Kennfeld für den Einspritzzeitpunkt, der der Motor drehzahl Ne und der Grundeinspritzmenge Gf entspricht. Auf der Basis dieses Kennfelds werden eine Periode θie zwischen dem Einspritzende und der Zündung und ein Einspritzbeginn eis in der Schicht- bzw. der homogenen Verbrennungsart ab gerufen. Die Periode θie wird bei der Schichtverbrennung berechnet, weil die Einspritzung unmittelbar vor der Zündung unter Belassung einer vorbestimmten Vergasungsdauer beendet sein muß. Andererseits wird der Einspritzbeginn θis bei der homogenen Verbrennung berechnet, weil mit der Einspritzung in einer frühen Phase nach dem Schließen des Auslaßkanals begonnen werden muß.

Die Zündzeitpunkt-Bestimmungseinheit 55 weist ebenfalls ein Kennfeld für einen Zündzeitpunkt θq entsprechend der Motor drehzahl Ne und der Grundeinspritzmenge Gf auf. Auf der Basis dieses Kennfelds wird der Zündzeitpunkt θq für jede Verbrennungsart abgerufen. Daher erfolgt die Schichtverbren nung unter Niedrig- oder Mittellast, und die homogene Ver brennung erfolgt unter Hochlast.

Bei der Schichtverbrennung werden Signale für die Ein spritzperiode Ti und die Periode θie zwischen dem Ein spritzende und der Zündung in Schritt 106 einer Einspritz kurbelposition-Vorgabeeinheit 57 zugeführt. Eine Einspritz beginn-Kurbelposition TS vor dem oberen Totpunkt wird nach Maßgabe der Einspritzperiode Ti, der Periode θie und eines Zündzeitpunkts ADV wie folgt berechnet:

TS = (Ti + θie)/n + ADV,

wobei n ein Zeitraum pro Kurbelwinkelgrad bei einer bestimm ten Motordrehzahl ist. Außerdem wird die Einspritzperiode Ti in ein Signal umgewandelt, das auf einer Kurbelwinkel-Referenzposition basiert.

Bei der homogenen Verbrennung dagegen werden die Signale für die Einspritzperiode Ti und den Einspritzbeginn eis der Einspritzkurbelposition-Vorgabeeinheit 57 zugeführt. Die Einspritzbeginn-Kurbelposition TS wird direkt nach Maßgabe des Zeitpunkts θis berechnet.

In Schritt 107 werden die Signale für die Einspritzbeginn-Kurbelposition TS und dergleichen einer Treibereinheit 58 zugeführt. Dann wird dem Einspritzer 10 ein Treibersignal zugeführt, woraufhin der Einspritzer 10 aktiviert wird.

Ein Signal für den Zündzeitpunkt θq wird einer Zündungs- Kurbelposition-Vorgabeeinheit 59 zugeführt, und Zündsignale für die Schließzeit und dergleichen entsprechend dem Zünd zeitpunkt θq werden nach Maßgabe der Kurbelwinkel-Referenz position berechnet. Diese Zündsignale werden einer Treiber einheit 60 zugeführt, woraufhin die Zündkerze 9 aktiviert wird.

Es folgt nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3-7 eine Be schreibung der Steuerung, um die Koinzidenz der Schwellen spannungs-Beaufschlagungszeitpunkte während des Verbren nungsart-Umschaltbetriebs zu verhindern. In der folgenden Beschreibung ist zur besseren Verdeutlichung jeder Zeitpunkt in eine Kurbelposition umgewandelt. Bei der Beschreibung der Zündfolge werden die Symbole x und y verwendet, um einen vorhergehenden Zylinder bzw. einen nachfolgenden Zylinder zu bezeichnen.

Erstens ist die Steuervorrichtung zur Vermeidung der Ko inzidenz mit einer Koinzidenzbestimmungseinheit 61 und einer Modifikationseinheit 62′ versehen, wie Fig. 3 zeigt. Die Ein heit 61 berechnet den Beginn der Schwellenspannungs-Beauf schlagung, bei dem eine Schwellenspannung angelegt wird, um den Einspritzerbetrieb zu starten; berechnet das Ende der Schwellenspannungs-Beaufschlagung; stellt fest, ob eine zweite Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwel lenspannungs-Beaufschlagung für den nachfolgenden Zylinder mit einer ersten Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwellenspannungs-Beaufschlagung für den vorhergehenden Zylinder koinzident ist; und modifiziert die zweite Beginn-bis-Ende-Periode für den nachfolgenden Zylinder, so daß sie früher oder später als die erste Beginn-bis-Ende-Periode für den vorhergehenden Zylinder ist, wenn die beiden Perioden koinzident sind.

Wie Fig. 7 zeigt, werden in Schritt 201 die folgenden Kur belpositionen erhalten. Die Einspritzbeginn-Kurbelposition TS entspricht dem Schwellspannungs-Beaufschlagungsbeginn gemäß Fig. 4. Ein Schwellenspannungs-Beaufschlagungsende TE wird erhalten durch Addition einer Schwellenspannungs-Be aufschlagungsperiode Ta zu dem Schwellenspannungs-Beauf schlagungsbeginn TS. In Fig. 7 bezeichnen TxS, TxE, TyS und TyE jeweils den Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn für den vorhergehenden Zylinder, das Beaufschlagungsende für den vorhergehenden Zylinder, den Beaufschlagungsbeginn für den nachfolgenden Zylinder und das Beaufschlagungsende für den nachfolgenden Zylinder.

Eine Spannungsquelle ist so ausgelegt, daß die Schwellen spannung zugeführt werden kann, wenn die Einspritzung in regelmäßigen Abständen durch den Einspritzer während des Höchstdrehzahlbetriebs der Maschine erfolgt. Jedes dieser regelmäßigen Intervalle wird als ein Minimumeinspritzdauer-Intervall Tm bezeichnet. Wenn dieses Intervall Tm kürzer gemacht wird, wird die Ausgangsspannung niedriger. Das Minimumeinspritzdauer-Intervall Tm wird mittels der Motor drehzahl Ne in eine Kurbelposition umgewandelt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird abgefragt, ob die Periode zwischen dem Beginn TyS und dem Ende TyE der Schwel lenspannungs-Beaufschlagung für den nachfolgenden Zylinder y mit einer Periode oder Zone D koinzident ist, die erhalten ist durch Addition des Minimumeinspritzdauer-Intervalls Tm zu der Periode zwischen dem Beginn TxS und dem Ende TxE der Schwellenspannungs-Beaufschlagung für den vorhergehenden Zylinder x.

In Schritt 202 wird abgefragt, ob TyS TxS gilt. Wenn das Ergebnis in Schritt 202 JA ist, wird in Schritt 203 abge fragt, ob TyE + Tm < TxS gilt. Wenn das Ergebnis in Schritt 203 JA ist, wird festgestellt, daß die Einspritzung für den nachfolgenden Zylinder y der Einspritzung für den vorher gehenden Zylinder x vorhergeht und die Schwellenspannungs-Be aufschlagungsperiode Ta mit der Zone D koinzident ist, wie Fig. 5 zeigt.

In diesem Fall wird die Einspritzbeginn-Position (oder die Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn-Position) TyS für den nachfolgenden Zylinder y zu einem Punkt vor der ge nannten Zone D in Schritt 204 verlagert, wie Fig. 5 zeigt. Eine neue Einspritzbeginn-Position (oder Schwellenspannungs- Beaufschlagungsbeginn-Position) TyS′ wird eingestellt auf

TyS′ = TyS - (TyE + Tm -T xS).

Wenn in Schritt 202 festgestellt wird, daß TyS TxS nicht gilt, wird in Schritt 205 abgefragt, ob TxE + Tm < TyS gilt. Wenn die Entscheidung in Schritt 205 JA ist, wird festge stellt, daß der Einspritzung für den nachfolgenden Zylinder y die Einspritzung für den vorhergehenden Zylinder x vorher geht und die Schwellenspannungs-Beaufschlagungsperiode Ta mit der Zone D koinzident ist, wie Fig. 6 zeigt.

In diesem Fall wird die Einspritzbeginn-Position (oder die Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn-Position) TyS für den nachfolgenden Zylinder y zu einem Punkt nach der vor genannten Zone D in Schritt 206 verlagert. Eine neue Ein spritzbeginn-Position (oder Schwellenspannungs-Beaufschla gungsbeginn-Position) TyS′′ wird eingestellt auf

TyS′′ = TxE + Tm.

Wenn die schwellenspannungs-Beaufschlagungsperiode Ta bei Umschaltung der Verbrennungsart koinzident ist, wird die Schwellenspannung nach Maßgabe der vorgenannten neuen Schwellenspannungs-Beaufschlagungsbeginn-Positionen TyS′ und TyS′′ angelegt, woraufhin der Kraftstoff aus dem Einspritzer 10 eingespritzt wird.

Bei der Erfindung kann verhindert werden, daß während des Verbrennungsart-Umschaltbetriebs die elektrische Last stark ansteigt. Infolgedessen wird ein Spannungsabfall verhindert, und eine Verschlechterung des Verbrennungs-Wirkungsgrads, die durch die Änderung des Zündzeitpunkts verursacht werden könnte, wird minimiert. Somit kann das Verfahren nach der Erfindung eine zufriedenstellende Charakteristik des Be triebsverhaltens und eine verbesserte Verbrennungsart-Um schaltcharakteristik gewährleisten.

Da die Periode zwischen dem Beginn und dem Ende der Schwel lenspannungs-Beaufschlagung nur eine relativ geringfügige Modifikation verlangt, können außerdem Schwankungen der Motorausgangsleistung während der Verbrennungsartumschaltung sehr klein gehalten werden. Diese Steuerung ist ferner relativ einfach, und die Koinzidenz der Schwellenspannungs-Be aufschlagungsperioden kann sicher vermieden werden, um die Mindesteinspritzperiode sicherzustellen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, die eine Vielzahl von Zylindern (2) und eine Vielzahl von Einspritzern (10) zur Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Zylinder auf weist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Berechnen der Beginnzeitpunkte (TS) der Boosterspannungs-Be aufschlagung, zu denen eine Spannung zum Auslösen der Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzern angelegt wird, und
Berechnen der Endzeitpunkte (TE) der Boosterspannungs-Beauf schlagung, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob eine erste Periode zwischen dem Beginn (TxS) und dem Ende (TxE) der Boosterspannungs-Beaufschlagung für einen vorher gehenden Zylinder (x) mit einer zweiten Periode zwischen dem Beginn (TyS) und dem Ende (TyE) der Boosterspannungs-Beauf schlagung für einen nachfolgenden Zylinder (y) koinzident ist;
daß die zweite Periode so modifiziert wird, daß sie früher oder später als die erste Periode zu liegen kommt, wenn die beiden Perioden koinzident sind, und
daß der Koinzidenzfeststellungsschritt die folgenden Schrit te aufweist:

- Berechnen eines Mindestzeitintervalls (Tm) für die Zu führung der Boosterspannung von einer Stromquelle,
- Feststellen, ob die zweite Periode mit einer Periode koinzident ist, die durch Addition des Mindestzeitin tervalls (Tm) zu der ersten Periode erhalten wird, und daß der Modifikationsschritt den folgenden Schritt aufweist: Verlagern der zweiten Periode zu einem Zeitpunkt vor oder nach der Periode, die durch Addition des Mindestzeitinter vall (Tm) zu der ersten Periode erhalten wurde, wenn die erste und die zweite Periode koinzident sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Koinzidenzfeststellungsschritt einen Schritt aufweist, in dem bestimmt wird, ob TyS TxSgilt, wobei TyS und TxS der Boosterspannungs-Beaufschlagungs beginn für den nachfolgenden Zylinder bzw. der Boosterspan nungs-Beaufschlagungsbeginn für den vorhergehenden Zylinder sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Koinzidenzfeststellungsschritt den Schritt aufweist, in dem bestimmt wird, ob TyE + Tm < TxSgilt, wenn festgestellt ist, daß TyS TxS gilt, wobei TyE und Tm das Boosterspannungs-Beaufschlagungsende für den nachfolgenden Zylinder bzw. das Mindestzeitintervall für die Stromversorgung sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Modifikationsschritt den Schritt aufweist, in dem TyS′ eingestellt wird auf TyS′ = TyS-(TyE + Tm-TXS)wenn festgestellt ist, daß TyE + Tm < TXS gilt, wobei TyS′ ein neuer, verlagerter Boosterspannungs-Beaufschlagungsbe ginn für den nachfolgenden Zylinder ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Koinzidenzfeststellungsschritt den Schritt aufweist, in dem festgestellt wird, ob TxE + Tm < TySgilt, wenn festgestellt ist, daß TyS TxS nicht gilt, wobei TyE das Boosterspannungs-Beaufschlagungsende für den nach folgenden Zylinder ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Modifikationsschritt den Schritt aufweist, in dem TyS′′ eingestellt wird auf TyS′′ = TxE + Tmwenn festgestellt ist, daß TxE + Tm < TyS gilt, wobei TyS′′ ein neuer, verlagerter Boosterspannungs-Beaufschlagungsbe ginn für den nachfolgenden Zylinder ist.

7. Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, die eine Vielzahl von Zylindern (2) und eine Vielzahl von Einspritzern (10) zur Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Zylinder auf weist, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
eine Spannungsbeaufschlagungszeitpunkt-Recheneinrichtung zum Berechnen von Beginnzeitpunkten (TS), zu denen eine Booster spannung zum Starten der Kraftstoffeinspritzung aus den Ein spritzern angelegt wird, und zum Berechnen der Endzeitpunkte (TE) der Boosterspannungsbeaufschlagung, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner auf weist:
eine Koinzidenzbestimmungseinheit (61), um festzustellen, ob eine erste Periode zwischen dem Beginn (TyS) und dem Ende (TyE) der Boosterspannungsbeaufschlagung für einen vorherge henden Zylinder (x) mit einer zweiten Periode zwischen dem Beginn (TxS) und dem Ende (TxE) der Boosterspannungsbeauf schlagung für einen nachfolgenden Zylinder (y) koinzident ist; und
eine Modifikationseinheit (62) zum Modifizieren der zweiten Periode derart, daß sie früher oder später als die erste Periode ist, wenn die beiden Perioden koinzident sind, daß die Koinzidenzbestimmungseinheit (61)

- Mittel zum Berechnen eines Mindestzeitintervalls (Tm) zur Zuführung der Boosterspannung von einer Spannungs quelle; und
- Mittel zum Feststellen, ob die zweite Periode mit einer Periode koinzident ist, die durch Addition des Mindest zeitintervalls (Tm) zu der ersten Periode erhalten wird, und

daß die Modifikationseinheit (62) aufweist:

- Mittel zum Verlagern der zweiten Periode zu einem Zeit raum vor oder nach der Periode, die durch Addition des Mindestzeitintervalls (Tm) zu der ersten Periode er halten wird, wenn die beiden Perioden koinzident sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Koinzidenzbestimmungseinheit Mittel aufweist, um festzustellen, ob TyS TxSgilt, wobei TyS und TxS der Boosterspannungs-Beaufschla gungsbeginn für den nachfolgenden Zylinder bzw. der Boosterspannungs-Beaufschlagungsbeginn für den vorhergehenden Zylinder sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Koinzidenzbestimmungseinheit Mittel aufweist, um festzustellen, ob TyE + Tm < TxSgilt, wenn festgestellt ist, daß TyS TxS gilt, wobei TyE und Tm das Boosterspannungs-Beaufschlagungsende für den nachfolgenden Zylinder bzw. das Mindestzeitintervall für die Stromversorgung sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Modifikationseinheit Mittel auf weist, um TyS′ einzustellen auf TyS′ = TyS - (TyE + Tm - TxS)wenn festgestellt ist, daß TyE + Tm < TxS gilt, wobei TyS′ ein neuer, verlagerter Boosterspannungs-Beaufschlagungsbe ginn für den nachfolgenden Zylinder ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Koinzidenzbestimmungseinheit Mittel aufweist, um festzustellen, ob TxE + Tm < TySgilt, wenn festgestellt ist, daß TyS TxS nicht gilt, wobei TyE das Boosterspannungs-Beaufschlagungsende für den nach folgenden Zylinder ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Modifikationseinheit Mittel auf weist, um TyS′′ einzustellen auf TyS′′ = TxE + Tmwenn festgestellt ist, daß TxE + Tm < TyS gilt, wobei TyS′′ ein neuer verlagerter Boosterspannungs-Beaufschlagungsbe ginn für den nachfolgenden Zylinder ist.