EP0638717B1 - Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung bei einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0638717B1
EP0638717B1 EP94110647A EP94110647A EP0638717B1 EP 0638717 B1 EP0638717 B1 EP 0638717B1 EP 94110647 A EP94110647 A EP 94110647A EP 94110647 A EP94110647 A EP 94110647A EP 0638717 B1 EP0638717 B1 EP 0638717B1
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EP
European Patent Office
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combustion engine
injection
ignition
internal combustion
cam shaft
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP94110647A
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English (en)
French (fr)
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EP0638717A2 (de
EP0638717A3 (de
Inventor
Klaus Dipl.-Ing. Walter
Thomas Dipl.-Ing. Harter
Ralf Dipl.-Ing. Klein
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0638717A3 publication Critical patent/EP0638717A3/de
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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
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • 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
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/077—Circuits therefor, e.g. pulse generators
    • F02P7/0775—Electronical verniers

Definitions

  • the invention relates to a device for regulating fuel injection and the ignition in an internal combustion engine the genus of the main claim.
  • the two rotating disks are made of matching fixed ones Sampled from the chronological order of the The impulses delivered to the transducer will provide a clear statement about won the position of crankshaft and camshaft, depending of which, control signals for injection and Ignition formed.
  • the injection takes place in dependence on the known device from the camshaft sensor signal to the cylinder group for the first time, which has predominantly closed inlet valves.
  • the known device has the disadvantage that the first injections done with undefined storage angles and at one early point in time when the fuel pressure build-up phase is not yet is completed, a variety of injections take place.
  • German patent application P 42 30 616 a device for detecting the position at least of a wave having a reference mark. This facility is used in an internal combustion engine, it is used after switching off the ignition and injection, a leak detection carried out, the position of the crank and the camshaft is determined and stored at a standstill.
  • Control unit When switching on again, the positions determined in this way are displayed Control unit immediately available so that the first injections can take place shortly after the start of shooting. In this known However, the device must always carry out a lag detection will.
  • the device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the position of the crankshaft and camshaft an internal combustion engine can be determined particularly quickly, so that a very early start of sequential injection is possible.
  • the first injections take place with a defined one Storage angle and at the latest possible time, so that these injections are largely secured Fuel pressure. It will also be a safe one phase-correct cylinder detection and ignition output already after particularly short rotation angle obtained, so that there are short start times surrender.
  • Phase encoder disc is arranged with a 180 ° mark with is sensed on a satin transducer while at the same time Crankshaft sender disc with 60-2 markings and a reference mark is present and the discs are arranged so that the Changing the level of the camshaft encoder disk as precisely as possible between two reference marks takes place. From the reference mark and the Edge changes of the camshaft sensor signal become marks M1 to M4 educated. At the start, the first injection starts synchronized to a mark M1 to M4, according to the position of the Internal combustion engine the first injections are discontinued so that no start times are reached.
  • FIG. 1 shows one rough overview of the arrangement of crankshaft or camshaft together the associated sensors and the control unit in which the Calculations for regulating injection and ignition are running.
  • Figure 2 are control signals or signals emitted by sensors during the Start phase of an internal combustion engine plotted against time.
  • a second encoder disk 14 is connected to the camshaft 15 of the internal combustion engine connected and has a mark 16 on its circumference, that extends over an angle of 180 °. At 17 is between Crank and camshaft existing connection that the camshaft rotates at half crankshaft speed, shown symbolically.
  • the two encoder disks 10, 14 are of sensors 18, 19, for example inductive sensors or Hall sensors, for example static Hall sensors that are detected when the Angle marks are generated in the transducers either prepared the same and fed to a control unit 20 or only in Control unit 20 prepared in a suitable manner, preferably Rectangular signals are formed, the rising edges of which begin an angle mark and its falling flanks the end of one Correspond to the angle mark. These signals or the time sequences of the individual pulses are evaluated in the control unit.
  • the control unit 20 receives additional inputs for which Control or regulation of the internal combustion engine required input variables, measured by different sensors.
  • sensors may be mentioned: a temperature sensor 21 which engine temperature, a throttle sensor 22 which measures the position the throttle valve registered, a pressure sensor 23, the Pressure in the intake pipe or the pressure in a cylinder of the internal combustion engine measures.
  • an "ignition on" signal is input 24 supplied, when the ignition switch 25 is supplied by terminal K1.15 of the ignition lock.
  • control unit or storage means On the output side, the control unit or storage means, as well as a permanent storage designated 30 includes, signals for ignition and injection, for Corresponding components of the internal combustion engine, not specified in any more detail to disposal. These signals are via the outputs 26 and 27 of the control unit 20 issued.
  • control unit 20 can also other necessary for the control of the internal combustion engine Emit signals. It is not essential that everyone shown sensors are available.
  • the voltage supply to the control unit 20 is carried out in the usual way Way with the help of a battery 28, which has a switch 29 during the operation of the internal combustion engine and in another Design during a run-on phase after the engine is switched off is connected to the control unit 20.
  • the position of the Crankshaft 11 and the camshaft 15 during the operation of the Internal combustion engine can be detected at any time, since the assignment between Crankshaft and camshaft is as well known as the assignment between the position of the camshaft and the position of the individual Cylinder, synchronization can take place after recognition of the reference mark done and after a successful synchronization in known Way controlled and regulated the injection and ignition will.
  • Such control or regulation of an internal combustion engine is described for example in DE-OS 39 23 478 and is therefore not explained in detail here.
  • Figure 2 are for a 5-cylinder internal combustion engine for understanding the invention essential signal or voltage waveforms U (t) [V] recorded during test runs over time t in Milliseconds applied.
  • the starting conditions are, for example: Fig. 2 Injection pre-storage 30 ° KW after LWOT Starting position 48 ° KW before OT1 First injection after 150 ° KW First ignition after 480 ° KW Start of start after 480 ° KW Fig 3 Injection pre-storage 72 ° KW after LWOT Starting position 60 ° KW before OT3 First injection after 54 ° KW First ignition after 348 ° KW Start of start after 348 ° KW Fig. 4 Injection pre-storage 102 ° KW according to LWOT Starting position 72 ° KW before OT4 First injection after 96 ° KW First ignition after 360 ° KW Start of start after 360 ° KW Fig. 5 Injection pre-storage + 6 ° KW before LWOT Starting position 54 ° KW before OT5 First injection after 120 ° KW First ignition after 474 ° KW Start of start after 474 ° KW
  • FIG. 2a shows the control signals A, B, C, D and E specified for injectors EV1 to EV5, where the injections are characterized by the minima.
  • the hatched areas indicate the first injection.
  • Area X denotes a phase during which an intake valve is open is. With an arrow, the first ignitions are in the individual associated cylinders take place, symbolized.
  • the upper signal F gives the course of the output signal of the camshaft encoder or the phase encoder, with this signal a phase change occurs every 360 ° KW with the selected encoder disc on.
  • the first edge change is referred to as the M1 mark.
  • the lower Signal G shows the course of the ignition signals.
  • the engine is started via the ignition lock 25 initiated.
  • the electric fuel pump relay is operated so that the fuel pump with the Fuel delivery begins.
  • control unit is usually the most accurate Angle position of the crankshaft or camshaft not yet known. Becomes however, a run-on detection was carried out, as in the German one Patent application P 42 30 616 is described is the exact one The angular position is already known at this point and the control unit can immediately start calculating the essential for the injection Times begin.
  • crankshaft encoder gives speed-dependent impulses from.
  • FIGS. 3 to 5 show the same situation as in Figure 2, but at a different starting position of the engine and thus also at other injection angles.
  • the reference mark BM is in the output signal of the crankshaft sensor recognizable, it corresponds to one as brand M2 or M4 designated brand.
  • the mark M3 by the first edge change of the camshaft sensor signal is determined.
  • the cylinder that serves the brands with the first injection can be selected depending on the engine temperature. For a quick start small pre-storage angles can be achieved, and possibly even Injections into the open intake valve are required, if an unfavorable one Spark plug position or very long injection times do not to forbid. Simultaneously with the first injection or shortly afterwards there is a second injection into the next cylinder.
  • this mark Since the ignition output follows the level change of the phase signal, the exact location of this mark must be known. The determination this mark can be adapted by a suitable adaptation process Start or idle.
  • Pre-splashes are included Injections before synchronization in all cylinders at the same time respectively.
  • First sequential injections, too before the start of filming are only in connection with Leakage detection or an absolute encoder system possible because in these the exact position of the motor or shaft in both cases are known immediately after the start.

Landscapes

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung bei einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit elektronisch geregelter Einspritzung und Zündung wird üblicherweise im Steuergerät berechnet, wann und wieviel Kraftstoff pro Zylinder eingespritzt werden soll und wann der geeignete Zündzeitpunkt ist. Damit diese Berechnungen in korrekter Weise durchgeführt werden können, muß die jeweilige Stellung der Kurbel- bzw. Nockenwelle der Brennkraftmaschine bekannt sein, es ist daher üblich und wird beispielsweise in der EP-A1 0 371 158 beschrieben, daß die Kurbel- und die Nockenwelle mit je einer Scheibe verbunden sind, dabei ist an der Oberfläche der mit der Kurbelwelle verbundenen Scheibe eine einzelne Markierung angeordnet, während auf der Obefläche der mit der Nockenwelle verbundenen Scheibe eine Markierung vorhanden ist, die sich über einen Winkel von 180° erstreckt.
Die beiden sich drehenden Scheiben werden von passenden feststehenden Aufnehmern abgetastet, aus der zeitlichen Abfolge der von den Aufnehmern gelieferten Impulsen wird eine eindeutige Aussage über die Stellung von Kurbel- und Nockenwelle gewonnen, in Abhängigkeit davon werden im Steuergerät Ansteuersignale für die Einspritzung und Zündung gebildet.
Die Einspritzung erfolgt bei der bekannten Einrichtung in Abhängigkeit vom Nockenwellengebersignal erstmalig in die Zylindergruppe, die überwiegend geschlossene Einlaßventile aufweist. Die Einspritzung für die nächste Zylindergruppe wird am Pegelwechsel des Nockenwellensignales abgesetzt oder sequentiell nach der Synchronisation.
Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die ersten Einspritzungen mit undefinierten Vorlagerungswinkeln erfolgen und zu einem frühen Zeitpunkt, bei dem die Kraftstoffdruckaufbauphase noch nicht abgeschlossen ist, eine Vielzahl von Einspritzungen erfolgen.
Um diese Probleme während der Startphase zu verringern, wird deshalb in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 42 30 616 eine Einrichtung zur Erkennung der Stellung wenigstens einer, eine Referenzmarke aufweisenden Welle beschrieben. Diese Einrichtung wird bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt, es wird dabei nach dem Abschalten der Zündung und Einspritzung eine Auslauferkennung durchgeführt, wobei vom Steuergerät die Stellung der Kurbel- und Nockenwelle im Stillstand ermittelt und abgespeichert wird.
Beim Wiedereinschalten stehen die so ermittelten Stellungen dem Steuergerät sofort zur Verfügung, so daß die ersten Einspritzungen bereits kurz nach Drehbeginn erfolgen können. Bei dieser bekannten Einrichtung muß jedoch stets eine Nachlauferkennung durchgeführt werden.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Stellung der Kurbel- und Nockenwelle bei einer Brennkraftmaschine besonders schnell ermittelbar ist, so daß ein sehr früher Beginn der sequentiellen Einspritzung möglich ist. Dabei erfolgen die ersten Einspritzungen mit einem definierten Vorlagerungswinkel und zu dem spätestens noch möglichen Zeitpunkt, so daß diese Einspritzungen bei einem weitgehend gesicherten Kraftstoffdruck erfolgen. Es wird außerdem eine sichere phasenrichtige Zylindererkennung und Zündausgabe bereits nach besonders kurzem Drehwinkel erhalten, so daß sich kurze Startzeiten ergeben.
Erzielt werden diese Vorteile, indem auf der Nockenwelle eine Phasengeberscheibe mit einer 180°-Markierung angeordnet ist, die mit einem satischen Aufnehmer abgetastet wird, während gleichzeitig eine Kurbelwellengeberscheibe mit 60-2 Markierungen und einer Bezugsmarke vorhanden ist und die Scheiben so angeordnet sind, daß der Pegelwechsel der Nockenwellengeberscheibe möglichst genau zwischen zwei Bezugsmarken stattfindet. Aus der Bezugsmarke und den Flankenwechseln des Nockenwellengebersignals werden Marken M1 bis M4 gebildet. Beim Start beginnt die erste Einspritzung synchronisiert zu einer Marke M1 bis M4, wobei entsprechend der Position der Brennkraftmaschine die ersten Einspritzungen so abgesetzt werden, daß keine Startzeiten erreicht werden.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt.
Zeichnung
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wir in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt Figur 1 eine grobe Übersicht über die Anordnung von Kurbel- bzw. Nockenwelle samt den zugehörigen Sensoren und dem Steuergerät, in dem die Berechnungen zur Regelung der Einspritzung und Zündung ablaufen. In Figur 2 sind Steuersignale bzw. von Sensoren abgegebene Signale während der Startphase einer Brennkraftmaschine über der Zeit aufgetragen.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 sind die zur Erläuterung der Erfindung erforderlichen Bestandteile einer Brennkraftmaschine beispielhaft dargestellt, dabei ist mit 10 eine Geberscheibe bezeichnet, die starr mit der Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine verbunden ist und an ihrem Umfang eine Vielzahl gleichartiger Winkelmarken 12 aufweist. Neben diesen gleichartigen Winkelmarken 12 ist eine Bezugsmarke 13 vorgesehen, die beispielsweise durch zwei fehlende Winkelmarken realisiert ist.
Eine zweite Geberscheibe 14 ist mit der Nockenwelle 15 der Brennkraftmaschine verbunden und weist an ihrem Umfang eine Marke 16 auf, das sich über einen Winkel von 180° erstreckt. Mit 17 ist die zwischen Kurbel- und Nockenwelle bestehende Verbindung, die die Nockenwelle mit halber Kurbelwellendrehzahl dreht, symbolisch dargestellt.
Die beiden Geberscheiben 10, 14 werden von Aufnehmern 18, 19, beispielsweise induktiven Aufnehmern oder Hall-Sensoren, beispielsweise statischen Hall-Sensoren abgetastet, die beim Vorbeilaufen der Winkelmarken in den Aufnehmern erzeugten Signale werden entweder gleich aufbereitet und einem Steuergerät 20 zugeführt oder erst im Steuergerät 20 in geeigneter Weise aufbereitet, wobei vorzugsweise Rechtecksignale gebildet werden, deren Anstiegsflanken den Beginn einer Winkelmarke und deren abfallende Flanken dem Ende einer Winkelmarke entsprechen. Diese Signale bzw. die zeitlichen Abfolgen der einzelnen Impulse werden im Steuergerät ausgewertet.
Bezüglich der Anordnung der beiden Geberscheiben ist noch zu bemerken, daß sie so zu erfolgen hat, daß die mit der Nockenwelle verbundene Geberscheibe, die im zugehörigen Sensor ein Signal mit gleich großen Low- und Highphasen erzeugt, so erfolgt, daß ein Pegelwechsel zwischen Low und High möglichst genau zwischen die vom Kurbelwellengeber gelieferten Bezugsmarkensignale fällt.
Das Steuergerät 20 erhält über verschiedne Eingänge weitere, für die Steuerung bzw. Regelung der Brennkraftmaschine erforderliche Eingangsgrößen, die von verschiedenen Sensoren gemessen weden. Als Beispiele solcher Sensoren seien erwähnt: ein Temperatursensor 21, der die Motortemperatur mißt, ein Drosselklappensensor 22, der die Stellung der Drosselklappe registriert, ein Drucksensor 23, der den Druck im Ansaugrohr oder den Druck in einem Zylinder der Brennkraftmaschine mißt. Weiterhin wird über den Eingang 24 ein "Zündung-Ein"-Signal zugeführt, das beim Schließen des Zündschalters 25 von der Klemme K1.15 des Zündschlosses geliefert wird.
Ausgangsseitig stellt das Steuergerät, das nicht dargestellte Rechen- bzw. Speichermittel, sowie einen mit 30 bezeichneten Permanentspeicher umfaßt, Signale für die Zündung und Einspritzung, für nicht näher bezeichnete, entsprechende Komponenten der Brennkraftmaschine zur Verfügung. Diese Signale werden über die Ausgänge 26 und 27 des Steuergerätes 20 abgegeben.
Je nach Bedarf können weitere Sensoren eingesetzt werden, deren Signale dem Steuergerät zugeführt werden, das Steuergerät 20 kann ebenfalls weitere für die Regelung der Brennkraftmaschine erforderliche Signale abgeben. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß alle dargestellten Sensoren vorhanden sind.
Die Spannungsversorgung des Steuergerätes 20 erfolgt in üblicher Weise mit Hilfe einer Batterie 28, die über einen Schalter 29 während des Betriebs der Brennkraftmaschine sowie in einer weiteren Ausgestaltung während einer Nachlaufphase nach Abstellen des Motors mit dem Steuergerät 20 in Verbindung steht.
Mit der in Figur 1 beschriebenen Einrichtung kann die Stellung der Kurbelwelle 11 und der Nockenwelle 15 während des Betriebes der Brennkraftmaschine jederzeit erfaßt werden, da die Zuordnung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle ebenso bekannt ist wie die Zuordnung zwischen der Stellung der Nockenwelle und der Lage der einzelnen Zylinder, kann nach dem Erkennen der Bezugsmarke eine Synchronisation erfolgen und nach einer erfolgten Synchronisation in bekannter Weise die Einspritzung und die Zündung gesteuert bzw. geregelt werden. Eine solche Steuerung bzw. Regelung einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise in der DE-OS 39 23 478 beschrieben und wird deshalb hier nicht näher erläutert.
Mit der in Figur 1 beschriebenen Einrichtung ist mit der Ergänzung, nach der das Steuergerät 20 auch noch in einer Nachlaufphase mit Spannung versorgt wird, auch eine Erkennung der Motorposition im Auslauf möglich, also während der sogenannten Nachlaufphase. In dieser Nachlaufphase, die sich an den üblichen, beispielsweise in der obengenannten Offenlegungsschrift beschriebenen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine anschließt, läuft noch eine Auswertung der Sensorausgangssignale ab. Die letzten so ermittelten Stellungen der Kurbel- und Nockenwelle werden im Permanentspeicher 30 des Steuergerätes 20 abgelegt und stehen daher beim Wiedereinschalten sofort zur Verfügung. Die genaue Vorgehensweise dazu wird in der DE-P 42 30 616 beschrieben und wird daher an dieser Stelle nicht näher ausgeführt.
In Figur 2 sind für eine 5-Zylinder-Brennkraftmaschine die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Signal- bzw. Spannungsverläufe U(t)[V], die bei Probeläufen aufgenommen wurden, über der Zeit t in Millisekunden aufgetragen.
Die Startbedingungen sind dabei beispielsweise:
Fig 2 Vorlagerung der Einspritzung 30°KW nach LWOT
Startposition 48°KW vor OT1
Erste Einspritzung nach 150°KW
Erste Zündung nach 480°KW
Hochlaufbeginn nach 480°KW
Fig 3 Vorlagerung der Einspritzung 72°KW nach LWOT
Startposition 60°KW vor OT3
Erste Einspritzung nach 54°KW
Erste Zündung nach 348°KW
Hochlaufbeginn nach 348°KW
Fig 4 Vorlagerung der Einspritzung 102°KW nach LWOT
Startposition 72°KW vor OT4
Erste Einspritzung nach 96°KW
Erste Zündung nach 360°KW
Hochlaufbeginn nach 360°KW
Fig 5 Vorlagerung der Einspritzung +6°KW vor LWOT
Startposition 54°KW vor OT5
Erste Einspritzung nach 120°KW
Erste Zündung nach 474°KW
Hochlaufbeginn nach 474°KW
Mit OT1 bis OT 5 ist der Obere Totpunkt der Zylinder 1 bis 5 bezeichnet.
In Figur 2a sind die vom Steuergerät abgegebenen Ansteuersignale A, B, C, D und E für die Einspritzventile EV1 bis EV5 angegeben, wobei die Einspritzungen durch die Minima charakterisiert sind. Die schraffierten Bereiche geben jeweils die erste Einspritzung an. Der Bereich X bezeichnet eine Phase, während der ein Einlaßventil offen ist. Mit einem Pfeil sind die ersten Zündungen, die in den einzelnen zugehörigen Zylindern erfolgen, symbolisiert.
In Figur 2b gibt das obere Signal F den Verlauf des Ausgangssignales des Nockenwellengebers bzw. des Phasengebers an, bei diesem Signal tritt mit der gewählten Geberscheibe ein Phasenwechsel alle 360°KW auf. Der erste Flankenwechsel ist als Marke M1 bezeichnet. Das untere Signal G gibt den Verlauf der Zündsignale wieder.
In Figur 2c ist das Drehzahlsignal H sowie das Ausgangssignal J des Kurbelwellengebers aufgetragen, für eine entsprechende Geberscheibe mit einer Vielzahl gleichartiger Winkelmarken sowie einer durch zwei fehlende Winkelmarken dargestellte Bezugsmarke angegeben.
Zum Zeitpunkt tl wird über das Zündschloß 25 der Start der Brennkraftmaschine eingeleitet. Es wird vom Steuergerät 20 Spannung an die einzelnen Systeme bzw. Geber gelegt, das Elektrokraftstoffpumpenrelais wird betätigt, so daß die Kraftstoffpumpe mit der Förderung des Kraftstoffs beginnt.
Zu diesem Zeitpunkt ist dem Steuergerät normalerweise die genaue Winkellage der Kurbel- bzw. der Nockenwelle noch nicht bekannt. Wird allerdings eine Nachlauferkennung durchgeführt, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 42 30 616 beschrieben wird, ist die genaue Winkellage bereits zu diesem Zeitpunkt bekannt und das Steuergerät kann sofort mit der Berechnung der für die Einspritzung wesentlichen Zeiten beginnen.
Zum Zeitpunkt t2 wird der Anlasser eingerückt und der Motor beginnt sich zu drehen, der Kurbelwellengeber gibt drehzahlabhängige Impulse ab.
In den Figuren 3 bis 5 ist der selbe Sachverhalt dargestellt wie in Figur 2, jedoch bei anderen Start-Position des Motors und damit auch bei anderen Einspritzwinkeln.
In den Figuren 3c und 5c ist die Bezugsmarke BM im Ausgangssignal des Kurbelwellengebers erkennbar, sie entspricht einer als Marke M2 bzw. M4 bezeichneten Marke. In Figur 4c wird die Marke M3 durch den ersten Flankenwechsel des Nockenwellengebersignales festgelegt.
Ausgehend von der Anordnung nach Figur 1 und den in den folgenden Figuren dargestellten Signalverläufen soll nun erläutert werden, wie die Einspritzung und Zündausgabe im Start unter Benutzung der Marken M1 bis M4 erfolgt.
1. Mit der Bezugsmarke und dem Pegelwechsel des Phasensignales von Low nach High und von High nach Low ergeben sich über ein Arbeitsspiel von 720°KW die vier Marken M1 bis M4, an denen die Einspritzung synchronisiert beginnt. Entsprechend der Motorposition werden an den Marken die ersten Einspritzungen derart abgesetzt, daß ein schneller und sicherer Start möglich ist. Die ersten Einspritzungen sind in den Figuren 2 bis 5 schraffiert dargestellt.
Der Zylinder, der mit der ersten Einspritzung an den Marken bedient wird, ist motortemperaturabhängig wählbar. Um einen schnellen Start zu erreichen sind kleine Vorlagerungswinkel und gegebenenfalls sogar Einspritzungen ins offene Einlaßventil erforderlich, sofern eine ungünstige Zündkerzenlage oder sehr große Einspritzzeiten dies nicht verbieten. Gleichzeitig mit der ersten Einspritzung oder kurz danach erfolgt eine zweite Einspritzung in den nächstfolgenden Zylinder.
Die weiteren Einspritzungen erfolgen sequentiell im nächsten Segment. Diese schließen sich an die Einspritzungen an den Marken derart an, daß fehlende oder doppelte Einspritzungen nicht auftreten.
2. Um eine sichere zylinderrichtige Zündausgabe durchzuführen, erfolgt diese erst nach dem Erkennen der Bezugsmarke und des Phasenwechsels. Es wird also geprüft, ob das Phasensignal in Ordnung ist. Die Reihenfolge, in der diese Signale auftreten, ist beliebig. Die genannte Vorgehensweise ist besonders bei 5-Zylinder-Motoren wegen der dort herrschenden Unsymmetrie erforderlich.
3. Um eine besonders schnelle Zündausgabe durchzuführen, erfolgt diese nach dem Erkennen des Phasenwechsels oder nach der Bezugsmarke. Eine Überprüfung, daß das Phasensignal in Ordnung ist, erfolgt dann für die ersten Zündungen nicht. Diese Vorgehensweise ist bei 4-, 6-, 8-, 12-Zylindermotoren zulässig.
Da sich die Zündausgabe an den Pegelwechsel des Phasensignals anschließt, muß die genaue Lage dieser Marke bekannt sein. Die Bestimmung dieser Marke kann durch ein geeignetes Adaptionsverfahren im Start oder Leerlauf erfolgen.
In Kombination mit einer frühzeitigen Einspritzung mit Vorabspritzern oder einer Einspritzung nach durchgeführter Auslauferkennung, sind besonders schnelle Starts möglich. Vorabspritzer sind dabei Einspritzungen, die vor der Synchronisation in alle Zylinder gleichzeitig erfolgen. Erste sequentielle Einspritzungen, die auch noch vor Drehbeginn erfolgen können, sind nur in Verbindung mit einer Auslauferkennung oder einem Absolutgebersystem möglich, da in diesen beiden Fällen die genaue Motor- bzw. Wellenstellung bereits unmittelbar nach dem Start bekannt sind.
4. Mittels der Pegelwechsel des Phasensignales ist auch eine Verstellwinkelerfassung bei einem System mit einer variablen Nockenwellenverstellung möglich oder es ist eine Diagnose bei einer Nockenwellensteuerung möglich.

Claims (7)

  1. Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung bei einer Brennkraftmaschine mit einer Recheneinichtung, in der die Winkellage der Kurbel- und der Nockenwelle durch Auswertung der entsprechenden Gebersignale ermittelt wird zur Bildung von Steuersignalen für die Einspritzventile und zur Auslösung von Zündungen, wobei zur Bestimmung der Stellung der Nockenwelle eine mit der Nockenwelle verbundene Scheibe abgetastet wird, die eine sich über 180° erstreckende Winkelmarke aufweist, und auf der Kurbelwelle oder einer der Kurbelwelle zugeordneten Scheibe wenigstens eine Bezugsmarke vorhanden ist und die Kurbel- und die Nockenwelle einander so zugeordnet sind, daß der Pegelwechsel des Nockenwellengebersignales etwa in der Mitte zwischen zwei Bezugsmarken auftritt, wobei aus der Bezugsmarke des Kurbelwellengebersignales und jedem Flankenwechsel des Nockenwellengebersignales pro Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine jeweils eine Marke M1 bis M4 gebildet wird, die zur Bildung der Einspritzsignale verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start der Brennkraftmaschine die erste Einspritzung an einer der Marken (M1 bis M4) synchronisiert beginnt, wobei entsprechend der Position der Brennkraftmaschine die Einspritzungen so abgesetzt werden, daß kurze Startzeiten erreicht werden.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung das Steuergerät der Brennkraftmaschine ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des Zylinders, der mit der ersten Einspritzung bedient wird temperaturabhängig erfolgt.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von den Marken (M1 bis M4) Zündausgaben bestimmt werden, die erst ausgegeben werden, wenn die Bezugsmarke und ein Phasenwechsel erkannt sind, wobei die Reihenfolge des Auftretens der entsprechenden Signale nicht berücksichtigt wird.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei 4, 6, 8 oder 12-Zylindermotoren die ersten Zündausgaben bereits nach dem Erkennen eines Phasenwechsels oder nach der Bezugsmarke ohne zuvorige Überprüfungen erfolgen.
  6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Synchronisation ein Übergang auf eine übliche zylinderspezifische Einspritzung ohne Fehl- oder Doppeleinspritzungen, insbesondere die sog. SEFI erfolgt.
  7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät Mittel umfaßt, das nach dem Abschalten der Zündung der Brennkraftmaschine, während einer Nachlaufphase das Gebersignal oder die Gebersignale bis zum Stillstand der Kurbel- und der Nockenwelle beim Stillstand abspeichert und beim Wiedereinschalten wieder bereitstellt.
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