Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausführen des Übergangs von einzelzylindersynchroner auf sequentielle Kraftstoffeinspritzung bei einem Sechszylinder- Ottomotor. Im folgenden wird der Kürze halber nur von Ein¬ spritzung statt von Kraftstoffeinspritzung gesprochen.

Bei einzelzylindersynchroner Einspritzung erhält jeder der n Zylinder eines Verbrennungsmotors alle 720°/n Kurbelwinkel jeweils einen kurzen Einzelspritzer, z.B. alle 120° bei ei¬ nem Sechszylindermotor. Bei sequentieller Einspritzung er¬ hält jeder Zylinder nur alle 720° die für ihn festgelegte Kraftstoff enge eingespritzt. Diese beträgt bei einem Sechs¬ zylindermotor das Sechsfache jedes einzelnen der sechs Ein¬ zelspritzer.

Es ist zu beachten, daß im folgenden die Zylinder eines Sechszylindermotors ihrer Zündreihenfolge nach von 1 bis 6 durchnumeriert werden, also nicht ihrer mechanischen Reihen¬ folge nach.

Stand der Technik

Normalerweise erfolgt an einem Ottomotor sequentielle Ein¬ spritzung. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen, insbesondere bei sehr niedrigen Motortemperaturen von z.B. unter -10° C, ist es jedoch günstiger, einzelzylindersynchrone Einsprit¬ zung vorzunehmen. Beim sequentiellen Einspritzen einer je¬ weils relativ großen Kraftstoffmenge kann es nämlich, insbe¬ sondere dann, wenn das Einspritzen teilweise durch das ge¬ öffnete Einlaßventil eines Zylinders erfolgt, dazu kommen, daß die Zündkerzen so stark angefeuchtet werden, daß sie nicht mehr richtig zünden. Der Auslösezeitpunkt für einen Ubergangsvorgang von einzelzylindersynchroner Einspritzung auf sequentielle Einspritzung liegt dann vor, sobald vorge¬ gebene Motorbetriebsbedingungen erfüllt sind, z.B. die Mo¬ torbetriebstemperatur über eine vorgegebene Schwelle steigt oder diese Bedingung und zusätzlich eine Zeitablaufbedingung oder die Bedingung erfüllt ist, daß eine bestimmte Motor¬ drehzahl überschritten wird, z.B. eine solche von 900 U/min.

Nach dem derzeit üblichen Verfahren zum Übergehen von ein¬ zelzylindersynchroner auf sequentielle Einspritzung wird ab dem Auslösezeitpunkt für jeden Zylinder sequentielle Ein¬ spritzung vorgenommen. Dies kann aber für einzelne Zylinder zu erheblicher Überfettung führen. Wurden für einen Zylinder an einem Sechszylindermotor z.B. bereits vier Einzelspritzer abgesetzt und ist dieser Zylinder der nächste für den bei sequentieller Einspritzung der Einspritzvorgang zu erfolgen hat, erhält dieser Zylinder gemäß dem herkömmlichen Verfah¬ ren insgesamt die zehnfache statt nur die sechsfache Menge eines Einzelspritzers.

Es wurde überlegt, zum Auslösezeitpunkt zu untersuchen, wel¬ cher Zylinder zu diesem Zeitpunkt als letzter seinen Ansaug- takt beendet hat, und dann für diesen Zylinder sogleich auf

sequentielle Einspritzung, für die anderen jedoch erst nach Beendigung ihres jeweils folgenden Ansaugtaktes auf sequen¬ tielle Einspritzung umzustellen. Dies führt jedoch zu Pro¬ blemen, die durch das folgende Beispiel veranschaulicht wer¬ den.

Es sei angenommen, daß der Auslösezeitpunkt winkelbezogen 55° vor dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders in dessen Verbrennungstakt liege. Weiterhin sei zunächst angenommen, daß ein Motor vorliege, bei dem sich jeder Ansaugtakt von der oberen Totpunktstellung des Kolbens im Ansaugzyklus bis zur unteren Totpunktstellung erstreckt. Dann endet der An¬ saugtakt des zweiten Zylinders bei einem Sechszylindermotor 60° vor dem öderen Totpunkt des ersten Zylinders im Verbren- nungstakt, also 5° vor dem Auslösezeitpunkt. Damit wäre in diesem Fall der zweite Zylinder derjenige, dessen Ansaugtakt als letzter vor dem Auslösezeitpunkt endet, und für den dem¬ gemäß unmittelbar auf sequentielle Einspritzung umgestellt würde. Wird nun das Beispiel leicht dahingehend verändert, daß das Einlaßventil eines jeweiligen Zylinders nicht in der unteren Totpunktstellung des zugehörigen Kolbens geschlossen wird, sondern erst einige Grad später, was üblich ist, und wird weiter angenommen, daß diese Verschiebung mehr als 5° beträgt, hat dies im Beispielsfall zur Folge, daß nun der Ansaugtakt des zweiten Zylinders erst kurz nach dem Auslöse¬ zeitpunkt endet. Damit ist nicht mehr der zweite Zylinder derjenige, dessen Ansaugtakt als letzter vor dem Auslöse¬ zeitpunkt endete, sondern der erste Zylinder. Nun wird der erste Zylinder unmittelbar auf sequentielle Einspritzung umgestellt, was jedoch zu Überfettung führt, da für diesen Zylinder bereits im Zeitraum zwischen dem Schließen seines Einlaßventils und dem auf die genannte Weise gewählten Aus¬ lösezeitpunkt ein Einzelspritzer abgesetzt wurde.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß es zum Vermeiden von

Überfettung beim Übergang von einzelzylindersynchroner auf sequentielle Einspritzung erwünscht ist, denjenigen Zylinder als ersten umzustellen, der schon die gesamte vor dem Auslö¬ sezeitpunkt abgespritzte Kraftstoff enge angesaugt hat, daß es jedoch schwierig ist, das Erfülltsein dieser Bedingung unabhängig vom detaillierten Arbeitszyklus eines jeweils konkreten Motors festzustellen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übergehen von einzelzylindersynchroner auf sequentielle Kraftstoffeinspritzung anzugeben, die für Sechszylindermotoren unabhängig von deren jeweils konkretem Arbeitszyklus verwendbar sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind durch die jeweiligen Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 gegeben. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß zum Be¬ stimmen des Übergangs nicht mehr auf das eigentlich interes¬ sierende jeweilige Einlaßende der Zylinder vor dem Auslöse¬ zeitpunkt abgehoben wird, sondern auf den jeweils nach dem Auslösezeitpunkt folgenden Verbrennungstakt. Dadurch kann unabhängig von der Lage des Auslösezeitpunkts bezogen auf den konkreten Arbeitszyklus eines jeweiligen Verbrennungsmo¬ tors immer sicher entschieden werden, welcher der Zylinder als erster auf sequentielle Einspritzung umgestellt werden kann, ohne daß es zu einer Überfettung kommt. Konkret ge¬ sagt, handelt es sich immer um denjenigen Zylinder, der der übernächste mit einem Verbrennungstakt nach dem Auslösezeit¬ punkt ist.

Zeichnungen

Fig. 1: Diagramm, das den Übergang von einzelzylindersyn-

chroner auf sequentielle Kraftstoffeinspritzung an einem Sechszylinderverbrennungsmotor veranschaulicht, bei welchem Übergang es zu keiner Überfettung in irgendeinem der sechs Zylinder kommt;

Fig. 2: Flußdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungs¬ gemäßen Verfahrens; und

Fig. 3: Blockfunktionsdiagramm einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In Fig. 1 ist nach rechts der Kurbelwinkel aufgetragen. In ihrem unteren Teil zeigt diese Figur die Winkellage ver¬ schiedener Betriebsvorgänge von sechs Zylindern Z_l bis Z_6. Die Dauer des jeweiligen Ansaugtaktes eines Zylinders ist durch ein nichtausgefülltes Rechteck gekennzeichnet. Die Dauer von Kraftstoff-Einspritzimpulsen ist durch schraffier¬ te Rechtecke dargestellt. Die Darstellung beginnt mit dem Ansaugtakt des Zylinders Z_l, der ab einem Winkel V0T_4 ^! läuft, wie er in Fig. 1 oben gekennzeichnet ist. Es handelt sich hierbei um den oberen Totpunkt des Zylinders Z_4 in dessen Verbrennungstakt. Da die Zylinder ihrer Zündfolge nach durchnumeriert sind, befinden sich immer die Kolben derjenigen Zylinder, deren Numerierung sich um die Differenz drei unterscheidet, in derselben Lage, jedoch um zwei Takte gegeneinander versetzt. Die Takte werden im folgenden mit ansaugen, verdichten, verbrennen und ausstoßen bezeichnet. Diese vier Takte sind für den Zylinder Z_l in Fig. 1 einge¬ zeichnet. Für die folgenden Zylinder sind sie jeweils um 120° Kurbelwinkel versetzt. Demgemäß unterscheiden sich die in Fig. 1 oben eingetragenen Zeitpunkte V0T_i (i = 1 - 6) um jeweils 120°.

Oben in Fig. 1 sind ein Nockenwellensignal und ein Segment- εignal eingezeichnet. Das Segmentsignal wird z.B. von drei Segmentscheiben erzeugt, die unter einem gegenseitigen Win¬ kel von 120° auf der Kurbelwelle angeordnet sind und sich jeweils über einen Winkel von 50° erstrecken. Die Absolutla¬ ge ist dergestalt, daß jede Scheibe 5° vor dem Winkel endet, zu dem sich jeweils zwei Kolben in ihrem oberen Totpunkt be¬ finden. Jede Scheibe beginnt demgemäß 55° vor einem der obe¬ ren Totpunkte ihren Vorbeilauf an einem induktiven Geber, und sie beendet diesen Vorbeilauf 5° vor dem oberen Tot¬ punkt. Über diesen Winkelbereich von 50° befindet sich das Segmentsignal auf niedrigem Pegel. Der jeweilige Winkel, zu dem es auf den niedrigen Pegel fällt, ist in Fig. 1 mit TN_i (i = 1 - 6) gekennzeichnet. Fig. 1 beginnt mit dem Verbren¬ nungstakt für den Zylinder Z_4 , was dem Beginn des Ansaug- takts des Zylinders Z_l entspricht. Als erster Winkel für den Beginn eines Verbrennungstaktes ist demgemäß der Winkel VOT_4 eingetragen. 55° Kurbelv/inkel davor liegt der Winkel TN_4. Alleine aus diesem Signal TN_4 kann nicht erkannt wer¬ den, ob sich der Zylinder Z_l oder Zylinder Z_4 im oberen Totpunkt seines Verbrennungstaktes befindet. Um dies unter¬ scheiden zu können, wird das Nockenwellensignal verwendet, das nur alle 720° einmal erzeugt v/ird, da sich die Nocken¬ welle auf jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle nur ein¬ mal dreht. Gemäß Fig. 1 ist derjenige Takt, zu dem das Nok- kenwellensignal auftritt, der Verbrennungstakt für den Zylinder Z_4. Dadurch liegt auch eindeutig fest, in welchem Takt sich die anderen Zylinder jeweils befinden.

Die 55° Kurbelwinkel, um die ein Winkel TN_i vor dem jeweils zugehörigen Winkel VOT_i liegt, entsprechen dem frühest mög¬ lichen Zündzeitpunkt für den Zylinder Z_i. Die 5°, um die jedes Segmentsignal vor dem Winkel VOT_i wieder auf hohen Pegel geht, entspricht dem Zündzeitpunkt bei Kaltstart des Motors. Aus den eben genannten Funktionen ist offensicht-

lieh, daß die genannten Winkel für jeden Motortyp geeignet zu wählen sind, also nicht auf die Werte des Beispiels be¬ schränkt sind. Es ist auch zu beachten, daß das Segmentsi¬ gnal nicht immer über die oben genannten Segmentscheiben mit Induktivgeber erzeugt wird, sondern daß es häufig auch rech¬ nerisch aus einem Inkrementsignal erzeugt wird, das so be¬ schaffen ist, daß z.B. alle 2° oder 3° Kurbelwinkel ein In- kre entimpuls von einem mit einer Zahnscheibe zusammenwir¬ kenden induktiven oder optischen Impulsgeber ausgegeben wird.

Beim Ausführungsbeispiel werden bei einer Motortemperatur unter 10° C und einer Startdrehzahl unterhalb 900 U/min Kraftstoff-Einzelspritzer einzelzylindersynchron ausgegeben. D.h. , daß jeder der Zylinder Z_l bis Z_6 zu jedem der Zeit¬ punkt TN_i jeweils einen kurzen Einzelspritzer erhält.

In Fig. 1 ist angenommen, daß zum Winkel TN_1 vorgegebene Motorbetriebsbedingungen erfüllt sind, die einen Übergang zu sequentieller Kraftstoffeinspritzung auslösen. Dem Winkel TN_1 entspricht ein Auslösezeitpunkt. Z.B. ist die Motortem¬ peratur über -10° C gestiegen oder die Drehzahl hat 900 U/min überschritten oder es ist eine bestimmte Zeitspanne, z.B. eine Minute, seit dem Motorstart abgelaufen. Dieser Winkel zeigt an, daß der nächste Zylinder, der 55° Kur¬ belwinkel später in seinen Verbrennungstakt eintreten wird, der Zylinder Z_l ist. Der übernächste Zylinder, der in sei¬ nen Verbrennungstakt eintritt, ist dann der Zylinder Z_2, da die Verbrennungsfolge mit der Zündfolge identisch ist und die Zylinder der Zündfolge nach durchnumeriert sind.

Nach dem herkömmlichen Verfahren werden zum Auslösezeitpunkt alle Zylinder auf sequentielle Einspritzung umgestellt. Dies hat zur Folge, daß der Zylinder Z_l ein zu fettes Gemisch erhält, da er bereits einen Einzelspritzer vor dem Auslöse-

Zeitpunkt erhalten hat. Der Zylinder Z_4 würde dagegen zu mageres Gemisch erhalten, da für ihn der Auslösezeitpunkt nach dem Zeitpunkt liegt, der für ihn für sequentielle Ein¬ spritzung für seinen unmittelbar bevorstehenden Ansaugtakt maßgeblich ist, er aber bis zum Auslösezeitpunkt erst vier statt sechs Einzelspritzer erhalten hat.

Dieser Mangel beim Stand der Technik wird durch die Erfin¬ dung dadurch überwunden, daß, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, für denjenigen Zylinder als ersten auf sequentielle Einspritzung umgestellt wird, der der übernächste mit einem Verbrennungstakt nach dem Auslösezeitpunkt ist. In der Figur ist dies der Zylinder Z_2. Die anderen Zylinder werden bis in ihren nächsten Ansaugtakt mit einzelsequentieller Ein¬ spritzung betrieben und danach auf sequentielle Einspritzung umgestellt.

Anhand des Flußdiagramms von Fig. 2 sei der vorstehend er¬ läuterte Ablauf nochmals kurz veranschaulicht. Nach dem Start eines Verbrennungsmotors wird in einem Schritt sl un¬ tersucht, ob die Motortemperatur _MOT unter -10° C liegt. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren beendet. Andern¬ falls wird untersucht (Schritt s2) , ob die Drehzahl 900 U/min überschritten hat. Sobald dies der Fall ist, wird in einem Schritt s3 der nächste Winkel oder Zeitpunkt TN_i als Auslösezeitpunkt festgelegt. Im Regelfall wird dies der aktuelle Zeitpunkt sein, da normalerweise die Drehzahl mit Hilfe der Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten TN_i ermittelt wird. Darauffolgend wird derjeni¬ ge Zylinder festgestellt, der als übernächster nach dem Zeitpunkt TN_i seinen Verbrennungstakt hat, und für diesen Zylinder wird auf sequentielle Einspritzung umgestellt (Schritt s4) . Für die anderen Zylinder wird bis in ihren Ansaugtakt einzelzylinderεynchrone Einspritzung fortgeführt, und danach werden sie auf sequentielle Einspritzung umge-

stellt (Schritt s5) . Damit endet das Verfahren.

Fig. 3 veranschaulicht eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens von Fig. 2. Eine Auslöseeinrichtung 10 erhält von einem Drehzahlsensor 11 und einem Motortemperatursensor 12 an einem Sechszylinder-Ottomotor 13 Signale zur aktuellen Drehzahl und Motortemperatur. Die Auslöseeinrichtung führt die Schritte εl bis s3 aus. Sobald sie den Auslösezeitpunkt festgelegt hat, gibt sie ein Auslösesignal an eine Über- gangsausführungεeinrichtung 14 aus, die gemäß den Schritten s4 und s5 die Übergangεzeitpunkte auf sequentielle Einsprit¬ zung für die einzelnen Zylinder festlegt. Sie meldet diese Zeitpunkte an eine Einspritzsteuerung 15, die eine Ein- εpritzeinrichtung 16 mit entsprechenden Steuersignalen ver¬ sorgt, um ein jeweiliges Einspritzventil bis zu einem jewei¬ ligen Übergangszeitpunkt mit Impulsen für Einzelspritzer und danach mit Impulsen für sequentielle Einspritzung zu versor¬ gen.