DE4342333A1 - Steuereinrichtung für die zylinderindividuelle Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Das SAE-Technical Paper 920641 befaßt sich mit Traction-Control bzw. der Antriebsschlupfregelung ASR mit Hilfe der Ausblendung von Ein­ spritzimpulsen. Dabei ist auch ein rollierendes Ausblendmuster vor­ gesehen, derart, daß zum Zweck einer feinen Abstufung bei der Redu­ zierung des Antriebsmomentes auch Ausblendungen nur alle zwei Nockenwellenumdrehungen vorgesehen sind.

Dieser Stand der Technik befaßt sich nicht mit einem Wechsel der Ausblendmuster. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, vorteilhafte Lösungen aufzuzeigen, wie der Übergang zwischen verschiedenen Aus­ blendmustern, d. h. bei einem Reduzierstufenwechsel, optimal be­ herrschbar ist.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung nach dem Hauptanspruch wird eine Losung aufgezeigt, wie ein Wechsel der Reduzierstufe im Hinblick auf Fahrkomfort und schadstoffarmes Abgas optimiert sein kann. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus den im folgenden näher beschriebenen und er­ läuterten Ausführungsbeispielen.

Zeichnung

Es zeigen

Fig. 1 ein grobes Übersichtsschaubild eines Antriebsschlupfregel­ systems (ASR) mit einem Eingriff in Kraftstoffzufuhr und Zündung ei­ ner Brennkraftmaschine,

Fig. 2 drei sequentielle Einspritzbilder mit und ohne Einspritz­ ausblendungen,

Fig. 3 ein Ausblendmuster, in dem für acht verschiedene Reduzier­ stufen die Ausblendungen über jeweils zwei Nockenwellenumdrehungen dargestellt sind,

Fig. 4 ein weiteres sequentielles Einspritzbild mit einem nach einem ersten Verfahren betriebenen Reduzierstufenwechsel,

Fig. 5 drei Ausblendmuster zur Erläuterung eines zweiten Verfah­ rens bei einem Reduzierstufenwechsel,

Fig. 6 eine Erläuterung des zweiten Verfahrens des Reduzierstu­ fenwechsels mittels einer Vektordarstellung,

Fig. 7 eine spezielle Vektordarstellung zur Verdeutlichung eines speziellen Falles bei einem Reduzierstufenwechsel,

Fig. 8 und 9 die Einspritzbilder in Verbindung mit dem ersten und zweiten Verfahren bei einem Reduzierstufenwechsel,

Fig. 10 eine Entscheidungstabelle in Verbindung mit dem Reduzier­ stufenwechsel nach dem zweiten Verfahren in Verbindung mit der Vek­ tordarstellung,

Fig. 11 eine gegenüber der Darstellung von Fig. 10 vereinfachte, jedoch umfassendere Tabelle,

Fig. 12 ein dreiteiliges Flußdiagramm zur Darstellung des Redu­ zierstufenwechsels nach dem zweiten Verfahren, ergänzt um eine Aus­ blendmustertabelle für steigenden und fallenden Reduzierstufenwech­ sel in Fig. 12d,

Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung des ASR-VEKTORS (ASR_VEK),

Fig. 14 eine entsprechende Darstellung zur Erläuterung des Ein­ spritzventilvektors (EV_VEK), und

Fig. 15 eine Darstellung der möglichen Umschaltung des ASR-Vektors (ASR_VEK).

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt die wesentlichsten Komponenten bei einem Motorsteuer­ system mit ASR-Funktion. Mit 10 ist eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern bezeichnet, mit 11 deren Luftansaugrohr und mit 12 deren Abgasrohr. Im Ansaugrohr 11 befindet sich eine Drosselklappe 14, de­ ren Stellung von einem Fahrpedal 15 abhängt und die als eine von vielen Eingangsgrößen an ein Steuergerät 16 weitergeleitet wird. Ei­ ne Kurbelwelle 18 der Brennkraftmaschine treibt über ein Getriebe 19 sowie ein Differential 20 zwei Räder 21 und 22 an, deren Drehzahlen mittels Drehzahlsensoren 23 und 24 erfaßt werden. Diese stehen eben­ falls mit dem Steuergerät 16 in Verbindung. Ferner erfaßt ein Dreh­ zahlsensor 25 die Motordrehzahl und meldet sie ebenfalls an das Steuergerät 16 weiter. Ausgangsseitig steht das Steuergerät mit je einem Einspritzventil 26a-26d in Verbindung, wobei für das im fol­ genden näher behandelte System von einer zylinderindividuellen Ein­ spritzung ausgegangen werden wird. Ein mit 27 bezeichneter Eingang des Steuergerätes 16 soll für eine Vielzahl weiterer Eingangsgrößen der Brennkraftmaschine stehen. Entsprechend symbolhaft ist ein Aus­ gang 28 markiert, der letztlich das Zündsystem der Brennkraftmaschi­ ne steuern soll und ferner ein weiterer Ausgang 29 für die Ansteue­ rung weiterer Komponenten wie z. B. einen Leerlaufluft-Steller.

Das in Fig. 1 dargestellte grobe Übersichtsschaubild entspricht als solches dem Stand der Technik. Es dient lediglich dazu, die im fol­ genden beschriebene Erfindung in ihrem Gesamtrahmen verständlich zu machen.

Beim zu behandelnden ASR-System geht es darum zu erkennen, wann die Antriebsräder 21 und 22 das vom Motor gelieferte Antriebsmoment nicht mehr in eine Fahrzeugbeschleunigung umsetzen können, sondern durchzudrehen beginnen. Hier setzt in an sich bekannter Weise die Antriebsschlupfregelung ein und verhindert das Durchdrehen der Rä­ der. Dazu wird primär in die zylinderselektive Einspritzung einge­ griffen, gegebenenfalls ergänzt um eine Korrektur der Zündung, um feinfühlig das Antriebsmoment der Brennkraftmaschine steuern zu kön­ nen. Dazu ist im Steuergerät 16 ein programmtechnischer Block 30 vorgesehen, der der Beobachtung der Raddrehzahlen dient und letzt­ lich auf den ebenfalls programmtechnischen Block Einspritzung und Zündung 31 im Steuergerät 16 einwirkt.

Fig. 2 zeigt verschiedene sequentielle Einspritzbilder, jeweils aufgetragen über der Zeit t. Mit Trig. ist in der obersten Zeile ei­ ne sogenannte Trigger-Marke bezeichnet, an der sich die sequentielle Einspritzung der nachfolgenden vier Einspritzventile EV0-EV3 orientiert. Die Lage eines mit xxxx angegebenen Bereiches kennzeich­ net dabei jeweils die Lage der Einspritzung jedes der vier Ein­ spritzventile.

Da nach der Darstellung von Fig. 2a alle Einspritzventile EV0-EV3 mit Einspritzsignalen bedient werden, kennzeichnet Fig. 2a im Prinzip den normalen Betrieb der Einspritzung. Feinheiten wie unter­ schiedliche Längen der Einspritzsignale oder unterschiedliche Start- und/oder Endpunkte der Einspritzung seien aus Einfachheits­ gründen nicht betrachtet, weil sie mit der nachfolgenden Behandlung der erfindungsgemäßen ASR-Systeme nicht zwangsläufig gekoppelt sind.

Fig. 2b zeigt die Situation der Einspritzung vergleichbar mit der­ jenigen von Fig. 2a, jedoch mit der Besonderheit, daß das Ein­ spritzventil EV1 bei jeder zweiten Nockenwellenumdrehung aussetzt, der Motor somit nicht mit seiner vollen Leistung wie bei einem Be­ trieb mit allen Einspitzungen betrieben wird. Die letzte Zeile von Fig. 2b zeigt das sogenannte Ausblendmuster "1000 0000", gegliedert in zwei Teilbereiche TIMOD1 und TIMOD2 mit jeweils vier Zylindern. Jeder Teilbereich TIMOD1 bzw. TIMOD2 umfaßt beim Beispiel der Vier­ zylindermaschine vier Positionen. Vereinfacht ausgedrückt umfaßt je­ der der Teilbereiche soviel Positionen wie der Motor Zylinder be­ sitzt. Generell gilt, daß bei den Ausblendmustern eine logische 1 eine ausgeblendete Einspritzung markiert, während eine 0 für "keine Ausblendung" steht, somit für eine normale Einspritzung. In den vier Zeilen, die dem jeweiligen Einspritzventil EV0-3 zugeordnet sind, entspricht eine Ausblendung anstelle des Zeichens "----" dem Zeichen.

Fig. 2c zeigt ein weiteres Beispiel mit Triggermarke, den selekti­ ven Einspritzungen bei vier Einspritzventilen EV0-EV3 sowie dem entsprechenden Ausblendmuster "1010 1010". Aufgrund der symmetri­ schen Ausblendungen bei jeder Nockenwellenumdrehung entsprechen sich die einzelnen Teilbereiche TIMOD1 und TIMOD2 mit dem übereinstimmen­ den Teil-Ausblendmuster 1010.

Die Darstellungen von Fig. 2a-c machen deutlich, daß es eine Vielzahl von Möglichkeiten von Ausblendungen über zwei Nockenwellen­ umdrehungen gibt. Systematisch dargestellt sind diese Ausblendmuster in Fig. 3. Sie zeigt die Ausblendmuster der einzelnen Teilbereiche TIMOD1 und TIMOD2 bei allen möglichen Reduzierstufen 1-8 und je­ weils eine Angabe der Stärke der Momentenreduktion von schwach bis stark. Die schwächste Momentenreduktion ergibt sich demnach bei ei­ ner einzelnen Ausblendung pro zwei Nockenwellenumdrehungen entspre­ chend der Darstellung von Fig. 2b. Die stärkste Momentenreduktion ergibt sich zwangsläufig dann, wenn alle Einspritzungen ausgeblendet werden. Die einzelnen Positionen der Teilbereiche TIMOD1 und TIMOD2 lassen sich in Speicher laden, und es wird ihnen die übliche Be­ zeichnung lowest significant bit (LSB) bzw. most significant bit (MSB) zuteil.

Die Ausblendmuster über die insgesamt acht Reduzierstufen im Bei­ spiel der Vierzylinder-Maschine machen deutlich, daß der Teilbereich TIMOD1 insgesamt gesehen mehr Ausblendungen aufweist als der Teilbe­ reich TIMOD2. Dieser Umstand wird weiter unten bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung noch eine Rolle spielen.

Zu beachten ist noch, daß die Reihenfolge der Stellen jeweils in der letzten Zeile von Fig. 2b und c gegenüber der Darstellung von Fig. 3 vertauscht ist. Dies deshalb, weil die Diagramme von Fig. 2 über der Zeit aufgetragen sind, während Fig. 3 eine Bit-Struktur angibt, bei der üblicherweise von rechts nach links gelesen wird.

Die Erfindung setzt nun ein, wenn es um einen Wechsel der Reduzier­ stufe geht.

Während eines Antriebsschlupf-Regelungsvorgangs ist die in Fig. 3 angegebene Reduzierstufe nicht konstant, sondern kann vielmehr in auf- oder absteigender Folge wechseln. Hierbei gilt es, bei einer Reduzierstufenänderung schnellstmöglich die geforderte Momentenände­ rung zu bewirken, d. h. bei Erhöhung der Reduzierstufe schnell Ein­ spritzungen auszublenden bzw. bei Erniedrigung der Reduzierstufe schnell mit dem Wiedereinspritzen zu beginnen. Dies bedeutet bei den nach Tabelle in Fig. 3 gewählten Ausblendmustern im Rahmen eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens nichts anderes, als daß bei ei­ ner Reduzierstufenerhöhung TIMOD1 als der Teilbereich mit der ver­ größerten Zahl von Ausblendungen zum Tragen kommt, während bei einer Reduzierstufenerniedrigung der Teilbereich TIMOD2 schnell zur Ausga­ be gelangen muß.

Dies sei anhand der Fig. 4 verdeutlicht, die einen absteigenden Re­ duzierstufenwechsel von Stufe "3" (Ausblendmuster = 00010101) auf Stufe "1" (Ausblendmuster = 00000001) zeigt. Dargestellt sind in Fig. 4 zuoberst die Triggermarken Trig., es folgen die Angaben zu den Einspritzungen bzw. Ausblendungen bei den einzelnen Einspritz­ ventilen EV0-EV3, dann das Ausblendmuster, die Bit-Nummern des jeweiligen Ausblendmusters und schließlich die Angabe der Reduzier­ stufe vor und nach dem Zeitpunkt tw als dem Zeitpunkt des Reduzier­ stufenwechsels.

Bei diesem Beispiel kommt nach dem Wechsel auf die schwächere Redu­ zierstufe 1 sofort der "schwächere" Teil des Ausblendmusters, d. h. TIMOD2, zur Ausgabe, da bei dem konkreten Fall die Reduzierstufe er­ niedrigt wurde und TIMOD2 die geringere Zahl von Ausblendungen auf­ weist als TIMOD1. Die Bit-Nummer verdeutlicht, daß beim Wechsel von Stufe 3 auf Stufe 1 nur der Rest des Teilbereichs von TIMOD2 (Bit 2 und Bit 3) zur Ausgabe kommt, anstatt wieder mit Bit 0 des Teilbe­ reichs TIMOD2 zu beginnen. Grund hierfür ist, daß die einmalig bei Eingriffsbeginn bestimmte Zuordnung von Einspritzventil zu Bit-Num­ mer des Ausblendmusters für die Gesamtdauer des ASR-Eingriffes unbe­ dingt erhalten bleiben muß. Dadurch wird die Anzahl wechselnder Zylinder (befeuert, nicht befeuert) so gering wie möglich gehalten und damit die Laufruhe des Motors, der Ausstoß an unverbrannten Kraftstoffbestandteilen und damit auch die thermische Belastung von Komponenten im Abgasrohr wie Abgassonde und Katalysator optimiert.

Während bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel eines Reduzier­ stufenwechsels nach dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren automa­ tisch auf denjenigen Teilbereich TIMOD1 bzw. TIMOD2 umgeschaltet wird, der insgesamt gesehen die geringere Anzahl von Ausblendungen aufweist, geht das zweite erfindungsgemäße Verfahren auf die je­ weils gegebene Situation ein und berücksichtigt die Verhältnisse während der nächsten 720° Kurbelwellenwinkel. Realisierbar ist dies auf die folgende Art und Weise: Abhängig von der angeforderten, d. h. künftigen Reduzierstufe wird das entsprechende dann geltende Ausblendmuster nach der Tabelle von Fig. 3 so in eine RAM-Zelle (ASR_AUSB) geladen, daß bei Eingriffsbeginn oder steigender Reduzierstufe der Teilbereich TIMOD2, bei fallender Reduzierstufe der Teilbereich TIMOD2 im unteren Teil der RAM-Zelle ASR_AUSB (Bit­ positionen 0-3) liegt. Verdeutlicht wird dies in den Fig. 5a-c.

Nach Fig. 5a werde von normaler Einspritzung auf einen Eingriffsbe­ ginn mit der Reduzierstufe 1 umgeschaltet, welches dem Ausblendmu­ ster "0000 0001" entspricht. Unter die jeweiligen Bit-Positionen 0-7 der RAM-Zelle ASR_AUSB ist nun das Ausblendmuster angegeben. Da ein Übergang von normaler Einspritzung auf eine Reduzierstufe 1 vor­ zunehmen ist, wird mit dem Teilbereich TIMOD1 als demjenigen mit der erhöhten Zahl von Ausblendungen begonnen, um bereits bei der Bit-Position 0 eine Ausblendung (1) zu besitzen.

Entsprechend ist die Situation der Darstellung nach Fig. 5b, wo ein aufsteigender Reduzierstufenwechsel auf Stufe 3 mit dem Ausblendmu­ ster "0001 0101" gezeigt ist. Hier weist der Teilbereich TIMOD1 zwei Ausblendungen auf gegenüber einer Ausblendung im Teilbereich TIMOD2. Da bei dem aufsteigenden Reduzierstufenwechsel schnell reagiert wer­ den soll, wird derjenige Teilbereich zuerst zur Wirkung gebracht, der die meisten Ausblendungen aufweist, d. h. TIMOD1.

Umgekehrt ist der Fall bei einem absteigenden Reduzierstufenwechsel auf die Stufe 3 mit dem Ausblendmuster "0001 0101". Da bei einem ab­ steigenden Reduzierstufenwechsel die Momentenreduktion schwächer werden soll, was einer Zunahme des Momentes entspricht, ist vorgese­ hen, denjenigen Teilbereich zuerst zur Wirkung kommen zu lassen, der die geringere Anzahl von Ausblendungen bei gegebener Reduzierstufe aufweist. Demzufolge kommt in diesem Falle nach Fig. 5c zuerst der Teilbereich TIMOD2 mit der einen Ausblendung zum Tragen, und erst anschließend der Teilbereich TIMOD1 mit seinen zwei Ausblendungen.

Diese flexible Handhabung des jeweiligen Teilbereichs abhängig da­ von, ob ein aufsteigender oder absteigender Reduzierstufenwechsel vorgesehen ist, äußert sich in einer entsprechend schnellen Anpas­ sung des gewünschten Momentes. Darstellbar ist die mittels den drei Diagrammen von Fig. 5 entwickelte Situation mit einem Zeiger bzw. Vektor ASR_VEK entsprechend der Darstellung von Fig. 6. Auf die einzelnen Bit-Positionen der RAM-Zelle ASR_AUSB zeigt ein Zeiger ASR VEK, der Modulo von 0 bis zu zweimal Zylinderzahl minus eins zählt und an jeder Trigger-Marke (Trig.) inkrementiert wird.

Bei Eingriffsbeginn zeige der Zeiger immer auf die Bit-Position 0. Steht dort eine "1", wird die nächste auszugebende Einspritzung un­ terdrückt, andernfalls wird die Einspritzung ausgeführt.

Beim Reduzierstufenwechsel wird nun entsprechend des zweiten Verfah­ rens abhängig vom Stand des Zeigers ASR_VEK ermittelt, wieviel Aus­ blendungen (bei steigender Reduzierstufe) bzw. wieviele Einspritzun­ gen (bei fallender Reduzierstufe) in den zukünftigen 720° Kurbelwel­ le, d. h. einer Nockenwellenumdrehung, vorgesehen sind.

Das Beispiel von Fig. 7 mache dies deutlich:

Fig. 7 zeigt ein Ausblendmuster der Reduzierstufe "1" in der Form "0000 0001". Eingetragen ist in Fig. 7 die Bit-Position, sowie ein Zeiger ASR_VEK, der zum angegebenen Zeitpunkt auf die Bitposition "2" zeige. Da gerade ein absteigender Reduzierstufenwechsel angenom­ men wird mit einer niedrigeren Ausblendrate, geht es darum, schnell Einspritzungen zur Abnahme der Momentenreduktion zu erhalten.

Im Beispiel von Fig. 7 sind in der aktuellen ASR_VEK-Position (A) drei Einspritzungen in den nächsten 720° Kurbelwellenwinkel erlaubt (da dreimal "0" vorhanden bei den Bit-Positionen 2, 3 und 5), in der Alternativposition des ASR_VEK (B) hingegen sind in den nächsten 720 Kurbelwelle vier Einspritzungen möglich (viermal "0" vorhanden an den Bit-Positionen 6, 7, 0, 1). In diesem Fall wird somit ein Wechsel in den Teilbereich TIMOD1 (Position B) vorgenommen, obwohl Teilbereich TIMOD1 als solcher mehr Ausblendungen enthält als der Teilbereich TIMOD2.

Es wird somit bei diesem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren nicht immer wie beim ersten Verfahren pauschal beim Reduzierstufenwechsel von TIMOD1 nach TIMOD2 oder umgekehrt gewechselt, sondern es findet in jedem Einzelfall eine Prüfung statt, ob ein TIMOD-Wechsel für die gewünschte Momentenänderung günstig ist oder nicht.

Bei steigender Reduzierstufe wird nach der Dominanz der Ausblendun­ gen ("1"), bei fallender Reduzierstufe wird nach der Dominanz von Einspritzungen ("0") in den nächsten 720° Kurbelwellen gesucht.

Im obengenannten Fall nach Fig. 7 hätte beim Verfahren 1 kein Wech­ sel stattgefunden. Eine Gegenüberstellung der Einspritzbilder in Fig. 8 und 9 verdeutlicht nochmals die Unterschiede bei den beiden Verfahren. Dabei geht es jeweils um einen absteigenden Reduzierstu­ fenwechsel auf Stufe "1" mit dem Ausblendmuster "0000 0001" ausge­ hend von einer wertmäßig höheren Reduzierstufe in Richtung einer schwächer werdenden Momentenreduktion. Gewünscht wird somit eine Mo­ mentenzunahme gegenüber der bisherigen Situation, was eine vermin­ derte Anzahl von Einspritzausblendungen nach sich zieht.

In den Fig. 8 und 9 sind wiederum jeweils die Triggermarke, die Ansteuersignale der Einspritzventile EV0-3, das Ausblendmuster sowie die Bit-Nummer angegeben. Zum Zeitpunkt tw wechsle die Redu­ zierstufe von 3 nach 1. Dieser Zeitpunkt liege zwischen der Bit-Num­ mer 1 und 2, so daß jeweils, d. h. in Fig. 8 und Fig. 9, die Bit-Nummern 0 und 1 bereits bedient wurden und es um die Frage geht, ob beim Wechsel auf die Reduzierstufe 1 ein Wechsel des Teilbereichs TIMOD stattfindet oder nicht.

Beim in Fig. 8 dargestellten ersten Verfahren wird zwangsläufig auf den Teilbereich TIMOD2 als denjenigen Bereich umgeschaltet, der die geringeren Anzahlen von Ausblendungen aufweist. Da ein Wechsel in der Ausblendmuster-Bit-Nummer nicht möglich ist, wie bei der Be­ schreibung von Fig. 4 erwähnt ist, kommen nach dem Reduzierstufen­ wechsel beim Beispiel nach Fig. 8 die zwei höchsten Bits des Teil­ bereichs TIMOD2 (Bit 2, 3) mit den zwei Einspritzungen zum Tragen. Beim dann folgenden automatischen Wechsel auf den Teilbereich TIMOD1 beginnt an der Stelle der Bit-Nummer 0 eine Ausblendung, gefolgt entsprechend dem Ausblendmuster der Reduzierstufe 1 von insgesamt sieben weiteren Einspritzungen.

Fig. 8 macht deutlich, daß trotz des Reduzierstufenwechsels von 3 nach 1 relativ schnell eine Ausblendung auftritt.

Beim zweiten Verfahren entsprechend der Darstellung nach Fig. 9 wird abgefragt, wie die Situation in den nächsten 720° Kurbelwellen­ winkel ist. Da bei einem Wechsel des Teilbereichs von TIMOD1 zu TIMOD2 - wie aus Fig. 8 ersichtlich - an der dritten Position eine Ausblendung vorgesehen ist, wird gewechselt, mit der Folge, daß die nächste Ausblendung erst, wie in Fig. 9 ersichtlich ist, an der siebten Bit-Position auftritt.

Das in Fig. 9 gezeigte zweite Verfahren kann somit schneller in Richtung der gewünschten Änderung auf eine wertmäßig niedrigere Re­ duzierstufe reagieren.

Mit anderen Worten minimiert das erfindungsgemäße zweite Verfahren die Reaktionszeit des Motormoments nach einem Reduzierstufenwechsel deutlich, da nach dem Wechsel die nächste Ausblendung erst nach sechs Einspritzungen erfolgt, während beim ersten Verfahren bereits nach zwei Einspritzungen eine Ausblendung auftritt.

Die Prüfung der Verhältnisse in den kommenden 720° Kurbelwelle (Do­ minanzprüfung) kann zur Echtzeit im Steuergeräteprogramm erfolgen, oder aber vorab in einer Entscheidungsmatrix geklärt werden, was bei den begrenzten Möglichkeiten an Laufzeit und Code-Aufwand in heuti­ gen komplexen Steuerprogrammen ein großer Vorteil ist.

Eine derartige Einscheidungsmatrix ergibt sich bei einer Betrachtung der Verhältnisse von Fig. 7 im Falle unterschiedlicher gegebener und künftiger Ausblendmuster.

Die Entwicklung dieser Entscheidungsmatrix ergibt sich aus Fig. 10 anhand des Beispiels einer Entscheidungstabelle für einen TIMOD-Wechsel bei einem absteigenden Reduzierstufenwechsel zu einer wertmäßig geringeren Reduzierstufe, im konkreten Fall auf Reduzier­ stufe "1". Entscheidungskriterium ist die Dominanz der Einspritzun­ gen ("0") in den nächsten 720° Kurbelwelle. Umrandet dargestellt sind von rechts beginnend jeweils die vier folgenden Bit-Positionen der nächsten 720° Kurbelwelle. Dies ist für jede Position des Zei­ gers (ASR_VEK) bei jeder der insgesamt acht möglichen Positionen beim Ausblendmuster für die Reduzierstufe 1 bei der Reihenfolge TIMOD1 und TIMOD2 gezeigt. Umrandet ist dabei jeweils der Bereich der kommenden 720° Kurbelwelle (von links nach rechts). Dabei wird deutlich, daß sich mit aufsteigender Ziffer der Position des ASR-Vektors der eingerahmte Bereich um jeweils eine Position nach links verschiebt. In der Spalte TIMOD-wechseln ist dann angegeben, ob entsprechend dem erfindungsgemäßen zweiten Verfahren ein Wechsel zwischen den Teilbereichen TIMOD1 bzw. TIMOD2 sinnvoll ist oder nicht. Er ist sinnvoll, wenn beim gegebenen absteigenden Reduzier­ stufenwechsel (wertmäßig kleinere Reduzierstufe) und der damit ver­ bundenen gewünschten geringeren Zahl von Ausblendungen durch einen Wechsel in den nächsten 720° Kurbelwelle eine Ausblendung verhindert werden kann. Bei Position 0 des ASR-Vektors ist ein Wechsel nicht sinnvoll, da ohnehin in den nächsten 720° Kurbelwelle keine Ausblen­ dung stattfindet. Anders liegt der Fall bei Position 1 des ASR-Vektors, denn in der gegebenen Situation (siehe umrandeter Teil) wird die letzte der vier möglichen Einspritzungen ausgeblendet. Fin­ det jedoch ein Wechsel statt, dann verschiebt sich fiktiv der umran­ dete Teil um vier Positionen nach links mit der Folge, daß dann kei­ ne Ausblendung auftritt. Demzufolge erweist sich bei der ASR-Vektor-Position 1 ein Wechsel als günstig, was in der Spalte TIMOD-wechseln mit ja gekennzeichnet ist.

Entsprechend dieser Überlegung werden auch die übrigen Aussagen in der Spalte TIMOD-wechseln gewählt. Dies ergibt ein Muster von ja/nein-Angaben darüber, ob ein Wechsel sinnvoll ist oder nicht bei dem angenommenen absteigenden Reduzierstufenwechsel auf die Stufe "1".

Das zu der in Fig. 10 dargestellten Tabelle führende Vorgehen läßt sich nun für alle Reduzierstufenwechsel angeben, was zu der in Fig. 11 gezeigten Tabelle führt. Dort sind TIMOD-Wechsel (1/0) als eine Funktion der Positionen des ASR-Vektors sowie der vorgesehenen, künftigen Reduzierstufe aufgezeigt (TIMOD-Wechsel = f) (ASR_VEK, Re­ duzierstufe). Diese Tabelle läßt sich für alle acht möglichen Redu­ zierstufen in aufsteigender und absteigender Wechselrichtung aufstellen und in einer für das Programm lesbaren Art darstellen. Die Tabelle nach Fig. 11 stellt die Situation von Reduzierstufen­ wechseln dar abhängig von Reduzierstufe und ASR-Vektor-Stand (ASR VEK). Dabei bedeutet "1" einen Wechsel der TIMOD-Teilbereiche, wäh­ rend "0" keinen Wechsel darstellt. Ein Blick in die erste Zeile mit der Reduzierstufe 1 zeigt von rechts gelesen die Werte "0111 1000". Dies entspricht der letzten Spalte von Fig. 10 mit den Angaben zum TIMOD-Wechsel: nein, ja, ja, ja, ja, nein, nein, nein.

Erkennbar ist bei der Tabelle nach Fig. 11, daß sie bei geraden Re­ duzierstufen nur Nullen aufweist, was eine Konsequenz des symmetri­ schen Aufbaus (TIMOD1 = TIMOD2) der aus Fig. 3 bekannten Ausblend­ muster für die einzelnen Reduzierstufen ist. Wird auf eine gerade Reduzierstufe gewechselt, kann somit ein Zugriff auf diese Tabelle entfallen.

Wird das in Verbindung mit Fig. 5a bis c beschriebene Verfahren zum Laden der RAM-Zelle ASR_AUS B nicht eingehalten, das heißt wird die RAM-Zelle immer mit TIMOD1 im unteren Teil und TIMOD2 im oberen Teil geladen, so ergibt sich die Notwendigkeit mehrerer Tabellen nach Fig. 11.

Eine Realisierungsmöglichkeit für das zweite erfindungsgemäße Ver­ fahren anhand eines Flußdiagramms zeigt Fig. 12. Mit 40 ist dort der Programmstart (nach der Triggermarke z. B. 55° vor dem oberen Totpunkt OT) zur Änderung des Motormoments ausgehend vom Normalzu­ stand oder einer bestimmten Reduzierstufe bezeichnet. Es folgt eine Abfrage 41 dahingehend, ob ein ASR-Eingriff aktiv ist. Im Falle nein geht der Programmlauf zum "Ende", Block 42. Bei aktivem ASR-Eingriff folgt mit 43 eine Abfrage nach einem ASR-Eingriffsbeginn. Ist dies der Fall, dann wird die Speicherzelle ASR_AUSB mit dem Ausblendmu­ ster aus der Tabelle ASR_MRH geladen (als Index gilt die Reduzier­ stufe), Block 44. Lag kein ASR-Eingriffsbeginn vor, dann wird auf die Tatsache eines aufsteigenden Reduzierstufenwechsels in der Ab­ frageeinheit 45 abgefragt. Ist dies nicht der Fall, dann folgt Ab­ frageeinheit 46 im Hinblick auf die Existenz eines absteigenden Re­ duzierstufenwechsels.

War ein aufsteigender Reduzierstufenwechsel gegeben, wird entspre­ chend Block 47 das ASR-Ausblendmuster aus der Tabelle ASR_MRH gela­ den entsprechend Block 44. Lag hingegen ein absteigender Reduzier­ stufenwechsel vor, dann wird das Ausblendmuster aus der Tabelle ASR MRL geladen (Block 48). Ausgangsseitig sind die beiden Blöcke 47 und 48 über eine Programm-Verbindungsstelle 49 zu Block 50 geführt, in dem ein Flag "REDST_Wechsel = 1" gesetzt wird. Es folgt die Verbin­ dungsstelle 51, auf die Ausgänge des Blocks 44 sowie der Ausgang "nein" der Abfrageeinheit 46 geführt sind. Daran schließt sich mit Abfrageeinheit 52 erneut die Abfrage an, ob ein ASR-Eingriffsbeginn vorliegt. Im Falle des Eingriffsbeginns wird der ASR-Vektor ASR_VEK auf -1 in einem Block 53 gesetzt und in einem nachfolgenden Block 54 der Einspritzventilvektor EV_VEK auf die Nummer des ersten im ak­ tuellen Segment zu öffnenden Einspritzventils gesetzt. Nachfolgend, in Block 55, wird auch dieser Einspritzventil-Vektor um 1 dekremen­ tiert. Liegt kein ASR-Eingriffsbeginn nach der Abfrage 52 vor, wird ebenfalls wie nach dem Durchlaufen des Blocks 55 in einer selbstän­ digen Programmeinheit 56 das Ausblendmuster ausgewertet und an­ schließend gelangt das Programm zum Ende 43.

Nach diesem in Fig. 12a dargestellten Flußdiagramm wird somit die Ausgangslage bestimmt und mit den Abfrageeinheiten 43, 45 und 46 ab­ gefragt, ob überhaupt ein ASR-Eingriffsbeginn vorliegt oder jedoch ein aufsteigender oder absteigender Reduzierstufenwechsel. Je nach Richtung des Reduzierstufenwechsels wird dann mit Hilfe des ent­ sprechenden Tabellenzugriffs (ASR_MRH bzw. ASR_MRL) die RAM-Zelle ASR_AUSB so mit dem Ausblendmuster geladen, wie es schon bei der Be­ handlung der Fig. 5a bis c erläutert wurde.

Block 54 ermittelt programmtechnisch, welches Einspritzventil als nächstes zu öffnen wäre im Sinne einer derzeitigen Positionsbestim­ mung. Block 56 schließlich dient dazu, die Maßnahmen für die Um­ schaltung auf das vorzusehende Ausblendmuster einzuleiten. Einzel­ heiten hierzu ergeben sich aus dem Flußdiagramm nach Fig. 12b. Die­ ser Programmteil beginnt mit einem Programmschritt 58 als erstem in­ nerhalb des Blocks 56 von Fig. 12a. Es folgt eine Inkrementierung des ASR-Vektors in Block 59, der sich einer Abfrage anschließt, ob der ASR-Vektor eine Position der doppelten Zylinderanzahl gerade einnimmt (ASR_VEK = 2_*ZYLANZ). Ist dies der Fall, wird der ASR-Vektor auf 0 gesetzt, Block 61. Steht der ASR-Vektor nicht auf einer Position entsprechend der doppelten Zylinderanzahl, wird an­ schließend in Block 62 der Einspritzventilvektor um 1 inkrementiert. Es folgt eine Abfrage nach der Position des Einspritzventilvektors auf den Wert der Zylinderanzahl in der Abfrageeinheit 63. Bei ja wird der Einspritzventilvektor auf 0 gesetzt in Block 64. Anschlie­ ßend und bei "nein" der Abfrageeinheit 63 erfolgt in einer Abfrage­ einheit 65 eine Bestimmung dahingehend, ob das Flag des Reduzierstu­ fenwechsels auf 1 gesetzt ist oder nicht. Durchlief das Programm den Block 50 von Fig. 12a und ist somit das Flag des Reduzierstufen­ wechsels auf 1 gesetzt, wird im nachfolgenden Block 66 das Flag ge­ löscht und es folgt in weiteren Unterprogrammschritten 67 eine Prü­ fung dahingehend, ob die Teilbereiche TIMOD1 und 2 wechseln sollen. Dieser Programmteil wird Gegenstand des Flußdiagramms von Fig. 12c sein. Im Programm nach Fig. 12b folgt die Berechnung des Einspritz­ ventilstatus in Block 68 dahingehend, daß EV-Status der Zustand des­ jenigen Bits zugewiesen wird, auf das der Vektor ASR_VEK in der Aus­ blendmuster-RAM-Zelle ASR_AUSB zeigt. Daran schließt sich eine Ab­ frage 69 an, ob der EV_Status = 1 ist. Wenn ja, wird entsprechend dem nachfolgenden Block 70 die Ansteuerung des Einspritzventils mit der Nummer "EV_VEK" unterdrückt. War es nicht der Fall, dann wird nach Block 71 die Ansteuerung des Einspritzventils mit der Nummer "EV_VEK" erlaubt. Beide Male folgt Return 72 zur Rückkehr in das Diagramm nach Fig. 12a.

Fig. 12c zeigt Details des Flußdiagramms aus Block 67 nach Fig. 12b "TIMOD-Wechsel prüfen". Ausgangspunkt ist ein Startpunkt 75. In Block 76 wird der ASR-Vektor-B auf den ASR-Vektor minus der Zylin­ deranzahl gesetzt. Die nachfolgende Abfrage 77 stellt fest, ob der Wert des ASR-Vektors-B kleiner 0 ist. Wenn ja, wird der ASR-Vektor-B um die doppelte Zylinderanzahl in Block 78 inkrementiert. Als wei­ terer Programmschritt ist eine Abfrage 79 nach aufsteigenden oder fallenden Reduzierstufenwechsel vorgesehen. Ist ein aufsteigender Reduzierstufenwechsel erforderlich, dann werden in einem Block 80 die Summe der in den nächsten 720° Kurbelwelle möglichen Ausblendun­ gen ("1") im Ausblendmuster ausgehend von der derzeitigen ASR-Vektor-Position als Wert A_a gebildet.

Entsprechend wird in Block 81 die entsprechende Summe der in den nächsten 720° Kurbelwelle möglichen Ausblendungen im Ausblendmuster ausgehend von der ASR-Vektor-B-Position als Wert A_b ermittelt. Die Blöcke 80 und 81 markieren somit eine Bestimmung der möglichen Aus­ blendungen einmal bei den vier unmittelbar kommenden möglichen Ein­ spritzungen und einmal die Situation bei einer Beachtung der Ver­ hältnisse ab einem Zeitpunkt, der um die Zylinderzahl versetzt be­ reits in der Zukunft liegt.

Liegt nach der Abfrage in 79 kein aufsteigender Reduzierstufenwech­ sel vor, werden in nachfolgenden Blöcken 82 und 83 entsprechend die Summe der möglichen Einspritzungen in den nächsten 720° Kurbelwelle ausgehend von der derzeitigen ASR-Vektor-Position bildet oder aus­ gehend von der ASR-Vektor-B-Position, die um die Zylinderzahl erhöht in der Zukunft liegt.

Block 81 folgt eine Abfrage 84 dahingehend, ob die Summe der Aus­ blendungen A_b großer ist als die Summe der Ausblendungen A_a, das heißt, ob die Anzahl der Ausblendungen jetzt unmittelbar oder erst im Anschluß an die Situation nach Abarbeitung der kommenden Zylin­ derzahl erhöht ist. Entsprechend folgt Block 83 eine Abfrage 86 nach der Zahl der Einspritzungen im Bereich E_b im Vergleich zum Bereich E_a. Sind die Abfragen 84 bzw. 86 positiv, dann wird der ASR-Vektor auf die der Position des ASR-Vektors-B gesetzt (Block 88), anderen­ falls folgt unmittelbar die Rückkehr zu Return 89.

Das bisher beschriebene Verfahren nach Fig. 12c sieht die jeweilige Berechnung der möglichen Ausblendungen bzw. der möglichen Ein­ spritzungen innerhalb der kommenden oder nächsten Phase von jeweils 720 Grad Kurbelwellenwinkel vor. Ergänzt sei die Darstellung von Fig. 12c um eine progammtechnische Alternative, die sich an die Tabelle von Fig. 11 anlehnt. Diese Alternative beginnt vor der Ab­ frage 79 bezüglich eines aufsteigenden Reduzierstufenwechsels.

Entsprechend dieser Alternative wird in einem Block 90 ausgehend von der Stellung des ASR-Vektors sowie der gewünschten Reduzierstufe der Wert "0" oder "1" für einen Wechsel ausgelesen (Wechsel = f) (ASR VEK, Reduzierstufe).

Ergibt eine nachfolgende Abfrage 91 das Erfordernis eines Wechsels der Teilbereiche TIMOD1 bzw. TIMOD2, dann wird im Falle eines Wech­ sels im nachfolgenden Block 92 der ASR-Vektor auf die Positionen des ASR-Vektors-B geladen, andernfalls gelangt dieser Programmteil un­ mittelbar ans Ende 89.

Fig. 12d zeigt schließlich je eine Ausblendmustertabelle gültig für steigenden Reduzierstufenwechsel oder bei ASR Eingriffsbeginn (Fig. 12d1) bzw. eine Ausblendmustertabelle gültig für einen absteigenden Reduzierstufenwechsel (Fig. 12d2). Die Ausblendmustertabelle für steigenden Reduzierstufenwechsel ist dabei mit ASR_MRH gekennzeich­ net und wird in Block 47 des Flußdiagramms von Fig. 12a benötigt. Entsprechend kommt die Ausblendmustertabelle für absteigenden Redu­ zierstufenwechsel als Tabelle ASR_MRL im Block 48 von Fig. 12a zum Tragen. Dabei wird deutlich, daß das Diagramm nach Fig. 12d1 dem­ jenigen von Fig. 3 entspricht, während die Ausblendmustertabelle nach Fig. 12d2 lediglich die Teilbereiche TIMOT1 und TIMOT2 ausge­ tauscht hat.

Teilbereiche des Flußdiagramms nach Fig. 12 werden nachfolgend an­ hand der Fig. 13 bis 15 beschrieben.

Aufgabe der Blöcke 59 bis 61 ist es, den ASR_VEK Modulo von 0 bis zweimal Zylinderanzahl minus 1 (2_*ZYLANZ-1) zählen zu lassen wie in Fig. 13 als Zahlenkreis angedeutet. Der ASR-VEK wird jeweils an der Triggermarke um eine Position nach links gedreht. Bei Eingriffbeginn wird ASR_VEK mit -1 initialisiert (Block 53), um anschließend nach Abarbeitung von Block 59 die Startposition "0" einzunehmen.

Der Einspritzventil-Vektor EV_VEK dient während des ASR-Eingriffs zur Synchronisierung des Ausblendmusters mit der Ansteuerung der Einspritzventile. Fig. 14 zeigt als Zahlenkreis die von EV_VEK ein­ genommenen Werte (0 . . . .ZYLANZ-1). EV_VEK hat bei Eingriffbeginn kei­ ne feste Startposition, sondern wird mit der Nr. des nächsten anzu­ steuernden Einspritzventils initialisiert. Block 55 wird durch Block 62 bei Eingriffbeginn kompensiert.

Aufgabe der Blöcke 76 bis 78 ist es, den aktuellen ASR_VEK auf eine diametrale Alternativposition ASR_VEK B zu "klappen" wie Fig. 15 veranschaulicht. ASR_VEK B zeigt dadurch immer auf den jeweils ande­ ren TIMOD-Teil von ASR_AUSB. Er kann dann für eine TIMOD-Wechsel-Entscheidung verwendet werden (Blöcke 81, 83).

Claims (7)

1. Steuereinrichtung für die zylinderindividuelle Kraftstoffein­ spritzung bei einer Brennkraftmaschine mit 1. Mitteln zum Erfassen von Betriebskenngroßen wie Drehzahl und Last, 2. Mitteln zum Bestim­ men von Einspritzbeginn und Einspritzdauer, sowie 3. Mitteln zum Festlegen von Einspritzausblendungen (unterdrückten Einspritzungen) abhängig von Betriebskenngrößen der Bkm und gegebenenfalls weiterer Großen wie den Raddrehzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - auch Ausblendungen nur bei jeder 2. NW-Umdrehung zugelassen sind,
• - bei einer Bkm mit n Zylindern 2_*n-Reduzierstufen vorgesehen sind (von einer Ausblendung pro 2 NW-Umdrehungen bis zur Ausblendung aller Einspritzungen pro 2 NW-Umdr.),
• - das Ausblendmuster als Tabelle von 2_*n-Reduzierstufen und 2_*n-Zylindern pro 2 NW-Umdr. bereitgestellt wird,
• - das Ausblendmuster in 2 Teilbereiche TIMOD1 und TIMOD2 von je n Zylindern unterteilt wird,
• - die beiden Teilbereiche unterschiedlich viele Ausblendungen bein­ halten,
• - bei einem Wechsel der Reduzierstufe die Richtung des Wechsels (steigende oder fallende Reduzierstufe entsprechend vermehrter oder verringerter Zahl von Ausblendungen) bestimmt wird, und
• - beim Wechsel gegebenenfalls auf denjenigen Teilbereich TIMOD1, TIMOD2 übergegangen wird, der abhängig von der angeforderten Re­ duzierstufe mehr oder weniger Ausblendungen vorsieht.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Reduzierstufenwechsel zu einem niedrigeren Moment, was mehr Einspritzausblendungen entspricht, immer sofort der Teilbereich TIMOD1 mit der vermehrten Anzahl von Ausblendungen aktiviert wird, während bei einem Wechsel zu einem höheren Moment immer sofort der Teilbereich TIMOD2 mit der verringerten Anzahl von Ausblendungen aktiviert wird.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Reduzierstufenwechsel geprüft wird, ob in den nächsten 720° KW entsprechend der geforderten neuen Reduzierstufe gegenüber der bisher vorgesehenen Zahl von Einspritzungen mehr oder weniger Einspritzungen vorgesehen sind und davon abhängig ein Wechsel zwi­ schen den Teilbereichen TIMOD1 und TIMOD2 erfolgt.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Steuereinrichtung eine RAM-Zelle umfaßt,
• - das Ausblendmuster einer angeforderten Reduzierstufe so in die RAM-Zelle geladen wird, daß
• - bei Eingriffsbeginn oder steigender Reduzierstufe der Teilbereich mit den zahlenmäßig größeren Ausblendungen TIMOD1, und
• - bei fallender Reduzierstufe der Teilbereich mit den zahlenmäßig geringeren Ausblendungen TIMOD2 in den zuerst zum Tragen kommen­ den Teil der RAM-Zelle geladen wird,
• - dieser RAM-Zelle ein Vektor bezüglich der Bit-Position zugeordnet ist,
• - wobei der Vektor den gerade auszugebenden Einspritzstatus mar­ kiert,
• - bei einem Reduzierstufenwechsel abhängig vom Stand des Vektors ermittelt wird, wieviele Ausblendungen bei steigender Reduzier­ stufe bzw. wieviel Einspritzungen bei fallender Reduzierstufe in den zukünftigen 720° KW-Umdrehungen vorgesehen sind,
• - und davon abhängig auf denjenigen Teilbereich TIMOD1, TIMOD2 übergegangen wird, der abhängig von der angeforderten Reduzier­ stufe mehr oder weniger Ausblendungen vorsieht.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung derart erfolgt, daß eine Tabelle TIMOD-Wechsel als Funktion der Vektor-Stellung sowie der künftigen Reduzierstufe vor­ gesehen ist und abhängig vom ausgelesenen Tabellenwert ein Wechsel vorgenommen wird oder nicht.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Steuereinrichtung eine RAM-Zelle umfaßt und
• - das Ausblendmuster einer angeforderten Reduzierstufe in die RAM-Zelle geladen wird,
• - dieser RAM-Zelle ein Vektor bezüglich der BM-Position zugeordnet ist,
• - wobei der Vektor auf die gerade auszugebende Einspritzung zeigt,
• - bei einem Reduzierstufenwechsel abhängig vom Stand des Vektors ermittelt wird, wieviele Ausblendungen bei steigender Reduzier­ stufe bzw. wieviel Einspritzungen bei fallender Reduzierstufe in den zukünftigen 720° KW-Umdrehungen vorgesehen sind,
• - und davon abhängig auf denjenigen Teilbereich TIMOD1, TIMOD2 übergegangen wird, der abhängig von der angeforderten Reduzier­ stufe mehr oder weniger Ausblendungen vorsieht.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung derart erfolgt, daß eine oder mehrere Tabellen TIMOD-Wechsel als Funktion von Vektor-Stellung und künftiger Redu­ zierstufe vorgesehen sind und abhängig vom ausgelesenen Tabellenwert ein Wechsel vorgenommen wird oder nicht.