WO2017186397A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der kraftstoffeinspritzung bei einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2017186397A1
WO2017186397A1 PCT/EP2017/055616 EP2017055616W WO2017186397A1 WO 2017186397 A1 WO2017186397 A1 WO 2017186397A1 EP 2017055616 W EP2017055616 W EP 2017055616W WO 2017186397 A1 WO2017186397 A1 WO 2017186397A1
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WO
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injection
cylinder
time window
injection time
internal combustion
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PCT/EP2017/055616
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Martin Cwielong
Frank Hacker
Jens Paggel
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling the fuel injection in an internal combustion engine. It is already known that in such a method
  • Injectors are controlled by using control data successively for opening and closing in injection operations.
  • a specific injection time window is specified by a control unit for each cylinder in a working cycle in which injections are possible.
  • one or more injection events are executed.
  • the duration and the temporal position are specified within the injection time window.
  • each cylinder bank is directly controlled by a control unit, for example an output stage.
  • the 720 ° -Kurbelwellenwinkel Scheme for each cylinder into equal injection time window is switched divided.
  • the injection time window of a four-cylinder internal combustion engine using a cylinder bank is 180 ° per cylinder.
  • the injection time ⁇ window of a cylinder begins only when the injection time window of the preceding cylinder is completed.
  • the injection time windows of the individual cylinders do not overlap. Consequently, only a single injection time window is always active.
  • the associated cylinder can be arbitrarily controlled by the control unit.
  • From DE 10 2007 005 361 B3 is a method for controlling the fuel injection in a Mehrzylin- the internal combustion engine known in which the injection ⁇ processes are first distributed to packages, without taking into account an undesirable simultaneity of packages of different Zy ⁇ cylinder. Subsequently, in a collision correction step, a modification or suppression of at least partially overlapping and thus colliding injection processes is carried out in such a way that collisions no longer occur. A modification can lie in a temporal shift of injection events.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for controlling the fuel injection in an internal combustion engine, in which it is avoided that in case of a necessary shift an injection time window, a suppression of injection processes is necessary.
  • the advantages of the invention consist in particular in that a suppression of injections or part of injection processes is avoided in the presence of an operated with two injection benches Dreizy- relieving internal combustion engine in the event of a necessary Ver ⁇ shift of an injection time window.
  • all injection events necessary in this injection time window can be completely carried out.
  • the injection time window of the second cylinder operated by the first injection bank can be displaced as desired relative to the injection time window of the first cylinder also operated by the first injection bank within the crankshaft angle range of 720 ° available for the injections, in order to make necessary shifts of the second cylinder associated with the mode Injection time window to realize. It is always ensured that all necessary injections of both the first and the second cylinder can be carried out completely. This avoids undesirable driveability effects as well as disadvantages with regard to undesired pollutant emissions. Furthermore, it is avoided that for operating the three cylinders of a three-cylinder The internal combustion engine requires three injection banks. This saves additional costs.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device for controlling the fuel injection in a three-cylinder internal combustion engine operated with two injection banks
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the fuel injection in the case of mode switching immediately made after the occurrence of a mode switching request signal
  • Figure 3 is a diagram illustrating the fuel injection in the case of a regardless of the time of occurrence of a mode switching request signal immediately before the beginning of the third
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device for controlling the fuel injection in a three-cylinder internal combustion engine operated with two injection banks.
  • the cylinders of this three-cylinder internal combustion engine are designated ZO, ZI and Z2.
  • a first injection bank B0 is provided which has an output stage E0 and a control unit STO.
  • the first injection bank B0 is designed to drive injectors PO and PI, the injector PO being provided for injecting fuel into the cylinder ZO and the injector PI for injecting fuel into the cylinder ZI.
  • the cylinder Z2 is operated via a second injection bank Bl. This has an output stage El and a control unit ST1.
  • the second injection bank Bl is designed to drive an injector P2, which is provided for injecting fuel into the cylinder Z2.
  • the injection banks BO and Bl are driven by a Einspritzsteu ⁇ eratti ES, which acts upon the respective injection Bank with individual control signals.
  • the injection control unit ES is obtained from a Monsteu ⁇ erritt ZS control signals to which a Radio-Fi request signal and include information about a particular desired new mode.
  • the central control unit ZS generates these control signals in response to their supplied sensor signals sl, s2, sn, which are provided by a plurality of sensors of the internal combustion engine. Among other things, these sensor signals provide information about the cooling water temperature, the outside temperature, the engine speed, an operation of the accelerator pedal, etc.
  • the injection control unit ES constitutes supplied to it by the central ⁇ control unit ZS control signals to the envisaged for the injection banks BO and Bl control signals which specify the respective required injection events for the cylinder ZO, ZI and Z2 detail. These include a specification of the respective injection time window as well as a specification of the number and the time occurrence of the injections necessary for each cylinder in the respective injection time window.
  • each of said injection timing window corresponds to a crankshaft angle range of 240 °.
  • the necessary injection request signals are present, wherein at the same time these also the respective associated injection events are made.
  • Temporal overlaps occur neither with respect to the injection time windows nor with respect to the injection request signals nor with respect to the injections.
  • a mode changeover request signal rl occurs, on the basis of which a switchover of the injection system into an operating mode is to take place, in which the injection request signals e1 associated with the cylinder ZI are advanced in time.
  • the working cycles Tl, T2 and T3 of the cycle of the cylinder ZI Dreizylin- der-Brennkraftmaschine are shown, where Tl the working stroke for the intake of air, T2 the power stroke for compression and T3 the power stroke for the Burning is.
  • the cylinder ZI associated injection time window Wl is shown, which is due to the Modusumschaltan- request signal rl temporally advanced and overlaps in time with the injection time window WO of the cylinder ZO. Due to this temporal advance of the injection time window Wl and the end time of the injection time window Wl is advanced in time, so that the injection time window Wl ends at an earlier time than in the normal operation of the injection system.
  • the line g of Figure 2 are assigned to the cylinder ZI
  • Injection request time intervals el shown which are advanced in time Ver ⁇ equal to normal operation.
  • the injection time intervals e2 are shown, in which the injection operations are carried out in the cylinder ZI. It can be seen that these injection time intervals e2 do not start in time until the injection time intervals e2 of the cylinder ZO have ended. It can also be seen that the cylinder ZI associated injection time intervals e2 connect directly in time. It can also be seen that the third injection process has to be ended prematurely, because it temporally exceeds the end of the injection time window Wl assigned to the cylinder ZI. The sectioned part of the third injection process e2 is designated e3 in the line h of FIG.
  • the working cycles T4 and Tl of the cycle of the cylinder Z2 of the Dreizylin- der-Brennkraftmaschine are shown, where T4 is the working cycle for the exhaust emission and Tl the working stroke for the intake of air.
  • the cylinder Z2 associated injection time window W2 is shown. This follows in time directly to the end of the cylinder ZI associated injection time window Wl.
  • the injection request time intervals el are shown, in which injections should occur in the cylinder Z2.
  • the injection time intervals e2 are provided ⁇ , in which the injection operations in the cylinder Z2 are performed.
  • all A ⁇ injection request time intervals el and all injection time intervals ⁇ e2 are within the injection time window W2. It can also be seen that each of the injection request time intervals e1 coincides in time with an associated injection time interval e2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating fuel injection in the case of mode switching made independently of the time of occurrence of a mode switching request signal immediately before the start of the injection period associated with the third cylinder.
  • the working cycles T2, T3 and T4 of the cycle of the cylinder ZO three-cylinder internal combustion engine are shown, where T2 is the power stroke for compression, T3 the combustion stroke and T4 the exhaust stroke ,
  • the cylinder ZO associated injection time window WO is shown.
  • the injection request time intervals el are shown, in which injections are to take place in the cylinder ZO.
  • the injection time intervals e2 are shown, in which the injection operations are performed in the cylinder ZO. It can be seen that all injection request time intervals el and all injection time intervals e2 are within the injection time window W0. Furthermore, it can be seen that each of the injection request time intervals e1 coincides in time with an associated injection time interval e2.
  • a mode changeover request signal rl occurs, on the basis of which a switchover of the injection system into an operating mode is to take place, in which the injection request signals e1 associated with the cylinder ZI are advanced in time.
  • this mode changeover does not take place immediately after the mode switching request signal rl has occurred, but independently of the occurrence of the mode changeover request signal rl in such a way that it is only performed immediately before the start of the injection time window assigned to the third cylinder Z2 , The mode switching of the injection system is thus delayed until immediately before the beginning of the third cylinder associated injection time window.
  • FIG. 3 shows the injection request time intervals e1 assigned to the cylinder ZI, which are advanced in time compared with normal operation and coincide in time with the injection request time intervals e1 of FIG.
  • the injection time intervals e2 are shown, in which the injection operations are performed in the cylinder ZI. It can be seen that these injection time intervals e2 do not start until the injection time intervals e2 of the cylinder ZO have ended. It can further be seen that all of the cylinder ZI associated injection time intervals e2 are within time within the cylinder ZI associated injection time window Wl and can be performed completely. Ab ⁇ cut a part of an injection process is not necessary.
  • all injection request time intervals el and all injection time intervals e2 are within the injection time window W2. It can further be seen that each of the injection request time intervals e1 coincides in time with an associated injection time interval e2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mittels Injektoren bei einer mit zwei Einspritzbänken betriebenen Brennkraftmaschine, bei welchem für jeden Zylinder in einem Arbeitsspiel ein bestimmtes Einspritzzeitfenster vorgegeben wird, in welchem Einspritzungen möglich sind, für jeden Zylinder pro Einspritzzeitfenster (WO, W1, W2) ein oder mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden und für das jeweilige Einspritzzeitfenster (WO, W1, W2) die Dauer und die zeitliche Lage jedes Einspritzvorganges vorgegeben werden, und wobei des Weiteren bei einer in verschiedenen Betriebsarten betreibbaren Dreizylinder-Brennkraftmaschine mittels der ersten Einspritzbank zwei Zylinder der Dreizylinder-Brennkraftmaschine betrieben werden, mittels der zweiten Einspritzbank der dritte Zylinder der Dreizylinder-Brennkraftmaschine betrieben wird und Betriebsartumschaltungen unabhängig vom Zeitpunkt des Auftretens eines Betriebsartumschaltungsanforderungssignals (rl) ausschließlich unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters (W2) vorgenommen werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine . Es ist bereits bekannt, dass bei einem derartigen Verfahren
Injektoren unter Verwendung von Ansteuerdaten nacheinander zum Öffnen und Schließen in Einspritzvorgängen angesteuert werden. Dabei wird von einer Steuereinheit für jeden Zylinder in einem Arbeitsspiel ein bestimmtes Einspritzzeitfenster vorgegeben, in welchem Einspritzungen möglich sind. In jedem Einspritzzeitfenster werden ein oder mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt. Für jeden dieser Einspritzvorgänge werden die Dauer und die zeitliche Lage innerhalb des Einspritzzeitfensters vorgegeben. Des Weiteren ist es bereits bekannt, für jeden Zylinder auf¬ einanderfolgende Einspritzvorgänge zu mehreren Paketen zu¬ sammenzufassen, deren Einspritzvorgänge direkt aufeinanderfolgend ausgeführt werden. Bei der Kraftstoffeinspritzung werden die Pakete in einer Reihenfolge abgearbeitet, in welcher Pakete verschiedener Zylinder direkt aufeinanderfolgen.
Ferner ist es bereits bekannt, für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern die Stellglieder mehrerer Zylinder zu Zylinderbänken zusammenzufassen. Dabei wird jede Zylinderbank von einer Ansteuerungseinheit , beispielsweise einer Endstufe, direkt angesteuert.
Beim Vorliegen einer Viertakt-Brennkraftmaschine werden 720° benötigt, also zwei volle Umdrehungen der Kurbelwelle, um einmal alle Takte eines Arbeitsspiels zu durchlaufen. Um auszu¬ schließen, dass eine Ansteuerungseinheit zwei oder mehr Aktoren zeitgleich ansteuert, wird der 720 ° -Kurbelwellenwinkelbereich für jeden Zylinder in gleich große Einspritzzeitfenster ein- geteilt. Das Einspritzzeitfenster einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine, welche eine Zylinderbank verwendet, beträgt 180° pro Zylinder. Dabei beginnt das Einspritzzeit¬ fenster eines Zylinders erst dann, wenn das Einspritzzeitfenster des vorausgehenden Zylinders beendet ist. Dies hat zur Folge, dass sich die Einspritzzeitfenster der einzelnen Zylinder nicht überlappen. Folglich ist stets nur ein einziges Einspritzzeitfenster aktiv. Während dieses Einspritzzeitfensters kann der zugehörige Zylinder von der Ansteuerungseinheit beliebig an- gesteuert werden.
Aufgrund von gesetzlichen Anforderungen werden Einspritzzeitfenster von 240° oder mehr benötigt. Um dies zu erreichen, ist es bereits bekannt, mehrere AnSteuereinheiten zu verwenden, wobei jeder Zylinderbank jeweils eine Ansteuereinheit zugeordnet ist .
Des Weiteren ist es bereits bekannt, dass in einem Ein¬ spritzzeitfenster der Kraftstoff für den jeweiligen Zylinder auf mehrere Einspritzvorgänge aufgeteilt wird. Bei diesen Ein- spritzvorgängen, die während eines Einspritzzeitintervalls durchgeführt werden, kann es sich um eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung handeln. Aus der EP 1 497 544 A ist ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der zumindest zwei piezoelektrische Injektoren jeweils einer Zylinderbank zugeordnet sind. Im Betrieb dieser Brennkraft¬ maschine wird überwacht, ob eine Überschneidung eines Zeit- Intervalls, in dem ein erster Piezoinj ektor ge- oder entladen werden soll, mit einem Zeitintervall, in dem ein zweiter Piezoinj ektor ge- oder entladen werden soll, auftritt. Den Einspritzungen ist jeweils eine Priorität zugeordnet. Im Falle einer Überschneidung wird die Einspritzung mit der niedrigeren Priorität verschoben oder verkürzt.
Aus der DE 10 2007 005 361 B3 ist ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer Mehrzylin- der-Brennkraftmaschine bekannt, bei welchem die Einspritz¬ vorgänge zunächst auf Pakete verteilt werden, ohne dabei eine unerwünschte Gleichzeitigkeit von Paketen verschiedener Zy¬ linder zu berücksichtigen. Anschließend wird in einem Kolli- sionskorrekturschritt eine Modifizierung oder Unterdrückung zumindest teilweise überlappender und damit kollidierender Einspritzvorgänge derart durchgeführt, dass Kollisionen nicht mehr auftreten. Eine Modifizierung kann dabei in einer zeitlichen Verschiebung von Einspritzvorgängen liegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei welchen vermieden wird, dass im Falle einer notwendigen Verschiebung eines Einspritzzeit- fensters eine Unterdrückung von Einspritzvorgängen notwendig ist .
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Der Anspruch 7 hat eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine zum Gegenstand. Bei der vorliegenden Erfindung werden zur Steuerung der
Kraftstoffeinspritzung bei einer mit zwei Einspritzbänken betriebenen Brennkraftmaschine, bei welchem für jeden Zylinder in einem Arbeitsspiel ein bestimmtes Einspritzzeitfenster vorgegeben wird, in welchem Einspritzungen möglich sind, für jeden Zylinder pro Einspritzzeitfenster ein oder mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden und für das jeweilige Einspritzzeitfenster die Dauer und die zeitliche Lage jedes Einspritzvorganges vorgegeben werden, bei einer in verschiedenen Betriebsarten betreibbaren Dreizylinder-Brennkraftmaschine mittels der ersten Einspritzbank zwei Zylinder der Dreizy- linder-Brennkraftmaschine betrieben, mittels der zweiten Einspritzbank der dritte Zylinder der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine betrieben und Betriebsartumschaltungen unabhängig vom Zeitpunkt des Auftretens eines Betriebsartum- schaltungsanforderungssignals ausschließlich unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters vorgenommen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass beim Vorliegen einer mit zwei Einspritzbänken betriebenen Dreizy- linder-Brennkraftmaschine im Falle einer notwendigen Ver¬ schiebung eines Einspritzzeitfensters eine Unterdrückung von Einspritzvorgängen oder eines Teiles von Einspritzvorgängen vermieden wird. Somit können in jedem Einspritzzeitfenster alle in diesem Einspritzzeitfenster notwendigen Einspritzvorgänge vollständig durchgeführt werden. Diese Vorteile werden im Wesentlichen dadurch erreicht, dass bei der vorliegenden Er- findung beim Vorliegen eines Betriebsumschaltanforderungs¬ signals die gewünschte Betriebsartumschaltung nicht unverzüglich durchgeführt wird, sondern erst unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters, welcher unter Verwendung der zweiten Einspritzbank betrieben wird. In diesem Falle können zwar zeitliche Überlappungen von Einspritzvorgängen auftreten. Bei diesen zeitlichen Überlappungen handelt es sich aber um zeitliche Überlappungen von Einspritzvorgängen, die von verschiedenen Einspritzbänken gesteuert werden, was ohne weiteres möglich ist. Das Einspritzzeitfenster des von der ersten Einspritzbank betriebenen zweiten Zylinders kann relativ zum Einspritzzeitfenster des ebenfalls von der ersten Einspritzbank betriebenen ersten Zylinders innerhalb des für Einspritzungen insgesamt zur Verfügung stehenden Kurbelwellenwinkelbereiches von 720° be- liebig verschoben werden, um betriebsartbedingt notwendige Verschiebungen des dem zweiten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters zu realisieren. Es ist stets sichergestellt, dass alle betriebsartbedingt notwendigen Einspritzungen sowohl des ersten als auch des zweiten Zylinders vollständig durch- geführt werden können. Dadurch werden unerwünschte Fahrbarkeitseinflüsse und auch Nachteile in Bezug auf unerwünschte Schadstoffemissionen vermieden. Des Weiteren wird vermieden, dass zum Betreiben der drei Zylinder einer Dreizylin- der-Brennkraftmaschine drei Einspritzbänke benötigt werden. Dadurch werden Mehrkosten eingespart.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer mit zwei Einspritzbänken betriebenen Dreizylin- der-Brennkraftmaschine,
Figur 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kraftstoffeinspritzung im Falle einer nach dem Auftreten eines BetriebsartumschaltanforderungsSignals unverzüglich vorgenommenen Betriebsartumschaltung und
Figur 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kraftstoffeinspritzung im Falle einer unabhängig vom Zeitpunkt des Auftretens eines Betriebsartumschaltanforderungs- Signals unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten
Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters vorge¬ nommenen Betriebsartumschaltung.
Die Figur 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer mit zwei Einspritzbänken betriebenen Dreizylinder-Brennkraftmaschine. Die Zylinder dieser Dreizylinder-Brennkraftmaschine sind mit ZO, ZI und Z2 bezeichnet. Zum Betreiben der Zylinder ZO und ZI ist eine erste Einspritzbank B0 vorgesehen, welche eine Endstufe E0 und eine Steuereinheit STO aufweist. Die erste Einspritzbank B0 ist zur Ansteuerung von Injektoren PO und PI ausgebildet, wobei der Injektor PO zur Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder ZO und der Injektor PI zur Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder ZI vorgesehen ist . Der Zylinder Z2 wird über eine zweite Einspritzbank Bl betrieben. Diese weist eine Endstufe El und eine Steuereinheit ST1 auf. Die zweite Einspritzbank Bl ist zur Ansteuerung eines Injektors P2 ausgebildet, welcher zur Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder Z2 vorgesehen ist.
Die Einspritzbänke BO und Bl werden von einer Einspritzsteu¬ ereinheit ES angesteuert, welche die jeweilige Einspritzbank mit individuellen Steuersignalen beaufschlagt.
Die Einspritzsteuereinheit ES erhält von einer Zentralsteu¬ ereinheit ZS Steuersignale, zu welchen ein Betriebsartum- schaltanforderungssignal und Informationen über eine jeweils gewünschte neue Betriebsart gehören. Die Zentralsteuereinheit ZS generiert diese Steuersignale als Reaktion auf ihr zugeführte Sensorsignale sl, s2, sn, welche von einer Vielzahl von Sensoren der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt werden. Diese Sensorsignale geben unter anderem Auskunft über die Kühlwassertemperatur, die Außentemperatur, die Motordrehzahl, eine Betätigung des Gaspedals, usw.
Die Einspritzsteuereinheit ES setzt die ihr von der Zentral¬ steuereinheit ZS zugeführten Steuersignale in die für die Einspritzbänke BO und Bl vorgesehenen Steuersignale um, welche die jeweils notwendigen Einspritzvorgänge für die Zylinder ZO, ZI und Z2 näher spezifizieren. Dazu gehören eine Vorgabe des jeweiligen Einspritzzeitfensters sowie eine Vorgabe der Anzahl und des zeitlichen Auftretens der im jeweiligen Einspritzzeitfenster notwendigen Einspritzvorgänge für jeden Zylinder.
Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine schließen die den drei Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Einspritzzeit¬ fenster unmittelbar aneinander an, wobei jedes dieser Einspritzzeitfenster einem Kurbelwellenwinkelbereich von 240° entspricht. Innerhalb dieses Einspritzzeitfensters liegen jeweils die notwendigen Einspritzanforderungssignale vor, wobei zeitgleich zu diesen auch die jeweils zugehörigen Einspritzvorgänge vorgenommen werden. Zeitliche Überlappungen treten weder in Bezug auf die Einspritzzeitfenster noch in Bezug auf die Einspritzanforderungssignale noch in Bezug auf die Ein- spritzvorgänge auf. In anderen Betriebsarten der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei der Durchführung einer Partikelfilterregeneration oder beim Katalysatorheizen, kann es notwendig werden, ein Einspritzzeitfenster zeitlich nach vorne oder nach hinten zu verschieben, um in der anderen Betriebsart notwendige Einspritzvorgänge möglichst korrekt durchführen zu können. Zu diesem Zweck werden -wie es bereits oben ausgeführt wurde- von der Zentralsteu¬ ereinheit ZS Steuersignale, zu welchen ein Betriebsartum- schaltanforderungssignal und Informationen über die jeweils gewünschte neue Betriebsart gehören, der Einspritzsteuereinheit ES zugeführt, welche diese Steuersignale in Steuersignale für die Einspritzbänke B0 und Bl umsetzt.
Die Figur 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kraftstoffeinspritzung im Falle einer nach dem Auftreten eines Betriebsartumschaltanforderungssignals unverzüglich vorge¬ nommenen Betriebsartumschaltung .
In der Zeile a von Figur 2 sind die Arbeitstakte T2, T3 und T4 des Arbeitsspiels des Zylinders Z0 der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei T2 der Arbeitstakt für das Komprimieren, T3 der Arbeitstakt für die Verbrennung und T4 der Arbeitstakt für den Abgasausstoß ist. In der Zeile b von Figur 2 ist das dem Zylinder Z0 zugeordnete Einspritzzeitfenster WO dargestellt. In der Zeile c von Figur 2 sind die Einspritz- anforderungszeitintervalle el dargestellt, in welchen Ein¬ spritzvorgänge in den Zylinder Z0 erfolgen sollen. In der Zeile d von Figur 2 sind die Einspritzzeitintervalle e2 dargestellt, in welchen die Einspritzvorgänge in den Zylinder Z0 durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, dass alle Einspritzanforderungs- zeitintervalle el und alle Einspritzzeitintervalle e2 innerhalb des Einspritzzeitfensters WO liegen. Es ist des Weiteren er¬ sichtlich, dass jedes der Einspritzanforderungszeitintervalle el mit einem zugehörigen Einspritzzeitintervall e2 zeitlich übereinstimmt .
Während des dem Zylinder ZO zugeordneten Einspritzzeitfensters WO tritt ein Betriebsartumschaltanforderungssignal rl auf, aufgrund dessen eine Umschaltung des Einspritzsystems in eine Betriebsart erfolgen soll, in welcher die dem Zylinder ZI zugehörigen Einspritzanforderungssignale el zeitlich vorverlegt sind .
Als Reaktion auf das Auftreten dieses Betriebsartumschaltan- forderungssignals rl wird die gewünschte Betriebsartumschaltung unverzüglich durchgeführt. Diese unverzügliche Betriebsar¬ tumschaltung wird nachfolgend anhand der Zeilen e bis 1 der Figur 2 erläutert.
In der Zeile e von Figur 2 sind die Arbeitstakte Tl, T2 und T3 des Arbeitsspiels des Zylinders ZI der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei Tl der Arbeitstakt für das Ansaugen von Luft, T2 der Arbeitstakt für das Komprimieren und T3 der Arbeitstakt für die Verbrennung ist. In der Zeile f von Figur 2 ist das dem Zylinder ZI zugeordnete Einspritzzeitfenster Wl dargestellt, welches aufgrund des Betriebsartumschaltan- forderungssignals rl zeitlich vorverlegt ist und sich zeitlich mit dem Einspritzzeitfenster WO des Zylinders ZO überlappt . Durch diese zeitliche Vorverlegung des Einspritzzeitfenster Wl ist auch der Endzeitpunkt des Einspritzzeitfensters Wl zeitlich vorverlegt, so dass das Einspritzzeitfenster Wl zu einem früheren Zeitpunkt endet als im Normalbetrieb des Einspritzsystems. In der Zeile g von Figur 2 sind die dem Zylinder ZI zugeordneten
Einspritzanforderungszeitintervalle el gezeigt, die im Ver¬ gleich zum Normalbetrieb zeitlich vorverlegt sind. In der Zeile h von Figur 2 sind die Einspritzzeitintervalle e2 dargestellt, in denen die Einspritzvorgänge in den Zylinder ZI durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, dass diese Einspritzzeitintervalle e2 zeitlich erst dann beginnen, wenn die Einspritzzeitintervalle e2 des Zylinders ZO beendet sind. Es ist des Weiteren ersichtlich, dass die dem Zylinder ZI zugehörigen Einspritzzeitintervalle e2 zeitlich unmittelbar aneinander anschließen. Es ist ferner ersichtlich, dass der dritte Einspritzvorgang vorzeitig beendet werden muss, da er zeitlich das Ende des dem Zylinder ZI zugeordneten Einspritzzeitfenster Wl überschreitet. Der abge- schnittene Teil des dritten Einspritzvorganges e2 ist in der Zeile h der Figur 2 mit e3 bezeichnet.
In der Zeile i der Figur 2 sind die Arbeitstakte T4 und Tl des Arbeitsspiels des Zylinders Z2 der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei T4 der Arbeitstakt für den Abgasausstoß und Tl der Arbeitstakt für das Ansaugen von Luft ist . In der Zeile j von Figur 2 ist das dem Zylinder Z2 zugeordnete Einspritzzeitfenster W2 dargestellt. Dieses schließt sich zeitlich unmittelbar an das Ende des dem Zylinder ZI zugehörigen Einspritzzeitfensters Wl an. In der Zeile k der Figur 2 sind die Einspritzanforderungszeitintervalle el dargestellt, in welchen Einspritzvorgänge in den Zylinder Z2 erfolgen sollen. In der Zeile 1 von Figur 2 sind die Einspritzzeitintervalle e2 dar¬ gestellt, in welchen die Einspritzvorgänge in den Zylinder Z2 durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, dass alle Ein¬ spritzanforderungszeitintervalle el und alle Einspritzzeit¬ intervalle e2 innerhalb des Einspritzzeitfensters W2 liegen. Es ist des Weiteren ersichtlich, dass jedes der Einspritzanforderungszeitintervalle el mit einem zugehörigen Einspritz- zeitintervall e2 zeitlich übereinstimmt.
Aufgrund der Notwendigkeit des Abschneidens eines Teils des des dem Zylinder ZI zugeordneten dritten Einspritzvorganges e2 kommt es zu einer unerwünschten Fahrbarkeitsbeeinflussung und zu erhöhten Abgasemissionen, was ebenfalls unerwünscht ist.
Die Figur 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kraftstoffeinspritzung im Falle einer unabhängig vom Zeitpunkt des Auftretens eines Betriebsartumschaltanforderungssignals unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters vorgenommenen Betriebsartumschaltung . In der Zeile a von Figur 3 sind die Arbeitstakte T2, T3 und T4 des Arbeitsspiels des Zylinders ZO der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei T2 der Arbeitstakt für das Komprimieren, T3 der Arbeitstakt für die Verbrennung und T4 der Arbeitstakt für den Abgasausstoß ist. In der Zeile b von Figur 3 ist das dem Zylinder ZO zugeordnete Einspritzzeitfenster WO dargestellt. In der Zeile c von Figur 3 sind die Einspritz- anforderungszeitintervalle el dargestellt, in welchen Ein- spritzvorgänge in den Zylinder ZO erfolgen sollen. In der Zeile d von Figur 3 sind die Einspritzzeitintervalle e2 dargestellt, in welchen die Einspritzvorgänge in den Zylinder ZO durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, dass alle Einspritzanforderungs¬ zeitintervalle el und alle Einspritzzeitintervalle e2 innerhalb des Einspritzzeitfensters WO liegen. Es ist des Weiteren er- sichtlich, dass jedes der Einspritzanforderungszeitintervalle el mit einem zugehörigen Einspritzzeitintervall e2 zeitlich übereinstimmt .
Während des dem Zylinder ZO zugeordneten Einspritzzeitfensters WO tritt ein Betriebsartumschaltanforderungssignal rl auf, aufgrund dessen eine Umschaltung des Einspritzsystems in eine Betriebsart erfolgen soll, in welcher die dem Zylinder ZI zugehörigen Einspritzanforderungssignale el zeitlich vorverlegt sind. Diese Betriebsartumschaltung erfolgt aber im Unterschied zu der in der Figur 2 gezeigten Vorgehensweise nicht unverzüglich nach dem Auftreten des Betriebsartumschaltanforderungssignals rl, sondern unabhängig vom Auftreten des Betriebsartumschaltanforderungssignals rl derart, dass sie erst unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder Z2 zugeordneten Ein- spritzzeitfensters vorgenommen wird. Die Betriebsartumschaltung des Einspritzsystems wird also bis unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters verzögert . Die Konsequenzen dieser verzögerten Betriebsartumschaltung werden nachfolgend anhand der Zeilen e bis 1 der Figur 3 erläutert . In der Zeile e von Figur 3 sind die Arbeitstakte Tl, T2 und T3 des Arbeitsspiels des Zylinders ZI der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei Tl der Arbeitstakt für das Ansaugen von Luft, T2 der Arbeitstakt für das Komprimieren und T3 der Arbeitstakt für die Verbrennung ist. In der Zeile f von Figur 3 ist das dem Zylinder ZI zugeordnete Einspritzzeitfenster Wl dargestellt, welches sich ebenso wie im Normalbetrieb des Einspritzsystems zeitlich unmittelbar an das Ende des dem Zylinder ZO zugeordneten Einspritzzeitfensters WO anschließt und demzufolge zeitlich mit dem Einspritzzeitfenster WO des Zylinders ZO nicht überlappt. In der Zeile g von Figur 3 sind die dem Zylinder ZI zugeordneten Einspritzanforderungszeitinter- valle el gezeigt, die im Vergleich zum Normalbetrieb zeitlich vorverlegt sind und zeitlich mit den Einspritzanforderungs- zeitintervallen el von Figur 2 übereinstimmen. In der Zeile h von Figur 3 sind die Einspritzzeitintervalle e2 dargestellt, in denen die Einspritzvorgänge in den Zylinder ZI durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, dass diese Einspritzzeitintervalle e2 erst dann beginnen, wenn die Einspritzzeitintervalle e2 des Zylinders ZO beendet sind. Es ist des Weiteren ersichtlich, dass alle dem Zylinder ZI zugehörigen Einspritzzeitintervalle e2 zeitlich innerhalb des dem Zylinder ZI zugeordneten Einspritzzeitfensters Wl liegen und vollständig ausgeführt werden können. Ein Ab¬ schneiden eines Teils eines Einspritzvorganges ist nicht notwendig.
In der Zeile i der Figur 3 sind die Arbeitstakte T4 und Tl des Arbeitsspiels des Zylinders Z2 der Dreizylin- der-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei T4 der Arbeitstakt für den Abgasausstoß und Tl der Arbeitstakt für das Ansaugen von Luft ist . In der Zeile j von Figur 3 ist das dem Zylinder Z2 zugeordnete Einspritzzeitfenster W2 dargestellt. Unmittelbar vor dem Beginn dieses Einspritzzeitfensters W2 erfolgt die Betriebsartum- schaltung des Einspritzsystems als Reaktion auf das Vorliegen eines bis zu diesem Zeitpunkt verzögerten Betriebsartum- schaltanforderungssignals r2. In der Zeile k der Figur 3 sind die Einspritzanforderungszeitintervalle el dargestellt, in welchen Einspritzvorgänge in den Zylinder Z2 erfolgen sollen. In der Zeile 1 von Figur 3 sind die Einspritzzeitintervalle e2 dar¬ gestellt, in welchen die Einspritzvorgänge in den Zylinder Z2 durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, dass alle Ein- spritzanforderungszeitintervalle el und alle Einspritzzeit- Intervalle e2 innerhalb des Einspritzzeitfensters W2 liegen. Es ist des Weiteren ersichtlich, dass jedes der Einspritzanforderungszeitintervalle el mit einem zugehörigen Einspritz¬ zeitintervall e2 zeitlich übereinstimmt. Durch die vorstehend beschriebene unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder zugeordneten Einspritzzeitfensters durchgeführte, verzögerte Betriebsartumschaltung des Ein- spritzsystems können alle Einspritzvorgänge aller Zylinder korrekt und vollständig ausgeführt werden, so dass in vor- teilhafter Weise ein unerwünschtes Auftreten von Fahrbar- keitsbeeinflussungen und ein Auftreten von erhöhten Abgasemissionen vermieden werden.
Bezugs zeichenliste
B0 Zylinderbank, Einspritzbank
Bl Zylinderbank, Einspritzbank
el Einspritzanforderungs zeitintervall
e2 Einspritzdurchführungs zeitintervall
e3 Einspritzunterdrückungs zeitintervall
E0 Endstufe
El Endstufe
ES Einspritzsteuereinheit
OTO Oberer Totpunkt des Zylinders ZO
OT1 Oberer Totpunkt des Zylinders ZI
PO Inj ektor
PI Inj ektor
P2 Inj ektor
rl Betriebsartumschaltanforderungssignal
r2 verzögertes Betriebsartumschaltanforderungssignal sl Sensorsignal
s2 Sensorsignal
sn Sensorsignal
STO Steuereinheit
ST1 Steuereinheit
Tl Arbeitstakt für das Ansaugen von Luft
T2 Arbeitstakt für das Komprimieren
T3 Arbeitstakt für die Verbrennung
T4 Arbeitstakt für den Abgasausstoß
WO Einspritzzeitfenster für den ersten Zylinder ZO
Wl Einspritzzeitfenster für den zweiten Zylinder ZI
W2 Einspritzzeitfenster für den dritten Zylinder Z2
ZO erster Zylinder
ZI zweiter Zylinder
Z2 dritter Zylinder
ZS ZentralSteuereinheit

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mittels Injektoren bei einer mit zwei Einspritzbänken (ΒΟ,ΒΙ) be- triebenen Brennkraftmaschine, bei welchem
- für jeden Zylinder (Z0,Z1,Z2) in einem Arbeitsspiel ein bestimmtes Einspritzzeitfenster (W0,W1,W2) vorgegeben wird, in welchem Einspritzungen möglich sind,
- für jeden Zylinder pro Einspritzzeitfenster ein oder mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden und
- für das jeweilige Einspritzzeitfenster die Dauer und die zeitliche Lage jedes Einspritzvorganges vorgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer in verschiedenen Betriebsarten betreibbaren Dreizylinder-Brennkraftmaschine - mittels der ersten Einspritzbank (B0) zwei Zylinder (ΖΟ,ΖΙ) der Dreizylinder-Brennkraftmaschine betrieben werden,
- mittels der zweiten Einspritzbank (Bl) der dritte Zylinder (Z2) der Dreizylinder-Brennkraftmaschine betrieben wird und
- Betriebsartumschaltungen unabhängig vom Zeitpunkt des Auf- tretens eines Betriebsartumschaltanforderungssignals (rl) ausschließlich unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder ( Z2 ) zugeordneten Einspritzzeitfensters (W3) vorge¬ nommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Lage des dem zweiten Zylinder (ZI) zugeordneten Einspritzzeitfensters (Wl) in Abhängigkeit von der Betriebsart verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Zylinder (ZI) zugeordnete Einspritzzeitfenster (Wl) derart vorgegeben wird, dass es sich mit dem dem dritten Zylinder (Z2) zugeordneten Einspritzzeitfenster (W2) zeitlich überlappt .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Lage von dem zweiten Zylinder (ZI) zugeordneten Einspritzvorgänge derart vorgegeben wird, dass sie sich mit der zeitlichen Lage von dem dritten Zylinder (Z2) zugeordneten Einspritzvorgängen zeitlich überlappt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Zylinder (ZI) zugeordnete Einspritzzeitfenster (Wl) derart vorgegeben wird, dass es sich mit dem dem ersten Zylinder (ZO) zugeordneten Einspritzzeitfenster (WO) zeitlich nicht überlappt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Zylinder (ZI) zugeordnete Einspritzzeitfenster (Wl) derart vorgegeben wird, dass es sich unmittelbar an das Ende des dem ersten Zylinder (ZO) zugeordneten Einspritzzeitfensters (WO) anschließt .
7. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mittels Injektoren bei einer mit zwei Einspritzbänken betriebenen Brennkraftmaschine, welche aufweist:
- drei Zylinder (Z0,Z1,Z2), denen jeweils ein Injektor
(P0,P1,P2) zugeordnet ist,
- zwei Einspritzbänke (ΒΟ,ΒΙ), wobei die erste Einspritzbank (B0 ) zur Ansteuerung zweier Injektoren (PO, PI) ausgebildet ist und die zweite Einspritzbank (Bl) zur Ansteuerung des dritten Injektors (P2) ausgebildet ist,
- eine Einspritzsteuereinheit (ES) , die zur Ansteuerung der
Einspritzbänke (ΒΟ,ΒΙ) derart ausgebildet ist, dass sie für jeden Zylinder in einem Arbeitsspiel ein bestimmtes Einspritzzeitfenster (W0,W1,W2) vorgibt, in welchem Einspritzungen möglich sind, für jeden Zylinder pro Einspritzfenster die Anzahl der Einspritzvorgänge vorgibt und für das jeweilige
Einspritzzeitfenster die Dauer und die zeitliche Lage jedes Einspritzvorganges vorgibt, und
- eine Zentralsteuereinheit (ZS) , die zur Lieferung eines
Betriebsartumschaltanforderungssignals (rl) und von Infor- mationen über eine gewünschte Betriebsart an die Ein- spritzsteuereinheit (ES) ausgebildet ist, wobei
- die Einspritzsteuereinheit (ES) derart ausgebildet ist, dass sie Betriebsartumschaltungen unabhängig vom Zeitpunkt des Auftretens des Betriebsartumschaltanforderungssignals (rl) ausschließlich unmittelbar vor dem Beginn des dem dritten Zylinder ( Z2 ) zugeordneten Einspritzzeitfensters (W3) vor¬ nimmt .
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