DE10001062C2 - Motor-Steuerungsverfahren und Motor-Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Motor-Steuerungsverfahren und eine Motor-Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 10.

Ein derartiges Steuergerät ist aus der Druckschrift DE 196 27 280 A1 bekannt. Dieses Steuergerät hat die Funktion, die Ben­ zineinspritzung pro Zylinder und die Zündung pro Zylinder durch Erzeugung eines impulsförmigen Steuersignals zu steuern. In Kurbelwinkel-synchronen Verbrennungszyklen werden im Steue­ rungsgerät Steuerdatensätze erstellt, in deren Berechnung die an der Brennkraftmaschine anliegende Last einfließt, wobei mit zunehmender Last zur Erzeugung eines größeren Motormoments die Einspritzdauer ansteigt und mit abnehmender Last die Einspritz­ dauer reduziert wird. Die erzeugten Steuersignale werden denje­ nigen Stellelementen und Bauteilen, über die die Zündung und die Einspritzung eines jeden Zylinders einstellbar sind, zuge­ führt. Die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine werden in aufeinanderfolgenden Zyklen mit den Steuerdatensätzen für die Einspritzung und die Zündung beaufschlagt.

Hierbei kann das Problem auftreten, dass bei hohen Lasten bzw. stark zunehmenden Lasten die Einspritzdauer derart stark zu­ nimmt, das innerhalb eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine der für die Datenübertragung und die Einspritzung in einen Zy­ linder zur Verfügung stehende Zeitraum nicht ausreicht, was zur Folge hat, dass die Einspritzdauer auf einen kleineren als den theoretisch optimalen Wert begrenzt werden muss. Eine Erhöhung der Einspritzdauer auf den Sollwert kann erst in später folgenden Übertragungszyklen umgesetzt werden, was jedoch zu einem verzögerten Leistungsaufbau führt, der vom Fahrer als schlechtes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine empfunden wird. Der mit Verzögerung auf die Lasterhöhung reagierende Leistungsaufbau der Brennkraftmaschine kann beispielsweise im Leerlaufbetrieb zur Folge haben, dass die Maschine bei einer plötzlich einsetzenden Lasterhöhung "abgewürgt" wird, da auf die Lastanforderung nicht mit hinreichender Schnelligkeit rea­ giert werden kann.

In der Druckschrift DE 32 23 622 C2 wird ein Verfahren zur lastabhängigen Modifikation der Einspritzdauer bei Kraftstoff­ einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen beschrieben. Um bei einer Lasterhöhung eine einwandfreie Verbrennung zu gewährleis­ ten, wird in Abhängigkeit definierter Betriebsparameter die Dauer eines dem Brennstoffinjektor zugeführten Einspritzimpul­ ses unter Berücksichtigung eines Maximalwertes für die Ein­ spritzdauer berechnet. Ist die berechnete Dauer des Einspritz­ impulses größer als der zulässige Maximalwert, so wird die Im­ pulsdauer begrenzt. Der Maximalwert für die Dauer des Ein­ spritzimpulses wird aus einer vorgespeicherten Tabelle von Ma­ ximalzeitwerten in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ermit­ telt.

Mit diesem Verfahren liegt zwar die Einspritzdauer in jedem Fall innerhalb eines zulässigen Zeitfensters für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine. Problematisch ist jedoch, dass auf Grund der Begrenzung der Einspritzmenge unter Umständen bei ho­ hen Drehzahlen nicht mehr genügend Motormoment erzeugt werden kann, welches zur Bewältigung hoher Lasten ausreicht.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, das Ansprechverhalten von Brennkraftmaschinen im Falle einer Laständerung zu verbessern.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 bzw. 10 gelöst.

Gemäß dem neuartigen Motor-Steuerungsverfahren ist vorgesehen, dass in dem Motorsteuergerät in jedem neuen Übertragungszyklus ein Steuerdatensatz generiert wird, welcher sowohl Steuerinfor­ mationen für die Einspritzung des aktuell zu adressierenden Zy­ linders als auch Reserveinformationen für die Einspritzung des im folgenden Zyklus zu adressierenden Zylinders enthält. Der im Motorsteuergerät erzeugte Steuerdatensatz wird in jedem Über­ tragungszyklus auf die die Einspritzung vornehmenden Stellglie­ der des betreffenden Zylinders bzw. auf ein diese Stellglieder ansteuerndes Ventilsteuergerät übertragen. Die doppelte Über­ tragung an Steuerinformationen - für den aktuell zu adressie­ renden Zylinder sowie für den folgenden Zylinder - bietet den Vorteil, dass in jedem Übertragungszyklus Steuerinformationen für zwei aufeinander folgende Zylinder vorliegen, was insbeson­ dere im Falle einer Lasterhöhung die Möglichkeit eröffnet, dass der Folgezylinder auf die im vorhergehenden Übertragungszyklus generierten und übertragenen Reserveinformationen zur Steuerung der Einspritzung zurückgreifen kann. Dadurch wird erreicht, dass im Falle einer Lasterhöhung mit einhergehender verlänger­ ter Einspritzdauer pro Übertragungszyklus ein längerer Zeitraum für die Einspritzung zur Verfügung steht, weil gegebenenfalls auf die im vorangegangen Zyklus übertragenen und abgespeicher­ ten Reserveinformationen zurückgegriffen werden kann, so dass das für die Einspritzung zur Verfügung stehende Zeitfenster für den betreffenden (darauffolgenden) Zylinder vergrößert wird. Dies hat zur Folge, dass im Falle einer Lasterhöhung sofort Steuerinformationen zur Verfügung stehen, welche aus dem unmit­ telbar vorangegangenen Zyklus stammen. Dadurch wird die Zeit für die Anpassung an die aktuell anliegende Last auf ein Mini­ mum reduziert, das Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine ist deutlich verbessert.

Dagegen werden im stationären Betriebsbereich der Brennkraftma­ schine, bei im Wesentlichen gleich bleibender Last, die aktuell zu adressierenden Zylinder mit den aktuellen Steuerinformatio­ nen versorgt; die zeitgleich generierten und übertragenen Re­ serveinformationen werden abgespeichert, ohne im Stationärbe­ reich tatsächlich verwendet zu werden. Die Reserveinformationen dienen ausschließlich dazu, im Falle einer Lasterhöhung bei stark zunehmender Einspritzdauer die Einspritzdaten des Folge­ zylinders zu definieren.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Falle einer Lasterhöhung der aktuell zu adressierende Zylinder mit den Reserveinformationen aus dem vorhergehenden Übertra­ gungszyklus versorgt wird, zugleich aber im Motor-Steuergerät ein neuer Steuerdatensatz generiert wird, der Steuerinformatio­ nen für den nächstfolgenden Zylinder und Reserveinformationen für den übernächsten Zylinder enthält. Durch diese Vorgehensweise ist sichergestellt, dass zu festen, Kurbelwinkel- synchronen Zeitpunkten ein Steuerdatensatz generiert und über­ tragen wird, wobei die Steuerinformationen des Steuerdatensat­ zes von der anliegenden Last abhängen. Bei der Änderung in Richtung hoher Lasten und entsprechend langer Einspritzzeiträu­ me enthalten zwei aufeinander folgende Steuerdatensätze die Steuerinformationen für insgesamt vier aufeinander folgende Zy­ linder, wobei über die Verteillogik sichergestellt ist, dass zunächst ein erster Zylinder mit den aktuellen Steuerinformati­ onen des ersten Steuerdatensatzes, der darauf folgende Zylinder mit den Reserveinformationen des ersten Steuerdatensatzes, an­ schließend der Folgezylinder mit den aktuellen Steuerinformati­ onen des zweiten Steuerdatensatzes und schließlich der nächst­ folgende Zylinder mit den Reserveinformationen des zweiten Steuerdatensatzes versorgt wird. Die Versorgung jedes Zylinders ist in allen Lastsituationen sichergestellt.

Die Datensätze beinhalten insbesondere zylinderindividuelle In­ formationen bezüglich Lambda-Regelung, Zylinderausblendung, Klopfregelung etc.

Im Stationärbereich, in welchem pro Übertragungszyklus ein aus­ reichender Zeitraum für die Generierung und Übertragung sowie für die Einspritzung in einen aktuellen Zylinder zur Verfügung steht, enthalten zwei aufeinander folgende Steuerdatensätze die Steuerinformationen für insgesamt drei aufeinander folgende Zy­ linder. Zunächst wird ein erster Zylinder mit den aktueller Steuerinformationen des ersten Steuerdatensatzes versorgt, die Reserveinformationen werden abgespeichert. Im folgenden Zyklus wird der folgende Zylinder mit den aktuellen Steuerinformatio­ nen des zweiten Steuerdatensatzes versorgt, wobei die für den übernächsten Zylinder bestimmten Reserveinformationen des zwei­ ten Steuerdatensatzes in einer Speichereinheit abgelegt werden und die Reserveinformationen aus dem vorangegangenen Steuerdatensatz überschreiben.

Im Falle einer Lastreduzierung werden, sofern der Beginn der Einspritzung des aktuellen Zylinders auf Grund des Rückgangs der Einspritzdauer in einen späteren Übertragungszyklus fällt, vorteilhaft in zumindest zwei aufeinander folgenden Übertra­ gungszyklen im Wesentlichen gleichbleibende Steuerinformationen und gleichbleibende Reserveinformationen in aufeinander folgen­ den Steuerdatensätzen auf den aktuell zu adressierenden Zylin­ der übertragen. Der in jedem Übertragungszyklus neu generierte Steuerdatensatz bleibt über zumindest zwei aufeinander folgende Übertragungszyklen im Wesentlichen so lange gleich, bis zweck­ mäßig der Einspritzzeitpunkt des aktuell zu adressierenden Zy­ linders in den Übertragungszyklus des Steuerdatensatzes fällt. Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass auch im Falle einer starken Lastminderung mit einhergehender starker Verkürzung der Einspritzdauer der aktuell zu adressierende Zylinder mit den ihm zugeordneten Steuerinformationen versorgt wird.

Die erfindungsgemäße Motor-Steuerungseinrichtung umfasst ein Motor-Steuergerät, in welchem lastabhängig Steuerdatensätze mit Steuerinformationen und mit Reserveinformationen erzeugt wer­ den, sowie mindestens ein mit dem Motorsteuergerät kommunizie­ rendes Ventilsteuergerät, welchem eine Speichereinheit zugeord­ net ist, in der die Reserveinformationen aus dem Steuerdaten­ satz für zumindest einen Übertragungszyklus speicherbar sind. Im stationären Betriebsbereich werden den Stellgliedern für den aktuell zu adressierenden Zylinder die aktuellen Steuerinforma­ tionen aus dem Steuerdatensatz zugeführt; die mit dem aktuellen Steuerdatensatz übertragenen Reserveinformationen werden in der Speichereinheit des Ventilsteuergeräts abgelegt, wobei in jedem neuen Übertragungszyklus die Reserveinformationen aus dem vor­ hergehenden Zyklus von denjenigen des aktuellen Zyklus über­ schrieben werden. Im Falle einer Lasterhöhung wird dagegen der aktuell zu adressierende Zylinder nicht mit den aktuellen Steu­ erinformationen versorgt, sondern vielmehr mit den Reservein­ formationen aus dem vorangegangenem Übertragungszyklus.

Sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch die erfindungs­ gemäße Steuerungseinrichtung eignen sich im Zusammenhang mit der Verwendung von variabel einstellbaren Gaswechselventilen, insbesondere elektromagnetisch betätigbaren Gaswechselventilen, deren Öffnungszeitpunkt zweckmäßig in Abhängigkeit der Ein­ spritzdauer variiert wird. Die Ansteuerung der Luftzufuhr, der Einspritzwerte sowie vorteilhaft auch der Zündungsdaten erfolgt vorzugsweise über das Ventilsteuergerät, um sicher zu stellen, dass sämtliche Steuerdaten konsistent erzeugt und übertragen werden.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnun­ gen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Übersicht über den Aufbau der Motor- Steuerungseinrichtung,

Fig. 2 eine Darstellung eines Einspritz- und Verbrennungs­ zyklus eines Zylinders, aufgezeichnet über Kurbelwin­ kel-synchronen Zündabständen,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm mit den in der Steuerungseinrich­ tung auszuführenden Verfahrensschritten zur lastab­ hängigen Einstellung des Einspritz-Zeitpunktes und der Einspritzdauer,

Fig. 4 eine Darstellung der Zylinderadressierung mit jeweils einem Zylinder zugeordnetem Einspritzbeginn und Ein­ spritzdauer, aufgezeichnet über Kurbelwinkel- synchronen Zündabständen.

Fig. 5 ein weiteres erfindungsgemäßes Ablaufdiagramm mit den in der Steuerungseinrichtung auszuführenden Verfahrensschritten zur lastabhängigen Einstellung des Einspritz-Zeitpunktes und der Einspritzdauer.

Die Motor-Steuerungseinrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfasst ein Mo­ torsteuergerät 2 sowie zwei Ventilsteuergeräte 3 und 4, von de­ nen jeweils eines einer Zylinderbank einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Ottomotor, zugeordnet ist. Im Motorsteuerge­ rät 2 werden Steuerdatensätze erzeugt, welche über Kommunikati­ onsleitungen 5, die als CAN-Datenbus ausgebildet sind, in Kur­ belwinkel-synchronen Zeitabständen den Ventilsteuergeräten 3 und 4 zugeführt werden. Um eine Kurbelwinkel-abhängige Steue­ rung durchführen zu können, wird sowohl dem Motorsteuergerät 2 als auch den Ventilsteuergeräten 3 und 4 ein Kurbelwinkel- Signal zugeführt. In den Ventilsteuergeräten 3 und 4, die je­ weils einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, werden die vom Motorsteuergerät 2 empfangenen Steuerda­ tensätze in Stellsignale umgewandelt, welche Stellgliedern zur Ansteuerung von Gaswechselventilen, der Einspritzung sowie der Zündung jedes Zylinders zugeführt werden.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Einspritz- und Verbrennungszyklus für einen Zylinder, dargestellt über Kurbel­ winkel-synchronen Zündabständen, zwischen denen jeweils ein Ü­ bertragungszyklus i für die Generierung und Übertragung eines Steuerdatensatzes im Motorsteuergerät bzw. vom Motorsteuergerät zum Ventilsteuergerät stattfindet. Fig. 2 repräsentiert die Verhältnisse für einen 8-Zylinder, bei dem der Zündabstand 90° beträgt.

Der gesamte Einspritz- und Verbrennungszyklus eines Zylinders innerhalb eines Arbeitsspieles der Brennkraftmaschine unter­ teilt sich in einen ersten Zeitabschnitt t_BÜ, in welchem die Berechnung und die Übertragung des Steuerdatensatzes erfolgt, einen Zeitabschnitt t_VE, in welchem die Einspritzung vorbereitet wird, und einen Zeitabschnitt t_E, in welchem die eigentli­ che Einspritzung in den Zylinderbrennraum durchgeführt wird. Zwischen dem Endzeitpunkt von abgeschlossener Berechnung und Ü­ bertragung des Steuerdatensatzes und dem Anfangszeitpunkt zur Vorbereitung der Einspritzung klafft gegebenenfalls eine mit t_Tol bezeichnete Zeitlücke, welche einen Toleranzspielraum im Einspritz- und Verbrennungszyklus eines Zylinders darstellt. Die Einspritzdauer t_E verringert oder verlängert sich in Abhän­ gigkeit der auf die Brennkraftmaschine wirkenden Last, wobei insbesondere der Anfangszeitpunkt der Einspritzung variiert wird und der Endzeitpunkt unverändert bleibt. Eine Verlängerung der Einspritzdauer kann bis zum vollständigen Aufbrauchen des Toleranzzeitraumes t_Tol erfolgen und insbesondere bei starken Lasterhöhungen auch in den ersten Zeitabschnitt t_BÜ fallen.

Gemäß dem Ablaufdiagramm in Fig. 3 wird in einem ersten Verfah­ rensschritt 6 im Motorsteuergerät ein Steuerdatensatz erzeugt, welcher Steuerinformationen im Hinblick auf die Einspritzung, die Zündung sowie die Steuerung von Gaswechselventilen enthält. Jeder Steuerdatensatz enthält einen doppelten Satz an Steuerin­ formationen, nämlich aktuelle Steuerinformationen für einen im aktuellen Übertragungszyklus i zu adressierenden Zylinder der Brennkraftmaschine sowie Reserveinformationen, welche im fol­ genden Übertragungszyklus i + 1 für den nächstfolgenden Zylinder bestimmt sind. Die beiden Informationssätze werden für den Lastzyklus i bestimmt, sie sind beide identisch.

Im Verfahrensschritt 7 erfolgt eine Abfrage, ob der Einspritzbe­ ginn für den aktuell zu adressierenden Zylinder im Übertra­ gungszyklus i auf Grund einer gestiegenen Lastanforderung zeit­ lich vor dem Beginn des aktuellen Übertragungszyklus i liegen würde. Sofern dies nicht der Fall ist, wird der Nein- Verzweigung entsprechend zu den Verfahrensschritten 8 bis 11 fortgefahren. Sofern dies jedoch der Fall ist, hat dies zur Folge, dass die in Abhängigkeit der Last ermittelte Einspritz­ dauer den in Fig. 2 graphisch durch die Zeitspannen t_Tol, t_VE und t_E zur Verfügung stehenden Zeitraum übersteigt, so dass im lau­ fenden Übertragungszyklus i mit den ermittelten aktuellen Steu­ erinformationen eine Einspritzung in diesen Zylinder nicht durchgeführt werden kann; in diesem Fall wird der Ja- Verzweigung entsprechend zu den Verfahrenschritt 12 und 13 fortgefahren.

In den Verfahrensschritten 8 bis 11, die im Falle einer Nein- Verzweigung des Verfahrensschrittes 7 durchlaufen werden und die einen im Wesentlichen stationären Lastzustand oder aber ei­ nen Lastrückgang repräsentieren, wird die Einspritzung in den aktuell zu adressierenden Zylinder mit den Steuerinformationen aus dem Steuerdatensatz des aktuellen Übertragungszyklus i durchgeführt. In einer weiteren Abfrage gemäß Verfahrensschritt 8 wird zunächst überprüft, ob auf Grund einer Lastreduzierung der Beginn der Einspritzung in einen späteren Übertragungszyk­ lus i + 1 fällt. In diesem Fall wird gemäß der Ja-Verzweigung zum Verfahrensschritt 9 fortgefahren, es wird der gleiche Zylinder mit den Steuerinformationen aus dem bestehenden Steuerdatensatz des Übertragungszyklus i nochmals im folgenden Übertragungszyk­ lus i + 1 adressiert. Die Abfrage gemäß Verfahrensschritt 8 wird im Falle einer Lastreduzierung so oft wiederholt, bis der Be­ ginn der Einspritzung in den aktuellen Übertragungszyklus fällt; ist dies der Fall, wird der Nein-Verzweigung entspre­ chend zum folgenden Verfahrensschritt 10 fortgefahren, gemäß dem die Übertragung des Steuerdatensatzes auf das Ventilsteuer­ gerät und nachfolgend im Schritt 11 die Einspritzung mit den Steuerinformationen des im Übertragungszyklus i generierten Steuerdatensatzes durchgeführt wird. Weiterhin werden im Ver­ fahrensschritt 11 die abgespeicherten Reserveinformationen aus dem vorherigen Übertragungszyklus i - 1 durch die aktuellen Re­ serveinformationen des Übertragungszyklus i überschrieben.

Für den Fall, das im Verfahrensschritt 7 eine Lasterhöhung festgestellt wird, wird der Ja-Verzweigung aus Verfahrens­ schritt 7 entsprechend zum Verfahrensschritt 12 fortgefahren, gemäß dem der in Schritt 6 erzeugte Steuerdatensatz auf das Ventilsteuergerät übertragen wird. Im Falle dieser Ja- Verzweigung liegt der Einspritzbeginn vor dem Beginn des lau­ fenden Übertragungszyklus i, so dass die Einspritzung in den aktuell zu adressierende Zylinder mit den Steuerinformationen aus dem generierten Steuerdatensatz nicht durchgeführt werden kann. In diesem Fall wird gemäß Verfahrensschritt 13 auf die abgespeicherte Reserveinformationen aus dem vorherigen Übertra­ gungszyklus i - 1 zurückgegriffen, welche den Lastzustand aus dem unmittelbar vorangegangenen Übertragungszyklus repräsentiert; diesem Lastzustand aus dem vorangegangenen Zyklus entspricht eine kürzere Einspritzdauer, der Einspritzvorgang kann mit den Reserveinformationen aus dem vorangegangenen Übertragungszyklus i - 1 im laufenden Übertragungszyklus i begonnen werden.

Nach dem Durchlaufen des Verfahrenszweiges 8 bis 11 bzw. 12 und 13 wird zum Verfahrensschritt 6 zurückgekehrt, es wird in einem folgenden Übertragungszyklus ein neuer Steuerdatensatz für den nächstfolgenden Zylinder erzeugt.

Fig. 4 zeigt die Zylinderadressierung nacheinander folgender Zylinder 1 bis 8 einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Kurbelwinkel-synchronen Zeitabständen, wobei jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten, markiert durch senk­ rechte Linien in Fig. 4, ein Übertragungszyklus durchgeführt wird. Dargestellt ist in aufsteigender Reihenfolge von links unten nach rechts oben die jeweils mit einem schwarzen Balken gekennzeichnete Einspritzdauer für jeweils einen Zylinder; die Zylinderidentität ist jeweils auf der rechten Seite des Balkens eingetragen. Auf der linken Seite jedes Balkens ist der mit zwei Ziffern gekennzeichnete zugeordnete Steuerdatensatz aufge­ tragen, wobei mit dem Buchstaben "Ü" eine Übertragung des je­ weiligen Datensatzes gekennzeichnet ist.

Im Schaubild gemäß Fig. 4 befindet sich die Brennkraftmaschine zunächst in einem stationären Lastzustand. Während des Übertra­ gungszyklus i = 3 (das heißt innerhalb der beiden vertikalen Linien links und rechts der Zahl "3" in Fig. 4) findet eine Lasterhöhung, während des Übertragungszyklus i = 5 des darauf folgenden Arbeitsspiels eine Lastverminderung statt; anschlie­ ßend wird die Brennkraftmaschine wieder stationär gefahren.

Im ersten Übertragungszyklus i = 1 findet eine Adressierung des Zylinders 4 mit dem Steuerdatensatz "45" statt; dieser Steuer­ datensatz wird im ersten Übertragungszyklus i = 1 übertragen. Die Adressierung des Zylinders 4 wird mit den aktuellen Steuer­ informationen "4" durchgeführt, dieser Vorgang ist grafisch mit einer Unterstreichung der Zahl "4" des Steuerdatensatzes "45" gekennzeichnet. Die mit "5" gekennzeichneten Reserveinformatio­ nen dieses Steuerdatensatzes werden in einer Speichereinheit des Ventilsteuergerätes abgespeichert, wobei Reserveinformatio­ nen aus dem vorangegangenen Übertragungszyklus überschrieben werden. Die Reserveinformationen "5" sind dem nächstfolgenden Zylinder 5 zugeordnet.

Im folgenden Übertragungszyklus i = 2 wird ein Steuerdatensatz "56" generiert und übertragen, die Einspritzung des Zylinders 5 wird mit den Steuerinformationen "5" durchgeführt, die Reserve­ informationen "6" für den nächstfolgenden Zylinders 6 über­ schreiben die Reserveinformationen "5" aus dem vorangegangenen Übertragungszyklus i = 1. Der Übergang von der Zylinderadres­ sierung 4 zur Zylinderadressierung 5 ist durch einen stationä­ ren Betriebszustand der Brennkraftmaschine gekennzeichnet, die Einspritzdauer ist für beide Zylinder gleich lang.

Auch die Einspritzdauer des nächstfolgenden Zylinders 6, der mit Steuerinformationen "6" eines übertragenen Steuerdatensat­ zes "67" versorgt wird, entspricht den Einspritzzeiten der bei­ den vorangegangenen Zylinder. Im laufenden Übertragungszyklus i = 3, welcher diesem Zylinder 6 zugeordnet ist, findet eine mit vertikaler Linie dargestellte Lasterhöhung statt, die eine län­ gere Einspritzdauer auslöst.

Im nächstfolgenden zu adressierenden Zylinder 7 des Übertra­ gungszyklus i = 4 kann kein Steuerdatensatz übertragen werden, da die Erzeugung und Generierung eines diesem Zylinder zugeord­ neten neuen Steuerdatensatzes nicht innerhalb der für die Be­ rechnung, Übertragung und Einspritzung zu Verfügung stehenden Zeit durchgeführt werden kann. Aus diesem Grund wird auf die Reserveinformation "7", welche mit einem Unterstrich gekenn­ zeichnet ist und aus dem vorangegangenen Übertragungszyklus i = 3 stammt, für die Adressierung des Zylinders 7 zurückgegriffen. Die Einspritzdauer der Reserveinformation entspricht exakt der Einspritzdauer der zugehörigen Steuerinformation des Übertra­ gungszyklus i = 3; da diese aus dem vorangegangenen Zyklus stammt, ist die Einspritzdauer für den Zylinder 7 trotz der mittlerweile gestiegenen Lastanforderung identisch mit derjeni­ gen des vorangegangenen Zylinders.

Zeitgleich mit der Adressierung des Zylinders "7" mit den Re­ serveinformationen aus dem vorangegangenen Übertragungszyklus i = 3 wird im aktuellen Übertragungszyklus i = 4 ein neuer Steu­ erdatensatz "81" generiert und übertragen. Der neue Steuerda­ tensatz "81" enthält aktuelle Steuerinformationen "8", mit de­ nen die Zylinderadressierung des aktuellen Zylinders 8 durchge­ führt werden kann, sowie Reserveinformationen "1" für den dar­ auf folgenden Zylinder 1. Im aktuellen Steuerdatensatz "81" ist die Lasterhöhung nunmehr berücksichtigt worden, dementsprechend ist die Einspritzdauer gegenüber den vorausgegangenen zu adres­ sierenden Zylindern erhöht worden. Die Steigerung der Ein­ spritzdauer ist jedoch so gewählt, dass der Beginn der Ein­ spritzung im laufenden Übertragungszyklus i = 4 begonnen werden kann.

Zwischen dem Übertragungszyklus i = 4 des laufenden Arbeits­ spieles und dem darauf folgenden, dem nächsten Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine zugeordneten Übertragungszyklus i = 4 findet eine kontinuierliche Steigerung der Einspritzdauer statt, wobei zu jedem Übertragungszyklus i = 4, 5, 6 etc. jeweils ein Zylin­ der mit den Reserveinformationen des unmittelbar vorausgegange­ nen Übertragungszyklus und jeweils der darauf folgende Zylinder mit den aktuellen Steuerinformationen des aktuell übertragenen Steuerdatensatzes versorgt wird.

Im Übertragungszyklus i = 4 des nachfolgenden Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine findet eine plötzliche, starke Lastreduzie­ rung statt, was zur Folge hat, dass die Einspritzdauer entspre­ chend stark verkürzt wird. Im nächsten Übertragungszyklus i = 5, in welchem der Steuerdatensatz "56" erzeugt und übertragen wird und welcher dem aktuell zu adressierenden Zylinder 5 zuge­ ordnet ist, wird festgestellt, dass der Beginn der Einspritzung des Zylinders 5 nicht im aktuell laufenden Übertragungszyklus i = 5, sondern in einem späteren Übertragungszyklus statt findet. Daraufhin wird im folgenden Übertragungszyklus i = 6 der glei­ che Steuerdatensatz "56" nochmals für die Adressierung des Zy­ linders 5 herangezogen; dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der Beginn der Einspritzung des aktuell zu adressierenden Zylinders in den aktuell laufenden Übertragungszyklus fällt, was im Ausführungsbeispiel für den Übertragungszyklus i = 2 der Fall ist. Die Einspritzung des Zylinders 5 wird nun mit den Steuerinformationen "5" des Steuerdatensatzes "56" durchge­ führt, wobei der Beginn der Einspritzung in den Übertragungszyklus i = 2 fällt.

Im weiteren Verlauf stellt sich ein stationärer Zustand mit gleich bleibenden Einspritzzeiten für die Folgezylinder ein, dementsprechend wird für jeden neu zu adressierenden Zylinder ein eigener Steuerdatensatz generiert und übertragen, wobei je­ weils die aktuellen Steuerinformationen des Steuerdatensatzes aus dem aktuellen Übertragungszyklus für die Einspritzung he­ rangezogen werden.

Die Lastanforderungs-Erhöhung und -Reduktion können in beliebi­ ger Reihenfolge und ohne Verzögerung umgesetzt werden.

In Fig. 5 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbei­ spiel dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 14 wird ein Steuerdatensatz aus der Last des Zyklus i ermittelt, wobei der Steuerdatensatz Parameter und Kenngrößen für die Zündung, die Einspritzung und die Ventilsteuerkanten bzw. Ventilsteuer­ zeiten enthält. Im Folgenden wird der Einspritzbeginn für den Zyklus i ermittelt.

Zunächst wird im Verfahrensschritt 15 eine Abfrage durchge­ führt, ob der Einspritzbeginn des aktuellen Zyklus i in einen Zeitraum fällt, der zeitlich hinter dem Ablauf der Zeitab­ schnitte t_BÜ, t_Tol und t_VE (siehe Fig. 2) des aktuellen Zyklus i liegt, wobei im ersten Zeitabschnitt t_BÜ die Berechnung und Ü­ bertragung des Steuerdatensatzes erfolgt, im Zeitabschnitt t_VE die Einspritzung vorbereitet wird und der Zeitabschnitt t_Tol ei­ nen Toleranzspielraum bezeichnet. Sofern die Zeitabschnitte t_BÜ, t_Tol und t_VE bereits abgelaufen sind, wird der Ja- Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt 19 fortgefahren, gemäß dem ein Steuerdatensatz mit Steuerinformationen für den Zyklus i + 1 sowie weitere Steuer- bzw. Reserveinformationen für einen Zyklus 1 + 2 übertragen werden. Im anschließenden Verfahrensschritt 22 wird der Einspritzvorgang durchgeführt bzw. an­ gestoßen, sofern die Steuerinformationen bzw. Reserveinformati­ onen nicht durch Nachtriggerung überschrieben werden. Die An­ stoßung des Einspritzvorganges erfolgt für einen Zylinder i + 1 mit den Steuerinformationen des Steuerdatensatzes, für den Zy­ linder i + 2 mit den Reserveinformationen. Nach Übertragung und Anstoßung des Einspritzvorganges wird der den Zyklus bezeich­ nende Index "i" um den Wert 2 erhöht, anschließend wird wieder zum Beginn des Verfahrens zum Schritt 14 zurückgekehrt.

Falls in der Abfrage nach Schritt 15 festgestellt wird, dass der Einspritzbeginn nicht zeitlich nach dem Ablauf der Zeitab­ schnitte t_BÜ, t_Tol und T_VE liegt, wird der Nein-Verzweigung die­ ses Verfahrensschrittes entsprechend zum Verfahrensschritt 16 fortgefahren, in welchem eine weitere Abfrage durchgeführt wird, um den Einspritzbeginn zu konkretisieren. Im Verfahrens­ schritt 16 wird die Abfrage durchgeführt, ob der Einspritzbe­ ginn zeitlich vor dem Beginn der Zeitabschnitte t_BÜ, t_Tol und t_VE des Zyklus i - 1 liegt. Sofern dies zutrifft, wird der Ja- Verzweigung entsprechend zu den Verfahrensschritten 17 und 20 fortgefahren, in diesem Fall werden Steuerinformationen für den Zyklus i - 1 und Steuer- bzw. Reserveinformationen für den Zyklus i übertragen (Verfahrensschritt 17). Im folgenden Verfahrens­ schritt 20 wird der Einspritzvorgang mit den Steuerinformatio­ nen für den Zylinder i - 1 und mit Reserveinformationen für den Zylinder i angestoßen. In Falle des linken Verfahrenszweiges mit den Verfahrensschritten 17 und 20 (Einspritzbeginn liegt vor den Zeitabschnitten t_BÜ, t_Tol und t_VE von Zyklus i - 1), wird nach der Übertragung der Steuerinformationen und der Anstoßung des Einspritzvorganges der Index "i" nicht weitergezählt, son­ dern auf dem aktuellen Stand beibehalten und mit diesem das ge­ samte Verfahren ab Verfahrensschritt 14 erneut durchlaufen.

Falls der Einspritzbeginn nicht nach den Zeitabschnitten t_BÜ, t_Tol und t_VE des Zyklus i und nicht vor den Zeitabschnitten t_BÜ, t_Tol und t_VE des Zyklus i - 1 (Nein-Verzweigung des Verfahrens­ schrittes 16) liegt, werden Steuerinformationen für den Zyklus i und Steuer- bzw. Reserveinformationen für den Zyklus i + 1 ge­ mäß Verfahrensschritt 18 übertragen. Gemäß Verfahrensschritt 21 wird der Einspritzvorgang mit Steuerinformationen für den Zy­ linder i und Reserveinformationen für den Zylinder i + 1 angesto­ ßen. Anschließend erfolgt der Rücksprung zu Verfahrensschritt 14, wobei der Index "i" um den Wert 1 erhöht wird.

Claims (11)

1. Motor-Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei in einem Motorsteuergerät der Einspritz-Zeitpunkt und die Ein­ spritzdauer für die Zylinder der Brennkraftmaschine in Kurbel­ winkel-synchronen Übertragungszyklen in Abhängigkeit der auf die Brennkraftmaschine wirkenden Last bestimmt und als Steuer­ datensatz den Zylindern zugeordneten Stellgliedern zur Durch­ führung der Einspritzung übertragen werden, dadurch gekennzeichnet,
dass pro Übertragungszyklus in dem Steuerdatensatz Steuerin­ formationen über die Einspritzung eines aktuell zu adressie­ renden Zylinders sowie Reserveinformationen über die Ein­ spritzung des im folgenden Übertragungszyklus zu adressie­ renden Zylinders übertragen werden, wobei zumindest die Re­ serveinformationen für zumindest einen Übertragungszyklus gespeichert werden,
dass in einem Stationärbereich - bei im Wesentlichen gleich bleibender Last - die Steuerinformationen aus dem aktuellen Übertragungszyklus für die Einspritzung des aktuellen Zylin­ ders verwendet werden, wobei die Reserveinformationen aus einem vorhergehenden Übertragungszyklus von den aktuellen Steuerinformationen bzw. den Reserveinformationen aus dem aktuellen Übertragungszyklus überschrieben werden,
dass für den Fall, dass bei einer Lasterhöhung die Ein­ spritzdauer so weit erhöht wird, dass der Einspritzbeginn in dem zu adressierenden Zylinder zeitlich vor dem Beginn des aktuellen Übertragungszyklus liegen würde, die Reserveinfor­ mationen aus dem vorhergehenden Übertragungszyklus für die Einspritzung des aktuellen Zylinders verwendet werden.

2. Motor-Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Lasterhöhung zeitgleich mit der Verwendung der Reserveinformationen für den aktuellen Zylinder ein neuer Steuerdatensatz mit den den nächstfolgenden Zylinder betreffen­ den Steuerinformationen und den den übernächsten Zylinder betreffenden Reserveinformationen generiert und übertragen wird.

3. Motor-Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Last so weit reduziert wird, dass der Beginn der Einspritzung für den aktuellen Zylinder in einen darauf folgenden Übertragungszyklus fällt, in zumindest zwei aufeinander folgenden Übertragungszyklen im Wesentlichen gleich bleibende Steuerinformationen und gleich bleibende Reservein­ formationen in aufeinander folgenden Steuerdatensätzen auf den aktuell zu adressierenden Zylinder übertragen werden.

4. Motor-Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass so lange gleich bleibende Steuerinformationen und gleich bleibende Reserveinformationen im Steuerdatensatz auf ein und denselben Zylinder übertragen werden, bis der Einspritz- Zeitpunkt für diesen Zylinder in den gleichen Übertragungszyk­ lus wie die aktuelle Übertragung der Steuerinformationen fällt.

5. Motor-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Einspritzung lastabhängig eingestellt wird, wobei bei einer Lasterhöhung eine frühere Einspritzung und bei einer Lastreduzierung eine spätere Einspritzung erfolgt.

6. Motor-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdatensatz zusätzliche verbrennungsmotorische Steuergrößen enthält, insbesondere Steuergrößen für die Zündung und für die Betätigung variabel einstellbarer Gaswechselventi­ le.

7. Motor-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungszeitpunkt der variabel einstellbaren Gaswech­ selventile verändert wird.

8. Motor-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenzeichnet, dass elektromagnetisch betätigbare Gaswechselventile verwendet werden.

9. Motor-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdatensatz in einem Motorsteuergerät erzeugt und auf ein oder mehrere Ventilsteuergeräte übertragen wird.

10. Motor-Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 9, mit einem Motorsteuergerät zur lastabhängigen Bestimmung eines Steuerdatensatzes für den Einspritz-Zeitpunkt und die Einspritzdauer für die Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei der Steuerdatensatz in Kurbelwinkel-synchronen Übertra­ gungszyklen den Zylindern zugeordneten Stellgliedern zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der im Motorsteuergerät generierte Steuerdatensatz Steuerinformationen über die Einspritzung eines aktuell zu adressierenden Zylinders sowie Reserveinformationen über die Einspritzung des im folgenden Übertragungszyklus zu adres­ sierenden Zylinders enthält,
dass mindestens ein Ventilsteuergerät vorgesehen ist, dem der Steuerdatensatz vom Motorsteuergerät zuführbar ist und in welchem aus dem empfangenen Steuerdatensatz Stellsignale für die die Einspritzung betreffenden Stellglieder erzeugbar sind,
dass das Ventilsteuergerät eine Speichereinheit umfasst, in der zumindest die Reserveinformationen des Steuerdatensatzes speicherbar sind,
dass das Ventilsteuergerät beaufschlagende Steuerungssignale in der Weise erzeugbar sind, dass
in einem Stationärbereich - bei im Wesentlichen gleich bleibender Last - die Steuerinformationen aus dem aktuel­ len Übertragungszyklus für die Ermittlung von Stellsigna­ len für die die Einspritzung betreffenden Stellglieder he­ ranzuziehen sind, wobei die Reserveinformationen aus dem vorhergehenden Übertragungszyklus in der Speichereinheit von den Reserveinformationen aus dem aktuellen Übertragungszyklus überschrieben werden,
dass für den Fall, dass bei einer Lasterhöhung die Ein­ spritzdauer so weit erhöht wird, dass der Einspritzbeginn in dem zu adressierenden Zylinder zeitlich vor dem Beginn des aktuellen Übertragungszyklus liegen würde, die in der Speichereinheit abgelegten Reserveinformationen für die Einspritzung des aktuellen Zylinders zur Ermittlung von Stellsignalen heranziehbar sind.

11. Motor-Steuerungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinderreihe der Brennkraftmaschine ein Ventilsteu­ ergerät zugeordnet ist.