DE19707706A1

DE19707706A1 - Startsteuersystem und -verfahren für Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE19707706A1
Application number: DE19707706A
Authority: DE
Inventors: Takashi Matsuura
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: GB2310689A; JPH09236036A; DE19707706C2; GB2310689B; GB9703664D0; US5735241A

Description

Die Erfindung betrifft ein Startsteuersystem und -ver fahren für einen Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motor und insbesondere ein Motorsteuersystem und -verfahren zum Steuern eines Übergangsprozesses von einem Startereignis zu einem Normalbetrieb durch Beurteilen des Zündzustands für einzelne Zylinder des Motors.

In einem Motor mit Kanalkraftstoffeinspritzung, in dem Kraftstoff in den Ansaugkrümmer oder Ansaugkanal eingespritzt wird, wird die beim Start einzuspritzende Kraftstoffmenge im Hinblick auf eine Kraftstoffzufuhrverzögerung infolge von Kraftstoff ausgeglichen, der an der Innenwand des Ansaugkrüm mers oder Ansaugkanals haftet.

Andererseits kann in einem Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motor, in dem Kraftstoff direkt in den Brenn raum eingespritzt wird, die Einspritzmenge und Einspritzein stellung von in einzelne Zylinder einzuspritzendem Kraftstoff hochgenau gesteuert werden, da eine solche Kraftstoffzufuhr verzögerung wie beim Motor mit Kanalkraftstoffeinspritzung fehlt. Diese Steuerung erfolgt auch beim Startprozeß des Mo tors. Eines der Merkmale des Motors mit direkter Kraftstoff einspritzung ist eine ausgezeichnete Startfähigkeit im Ver gleich zum Motor mit Kanaleinspritzung.

In diesem Fall ist es von größter Bedeutung, genau die Zeit zu beurteilen, zu der eine Startphase des Motors abge schlossen ist, d. h., wenn alle Zylinder zu einem vollständi gen Zündzustand übergegangen sind, da aufgrund dieser Beur teilung die Steuerstrategie von der Startsteuerung zur Nor malbetriebssteuerung geändert werden muß. Im Motor mit direk ter Kraftstoffeinspritzung wie auch im Motor mit Kanalein spritzung beruht diese Beurteilung allgemein auf der Motor drehzahl und einer EIN-AUS-Betätigung des Starterschalters. Sobald die Beurteilung erfolgt, werden Steuerstrategien für die Kraftstoffeinspritz- und die Zündeinstellung von der Startsteuerung auf die Normalbetriebssteuerung für alle Zy linder gleichzeitig umgeschaltet.

Als Ergebnis dessen werden daher, sobald beurteilt wird, daß die Startphase abgeschlossen ist, alle Zylinder auch dann zwangsweise auf die Normalbetriebssteuerung umgeschaltet, wenn ein bestimmter Zylinder in einem unvollständigen Zündzu stand verbleibt. Dies führt nicht nur zu einer verlängerten Startperiode, sondern auch zu zunehmenden Fehlzündungen und Emissionen von unverbranntem Gas im Zylinder im unvollständi gen Zündzustand. Hat umgekehrt ein bestimmter Zylinder den vollständigen Zündzustand erreicht, während der Motor in der Startsteuerung verbleibt, unterliegt dieser Zylinder der Startsteuerung, was ebenfalls zu einer unvollständigen Ver brennung in ihm und zu einer verlängerten Startperiode führt.

Da beim Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Mo tor sämtlicher zugeführter Kraftstoff in die Zylinder einge spritzt wird, ist er folglich in der Lage, eine Feinsteuerung für jeden Zylinder durchführen, indem zwischen der Start steuerung und der Normalbetriebssteuerung unterschieden wird, wobei aber diese Fähigkeit mit den bekannten Ansätzen nicht voll ausgeschöpft wird, bei denen für alle Zylinder gleich zeitig von der Startsteuerung auf die Normalbetriebssteuerung umgeschaltet wird.

Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Startsteuersystem bereit zustellen, das eine richtige Kraft stoffmenge in einzelne Zylinder einspritzen und sie mit einer richtigen Zeiteinstellung zünden kann, um die Startperiode zu verkürzen sowie Emissions- und Kraftstoffverbrauchswerte in einem Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motor zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche ge löst.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Startsteuersystem auf: eine Zylinder-Identifizierungseinrich tung zum Identifizieren eines speziellen Zylinders auf der Grundlage eines Kurbelimpulses und eines Nockenimpulses, eine Motordrehzahl-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Mo tordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, eine zweite Motordrehzahl-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Ar beitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse; eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezi elle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zündabschluß-Motordrehzahl; und eine Start-Aus wahleinrichtung zum Auswählen einer Startsteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normalbe triebssteuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat, wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbe stimmten Kurbelwinkel und gleichzeitiges Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festgelegte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraftstoffeinspritzung ab gelaufen ist, und die Normalbetriebssteuerung aufweist: Her stellen sowohl der Starteinstellung der Kraftstoffeinsprit zung und der Zündeinstellung in Übereinstimmung mit Motorbe triebsbedingungen.

Die Erfindung wird am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Startsteuersystems;

Fig. 2 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine von Eingabesignalen;

Fig. 3 einen Ablaufplan einer Routine zum Beurteilen ei nes Startzustands;

Fig. 4 einen Ablaufplan einer Routine zum Bestimmen ei ner Kraftstoffeinspritzsteuerung und einer Zündsteuerung;

Fig. 5 eine schematische Zeichnung eines Beispiels für einen Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motor ge mäß der Erfindung; und

Fig. 6 ein Zeitdiagramm einer Zylinderidentifizierung.

In Fig. 5 bezeichnet die Zahl 1 einen Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Mehrzylindermotor (nachfolgend als Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzender Motor bezeich net). In dieser Ausführungsform ist ein Viertakt-Vierzylin dermotor gezeigt. Die Zahl 5 bezeichnet einen Brennraum, der durch einen Zylinderblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Kolben 4 gebildet ist. Im Brennraum 5 für jeden Zylinder sind ein Kraftstoffeinspritzventil 6 und eine Zündkerze 7 vorgese hen. Die Zündkerze 7 ist mit einer Sekundärseite einer Zünd spule 7a verbunden. Eine Primärseite der Zündspule 7a ist mit einem Zündgerät 8 verbunden.

Im Zylinderkopf 3 sind ein Ansaugkanal 3a und ein Aus laßkanal 3b gebildet, und ein Ansaugventil 9 und ein Auslaß ventil 10 sind in den beiden Kanälen 3a bzw. 3b angeordnet.

Ferner wird Kraftstoff unter hohem Druck durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe zum Kraftstoffeinspritzven til 6 über eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 geführt, nach dem er durch einen (nicht gezeigten) Druckregler geregelt wurde. Folglich wird Kraftstoff durch das Kraftstoffein spritzventil 6 dosiert und aus ihm in den Brennraum 5 einge spritzt.

Ein Kurbelwinkelsensor 12 ist angrenzend an den Außenum fang eines Kurbelrotors 1a angeordnet, der gleichachsig mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle gekoppelt ist. Auf dem Außenumfang des Kurbelrotors 1a sind 12 gleich beabstandete Vorsprünge vorgesehen (30° Kurbelwinkel) Der Kurbelwinkel sensor 12 ist so positioniert, daß er mit einem Vorsprung entsprechend einem Kurbelwinkel von 15° vor OT (vor oberem Totpunkt) des Zylinders #1 während des Verdichtungstakts zu sammentrifft.

Ferner ist ein Nockenwinkelsensor 13 angrenzend an einen Nockenrotor 1b angeordnet, der mit der halben Umdrehungszahl des Kurbelrotors 1a gedreht wird. Auf dem Außenumfang des Nockenrotors 1b ist ein Vorsprung vorgesehen. Der Nockenwin kelsensor 13 ist so positioniert, daß er mit diesem Vorsprung entsprechend einem Kurbelwinkel zwischen 15° vor OT und 45° vor OT des Zylinders #1 während des Verdichtungstakts zusam mentrifft.

Folglich wird gemäß Fig. 6 beurteilt, daß ein vom Kur belwinkelsensor 12 ausgegebener erster Kurbelimpuls, nachdem ein Nockenimpuls ausgegeben ist, einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #1 anzeigt. Im folgenden wird die Zy lindernummer durch Zählen der aufeinanderfolgenden Kurbelim pulse identifiziert, die vom Kurbelwinkelsensor 12 ausgegeben werden. Die Zündfolge dieses Motors lautet #1-#3-#2-#4.

In der Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 ist ein Kraft stoffdrucksensor 14 angeordnet, um den Kraftstoffdruck FUP zu detektieren. Ferner ist ein Gaspedal-Öffnungswinkelsensor 16 an einem Gaspedal 15 angeordnet, um einen Gaspedal-Betäti gungsbetrag α zu detektieren. Außerdem ist ein Kühlmitteltem peratursensor 17 in dem im Zylinderblock 2 gebildeten Kühl mittelkanal angeordnet, um eine Kühlmitteltemperatur T_w ent sprechend einer typischen Motortemperatur zu detektieren. Wenngleich überdies diverse Sensoren und Schalter im Motor 1 vorgesehen sind, um Motorbetriebsbedingungen zu detektieren, wird auf deren Beschreibung hierin verzichtet, da eine weite re Erläuterung für die nachfolgenden Beschreibungen unnötig ist.

Ausgabesignale von den vorgenannten Sensoren 12, 13, 14, 16 und 17 werden in eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20 eingegeben, in der eine Starteinstellung der Kraftstoffein spritzung, eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündeinstel lung u. ä. für jeden Zylinder auf der Grundlage der Ausgabe signale von den vorgenannten Sensoren berechnet werden und ein der Kraftstoffeinspritzmenge entsprechendes Treibersignal zu einem Aktor des Kraftstoffeinspritzventils 6 mit einer Zeiteinstellung ausgegeben wird, die der Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung entspricht. Außerdem wird auch ein der Zündeinstellung entsprechendes Zündsignal zum Zündgerät 8 ausgegeben.

Gemäß Fig. 1 ist die elektronische Steuereinheit 20 ge bildet durch eine Zylinder-Identifizierungseinrichtung 21, eine Motordrehzahl-Berechnungseinrichtung 22, eine Berech nungseinrichtung 23 der Motordrehzahl zur Startbeurteilung, eine Berechnungseinrichtung 24 des Gaspedal-Öffnungwinkels, eine Kraftstoffdruck-Detektionseinrichtung 25, eine Berech nungseinrichtung 26 der Kühlmitteltemperatur, eine Start-Be urteilungseinrichtung 27, eine Start-Auswahleinrichtung 28, eine Berechnungseinrichtung 29 der Kraftstoffeinspritzein stellung, eine Berechnungseinrichtung 30 der Kraftstoffein spritzmenge, eine Berechnungseinrichtung 31 der Einspritzim pulsdauer, eine Einspritzimpuls-Erzeugungseinrichtung 32, ei ne Berechnungseinrichtung 33 der Zündeinstellung und eine Zündimpuls-Erzeugungseinrichtung 34.

In der Zylinder-Identifizierungseinrichtung 21 wird zu nächst als Reaktion auf einen vom Nockenwinkelsensor 13 aus gegebenen Nockenimpuls ein Zylinder während des Verdichtungs takts identifiziert, und anschließend werden nachfolgende Zy linder durch Zählen von Kurbelimpulsen identifiziert, die vom Kurbelwinkelsensor 12 ausgegeben werden. Das heißt, wird ge mäß Fig. 6 ein Nockenimpuls eingegeben, zeigt ein erster Kur belimpuls nach diesem Nockenimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #1 an. Ähnlich wird beurteilt, daß der 6. Kurbelimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #3 anzeigt, der 12. Kurbelimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #2 und der 18. Kurbelimpuls einen Kurbelwinkel von 15° vor OT für den Zylinder #4. Ferner wird bei erneuter Eingabe eines Nockenimpulses die Zählung folgender Kurbelimpulse gelöscht, in dem der erste eingege bene Kurbelimpuls nach diesem Nockenimpuls zur Auslösung dient.

Die Motordrehzahl-Berechnungseinrichtung 22 dient zum Berechnen einer Motordrehzahl N durch Messen eines Zeitinter valls der Kurbelimpulse. Ferner dient die Berechnungseinrich tung 24 des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Be tätigungsbetrags α des Gaspedals 15 durch Anwendung einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabespannung des Gaspedal-Öff nungswinkelsensors 16. Die Kraftstoffdruck-Detektionseinrich tung 25 berechnet einen Kraftstoffdruck FUP in der Hochdruck- Kraftstoffleitung 11 durch Anwendung einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabespannung des Kraftstoffdrucksensors 14, der in der Hochdruck-Kraftstoffleitung 11 vorgesehen ist.

In der Berechnungseinrichtung 23 der Motordrehzahl zur Startbeurteilung wird eine Motordrehzahl N_si während des Ar beitstakts für einen einzelnen Zylinder zum Beurteilen be rechnet, ob ein bestimmter Zylinder #i gestartet wurde. Das heißt, gemäß einem als Beispiel in Fig. 6 gezeigten Zeitdia gramm zeigen der 1. bis 6. Kurbelimpuls Einsen für den Zylin der #1 während des Arbeitstakts, der 7. bis 12. Kurbelimpuls Einsen für den Zylinder #3 während des Arbeitstakts, der 13. bis 18. Kurbelimpuls Einsen für den Zylinder #2 während des Arbeitstakts und der 19. bis 0. Kurbelimpuls Einsen für den Zylinder #4 während des Arbeitstakts. Die Motordrehzahl N_si zur Startbeurteilung wird hierbei durch Mitteln von Zeitin tervallen vorbestimmter aufeinanderfolgender Kurbelimpulse erhalten. Dadurch kann genau beurteilt werden, daß der i-te Zylinder die Zündung abgeschlossen hat, indem diese Motor drehzahl N_si mit einem Bezugswert verglichen wird.

Das heißt, ist in der Start-Beurteilungseinrichtung 27 die Motordrehzahl N_si kleiner als eine vorbestimmte Motor drehzahl N_kan für den Zündabschluß, wird beurteilt, daß sich der betreffende Zylinder in der Startphase befindet, d. h., er die Zündung noch nicht abgeschlossen hat, und anschließend wird ein Zündabschluß-Flag FN_kani für den i-ten Zylinder auf einem Anfangswert gehalten (FN_kani = 0). Ist die Motordreh zahl N_si gleich oder größer als N_kan, wird beurteilt, daß der i-te Zylinder die Zündung abgeschlossen hat, und anschließend wird das Zündabschluß-Flag FN_kani gesetzt (FN_kani = 1).

In der Start-Auswahleinrichtung 28 werden Werte der Zündabschluß-Flags FN_kan1 bis FN_kan4 entsprechend jedem Zy linder #1 bis #4 geprüft. Für einen Zylinder, dessen Zündab schluß-Flag FN_kani gleich 0 ist, d. h., einen Zylinder in der Startphase, wird eine Startsteuerung ausgewählt, und für ei nen Zylinder, dessen Zündabschluß-Flag FN_kani gleich 1 ist, d. h., einen Zylinder mit abgeschlossener Zündung, wird eine Normalbetriebssteuerung ausgewählt.

In der Berechnungseinrichtung 29 der Kraftstoffein spritzeinstellung wird für den Zylinder #i, für den die Startsteuerung ausgewählt wurde, die Starteinstellung für die Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten festen Kurbel winkel hergestellt. Dieser feste Kurbelwinkel wird in Abhän gigkeit von Brennstrategien, Schichtladeverbrennung oder ho mogener Ladeverbrennung, bestimmt. Ist z. B. die Brennstrate gie eine Schichtladeverbrennung, wird der feste Kurbelwinkel bei einem vergleichsweise späten Kurbelwinkel nahe dem Ende des Verdichtungstakts hergestellt, und ist die Brennstrategie eine homogene Ladeverbrennung, wird er bei einem vergleichs weise frühen Kurbelwinkel zwischen Ansaugtakt und Verdich tungstakt hergestellt, um genügend Zeit zum Vormischen zu ha ben. Der feste Kurbelwinkel kann mit einem Kurbelimpuls syn chronisiert sein, der alle 15° Kurbelwinkel ausgegeben wird.

Andererseits wird in der Berechnungseinrichtung 29 der Kraftstoffeinspritzeinstellung für den Zylinder #i, für den die Normalbetriebssteuerung in der Start-Auswahleinrichtung 28 ausgewählt wurde, die Starteinstellung (Kurbelwinkel) der Kraftstoffeinspritzung anhand eines Kennfelds hergestellt, in dem die Motordrehzahl N und der Gaspedal-Öffnungswinkel α pa rametrisiert sind.

In der Berechnungseinrichtung 30 der Kraftstoffein spritzmenge wird die Kraftstoffeinspritzmenge GF je Zyklus anhand eines Bestimmungskennfelds für die Kraftstoffein spritzmenge hergestellt, in dem die Motordrehzahl N und der Gaspedal-Öffnungswinkel α parametrisiert sind. Außerdem kann für den Zylinder #i, für den die Startsteuerung ausgewählt ist, die Kraftstoffeinspritzmenge GF anderweitig anhand eines Kennfelds hergestellt werden, in dem z. B. die Kühlmitteltem peratur T_w parametrisiert ist.

In der Berechnungseinrichtung 31 der Einspritzimpulsdau er wird eine Impulsdauer T_out für die Kraftstoffeinspritzung, d. h., eine Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils 6 für den betreffenden Zylinder #i, nach folgender Formel be rechnet:

T_out = K_s × GF + T_s,

worin sind: K_s ein Kraftstoffdruckkoeffizient, der auf der Grundlage des in der Kraftstoffdruck-Detektionseinrichtung 25 detektierten Kraftstoffdrucks FUP berechnet wird; T_s eine Totzeit, die sich aus dem Kraftstoffdruck FUP ableitet; und GF eine Kraftstoffeinspritzmenge, die in der Berechnungsein richtung 30 der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet und durch den Kraftstoffdruckkoeffizienten K_s und die Totzeit T_s korri giert wird.

Erreicht der Kurbelwinkel die in der Berechnungseinrich tung 29 der Kraftstoffeinspritzeinstellung berechnete Kraft stoffeinspritzeinstellung, wird in der Einspritzimpuls-Erzeu gungseinrichtung 32 ein Treibersignal, das der in der Berech nungseinrichtung 31 der Einspritzimpulsdauer berechneten Im pulsdauer T_out für die Kraftstoffeinspritzung entspricht, zum Kraftstoffeinspritzventil 6 für den betreffenden i-ten Zylin der ausgegeben, um den dosierten Kraftstoff aus ihm einzu spritzen.

Andererseits wird in der Berechnungseinrichtung 33 der Zündeinstellung für den i-ten Zylinder, für den die Start steuerung in der Start-Auswahleinrichtung 28 ausgewählt wurde, eine Zündeinstellung T_spk (Kurbelwinkel) nach der For mel T_spk = T_out + T_adv berechnet, worin T_adv eine Zündzeit nach Abschlußeinstellung der Kraftstoffeinspritzung ist und in dieser Ausführungsform als konstante Zeit hergestellt wird. Ferner wird für den i-ten Zylinder, für den die Normal betriebssteuerung in der Start-Auswahleinrichtung 28 ausge wählt ist, die Zündeinstellung T_spk (Kurbelwinkel) anhand ei nes vorbestimmten Normalbetriebkennfelds hergestellt, in dem die Motordrehzahl N und der Gaspedal-Öffnungswinkel α parame trisiert sind.

Da die Zeit vom Abschluß der Kraftstoffeinspritzung bis zur Funkenzündung konstant eingestellt ist, kann in einem Fall, in dem die Verbrennung beim Start mit Schichtladever brennung beginnt, ein nahe an der Zündkerze 7 gebildetes fet tes Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und die Startfähigkeit des Motors erhöht werden.

Ferner wird in der Zündimpuls-Erzeugungseinrichtung 34 die in der Berechnungseinrichtung 33 der Zündeinstellung be rechnete Zündeinstellung T_spk auf das Zündzeitglied des iden tifizierten Zylinders #i eingestellt. Erreicht das durch den Bezugskurbelwinkel angesteuerte Zündzeitglied die Zündein stellung T_spk, wird ein Zündimpuls (Schließwinkelsignal) zur Primärseite der Zündspule 7a ausgegeben, um die Zündkerze 7 des Zylinders #i zünden zu lassen.

Als nächstes werden die in der elektronischen Steuervor richtung 20 durchgeführten Steuervorgänge zur Kraftstoffein spritz- und Zündeinstellung anhand der Ablaufpläne von Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.

Der Ablaufplan in Fig. 2 zeigt eine Signalverarbeitungs routine, die alle 10 Millisekunden abläuft, um den Gaspedal- Öffnungswinkel α, den Kraftstoffdruck FUP und die Motordreh zahl N zu berechnen. In einem Schritt S1 wird der Gaspedal- Öffnungswinkel α durch Anwenden einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabespannung des Gaspedal-Öffnungswinkelsensors 16 berech net, und bei S2 wird der Kraftstoffdruck FUP durch Anwenden einer A/D-Umwandlung auf eine Ausgabespannung des Kraftstoff drucksensors 14 berechnet. Ferner wird bei S3 die Motordreh zahl N auf der Grundlage des Intervalls von Kurbelimpulsen berechnet, die vom Kurbelwinkelsensor 12 ausgegeben werden, wonach der Steuerablauf die Routine verläßt.

Der Ablaufplan von Fig. 3 zeigt eine Startbeurteilungs routine, die bei jeder Eingabe eines Kurbelimpulses durchge führt wird. Bei S11 wird ein bestimmter Zylinder #i während des Arbeitstakts auf der Grundlage einer Unterbrechungsein stellung des Nockenimpulses identifiziert, der unmittelbar vor diesem Kurbelimpuls eingegeben wird, und danach wird bei S12 ein Zündabschluß-Flag FN_kani für den Zylinder #i geprüft. Das Zündabschluß-Flag FN_kani wurde auf 0 als Anfangswert bei Zuführung von elektrischem Strom zur elektronischen Steuer einheit 20 gesetzt.

Wird beurteilt, daß FN_kani = 0 ist, d. h., daß der Zy linder vor dem Start oder beim Start ist, geht das Programm zu den Schritten nach S13 über, wo die Startbeurteilung er folgt, und ist FN_kani = 1, d. h., hat der Zylinder die Zün dung abgeschlossen, verläßt der Steuerablauf die Routine.

Wird dagegen beurteilt, daß FN_kani = 0 ist, d. h., daß der Zylinder vor dem Start oder beim Start ist, geht das Pro gramm zu S13 über, wo beurteilt wird, ob der derzeit eingege bene Kurbelimpuls ein Kurbelwinkel ist, bei dem die Startbe urteilung zu treffen ist. In dieser Ausführungsform wird die Motordrehzahl N_si zur Startbeurteilung auf der Grundlage ei nes Zeitintervalls zwischen festgelegten Kurbelwinkeln be rechnet. Insbesondere sind gemäß Fig. 6 auf der Grundlage der Nockenimpulsunterbrechung diese festgelegten Kurbelwinkel der 1. bis 6. Kurbelimpuls für den Zylinder #1, der 7. bis 12. für den Zylinder #3, der 13. bis 18. für den Zylinder #2 und der 19. bis 0. für den Zylinder #4. Die Motordrehzahl N_si zur Startbeurteilung wird auf der Grundlage des Zeitintervalls über mehrere vorbestimmte aufeinanderfolgende Kurbelwinkel während des Arbeitstakts oder zwischen zwei Kurbelwinkeln während des Arbeitstakts berechnet. Von diesen Kurbelwinkeln ist der letzte Kurbelwinkel jener Kurbelwinkel, bei dem die Startbeurteilung zu erfolgen hat. Ist daher der aktuelle Kur belimpuls einer, der einen anderen Kurbelwinkel als diesen anzeigt, verläßt das Programm direkt die Routine. Ist dagegen der aktuelle Kurbelimpuls einer, der dem Kurbelwinkel ent spricht, bei dem die Startbeurteilung zu erfolgen hat, geht das Programm zu S14 über, wo die Motordrehzahl N_si zur Start beurteilung anhand des Zeitintervalls der festgelegten Kur belwinkel während des Arbeitstakts berechnet wird.

Ferner wird bei S15 die Motordrehzahl N_si zur Startbeur teilung mit der vorbestimmten Motordrehzahl N_kan für den Zündabschluß verglichen, um zu beurteilen, ob sich der be treffende Zylinder #i im Startprozeß befindet oder die Zün dung abgeschlossen hat. Das heißt, wird beurteilt, daß N_si kleiner als N_kan ist, so verweist dies darauf, daß sich der Zylinder im Startprozeß befindet, weshalb das Programm die Routine verläßt. Wird beurteilt, daß N_si gleich oder größer als N_kan ist, zeigt dies an, daß der Zylinder die Zündung ab geschlossen hat, und das Programm geht zu S16 über, wo das Zündabschluß-Flag FN_kani des betreffenden Zylinders #i ge setzt wird (FN_kani = 1).

Gemäß Fig. 4 zeigt dieser Ablaufplan eine Steuerroutine für die Kraftstoffeinspritz- und Zündeinstellung, die zu je der festgelegten Zeit oder bei jedem festgelegten Kurbelwin kel abgearbeitet wird. Zunächst wird bei S21 der Zylinder #i, der der Steuerung der Kraftstoffeinspritz- und Zündeinstel lung unterliegt, auf der Grundlage eines Eingabesignals des Kurbelimpulses und eines Unterbrechungssignals des Nockenim pulses identifiziert, und bei S22 wird anhand des Zündab schluß-Flags FN_kani (i bezeichnet den i-ten Zylinder) beur teilt, ob sich der betreffende Zylinder im Startprozeß befin det oder die Zündung abgeschlossen hat.

Wird beurteilt, daß FN_kani = 0 ist, d. h., daß sich der betreffende Zylinder #i im Startprozeß befindet, geht das Programm ferner zu S23 über, wo die Startsteuerung erfolgt, um die Start-Einspritzimpulsdauer T_out und die Start-Zündein stellung T_spk herzustellen, wonach das Programm zu S25 über geht. Wird beurteilt, daß FN_kani = 1 ist, d. h., hat der be treffende Zylinder #i die Zündung abgeschlossen, geht das Programm zu S24 über, wo die Normalbetriebssteuerung erfolgt, um die Einspritzimpulsdauer T_out für den Normalbetrieb und die Zündeinstellung T_spk für den Normalbetrieb herzustellen, und anschließend fährt das Programm mit S25 fort.

Bei Eintreten der Starteinstellung für die Kraftstoff einspritzung wird ein Treibersignal mit der Impulsdauer T_out für die Kraftstoffeinspritzung zum Kraftstoffeinspritzventil 6 des betreffenden Zylinders #i ausgegeben. Ferner wird bei Eintreten der Zündeinstellung ein Zündsignal (Schließwinkel signal) zur Primärseite der Zündspule 7a des betreffenden Zy linders #i ausgegeben.

Zusammenfassend kann beim erfindungsgemäßen Startsteuer system mit einer Fähigkeit zur Steuerung der Kraftstoffein spritzmenge, der Kraftstoffeinspritzeinstellung und der Zünd einstellung einzelner Zylinder und ferner mit einer Fähigkeit zum Detektieren des Zündzustands eines speziellen Zylinders die Startsteuerung auf Zylinder angewendet werden, die die Zündung noch nicht abgeschlossen haben, und die Normalbe triebssteuerung kann auf Zylinder mit abgeschlossener Zündung angewendet werden, wodurch sich die Startfähigkeit des Motors wesentlich verbessern läßt, was zur Verkürzung der Startzeit und zu besserem Kraftstoffverbrauch führt.

Obwohl die derzeit bevorzugte Ausführungsform der Er findung gezeigt und beschrieben wurde, ist davon auszugehen, daß diese Offenbarung der Veranschaulichung dient und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß der Festle gung in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims

1. Startsteuersystem eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zylindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder, ei ner Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen ei nes Kurbelimpulses entsprechend einem Kurbelwinkel, ei nem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpulses ent sprechend einem Nockenwinkel, einer Berechnungseinrich tung des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswinkels, einer Zylinder-Identifizie rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy linders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Nockenimpulses und einer Motordrehzahl-Berechnungsein richtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das System aufweist:
eine Berechnungseinrichtung der Motordrehzahl zur Start beurteilung zum Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motor drehzahl mit einer festgelegten Zündabschluß-Motordreh zahl;
eine Start-Auswahleinrichtung zum Auswählen einer Start steuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normalbetriebssteuerung für den speziel len Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zy linder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, und die Normalbetriebssteue rung aufweist: Herstellen der Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit Motorbe triebsbedingungen, um die Startfähigkeit des Motors wirksam zu verbessern.

2. Startsteuersystem eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zylindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder, ei ner Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen ei nes Kurbelimpulses entsprechend einem Kurbelwinkel, ei nem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpulses ent sprechend einem Nockenwinkel, einer Berechnungseinrich tung des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswinkels, einer Zylinder-Identifizie rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy linders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Nockenimpulses und einer Motordrehzahl-Berechnungsein richtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das System aufweist:
eine Berechnungseinrichtung der Motordrehzahl zur Start beurteilung zum Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motor drehzahl mit einer festgelegten Zündabschluß-Motordreh zahl;
eine Start-Auswahleinrichtung zum Auswählen einer Start steuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normalbetriebssteuerung für den speziel len Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zy linder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festgelegte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraftstoffein spritzung abgelaufen ist, und die Normalbetriebssteue rung aufweist: Herstellen der Zündeinstellung in Über einstimmung mit Motorbetriebsbedingungen.

3. Startsteuersystem eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zylindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder, ei ner Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen ei nes Kurbelimpulses entsprechend einem Kurbelwinkel, ei nem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpulses ent sprechend einem Nockenwinkel, einer Berechnungseinrich tung des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswinkels, einer Zylinder-Identifizie rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy linders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Nockenimpulses und einer Motordrehzahl-Berechnungsein richtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, das aufweist:
eine Berechnungseinrichtung der Motordrehzahl zur Start beurteilung zum Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zylinders während des Arbeitstakts anhand von Zeitintervallen der Kurbelimpulse;
eine Start-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motor drehzahl mit einer festgelegten Zündabschluß-Motordreh zahl;
eine Start-Auswahleinrichtung zum Auswählen einer Start steuerung für den speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und zum Auswählen einer Normalbetriebssteuerung für den speziel len Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zy linder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel und gleichzeitiges Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festge legte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraft stoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbe triebssteuerung aufweist: Herstellen sowohl der Start einstellung der Kraftstoffeinspritzung als auch der Zündeinstellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbe dingungen.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Motorbe triebsbedingungen mindestens den Gaspedal-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl aufweisen.

5. Startsteuerverfahren eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zylindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder, ei ner Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen ei nes Kurbelimpulses entsprechend einem Kurbelwinkel, ei nem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpulses ent sprechend einem Nockenwinkel, einer Berechnungseinrich tung des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswinkels, einer Zylinder-Identifizie rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy linders auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Nockenimpulses und einer Motordrehzahl-Berechnungsein richtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zy linders während des Arbeitstakts anhand von Zeitinter vallen der Kurbelimpulse;
Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zündab schluß-Motordrehzahl;
Auswählen einer Startsteuerung an dem speziellen Zylin der, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und Auswählen einer Normalbetriebssteue rung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, und die Normalbetriebssteue rung aufweist: Herstellen der Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit Motorbe triebsbedingungen, um die Startfähigkeit des Motors wirksam zu verbessern.

6. Startsteuerverfahren eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zylindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder, ei ner Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen ei nes Kurbelimpulses entsprechend einem Kurbelwinkel, ei nem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpulses ent sprechend einem Nockenwinkel, einer Berechnungseinrich tung des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswinkels, einer Zylinder-Identifizie rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy lindern auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Nockenimpulses und einer Motordrehzahl-Berechnungsein richtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das Verfahren auf weist:
Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zy linders während des Arbeitstakts anhand von Zeitinter vallen der Kurbelimpulse;
Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zündab schluß-Motordrehzahl;
Auswählen einer Startsteuerung an dem speziellen Zylin der, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und Auswählen einer Normalbetriebssteue rung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festgelegte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraftstoffein spritzung abgelaufen ist, und die Normalbetriebssteue rung aufweist: Herstellen der Zündeinstellung in Über einstimmung mit Motorbetriebsbedingungen, um wirksam die Startfähigkeit des Motors zu verbessern.

7. Startsteuerverfahren eines Kraftstoff direkt in Zylinder einspritzenden Motors mit mehreren Zylindern, einem in jedem der Zylinder vorgesehenen Einspritzventil zum di rekten Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder, ei ner Zündkerze, einem Kurbelwinkelsensor zum Erzeugen ei nes Kurbelimpulses entsprechend einem Kurbelwinkel, ei nem Nockensensor zum Erzeugen eines Nockenimpulses ent sprechend einem Nockenwinkel, einer Berechnungseinrich tung des Gaspedal-Öffnungswinkels zum Berechnen eines Gaspedal-Öffnungswinkels, einer Zylinder-Identifizie rungseinrichtung zum Identifizieren eines speziellen Zy lindern auf der Grundlage des Kurbelimpulses und des Nockenimpulses und einer Motordrehzahl-Berechnungsein richtung zum Berechnen einer Motordrehzahl auf der Grundlage des Kurbelimpulses, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Berechnen einer Start-Motordrehzahl des speziellen Zy linders während des Arbeitstakts anhand von Zeitinter vallen der Kurbelimpulse;
Beurteilen, ob der spezielle Zylinder beim Start ist oder die Zündung abgeschlossen hat, durch Vergleichen der Start-Motordrehzahl mit einer festgelegten Zündab schluß-Motordrehzahl;
Auswählen einer Startsteuerung an dem speziellen Zylin der, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder beim Start ist, und Auswählen einer Normalbetriebssteue rung an dem speziellen Zylinder, wenn beurteilt wird, daß der spezielle Zylinder die Zündung abgeschlossen hat;
wobei die Startsteuerung aufweist: Festlegen einer Starteinstellung der Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel und gleichzeitiges Herstellen einer Zündeinstellung, um zu zünden, wenn eine festge legte Zeit seit einer Abschlußeinstellung der Kraft stoffeinspritzung abgelaufen ist, und die Normalbe triebssteuerung aufweist: Herstellen sowohl der Start einstellung der Kraftstoffeinspritzung als auch der Zündeinstellung in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbe dingungen, um wirksam die Startfähigkeit des Motors zu verbessern.