DE2949192C2

DE2949192C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2949192C2
Application number: DE2949192A
Authority: DE
Inventors: Sadao Yokohama Kanagawa Takase; Hiroshi Yamaguchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1984-10-04
Also published as: GB2037458A; US4459670A; DE2949192A1; FR2443579A1; FR2443579B1; GB2037458B; JPS5578131A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung einer Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung zur Lieferung von Einspritzimpulsen, welche Steuereinrichtung beim Anlassen der Brennkraftmaschine einen gesonderten Anlaß-Einspritzimpuls erzeugt.

Aus der D --AS 20 06 420 ist es bekannt, zur Erleichterung des Anlaß-Vorganges einen besonderen Einspritzimpuls beim Anlassen der Brennkraftmaschine auszulösen. Nach diesem Stand der Technik wird der Anlaß-Einspritzimpuls unabhängig von der Stellung oder dem Bewegungszustand der Kurbelwelle durch einen Haltekreis mit einer vorgegebenen zeitlichen Verzögerung nach Schließen des Zündschalters ausgelöst. Dies hat den Nachteil, daß die als Anlaßhilfe gedachte Einspritzung auch dann erfolgt, wenn die Kurbelwelle nicht gedreht wird, beispielsweise, weil die Batterie zu schwach ist, um den Anlassermotor anzutreiben. Bei einer Wiederholung des Anlaßversuches wird daher insgesamt eine zu große Kraftstoffmenge eingespritzt, so daß nachfolgende Anlaßversuche auch dann erfolglos bleiben, wenn der Motor fremdgestartet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die den Anlaß-Vorgang erleichtert, ohne daß bei wiederholten Anlaß-Versuchen die Gefahr einer übermäßigen Brennstoffzufuhr besteht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung ein Mikrocomputer ist der bestimmten Winkeistellungen der Kurbelwelle entsprechende Bezugspositions-Impulse zählt und in an sich bekannter Weise immer dann einen Einspritzimpuls auslöst wenn eine vorgegebene Anzahl von Bezugspositions-Impulsen aufgetreten ist und daß der Mikrocomputer ein Programm enthält das im Falle des ersten Einspritz-Vorgangs beim Anlassen der Brennkraftmaschine den Anlaß-Einspritzimpuls bereits bei Eintreffen des ersten Bezugspositions-Impulses auslöst

Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip besteht daher darin, daß auch der Αηΐεβ-Einspritzimpuls von der Drehung der Kurbelwelle abhängt jedoch auf andere Weise, als die normalen Einspritzimpulse. Während die normalen Einspritzungen jeweils beispielsweise erst nach Eintreffen des dritten Bezugsimpulses erfolgen, wird die Anlaß-Einspritzung bereits durch den ersten Bezugsimpuls ausgelöst Die unterschiedliche Steuerung der Einspritzzeiten und Einspritzmengen während des Anlassens und während des normalen Betriebs erfolgt in rationeller Weise mit Hilfe eines Mikrocomputers.

Aus der DE-OS 21 35 560 ist es bekannt, wahlweise jeden Bezugsimpuls eines Kurbelwellensensors oder nur jeden zweiten Bezugsimpuls zur Auslösung einer Einspritzung zu verwenden. Die Umschaltung zwischen beiden Betriebsarten erfolgt jedoch in Abhängigkeit von dem Lastzustand der Maschine, und in beiden Betriebsarten wiederholen sich die Einspritzungen periodisch entweder nsch jedem oder nach jedem zweiten Bezugsimpuls. Es ist daher keine Möglichkeit vorgesehen, zur Auslösung des Anlaß-Impulses lediglich bei den ersten Einspritzvorgang eine andere Abhängigkeit von dem Bezugsimpulsen zu wählen.

Zur Erläuterung der Erfindung soll auf das Beispiel einer Viertakt-Machine mit sechs Zylindern Bezug genommen werden, die einen Sensor zur Abtastung des Kurbelwinkels aufweist, der einen einer Bezugsposition der Kurbelwelle entsprechenden Impuls jeweils bei einer Drehung von 120° abgibt, der damit dem Intervall einer Zündung entspricht. Die Fig. 1, auf die bereits hier Bezug genommen werden soll, zeigt den Zeitpunkt Ti, bei dem die Kurbelwellen-Umdrehung beginnt, sowie eine Zeit v\, zu der Bezugspunkt-Impuls Nr. 1 eintrifft. Nach weiteren Umdrehungen der Kurbelwelle um 120° werden die Bezugspunkt-Impulse Nr.2, Nr.3 ... nacheinander abgegeben. Wenn die Einspritzvorrichtung jeweils einmal pro Umdrehung einspritzt wird die Einspritzung bewirkt, wenn drei Positions-Impulse vorliegen, d. h., bei einer Kurbelwellendrehung von 360°.

Das bedeutet für die normale Brennstoff-Einspritzung, daß vom Zeitpunkt Ti an die Kurbelweile gedreht wird, Brennstoff jedoch nicht eingespritzt wird, bis der Positions-Impuls Nr. 3 abgegeben worden ist. Andererseits wird ausnahmsweise bei einem Anlaßvorgang bereits der erste Impuls für die Auslösung einer Anlaß-EinsDritzung ausgenutzt.

Fortbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Zeitdiagramm der Bezugspunkt-Impulse;

F i g. 2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Form eines

Mikro-Computers;

F i g. 3A und 3B sind Flußdiagramme zur Veranschaulichung des Regelprogramms der Vorrichtung der Fig. 2.

Zunächst soll auf das Blockdiagramm der F i g. 2 Bezug genommen werden, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoff-Steuervorrichtung zeigt Die Steuereinrichtung befindet sich in einem Mikro-Computer, der die Bezugsziffer 1 trägt Der Mikrocomputer umfaüt eine zentrale Verarbeitungs-Einheit (CPU) 2, einen Festwertspeicher (ROM) 3 zur Speicherung eines Programms oder der Einspritzimpulsbreiten, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 4 zur momentanen Speicherung, Schreib- und Steuer-Register 5 und 6, einen Takt-Oszillator 7, einen Zähler 8 und Komparatoren 9 und 10.

Ein Sensor 11 dient zum Abtasten des Umdrehungswinkeis der Kurbelwelle und liefert einen Bezugspositions-Impuls, beispielsweise jeweils bei 120° Wellendrehung. Eine Betätigungsschaltung 12 dient zur Steuerung eines nicht gezeigten Einspritzventils.

Die zentrale Verarbeitungseinheit 2 zählt die ßezugspositions-Impulse, die nacheinander von dem Sensor 11 zugeführt werden, und speichert diese in dem Direktzugriffs-Speicher 4. Der Komparator 9 liefert ein Steuersignal Si, wenn der Inhalt des Speichers 4 gleich demjenigen des Registers 5 ist. Wenn der Inhalt des Registers 5 auf »1« eingestellt ist, wird das Signal Si abgegeben, wenn ein Bezugspositions-Impuls zugeführt wird. Wenn der Inhalt des Registers 5 auf »3« steht, wird das Signal Si abgegeben, wenn drei Bezugspositions-Impulse zugeführt worden sind.

Wenn daher bei Beginn der Drehung der Kurbelwelle der Inhalt des Registers 5 auf »1« eingestellt ist und nach Durchführung eines Einspritzvorganges auf »3« eingestellt wird, wird ein Betätigungs-Signal Si geliefert, wenn der erste Bezugspositions-Impuls bei Beginn der Kurbelwellendrehung abgegeben wird, während danach die Signale Si jeweils abgegeben werden, wenn drei Bezugspositions-Signale eingetroffen sind. d. h. bei jeder Kurbelwellen-Umdrehung. Der Inhalt des Speichers 4 wird gelöscht, wenn ein Betätigungs-Signal Si eingegeben wird.

Einerseits liest die Verarbeitur.gseinheit 2 Einspritzimpulsbreiten ab, die in dem Festwertspeicher 3 gespeichert sind, und speichert diese in dem Register 6. In dem Festwertspeicher 3 sind zuvor Einspritzimpulsbreiten entsprechend den Parametern, wie etwa Ansaugluftdurchsatz, Umdrehungen, Maschinentemperatur, beispielsweise Kühlwassertemperatur etc. gespeichert worden.

Bei Beginn der Kurbelwellendrehung ist es jedoch nicht möglicn, den Ansaugluftstrom und die Maschinsndrehzahl zu messen, da diese Parameter erst nach Beginn der Drehung ermittelt werden können. Diese Parameter werden daher durch entsprechende, geschätzte Werte ersetzt, und die Einspritzimpulsbreite wird ermittelt durch Abtasten des Temperafjr-Signals, das von dem nicht gezeigten Temperatur-Sensor zugeführt wird. Da der Ansaugluftstrom und die Maschinendrehzahl beim Anlassen der Maschine im wesentlichen konstant sind, ergeben sich keine Nachteile bei der Einspritzsteuerung, obgleich diese nur auf geschätzten Werten beruht.

Der Zähler 8 wird durch ein Rückstellsignal S3 zurückgestellt, das zug<;^führt wird, wenn das Betätigungs-Signal Si abgegeben worden ist, und der Zähler zählt die Taktimpulse des Oszillators 7 und gibt den gezählten Wert ab. Der Komparator 10 vergleicht den Inhalt des Zählers 8 mit demjenigen des Registers 6 und liefert ein Stop-Signal S2, wenn beide Signale übereinstimmen. Die Betätigungsschaltung 12 öffnet bei Aufnahme eines Betätigungssignals Si das Einspritzventil, so daß der Einspritzvorgang beginnt, und wenn ein Stop-Signal 2 zugeführt wird, wird die Einspritzung unterbrochen. Folglich hängt die Länge des Einspritzvorganges und damit die eingespritzte Brennstoffmenge ab von den in dem

! 0 Festspeicher 3 abgespeicherten Werten.

Nach dem ersten Einspritzvorgang liest die Verarbeitungseinheit 2 aus dem Festwertspeicher 3 das Signal eines nicht gezeigten Ansaugluft-Sensors, das Signal eines Drehzahlsensors, der auf der Grundlage der Bezugspositions-lmpulse arbeiten kann, und die Länge des Einspritz-Impulses entsprechend der Maschinentemperatur ab und speichert sie in dem Register 6. Damit kann die normale Regelung beginnen und fortgesetzt werden. F i g. 3A und 3B zeigen ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der einzelnen Steuerschritte der vorliegenden Erfindung. Fig.3A ist ein F^;'3diagramm der Brennstoff-Einspritzung und Fig.3B oezieht sich auf die Unterbrechung des Bezugssignals.

Wie in F i g. 3A gezeigt ist, wird vor Beginn des A nlassens, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist und die Maschin«·· steht, ein Kennzeichen (FLAG) auf »1« gesetzt, so daß angezeigt wird, daß die erste Zündung noch nicht stattgefunden hat. Als nächstes wird bestimmt, ob das Kennzeichen (FLAG), das dem Datenbereich des Programms zugeordnet ist, auf »1« steht oder nicht. Wenn das Kennzeichen nicht = 1 ist, geht die Ausführung des Programmes über auf die normale Einspritzung, oder es wird gewartet, bis das Kennzeichen auf »1« steht. Wenn bestimmt worden ist, daß das Kennzeichen auf »1« steht, wird der Inhalt der Speicherposition, die der Wassertemperatur entspricht, ausgelesen anhand der Breite der Injektionsimpulse, die zuvor in dem Festspeicher 3 gespeichert waren, und dieser Wert wird in das Register 6 eingebracht, das das Ergebnis i 1 das Register 1 in dem Flußdiagramm der F i g. 3A einbringt.

Als nächstes wird der Inhalt des Registers 5 auf »1« eingestellt, wie die Angabe »Register 2 = 1« in dem F-!ußdiagramm der F i g. 3A wiedergibt.

Eine Unterbrechung des Programmablauf.·: erfolgt, wenn die Bezugspositions-Impulse oder deren entsprechende Signale eingegeben werden. Wie aus F1 g. 3B hervorgeht, wird die Anzeige (FLAG) gelöscht, so daß sie auf 0 übergeht und damit anzeigt, daß der erste Einspritzvorgang durchgeführt ist. Gleichzeitig wird der Inhalt des Registers 5 auf 3 eingestellt, wie in Fig.3B durch die Angabe »Register 2 = 3« wiedergegeben ist. Anschließend wird das Ausgangssignal, das der bestimmten Adresse des Direktzugriffs-Speicher (RAM)4 enfsprcht, gezählt, wie durch die Schrittdarstellung des Flußdiagramms wiedergegeben ist. F i g. 3B läßt weiterhin erkennen, daß der Zählvorgang zurückgesiellt wird, wenn jeweils drei Werte addiert sind.

Bei diesem Programm wird nach Beginn des Anlaßvorganges und zum Zeitpunkt des Eintreffens des erstell Bezugspositions-Impulses zwischen dem Beginn der Kurbelwellen-Drehung und einem Kurbelwinkel von höchstens 120° der Einspritzvorgang durchgeführt und anschließend wird jeweils eingespritzt, wtnn drei Bezugspositions-Impulse angelangt sind, d. h. bei jeder Umdrehung.

Bei einer Viertakt-iVlaschine wird einmal bei jeder zweiten Kurbelwellendrehung gezündet. Wenn daher in jeden Zylinder gleichzeitig einmal pro Kurbelwellen-

Umdrehung eingespritzt wird, ist die einzuspritzende Brennstoffmenge gleich der Hälfte der erforderlichen Brennstoffmenge, so daß zweimaliges Umspritzen zu der erforderlichen Brennstoffmenge führt. Hinsichtlich des ersten Einspritzvorganges bei Beginn des Anlassens ist es jedoch erforderlich. Brennstoff durch einen Einspritzvorgang in einer Menge zuzuführen, die in der Nahe der erforderlichen Menge liegt, so daß sich eine bevorzugte Einspritzsteuerung ergibt, wenn die Brennstoffmenge zum Zeitpunkt des ersten Einspritzvorganges das eineinhalbfache der üblichen Einspritzmenge beträgt.

Die erfindungsgemäße Einspritz-Steuervorrichtung bewirkt, daß bei Beginn des Anlaßvorganges eingespritzt wird und damit der Zeitpunkt des Beginns des Einspritzvorganges früher liegt, als bei herkömmlicher Steuerung, so daß es möglich ist, die Hochlaufeigenschaften der Maschine, für die die Steuervorrichtung verwendet wird, zu verbessern. Mit einem Mikro-Computer als Steuereinrichtung ist es ausreichend, das i^Jrogramm derart zu modifizieren oder zu ändern, daß sich die gewünschte Brennstoffeinspritz-Steuerung ergibt, so daß der Einspritzvorgang verbessert werden kann, ohne daß die Kosten erhöht werden.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung einer Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung zur Lieferung von Einspritzimpulsen, welche Steuereinrichtung beim Anlassen der Brennkraftmaschine einen gesonderten Anlaß-Einspritzimpuls erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Mikrocomputer (1) ist, der bestimmten Winkelstellungen der Kurbelwelle entsprechende Bezugspositions-Impulse zählt und in an sich bekannter Weise immer dann einen Einspritzimpuls auslöst, wenn eine vorgegebene Anzahl von Bezugspositions-Impulsen aufgetreten ist, und daß der Mikrocomputer ein Programm enthält, das im Fall des ersten Einspritz-Vorgangs beim Anlassen der Brennkraftmaschine den Anlaß-Einspritzimpuls bereits bei Eintreffen des ersten Bezugspositionsimpulses auslöst

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die der Mikrocomputer (1) derart ausgeführt ist, daß er einen Parameter entsprechend der Maschinentemperatur aus einer Anzahl von zuvor gespeicherten Einspritzmengen und entsprechenden Maschinentemperaturen ausliest und die einzuspritzende Brennstoffmenge ermittelt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bemessung der Breite des Anlaß-Einspritzimpulses ein abgetasteter Wert für die Maschinentemperatur und fest eingestellte Schätzwerte für die übrigen Betriebsparameter berücksichtigt werden.

4. Vorrichtung nach \nsprc -h 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer derart ausgelegt ist, daß er beim ersten Einspritz orgar.g eine Brennstoffmenge einspritzt, die etwa das Eineinhalbfache der üblichen Brennstoffmenge bei der herrschenden Maschinentemperatur darstellt.