DE3329248A1

DE3329248A1 - Kraftstoffeinspritz-kontrollverfahren fuer eine mehrzylinderbrennkraftmaschine mit einer betriebssicherheitsfunktion fuer abnormitaet in einer zylinderunterscheidungseinrichtung

Info

Publication number: DE3329248A1
Application number: DE19833329248
Authority: DE
Inventors: Shumpei Niiza Saitama Hasegawa; Shigeo Saitama Umesaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-08-13
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1984-02-16
Also published as: GB2126378B; JPS5929735A; US4476830A; JPS6327536B2; GB8321778D0; DE3329248C2; GB2126378A

Description

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Kraftstoffeinspritz-Kontrollverfahren für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit einer Betriebssicherheitsfunktion für Abnormität in einer Zylinderunterscheidungsein-

richtunq

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritz-Kontrollverfahren zum Zuführen von Kraftstoff mittels Einspritzung zu mehreren Zylindern einer Brennkraftmaschine, und insbesondere ein Verfahren von einer Art, die so ausgebildet ist, daß sie eine Betriebssicherheitsfunktion für den Fall ausführt, daß eine Abnormität in einer Zylinderunterscheidungseinrichtung auftritt, welche die Folge der Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder der Maschine bestimmt.

Unter den Kraftstoffzufuhr-Kontrollverfahren zur elektronischen Kontrolle der Ventilöffnungsperiode einer Kraftstoffdosiereinrichtung einer Brennkraftmaschine zur Kontrolle der der Maschine zuzuführenden Kraftstoffmenge ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, beispielsweise in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung (Kokai No. 57-137 633) das so ausgebildet ist, daß es zuerst einen Basiswert der obigen Ventilöffnungsperiode, doh«. der Kraftstoff zufuhrmenge, als eine Funktion der Maschinendrehzahl und des absoluten Druckes im Ansaugrohr bestimmt und dann der so bestimmte Basiswert korrigiert wird, durch Hinzuaddieren von und/oder Multiplizieren mit Konstanten und/oder Koeffizienten, die Funktionen von Parametern sind, welche Betriebszustände der Maschine, wie z.B. die Maschinenkühlmitteltemperatur, die Drosselventilöffnung, die Abgasbestandteilekonzentration (Sauerstoffkonzentration) usw. anzeigen, während gleichzeitig die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die einzelnen Maschinenzylinder bestimmt wird, sowohl von Impulsen eines Kurbelwinkelpositionssignals, das bei

vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen der Kolben in den einzelnen Maschinenzylindern erzeugt wird, als auch von Impulsen eines Zylinderunterscheidungssignals, welches eine vorbestimmte Kurbelwinkelposition eines Kolbens in einem speziellen Maschinenzylinder anzeigt, wobei die Kraftstoffeinspritzventile der Kraftstoffdosiereinrichtung entsprechend der korrigierten Kraftstoffzufuhrmenge und der vorbestimmten Kraftstoffeinspritzsteuerung betrieben werden.

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Gemäß diesem Kontroll verfahren wird Kraftstoff in einen speziellen der Maschinenzylinder synchron mit einem Impuls des Kurbelwinkelpositinssignals eingespritzt, der unmittelbar nach der Erzeugung eines jeden Impulses des Zylinderunterscheidungssignals erzeugt wird, und danach wird Kraftstoff in die anderen Maschinenzylinder in einer vorbestimmten Folge synchron mit folgenden Impulsen des Kurbelwinkelpositionssignals eingespritzt.

Beim gleichen Kontrollverfahren kann es aufgrund einer Störung in der Zylinderunterscheidungseinrichtung zur Erzeugung des Zylinderunterscheidungssignals oder der Auslassung eines Impulses des Zylinderunterscheidungssignals wegen eines Versagens der Zylinderunterscheidungseinrichtung passieren, daß ein Maschinenzylinder, der einem ersten Impuls des unmittelbar nach der Erzeugung eines Impulses des Zylinderunterscheidungssignals erzeugten Kurbelwinkelpositionssignals zugeordnet ist, von dem obengenannten speziellen Zylinder differiert. In einem solchen Fall wird die Folge der Kraftstoffeinspritzungen in die Maschinenzylinder derart geändert, daß eine erste Kraftstoffeinspritzung in den obengenannten speziellen Zylinder unmittelbar nach der Erzeugung des obengenannten Impulses aus der Zylinderunter-Scheidungseinrichtung bewirkt wird, und dann Kraftstoff-

einspritzungen in die anderen Zylinder in der obengenannten vorbestimmten Folge bewirkt werden.

Wenn jedoch in dem Fall des Auftretens eines Fehlers in der Zylinderunterscheidungseinrichtung viele abnorme Impulse des Zylinderunterscheidungssignals auftreten, nimmt die Häufigkeit der obengenannten Änderung der Kraftstoffeinspritzfolge zu, was in dem Phänomen resultiert, daß während eines Maschinenzyklus einige Zylinder zweimal "mit Kraftstoff versorgt oder zweimal soviel Kraftstoffmenge erhalten, wie es erforderlich ist, wohingegen einige andere Zylinder während des gleichen Maschinenzyklus nicht mit Kraftstoff versorgt werden, wodurch ein gleichmäßiger Betrieb der Maschine verhindert und dadurch die Betreibbarkeit oder der Wirkungsgrad der Maschine stark verschlechtert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritzverfahren für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine anzugeben, das so ausgebildet ist, daß es eine Betriebssicherheitsfunktion derart ausübt, daß eine starke Verschlechterung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine im Falle des Auftretens einer Abnormität in der Zylinderunterscheidungseinrichtung vermieden wird und dadurch wenigstens ein fortlaufender Betrieb der Maschine sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird dazu vorgesehen ein Verfahren zur Kontrolle der Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einer Kurbelwinkelpositionserfassungseinrichtung zur Erfassung vorbestimmter Positionen von Kolben in zugeordneten Zylindern und zur Erzeugung von Impulsen eines ersten Signals, welches erfaßte, vorbstimmte Positionen der Kolben anzeigt, und mit einer Zylinderunterscheidungseinrichtung,

die so ausgebildet ist, daß sie einen Impuls als ein zweites Signals jedesmal dann erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle der Maschine um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine vorbestimmte Position eines KoI-bens in einem speziellen der Zylinder gedreht hat, wobei Kraftstoff in die Zylinder der Maschine in einer vorbestimmten, von einer Kraftstoffeinspritzung in den obengenannten speziellen Zylinder aus startenden Folge eingespritzt wird, synchron mit Impulsen, die sukzessive von der "obengenannten Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung unmittelbar nach der Erzeugung eines jeden Impulses der obengenannten Zylinderunterscheidungseinrichtung erzeugt werden, wobei die Folge von Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder so geändert wird, daß zuerst eine Kraftstoffeinspritzung in den obengenannten speziellen Zylinder unmittelbar nach der Erzeugung eines Impulses des zweiten Signals bewirkt wird, und danach Kraftstoffeinspritzungen in die anderen Zylinder in der obengenannten vorbestimmten Folge bewirkt werden, wenn einer der Zylinder, der einem ersten Impuls des unmittelbar nach der Erzeugung des obengenannten Impulses des zweiten Signals erzeugten ersten Signals zugeordnet ist, ein anderer als der spezielle Zylinder ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist so ausgebildet, daß es in dem Fall des Auftretens einer Abnormität in der Zylinderunterscheidungseinrichtung eine Betriebssicherheitsfunktion ausübt und dabei folgende Verfahrensschritte aufweist:

(1) Es wird die Wiederholungszahl der obengenannten Änderung der Folge von Kraftstoffeinspritzungen gezählt und die gezählte Zahl mit einer vorbestimmten Zahl verglichen;

(2) die Zylinderunterscheidungseinrichtung wird als abnorm angesehen, wenn die gezählte Zahl die vorbe-

stimmte Zahl erreicht; und

(6) es werden Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder in der obengenannten vorbestimmten Folge synchron mit Impulsen des ersten Signals allein bewirkt, unbeachtet der Erzeugung von folgenden Impulsen des zweiten Signals, wenn die Zylinderunterscheidungseinrichtung im Schritt (2) als abnorm angesehen wird.

Vorzugsweise wird beim Schritt (2) die Zylinderunterscheidungseinrichtung als abnorm angesehen, wenn die im Schritt (1) gezählte Wiederholungszahl der Änderung der Kraftstoffeinspritzfolge die obengenannte vorbestimmte Zahl innerhalb einer vom Schließen des Zündschalters der Maschine bis zu seinem Öffnen gemessenen Zeitperiode oder innerhalb einer voreingestellten bestimmten Zeitperiode erreicht.

Vorzugsweise wird die Zählung der Wiederholungszahl der Änderung der Kraftstoffeinspritzfolge des Schrittes (T) bewirkt, wenn die Drehzahl der Maschine einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Die Art und Weise der Kraftstoffeinspritzung in die Maschinenzylinder gemäß dem erfindugnsgemäßen Verfahren weist jedes der folgenden Vorgehen auf:

(a) Kraftstoff wird nacheinander in die Zylinder eingespritzt, in einer vorbestimmten Folge, die von einer Kraftstoffeinspritzung in den obengenannten speziellen Zylinder au startet,- synchron mit Impulsen des ersten Signals, das sukzessive von der Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung erzeugt wird; und

(b) die Zylinder werden in mehrere Gruppen unterteilt und in die einzelnen Gruppen wird sukzessive Kraftstoff eingespritzt, in einer vorbestimmten Folge,

die von einer Kraftstoffeinspritzung in eine der Gruppen startet, welche den obengenannten speziellen Zylinder enthält, synchron mit der Erzeugung des ersten Signals.

Vorteile und weitere Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen

Figur 1 -ein Blockdiagramm der Anordnung eines Kraftstoff zufuhr-Kontrollsystems, das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeitet;

Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung

(TDC-Sensor) und einer Zylinderunterscheidungseinrichtung (CYL-Sensor), die beide aus der Figur 1 hervorgehen;

Figur 3 ein Zeitablaufdiagramm, welches die Art und

Weise zeigt, in der sich die Folge von Kraftstoffeinspritzungen in die Maschinenzylinder in Abhängigkeit von Impulsen aus der Zylinderunterscheidungseinrichtung (CYL-Sensor) ändert;

Figur 4 ein Blockschaltbild der inneren Anordnung einer elektronischen Kontrolleinheit (ECU), die aus der Figur 1 hervorgeht; und

Figur 5 ein Flußdiagramm für eine Art und Weise der Bestimmung einer Abnormität in der Zylinderunterscheidungseinrichtung gemäß dem oben beschriebenen Verfahren.

In der Figur 1 ist schematisch die Anordnung eines Kraftstoffzufuhr-Kontrollsystems dargestellt, das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeitet. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die vier Zylinder 1a aufweist, an die ein Ansaugverteilerrohr 2 angeschlossen ist. In den auseinanderstrebenden Teilen des Verteilerrohres 2 sind an leicht stromaufwärts von nicht dargestellten Einlaßventilen liegenden Stellen Einspritzventile 3 zum Einspritzen von Kraftstoff in zugeordnete der Zylinder 1a angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzventile 3 sind mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe und auch elektrisch mit einer elektronischen Kontrolleinheit 4 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) verbunden, derart, daß ihre Ventilöffnungsperioden durch Antriebssignale kontrollierbar sind, welche von der ECU 4 erzeugt werden. Ein Sensor 5 zur Erfassung der Kurbelwinkelstellung (im folgenden mit "TDC-Sensor" bezeichnet) und ein Zylinderunterscheidungssensor 6 (im folgenden mit "CYL-Sensor" bezeichnet, sind elektrisch mit der ECU 4 zur Zufuhr ihrer Ausgangssignale an diese verbunden. Nach Figur 2 ist jeder dieser Sensoren 5, 6 aus einem elektromagnetischen Geber gebildet, von denen der eine vier Vorsprüngen 10a zugekehrt ist, die der Zahl nach den Zylindern 1a entsprechen, und der andere einem einzigen Vorsprung 10b zugekehrt ist, wobei die vier bzw. der eine Vorsprung jeweils aus einem Stück mit einer zugeordneten magnetischen Scheibe sind, die auf einer Nockenwelle der Maschine 1 befestigt sind, die so angeordnet ist, daß sie von einer Kurbelwelle 9 der gleichen Maschine über einen Steuerriemen 8 mit einem Untersetzungsverhältnis von 1 : 2 antreibbar ist. Der TDC-Sensor 5 ist so ausgebildet, daß er einen eine vorbestimmte Position eines KoI-

bens in jedem der verschiedenen Zylinder 1a der Maschine relativ zu einem oberen Totpunkt des Kolbens anzeigenden Impuls erzeugt, d.h. jedesmal wenn sich die Maschinenkurbelwelle 9 um 180° gedreht hat, wird bei einem speziellen Kurbelwinkel ein Impuls erzeugt, während der CYL-Sensor 6 so ausgebildet ist, daß er jedesmal einen Impuls erzeugt, wenn die Kurbelwelle der Maschine sich um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine vorbestimmte Position eines Kolbens in einem speziellen Zylinder gedreht hat. Die obigen, durch die Sensoren 5, 6 erzeugten Impulse werden der ECU 4 zugeführt.

Außerdem ist mit der ECU 4 ein Zündschalter 7 zum Ein- und Ausschalten einer in der Maschine vorgesehenen, nicht dargestellten Zündeinrichtung und ein dessen Ein-/Ausstellung anzeigendes Signal wird der ECU 4 zugeführt.

Die Figur 3 zeigt in Form eines Zeitablaufdiagramms die Beziehung zwischen der Erzeugung von Impulsen aus dem TDC-Sensor 5 und dem CYL-Sensor 6 und der Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder der Maschine. Wenn die TDC-Sensoren 5 und der CYL-Sensor 6 normal arbeiten, findet eine Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder /1 der Maschine synchron mit einem ersten Impuls TDC1 eines Kurbelwinkelpositionssignals (im folgenden mit "TDC-Signal" bezeichnet) aus dem TDC-Sensor 5 statt, das in (b) in Figur 3 gezeigt ist und unmittelbar nach der Erzeugung eines Impulses CYL1 eines Zylinderunterscheidungssignals (im folgenden mit "CYL-Signal" bezeichnet) aus dem CYL-Sensor 6 erzeugt wird, das in (a) in Figur gezeigt ist, gefolgt von Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder #3, #4 bzw. /2 synchron mit TDC-Signalimpulsen TDC2, TDC3 und TDC4, die nach dem Impulse TDC1 sukzessive erzeugt werden. Danach wird die gleiche Einspritztätigkeit in der obigen Folge gemäß (b) und (c) in Figur 3 wiederholt.

Auch wenn der nächste Impulse CYL2 des CYL-Signals nicht unmittelbar nach der Erzeugung des letzten Impulses TDC4 des TDC-Signals während des obigen Maschinenzyklus aufgrund des vorliegens eines Fehlers im CYL-Sensor 6 erzeugt wird, wird Kraftstoff in den rechten Zylinder /1 bei Erzeugung des nächsten Impulses TDC1 eingespritzt, der unmittelbar auf den Impuls TDC4 folgt. Wenn zwischen einem Impuls TDC2 des TDC-Signals und einem Impuls TDC3 des gleichen Signals ein Störpegel TDCN erzeugt wird, so wie es durch die gestrichelte Linie in (b) in Figur 3 angedeutet ist, und bei der Erzeugung des Störpegels TDCN Kraftstoff in den Zylinder #4 eingespritzt wird, wird die Folge der Kraftstoffeinspritzung vorverlegt, so daß Kraftstoff sukzessive in die Zylinder #2 und #1 synchron mit der Erzeugung der aufeinanderfolgenden TDC-Impulse TDC3 bzw. TDC4 eingespritzt wird. Während des nächsten Maschinenzyklus wird dann kein Kraftstoff in den Zylinder S3 eingespritzt, sondern er wird in den Zylinder #1 unmittelbar nach der Erzeugung eines Impulses TDC1 eingespritzt, die unmittelbar der Erzeugung eines Impulses CYL3 des CYL-Signals folgt, um auf diese Weise die Folge der Kraftstoffeinspritzungen zu ändern oder zu korrigieren, gefolgt durch die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder #3 bei der Erzeugung des nächsten Impulses TDC2 des TDC-Signals. Wenn jedoch eine irreguläre Erzeugung eines Impulses des CYL-Signals aufgrund des Vorliegens eines Fehlers im CYL-Sensor 6 stattfindet, beispielsweise wenn ein Impuls CYL4 des CYL-Signals vor Beendigung des obigen nächsten Maschinenzyklus erzeugt wird, wird Kraftstoff in die Zylinder #1 bei der Erzeugung eines Impulses TDC3 eingespritzt, die unmittelbar auf den obigen Impuls CYL4 des CYL-Signals folgt, obwohl der Zylinder #4 in diesem Augenblick mit Kraftstoff versorgt werden sollte.

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Wenn häufige Korrekturen der Kraftstoffeinspritzfolge aufgrund einer Fehlfunktion des CYL-Sensors, wie oben dargelegt, auftreten, kann das unerwünschte Phänomen auftreten, daß einige Zylinder mit zweimal soviel Kraftstoff versorgt werden, als Kraftstoffmenge während eines einzigen Maschinenzyklus erforderlich ist, wohingegen einige andere Zylinder während des gleichen Maschinenzyklus nicht mit Kraftstoff versorgt werden, wodurch ein gleichmäßiger Betrieb der Maschine verhindert und die Betreibbarkeit oder der Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert wird.

Figur 4 zeigt eine Schaltkreiskonfiguration innerhalb der ECU 4 in Figur 1. Die Impulse des von dem CYL-Sensor 6 in Figur 1 erzeugten CYL-Signals werden durch einen Wellenformer 11a in Rechteckimpulse umgewandelt und dann einem UND-Schaltkreis 12 zugeführt. Die Impulse des vom TDC-Sensor 5 in Figur 1 erzeugten TDC-Signals werden durch einen Wellenformer 11b in Rechteckimpulse umgewandelt und dann einem Ringzähler 13 über dessen Takteingangsanschluß CK, einem die Kraftstoffeinspritzperiode Ti festlegenden Ti-Wert-Berechnungsschaltkreis 14 und einem Me-Wert-zähler 15 zugeführt. Dem UND- ■ Schaltkreis 12 wird auch ein Ausgangssignal aus einem voreinstellbaren Abwärtszähler 23 durch dessen Ausgangsanschluß B zugeführt und ein Ausgangssignal aus dem UND-Schaltkreis 12 wird sowohl dem Ringzähler 13 über dessen Rücksetzimpulseingangsanschluß R als auch einem UND-Schaltkreis 22 zugeführt. Der Ringzähler 13 weist vier Ausgangsanschlüsse QO bis Q3 auf, an denen Ausgangssignale sukzessive jedesmal dann in einen hohen Pegel (im folgenden nur mit "1" bezeichnet) übergehen, wenn ein Impuls des TDC-Signals an den Takteingangsanschluß CK des gleichen Zählers 13 anliegt. Der Ring-

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zähler 13 wird jedesmal zurückgesetzt, wenn ein Impuls des CYL-Signals an seinem Rücksetzimpulseingangsanschluß R anliegt, um an seinem Ausgangsanschluß QO ein Ausgangssignal 1 zu erzeugen. Die Ausgangssignale aus den Ausgangsanschlüssen QO bis Q3 des Ringzählers 13 liegen an jeweils zugeordneten UND-Schaltkreisen 19a bis 19d an..

Der Me-Wert-Zähler 15 zählt die Zahl von TaktimpulsenCP, die eine· vorbestimmte Impulswiederholungsperiode aufweisen und die von einem nicht dargestellten Referenztaktgenerator zwischen benachbarten Impulsen des TDC-Signals erzeugt werden, das sukzessive dem Me-Wert-Zähler 15 von dem Wellenformer 11b zugeführt wird. Deshalb entspricht ein Zählwert Me aus dem Me-Wert-Zähler 15 dem Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen des TDC-Signals, d.h., er ist proportional dem Kehrwert der Drehzahl Ne der Maschine (1/Ne). Ein Me-Wert-Register wird mit einem Zählwert Me aus dem Me-Wert-zähler 15 synchron mit der Eingabe von Steuerimpulsen an diesen geladen, und der geladene Me-Wert liegt sowohl an dem Ti-Berechnungsschaltkreis 14 als auch an einem Komparator 17 an.

Der Ti-Wert-Berechnungsschaltkreis 14 arbeitet auf einem die Drehzahl Ne der Maschine anzeigenden Signal, das aus dem Me-Wert-Register 16 zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode (Kraftstoffmenge) Ti zugeführt wird, und das Kontrollimpulse mit einer der berechneten Kraftstoffeinspritzperiode Ti entsprechenden Impulsdauer den UND-Schaltkreisen 19a bis 19d zuführt, gleichzeitig mit Impulsen des TDC-Signals, das vom Wellenformer 11b zugeführt wird. Diese UND-Schaltkreise 19a bis 19d übertragen die vom Ti-Wert-Berechnungsschaltkreis 14 zugeführten Kontrollimpulse auf einen Antriebsschaltkreis 20, solange sie durch Impulse aus dem Ringzähler 13 an-

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geregt werden, die nacheinander an die UMD-Schaltkreise 19a bis 19d angelegt werden.

Der Antriebsschaltkreis 20 führt Antriebsimpulse sukzessive zugeordneten Kraftstoffeinspritzventilen 3a bis 3d zu, um diese nacheinander anzuregen, solange er mit sukzessiven Kontrollimpulsen aus den UND-Schaltkreisen 19a bis 19d versorgt wird.

Der Komparator 17 bestimmt, ob die Maschinendrehzahl Ne eine vorbestimmte niedrige Drehzahl Ncp, beispielsweise 80 Umdrehungen pro Minute überschreitet. Konkret vergleicht er einen an seinem einen Eingangsanschluß B aus einem Mecp-Wert-Speicher 18 zugeführten und den Kehrwert der vorbestimmten Maschinendrehzahl Ncp anzeigenden Wert Mecp.mit einem Wert Me, welcher der tatsächlichen Maschinendrehzahl Ni entspricht, und der seinem anderen Eingangsanschluß A zugeführt wird, und wenn die Beziehung Me <C Mecp, d.h. Ne ~y* Ncp gültig ist, erzeugt er ein Ausgangssignal 1, das an den vorstehend erwähnten UND-Schaltkreis 22 angelegt wird.

Andererseits ist ein Konstantspannungs-Regelschaltkreis 27 so angeordnet, daß er mit einer Batterie 25 beim Einschalten oder Ausschalten des Zündschaltkreises 7 verbindbar ist, um einen vorbestimmten Spannungspegel Vcc zu erzeugen. Ein Triggerimpulsgeneratorschaltkreis 28 besteht aus einem Widerstand R1 und einem in Serie dazu geschalteten Kondensator C1, aus einer Diode D1, die parallel zum Widerstand R1 geschaltet ist, und aus einem Schmitt-Trigger-Schaltkreis 29, dessen Eingang mit der Verbindung zwischen dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1 verbunden ist. Wenn er mit der geregelten Ausgangsspannung Vcc aus dem Konstantspannungs-Regelschaltkreis 27 versorgt wird, d.h. wenn der

Zündschalter 7 eingeschaltet ist, erzeugt der Triggerimpulsgenerator-Schaltkreis 28 einen Triggerimpuls Pt und legt diesen an den Abwärtszähler 23 über seinen Eingangsanschluß L durch einen ODER-Schaltkreis 31 an. 5

Ein Zeitgeberschaltkreis 30 ist parallel zwischen dem Triggerimpulsgenerator-Schaltkreis 28 und den ODER-Schaltkreis 31 geschaltet und so ausgebildet, daß er durch einen vom Schaltkreis 28 beim Schließen des Zündschalters 17 erzeugten Triggerimpuls Pt betätigbar ist, um bei einem vorbestimmten Zeitintervall, beispielsweise 10 Minuten, einen Rücksetzimpuls Pt¹ zu erzeugen.

Der Abwärtszähler 23 wird aus einem ECL1-Wert-Speicher 24 mit Daten geladen, welche eine vorbestimmte Anzahl von Abnormitäts-Erfassungszeiten, beispielsweise 10, anzeigen, wenn an ihn der Triggerimpuls Pt oder Pt¹ angelegt wird. Das Ausgangssignal aus dem UND-Schaltkreis 22 wird an den Takteingangsanschluß CK des Abwärtszählers 23 angelegt. Der UND-Schaltkreis 22 wird angeregt, wenn das Ausgangssignal aus dem Komparator 17 einen Wert 1 annimmt, d.h. die Beziehung Ne/* Ncp gültig ist und gleichzeitig weist das Ausgangssignals am Ausgangsanschluß Q3 des Ringzählers 13 einen niedrigen Pegel auf, d.h. irgendeines der Kraftstoffeinspritzventile 3a, 3b und 3e für die Zylinder #1, #3 und #4 ist im Gegensatz zum Zylinder #2. im angeregten Zustand. Der angeregte UND-Schaltkreis 22 überträgt an ihn angelegte Impulse des CYL-Signals an den Abwärtszähler 23. D.h. daß, wenn Kraftstoff in die Zylinder in der Reihe #1, #3, #4 und #2 gemäß Figur 3 eingespritzt wird, ein Impuls des CYL-Signals zwischen der Zeit der Erzeugung eines ersten Impulses TDC1 des TDC-Signals und der Zeit der Erzeugng eines vierten Impulses TDC4 dieses Signals während des gleichen Maschinenzyklus erzeugt wird, und

eine Korrektur der Folge der Kraftstoffeinspritzungen bewirkt wird. Konkret bedeutet dies, daß wenn ein Impuls des CYL-Signals dem Ringzähler 13 durch den UND-Schaltkreis 12 zugeführt wir.d, während das Aüsgangssignal durch den Ausgangsanschluß Q3 des Ringzählers 13 auf einem niedrigen Pegel liegt und irgendeines der Ausgangssignale aus den anderen Ausgangsanschlüssen QO bis Q2 auf einem hohen Pegel liegen, der Abwärtszähler 23 durch den obengenannten Impuls des CYL-Signals betätigt wird, um den Zählwert um 1 zu reduzieren, und gleichzeitig wird der Ringzähler 13 durch den gleichen Impuls des CYL-Signals zurückgesetzt, um ein Ausgangssignal mit hohem Pegel 1 an seinem Ausgangsanschluß QO zu erzeugen, zum Einspritzen von Kraftstoff in das Kraftstoffeinspritzventil 13a des Zylinders /1.

Ein anfänglicher Wert oder gegenwärtiger Wert ECL1 des Zählerstandes E im Abwärtszähler 23 wird jedesmal um 1 reduziert, wenn ein Impuls des CYL-Signals an den Zähler 23 über den UND-Schaltkreis 23 angelegt wird, während der letztere sich in einem angeregten Zustand befindet. Der Zählerstand E wird auf 0 reduziert, wenn er vor dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode (10 Minuten) zehnmal um 1 reduziert worden ist. Das Ausgangssignal aus dem Ausgangsanschluß B des Abwärtszählers 23 nimmt einen hohen Pegel 1 an, wenn der Zählerstand im Abwärtszähler 23 von 0 verschieden ist und einen niedrigen Pegel 0, wenn der Zählerstand E gleich 0 ist. Wenn folglich das Ausgangssignal aus dem Abwärtszähler 23 niedrig wird, d.h. wenn die Zahl der durch irreguläre Impulse des CYL-Signals verursachten wiederholten Korrekturen der Folge von Kraftstoffeinspritzungen die Zahl 10 erreicht, wird der UND-Schaltkreis 12 unter der Annahme abgeschaltet, daß die Zylinderunterscheidungseinrichtung sich in einem abnormen Zustand befindet. Solange diese Annahme aufrechterhalten wird, wird verhindert, daß der Ringzähler

13 durch aufeinanderfolgend erzeugte Impulse des CYL-Signals rückgesetzt wird, und die Folge von Ausgangssignalen aus den Ausgangsanschlüssen des Ringzählers 13 wird durch die Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals allein bestimmt.

Wenn die vorbestimmte Zeitperiode (10 Minuten) verstreicht, bevor die Wiederholungszahl von Korrekturen der Folge von Kraftstoffeinspritzungen 10 erreicht, erzeugt de-r Zeitgeberschaltkreis 30 einen Rücksetzimpuls Pt' beim Ablauf der. gleichen vorbestimmten Zeitperiode, welcher Impuls ein Rücksetzen des Zählerstandes N im Abwärtszähler. 23 auf den gegenwärtigen Wert ECL1 bewirkt. Wenn umgekehrt die Wiederholungszahl der Korrektüren der Folge von Kraftstoffeinspritzungen vor Ablauf der vorbestimmten Periode (10 Minuten) nicht 10 erreicht, wird die Zylinderunterscheidungseinrichtung bzw. -auswahleinrichtung nie als abnorm oder regelwidrig angesehen.

Die Figur 5 zeigt ein Flußdiagramm für eine Art und Weise der Bestimmung einer Abnormität in der Zylinderunterscheidungseinrichtung gemäß dem vorstehenden Verfahren. Beim Schritt 1 wird die ECU4 beim Schliessen des Zündschalters 7 in Figur 1 eingeleitet oder eingeschaltet. Beim Schritt 2 wird dann ein Zählerstand CYL zur Unterscheidung eines speziellen Zylinders der Maschine auf einen Anfangswert 1 rückgesetzt und gleichzeitig wird der Zählerstand E im Abwärtszähler 23 in Figur 4 auf den bestimmten Wert ECL1 (10) gesetzt. Der obige Zahlenwert CYL zeigt einen mit eingespritztem Kraftstoff zu versorgenden Zylinder derart an, daß Kraftstoff beispielsweise unmittelbar nach der Erzeugung eines Impulses des CYL-Signals in den Zylinder /1 einzuspritzen ist, wenn der Zahlenwert CYL einen Wert

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annimmt. Danach wird beim Schritt (3) der Zeitgeberschaltkreis 30 zur Erzeugung von Impulsen gestartet, die zum Voreinstellen des Zählerstandes E im Abwärtszähler 23 auf den vorbestimmten Wert ECL1 alle zehn Minuten dient. Die Schritte (1) bis (3) werden bei der Schließzeit des Zündschalters 7 jeweils nur einmal ausgeführt und nach der Ausführung eines jeden dieser Schritte werden der Schritt (4) und die folgenden synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals ausgeführt. Der Zählerstand CYL zur Auswahl oder Unterscheidung' der Zylinder wird jedesmal um 1 erhöht, wenn ein Impuls des TDC-Signals beim Schritt 4 erzeugt wird. Wenn der Zählerstand CYL einen Wert erreicht, der gleich der Summe der Anzahl der Zylinder und 1 (beispielsweise

5) ist, wird der Zählerstand CYL automatisch auf 1 zurückgesetzt. Dann wird beim Schritt (5) mittels des lO-Minuten-Zeitgeber-Schaltkreises 30 bestimmt, ob 10 Minuten vergangen sind oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (5) bejahend ist, wird beim Schritt (7) der Zählerstand E im Abwärtszähler 23 wieder auf den Wert ECL1 gesetzt, und gleichzeitig wird beim Schritt (8) der Zeitgeberschaltkreis 30 wieder auf Start zurückgesetzt, worauf die Ausführung des Schrittes (6) folgt. Beim Schritt (6) wird bestimmt, ob ein Impuls des CYL-Signals zwischen dem gegenwärtigen Impuls des TDC-Signals und dessen vorangegangenen Impuls erzeugt worden ist oder nicht, und wenn kein Impuls des CYL-Signals erzeugt worden ist, wird die Ausführung des laufenden Programms beendet.

Wenn andererseits beim Schritt (6) die Erzeugung eines Impulses des CYL-Signals bestimmt worden ist, wird beim Schritt (9) bestimmt, ob der Zylinderunterscheidungszählerstand CYL gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, ist bestimmt, daß der bei der laufenden Ausführungsschleife des Programms mit Kraftstoff zu

versorgende richtige Zylinder der Zylinder /1 ist, welcher dem Zählerstand CYL von 1 entspricht, d.h., die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder jetzt in der richtigen Reihenfolge ausgeführt wird. Dies bedeutet, daß keine Abnormität oder Regelwidrigkeit im CYL-Sensor 6 auftritt, wodurch die Ausführung des laufenden Programms beendet wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (9) negativ ist, d.h. wenn bestimmt wird, daß der unmittelbar nach der Erzeugung des Impulses des CYL-Signals mit Kraftstoff zu versorgende tatsächliche Zylinder ein anderer als der richtige Zylinder #1 ist, schreitet das Programm zum Schritt (10) vor, bei dem bestimmt wird, ob die Drehzahl Ne der Maschine größer ist, als der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert Ncp (80 Umdrehungen pro Minute) oder nicht. Wenn die Drehzahl der Maschine kleiner ist als der vorbestimmte Wert Ncp, können der TDC-Sensor 5 und der CYL-Sensor 6in Figur 2, die als elektromagnetische Geber oder Fühler ausgebildet sind, durch die vorspringenden Pole 10a, 10b der magnetischen Scheiben nicht so ausreichend erregt werden, daß sie eine positive Erzeugung von Impulsen des CYL-Signals sicherstellen. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 10 negativ ist, springt daher das Programm zum Schritt (12) um den Zählerstand CYL auf 1 rückzusetzen, ohne daß die Korrektur der Kraftstoffeinspritzfolge ausgeführt wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (10) bejahend ist, wird eine Korrektur der kraftstoffeinspritzfolge durch Reduzierung des Zählerstandes E im Abwärtszähler 23 um 1 beim Schritt (11) ausgeführt und ein Schritt (12) der Zylinderunterscheidungszählerstand CYL wieder auf 1 gesetzt, so daß Kraftstoff

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in den richtigen Zylinder #1 unmittelbar nach der Erzeugung des Impulses des beim Schritt (6) bestimmten CYL-Signals eingespritzt wird.

Dann springt das Programm zum Schritt (13) vor, um zu bestimmen, ob der Zählerstand E im Abwärtszähler 23 η

0 ist oder nicht. Wenn der beim Schritt (11) jedesmal um

1 reduzierte Zählerstand E auf 0 reduziert wird, bevor bestimmt ist, daß die vorbestimmte Zeitperiode (10 Minuten) beim Schritt (5) abgelaufen ist, wird entschieden, daß ein Fehler im CYL-Sensor 6 vorliegt, und dieser Fehler wird beim Schritt (14) in einer Speichereinrichtung gespeichert, und gleichzeitig wird beim Schritt (15) eine Betriebssicherheitsfunktion ausgeführt, die im folgenden erklärt wird. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 13 negativ ist, wird geschlossen, daß der CYL-Sensor in seinem normalen Betriebszustand ist, und demgemäß wird die Ausführung des laufenden Programms beendet.

Die Betriebssicherheitshandlung im Schritt (15) wird auf folgende Weise ausgeführt: Der UND-Schaltkreis 12 in Figur 4 wird geschlossen, um ein Rücksetzen des Ringzählers 13 zu verhindern, der auf das CYL-Signal anspricht, erlaubt dagegen nur das Rücksetzen desselben in Abhängig keit von dem TDC-Signal, so daß die Ausgangssignale aus den Ausgangsanschlüssen QO bis Q3 des Ringzählers 13 nacheinander in der Reihenfolge QO, Q1, Q2 und Q3 den Pegel 1 annehmen, in Abhängigkeit von Impulsen des TDC-Signals, das sukzessive an den Rinqzähler 13 angelegt wird, und das Ausgangssignal aus dem Ausgangsanschluß QO wird beim Anlegen des nächsten Impulses des TDC-Signals an den Ringzähler 13 1. Auf diese Weise wird, wenn die Zylinderunterscheidungseinrichtung oder -auswahleinrichtung als abnorm oder regelwidrig festgestellt wird, die

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Folge von Kraftstoffeinspritzungen durch Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals anstelle von Impulsen des CYL-Signals bestimmt, und die Maschinenzylinder werden während eines jeden Maschinenzyklus jeweils mit einer Menge eingespritzten Kraftstoffs versorgt, obwohl die Einspritzsteuerung leicht von der optimalen Steuerung abweichen kann, wodurch wenigstens die Fortsetzung des Betriebs der Maschine gewährleistet ist.

Obwohl b"ei der vorangegangenen Ausführungsform Kraftstoff in einzelne der Maschinenzylinder sukzessive in einer vorbestimmten Folge synchron mit der Erzeugung eines Kurbelwinkelpositionssignals, wie beispielsweise des TDC-Signals, eingespritzt wird, ist das beschriebene Verfahren nicht auf solche Kraftstoffeinspritzverfahren beschränkt, sondern es kann natürlich auch auf ein sog. Doppelzylinder-Einspritzverfahren angewendet werden, bei dem die Zylinder in Gruppen unterteilt werden, beispielsweise in eine Gruppe von Zylindern /1 und ßk und eine Gruppe von Zylindern M3 und #2, wobei in jede Gruppe Kraftstoff sukzessive jedesmal dann eingespritzt wird, wenn ein Impuls des TDC-Signals erzeugt wird.

Obwohl des weiteren in der dargestellten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 der Zählerstand E des Abwärtszählers 23 auf den Wert ECL1 jedesmal dann gesetzt wird, wenn ein Impuls von dem Zeitgeberschaltkreis 30 in einem vorgegebenen Zeitintervall (beispielsweise 10 Minuten) gesetzt wird, kann ein derartiger Zeitgeberschaltkreis 30 fortgelassen werden. Wenn der Zeitgeberschaltkreis 30 fortgelassen wird, kann entschieden werden, daß die Zylinderunterscheidungseinrichtung regelwidrig ist, wenn die Anzahl von Korrekturen der Kraftstoffeinspritzfolge den vorbestimmten Wert ECL1 erreicht,, bevor der Zündschalter 7 wieder geöffnet wird, nachdem er geschlossen worden ist.

Es wurde beschrieben ein Kraftstoffeinspritz-Kontrollverfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in mehrere Zylinder einer Brennkraftmaschine in einer mit einer Kraftstoffeinspritzung in einen speziellen der Zylinder startenden, vorbestimmten Folge, synchron mit der Erzeugung von Impulsen aus einer. Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung, welche vorbestimmte Kurbelwinkelpositionen der Maschine anzeigen, wobei, wenn einer der Zylinder, der einem ersten Impuls aus der Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung, der unmittelbar nach der Erzeugung eines den obengenannten speziellen Zylinder anzeigenden Impulses aus der Zylinderunterscheidungseinrichtung erzeugt wird, zugeordnet ist, ein anderer ist als der spezielle Zylinder, wird die Folge von Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder derart geändert, daß eine erste Kraftstoffeinspritzung in den obengenannten speziellen Zylinder unmittelbar nach der Erzeugung des obengenannten Impulses aus der Zylinderunterscheidungseinrichtung bewirkt wird, und dann Kraftstoffeinspritzungen in die anderen Zylinder in der obengenannten vorbestimmten Folge bewirkt werden. Das Verfahren ist so ausgebildet, daß eine Betriebssicherheitsfunktion im Falle des Auftretens einer Abnormität in der Zylinderunterscheidungseinrichtung ausübt. Die Wiederholungszahl der obigen Änderung der Kraftstoffeinspritzfolge wird bis hinauf zu einem vorbestimmten Wert gezählt und von da an wird die Zylinderunterscheidungseinrichtung als abnorm betrachtet. Dann wird die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder in der obigen vorbestimmten Folge synchron mit Impulsen der Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung allein bewirkt, unbeachtet der Erzeugung von folgenden Impulsen der Zylinderunterscheidungseinrichtung.

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Claims

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. W.eicj^2vTann, 'DjTpWPhys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA/ Dr. J. Prechtel

8000 MÜNCHEN 86 f 2 J¹UO POSTFACH 860 820 ' ' ^J'

D/20 MÖHLSTRASSE 22

TELEFON (0 89) 980352

TELEX 5 22 621

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HOMDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA Mo. 27-8, Jingumae 6-chome, Shibuya-ku, Tokio, Japan

Kraftstoffeinspritz-Kontrollverfahren für eine Mehrzylinder-brennkraftmaschine mit einer Betriebssicherheitsfunktion für Abnormität in einer Zylinderunterscheidungseinrichtung

Patentansprüche

M.!Verfahren zur Kontrolle der Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, in denen jeweils ein Kolben angeordnet ist, mit einer Kurbelwelle, mit der die Zylinder verbunden sind, mit einer Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung zum Erfassen vorbestimmter Positionen der Kolben in den jeweiligen Zylindern und zum Erzeugen von Impulsen als ein erstes Signal, welches erfaßte vorbestimmte Positionen der Kolben anzeigt, und mit einer Zylinderunterscheidungseinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie einen Impuls als eirt zweites Signal jedesmal dann erzeugt, wenn die Kurbelwelle der Maschine sich um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine vorbestimmte Position eines Kolbens in einem speziellen der Zylinder .gedreht hat, wobei Kraftstoff in die Zylinder in einer

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vorbestimmten, von einer Kraftstoffeinspritzung in den speziellen Zylinder aus startenden Folge eingespritzt wird, synchron mit Impulsen, die von der Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung sukzessive erzeugt werden, unmittelbar nach der Erzeugung eines jeden Impulses der Zylinderunterscheidungseinrichtung, wobei die Folge der Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder so geändert wird, daß zuerst eine Kraftstoffeinspritzung in den speziellen Zylinder unmittelbar nach der Erzeugung eines Impulses des zweiten Signals bewirkt wird, und danach Kraftstoffeinspritzungen in die anderen Zylinder in der vorbestimmten Folge unmittelbar nach der Erzeugung des Impulses des zweiten Signals bewirkt werden, wenn einer der Zylinder, der einem ersten Impuls des ersten Signals zugeordnet ist, ein anderer als der spezielle Zylinder ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

(1) Es wird gezählt, wievielmal sich die Folge von Kraftstoffeinspritzungen ändert und die gezählte Zahl wird mit einer vorbestimmten Zahl verglichen;

(2) die Zylinderunterscheidungseinrichtung (6) wird als abnorm angesehen, wenn die gezählte Zahl die vorbestimmte Zahl erreicht; und

(3) es werden Kraftstoffeinspritzungen in die Zylinder (1a) in der vorbestimmten Folge synchron mit Impulsen des ersten Signals allein bewirkt, unbeachtet der Erzeugung von folgenden Impulsen des zweiten Signals, wenn die Zylinderunterscheidungseinrichtung (6) im Schritt (2) als abnorm angesehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-, kennzeichnet , daß Kraftstoff in die Zylinder (1a) nacheinander in der mit einer Kraftstoffein-

spritzung in den speziellen Zylinder startenden, vorbestimmten Folge eingespritzt wird, synchron mit Impulsen des ersten Signals, das von der Kurbelwinkelpositions-Erfassungseinrichtung (5) sukzessive erzeugt wird. 5

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zylinder (1a) in mehrere Gruppen unterteilt werden, und daß Kraftstoff nacheinander in die einzelnen Zylindergruppen in einer vorbestimmten, mit einer den speziellen Zylinder enthaltenden Gruppe startenden Folge sukzessive eingespritzt wird, synchron mit der Erzeugung des ersten Signals.

4o Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (1) einen Zündschalter (7) aufweist, daß die Zählung der Wiederholungszahl der Änderung der Folge von Kraftstoffeinspritzungen im Schritt (2) mit dem Zeitpunkt des Schließens des Zündschalters (7) startet, und daß beim Schritt (3) die Zylinderunterscheidungseinrichtung (6) als abnorm angesehen wird, wenn die im Schritt (1) erhaltene gezählte Zahl die vorbestimmte Zahl in einer Zeitperiode erreicht, die mit dem Schliessen des Zündschalters (7) beginnt und mit dessen darauffolgendem Öffnen endet.

5ο Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt (3) die Zylinderunterscheidungseinrichtung (6) als abnorm angesehen wird, wenn die im Schritt (1) erhaltene gezählte Zahl die vorbestimmte Zahl innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode erreicht.

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6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählung der Wiederholungszahl der Änderung der Folge von Kraftstoffeinspritzungen beim Schritt (1) bewirkt wird, wenn die Drehzahl der Maschine (1) einen vorbestimmten Wert überschreitet.