DE69317795T3 - Elektronische motorsteuerung - Google Patents

Elektronische motorsteuerung

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Description

    BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem und ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor und betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein solches System und Verfahren für einen gasbefeuerten Verbrennungsmotor mit Funkenzündung.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In dem Maße, in dem Entwicklung und Zuverlässigkeit elektronischer Komponenten und Verarbeitungssysteme um mehrere Größenordnungen verbessert wurden, werden elektronische Steuersysteme zunehmend in Kraftfahrzeuge eingebaut, um Funktionen zu übernehmen, die zuvor von mechanischen und/oder elektromechanischen Komponenten und Systemen ausgeführt wurden. Ferner hat die Verfügbarkeit solcher elektronischen Komponenten und Systeme die Tür zu bisher unvorhersehbaren Entwicklungen und Verbesserungen in der Steuerung und im Betrieb des Brennzyklus von Verbrennungsmotoren geöffnet.
  • Viele Kraftfahrzeuge werden heute mit Bordcomputern und/oder einem Motorsteuergerät (ECU) hergestellt, um die Brennfolge in den jeweiligen Zylindern des Motors zu steuern. Der Motor hat gewöhnlich Kraftstoffeinspritzung, und das ECU erzeugt Zeitablaufsteuersignale zum Steuern des zeitlichen Ablaufs und der Betriebsfolge der Einspritzdüsen und der Funkenzündung zur Erzielung einer optimalen Motorleistung. Um die richtigen Zeitablaufsteuersignale zu erzeugen, mußten ECUs gewöhnlich mit Motordrehzahl- und - positionssignalen sowie mit einem Bezugszylindersignal oder einem OT-Kennsignal (TDC) gespeist werden. Im allgemeinen werden solche Signale mit einer Reihe von Zahnrädern erzeugt, die synchron von der Kurbelwelle des Motors gedreht werden, und sind mit einer Mehrzahl von Schlitzen/Vorsprüngen versehen, die von einem Sensor zur Erzeugung einer Impulskette erfaßt werden. Die Wiederholungsrate dieser Impulse wird unmittelbar auf die Motordrehzahl bezogen, und Impulspositionen können benutzt werden, um verschiedene Motorzykluspositionen zu ermitteln. Die Bereitstellung solcher Zahnräder oder geschlitzter Scheiben außerhalb des Motors erfordert zusätzliche Hardware und erhöht die mechanische Komplexität des Motors. Ferner werden die erzeugten Impulsketten im allgemeinen benutzt, um Zähler oder andere Mittel zur Erzeugung zeitreferenzierter Zeitablaufsteuersignale auszulösen, um die Brennfolge zu steuern. Bei zeitreferenzierten Zeitablaufsteuersignalen kann es jedoch zu zeitlichen Ablauffehlern kommen, wenn sich die Motordrehzahl zwischen aufeinanderfolgenden Zeitablaufberechnungen ändert. Wenn beispielsweise die Zeitablaufsteuersignale zeitreferenziert würden und die Drehzahl erhöht würde, dann würde das Anliegen dieser Steuersignale um einen Winkel verzögert erscheinen, anstatt idealerweise vorzueilen.
  • Aus der GB-B-2076561 ist ein elektronisches Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, umfassend einen Motorzahnrad-Zähnepositionssensor zum Erfassen der Rotation eines Zahnrades des Motors, wobei jeder Zahnradzahn einer Peripherie des Zahnrades beim Passieren des genannten Zahnradzähne-Positionssensors erfaßt wird, so daß ein Zahnradzähne-Signal generiert wird, und einen Motorphasensensor zum Erfassen einer Phase des Motors und zum Generieren eines Motorphasensignals bei jedem Zyklus des Motors.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Bereitstellung eines verbesserten elektronischen Motorsteuersystems und eines Verfahrens entwickelt, das hochauflösende Motorsynchronisationssteuersignale bereitstellen kann, die die Brennfolge steuern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 und/oder den Unteransprüchen 2 bis 7 bereitgestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur elektronischen Steuerung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 8 und/oder einem der Unteransprüche 9-12 bereitgestellt.
  • Um ein besseres Verständnis des Wesens der Erfindung zu ermöglichen, wird nachfolgend eine bevorzugte Ausgestaltung des elektronischen Motorsteuersystems und des Verfahrens unter Bezugnahme auf die illustrierenden Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
  • Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des elektronischen Motorsteuersystems für einen Sechszylinder-Motor mit Funkenzündung und Kraftstoffeinspritzung.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNG
  • In der mitanhängigen australischen provisorischen Anmeldung Nr. PL6346 wird ein Motorsteuergerät (ECU) zur Bereitstellung einer Steuerung mit "elektronischem Gaspedal" eines gasbefeuerten Verbrennungsmotors mit Funkenzündung beschrieben. Das ECU der PL6346 umfaßt einen ECU-Regler, typischerweise einen Regler auf Mikroprozessorbasis, mit Primäreingängen für Motordrehzahl und Drosselposition. Die Motordrehzahl wird durch einen Rotationssensor erfaßt, der ein Signal erzeugt, das die Motordrehzahl anzeigt. Der Rotationssensor erzeugt ein Signal mit einer Sinuswellenform mit Spannungs- und Frequenzeigenschaften, die sich, mit der Motordrehzahl ändern. Die Ist-Drehzahl des Motors wird vom ECU-Regler durch Messen der Zeit zwischen einer festgelegten Anzahl von Spitzen und Tälern in dem Signal errechnet.
  • Das Signal von dem Rotationssensor wird vorteilhafterweise vom elektronischen Motorsteuersystem benutzt, um Zeitablaufsteuersignale zum Steuern des zeitlichen Ablaufs von Kraftstoffeinspritzung und Zündung zu generieren. Die Zeitablaufsteuersignale sind mit der Rotationsposition des Motors verbunden und werden als Winkelverschiebung errechnet. Dadurch werden zeitliche Ablauffehler verringert, die zwischen aufeinanderfolgenden Taktungsberechnungen im Falle einer Motordrehzahländerung auftreten könnten. Da die Zeitablaufsteuersignale winkelreferenziert sind, können sie wenigstens ihre letzte errechnete Voreilungseinstellung unabhängig von Motordrehzahländerungen beibehalten.
  • Die illustrierte Ausgestaltung des elektronischen Motorsteuersystems erzeugt zeitliche Ablaufsteuersignale für einen gasbefeuerten Sechszylinder-Verbrennungsmotor mit Funkenzündung. Jeder Zylinder des Motors (nicht dargestellt) weist eine Zündquelle, gewöhnlich, eine Zündkerze, und eine magnetspulenbetätigte Kraftstoffeinspritzdüse ähnlich der auf, die in der mitanhängigen australischen provisorischen Anmeldung Nr. PL6494 bzw. PL6495 beschrieben ist. Der Motor ist mit drei Zündspulen (nicht dargestellt) ausgestattet, wobei jede Spule gleichzeitig zwei Zündkerzen ansteuert. Die Funktion der illustrierten Ausgestaltung des Motorsteuersystems besteht darin, präzise Zeitablaufsteuersignale zu den Kraftstoffeinspritzdüsen und zu den Zündspulen zu senden. Die Einspritzung/Zündung erfolgt zylinderweise und wird so gesteuert, daß sie mit der optimalen Häufigkeit in bezug auf die Zeitpunkte und -dauern der Zylinderventilöffnung erfolgt. In der vorliegenden Ausgestaltung werden Startzeit und -dauer dieser Zeitablaufsteuersignale letztendlich auf ein Signal referenziert, das von einem Positionssensor (nicht dargestellt) stammt, der so angeordnet ist, daß er ein pulsiertes Motorphasensignal genau einmal alle zwei Motorumdrehungen generiert, vorzugsweise um die obere Totpunktposition (TDC) des Motors anzuzeigen. Ein vollständiger Viertaktmotorzyklus besteht aus zwei Umdrehungen des Motors, und somit gibt das Motorphasensignal eine absolute Brennzyklusreferenz.
  • Ein Motorrotationssensor, gewöhnlich ein induktiver (Magnet und Spule) Sensor, befindet sich an dem Motor neben den Zahnkranzzähnen des Motorschwungrades (nicht dargestellt). Der Rotationssensor erzeugt ein sinuswellenfömiges Signal mit Spannungs- und Frequenzeigenschaften, die sich mit der Motordrehzahl ändern. Die Spitzen und Täler in der Sinuswellenform entsprechen den Luftspalten zwischen den Schwungradzähnen. Sowohl das Motorphasensignal (TDC) als auch das Motorrotations- oder Schwungradzähne- (FWT) Signal werden von der illustrierten Ausgestaltung des elektronischen Motorsteuersystems benutzt und geben gemeinsam eine Anzeige für eine Betriebsposition des Motors.
  • Die illustrierte Ausgestaltung des Motorsteuersystems umfaßt ein Mittel 10 zum Erzeugen eines Motorzyklus- Referenzsignals auf der Basis der erfaßten Betriebsposition des Motors gemäß Anzeige durch das TDC-Signal und das FWT- Signal. Das System umfaßt ferner ein Mittel 12 zum Steuern der Brennfolge in jeweiligen Zylindern des Motors in Reaktion auf das Motorzyklus-Referenzsignal, so daß beim Gebrauch der zeitliche Ablauf der Verbrennung in jedem Motorzylinder präzise so gesteuert werden kann, daß er mit einer gewünschten Betriebsposition des Motors zusammenfällt. Das Mittel 10 zum Erzeugen eines Motorzyklus-Referenzsignals umfaßt in der vorliegenden Ausgestaltung vorzugsweise eine Multiplikationsschaltung 14, die die Frequenz des eingehenden Schwungrad- Zähnesignals (FWT) mit 12 (bei einem Sechszylindermotor) oder mit 8 (bei einem Achtzylindermotor) multipliziert. Auf diese Weise können immer zwei Umdrehungen des Motors in sechs Intervalle (bei einem Sechszylinder-Motor) oder acht Intervalle (bei einem Achtzylinder-Motor) mit gleicher Winkelverschiebung unterteilt werden. Die Multiplikationsschaltung 14 ist gewöhnlich eine Phasenre gelkreisschaltung (PLL), Das Ausgangssignal von der PLL-Schaltung. 14 hat Taktungsintervalle, die programmierbare ganzzahlige Vielfache des eingehenden FWT- Signals sind, die dann benutzt werden können, um eine erhöhte Auflösung und Stabilität der Zeitablaufsteuersignale zu erhalten, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
  • Das Mittel 10 zum Erzeugen eines Motorzyklus- Referenzsignals der vorliegenden Ausgestaltung umfaßt ferner eine Zylinderzyklus-Markierungsschaltung 16 zur Erzeugung eines Hauptreferenz-Steuerimpulses, der zum Zwecke des Startens der Taktungsaktivität der einzelnen Zylinder auf die Motorrotation aufgeschaltet wird. Für einen Sechszylindermotor erzeugt die Schaltung 16 einen Hauptreferenz-Steuerimpuls oder Markierer alle 120º, und für einen Achtzylindermotor erzeugt sie einen Hauptreferenz- Steuerimpuls oder Markierer alle 90º. Die Zylinderzyklus- Markiererschaltung 16 wird von dem TDC-Signal aktiviert und nimmt als Taktquelle das multiplizierte FWT-Signal von der PLL-Schaltung 14. Somit ermöglicht für das illustrierte System, das für einen Sechszylindermotor ausgelegt ist, ein 12-faches FWT-Signal von der PLL-Schaltung 14 die Erzeugung von genau einem Drittel (120º) eines Motorzyklus- Referenzsignals für eine ungerade oder gerade Zahl von Zähnen auf dem Motorschwungrad, was mit der Rotationsposition oder Phase des Motors gemäß Anzeige durch das TDC-Signal verbunden ist.
  • Eine DTDC-Verzögerungszeitschaltung 18 (DTDC = verzögerter oberer. Totpunkt) erzeugt ein Motorphasen- Hauptsteuersignal (verzögertes TDC-Signal), das präzise auf eine bekannte und vorteilhafte Position in bezug auf eine signifikante Motorrotationsposition eingestellt ist, beispielsweise auf den tatsächlichen oberen oder unteren Totpunkt eines bestimmten Zylinderkolbens, mit einer Auflösung, die von dem multiplizierten FWT-Signal von der PLL-Schaltung 14 bestimmt wird, die als Taktquelle benutzt wird. Das Motorphasen-Hauptsteuersignal von der Verzögerungszeitschaltung 18 passiert eine DTDC- Freigabeschaltung 20 und wird dann an die Zylinderzyklus- Markiererschaltung 166 angelegt. Die Funktion der Freigabeschaltung 20 wird nachfolgend beschrieben.
  • Das Mittel 12 zum Steuern der Brennfolge in jeweiligen Zylindern des Motors umfaßt einen Zylindersequenzierer 22 zum Erzeugen von Zeitablaufsteuersignalen, die individuell die Zyklusperioden für jeden Motorzylinder auf der Basis der Zylinderzyklus-Markiererintervalle identifizieren, die von der Zylinderzyklus-Markiererschaltung 16 erzeugt werden. Die Zeitablaufsteuersignale von dem Zylindersequenzierer 22 haben die Form von sechs Impulsen, die nacheinander auf Ausgangsleitungen 1 bis 6 des Zylindersequenzierers 22 erscheinen, die als Torsteuerimpulse an jeweilige DIO-Zeitschalter 24 (DIO = Einspritzdüsen-Einschaltverzögerung) und an DCO- Zeitschalter 26 (DCO = Spuleneinschaltverzögerung) angelegt werden.
  • Es gibt sechs DIO-Zeitschalter 24, einen für jeden der Kraftstoffeinspritzdüsen, und drei DCO-Zeitschalter 26, einen für jede Zündspule. Jeder der DIO-Zeitschalter 24 erzeugt eine programmierbare Verzögerung auf der Basis des Motorrotationswinkels, referenziert auf die einzelnen Zylindersequenz-Zeitablaufsteuersignale von dem Zylindersequenzierer 22. Diese programmierbare Verzögerung zeigt den Punkt als Winkelrotation des Motors an, an dem die sequenzierte Einspritzdüse einen Öffnungsbefehl erhält. Ebenso erzeugen die DCO-Zeitschalter 26 jeweils eine programmierbare Verzögerung auf der Basis des Motorrotationswinkels, ebenfalls referenziert auf das individuelle Zylindersequenz-Zeitablaufsteuersignal von dem Zylindersequenzierer 22. Diese programmierbare Verzögerung ist der Punkt, im Sinne der Winkelrotation des Motors, an dem das sequenzierte Zylinderzündspulenpaar einen Ladestartbefehl erhält.
  • In der vorliegenden Ausgestaltung sind der DTDC- Zeitschalter 18, die DIO-Zeitschalter 24 und die DCO- Zeitschalter 26 programmierbare Zähler, die über einen gemeinsamen Bus (nicht dargestellt) mit dem ECU-Regler verbunden sind. In der linken oberen Ecke von Fig. 1 ist eine ECU-Schnittstelle 27 angedeutet, die den ECU-Regler aktiviert, Steuer- und Datensignale asynchron zu und von verschiedenen Elementen des Motorsteuersystems zu senden und zu empfangen. Der gemeinsame Bus ist durch die Daten-, Adreß-, Lese- und Schreiblinien angedeutet. Auch eine kristallgesteuerte Taktimpulsleitung (T0) und eine prozessorgesteuerte Rückstellungsleitung (RES) sind vorhanden. Wie in der PL6346 beschrieben, deren Offenbarung hierin zur Bezugnahme enthalten ist, errechnet der ECU- Regler jede Einspritzdüsenverzögerung (Voreilung) und jede Einschaltzeit (IOT) sowie die Funkenvoreilung und die Spuleneinschaltzeit für jedes Zündspulenpaar. Für den DTDC- Zeitschalter 18, die DIO-Zeitschalter 24 und die DCO- Zeitschalter 26 erfolgen die Zeitsteuerungsberechnungen in der Form eines Zählwertes, der die Verzögerungsdauer als Anzahl von 1/12 Schwungradzahnintervallen (etwa 0,2º Winkelrotation) anzeigt, die zu Zeitschalter/Zähler 18, 24 und 26 von der PLL-Schaltung 14 gesendet werden.
  • Der ECU-Regler errechnet neue Zählwerte mit einer ausreichend hohen Rate, so daß bei den höchsten Motordrehzahlen jeder der Zeitschalter 24, 26 wenigstens einmal zwischen Torsteuerimpulsen aufgefrischt wird, die vom Zylindersequenzierer 22 empfangen werden. Der Zählwert für die Einspritzdüsen-Einschaltzeitverzögerung wird an alle sechs DIO-Zeitschalter 24 gleichzeitig angelegt, obwohl für jeden Zylinder dieser Wert mehrere Male aufgefrischt werden kann, bevor der Sequenz-Torsteuerimpuls ankommt. Da die eigentliche programmierbare Verzögerung als Anzahl von 1/12 FWT-Impulsen vorgegeben wird, kann sie unabhängig von der Motordrehzahl präzise als Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt eingestellt werden. Ferner behält durch die Winkelreferenzierung jede programmierbare Verzögerung wenigstens die letzte errechnete Voreilungseinstellung unabhängig von Motordrehzahländerungen bei.
  • Sobald eine sequenzierte Einspritzdüse einen Öffnungsbefehl erhält, steuert ein entsprechender Zeitschalter eines zweiten Satzes von Zeitschaltern, nämlich den IOT-Zeitschaltern 28 (IOT = Einspritzdüseneinschaltzeit), die Zeit, während der eine sequenzierte Einspritzdüse offen bleibt. Im Gegensatz zu den Zeitschaltern 24, 26 werden die IOT-Zeitschalter 28 durch eine kristallgesteuerte Taktquelle (T0) getaktet, gewöhnlich mit einem Impulssignal von 1 MHz oder schneller. Der ECU-Regler errechnet die IOT in Bruchteilen von Millisekunden und sendet diesen Wert zu den IOT- Zeitschaltern 28 zur Steuerung der Dauer eines an Einspritzdüsentreiber 30 angelegten elektrischen Steuersignals. Wie in der mitanhängigen australischen provisorischen Patentanmeldung Nr. PL6494 beschrieben ist, ist jede Einspritzdüse mit einer Treiberschaltung ausgestattet, die eine schnelle Öffnung der Einspritzdüsen zuläßt und gleichzeitig die elektrische Aufheizung der elektromagnetischen Spule in der Einspritzdüse minimal hält. Die Einspritzdüsentreiberschaltungen legen zunächst einen vollen Potentialunterschied an die Einspritzdüsenspule an, so daß der Strom auf einen Maximalwert ansteigen kann, um die entsprechende Einspritzdüse schnell zu öffnen. Dann reduziert die Schaltung den Strom auf einen Mindestwert, der zum Offenhalten der Einspritzdüse für die Dauer der Einspritzdüsen-Einschaltzeit erforderlich ist. Verzögerungen beim Öffnen und Schließen der Einspritzdüsen sind in die vom ECU-Regler errechnete(n) Zählwerte und IOT eingebaut.
  • Drei COT-Zeitschalter 32 (COT = Spuleneinschaltzeit) steuern die Zeit, die von der sequenzierten Zündspule benötigt wird, um ihren vorgegebenen Ladestrom zu erreichen. Dies ist eine programmierbare Zeit, die vom ECU- Regler als Anzahl von 1/12 FWT-Impulsen errechnet wird, die von der PLL-Zeitschaltung 14 angelegt werden. Ein Zählwert wird vom ECU-Regler auf eine ähnliche Weise wie für DIO- Zeitschalter 24 und DCO-Zeitschalter 26 in jeden der COT- Zeitschalter 32 geschrieben. Eine Spulentreiberschnittstelle 34 empfängt die jeweiligen Zeitablaufsteuersignale von COT-Zeitschaltern 32 und erzeugt ein höheres verschobenes Steuersignal, das für die Übertragung zu einer abgesetzten Spulentreiberschaltung geeignet ist.
  • Das Sequenzsteuermittel 12 umfaßt ferner eine Sequenzende-Generatorschaltung 36, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn beide Endverzögerungen (DIO-Zeitschalter 24 für Zylinder 4 und DCO-Zeitschalter 26 für Zylinder 3, 4) für Einspritzung und Zündung für den letzten Zylinderzyklus begonnen haben. Dies ist ein Validierungssignal, um anzuzeigen, daß alle Zeitschalter in der Verzögerungskette ihre Abfolge erfolgreich beendet oder gestartet haben. Ein Sequenzendezähler 38 wird vom ECU-Regler benutzt, um Sequenzende-Impulse vom Ausgang des Sequenzende-Generators 36 zu zählen, und wird vom ECU-Regler für Entscheidungen über den Validierungsprozeß benutzt. Sequenzende-Impulse vom Sequenzende-Generator 36 werden auch an die DTCD- Freigabeschaltung 20 (DTCD = verzögerter oberer Totpunkt) als LÖSCH-Impuls angelegt. Die Funktion der DTDC- Freigabeschaltung 20 besteht darin, frühe oder späte TDC- Signale in bezug auf Sequenzende-Impulse abzufangen, die entweder fälschlicherweise unter elektrischen Störungsbedingungen oder durch einen fehlerhaften Sensor oder eine fehlerhafte Schaltung verursacht wurden. Dadurch wird der Einspritz-/Zünd-Brennprozeß angehalten, bis ein gültiger neuer Brennzyklus durch den nächsten TDC-Impuls begonnen wird, was gegenüber der Möglichkeit, die Einspritz- und Zündzeitfolge zum falschen Zeitpunkt zu beginnen, bevorzugt wird.
  • Alle von den Funktionsblöcken des oben beschriebenen elektronischen Steuersystems durchgeführten Steuerfunktionen, beispielsweise Zylindersequenzierer 22 und Zeitschalter/Zähler 24, 26, 32, werden von standardmäßigen digitalen IC-Chips durchgeführt. Einer Fachperson in der Elektronik ist jedoch offensichtlich, daß dieselben Steuerfunktionen auch von einer anderen Schaltungsanordnung wie beispielsweise einer einzelnen speziellen integrierten Schaltung mit einer programmierbaren Logikanordnung (PLA) durchgeführt werden können. Alternativ kann ein alleinstehender Mikroprozessor, eingebaut in den oder separat von dem Mikroprozessor des ECU-Reglers, dieselben Zeitablaufsteuerfunktionen durchführen.
  • Auch muß das Motorzyklus-Referenzsignal nicht unbedingt auf dem Ausgangssignal von einem Schwungradzähne- Positionssensor basieren. Es ist jedes geeignete Mittel zum Erfassen einer Betriebsposition des Motors einsetzbar.

Claims (12)

1. Elektronisches Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, wobei das System folgendes umfasst:
einen Motorzahnrad-Zähnepositionssensor zum Erfassen der Rotation eines Zahnrades des Motors, wobei jeder Zahnradzahn einer Peripherie des Zahnrades beim Passieren des genannten Zahnradzähne-Positionssensors erfasst wird, so dass ein Zahnradzähne-Signal generiert wird;
einen Motorphasensensor zum Erfassen einer Phase des Motors und zum Generieren eines Motorphasensignals bei jedem Zyklus des Motors,
ein Signalmultiplikationsmittel (14) zum Multiplizieren des genannten Zahnradzähne-Signals mit einem ganzzahligen Vielfachen der Zylinderzahl N im Motor, um ein hochauflösendes Motorrotationssignal in der Form einer Impulskette zu produzieren, wobei jeder Impuls in der genannten Impulskette eine vorbestimmte Winkelverschiebung des Motors angibt;
ein Mittel (16) zum Generieren eines Zylinderzyklus- Referenzsignals zum Einleiten einer Taktungsaktivität für jeden einzelnen Zylinder des Motors, wobei das genannte Zylinderzyklus-Referenzsignal auf das genannte hochauflösende Motorrotationssignal und das Motorphasensignal so reagiert, dass eine vorbestimmte Zahl von Impulsen des genannten hochauflösenden Motorrotationssignals, die einem Zyklus des Motors gemäß Anzeige durch das genannte Motorphasensignal entsprechen, in N gleiche Zylindersteuerintervalle unterteilt wird, wobei jedes Zylindersteuerintervall durch ein Zylinderzyklus-Referenzsignal markiert wird; und
ein Mittel (12) zum Steuern des zeitlichen Ablaufs der Verbrennung in jeweiligen Zylindern des Motors in Reaktion auf das genannte hochauflösende Motorrotationssignal, das genannte Motorphasensignal und die genannten Zylinderzyklus-Referenzsignale, bei dem das genannte Mittel (12) zum Steuern des zeitlichen Ablaufs der Verbrennung eine Mehrzahl von programmierbaren Zeitschaltern (24, 26) aufweist, die eine programmierbare Verzögerung erzeugen, die im Hinblick auf eine Anzahl von Impulsen des genannten hochauflösenden Motorrotationssignals vorgegeben wird, die den Zeitschaltern (24, 26) von dem genannten Signalmultiplikationsmittel (14) zugeführt werden, um die Steueraktivität für jeden Zylinder unter Verwendung der genannten Zylinderzyklus-Referenzsignale als Zeitsteuerreferenz zu regeln; dadurch gekennzeichnet, dass N programmierbare Zeitschalter (24) für "Einspritzdüsen- Einschaltverzögerung" (DIO) vorgesehen sind, wobei jeder DIO-Zeitschalter (24) eine programmierbare Verzögerung erzeugt, die einen Punkt im Zyklus eines Zylinders als Winkelverschiebung des Motors angibt, bei dem eine entsprechende Einspritzdüse öffnen muss, um Kraftstoff in den genannten Zylinder einzuspritzen; und
bei dem N programmierbare Zeitschalter (28) für "Einspritzdüsen-Einschaltzeit" (IOT) vorgesehen sind, die in Reihe mit den genannten N programmierbaren DIO- Zeitschaltern (24) geschaltet sind und von einem entsprechenden dieser Schalter aktiviert werden, wobei jeder IOT-Zeitschalter (28) eine programmierbare Verzögerung erzeugt, die eine Zeitdauer in Bruchteilen von einer Millisekunde angibt, während der eine entsprechende Einspritzdüse offenbleiben muss, und bei der die genannte programmierbare Verzögerung vorgegeben und durch die genannte Motorsteuereinheit in regelmäßigen Abständen aktualisiert wird, so dass beim Gebrauch der zeitliche Ablauf der Verbrennung in jedem Motorzylinder präziser gesteuert werden kann, so dass sie mit einer gewünschten Betriebsposition des Motors übereinstimmt.
2. Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem das genannte Signalmultiplikationsmittel (14) eine Phasenregelkreisschaltung ist.
3. Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die genannte programmierbare Verzögerung durch eine Motorsteuereinheit vorgegeben und in regelmäßigen Abständen durch die Motorsteuereinheit in Reaktion auf Änderungen verschiedener Betriebsparameter des Motors wie z. B. Motordrehzahl, gewünschte Last, Verzögerungen beim Öffnen der Einspritzdüsen, Verzögerungen beim Transport des Kraftstoffs von den Einspritzdüsen zu den Zylindern und Verzögerungen bei der Verbrennung nach dem Einleiten der Zündung aktualisiert wird.
4. Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 3, bei dem N/2 programmierbare Zeitschalter (26) für "Spuleneinschaltverzögerung" (DCO) vorgesehen sind, wobei jeder DCO-Zeitschalter (26) eine programmierbare Verzögerung erzeugt, die einen Punkt im Zyklus eines Zylinders als Winkelverschiebung des Motors angibt, bei der eine entsprechende Zündspule zu laden beginnen muss.
5. Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 4, bei dem N/2 programmierbare Zeitschalter (32) für "Spuleneinschaltzeit" (COT) vorgesehen sind, die in Reihe mit einem entsprechenden der genannten N/2 programmierbaren DCO-Zeitschalter (26) geschaltet sind und von einem solchen aktiviert werden, wobei jeder COT-Zeitschalter (32) eine programmierbare Verzögerung erzeugt, die eine Zeitdauer als Winkelverschiebung des Motors angibt, die von einer entsprechenden Zündspule benötigt wird, um einen vorgegebenen Ladestrom zu erreichen.
6. Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 3, bei dem das genannte Mittel zum Steuern des zeitlichen Ablaufs der Verbrennung ferner ein Zylindersequenzierungsmittel (22) zum Generieren von Zeitsteuersignalen zum Anzeigen der einzelnen Zyklusperioden für jeden Motorzylinder in der richtigen Reihenfolge in Reaktion auf das genannte Motorphasensignal und die genannten Zylinderzyklus- Referenzsignale umfasst, wobei die genannten Zeitsteuersignale als Torsteuerungssignale zu den genannten programmierbaren Zeitschaltern gespeist werden.
7. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das genannte Zahnrad das Schwungrad des Motors ist und der genannte Zahnradzähne-Positionssensor ein Schwungradzähnesignal erzeugt, und wobei der genannte Motor ein gasbetriebener Verbrennungsmotor ist.
8. Verfahren zur elektronischen Steuerung für einen Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erfassen der Rotation eines Zahnrades des Motors, wobei jeder Zahnradzahn auf einer Peripherie des Zahnrades zum Generieren eines Zahnradzähnesignals erfasst wird;
Erfassen einer Phase des Motors und Generieren eines Motorphasensignals bei jedem Zyklus des Motors;
Multiplizieren des genannten Zahnradzähnesignals mit einem ganzzahligen Vielfachen der Zylinderzahl N in dem Motor, um ein hochauflösendes Motorrotationssignal in der Form einer Impulskette zu erzeugen, wobei jeder Impuls in der genannten Impulskette eine vorbestimmte Winkelverschiebung des Motors angibt;
Erzeugen eines Zylinderzyklus-Referenzsignals zum Einleiten einer Taktungsaktivität für jeden einzelnen Zylinder des Motors, wobei das genannte Zylinderzyklus- Referenzsignal in Reaktion auf das genannte hochauflösende Motorrotationssignal und das Motorphasensignal erzeugt wird, so dass eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen des genannten hochauflösenden Motorrotationssignals, die einem Zyklus des Motors gemäß Anzeige durch das genannte Motorphasensignal entspricht, in N gleiche Zylindersteuerintervalle unterteilt wird, wobei jedes Zylindersteuerintervall durch ein Zylinderzyklus- Referenzsignal markiert wird; und
Steuern des zeitlichen Ablaufs der Verbrennung in jeweiligen Zylindern des Motors in Reaktion auf das genannte hochauflösende Motorrotationssignal, die genannten Zylinderzyklus-Referenzsignale und das genannte Motorphasensignal, wobei der genannte Schritt des Steuerns des zeitlichen Ablaufs der Verbrennung die Erzeugung einer programmierbaren Verzögerung umfasst, angegeben als eine Zahl von Impulsen des genannten hochauflösenden Motorrotationssignals zum Steuern der Taktungsaktivität für jeden Zylinder unter Verwendung der genannten Zylinderzyklus-Referenzsignale als Taktungsreferenz;
dadurch gekennzeichnet, dass eine programmierbar "Einspritzdüsen-Einschaltverzögerung" (DIO) für eine Einspritzdüse entsprechend den einzelnen Zylindern des Motors erzeugt wird, wobei die genannte DIO einen Punkt im Zyklus eines Zylinders als Winkelverschiebung des Motors angibt, bei dem die entsprechende Einspritzdüse öffnen muss, um Kraftstoff in den genannten Zylinder einzuspritzen; und wobei auch eine programmierbare "Einspritzdüsen-Einschaltzeit" (IOT) erzeugt wird, die eine Zeitdauer in Bruchteilen von einer Millisekunde angibt, während der die entsprechende Einspritzdüse offenbleiben muss, so dass beim Gebrauch der zeitliche Ablauf der Verbrennung in jedem Motorzylinder präziser gesteuert werden kann, so dass er mit einer gewünschten Betriebsposition des Motors übereinstimmt.
9. Verfahren zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 8, bei dem die genannte programmierbare Verzögerung vorgegeben und in regelmässigen Abständen in Reaktion auf Änderungen verschiedener Betriebsparameter des Motors wie z. B. Motordrehzahl, gewünschte Last, Verzögerungen beim Öffnen der Einspritzdüsen, Verzögerungen beim Transport des Kraftstoffs von den Einspritzdüsen zu den Zylindern und Verzögerungen beim Verbrennen nach dem Einleiten der Zündung aktualisiert werden.
10. Verfahren zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 9, bei dem eine programmierbare "Spuleneinschaltverzögerung" (DCO) für eine Zündspule entsprechend den einzelnen Zylindern des Motors erzeugt wird, wobei die genannte programmierbare DCO einen Punkt im Zyklus eines Zylinders als Winkelverschiebung des Motors angibt, bei der die entsprechende Zündspule zu laden beginnen muss.
11. Verfahren zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 10, bei dem auch eine programmierbare "Spuleneinschaltzeit" (COT) erzeugt wird, die eine Zeitdauer als Winkelverschiebung des Motors angibt, die von der entsprechenden Zündspule benötigt wird, um einen vorgegebenen Ladestrom zu erreichen.
12. Verfahren zur elektronischen Steuerung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das genannte Zahnrad das Schwungrad des Motors ist und das genannte Zahnradzähnesignal ein Schwungradzähnesignal ist, und wobei der genannte Motor ein gasbetriebener Verbrennungsmotor ist.
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