EP1475527A2 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bei Störung der Erfassung des Kurbelwellenwinkels - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bei Störung der Erfassung des Kurbelwellenwinkels Download PDF

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EP1475527A2
EP1475527A2 EP04101220A EP04101220A EP1475527A2 EP 1475527 A2 EP1475527 A2 EP 1475527A2 EP 04101220 A EP04101220 A EP 04101220A EP 04101220 A EP04101220 A EP 04101220A EP 1475527 A2 EP1475527 A2 EP 1475527A2
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EP
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injection
internal combustion
combustion engine
processing unit
fuel
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EP04101220A
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Kai Barnickel
Marco Gangi
Andreas-Juergen Rohatschek
Udo Schulz
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Robert Bosch GmbH
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing

Definitions

  • the invention initially relates to a method for operating an internal combustion engine in which fuel over at least one injector in at least one Comes into the combustion chamber, in which an actuator Injector based on at least one Injection information is triggered, which is generated in stored in a memory, and by a processing unit is called, which results in a control command generated, and in which a malfunction in the detection of the Angular position of a crankshaft detected and at If a fault is detected, auxiliary measures are taken, which deleting at least part of the Include injection information.
  • the invention also relates to a computer program electrical storage medium for a control and / or Control device of an internal combustion engine, a control and / or Control device for an internal combustion engine, and a Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with a control and / or regulating device.
  • a method of the type mentioned is from the market known. It occurs in internal combustion engines with direct fuel injection used where the fuel of injectors directly into the combustion chambers is injected.
  • the fuel injectors are equipped with piezo actuators that position can influence a valve element. With the known Injection (or Injections) at a certain angular position of the Crankshaft.
  • the desired start of injection becomes one Time (“static interrupt") calculated that one certain angular distance before a certain Angle position of the crankshaft corresponds, and that desired injection end is at a time (dynamic interrupt ") computed by a particular Time interval before the start of injection corresponds.
  • the calculated data are stored in a memory.
  • a The computing unit continuously records the current angular position the crankshaft and generated at the calculated Control commands corresponding to angular positions.
  • the object of the present invention is a method of the type mentioned at the outset so that the Safety when operating the internal combustion engine in the event a fault in the detection of the angular position of the Crankshaft is guaranteed even more reliably.
  • This task is initiated in a procedure mentioned type in that the relief measures include that all involve an injection start Injection information is deleted and on Injection end command for the actuator generated and executed becomes.
  • the basis for this is the fact that the injection information relating to the start of injection to be deleted. However, if there is no injection information more can be obtained from the processing unit cannot be converted into commands. So it becomes on the one hand prevents that during the missing Synchronization commands are executed and it will on the other hand, prevents recovery the synchronization of "old" injection information are processed.
  • the commands are "deactivated", so that the processing unit in a safe state is transferred.
  • Processing unit is not initialized, it is in any case an injection command for the actuator Fuel injector generated and executed so the fuel injection through the Fuel injector is forcibly stopped as soon as a loss of synchronization was detected. This can cause the injection to end earlier than originally intended; in terms of However, this is operational reliability of the internal combustion engine less critical than too much fuel.
  • the relief measures include that End of injection commands generated for all actuators and be issued. If a selection of the next to be controlled actuator, this reduces the required processing effort.
  • a preferred development of the invention provides that in a first Processing unit is recognized whether a malfunction in the Detection of the angular position of the crankshaft is present, and that the first processing unit a second, faster working as the first processing unit Processing unit instructs the relief measures perform. This shortens the response time and the operational safety of the internal combustion engine again improved.
  • the at least one injection end command is carried out in a further embodiment of the method according to the invention back into normal operation returned.
  • the Generated injection information as usual and stored, and commands based thereon generated and executed.
  • the special mode with shortened or whole failing fuel injections is therefore very low just before, so a corresponding process the comfort not or at least when the internal combustion engine is operating not significantly restricted.
  • the second Processing unit of the first processing unit notifies you when the relief efforts are completed, and that the first processing unit is the second Processing unit then instructs again with one To continue normal operation. This is easy too program, and the second one can be the one in the Carry out tasks intended for normal operation.
  • a preferred embodiment of this invention The procedure provides that if the relief measures at least with a certain frequency in succession be carried out in an internal combustion engine Security status is brought.
  • This security state can consist, for example, that the Internal combustion engine is switched off. This will make the Operational reliability of the internal combustion engine increased because one successive implementation of said Aid measures indicate a serious mistake of the angular position of the crankshaft.
  • an internal combustion engine carries this overall Reference number 10. It is used in a motor vehicle (not shown) used. For the sake of clarity are special in Figure 1 only in the present case relevant components of the internal combustion engine 10 shown.
  • the internal combustion engine 10 includes combustion chambers 12, into which the fuel directly from fuel injectors 14 is injected. These are on a fuel rail 16 ("rail") connected, in the fuel is stored under high pressure.
  • the Fuel rail 16 is from a high pressure fuel supply 18 fed. They are driven Fuel injectors 14 from a control and Control device 20.
  • the angle encoder wheel 24 includes a series of donor teeth 28 on its Circumferential surface, which when the angle sensor 26 is swiped past a signal change in the output signal of the angle sensor 26 cause.
  • a gap 30 leads to a changed signal of the angle sensor 26 and enables the assignment of Signal of the angle sensor 26 to a certain Angular position of the crankshaft 22.
  • the angular position the camshaft is detected. This serves among other things in addition, in a four-stroke internal combustion engine in which the Crankshaft two turns during a working cycle However, camshaft only makes one turn Make the angular position of the crankshaft clear.
  • the angle sensor 26 supplies its signals to the control and Control device 20. This also receives signals from a pressure sensor 32 which detects the pressure in the fuel rail 16 recorded. A desired torque is given the control and regulating device 20 from a pedal sensor 34 transmitted, which taps the position of an accelerator pedal 36.
  • the fuel injectors 14 each include a valve element (not visible), which in the present Embodiment of a piezo actuator (also not visible) from a closed to an open Position and can be moved back. To one To open fuel injector 14, the Piezo actuator charged by applying a voltage to the Close fuel injector 14, so the Injection of fuel into a combustion chamber 12 the piezo actuator is discharged again.
  • a CPU 38 receives the signals of the Pedal sensor 34 and the pressure sensor 32. Depending on these signals are processed by the CPU 38 in a static Interrupt the start of control, i.e. the time from which the piezo actuator of the fuel injection device 14 is loaded. This is shown in FIG. 3 referenced, in the course of a control voltage U for a pre-injection, reference numeral 40 and the course a control voltage U for a main injection Reference number 42 carries.
  • the start of pre-injection 40 loading is shown in a static interrupt 44, in the present case Embodiment at 138 ° VOT, that for the Main injection 42 in a static interrupt 46, in present embodiment set at 78 ° VOT.
  • a static interrupt 44 Shortly before the actual injection is then carried out in one dynamic interrupt 48a or 48b, for example 400 ⁇ s before that defined in static interrupt 44
  • Start of control in CPU 38 the control duration or the start of the unloading process is calculated.
  • Set the values for the start and end of charging Injection information, which is stored in a parameter RAM 50 are filed.
  • a TPU 52 which has a higher process speed than the CPU 38, processes the signals of the Angle sensor 26 with which the angular position of the Crankshaft 22 is detected.
  • a query is made in a block 60 as to whether there is proper information about the angular position of the crankshaft 22, ie whether the "synchronization" is in order. If a loss of synchronization is determined, the answer in block 60 is a "no".
  • the TPU 52 is then switched to a special mode in block 62. In this special mode of the TPU, which is represented in FIG. 4 by a dashed box with the reference number 64, all the injection information EI A relating to an injection start and stored in the parameter RAM 50 is deleted by the TPU 52. Accordingly, corresponding commands can no longer be generated and executed in the TPU 52 until new injection information is again available in the parameter RAM 50.
  • This special mode of the TPU 52 also includes that 14 injection end commands EB E are generated and executed for all piezo actuators of all fuel injection devices. This means that just open fuel injection devices 14 are immediately closed by discharging the corresponding piezo actuator.
  • the CPU 38 now receives feedback from the TPU 52 that the piezo actuators of all fuel injection devices 14 are discharged. This feedback is queried in the CPU 38 in a block 66. If the answer in block 66 is "yes", in block 67 the TPU 52 is switched back into a normal mode by the CPU 38, in which, assuming correct synchronization of the angular position of the crankshaft 22, it generates loading commands EB A and unloading commands EP E and executes (block 68). The method ends in end block 70.
  • Figure 5 shows enlarged the voltage profile in the pilot 40 and the main injection 42 of Figure 3, during normal operation of the internal combustion engine 10, so with proper synchronization of the signal of the angle sensor 26.
  • Figure 6 shows the same case, in a loss of synchronization of the date on t sv during of the pre-injection 40. In this case, the execution of the method shown in FIG. 4 leads to the immediate termination of the pre-injection 40. A main injection does not take place in this case. Without these measures, there would be a risk that the pilot injection would take significantly longer than desired, which is indicated in FIG. 6 by a dotted line.
  • TPU 52 from the CPU 38 several times in succession is instructed to switch to special mode 64 this is an indication of not just a short-term, but longer-lasting and therefore serious errors.
  • the internal combustion engine 10 from the control device 20 brought into a security state, for example off.

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Abstract

Bei einer Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff über mindestens eine Einspritzvorrichtung in mindestens einen Brennraum gebracht. Ein Aktor der Einspritzvorrichtung wird auf der Basis mindestens einer Einspritzinformation (EBIA, EBIE) angesteuert. Diese wird generiert, in einem Speicher abgelegt, abgerufen und verarbeitet. Eine Störung bei der Erfassung der Winkelstellung einer Kurbelwelle wird erkannt (60) und bei einer erkannten Störung werden Hilfsmaßnahmen ergriffen (64). Es wird vorgeschlagen, dass die Hilfsmaßnahmen umfassen, dass mindestens alle einen Einspritzanfang betreffenden Einspritzinformationen (EIA) in dem Speicher gelöscht werden und ein Einspritzende-Befehl (EBE) für den Aktor generiert und ausgeführt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff über mindestens eine Einspritzvorrichtung in mindestens einen Brennraum gelangt, bei dem ein Aktor der Einspritzvorrichtung auf der Basis mindestens einer Einspritzinformation angesteuert wird, welche generiert, in einem Speicher abgelegt, und von einer Verarbeitungseinheit abgerufen wird, welche hieraus einen Ansteuerbefehl generiert, und bei dem eine Störung bei der Erfassung der Winkelstellung einer Kurbelwelle erkannt und bei einer erkannten Störung Hilfsmaßnahmen ergriffen werden, welche das Löschen mindestens eines Teils der Einspritzinformationen umfassen.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, ein elektrisches Speichermedium für ein Steuer- und/oder Regelgerät einer Brennkraftmaschine, ein Steuer- und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, und eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Steuer- und/oder Regelgerät.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist vom Markt her bekannt. Es kommt bei Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff-Direkteinspritzung zum Einsatz, bei denen der Kraftstoff von Einspritzvorrichtungen direkt in die Brennräume eingespritzt wird. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen sind mit Piezoaktoren ausgestattet, welche die Stellung eines Ventilelement beeinflussen können. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Einspritzung (oder die Einspritzungen) bei einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle.
Hierzu wird der gewünschte Einspritzbeginn zu einem Zeitpunkt ("statischer Interrupt")berechnet, der einem bestimmten Winkelabstand vor einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle entspricht, und das gewünschte Einspritzende wird zu einem Zeitpunkt (dynamischer Interrupt") berechnet, der einem bestimmten Zeitabstand vor Beginn der Einspritzung entspricht. Die berechneten Daten werden in einem Speicher abgelegt. Eine Recheneinheit erfasst ständig die aktuelle Winkelstellung der Kurbelwelle und generiert bei den berechneten Winkelstellungen entsprechende Ansteuerbefehle.
Im Betrieb einer Brennkraftmaschine kann es jedoch passieren, dass die Information über die aktuelle Winkelstellung der Kurbelwelle kurzzeitig verloren geht ("Synchronisationsverlust"). Ursachen können hier beispielsweise elektromagnetische Störungen, statische Entladungen oder fehlerhafte Kontakte sein. Ohne Kenntnis von der aktuellen Winkelstellung der Kurbelwelle ist jedoch eine ordnungsgemäße Ausführung der Einspritzung nicht möglich, was zu Komforteinbußen und Schäden an der Brennkraftmaschine führen kann. Eine derartige Störung wird daher bei dem bekannten Verfahren erkannt und es werden entsprechende Hilfsmaßnahmen ergriffen, um einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Die Hilfsmaßnahmen umfassen dabei das Löschen der abgespeicherten Einspritzinformationen und eine Initialisierung der Verarbeitungseinheit.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren der Eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass die Sicherheit beim Betrieb der Brennkraftmaschine im Falle einer Störung bei der Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle noch zuverlässiger gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Hilfsmaßnahmen umfassen, dass alle einen Einspritzanfang betreffenden Einspritzinformationen gelöscht werden und ein Einspritzende-Befehl für den Aktor generiert und ausgeführt wird.
Bei einem Computerprogramm wird die eingangs gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass es zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist. Bei einem elektrischen Speichermedium wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art abgespeichert ist. Bei einem Steuer- und/oder Regelgerät wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass es zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist. Bei einer Brennkraftmaschine wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, dass zu Anwendungen in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es vorkommen kann, dass der Synchronisationsverlust zu einem Zeitpunkt auftritt, welcher genau während einer Einspritzung liegt, also nachdem ein Einspritzbefehl zum Öffnen der Einspritzvorrichtung ausgeführt wurde, jedoch noch bevor ein Einspritzbefehl zum Schließen dieser Einspritzvorrichtung ausgeführt wird. Wenn nun, wie bei dem bekannten Verfahren - alle gespeicherten Einspritzbefehlsinformationen gelöscht werden und eine Verarbeitungseinheit, welche die Befehle zur Ausführung bringt, initialisiert wird, bleibt die Einspritzvorrichtung geöffnet, und es gelangt eine deutlich größere Menge an Kraftstoff in den Brennraum als vorgesehen.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dagegen sichergestellt, dass bei einer Störung bei der Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle keine unerwünscht großen Kraftstoffmengen in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen, was wiederum zu einem unerwünscht großen Drehmoment führen könnte. Letztlich wird durch das erfindungsgemäße Verfahren also die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine erhöht, was auch der Sicherheit der Benutzer der Brennkraftmaschine zugute kommt.
Grundlage hierfür ist zum Einen die Tatsache, dass die einen Einspritzbeginn betreffenden Einspritzinformationen gelöscht werden. Wenn jedoch keine Einspritzinformationen mehr vorliegen, können diese von der Verarbeitungseinheit nicht in Befehle umgesetzt werden. Es wird hierdurch also einerseits verhindert, dass während der fehlenden Synchronisation Befehle ausgeführt werden, und es wird andererseits verhindert, dass nach einer Wiederherstellung der Synchronisation "alte" Einspritzinformationen verarbeitet werden. Die Befehle werden also "deaktiviert", so dass die Verarbeitungseinheit in einen sicheren Zustand überführt wird.
Zum Anderen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verarbeitungseinheit nicht initialisiert, sondern es wird in jedem Falle ein Einspritzbefehl für den Aktor der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung generiert und ausgeführt, so dass die Einspritzung von Kraftstoff durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zwangsweise beendet wird, sobald ein Synchronisationsverlust erkannt wurde. Dies kann zwar dazu führen, dass die Einspritzung früher beendet wird als ursprünglich vorgesehen war; im Hinblick auf die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine ist dies jedoch weniger kritisch als eine zu große Kraftstoffmenge.
Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
So wird beispielsweise vorgeschlagen, dass bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen die Hilfsmaßnahmen umfassen, dass Einspritzende-Befehle für alle Aktoren generiert und ausgegeben werden. Wenn eine Auswahl des als nächstes anzusteuernden Aktors entfällt, reduziert dies den erforderlichen Verarbeitungsaufwand.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in einer ersten Verarbeitungseinheit erkannt wird, ob eine Störung bei der Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle vorliegt, und dass die erste Verarbeitungseinheit eine zweite, schneller als die erste Verarbeitungseinheit arbeitende Verarbeitungseinheit anweist, die Hilfsmaßnahmen durchzuführen. Hierdurch wird die Reaktionszeit verkürzt und die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine nochmals verbessert.
Dann, wenn der mindestens eine Einspritzende-Befehl ausgeführt ist, wird bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder in einen Normalbetrieb zurückgekehrt. In einem derartigen Normalbetrieb werden die Einspritzinformationen wie üblich erzeugt und abgespeichert, und hierauf basierende Befehle generiert und ausgeführt. Der Sondermodus mit verkürzten oder ganz ausfallenden Kraftstoffeinspritzungen liegt somit nur sehr kurz vor, so dass ein entsprechender Vorgang den Komfort beim Betrieb der Brennkraftmaschine nicht oder zumindest nicht wesentlich einschränkt.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die zweite Verarbeitungseinheit der ersten Verarbeitungseinheit mitteilt, wenn die Hilfsmaßnahmen abgeschlossen sind, und dass die erste Verarbeitungseinheit die zweite Verarbeitungseinheit dann anweist, wieder mit einem Normalbetrieb fortzufahren. Dies ist einfach zu programmieren, und die zweite kann wieder die ihr im Normalbetrieb zugedachten Aufgaben wahrnehmen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass dann, wenn die Hilfsmaßnahmen mindestens mit einer bestimmten Häufigkeit hintereinander durchgeführt werden, die Brennkraftmaschine in einen Sicherheitszustand gebracht wird. Dieser Sicherheitszustand kann beispielsweise darin bestehen, dass die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird. Hierdurch wird die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine erhöht, denn eine aufeinander folgende Durchführung der besagten Hilfsmaßnahmen deutet auf einen schwerwiegenden Fehler bei der Erfassungen der Winkelstellung der Kurbelwelle hin.
Zeichnungen
Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und einem Steuer- und Regelgerät;
Figur 2
ein Ablaufschema, welches verschiedene Einheiten zeigt, welche bei der Ansteuerung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen von Figur 1 verwendet werden;
Figur 3
ein Diagramm, in dem die Ansteuerspannung eines Piezoaktors der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Figur 2 über der Winkelstellung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine von Figur 1 aufgetragen ist;
Figur 4
ein Ablaufschema zur Erläuterung eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Figur 1;
Figur 5
ein Diagramm, welches einen vergrößerten Ausschnitt des Diagramms von Figur 3 darstellt; und
Figur 6
ein Diagramm ähnlich Figur 5, bei einer erkannten Störung bei der Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine von Figur 1.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie wird in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) eingesetzt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Figur 1 nur im vorliegenden Fall besonders relevante Komponenten der Brennkraftmaschine 10 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst Brennräume 12, in die der Kraftstoff direkt von Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 eingespritzt wird. Diese sind an eine Kraftstoff-Sammelleitung 16 ("rail") angeschlossen, in der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Die Kraftstoff-Sammelleitung 16 wird von einer Hochdruck-Kraftstoffversorgung 18 gespeist. Angesteuert werden die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 von einem Steuer- und Regelgerät 20.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 werden eine Kurbelwelle 22 und eine in Figur 1 nicht dargestellte Nockenwelle in Drehung versetzt. Mit der Kurbelwelle 22 ist ein Winkelgeberrad 24 verbunden, welches von einem Winkelsensor 26 abgetastet wird. Das Winkelgeberrad 24 umfasst eine Reihe von Geberzähnen 28 auf seiner Umfangsfläche, die beim Vorbeistreichen am Winkelsensor 26 eine Signaländerung des Ausgangssignals des Winkelsensor 26 bewirken. Eine Lücke 30 führt zu einem veränderten Signal des Winkelsensors 26 und ermöglicht die Zuordnung des Signals des Winkelsensors 26 zu einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle 22. Auch die Winkelstellung der Nockenwelle wird erfasst. Dies dient unter anderem dazu, bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine, bei der die Kurbelwelle bei einem Arbeitsspiel zwei Umdrehungen, die Nockenwelle jedoch nur eine Umdrehung ausführt, die Winkelstellung der Kurbelwelle eindeutig zu machen.
Der Winkelsensor 26 liefert seine Signale an das Steuerund Regelgerät 20. Dieses erhält auch noch Signale von einem Drucksensor 32, welcher den Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 16 erfasst. Ein gewünschtes Drehmoment wird dem Steuer- und Regelgerät 20 von einem Pedalsensor 34 übermittelt, der die Stellung eines Gaspedals 36 abgreift.
Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 umfassen jeweils ein Ventilelement (nicht sichtbar), welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Piezoaktor (ebenfalls nicht sichtbar) von einer geschlossenen in eine geöffnete Stellung und wieder zurück bewegt werden kann. Um eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 zu öffnen, wird der Piezoaktor durch Anlegen einer Spannung geladen, um die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 zu schließen, also die Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum 12 zu beenden, wird der Piezoaktor wieder entladen.
Zur Ansteuerung eines Piezoaktors einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 sind im Steuer- und Regelgerät 20 verschiedene Funktionsmodule vorhanden (vergleiche Figur 2): Eine CPU 38 erhält beispielsweise die Signale des Pedalsensors 34 und des Drucksensors 32. Abhängig von diesen Signalen werden von der CPU 38 in einem statischen Interrupt der Ansteuerbeginn, also der Zeitpunkt, ab dem der Piezoaktor der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 geladen wird, festgelegt. Hierzu wird auf Figur 3 verwiesen, in der der Verlauf einer Ansteuerspannung U für eine Voreinspritzung das Bezugszeichen 40 und der Verlauf einer Ansteuerspannung U für eine Haupteinspritzung das Bezugszeichen 42 trägt.
Der Beginn des Ladens für die Voreinspritzung 40 wird in einem statischen Interrupt 44, im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 138° vOT, jener für die Haupteinspritzung 42 in einem statischen Interrupt 46, im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 78° vOT festgelegt. Kurz vor der eigentlichen Einspritzung wird dann in einem dynamischen Interrupt 48a bzw. 48b, beispielsweise 400 µs vor dem im statischen Interrupt 44 festgelegten Ansteuerbeginn, in der CPU 38 die Ansteuerdauer beziehungsweise der Beginn des Entladevorgangs berechnet. Die Werte für den Ladebeginn und das Ladeende stellen Einspritzinformationen dar, welche in einem Parameter-RAM 50 abgelegt werden.
Eine TPU 52, welche eine höhere Prozessgeschwindigkeit aufweist als die CPU 38, verarbeitet die Signale des Winkelsensors 26, mit dem die Winkelstellung der Kurbelwelle 22 erfasst wird. Auf der Basis der vom Parameter-RAM 50 bereitgestellten Einspritzinformationen und der Winkelsignale vom Winkelsensor 26 generiert die TPU 52 Ansteuerbefehle und steuert einen Endstufenbaustein 54 (IC oder Baustein zur Endstufenansteuerung) an. Dieser wiederum steuert eine Endstufe 56 an, die mit dem Piezoaktor der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 verbunden ist und ihn mit der Ansteuerspannung U lädt bzw. ihn wieder entlädt.
Aufgrund beispielsweise von elektromagnetischen Störungen kann es vorkommen, dass im Steuer- und Regelgerät 20 ein sogenannter "Synchronisationsverlust" auftritt. Hierunter wird verstanden, dass zumindest für einen kurzen Moment im Steuer- und Regelgerät 20 keine eindeutigen Informationen über die aktuelle Winkelstellung der Kurbelwelle 22 vorliegen. Ohne eine solche Information ist jedoch eine ordnungsgemäße Abarbeitung der Einspritzinformationen unmöglich. Insbesondere dann, wenn der Synchronisationsverlust zu einem Zeitpunkt auftritt, während dem die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 geöffnet ist, könnte es vorkommen, dass das Schließen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 nicht mehr ordnungsgemäß ausgeführt werden kann. In diesem Fall würde eine zu große Kraftstoffmenge in den entsprechenden Brennraum 12 gelangen, was zu einem unerwünscht großen Drehmoment führen könnte, welches von Brennkraftmaschine 10 geleistet wird.
Um dies zu verhindern, wird gemäß einem Verfahren vorgegangen, welches nun unter Bezugnahme auf Figur 4 erläutert wird:
In der CPU 38 wird nach einem Startblock 58 in einem Block 60 abgefragt, ob ordnungsgemäße Informationen über die Winkelstellung der Kurbelwelle 22 vorliegen, ob also die "Synchronisation" in Ordnung ist. Wenn ein Synchronisationsverlust festgestellt wird, ist die Antwort im Block 60 ein "nein". Es wird dann im Block 62 die TPU 52 in einen Sondermodus geschaltet. In diesem Sondermodus der TPU, welcher in Figur 4 durch einen gestrichelten Kasten mit dem Bezugszeichen 64 dargestellt ist, werden von der TPU 52 alle einen Einspritzanfang betreffenden Einspritzinformationen EIA, welche im Parameter-RAM 50 abgelegt sind, gelöscht. Somit können in der TPU 52 keine entsprechenden Befehle mehr generiert und ausgeführt werden, bis wieder neue Einspritzinformationen im Parameter-RAM 50 vorliegen.
Ferner beinhaltet dieser Sondermodus der TPU 52, dass für alle Piezoaktoren aller Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 Einspritzende-Befehle EBE generiert und ausgeführt werden. Dies bedeutet, dass gerade offene Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 durch Entladen des entsprechenden Piezoaktors sofort geschlossen werden. Jetzt erhält die CPU 38 eine Rückmeldung von der TPU 52, dass die Piezoaktoren aller Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 entladen sind. Diese Rückmeldung wird in der CPU 38 in einem Block 66 abgefragt. Wenn die Antwort im Block 66 "ja" ist, wird im Block 67 die TPU 52 von der CPU 38 wieder in einen Normalmodus geschaltet, in dem sie, eine korrekte Synchronisation der Winkelstellung der Kurbelwelle 22 vorausgesetzt, Ladebefehle EBA und Entladebefehle EPE generiert und ausführt (Block 68). Das Verfahren endet im Endblock 70.
Die Wirkung der Ausführung des in Figur 4 gezeigten Verfahrens wird aus den Figuren 5 und 6 deutlich:
Figur 5 zeigt vergrößert den Spannungsverlauf bei der Voreinspritzung 40 und bei der Haupteinspritzung 42 von Figur 3, bei störungsfreiem Betrieb der Brennkraftmaschine 10, also bei ordnungsgemäßer Synchronisierung des Signals des Winkelsensors 26. Figur 6 zeigt den gleichen Fall bei einem Synchronisationsverlust zum Zeitpunk tsv während der Voreinspritzung 40. In diesem Fall führt die Durchführung des in Figur 4 gezeigten Verfahrens zum sofortigen Abbruch der Voreinspritzung 40. Eine Haupteinspritzung erfolgt in diesem Falle nicht. Ohne diese Maßnahmen bestünde die Gefahr, dass die Voreinspritzung deutlich länger als gewünscht dauert, was in Figur 6 durch eine punktierte Linie angedeutet ist.
Wenn die TPU 52 von der CPU 38 mehrfach hintereinander angewiesen wird, in den Sondermodus 64 zu schalten, ist dies ein Hinweis auf einen nicht nur kurzzeitigen, sondern länger andauernden und somit schwerwiegenden Fehler. Sobald eine derartige Anweisung also mindestens mit einer bestimmten Häufigkeit hintereinander durchgeführt wird, wird die Brennkraftmaschine 10 vom Steuer- und Regelgerät 20 in einem Sicherheitszustand gebracht, beispielsweise abgeschaltet.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem Kraftstoff über mindestens eine Einspritzvorrichtung (14) in mindestens einen Brennraum (12) gelangt, bei dem ein Aktor der Einspritzvorrichtung (14) auf der Basis mindestens einer Einspritzinformation (EIA, EIE) angesteuert wird, welche generiert, in einem Speicher (50) abgelegt, und von einer Verarbeitungseinheit abgerufen wird, welche hieraus einen Ansteuerbefehl (EBA, EBE) generiert, und bei dem eine Störung bei der Erfassung der Winkelstellung einer Kurbelwelle (22) erkannt und bei einer erkannten Störung Hilfsmaßnahmen ergriffen werden, welche das Löschen mindestens eines Teils der Einspritzinformationen (EIA) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsmaßnahmen (64) umfassen, dass alle einen Einspritzanfang betreffenden Einspritzinformationen (EIA) gelöscht werden und ein Einspritzende-Befehl (EBE) für den Aktor generiert und ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Brennkraftmaschine (10) mit mehreren Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen (14) die Hilfsmaßnahmen (64) umfassen, dass Einspritzende-Befehle (EBE) für alle Aktoren generiert und ausgegeben werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Verarbeitungseinheit (38) erkannt wird, ob eine Störung bei der Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle (22) vorliegt, und dass die erste Verarbeitungseinheit (38) eine zweite, schneller als die erste Verarbeitungseinheit (38) arbeitende Verarbeitungseinheit (52) anweist, die Hilfsmaßnahmen (64) durchzuführen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der mindestens eine Einspritzende-Befehl (EBE) ausgeführt ist, wieder in einen Normalbetrieb (68) zurückgehrt wird.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verarbeitungseinheit (52) der ersten Verarbeitungseinheit (38) mitteilt, wenn die Hilfsmaßnahmen (64) abgeschlossen sind, und dass die erste Verarbeitungseinheit (38) die zweite Verarbeitungseinheit (52) dann anweist (67), wieder mit einem Normalbetrieb (68) fortzufahren.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Hilfsmaßnahmen (62) mindestens mit einer bestimmten Häufigkeit hintereinander durchgeführt werden, die Brennkraftmaschine (10) in einen Sicherheitszustand gebracht wird.
  7. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
  8. Elektrisches Speichermedium für ein Steuer- und/oder Regelgerät (20) einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 abgespeichert ist.
  9. Steuer- und/oder Regelgerät (20) für eine Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 programmiert ist.
  10. Brennkraftmaschine (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Steuer- und/oder Regelgerät (20), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 programmiert ist.
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