WO2012032076A1 - Steuergerät und verfahren zur ansteuerung von durch spulen betätigten einspritzventilen eines verbrennungsmotors - Google Patents

Steuergerät und verfahren zur ansteuerung von durch spulen betätigten einspritzventilen eines verbrennungsmotors Download PDF

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WO2012032076A1 PCT/EP2011/065440 EP2011065440W WO2012032076A1 WO 2012032076 A1 WO2012032076 A1 WO 2012032076A1 EP 2011065440 W EP2011065440 W EP 2011065440W WO 2012032076 A1 WO2012032076 A1 WO 2012032076A1
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injection valves
injection valve
driver circuit
actuated
driver
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PCT/EP2011/065440
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Hermann Gruber
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Continental Automotive Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/2068—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements
    • F02D2041/2082—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements the circuit being adapted to distribute current between different actuators or recuperate energy from actuators

Definitions

  • the invention relates to a control device for controlling actuated by coils injection valves of an internal combustion engine having a number of driver circuits for supplying the injectors with energy from a power source and a number of selection switches, wherein each controlled injection valve is associated with at least one selector switch, so that by actuation a selection switch energy from the power source via an associated driver circuit and the selector switch the injection valve
  • the invention also relates to a method for controlling injection valves of an internal combustion engine by means of such a control device.
  • a control device and a driving method are known from DE 10 2008 040 860 AI.
  • the coils of the injection valves are connected on the one hand via a driver circuit to the positive pole of a power source and on the other hand via a respective selection switch with the negative terminal of the power source.
  • the driver circuit has, in addition to a suitable switching element, usually a power transistor with integrated Inode diode, freewheeling diodes, which make it possible that when switching off the driver circuit and / or the selector switch, the magnetic energy stored in the coil preferably via these freewheeling diodes back into the Can reduce energy source.
  • the motors themselves are increasingly being reduced in size by using fewer cylinders.
  • three-cylinder and five-cylinder engines are common today, although further variants can not be ruled out.
  • corresponding to three or five driver circuits could on the one hand to come or to apply, if appropriate also only two driver circuits, in which case a driving circuit two injection valves and the at ⁇ particular one in the case of a three-cylinder engine or a three injectors and the supply other two in the case of a five-cylinder engine, would have, so that correspondingly reduced time intervals in particular also different time intervals for injection operations for the individual Zylin ⁇ the available.
  • the object of the invention is therefore to have, with a reduced number of driver circuits in relation to the number of injection valves, on the one hand uniform time interval durations and, on the other hand, to have as long a time interval as possible.
  • control device according to claim 1 and a method according to claim 2.
  • two driver circuits are provided in a number, wherein one of the injectors of two selection switches are associated for the selective supply through one of the driver circuits with Energy and the other injectors each only one selector switch is assigned for supply by only one of the driver circuits and wherein a drive circuit for driving the driver circuits and the selector switch ter is provided.
  • the drive circuit activates the second driver circuit and the second selector switch, so that a supply is now effected via the second driver circuit and the first driver circuit is again free to supply another injection valve.
  • This makes it possible to achieve an on ⁇ control time interval at a duration T of a working cycle and a number N of Einspitzventilen to a period of 2 * T / N.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a part of a control device according to the invention for a three-cylinder engine
  • FIG. 2 shows a block diagram of a part of a control device according to the invention for a five-cylinder engine
  • Figure 3 shows the timing of the driving of the driver circuits and selector switch in a three-cylinder engine
  • Figure 4 shows a corresponding timing for a
  • 1 shows a highly simplified representation of the three injectors A, B, C the drive circuits only diagrammatically ⁇ schematically depicted with only two 1 are driven. 2
  • driver circuit 1 selector switches 11, 12, 13, 14 are provided.
  • a driver circuit 1, 2 can, as is known from the prior art, be formed with a power transistor which has a connection of the coil of a magnetic injection valve A, B, C to the positive pole of an energy source (not shown) Control connects.
  • a first selection switch 11 which may also be formed sistor as varnishtran-, connected to the non with Driver circuit 1 connected to the coil of the injection valve A and connects this terminal of the coil with appropriate control with the negative terminal of the power source, which is characterized by a scale line.
  • the first driver circuit 1 is connected to the coil of the third injection valve C via a third selection switch 13.
  • the connection of the coil not connected to the selection switch 13 is connected to the negative pole of the energy source (not shown).
  • the third A ⁇ injection valve C is connected to a fourth selecting switch 14 to the second driver circuit.
  • the first terminal of the coil of the second injection valve B is directly connected to the second drive circuit 2, while the other terminal of the coil of the injection valve is connected via the second selection switch 12 to the negative terminal of the power source.
  • both the transistors of the driver circuits 1, 2 and the selector switches 11 to 14 are suitably controlled, so that each injection valve ⁇ A, B, C can be controlled the same time while maximally possible duration.
  • Time intervals shown by double arrows wherein Runaway ⁇ plated double arrows are intended to identify the control by the second driving circuit 2, the driving by the first driver circuit ⁇ 1 and dashed double arrows.
  • (control) time interval is the time for a Umdre ⁇ hung of the crankshaft by a certain rotation angle ge ⁇ says, so that the duration of these time intervals depends on the Umdre ⁇ tion speed.
  • the first injection valve A is supplied with energy from a power source via the first driver circuit 1 and the first selector switch 11, for which purpose the first driver circuit 1 and the first selector switch 11 are activated by the drive circuit 3, so that they close and enter Current from the power source in the coil of the injection valve A can flow.
  • the next injection valve In a three-cylinder four- stroke engine at a working cycle of 720 ° every 240 ° the next injection valve must be ⁇ controls. This means that at the time t2, ie after 240 ° rotation, the second injection valve B is set by the second drive circuit 2 and the second selection switch 12 by appropriate control by the drive circuit 3 in a current-carrying state. In this way closes the injection valve B and the injection process be ⁇ begins.
  • the third injection valve C must be closed, which means that the control of the first injection valve A must be terminated via the first driver circuit 1, since this must now be available for the energy supply to the third injection valve C.
  • the first selection switch 11 is opened by the drive circuit 3 and the third selection switch 13 is closed.
  • the first injection valve A has to be supplied with energy again at time t4.
  • the second driver circuit 2 for supplying the third injection valve C via the fourth selector switch 14 for the second half of the actuation time interval.
  • the second selection switch 12 is opened by the drive circuit and closed according to the fourth selection switch 14. This process is repeated periodically, as can be seen from FIG. It can clearly be seen that through the inventive design of the controller is possible on a tax ⁇ interval of 480 °, while its inputs injection operations through an injection valve are possible.
  • Figure 2 shows a corresponding schematic Blockdarstel ⁇ lung for five injection valves A '- E', which also only two driver circuits 10, 20 with energy from a - also not shown - power source can be supplied.
  • selector switches 21-26 are provided in a corresponding manner as in the circuit according to FIG.
  • the first driver circuit 10 is connected to the coils of the first and third injectors A 'and C, while the second driver circuit 20 is connected to the coils of the second and fourth injectors B' and D '.
  • the first four selector switches 21-24 are each connected to the terminal of the coil of a respective injector A'-D 'not connected to a driver circuit 10, 20, and the
  • Negative pole of the energy source which is characterized as shown in Figure 1 with a Mas ⁇ sestrich connected.
  • a drive circuit 30 By appropriate control by a drive circuit 30, both the respective driver circuit 10, 20 and the respective selection circuit 21 - 24 can be activated or closed.
  • the fifth injection valve E ' are also connected in this circuit with five injection valves for a five-cylinder engine via one selection switch 25, 26, each with one of the driver circuits 10, 20.
  • FIG. 4 again shows in a corresponding manner, as in FIG. 3, how the time intervals of the activation of the individual injection valves overlap so that, on the one hand, the operating periods of the driver circuits 10, 20 are maximally utilized, whereby a maximum actuation time for a respective injection valve A '. E 'is allowed, and at the same time all five injectors A' - E 'the same length be driven, with only two driver circuits 10, 20 are required.
  • FIG. 4 shows an arrival number of points in time tl as shown in Figure 3 on a time - TLO indicated, which time ⁇ points tl - TLO to represent no fixed time, but based on one working cycle of two revolutions, which corresponds to 720 °, an angle of 720 ° / 5 so 144 ° represent regar ⁇ sentieren.
  • work cycles may restart at the time t1 and t6, which means that the
  • Time intervals between the times tl - tlO depending on the rotational speed can be greater or less, but always correspond to a 144 ° -revolution angle.
  • the first injection valve A ' is to be supplied with energy by the first driver circuit 10 at the time t 1.
  • the first driver circuit 10 and the first selection switch 21 must be controlled by the drive circuit 30.
  • the time interval begins for the second injection valve B 'which, since the first driver circuit 10 or for the first injection valve A' must be available, can now be supplied by the second drive circuit 20 and the corresponding second selection switch 22 by appropriate control with energy from the energy ⁇ source.
  • the control of the third injection valve C must take place at sub-point t3, which in turn must be supplied with energy by the first driver circuit 10 and the corresponding selection switch 23, since the second driver circuit 20 is still connected to the second injection valve B ' available ste ⁇ hen needs.
  • the fourth injection valve D ' is again supplied with energy via the second driver circuit 20 and the fourth selector switch 24 and at time t5 the fifth injection valve E' first via the first driver circuit 10 and the fifth selector switch 25, here but only until time t6, since Here the second cycle starts and the first injection ⁇ valve A 'must be supplied via the first driver circuit 10 again.
  • the drive valve need not be constantly driven, but it is possible to accomplish multiple drive operations, as a driver circuit is available during this time stands.
  • the driver circuits 1, 2 and 10, 20 are implemented as so-called high-side switches, since they are arranged between the positive pole of the energy source and the coil of an injection valve. Accordingly, the off ⁇ selector switches 11, 12 and 21, 24 designed as a low-side switch, as they connect the coil of an injection valve to the negative pole of the power source ⁇ . It is within the scope of the invention Of course, it is also possible to implement the driver circuits as low-side switches and the selector switches as high-side switches.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Verfahren zur Ansteuerung von durch Spulen betätigten Einspritzventilen (A, B, C; A', B', C', D', E') eines Verbrennungsmotors mittels des Steuergeräts, bei dem durch die Ansteuerschaltung (3; 30) während eines Arbeitsspiels des Verbrennungsmotors der Dauer T jedes der N Einspritzventile (A, B, C; A', B', C, D', E') jeweils während einer Zeitdauer von 2*T/N durch Ansteuerung der jeweils zugehörigen Treiberschaltung (1, 2; 10, 20) und des Auswahlschalters (11, 12; 21, 22, 23, 24) oder einem der Auswahlschalter (13, 14; 25, 26) betätigt wird, wobei das Einspritzventil (C; E'), dem zwei Auswahlschalter (13, 14; 25, 26) zugeordnet sind, in der ersten Hälfte des ihm zugeordneten Ansteuerzeitintervalls über den einen Auswahlschalter (13; 25) und die eine Treiberschaltung (1; 10) und in der zweiten Hälfte des Ansteuerzeitintervalls über den anderen Auswahlschalter (14; 26) und die andere Treiberschaltung (2; 20) betätigt wird.

Description

Beschreibung
Steuergerät und Verfahren zur Ansteuerung von durch Spulen betätigten Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Ansteuerung von durch Spulen betätigten Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors, das eine Anzahl von Treiberschaltungen zur Versorgung der Einspritzventile mit Energie aus einer Energiequelle und eine Anzahl von Auswahlschaltern aufweist, wobei jedem anzusteuernden Einspritzventil zumindest ein Auswahlschalter zugeordnet ist, so dass durch Betätigung eines Auswahlschalters Energie aus der Energiequelle über eine zugeordnete Treiber- Schaltung und den Auswahlschalter dem Einspritzventil
zuführbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Ansteuerung von Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors mittels eines solchen Steuergeräts. Ein solches Steuergerät und ein Ansteuerverfahren sind aus der DE 10 2008 040 860 AI bekannt. In den dortigen Ausführungsbeispielen sind die Spulen der Einspritzventile einerseits über eine Treiberschaltung mit dem Pluspol einer Energiequelle und andererseits über einen jeweiligen Auswahl- Schalter mit dem Minuspol der Energiequelle verbunden. Die Treiberschaltung weist dabei neben einem geeigneten Schaltelement, zumeist ein Leistungstransistor mit integrierter In- versdiode, Freilaufdioden auf, die es ermöglichen, dass beim Abschalten der Treiberschaltung und/oder des Auswahlschalters die in der Spule gespeicherte magnetische Energie sich über diese Freilaufdioden vorzugsweise zurück in die Energiequelle abbauen kann.
Für das Einspritzen von Treibstoff in den Zylinder eines Ver- brennungsmotors mittels eines elektromagnetischen Einspritzventils werden üblicherweise komplexe Ansteuerverfahren durchgeführt. So wird, wie dies in der DE 10 2008 040 860 AI ausführlich beschrieben ist, die Spule des Einspritzventils zunächst aus der Energiequelle mit einem hohen Strom ver¬ sorgt, so dass sich schnell ein Magnetfeld aufbaut, das das Ventil entgegen einer Federkraft entsprechend schnell öffnet. In geöffnetem Zustand genügt dann ein geringerer Haltestrom, um das Ventil geöffnet zu halten. Um eine möglichst präzise Treibstoffzumessung zu erreichen, muss das Ventil schließlich möglichst schnell geschlossen werden, wozu das Magnetfeld in der Spule des Einspritzventils möglichst schnell abgebaut werden muss. Hierzu ist eine entsprechend komplexe Ansteue- rung der Treiberschaltung und des Auswahlschalters erforderlich. Dies bedeutet jedoch, dass eine Treiberschaltung während eines solchen Zeitintervalls nur eine Spule, also nur ein Einspritzventil, ansteuern kann.
Bei heute fast ausschließlich üblichen Viertaktmotoren dauert ein Arbeitsspiel zwei Umdrehungen, also 720°. Zur Minimierung des Treibstoffverbrauchs und der Verbrennungsrückstände bei gleichzeitig hoher Leistung werden zunehmend Mehrfacheinspritzungen innerhalb eines Arbeitsspiels gewünscht, wobei bei bestimmten Betriebsbedingungen auch Einspritzungen nach der Verbrennung in das auszustoßende Abgas erfolgen können, um eine Nachverbrennung und eine entsprechende Erhöhung der Temperatur des Abgases zu erzielen. Dies bedeutet jedoch, dass es im Prinzip erwünscht ist, für jedes Einspritzventil einen eigenen Treiber zu haben, so dass die gesamten 720° eines Arbeitsspiels für Einspritzvorgänge zur Verfügung stehen. Dies wird beispielsweise durch eine Schaltungsanordnung gemäß der Figur 4 der DE 10 2008 040 860 AI erreicht. Allerdings wird hierdurch eine große Zahl von Leistungstransistoren benötigt, die teuer sind und Platz auf einer Platine erfordern, was die Kosten weiter erhöht. Es kann daher auch, wie es in Figur 3 der oben genannten Schrift dargestellt ist, nur eine Treiberschaltung für zwei Einspritzventile verwendet werden, wodurch jedoch nur ein reduziertes Zeitintervall für Einspritzvorgänge zur Verfügung steht, da eine Treiberschal¬ tung zu einer Zeit immer nur eine der angeschlossenen Spulen der Einspritzventile mit Strom aus der Energiequelle versor- gen kann. Im dortigen Beispiel könnte die erste Treiberschal¬ tung nur während der ersten 360° eines Arbeitsspiels das ers¬ te Einspritzventil versorgen, da sie während der zweiten 360° für das dritte Einspritzventil zur Verfügung stehen muss. Über die Auswahlschalter wird jeweils ausgewählt, welches der Einspitzventile durch die jeweilige Treiberschaltung versorgt werden soll.
Neben der gewünschten Reduzierung der Anzahl der erforderli- chen Leistungstransistoren werden auch in zunehmendem Maße die Motoren selbst verkleinert, indem weniger Zylinder zum Einsatz kommen. So sind heute bereits Drei- und Fünfzylinder- motoren gängig, wobei weitere Varianten nicht auszuschließen sind. Bei solchen Motoren könnten einerseits entsprechend drei oder fünf Treiberschaltungen zur Anwendung kommen oder gegebenenfalls ebenfalls nur zwei Treiberschaltungen, wobei dann eine Treiberschaltung zwei Einspritzventile und die an¬ dere eines im Falle eines Dreizylindermotors oder die eine drei Einspritzventile und die andere zwei im Falle eines Fünfzylindermotors versorgen müsste, so dass entsprechend verringerte Zeitintervalle insbesondere auch unterschiedliche Zeitintervalle für Einspritzvorgänge für die einzelnen Zylin¬ der zur Verfügung stehen. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei reduzierter Anzahl der Treiberschaltungen im Verhältnis zur Anzahl der Ein- spritzventile einerseits einheitliche Zeitintervalldauern zu haben und andererseits ein möglichst langes Zeitintervall zur Verfügung zu haben.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Steuergerät gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 2.
Demgemäß sind bei einer Anzahl der zur Ansteuerung vorgesehe- nen Einspritzventile, die größer als 1 und ungerade ist, le¬ diglich zwei Treiberschaltungen vorgesehen, wobei einem der Einspritzventile zwei Auswahlschalter zugeordnet sind zur wahlweisen Versorgung durch eine der Treiberschaltungen mit Energie und den anderen Einspritzventilen jeweils nur ein Auswahlschalter zur Versorgung durch nur eine der Treiberschaltungen zugeordnet ist und wobei eine Ansteuerschaltung zur Ansteuerung der Treiberschaltungen und der Auswahlschal- ter vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Zuordnung zweier Auswahlschalter zu einem Einspritzventil, wodurch dieses eine Einspritzventil über beide Treiberschaltungen mit Energie aus der Energie- quelle versorgt werden kann, ist es möglich, innerhalb eines Zeitintervalls die Treiberschaltungen zu wechseln und auf diese Weise eine Vergleichmäßigung der Zeitintervalle bei gleichzeitiger Vergrößerung der Zeitintervalle zu erreichen. Die Ansteuerschaltung steuert dabei gemäß dem erfindungsgemä¬ ßen Verfahren in der ersten Hälfte eines Zeitintervalls den ersten Auswahlschalter und die erste Treiberschaltung an, so dass das Einspritzventil, das mit beiden Treiberschaltungen über jeweilige Auswahlschalter verbunden ist, durch die erste Treiberschaltung versorgt ist.
In der zweiten Hälfte des zugeordneten Ansteuerzeitintervalls steuert die Ansteuerschaltung die zweite Treiberschaltung und den zweiten Auswahlschalter an, so dass nun eine Versorgung über die zweite Treiberschaltung erfolgt und dabei die erste Treiberschaltung wieder zur Versorgung eines anderen Ein- spritzventils frei wird. Hierdurch ist es möglich, ein An¬ steuerzeitintervall bei einer Dauer T eines Arbeitsspiels und einer Anzahl N von Einspitzventilen auf eine Zeitdauer von 2*T/N zu erzielen. Das bedeutet bei einem Dreizylindermotor ein Ansteuerzeitintervall für ein jeweiliges Einspritzventil von 480° und bei einem Fünfzylindermotor immer noch von 288°.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len mit Hilfe von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild eines Teils eines erfindungsge- mäßen Steuergeräts für einen Dreizylindermotor,
Figur 2 ein Blockschaltbild eines Teils eines erfindungsge- mäßen Steuergeräts für einen Fünfzylindermotor,
Figur 3 den zeitlichen Ablauf der Ansteuerung der Treiberschaltungen und Auswahlschalter bei einem Dreizylindermotor und
Figur 4 einen entsprechenden zeitlichen Ablauf für einen
Fünfzylindermotor .
Die Figur 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung drei Einspritzventile A, B, C die über nur zwei lediglich schema¬ tisch dargestellte Treiberschaltungen 1, 2 angesteuert werden. Um auswählen zu können, welches Einspritzventil A, B, C mit welcher Treiberschaltung 1, 2 angesteuert werden soll, sind Auswahlschalter 11, 12, 13, 14 vorgesehen.
Eine Treiberschaltung 1, 2 kann dabei, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, mit einem Leistungstransistor gebildet sein, der einen Anschluss der Spule eines magnetischen Einspritzventils A, B, C mit dem Pluspol einer - nicht darge- stellten - Energiequelle bei einsprechender Ansteuerung verbindet. Um festzulegen, welches der Einspritzventile A oder C bei der Schaltung gemäß Figur 1 über die erste Treiberschal¬ tung 1 mit der Energiequelle verbunden werden soll, ist ein erster Auswahlschalter 11, der ebenfalls als Leistungstran- sistor ausgebildet sein kann, mit dem nicht mit der Treiberschaltung 1 verbundenen Anschluss der Spule des Einspritzventils A verbunden und verbindet diesen Anschluss der Spule bei geeigneter Ansteuerung mit dem Minuspol der Energiequelle, was durch einen Massestrich gekennzeichnet ist.
Um das dritte Einspritzventil C auswählen zu können, ist die erste Treiberschaltung 1 über einen dritten Auswahlschalter 13 mit der Spule des dritten Einspritzventils C verbunden. Der nicht mit dem Auswahlschalter 13 verbundene Anschluss der Spule ist mit dem Minuspol der - nicht dargestellten - Energiequelle verbunden. In gleicher Weise ist das dritte Ein¬ spritzventil C mit einem vierten Auswahlschalter 14 mit der zweiten Treiberschaltung verbunden.
Der erste Anschluss der Spule des zweiten Einspritzventils B ist direkt mit der zweiten Treiberschaltung 2 verbunden, während der andere Anschluss der Spule des Einspritzventils über den zweiten Auswahlschalter 12 mit dem Minuspol der Energiequelle verbunden ist.
Durch eine Ansteuerschaltung 3 können sowohl die Transistoren der Treiberschaltungen 1, 2 als auch die Auswahlschalter 11 bis 14 geeignet angesteuert werden, so dass jedes Einspritz¬ ventil A, B, C dieselbe Zeitdauer bei gleichzeitig maximal möglicher Zeitdauer angesteuert werden kann.
Wie dies erfolgt, ist aus der Figur 3 zu erkennen. Dort ist ein Zeitstrahl mit Zeitpunkten tl - t9 aufgetragen sowie
Zeitintervalle mit Doppelpfeilen dargestellt, wobei durchge¬ zogene Doppelpfeile die Ansteuerung durch die erste Treiber¬ schaltung 1 und strichlierte Doppelpfeile die Ansteuerung durch die zweite Treiberschaltung 2 kennzeichnen sollen. Mit (Ansteuer-) Zeitintervall ist dabei die Zeit für eine Umdre¬ hung der Kurbelwelle um einen bestimmten Umdrehungswinkel ge¬ meint, so dass die Dauer dieser Zeitintervalle von der Umdre¬ hungsgeschwindigkeit abhängt. Zum Zeitpunkt tl wird das erste Einspritzventil A über die erste Treiberschaltung 1 und den ersten Auswahlschalter 11 mit Energie aus einer Energiequelle versorgt, wozu die erste Treiberschaltung 1 und der erste Auswahlschalter 11 durch die Ansteuerschaltung 3 angesteuert werden, so dass diese schlie- ßen und ein Strom aus der Energiequelle in die Spule des Ein- spritzventils A fließen kann. Bei einem Dreizylinderviertaktmotor muss bei einem Arbeitsspiel von 720° alle 240° das nächste Einspritzventil ange¬ steuert werden. Das bedeutet, dass zum Zeitpunkt t2, also nach 240° Umdrehung, das zweite Einspritzventil B durch die zweite Treiberschaltung 2 und den zweiten Auswahlschalter 12 durch entsprechende Ansteuerung durch die Ansteuerschaltung 3 in einen stromführenden Zustand versetzt wird. Hierdurch schließt das Einspritzventil B und der Einspritzvorgang be¬ ginnt .
Nach weiteren 240° Umdrehung muss das dritte Einspritzventil C geschlossen werden, was bedeutet, dass die Ansteuerung des ersten Einspritzventils A über die erste Treiberschaltung 1 beendet werden muss, da diese nun für die Energiezuführung zum dritten Einspritzventil C zur Verfügung stehen muss.
Hierzu wird durch die Ansteuerschaltung 3 der erste Auswahlschalter 11 geöffnet und der dritte Auswahlschalter 13 geschlossen . Nach 720° Umdrehung, also nach zwei vollen Umdrehungen muss zum Zeitpunkt t4 jedoch das erste Einspritzventil A wieder mit Energie versorgt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei Auswahlschaltern 1, 2 für das dritte Einspritzventil C ist es nun möglich, die zweite Treiberschal- tung 2 zur Versorgung des dritten Einspritzventils C über den vierten Auswahlschalter 14 für die zweite Hälfte des Ansteuerzeitintervalls zu verwenden. Hierzu wird der zweite Auswahlschalter 12 durch die Ansteuerschaltung geöffnet und entsprechend der vierte Auswahlschalter 14 geschlossen. Die- ser Vorgang wiederholt sich nun periodisch, wie aus der Figur 3 zu erkennen ist. Es ist deutlich zu erkennen, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Steuergeräts ein An¬ steuerintervall von 480° möglich ist, während dessen Ein- spritzvorgänge durch ein Einspritzventil möglich sind.
Figur 2 zeigt eine entsprechende schematische Blockdarstel¬ lung für fünf Einspritzventile A' - E' , die ebenfalls über nur zwei Treiberschaltungen 10, 20 mit Energie aus einer - ebenfalls nicht dargestellten - Energiequelle versorgt werden können .
Um eine entsprechende Auswahl des durch eine Treiberschaltung 10, 20 jeweils zu versorgenden Einspritzventils A' - E' vornehmen zu können, sind in entsprechender Weise wie bei der Schaltung gemäß Figur 1 Auswahlschalter 21 - 26 vorgesehen. Die erste Treiberschaltung 10 ist mit den Spulen des ersten und dritten Einspritzventils A' und C verbunden, während die zweite Treiberschaltung 20 ist mit den Spulen des zweiten und vierten Einspritzventils B' und D' verbunden ist.
Der ersten vier Auswahlschalter 21 - 24 sind jeweils mit dem nicht mit einer Treiberschaltung 10, 20 verbundenen Anschluss der Spule eines jeweiligen Einspritzventils A' - D' und dem
Minuspol der Energiequelle, was wie in Figur 1 mit einem Mas¬ sestrich gekennzeichnet ist, verbunden. Durch entsprechende Ansteuerung durch eine Ansteuerschaltung 30 kann sowohl die jeweilige Treiberschaltung 10, 20 als auch die jeweilige Aus- wahlschaltung 21 - 24 angesteuert bzw. geschlossen werden.
In erfindungsgemäßer Weise sind auch bei dieser Schaltung mit fünf Einspritzventilen für einen Fünfzylindermotor das fünfte Einspritzventil E' über jeweils einen Auswahlschalter 25, 26 mit je einer der Treiberschaltungen 10, 20 verbunden. Hierdurch ist es wiederum möglich, dieses Einspritzventil E' über beide Treiberschaltungen 10, 20 mit Energie aus der Energie¬ quelle zu versorgen um - wie mit Hilfe von Figur 4 in ent¬ sprechender Weise zu Figur 3 gezeigt werden soll - während eines Ansteuerzeitintervalls den Treiber zu wechseln.
In Figur 4 ist in entsprechender Weise wie in Figur 3 wiederum dargestellt, wie sich die Zeitintervalle der Ansteuerung der einzelnen Einspritzventile so überlappen, dass einerseits die Betriebsdauern der Treiberschaltungen 10, 20 maximal ausgenutzt werden, wodurch eine maximale Ansteuerzeit für ein jeweiliges Einspritzventil A' - E' ermöglicht wird, und gleichzeitig alle fünf Einspritzventile A' - E' gleich lange angesteuert werden, wobei nur zwei Treiberschaltungen 10, 20 erforderlich sind.
In Figur 4 sind wie in Figur 3 auf einem Zeitstrahl eine An- zahl von Zeitpunkten tl - tlO angedeutet, wobei diese Zeit¬ punkte tl - tlO keine festen Zeiten repräsentieren sollen, sondern bezogen auf ein Arbeitsspiel von zwei Umdrehungen, was 720° entspricht, einen Winkel von 720°/5 also 144° reprä¬ sentieren sollen. Beispielsweise können Arbeitsspiele zu dem Zeitpunkt tl und t6 neu beginnen, was bedeutet, dass die
Zeitintervalle zwischen den Zeitpunkten tl - tlO je nach Umdrehungsgeschwindigkeit größer oder kleiner sein können, jedoch immer einem 144 ° -Umdrehungswinkel entsprechen. Im dargestellten Beispiel soll das erste Einspritzventil A' zum Zeitpunkt tl von der ersten Treiberschaltung 10 mit Energie versorgt werden. Hierzu müssen die erste Treiberschaltung 10 und der erste Auswahlschalter 21 von der Ansteuerschaltung 30 angesteuert werden. Die durchgezogene Linie für das ent- sprechende Zeitintervall repräsentiert die erste Treiber¬ schaltung 10. Nach 144° Umdrehung beginnt das Zeitintervall für das zweite Einspritzventil B' , welches, da die erste Treiberschaltung 10 noch für das erste Einspritzventil A' zur Verfügung stehen muss, nunmehr durch die zweite Treiberschal- tung 20 und den entsprechenden zweiten Auswahlschalter 22 durch entsprechende Ansteuerung mit Energie aus der Energie¬ quelle versorgt werden kann. Nach weiteren 144° Umdrehung muss zum Teilpunkt t3 die Ansteuerung des dritten Einspritzventils C erfolgen, welches wiederum durch die erste Trei- berschaltung 10 und den entsprechenden Auswahlschalter 23 mit Energie versorgt werden muss, da die zweite Treiberschaltung 20 noch für das zweite Einspritzventil B' zur Verfügung ste¬ hen muss. In entsprechender Weise wird zum Zeitpunkt t4 das vierte Einspritzventil D' wieder über die zweite Treiber- Schaltung 20 und den vierten Auswahlschalter 24 mit Energie versorgt und zum Zeitpunkt t5 das fünfte Einspritzventil E' zunächst über die erste Treiberschaltung 10 und den fünften Auswahlschalter 25, hier jedoch nur bis zum Zeitpunkt t6, da hier das zweite Arbeitsspiel beginnt und das erste Einspritz¬ ventil A' wieder über die erste Treiberschaltung 10 versorgt werden muss. Da zu diesem Zeitpunkt t6 jedoch das Ansteuer¬ zeitintervall für das vierte Einspritzventil D' zu Ende ist, steht die zweite Treiberschaltung 20 wieder zur Verfügung und es kann in der zweiten Hälfte des Ansteuerzeitintervalls für das fünfte Einspritzventil E' über den Auswahlschalter 26 das fünfte Einspritzventil E' mit Energie versorgen. Dieses An¬ steuerverfahren wiederholt sich periodisch, wie in der Figur 4 durch Punkte gekennzeichnet ist.
In den Darstellungen der Figuren 3 und 4 wurde angenommen, dass ein Arbeitsspiel zu den Zeitpunkten tl, t4, t7, für die Dreizylinder- bzw. Dreieinspritzventil-Anordnung gemäß Figur 3 und zu Zeitpunkten tl, t6 usw. für eine Fünfzylinder- bzw. Fünfeinspritzventil-Anordnung beginnt. Damit wäre das Ansteuerzeitintervall mit wechselnden Treiberschaltungen 1, 2 bzw. 10, 20 jeweils am Ende eines Arbeitsspiels. Ein Arbeits¬ spiel kann jedoch zu jedem beliebigen Zeitpunkt tl - tlO be- ginnen, sodass das Einspritzventil, das über zwei Auswahl¬ schalter 13, 14 bzw. 25, 26 angesteuert werden kann, auch am Anfang oder innerhalb eines Arbeitsspiels angesteuert werden kann . Während der dargestellten Ansteuerzeitperioden, die für eine Dreizylinder-Anordnung 480° und für eine Fünfzylinder- Anordnung 288° dauern, muss das Ansteuerventil selbstverständlich nicht andauernd angesteuert werden, es ist jedoch möglich, mehrere Ansteuervorgänge zu bewerkstelligen, da eine Treiberschaltung während dieser Zeit zur Verfügung steht.
In den Figuren 1 und 2 sind die Treiberschaltungen 1, 2 bzw. 10, 20 als sogenannte High-Side-Schalter realisiert, da sie zwischen dem Pluspol der Energiequelle und der Spule eines Einspritzventils angeordnet sind. Entsprechend sind die Aus¬ wahlschalter 11, 12 bzw. 21, 24 als Low-Side-Schalter ausgeführt, da sie die Spule eines Einspritzventils mit dem Minus¬ pol der Energiequelle verbinden. Es ist im Rahmen der Erfin- dung natürlich ebenso möglich, die Treiberschaltungen als Low-Side-Schalter und die Auswahlschalter als High-Side- Schalter zu realisieren.

Claims

Patentansprüche
1. Steuergerät zur Ansteuerung von durch Spulen betätigten Einspritzventilen (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) eines Ver- brennungsmotors ,
das eine Anzahl von Treiberschaltungen (1, 2; 10, 20) zur Versorgung der Einspritzventile (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) mit Energie aus einer Energiequelle und
eine Anzahl von Auswahlschaltern (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24, 25, 26) aufweist, wobei jedem anzusteuernden Einspritzventil (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) zumindest ein Auswahlschalter (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24, 25, 26) zugeordnet ist, so dass durch Betätigung eines Auswahlschalters (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24, 25, 26) Energie aus der Energiequelle über eine zugeordnete Treiberschaltung (1, 2; 10, 20) und den Auswahlschalter (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24, 25, 26) dem Einspritzventil (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl N der zur Ansteuerung vorgesehenen Einspritz- ventile (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) größer als eins und ungerade ist,
dass zwei Treiberschaltungen (1, 2; 10, 20) vorgesehen sind, dass einem der Einspritzventile (C; E' ) zwei Auswahlschalter (13, 14; 25, 26 ) zugeordnet sind, zur wahlweisen Versorgung durch eine der Treiberschaltungen (1, 2; 10, 20) mit Energie und den anderen Einspritzventilen (A, B; A' , B' , C , D' ) jeweils nur ein Auswahlschalter (11, 12; 21, 22, 23, 24) zur Versorgung durch nur eine der Treiberschaltungen (1, 2; 10, 20) zugeordnet ist und
dass eine Ansteuerschaltung (3; 30) zur Ansteuerung der Treiberschaltungen (1, 2; 10, 20) und der Auswahlschalter (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24, 25, 26 ) vorgesehen ist.
2. Verfahren zur Ansteuerung von durch Spulen betätigten Ein- spritzventilen (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) eines Verbrennungsmotors mittels eines Steuergeräts gemäß Anspruch 1, bei dem durch die Ansteuerschaltung (3; 30) während eines Ar- beitsspiels des Verbrennungsmotors der Dauer T jedes der N Einspritzventile (A, B, C; A' , B' , C , D' , E' ) jeweils wäh¬ rend einer Zeitdauer von 2*T/N durch Ansteuerung der jeweils zugehörigen Treiberschaltung (1, 2; 10, 20) und des Auswahl- Schalters (11, 12; 21, 22, 23, 24) oder einem der Auswahlschalter (13, 14; 25, 26) betätigt wird, wobei das Einspritzventil (C; E' ) , dem zwei Auswahlschalter (13, 14; 25, 26) zugeordnet sind, in der ersten Hälfte des ihm zugeordneten Ansteuerzeitintervalls über den einen Auswahlschalter (13; 25) und die eine Treiberschaltung (1; 10) und in der zweiten
Hälfte des Ansteuerzeitintervalls über den anderen Auswahl¬ schalter (14; 26) und die andere Treiberschaltung (2; 20) betätigt wird.
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