Verfahren zur Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylinderkennung bei einer Brennkraftmaschine und ein Steuergerät.

Für den ordnungsgemäßen Betrieb einer Mehrzylinder-Brennkraft- maschine müssen die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung für alle Zylinder bei jeweils vorbestimmten Kolbenlagen bzw. Rotationswinkeln der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine stattfinden, d.h. zu den Zeitpunkten, zu denen jeder Kolben der Zylinder eine jeweils vorbestimmte Lage in Bezug auf den oberen Totpunkt (OT) einnimmt. Dies ist insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine wichtig, um entscheiden zu können, in welchen Zylinder die erste Einspritzung erfolgen muss.

Dieser Vorgang wird im Folgenden mit dem Begriff „Zylindererkennung" bezeichnet.

Aus der EP 0640762 AI ist ein Verfahren zur Synchronisation einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine durch die Detektion eines gezielten Verbrennungsaussetzers bekannt, wobei kein Nockenwellensensor verwendet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Steuergerät bereitzustellen, mit dem die Zylindererkennung in einer Brennkraftmaschine ohne Verwendung eines Nockenwellensensors ermöglicht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch das Steuergerät gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert . Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem elektronischen Steuergerät,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zylinders einer

Brennkraftmaschine, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines hydraulischen

Ventilantriebes.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 1 mit vier Zylindern I, II, III, IV, mit einer Kurbelwelle 3, deren Drehbewegungen von einem Kurbelwellensensor 4 erfasst werden. Die Kurbelwelle 3 weist eine entsprechende Markierung auf, die mithilfe des Kurbelwellensensors 4 erfasst wird und anhand deren Position festgestellt werden kann, wann der Kolben des ersten und der Kolben des dritten Zylinders I, III sich in einem oberen Totpunkt befinden. Der Kurbelwellensensor 4 steht mit einem Steuergerät 5 in Verbindung. Das Steuergerät 5 steht jeweils mit Ventilantrieben der Einlassventile der Zylinder in Verbindung. Die Stellung der Einlassventile kann über den Ventilantrieb variabel und vorzugsweise unabhängig von der Position einer Nockenwelle eingestellt werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Auslassventile über eine Nockenwelle angesteuert werden. Das Steuergerät 5 ist ausgebildet, um eine Kraftstoffeinspritzung und die Ventilantriebe der Einlassventile abhängig von Parametern der Brennkraftmaschine und einem Fahrerwunsch anzusteuern.

Die Zündreihenfolge der einzelnen Zylinder ist festgelegt, wobei bei dem beschriebenen Vierzylinder-Viertaktmotor beispielsweise die Zündung in der Reihenfolge Zylinder I - Zylinder III - Zylinder IV - Zylinder II erfolgt. Ein Motorzyklus erstreckt sich über zwei ganze Kurbelwellenumdrehungen von 720° Kurbelwellenwinkel. Ohne einen Nockenwellensensor kann aufgrund der Lage der Kurbelwelle allein nicht eindeutig festgelegt werden, ob sich der Kolben des ersten Zylinders I im oberen Totpunkt der Zündung (ZOT) oder im oberen Totpunkt des Luftwechsels (LWOT) befindet. Analog ist die Situation beim dritten Zylinder III. Die einzelnen Zylinder durchlaufen die vier Arbeitstakte eines Motorzyklus: Verdichten, Verbrennen, Ausstoßen und Ansaugen.

Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Zylinder der Brennkraftmaschine 1, der über ein Einlassventil 10 und ein Auslassventil 11 verfügt. Das Einlassventil 10 verbindet einen Ansaugtrakt 13 mit einem Zylinderraum 15. Das Auslassventil 11 verbindet den Zylinderraum 15 mit einem Abgastrakt 14. Im

Zylinderraum ist ein Kolben 16 beweglich gelagert und über eine Pleuelstange 17 mit der Kurbelwelle 18 verbunden. Das Einlassventil 10 ist über einen Ventilantrieb 19 unabhängig von einer Position einer Nockenwelle bewegbar. Der Ventilantrieb 19 steht über eine Steuerleitung 26 mit dem Steuergerät 5 in

Verbindung. Der Zylinder verfügt über eine Zündkerze 6. Zudem ist ein Einspritzventil 7 vorgesehen, um Kraftstoff in den Zylinder einzuspritzen. Das Steuergerät 5 erfasst durch den Kurbelwellensensor 4, den Zeitpunkt zu dem sich der Kolben des ersten und der Kolben des dritten Zylinders I, III im Bereich des oberen Totpunktes befinden. Zudem sind für die Zylinder Einspritzventile vorgesehen, die vom Steuergerät angesteuert werden.

Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung den Ventil- antrieb 19, der eine Nockenwelle 21 mit einem Nocken 22 aufweist. Die Nockenwelle 21 ist einer Pumpe 23 zugeordnet. Die Pumpe 23 ist mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt und weist eine hydraulische Leitung 24 auf, die in Wirkverbindung mit dem Einlassventil 10 steht . Weiterhin ist an die Leitung 24 ein Ventil 25 angeschlossen, das über eine zweite Steuerleitung 27 mit dem Steuergerät 5 verbunden ist. Der Ventilantrieb 19 funktioniert in der Weise, dass im Ansaugtakt des Zylinders der Nocken 22 die Pumpe 23 betätigt und einen erhöhten Druck in der Leitung 24 erzeugt. Die Pumpe 23 ist über eine Zuleitung 29 mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden über das Hydraulikflüssigkeit zum Verdichten angesaugt wird. Zudem steuert das Ventil 25 eine Verbindung zwischen der Leitung 24 und einem Ablauf 28, der mit dem Flüssigkeitsreservoir verbunden ist. Ist das Ventil 25 geschlossen, so wird über den Druck in der Leitung 24 das Einlassventil 10 von einer Schließposition in eine Offenposition bewegt. Das Einlassventil 10 ist beispielsweise über eine Feder in die Schließposition vorgespannt. Durch die entsprechende Ansteuerung des Ventils 25 kann der Druck in der Leitung 24 beeinflusst werden und dadurch der Öffnungsvorgang des Einlassventils 10 gesteuert, insbesondere unterbunden werden. Jedoch kann der Öffnungsvorgangs des Einlassventils 10 nur in einem Ansaugtakt, zu dem die Nocke 22 der Nockenwelle 21 auf die Pumpe 23 drückt, variiert werden. Somit ist ein Öffnen des

Einlassventils 10 nur in einem Ansaugtakt des jeweiligen Zylinders möglich. Das in Fig. 3 beschriebene System zum Ansteuern eines Einlassventils ist unter der Marke Uni-Air von der Firma FIAT bekannt. Anstelle der hydraulischen Kraftübertragung von der Nockenwelle auf das Einlassventil kann auch jede andere Art von Kraftübertragung verwendet werden.

Für eine eindeutige Bestimmung, ob der Kolben des ersten oder der Kolben des dritten Zylinders I, III sich oberen Totpunkt der Zündung befindet, wird vom Steuergerät 5 nach Erkennen, dass sich der Kolben des ersten und des dritten Zylinders I, III im oberen Totpunkt befinden, der erste Zylinder über ein Öffnen des Einlassventils 10 mit dem Ansaugtrakt 13 verbunden. Im Ansaugtrakt 13 ist ein Drucksensor 20 vorgesehen, der mit dem Steuergerät 5 verbunden ist. Nach dem Öffnen des Einlassventils 10 des ersten Zylinders I wird der Druck im Ansaugtrakt 13 durch den Drucksensor 20 erfasst und vom Steuergerät 5 ausgewertet. Erkennt das Steuergerät 5, dass der Druck im Ansaugtrakt 13 unter einen vorgegebenen Referenzdruck sinkt, so wird erkannt, dass sich der erste Zylinder I im Ansaugtakt befindet und Luft ansaugt . Der Referenzdruck entspricht einem Druck im Ansaugtrakt 13 ohne Öffnen des Zylinders I. Wird jedoch vom Steuergerät 5 erkannt, dass sich der Druck im Ansaugtrakt 13 trotz Öffnens des Einlassventils 10 nicht senkt, so wird vom Steuergerät 5 erkannt, dass sich der erste Zylinder I im Verbrennungstakt befindet. Damit ist automatisch si- chergestellt, dass sich der dritte Zylinder III im Ansaugtakt befindet. Sinkt der Druck nicht, dann befindet sich der erste Zylinder I im Verbrennungstakt und der dritte Zylinder III befindet sich im Ansaugtakt . Somit ist eine eindeutige Erkennung der Phase der Zylinder ohne einen Nockenwellensensor möglich. Die Phasen der weiteren Zylinder sind im Bezug auf die Phase des ersten Zylinders festgelegt und damit bekannt.

Das beschriebene Verfahren bietet die Möglichkeit, bei einem variablen Ventilantrieb, der abhängig von der Drehposition der Nockenwelle ist, eindeutig bei Berücksichtigung der Position der Kurbelwelle erfasst werden kann, welcher Zylinder sich in einem Ansaugtakt oder in einem Verbrennungstakt befindet. Anstelle der Zylinder I, III kann das Verfahren auch auf die Zylinder II, IV in analoger Weise angewendet werden.

Nach der Erkennung der Phasen des Zylinders kann die Einspritzung und Zündung entsprechend vom Steuergerät synchronisiert werden.