Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das
Gebiet der Kraftfahrzeug-Abgasregelungssysteme, die für
die Verwendung in Verbrennungsmotoren geeignet sind, und
insbesondere auf ein elektronisches zentralisiertes
Motorsteuersystem, das verschiedene Motorsteuerungen wie
z. B. eine Abgasrückführungssteuerung, eine Kraftstoff
einspritzsteuerung, eine genaue Erfassung der Strömungs
rate der in den Ansaugkrümmer angesaugten Ansaugluft oder
dergleichen durchführt.
Wie allgemein bekannt ist, wurden verschiedene Kraft fahr
zeugleistungsregelungs- und Abgasregelungstechniken vor
geschlagen und entwickelt, um die Luftverschmutzung durch
Kraftfahrzeuge zu minimieren oder zu beseitigen. Zum
Beispiel wird ein Abgasrückführungs-Steuersystem, häufig
einfach als "EGR-System" ("exhaust gas recirculation
system") bezeichnet, verwendet, um die Stickstoffoxid-
(NOx)-Emissionen im Abgas eines Verbrennungsmotors zu
verringern. In den neuesten Dieselmotorfahrzeugen wird
fast immer das EGR-System verwendet, um die Bildung von
NOx zu verringern. In typischen EGR-Systemen wird eine
EGR-Rate oder eine Soll-EGR-Menge in Abhängigkeit von den
Motorbetriebsbedingungen, d. h. der Motordrehzahl und der
Motorlast, bestimmt. Die Motorlast kann im allgemeinen
anhand einer Kraftstoffeinspritzmenge, einer Öffnung
einer Drosselklappe (einer Gaspedalstellung) oder der
gleichen bestimmt werden. Ein solches EGR-System des
Standes der Technik ist in der JP 58-35255-A offenbart
worden. Bei einem EGR-System, das in Dieselmotoren einge
setzt wird, ist es erwünscht, die Menge der Abgasrückfüh
rung (EGR) oder die Rate der EGR in einem Übergangs zu
stand, z. B. bei einem Übergang vom normalen Fahrzustand
des Kraftfahrzeugs in eine starke Beschleunigung oder bei
der Veränderung der Luftdichte, die durch Veränderungen
der Umgebung zwischen einer Tieflandfahrt und einer
Hochlandfahrt selbst bei konstanter Motordrehzahl und
Motorlast hervorgerufen wird, geeignet und genau zu
steuern. Ferner besteht bei einem Dieselmotor mit Turbo
lader das zusätzliche Problem, daß die Kennlinie der Be
schleunigung über dem aufgeladenen Ansaugdruck (häufig
als Ladedruck bezeichnet) durch die Verschlechterung des
Schmieröls für die Schmierung der Welle für das Turbinen
rad und für den Kompressorrotor nachteilig beeinflußt
wird. Wie wohlbekannt ist, nehmen in dem Fall, in dem die
Menge der EGR übermäßig groß wird, Ruß- und Partikelaus
stoß zu. Andererseits kann in dem Fall, in dem die EGR-
Menge zu klein ist, die Verbrennungstemperatur aufgrund
einer zu geringen Menge an zurückgeführtem Abgas nicht
ausreichend verringert werden, wodurch die Menge der NOx-
Emissionen nicht ausreichend verringert werden kann.
Insbesondere bei starker Beschleunigung nimmt die Kraft
stoffeinspritzmenge schnell zu, wodurch der Luftüber
schußfaktor stark herabgesetzt wird, was zu einer Erhö
hung der Emissionen von Ruß und Partikeln führt. Um diese
unerwünschte Absenkung des Luftüberschußfaktors zu ver
meiden, die durch die schnelle Zunahme der Kraftstoffein
spritzmenge bei starker Beschleunigung entsteht, wird die
Abgasrückführung absichtlich gestoppt. Das herkömmliche
EGR-System kann den EGR-Abschaltvorgang im obenerwähnten
Übergangszustand nicht zeitgerecht ausführen. Der unge
eignete EGR-Abschaltungs-Zeitablauf führt zu einer erhöh
ten Menge an Stickstoffoxid-Emissionen (im Fall des
Fehlens der EGR) oder zu einer erhöhten Menge an Ruß und
Partikeln (im Fall der übermäßig erhöhten EGR-Menge).
Insbesondere im Fall eines Motors mit Turbolader besteht
die deutlich erhöhte Neigung, daß der obenbeschriebene
ungeeignete EGR-Abschalt-Zeitablauf auftritt, da durch
die Verschlechterung des Schmieröls Schwankungen der
Beschleunigungs-Ladedruck-Kennlinie auftreten. Um die
EGR-Regelung sicherzustellen oder die NOx-Emissionen im
Übergangszustand wie z. B. während der Beschleunigung zu
verringern, ist das EGR-Steuersystem des Standes der
Technik mit einer Ansaugluftdrosselklappe und/oder einer
Abgasdrosselklappe ausgerüstet, um den Differenzdruck
zwischen dem Ansaugdruck und dem Abgasdruck geeignet
einzustellen und die EGR-Rate auf eine Soll-EGR-Rate
einzustellen. Zum Beispiel lehrt die JP 60-219444-A das
Vorsehen einer EGR-Regelung, die von der Beschleunigung
(oder einer Rate der Veränderung der Motorlast) abhängig
ist. Gemäß der in der JP 60-219444-A offenbarten EGR-
Regelung wird eine Abgasdrosselklappe vollständig geöff
net, wenn die Veränderungsrate der Motorlast für eine
vorgegebene Zeitspanne größer ist als ein vorgegebener
Schwellenwert. Im Fall eines Motors mit Turbolader verän
dert sich jedoch die optimale EGR-Rate sowohl in Abhän
gigkeit von der Verschlechterung des Schmieröls als auch
von der Motorlast. Die JP 60-222551-A lehrt das Vorsehen
einer Abgasdrosselklappensteuerung auf der Grundlage
eines oberhalb der Abgasdrosselklappe gemessenen Stau
drucks. Gemäß der JP 60-222551-A wird die Öffnung der
Abgasdrosselklappe in Abhängigkeit von der Abweichung
zwischen dem gemessenen Staudruck und einem Soll-Stau
druck eingestellt, der sowohl anhand der Motorlast als
auch der Motordrehzahl vorgegeben wird, so daß der gemes
sene Staudruck auf den Soll-Staudruck eingestellt wird.
Wie deutlich wird, ist es ungünstig, die Steuereigen
schaften der Öffnungen der Ansaugdrosselklappe und/oder
der Abgasdrosselklappe genau vor zugeben, da die Steuerei
genschaften durch die Eigenschaften eines EGR-Steuerven
tils, unterschiedliche Betriebsanforderungen des Motors
und dergleichen nachteilig beeinflußt werden. Um eine zu
starke Absenkung des Luftüberschußfaktors während der
Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu vermeiden, lehrt die
JP 58-138236-A die schrittweise zunehmende Einstellung
einer Kraftstoffeinspritzmenge ab dem Zeitpunkt, zu dem
das Kraftfahrzeug zu beschleunigen beginnt. Die Kraft
stoffeinspritzmenge und/oder die Kraftstoffeinspritzzei
ten müssen in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder vom
Fehlen der Abgasrückführung (EGR) oder der EGR-Rate
verändert werden. Unter der Annahme, daß bei dem in der
JP 58-138236-A offenbarten System die Kraftstoffein
spritzmenge und die Zeitsteuerung für ein Fehlen der EGR
während der Beschleunigung eingestellt sind, neigt die
Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung zu einer Verzögerung bei
Fehlen der EGR, wodurch die Beschleunigungsleistung
verringert wird. Unter der Annahme, daß im Gegensatz dazu
die Kraftstoffeinspritzmenge und die Steuerzeiten für das
Vorhandensein der EGR während der Beschleunigung einge
stellt sind, neigt der Luftüberschußfaktor bei Vorhanden
sein der EGR zu einem übermäßigen Absinken, wodurch die
Abgasemissionen wie z. B. Ruß und Partikel erhöht werden.
Es wird deutlich, daß es wichtig ist, eine Strömungsrate
der Ansaugluft, die in einen Ansaugkrümmer gesaugt wird,
genau zu erfassen oder zu messen. Wie allgemein bekannt,
ist bei neueren Fahrzeugen eine genaue Messung der An
saugluft erforderlich, um im Fall eines elektronisch
gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems für Benzinmotoren
eine Kraftstoffeinspritzmenge zu bestimmen und im Fall
eines elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems
für Dieselmotoren eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge
zu bestimmen. In den letzten Jahren wird häufig ein
Hitzdraht-Luftströmungsmesser verwendet, um die Strö
mungsrate der Ansaugluft zu erfassen, die durch die
unmittelbar nach einem Luftfilter angeordnete Ansauglei
tung strömt. Der Hitzdraht-Luftströmungsmesser ist ko
stengünstig und besitzt einen relativ breiten Dynamikbe
reich für die Strömungsratenmessung. Aufgrund der soge
nannten Ventilüberlappung, während der die Öffnungszeiten
sowohl des Einlaßventils als auch des Auslaßventils
überlappen, öffnet das Einlaßventil vor Beendigung des
Ausstoßtaktes, d. h. vor dem oberen Totpunkt, während das
Auslaßventil bis nach dem oberen Totpunkt geöffnet
bleibt. Während der Ventilüberlappung besteht die Mög
lichkeit einer Rückwärtsströmung oder Umkehrströmung ei
nes Teils der in die Einlaßventilöffnung gesaugten An
saugluft. Insbesondere im Fall einer niedrigen Strömungs
rate der Ansaugluft oder einer hohen Motorlast besteht
eine Neigung, daß eine pulsierende Strömung der Ansaug
luft oder ein Pulsieren des Drucks im Krümmer auftreten.
Der obenerwähnte herkömmliche Hitzdraht-Luftströmungsmes
ser kann die Strömungsrate der Ansaugluft messen, jedoch
nicht die Richtung der Ansaugluftströmung erfassen. Die
Strömungsrate der aus der Einlaßventilöffnung in den
Ansaugkrümmer zurückströmenden Luft wird irrtümlich als
positive Strömungsrate gemessen. Im Fall des Auftretens
einer pulsierenden Strömung, die durch eine niedrige
Strömungsrate der Ansaugluft entsteht, besteht die Nei
gung, daß der gemessene Wert der Ansaugluft im Vergleich
zur wirklichen Strömungsrate erhöht sein kann. Die falsch
gemessene Strömungsrate der Ansaugluft kann die Kraft
stoffeinspritzregelung ungünstig beeinflussen, wodurch
die Motorleistung oder das Fahrverhalten des Kraftfahr
zeugs verschlechtert werden können. Bei Dieselmotoren
führt ein solcher Meßfehler zu einer Verschlechterung der
Abgasregelleistung, da die Soll-EGR-Rate üblicherweise in
Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen dem Abgasdruck
und dem Ansaugdruck (oder dem Krümmerdruck) bestimmt
wird. In dem Fall, in dem der Meßwert des Luftströmungs
messers eine wirkliche Ansaugluftströmungsrate über
schreitet, wird z. B. die EGR-Rate auf einen größeren
Wert als die optimale EGR-Rate eingestellt, wodurch z. B.
der Partikelausstoß erhöht wird. Im Gegensatz dazu wird
in dem Fall, in dem der Meßwert kleiner ist als die
wirkliche Ansaugluftströmungsrate, die EGR-Rate auf einen
kleineren Wert als die optimale EGR-Rate eingestellt,
wodurch die Menge der NOx-Emissionen erhöht wird. In
diesen Fällen wird die Abgasregelungsleistung verringert.
Um ferner eine fehlerhafte Messung der Ansaugluftströ
mungsrate, die aufgrund des Pulsierens des Krümmerdrucks
während hoher Motorlast auftritt, zu vermeiden, lehrt die
JP 57-56632-A bei hoher Motorlast, d. h. wenn die Dros
selklappenöffnung einen vorgegebenen Schwellenwert über
schreitet, die Verwendung eines Schätzwerts der Ansaug
luftströmung anstelle eines gemessenen Werts des Hitz
draht-Luftströmungsmessers. Die Schätzung der Ansaugluft
strömung beruht sowohl auf einer Drosselklappenöffnung
als auch einer Motordrehzahl. Es ist erwünscht, daß die
Abweichung (der Fehler) zwischen der wirklichen Strö
mungsrate der Ansaugluft und der Schätzung der Ansaug
luftströmung möglichst klein ist. Wenn sich jedoch die
Luftdichte aufgrund einer Veränderung der Fahrbedingungen
zwischen Tieflandfahrt und Hochlandfahrt verändert, nimmt
die obenerwähnte Abweichung zu. Die erhöhte Abweichung
kann eine Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzregelung für
die EGR-Regelung nachteilig beeinflussen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
Nachteile des obenerwähnten Standes der Technik zu besei
tigen und ein verbessertes Kraftfahrzeug-Abgasregelungs
system für Verbrennungsmotoren zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Verbrennungsmotor auf optimale Leistung zu regeln,
indem eine Abgasregelleistung ohne Verschlechterung einer
Beschleunigungsleistung verbessert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Kraftfahrzeug-Abgasregelungssystem zu schaffen, das
für Verbrennungsmotoren und insbesondere für Dieselmoto
ren mit Turbolader geeignet ist und eine optimale Abgas
rückführungssteuerung, eine optimale Kraftstoffeinspritz
steuerung und eine genaue Erfassung einer Strömungsrate
der Ansaugluft sicherstellen kann.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein
integriertes Verbrennungsmotorsteuersystem, kombiniert
mit einem Kraftfahrzeug-Abgasregelungssystem, die die in
den entsprechenden unabhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmale besitzen. Die abhängigen Ansprüche sind auf
bevorzugte Ausführungsformen gerichtet.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 ein Systemschaubild, das eine erste Ausfüh
rungsform eines Kraftfahrzeug-Abgasregelungs
systems gemäß der vorliegenden Erfindung dar
stellt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung eines Ansaugdrucks (Pm) eines Zuführungs
systems in einer ersten Ausführungsform eines
Abgasregelungssystems darstellt;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung eines Abgasdrucks (Pexh) eines Abgassy
stems in der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Hauptroutine zur
Berechnung einer zugeführten Frischluftströ
mung (Qac) pro Zylinder darstellt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer EGR-Menge (Qec) pro Zylinder dar
stellt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Temperatur (Ta) der zugeführten
Frischluft darstellt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Temperatur (Te) des zurückgeführten
Abgases darstellt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung eines Werts (Kin) darstellt, der einer
volumetrischen Effizienz entspricht;
Fig. 9 einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem
vorangegangenen Wert (Pmn-1) des Ansaugdrucks
und einem vom Ansaugdruck abhängigen Korrek
turfaktor (Kinp) darstellt;
Fig. 10 einen Graphen, der die Beziehung zwischen
einer Motordrehzahl (Ne) und einem von der Mo
tordrehzahl abhängigen Korrekturfaktor (Kinn)
darstellt;
Fig. 11 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Abgastemperatur (Texh) darstellt;
Fig. 12 einen Graphen, der die Beziehung zwischen
einer zyklisch verarbeiteten Kraftstoffein
spritzmenge (Qfo) und einer Grund-Abgastempe
ratur (Texhb) darstellt;
Fig. 13 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Strömungsrate (Qe) der EGR dar
stellt;
Fig. 14 eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen
einer Ist-Anhebung (Lifts) des EGR-Steuerven
tils und einer Öffnungsfläche (Ave) des EGR-
Durchlasses darstellt;
Fig. 15 ein Flußdiagramm, das eine Routine für eine
zyklische Verarbeitung für jeweils eine zuge
führte Frischluftströmung (Qac) pro Zylinder,
eine Kraftstoffeinspritzmenge (Qsol) sowie
eine Ansauglufttemperatur (Tn) der Mischung
der Frischluft (Ansaugluft) und des vom EGR-
Steuerventils in den Ansaugkrümmer abgegebenen
Abgases darstellt;
Fig. 16 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Stell-Anhebung (Liftt) des EGR-
Steuerventils darstellt;
Fig. 17 eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen
einer erforderlichen Strömungsdurchlaßfläche
(Tav) und einer Soll-Anhebung (Mlift) dar
stellt;
Fig. 18 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer erforderlichen Strömungsrate (Tqe)
der EGR darstellt;
Fig. 19 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Soll-EGR-Rate (Megr) darstellt;
Fig. 20 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen der Motordrehzahl (Ne), der Kraft
stoffeinspritzmenge (Qsol) und der Soll-EGR-
Rate (Megr) darstellt;
Fig. 21 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung der Kraftstoffeinspritzmenge (Qsol) dar
stellt;
Fig. 22 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen der Motordrehzahl (Ne), einer Steuer
hebelöffnung (CL) und einer Basis- Kraftstof
feinspritzmenge (Mqdrv) darstellt;
Fig. 23 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung der Stell-Anhebung (Liftt) des EGR-Steu
erventils darstellt;
Fig. 24 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Stell-EGR-Menge (Tqec) darstellt;
Fig. 25 eine Stufenantwort-Kennlinie, die Simulati
onsergebnisse des EGR-Steuersystems darstellt,
das im Abgasregelungssystem der ersten Ausfüh
rungsform enthalten ist;
Fig. 26 ein Blockschaltbild, das eine Abwandlung des
Kraft fahrzeug-Abgasregelungssystems der vor
liegenden Erfindung darstellt;
Fig. 27 ein Kennfeld, das verwendet wird, um die
volumetrische Effizienz (ηv) auf der Grundlage
sowohl der Motordrehzahl (Ne) als auch eines
Ansaugkrümmerinnendrucks (Pcol) einzustellen;
Fig. 28 eine Stufenantwort-Kennlinie, die Simulati
onsergebnisse des EGR-Steuersystems darstellt,
das im Abgasregelungssystem der in Fig. 26 ge
zeigten Abwandlung enthalten ist;
Fig. 29 ein Systemschaubild, das eine zweite Ausfüh
rungsform eines gemäß der vorliegenden Erfin
dung hergestellten Kraftfahrzeug-Abgasrege
lungssystems darstellt;
Fig. 30 ein Blockschaltbild, das eine im Abgasrege
lungssystem der zweiten Ausführungsform ver
wendete Steuereinheit zeigt;
Fig. 31 ein Flußdiagramm, das eine Steuerroutine für
die Ansaugluft-Drosselklappenöffnung zeigt;
Fig. 32 eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen
einem Ansaugluft-Drosselklappenöffnungs-Ein
stellparameter Th und der Ist-Ansaugluft-Dros
selklappenöffnung TVO darstellt;
Fig. 33 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer maximalen EGR-Strömungsrate (Qemax)
darstellt;
Fig. 34 ein Flußdiagramm, das eine weitere Steuerrou
tine für die Ansaugluft-Drosselklappenöffnung
darstellt;
Fig. 35 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung eines Entscheidungsniveaus Liftsl der An
hebung des EGR-Steuerventils darstellt;
Fig. 36 A-E Zeitablaufdiagramme, die Vergleichsergebnisse
zwischen der Ansaugluft-Drosselklappenöff
nungs-Steuerung im Fall des verbesserten Sy
stems (mit der durchgezogenen Linie darge
stellt) der vorliegenden Erfindung und im Fall
des Systems des Standes der Technik (mit der
gestrichelten Linie dargestellt) erläutert;
Fig. 37 ein Flußdiagramm, das eine Abgasrückführungs-
Steuerroutine darstellt;
Fig. 38 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung einer Soll-Anhebung (Tlift) des EGR-Steu
erventils zeigt;
Fig. 39 ein Flußdiagramm, das eine weitere Routine zur
Berechnung einer Soll-Anhebung (Tlift) des
EGR-Steuerventils zeigt;
Fig. 40 ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der
Motordrehzahl (Ne), einem der Motorlast ent
sprechenden Wert (Qfe) und einer Soll-Anhebung
(Tlift) des EGR-Steuerventils zeigt;
Fig. 41 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen dem Differenzdruck (dPm) zwischen dem
Ist-Einlaßdruck (Pm) und dem Soll-Einlaßdruck
(Pmt) und dem Korrekturkoeffizienten (Kqf) für
die Motorlast darstellt;
Fig. 42 ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der
Motordrehzahl (Ne), der Motorlast und dem
Soll-Ansaugdruck (Pmt) darstellt;
Fig. 43 A-F Zeitablaufdiagramme, die Vergleichsergebnisse
(d. h. den Partikelausstoß und die Menge der
NOx-Emissionen) der EGR-Steuerung im Fall des
verbesserten Systems (mit der durchgezogenen
Linie dargestellt) der vorliegenden Erfindung
und im Fall des Systems des Standes der Tech
nik (mit der gestrichelten Linie dargestellt)
erläutert;
Fig. 44 ein Flußdiagramm, das eine Hauptroutine zur
Berechnung einer Kraftstoffeinspritzmenge Qsol
im Fall eines Kraftfahrzeug-Abgasregelungssy
stems einer vierten Ausführungsform darstellt;
Fig. 45 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Korrek
tur der Kraftstoffeinspritzmenge im System der
vierten Ausführungsform darstellt;
Fig. 46 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen der Abweichung (dEGR) zwischen einer
Soll-EGR-Rate (Megr) und der Ist-EGR-Rate
(Regr) und einem Korrekturkoeffizienten
(Kqsolh) darstellt;
Fig. 47 ein Flußdiagramm, das eine weitere Routine zur
Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge dar
stellt;
Fig. 48 ein Flußdiagramm, das eine weitere Routine zur
Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge dar
stellt;
Fig. 49 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen einem Luftüberschußfaktor-Äquiva
lenzwert (Lamb) und einer zulässigen Schwan
kung (Dlamb) des Luftüberschußfaktors dar
stellt;
Fig. 50 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berech
nung der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge
(Qful) darstellt;
51 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen der Motordrehzahl (Ne) und einem in
Abhängigkeit von der Motordrehzahl gewonnen
Faktor (Klambn), der sich auf einen Grenz-
Luftüberschußfaktor (Klamb) bezieht, dar
stellt;
Fig. 52 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen dem Ansaugdruck (Pm) und einem in Ab
hängigkeit vom Ansaugdruck gewonnenen Faktor
(Klambp), der sich auf den Grenz-Luftüber
schußfaktor (Klamb) bezieht, darstellt;
Fig. 53 eine Nachschlagtabelle, die zur Linearisierung
eines Ausgangsspannungssignalwerts (Qo) vom
Luftströmungsmesser zu einer Ansaugluftströ
mungsrate (Qasm) verwendet wird;
Fig. 54 ein Flußdiagramm, das eine Hauptroutine für
die Berechnung eines gewichteten Mittelwerts
(Qas0) der Ansaugluftströmungsrate oder einer
Zuführungsluftströmungsrate im Fall des Abgas
regelungssystems einer fünften Ausführungsform
darstellt;
Fig. 55 ein Flußdiagramm, das eine Vorverarbeitung für
die Ansaugluftströmungsrate darstellt;
Fig. 56 eine erläuternde Ansicht einer Differenz
(einer Phasenverzögerung) zwischen einer Strö
mungsrate, die vom Luftströmungsmesser erfaßt
wird, und der in das Ansaugsystem gesaugten
st-Strömungsrate aufgrund der Zeitkonstanten
des Luftströmungsmessers;
Fig. 57 die Vorstufe eines Flußdiagramms, das eine
Routine für eine Rückwärtsströmungs-Feststel
lung und eine Ansaugluftströmungsraten-Korrek
tur zeigt;
Fig. 58 die letzte Stufe des in Fig. 62 gezeigten
Flußdiagramms;
Fig. 59 ein Flußdiagramm, das eine Routine für die
Ableitung eines Vergleichswerts oder eines
Entscheidungsniveaus (Qa2sl) darstellt;
Fig. 60 eine Nachschlagtabelle, die die Beziehung
zwischen der Motordrehzahl (Ne) und dem Ent
scheidungsniveau (Qa2sl) darstellt;
Fig. 61 ein Flußdiagramm, das eine weitere Routine für
die Ableitung eines Entscheidungsniveaus
(Qa2sl) darstellt;
Fig. 62 eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen der
Ansaugluft-Drosselklappenöffnung (TVO) und ei
nem in Abhängigkeit von der Ansaugluft- Dros
selklappenöffnung bestimmten Entscheidungs
niveau-Korrekturkoeffizienten (Kqa2sl) dar
stellt;
Fig. 63 ein Flußdiagramm, das eine Mittelungsroutine
für die rückwärtsströmungs-korrigierten An
saugluftströmungsraten (Qas03) darstellt;
Fig. 64 eine erläuternde Ansicht, die die Rückwärts
strömungskorrektur darstellt;
Fig. 65 ein Zeitablaufdiagramm, das verschiedene
Signalwellen darstellt, die durch eine arith
metische Operation des Systems der fünften
Ausführungsform erhalten werden;
Fig. 66 einen Graphen- der Vergleichsergebnisse zwi
schen der Ist-Ansaugluftströmungsrate, der
durch die Arithmetikoperation des Systems der
fünften Ausführungsform erhaltenen Ansaugluft
strömungsrate (mit der durchgezogenen Linie
dargestellt) und der durch die Arithmetikope
ration des Systems des Standes der Technik
erhaltenen Ansaugluftströmungsrate (durch die
Ein-Punkt-Linie dargestellt) zeigt;
Fig. 67 ein Flußdiagramm, das eine weitere Routine für
die Bestimmung eines Extremwerts des Span
nungssignals vom Luftströmungsmesser dar
stellt;
Fig. 68 ein Flußdiagramm, das eine Unterroutine zum
Zählen sowohl eines Anstiegszeitintervalls als
auch eines Abstiegszeitintervalls des Span
nungssignals vom Luftströmungsmesser dar
stellt;
Fig. 69 ein vereinfachtes Zeitablaufdiagramm, das die
Beziehung zwischen einem Grundsignal, das eine
vereinfachte pulsierende Strömung anzeigt, ei
nem Signal C_Dec, das ein Signalwertabstiegs-
Zeitintervall anzeigt, einem Signal C_Inc, das
ein Signalwertanstiegs-Zeitintervall anzeigt,
einem Abweichungssignal DC sowie einem konver
tierten Signal (einschließlich einem inver
tierten Signal auf der Grundlage der Rück
wärtsströmungs-Feststellung) erläutert;
Fig. 70 ein Flußdiagramm, das eine Routine für eine
Inversionsprozedur auf der Grundlage der Rück
wärtsströmungs-Feststellung darstellt;
Fig. 71 A-C Zeitablaufdiagramme, die jeweils eine Welle
eines Signals des Hitzdraht-Luftströmungsmes
sers, eine Welle eines Signals, das durch die
Vorverarbeitung erhalten wird, sowie eine
Welle eines Signals, das durch die Rückwärts
strömungskorrektur erhalten wird, darstellen;
Fig. 72 einen Graphen, der Simulationsergebnisse
darstellt, die die Beziehung zwischen einer
Ist-Ansaugluftströmungsrate, einer Welle des
Ausgangssignals vom Luftströmungsmesser, einer
Welle eines Ansaugluftströmungsraten-Anzeige
signals, das durch das System der fünften
Ausführungsform geeignet korrigiert worden
ist, sowie einer Welle eines Ansaugluftströ
mungsraten-Anzeigesignals, das durch das Sy
stem des Standes der Technik erhalten wird,
darstellt.
Erste Ausführungsform
In den Zeichnungen und insbesondere in den Fig. 1 bis 25
ist das Kraftfahrzeug-Abgasregelungssystem der vorliegen
den Erfindung für den Fall eines Dieselmotors mit Turbo
lader dargestellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, bezeichnet das
Bezugszeichen 1 einen typischen Turbolader mit Kompres
sorpumpe 1A und Turbine 1B. Das Turbinenrad wird auf
herkömmliche Weise durch das Abgas angetrieben. Das
Turbinenrad sitzt auf derselben Welle wie der Kompressor
pumpenrotor, so daß die Kompressorpumpe synchron mit der
Rotation des Turbinenrads angetrieben wird, um Frisch
luft, die durch einen Luftfilter 2 zugeführt wird, unter
hohem Druck in einen Ansaugdurchlaß oder einen Zufüh
rungsdurchlaß 3 zu pumpen. Die aufgeladene Luft wird in
einen Ansaugkrümmer 4 geleitet. Der Motor 5 ist an jedem
Zylinder mit Kraftstoffeinspritzdüsen 6 ausgerüstet, um
von einer Kraftstoffeinspritzpumpe 7 Kraftstoff direkt in
die Brennkammern der Motorzylinder nahe der oberen Tot
punktstellung während des Kompressionshubes einzusprit
zen. Das Abgasregelungssystem der Ausführungsform enthält
einen Abgasrückführungsdurchlaß 10 (einfach mit "EGR"-
Durchlaß abgekürzt), der den Abgaskrümmer 8 mit dem
Ansaugkrümmer 4 verbindet, sowie ein EGR-Steuerventil 9
(EGR-Ventil), das im EGR-Durchlaß 10 in die Strömung
geschaltet ist. Der EGR-Durchlaß 10 und das EGR-Ventil 9
dienen dazu, einen Teil des Abgases zurück durch den
Motor in den Ansaugkrümmer 4 zu leiten, wodurch die
Bildung von Stickstoffoxiden (NOx) verringert wird. Im
Zuführungsdurchlaß 3 ist vor der Kompressorpumpe 1A eine
Ansaugluft-Drosselklappe 31 angeordnet, die einfach als
Drosselklappe bezeichnet wird, um die Frischluftströmung
während der EGR-Steuerung zu beschränken und somit den
Differenzdruck zwischen dem Abgasdruck und dem Ansaug
druck zu vergrößern und die Rückführung des Abgases zu
erleichtern. Die EGR-Steuerung bewirkt eine Verringerung
der Abgasemissionen und des Auspuffgeräusches insbeson
dere während des Motorleerlaufs oder bei geringer Motor
last. Die EGR-Steuerung wird durchgeführt, indem die
Öffnung der Drosselklappe 31 verkleinert wird und gleich
zeitig die Öffnung des EGR-Ventils 9 geeignet eingestellt
wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Drosselklappe 31
üblicherweise eine Drehklappe. Die Drehdrosselklappe 31
ist mit einem mittels Unterdruck betätigten Mechanismus
verbunden, der aus einer Membraneinheit 33 und einem
Elektromagnetventil 32 besteht, so daß die Winkelstellung
(oder die Öffnung) der Drosselklappe 31 durch den Unter
druck eingestellt wird, der über das Ventil 32 in die
Membrankammer der Membraneinheit 33 geleitet wird. Der
Unterdruck wird von einer Unterdruckpumpe 11 erzeugt, die
neben dem Motorblock angeordnet ist, und wird über eine
Unterdruckleitung (ein Unterdruckrohr) zur Einlaßöffnung
des Ventils 32 geleitet. Obwohl in Fig. 1 keine Signal
leitung für das Elektromagnetventil 32 gezeigt ist, kann
das Ventil 32 in Abhängigkeit von einem Steuersignal
einer Steuereinheit 13 geöffnet oder geschlossen werden,
um die Unterdruckleitung zu öffnen oder zu verschließen.
Wenn das Ventil 32 vollständig geöffnet ist, steigt der
Unterdruck (siehe Bezugszeichen 52 der Fig. 29, die eine
Einzelheit des EGR-Ventils zeigt) der Einheit 33 an,
wodurch die Öffnung der Drosselklappe 31 abnimmt und
somit die Frischluftströmung geeignet eingeschränkt wird.
Andererseits besitzt das EGR-Ventil 9 einen Signaleingang
oder einen Steuerdruckeingang (entspricht dem Bezugszei
chen 54 der Fig. 29), der mit einem Auslaßanschluß eines
mittels Tastverhältnis gesteuerten Elektromagnetventils
12 verbunden ist, um einen Druck, der durch das Ventil 12
geeignet eingestellt wird, in die Membrankammer (siehe
Bezugszeichen 55 der Fig. 29) des EGR-Ventils zu leiten.
Obwohl es in der Zeichnung nicht deutlich gezeigt ist,
besitzt das mittels Tastverhältnis gesteuerte Ventil 12
einen Umgebungsdruck-Einlaßanschluß, so daß der Umge
bungsdruck-Einlaßanschluß (eine Belüftungsöffnung) ent
sprechend einem Tastverhältnis, das von der Steuereinheit
13 bestimmt wird, zyklisch geöffnet und geschlossen wird.
Mit anderen Worten, das mittels Tastverhältnis gesteuerte
Ventil 12 dient dazu, den eingeleiteten Unterdruck mit
tels der Umgebungsluft geeignet abzuschwächen. Auf diese
Weise wird der Teilunterdruck (der negative Druck) in der
Druckkammer des Ventils 12 geeignet mit der Umgebungsluft
mit normalem atmosphärischen Druck gemischt, wodurch der
Ausgangsunterdruck (der negative Meßdruck) des Ventils 12
geeignet auf einen höheren Druckpegel eingestellt werden
kann als der eingeleitete Unterdruck. Je niedriger der
Wert eines Unterdrucks in der Membrankammer des EGR-
Ventils 9 ist, desto größer ist die Anhebung des Ventils
9. Das heißt, wenn ein größerer Teil des in das Ventil 12
geleiteten Unterdrucks über die Signalleitung in das EGR-
Ventil 9 geleitet wird, hebt der Unterdruck die Membran
des EGR-Ventils 9 fast bis zur obersten Position an, in
der die Anhebung des Ventils 9 nahezu den Maximalwert
erreicht, da die EGR-Ventilwelle fest mit der Membran
verbunden ist. In einem solchen Fall kann das EGR-Ventil
9 eine im wesentlichen maximale Abgasrückführungsrate
(EGR-Rate) erzeugen. Auf diese Weise kann die Anhebung
des EGR-Ventils 9 geeignet eingestellt werden, wobei die
EGR-Rate in Abhängigkeit vom Tastverhältnis, das von der
Steuereinheit 13 bestimmt wird, geeignet verändert werden
kann. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann am EGR-Ventil 9 ein
Anhebungssensor 34 angeordnet sein, um die Ist-Anhebung
(Lifts) des EGR-Ventils 9 direkt zu erfassen. Nach dem
Verbrennungstakt (oder dem Arbeitstakt) werden die ver
brannten Gase aus den jeweiligen Zylindern in den Abgas
krümmer 8 gedrückt, woraufhin die Abgasströmung die
Abgasturbine 1B antreibt. Danach werden die Abgase über
einen Filter 14 und einen Schalldämpfer 15 in die Umge
bung abgegeben. Der Filter 14 dient zum Entfernen von
Partikeln und Rauch, die in den Abgasen enthalten sind,
während der Schalldämpfer 15 zur Verringerung des Aus
puffgeräusches dient. Im Zuführungsdurchlaß 3 ist vor dem
Luftkompressor 1A ein Luftströmungsmesser 16 angeordnet,
um eine Strömungsrate Qo der Frischluft zu erfassen, die
durch den Luftfilter 2 strömt, der aus der in den Motor
gesaugten Frischluft Staub und Schmutz heraus filtern
soll. Ferner sind verschiedene Sensoren vorgesehen,
nämlich ein Motordrehzahlsensor 17 (zur Erfassung der
Motordrehzahl Ne), ein Wasssertemperatursensor 18 (zur
Erfassung der Wassertemperatur Tw) sowie ein Hebelöff
nungssensor 19 (zur Erfassung einer Öffnung CL des Steu
erhebels der Kraftstoffeinspritzpumpe 7) Wie im folgen
den genauer beschrieben wird, werden ein Druck im Zufüh
rungssystem (einschließlich des Ansaugkrümmers und des
Sammlers), einfach mit "Ansaugdruck" abgekürzt, und ein
Druck im Abgassystem, einfach mit "Abgasdruck" abgekürzt,
auf der Grundlage der Signale von den entsprechenden
Sensoren 16, 17, 18 und 19 mittels der Steuereinheit 13
abgeleitet oder geschätzt, um die maximal zulässige
Kraftstoffeinspritzmenge geeignet einzustellen. Alterna
tiv kann der obenerwähnte Ansaugdruck mittels eines An
saugdrucksensors 35 erfaßt werden, der am Ansaugkrümmer
14 nach dem Luftkompressor 1A angebracht ist. Die im
System der ersten Ausführungsform eingesetzte Steuerein
heit 13 funktioniert wie folgt.
In Fig. 2 ist eine Routine zur Berechnung des Ansaug
drucks Pm gezeigt. Im Schritt S1 werden eine zugeführte
Frischluftströmung pro Zylinder Qac, eine EGR-Menge pro
Zylinder Qec, eine Temperatur Ta der zugeführten Frisch
luft, eine Temperatur Te des zurückgeführten Abgases, die
im folgenden einfach als "EGR-Temperatur" bezeichnet
wird, sowie ein Wert Kin gelesen, der einer volumetri
schen Effizienz entspricht und im folgenden als
"Volumetrikeffizienz-Aquivalenzwert" bezeichnet wird. Wie
später diskutiert wird, werden diese Parameter Qac, Qec,
Ta, Te und Kin von weiteren Arithmetikoperationsroutinen
bestimmt. Im Schritt S2 wird der Ansaugdruck Pm auf der
Grundlage eines vorgegebenen volumetrischen Verhältnisses
(Vc/Vm) der volumetrischen Kapazität/Zylinder (Vc)
mit Bezug auf den Sammler und der Ansaugkrümmer-Volume
trikkapazität im Zuführungssystem z. B. gemäß der folgen
den Gleichung berechnet. Pm = (Qac × Ta + Qec × Te)/
Kin/Kvol × KPM =
= KPM · (Qac × Ta + Qec × Te) · (1/Kin) · (1/Kvol)
wobei Kvol gleich dem volumetrischen Verhältnis (Vc/Vm)
ist und KPM eine vorgegebene Konstante ist.
In Fig. 3 ist eine Routine zur Berechnung des Abgasdrucks
Pexh gezeigt. Im Schritt S11 werden eine Verdrängung pro
Zylinder Qexh, die von einem Zylinder abgegeben wird, die
EGR-Menge pro Zylinder Qec, eine Abgastemperatur Texh
sowie die Motordrehzahl Ne gelesen. Im Schritt S12 wird
auf der Grundlage der oben genannten Parameter Qesh, Qec,
Texh und Ne der Abgasdruck Pexh anhand der folgenden
Gleichung berechnet.
Pexh = (Qexh - Qec) × Texh × Ne × Kpexh + Qpexh
wobei die Werte Kpexh und Opexh vorgegebene Konstanten
sind.
Die obenerwähnte zugeführte Frischluftströmung pro Zylin
der Qac wird gemäß der Routine berechnet, die im Flußdia
gramm der Fig. 4 gezeigt ist.
Im Schritt S21 wird ein Ausgangssignalwert Qo (in Form
eines Spannungssignals) gelesen, der vom Luftströmungs
messer 16 erzeugt wird.
Im Schritt S22 wird der Spannungssignalwert Qo durch
Linearisierung gemäß einer vorgegebenen Umsetzungstabelle
oder einer Linearisierungstabelle (siehe Fig. 53) in eine
Ansaugluftströmungsrate (eine Zuführungs-Frischluftströ
mungsrate) Qasm umgesetzt.
Im Schritt S23 wird eine gewichtete Mittelungsverarbei
tung durchgeführt, um einen gewichteten Mittelwert Qas0
aus der Ansaugluftströmungsrate Qasm abzuleiten.
Im Schritt S24 wird ein Wert eines Motordrehzahlanzeige
signals Ne vom Motordrehzahlsensor 17 gelesen.
Im Schritt S25 wird eine Ansaugluft-(Zuführungsluft)-
Strömung pro Zylinder Qac0 auf der Grundlage des gewich
teten Mittelwerts Qas0 der Zuführungs-Frischluftströ
mungsrate und des Motordrehzahl-Anzeigesignalwerts Ne
gemäß der folgenden Gleichung berechnet.
Qac0 = Qas0/Ne × KCON#,
wobei KCON# eine vorgegebene Konstante ist.
Im Schritt S26 wird eine sogenannte Verzögerungsverarbei
tung ausgeführt, da die Frischluft mit der unmittelbar
vom Luftströmungsmesser 16 erfaßten Zuführungsluftströ
mungsrate mit einer gewissen Zeitverzögerung in den
Zuführungssammlereinlaß geleitet wird. Die in Fig. 4
gezeigte Routine wird üblicherweise als zeitgesteuerte
Unterbrechungsroutine ausgeführt, die in vorgegebenen
Zeitintervallen gestartet wird. In vorgegebenen Spei
cheradressen der Steuereinheit 13 sind n Daten der Zufüh
rungsfrischluftströmung pro Zylinder gespeichert, nämlich
Qac0(1), Qac0(2), Qac0(3), . . . Qac0(n-2), Qac0(n-1) und
Qac0(n). Das Datum Qac0(1) stellt eine Frischluftströmung
pro Zylinder dar, die mittels der Arithmetikoperation
(siehe Ablauf von Schritt S21 bis Schritt S25) der Fig. 4
vor n Zyklen abgeleitet worden ist, während das Datum
Qac0(n) eine Frischluftströmung pro Zylinder darstellt,
die im aktuellen Zyklus abgeleitet worden ist. Unter
Berücksichtigung der Zyklusverzögerung (oder der Phasen
verzögerung) wird das Datum Qac0(1) als Frischluftströ
mung Qacn betrachtet und gelesen, die derzeit in den
Zuführungssammlereinlaß gesaugt wird. Somit gibt Qacn den
aktuellen Wert der zugeführten Frischluftströmung an, die
in den Sammlereinlaß gesaugt wird, während Qacn-1 den
vorangehenden Wert der zugeführten Frischluftströmung
angibt. Der aktuelle Wert Qacn der zugeführten Frisch
luftströmung wird als Ausdruck Qacn = Qac0 · Z-n darge
stellt.
Im Schritt S27 wird eine endgültige zugeführte Frisch
luftströmung pro Zylinder Qac aus dem volumetrischen
Verhältnis Kvol (= Vc/Vm) und dem Volumetrikeffizienz-
Äquivalenzwert Kin gemäß der folgenden Gleichung ge
schätzt und abgeleitet, die einer Gleichung einer Verzö
gerung erster Ordnung entspricht.
Qac = Qacn-1 × (1 - Kvol × Kin) + Qacn × Kvol × Kin
wobei das Produkt (Kvol × Kin) des volumetrischen Ver
hältnisses Kvol und des Volumetrikeffizienz-Äquiva
lenzwerts Kin angibt, welcher Prozentsatz der derzeit in
den Zuführungskollektor zugeführten Frischluft in den
Zylinder gesaugt werden kann. Gemäß der Verzögerung
erster Ordnung entspricht daher der erste Ausdruck
{Qacn-1 × (1 - Kvol × Kin)} im wesentlichen der Rate der
Frischluftströmung, die von der zugeführten Frischluft
strömung, die vom Luftströmungsmesser im vorangehenden
Arithmetikoperationszyklus (siehe Fig. 4) gemessen worden
ist, in den Zylinder gesaugt wird, während der zweite
Ausdruck (Qacn × Kvol × Kin) im wesentlichen der Rate der
Frischluftströmung entspricht, die von der zugeführten
Frischluftströmung, die vom Luftströmungsmesser im lau
fenden Arithmetikoperationszyklus gemessen worden ist, in
den Zylinder gesaugt wird.
Wie aus dem Vorangegangenen deutlich wird, kann die
zugeführte Frischluftströmungsrate genau geschätzt werden.
Während der EGR-Steuerung wird die EGR-Menge pro Zylinder
Qec gemäß der in Fig. 5 gezeigten Routine berechnet.
Im Schritt S31 wird die Strömungsrate Qe des in das
Zuführungssystem (in den Ansaugkrümmer 4) zurückgeführten
Abgases gelesen. Die Strömungsrate Qe des zurückgeführten
Abgases wird im folgenden einfach als "EGR-Strömungsrate
bezeichnet. Wie später diskutiert wird, kann die EGR-
Strömungsrate Qe mittels einer weiteren Unterroutine
abgeleitet werden.
Im Schritt S32 wird die Motordrehzahl Ne gelesen. Im
Schritt S31 wird eine EGR-Menge pro Zylinder Qecn auf der
Grundlage der EGR-Strömungsrate Qe, der Motordrehzahl Ne
und der vorgegebenen Konstanten Kcon# gemäß der folgenden
Gleichung berechnet.
Qecn = Qe/Ne × Kcon#
Im Schritt S34 wird ähnlich wie im Schritt S27 eine
endgültige EGR-Menge pro Zylinder Qec aus dem volumetri
schen Verhältnis Kvol (= Vc/Vm) und dem Volumetrikeffi
zienz-Äquivalenzwert Kin gemäß der folgenden Gleichung
geschätzt und abgeleitet.
Qec = Qecn-1 × 1 - Kvol × Kin) + Qecn × Kvol × Kin
wobei das Produkt (Kvol × Kin) angibt, welcher Prozent
satz des derzeit berechneten EGR-Werts pro Zylinder in
den Zylinder gesaugt wird. Daher entspricht der erste
Ausdruck {Qecn-1 × (1 - Kvol × Kin)} im wesentlichen der
Rate des EGR-Werts pro Zylinder, die von der im vorange
henden Arithmetikoperationszyklus (siehe Fig. 5) berech
neten EGR-Wert pro Zylinder Qecn-1 in den Zylinder ge
saugt wird, während der zweite Ausdruck
(Qecn × Kvol × Kin) im wesentlichen der Rate der EGR-
Menge pro Zylinder entspricht, die von dem im aktuellen
Arithmetikoperationszyklus berechneten EGR-Wert pro
Zylinder Qecn in den Zylinder gesaugt wird.
Wie in Fig. 6 gezeigt, kann die Zuführungsfrischlufttem
peratur Ta aus dem vorangehenden Wert Pmn-1 des Ansaug
drucks abgeleitet werden. Das heißt, im Schritt S41 wird
der vorangehende Wert Pmn-1 des Ansaugdrucks gelesen.
Anschließend wird im Schritt S42 die Frischlufttemperatur
Ta anhand der folgenden Gleichung auf der Grundlage des
wohlbekannten Gesetzes der Thermodynamik (adiabatisches
Gesetz) abgeleitet.
Ta = TA# × (Pmn-1/PA#) (K-1)/K + TOFF#
wobei TA# und PA# jeweils eine vorgegebene Standardtempe
ratur (eine vorgegebene Konstante) und einen vorgegebenen
Standarddruck (eine vorgegebene Konstante) bezeichnen,
die beide Konstanten sind, K ein Verhältnis der jeweili
gen spezifischen Wärme bezeichnet und TOFF# einen Tempe
raturanstieg bezeichnet, der aufgrund eines Druckanstiegs
des Ansaugdrucks auftritt, während die Frischluft durch
den Luftfilter in den Zuführungssammler gesaugt wird. Um
die Frischlufttemperatur Ta genauer zu schätzen, können
die Standardtemperatur TA# und der Temperaturanstieg
TOFF# korrigiert werden, indem sie mit entsprechenden
Korrekturfaktoren Kta und KtOFF multipliziert werden, die
üblicherweise so bestimmt werden, daß sie proportional zu
einem Anstieg der Wassertemperatur Tw sind.
In Fig. 7 ist eine Routine zur Berechnung der Temperatur
Te des in den Zuführungssammlereinlaß zurückgeführten
Abgases gezeigt. Im Schritt S51 wird die Abgastemperatur
Texh gelesen, die von einer weiteren Unterroutine abge
leitet wird, wie später erläutert wird. Im Schritt S52
wird die EGR-Temperatur Te gemäß der folgenden Gleichung
berechnet.
Te = Texh × KTOLS#
wobei KTOLS# einen Temperaturabfallfaktor bezeichnet, der
sich auf eine Rate eines Temperaturabfalls des vom Abgas
krümmer in den Ansaugkrümmer strömenden, zurückgeführten
Abgases bezieht.
In Fig. 8 ist eine Routine zur Berechnung des Volumetrik
effizienz-Äquivalenzwerts Kin gezeigt. Im Schritt S61
werden der vorangehende Wert Pmn-1 des Ansaugdrucks und
die Motordrehzahl Ne gelesen. Im Schritt S62 wird aus dem
vorangehenden Wert Pmn-1 des Ansaugdrucks gemäß der
Nachschlagtabelle, wie in Fig. 9 gezeigt, der in Abhän
gigkeit vom Ansaugdruck gewonnene Korrekturfaktor Kinp
abgeleitet. Im Schritt S63 wird von der Motordrehzahl Ne
gemäß der Nachschlagtabelle, wie in Fig. 10 gezeigt, der
in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gewonnene Korrek
turfaktor Kinn abgeleitet. Im Schritt 364 wird der Volu
metrikeffizienz-Äquivalenzwert Kin als Produkt
(Kinp × Kinn) sowohl des in Abhängigkeit vom Ansaugdruck
gewonnenen Korrekturfaktors Kinp als auch des in Abhän
gigkeit von der Motordrehzahl gewonnenen Korrekturfaktors
Kinn berechnet oder geschätzt. Wenn das Motorsystem ein
Verwirbelungssteuerventil verwendet, kann der Volumetrik
effizienz-Äquivalenzwert Kin um einen von der Verwirbe
lungssteuerventilöffnung abhängigen Korrekturfaktor Kins
korrigiert werden, der üblicherweise proportional zur
Öffnung des Verwirbelungssteuerventils bestimmt wird. In
diesem Fall wird der Volumetrikeffizienz-Äquivalenzwert
Kin durch die folgende Gleichung ausgedrückt.
Kin = Kinp × Kinn × Kins
In Fig. 11 ist eine Routine zur Berechnung der Abgastem
peratur Texh gezeigt. Das ist zu erkennen, daß diese
Arithmetikoperation der Fig. 11 in dem Fall unnötig ist,
in dem ein Abgastemperatursensor zum direkten Erfassen
der Temperatur des Abgases vorhanden ist. Zur Berechnung
der Abgastemperatur Texh werden zwei Daten Qfo und Tno
verwendet, die beide durch eine sogenannte Zyklusverar
beitung erhalten werden, die in Fig. 15 gezeigt ist. Wie
im folgenden genauer ausgeführt wird, ist die in Fig. 1.
gezeigte Zyklusverabeitung der im Schritt S26 des in
Fig. 4 gezeigten Flußdiagramms erläuterten Verzögerungs
verarbeitung ähnlich.
Im Schritt S71 wird eine sogenannte zyklisch verarbeitete
Kraftstoffeinspritzmenge Qfo gelesen. Die zyklisch verar
beitete Kraftstoffeinspritzmenge Qfo kann unter Berück
sichtigung der Zyklusverzögerung (der Phasenverzögerung)
vom Zeitpunkt, zu dem die Düse während des Einlaßtaktes
Kraftstoff einspritzt, bis zum Ausstoßtakt gemäß Schritt
S92 der Fig. 15 abgeleitet werden.
Im Schritt S72 wird eine sogenannte zyklisch verarbeitete
Ansauglufttemperatur Tno gelesen. Ahnlich dem Schritt S71
kann die zyklisch verarbeitete Ansauglufttemperatur Tno
gemäß Schritt S92 der Fig. 15 unter Berücksichtigung der
Zyklusverzögerung abgeleitet werden.
Im Schritt S73 wird der vorangegangene Wert Pexhn-1 des
Abgasdrucks gelesen, der gemäß der Arithmetikoperation
der Fig. 3 einen Zyklus vorher berechnet worden ist.
Im Schritt S74 wird anhand der Nachschlagtabelle, wie in
Fig. 12 gezeigt, aus der oben genannten zyklisch verar
beiteten Kraftstoffeinspritzmenge Qfo eine Grund-Abgas
temperatur Texhb abgeleitet.
Im Schritt S75 wird aus der zyklisch verarbeiteten An
sauglufttemperatur Tno mit dem folgenden Ausdruck ein von
der Ansauglufttemperatur abhängiger Korrekturfaktor
Ktexh1 abgeleitet.
Ktexh1 = (Tno/Ta#)KN
wobei Ta# die oben diskutierte Standardtemperatur be
zeichnet und KN einen Exponenten eines Verhältnisses
(Tno/Ta#) der zyklisch verarbeiteten Ansauglufttempera
tur Tno zur Standardtemperatur Ta# bezeichnet und auf
eine vorgegebene Konstante gesetzt ist. Der von der
Ansauglufttemperatur abhängige Korrekturfaktor Ktexh1
entspricht im wesentlichen einer Rate des Abgastempera
turanstiegs, der während des Anstiegs der Ansauglufttem
peratur auftritt.
Im Schritt S76 wird aus dem vorangehenden Wert Pexhn-1
des Abgasdrucks mittels der folgenden Gleichung auf der
Grundlage des wohlbekannten adiabatischen Gesetzes (eine
adiabatische Zustandsänderung) ein vom Abgasdruck abhän
giger Korrekturfaktor Ktexh2 abgeleitet.
Ktexh2 = (Pexhn-1/PA#)(Ke-1)/Ke
wobei PA# den vorher diskutierten Standarddruck bezeich
net, (Ke-1)/Ke einen Exponenten eines Verhältnisses
(Pexhn-1/PA#) bezeichnet und Ke auf eine vorgegebene
Konstante eingestellt ist. Der vom Abgasdruck abhängige
Korrekturfaktor Ktexh2 entspricht im wesentlichen einer
Rate des Abgastemperaturanstiegs, der aufgrund des An
stiegs des Abgasdrucks auftritt.
Im Schritt S77 wird gemäß der folgenden Gleichung aus der
Grund-Abgastemperatur Texhb und den zwei Korrekturfakto
ren Ktexh1 und Ktexh2 die Abgastemperatur Texh abgelei
tet.
Texh = Texhb × Ktexh1 × Ktexh2
In Fig. 3 ist eine Routine zur Berechnung der EGR-Strö
mungsrate Qe gezeigt. Im Schritt S81 werden der Ansaug
druck Pm, der Abgasdruck Pexh, eine Ist-Anhebung (Lifts)
des EGR-Ventils 9 sowie die EGR-Temperatur Te gelesen.
Die Ist-Anhebung Lifts wird vom Anhebungssensor 34 er
faßt, wobei das erfaßte Anhebungsanzeigesignal in die
Eingangsschnittstelle der Steuereinheit 13 übertragen
wird.
Im Schritt S82 wird anhand der Nachschlagtabelle, wie in
Fig. 14 gezeigt, aus der Ist-Anhebung Lifts des EGR-
Ventils eine Öffnungsfläche (Ave) des EGR-Durchlasses
oder des EGR-Ventils gewonnen. Im schritt S83 wird gemäß
der folgenden Gleichung auf der Grundlage der vier Para
meter Pn, Pexh, Lifts (oder Ave) und Te die EGR-Strö
mungrate Qe berechnet.
Qe = Ave × (Pexh-Pm)1/2 × KR#/Te × TA#
wobei KR# eine vorgegebene Konstante ist. Wie allgemein
bekannt ist, wird eine Fluidströmungsgeschwindigkeit q
ausgedrückt durch q = (ΔP·2ρ)1/2, wobei ΔP einen Diffe
renzdruck z. B. zwischen einem Druck am Einlaß des EGR-
Durchlasses und einem Druck am Auslaß des EGR-Durchlasses
bezeichnet und ρ eine Massedichte der zurückgeführten
Abgasströmung bezeichnet. Die obenerwähnte vorgegebene
Konstante KR# wird so gewählt, daß sie im wesentlichen
äquivalent zum Wert (2ρ)1/2 ist. Im obenbeschriebenen
Ausdruck wird der Parameter Te häufig weggelassen, obwohl
zur Ableitung der EGR-Strömungrate Qe die vier Parameter
Pm, Pexh, Lifts (oder Ave) und Te verwendet werden. Das
heißt, die EGR-Strömungsrate Qe kann einfach durch
Qe = Ave × (Pexh - Pm)1/2 × Kr# ausgedrückt werden, da
die EGR-Strömungsrate Qe durch den Anstieg der EGR-Tempe
ratur kaum ungünstig beeinflußt wird.
In Fig. 15 ist die Zyklusverarbeitung ähnlich der Verzö
gerungsverarbeitung (siehe Schritt S26 der Fig. 4) ge
zeigt. Im Schritt S91 werden zuerst die zugeführte
Frischluftströmung pro Zylinder Qac, die Kraftstoffein
spritzmenge Qsol und die Ansauglufttemperatur Tn gelesen.
In der gezeigten Ausführungsform wird die Ansauglufttem
peratur Tn gemäß der Gleichung
Tn = (Qac × Ta + Qec × Te)/(Qac + Qec) berechnet, wobei
Qac die zugeführte Frischluftströmung pro Zylinder be
zeichnet, Ta die Frischlufttemperatur bezeichnet, Qec die
EGR-Menge pro Zylinder bezeichnet und Te die EGR-Tempera
tur bezeichnet.
Im Schritt S92 wird die Zyklusverarbeitung wie folgt
durchgeführt. Für die zugeführte Frischluftströmung pro
Zylinder Qac, die sich auf den Ansaugtakt bezieht, wird
zum Zweck der Phasenanpassung (oder Zyklusanpassung) an
den Ausstoßtakt die obenerwähnte Verzögerungsverarbeitung
durchgeführt, so daß die Zahl (CYLN#-1), die durch
Subtrahieren einer 1 von der Zahl (CYLN#) der Motorzylin
der erhalten wird, als Wert ausgewählt wird, der der
Phasenverzögerung der zugeführten Frischluftströmung pro
Zylinder Qac entspricht, die von der Arithmetikopera
tionsroutine der Fig. 4 abgeleitet worden ist. Das heißt,
das Datum Qac · Z⁻(CYLN#-1), das vor (CYLN#-1) Zyklen
durch die Arithmetikoperation (siehe Verarbeitungsablauf
von Schritt S21 bis Schritt S27) der Fig. 4 abgeleitet
worden ist, wird als die Verdrängung pro Zylinder Qexh
betrachtet, die während des Ausstoßtaktes aus einem
Zylinder ausgestoßen wird.
Für die Kraftstoffeinspritzmenge Qsol, die sich auf den
Kompressionstakt bezieht, wird zum Zweck der Phasenanpas
sung an den Ausstoßtakt die obenerwähnte Verzögerungsver
arbeitung durchgeführt, so daß die Zahl (CYLN#-2), die
durch Subtrahieren einer 2 von der Zahl (CYLN#) der
Motorzylinder erhalten wird, als Wert ausgewählt wird,
der der Phasenverzögerung der Kraftstoffeinspritzmenge
Qsol entspricht, die durch die Routine der Fig. 21 abge
leitet wird, wie später erläutert wird. Das heißt, das
Datum Qsol · Z⁻(CYLN#-2), das durch die Arithmetikopera
tion (siehe den Verarbeitungsablauf von Schritt S131 bis
134) der Fig. 21 vor (CYLN#-2) Zyklen abgeleitet worden
ist, wird als die zyklisch verarbeitete Kraftstoffein
spritzmenge Qfo betrachtet.
Für die Ansauglufttemperatur Tn, die sich auf den Ansaug
takt bezieht, wird zum Zweck der Phasenanpassung an den
Ausstoßtakt die obenerwähnte Verzögerungsverarbeitung
ausgeführt, so daß die Zahl (CYLN#-1), die durch Sub
trahieren einer 1 von der Zahl (CYLN#) der Motorzylinder
erhalten wird, als Wert ausgewählt wird, der der Phasen
verzögerung der Ansauglufttemperatur Tn entspricht, die
durch Schritt S91 der Fig. 15 abgeleitet worden ist. Das
heißt, das Datum Tn · Z⁻(CYLN#-1), das vor (CYLN#-1)
Zyklen durch die Arithmetikoperation der Fig. 15 abgelei
tet worden ist, wird als die zyklisch verarbeitete An
sauglufttemperatur Tno betrachtet.
In den Fig. 16 bis 18 ist eine EGR-Steuerung gezeigt, die
vom System der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
Eine Stell-Anhebung Liftt des EGR-Ventils 9 wird gemäß
der in Fig. 16 gezeigten Routine berechnet. Im Schritt
S101 werden der Ansaugdruck Pm, der Abgasdruck Pexh, eine
erforderliche EGR-Strömungsrate Tqe sowie die EGR-Tempe
ratur Te gelesen. Im Schritt S102 wird eine erforderliche
Fluidströmungsdurchlaßfläche Tav, die vom EGR-Ventil 9
definiert wird, als Funktion der vier Parameter Pm, Pexh,
Tqe und Te wie folgt berechnet.
Tav = Tqe/(Pexh - Pm)1/2/KR# × Te/Ta#
wobei KR# und TA# vorgegebene Konstanten sind, wie oben
beschrieben worden ist. Wie bereits im Schritt S83 der
Fig. 13 erläutert, kann der Parameter Te weggelassen
werden. In diesem Fall wird der erforderliche Fluidströ
mungsdurchlaß Tav einfach durch
Tav = Tqe/(Pexh - Pm)1/2/KR# ausgedrückt.
Im Schritt S103 wird eine Soll-Anhebung Mlift des EGR-
Ventils anhand der Nachschlagtabelle, wie in Fig. 17
gezeigt, aus dem erforderlichen Fluidströmungsdurchlaß
Tav abgeleitet.
Im Schritt S104 wird eine sogenannte Vorverarbeitung (wie
im folgenden mit Bezug auf die in Fig. 23 gezeigte Unter
routine genauer erläutert wird) auf die Soll-Anhebung
Mlift hinsichtlich der Verzögerung beim Betätigungs
zeitablauf des EGR-Ventils angewendet. Die vorverarbei
tete Soll-Anhebung Mlift wird als Stell-Anhebung Liftt
betrachtet, woraufhin ein Steuersignal, das der Stell-
Anhebung Liftt entspricht, von der Steuereinheit 13 an
das mittels Tastverhältnis gesteuerte Elektromagnetventil
12 ausgegeben wird.
In Fig. 18 ist eine Routine zur Berechnung der erforder
lichen EGR-Strömungsrate Tqe gezeigt. Im Schritt S111
werden die Motordrehzahl Ne, eine Soll-EGR-Rate Megr
sowie die zugeführte Frischluftströmung pro Zylinder Qac
gelesen. Im Schritt S112 wird eine Soll-EGR-Menge Tqec0
als das Produkt (Qac × Megr) der zugeführten Frischluft
strömung pro Zylinder Qac und der Soll-EGR-Rate Megr
abgeleitet. Um eine Stell-EGR-Menge Tqec abzuleiten, wird
im Schritt S113 eine sogenannte Vorverarbeitung auf die
im Schritt S112 abgeleitete Soll-EGR-Menge Tqec0 unter
Berücksichtigung der volumetrischen Kapazität des Zufüh
rungssystems vom EGR-Steuerventil bis zum Einlaß des
Motorzylinders und der volumetrischen Kapazität des
Zylinders angewendet. Einzelheiten der Vorverarbeitung
werden später mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 24
beschrieben. Im Schritt S114 wird die erforderliche EGR-
Strömungsrate Tge als Funktion der Stell-EGR-Menge Tqec
und der Motordrehzahl Ne gemäß der folgenden Gleichung
abgeleitet.
Tqe = Tqec × Ne/KCON#
wobei KCON# dieselbe vorgegebene Konstante ist, wie im
Schritt S25 der Fig. 4 und im Schritt S33 der Fig. 5
beschrieben worden ist.
In Fig. 19 ist eine Routine zur Berechnung der EGR-Rate
Megr gezeigt. Im Schritt S121 werden die Motordrehzahl Ne
und die Kraftstoffeinspritzmenge Qsol gelesen. Im Schritt
S122 wird die Soll-EGR-Rate Megr sowohl von der Motor
drehzahl Ne als auch der Kraftstoffeinspritzmenge Qsol,
die im wesentlichen die Motorlast darstellt, anhand der
Nachschlagtabelle, wie in Fig. 20 gezeigt, gewonnen.
In Fig. 21 ist eine Routine zur Berechnung der Kraftstof
feinspritzmenge Qsol gezeigt. Im Schritt S131 werden die
Motordrehzahl Ne und die Steuerhebelöffnung CL der Ein
spritzpumpe 7 gelesen. Im Schritt S132 wird anhand der
Nachschlagtabelle, wie in Fig. 22 gezeigt, sowohl aus der
Motordrehzahl Ne als auch der Steuerhebelöffnung CL eine
Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Mqdrv gewonnen. Im Schritt
S133 wird die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Mqdrv mit
verschiedenen Korrekturfaktoren wie z. B. eines von der
Wassertemperatur abhängigen Korrekturfaktors und derglei
chen korrigiert, um eine korrigierte Kraftstoffeinspritz
menge Qsol1 zu erzeugen. Im Schritt S134 wird in dem
Fall, daß der korrigierte Kraftstoffeinspritzwert Qsol1
eine obere Grenze (eine gegebene maximale Kraftstoffein
spritzmenge Qful, die von einer weiteren in Fig. 50
gezeigten Unterroutine berechnet wird) überschreitet, die
korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsol1 durch die
obere Grenze ersetzt, um den aktuellen Ausgangswert der
Kraftstoffeinspritzmenge Qsol innerhalb der oberen Grenze
zu halten. Wenn die korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge
Qsol1 unterhalb der Obergrenze liegt, wird die korri
gierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsol1 als der aktuelle
Ausgangswert der Einspritzmenge Qsol betrachtet.
Fig. 23 zeigt die Vorverarbeitung (siehe Schritt S104 der
Fig. 16), die zum Ableiten der Stell-Anhebung Liftt für
das EGR-Ventil aus der Soll-Anhebung Mlift erforderlich
ist. Im Schritt S145 wird die durch Schritt S103 abgelei
tete Soll-Anhebung Mlift gelesen. Im Schritt S146 wird
bestimmt, ob der aktuelle Wert Mliftn der Soll-Anhebung
Mlift größer als oder gleich dem vorangehenden Wert
Mliftn-1 der Soll-Anhebung ist. Der aktuelle Wert Mliftn
der Soll-Anhebung wird im folgenden einfach mit "Mlift"
abgekürzt. Wenn die Antwort auf Schritt S146 eine Bestä
tigung (JA) ist, wird mit Schritt S147 fortgefahren, in
dem für den Fall, daß die Ventilanhebung des EGR-Ventils
9 zunimmt, eine Zeitkonstante Tc1 auf eine erste vorgege
bene Zeitkonstante TCL1# eingestellt wird, die einer
Zeitkonstante oder einem Verzögerungskoeffizienten ent
spricht. Wenn die Antwort auf Schritt S146 negativ aus
fällt (NEIN), wird mit Schritt S148 fortgefahren, in dem
die Zeitkonstante Tc1 auf eine zweite vorgegebene Zeit
konstante TCL2# eingestellt wird, die einer Zeitkonstan
ten oder einem Verzögerungskoeffizienten für den Fall
einer abnehmenden Ventilanhebung entspricht. Im Schritt
S149 wird auf der Grundlage der aktuellen Soll-Anhebung
Mlift und der durch die Schritte S146 oder S148 erhalte
nen Zeitkonstanten Tc1 eine von einer Zeitkonstante
abhängige Funktion Rlift ausgedrückt durch
Rliftn = Rliftn-1 × (1 - Tc1) + Mlift × Tc1, wobei Rliftn
den aktuellen Wert der Funktion Rlift bezeichnet,
Rliftn-1 den vorangegangenen Wert der Funktion Rlift
bezeichnet und Tc1 die ausgewählte Zeitkonstante ist. Die
Stell-Anhebung Liftt wird sowohl aus der aktuellen Soll-
Anhebung Mlift als auch dem vorangegangenen Wert Rliftn-1
der Funktion Rlift gemäß der folgenden Gleichung abgelei
tet.
Liftt = GKL# × Mlift - (GKL#-1) × Rliftn-1
wobei GKL# eine Vorverarbeitungsverstärkung (eine vorge
gebene Konstante) ist.
In Fig. 24 ist die Vorverarbeitung (siehe Schritt S113
der Fig. 18) gezeigt, die für die Ableitung der Stell-
EGR-Menge Tqec erforderlich ist. Im Schritt S151 wird die
Soll-EGR-Menge Tqec0 (= Qac × Megr), die durch Schritt
S112 der Fig. 18 abgeleitet worden ist, eingelesen. Im
Schritt S152 wird auf der Grundlage der aktuellen Soll-
EGR-Menge Tqec0 und eines vorgegebenen Korrekturfaktors
(eine Konstante) Kv eine von der volumetrischen Effizienz
abhängige Funktion Rqec ausgedrückt durch
Rqec (= Rqecn) = Rqecn-1 × (1 - Kv) + Tqec0 × Kv, wobei
Rqecn den aktuellen Wert der Funktion Rqec bezeichnet,
Rqecn-1 den vorangegangenen Wert der Funktion Rqec be
zeichnet und der Korrekturfaktor Kv ausgedrückt wird
durch Kv = Kin × Vc/Vm/CYLN# (= Kin × Kvol/CYLN#).
In diesem Fall stellt das Produkt (Kin × Kvol) einen
Prozentsatz der EGR-Menge dar, die derzeit in den Zylin
der gesaugt wird. Das heißt, der Korrekturfaktor ent
spricht einem vorgegebenen Verzögerungskoeffizienten. Das
Bezugszeichen CYLN# bezeichnet die Anzahl der Motorzylin
der. Die Stell-EGR-Menge Tqec wird sowohl von der aktuel
len Soll-EGR-Menge Tqec0 als auch vom vorangehenden Wert
Rqecn-1 der Funktion Rqec gemäß der folgenden Gleichung
abgeleitet:
Tqec = GKQE# × Tqec0 + (GKQE#-1) × Rqecn-1
wobei GKQE# eine Vorverarbeitungsverstärkungskonstante
(eine vorgegebene Konstante) darstellt.
Wie aus dem Vorangehenden deutlich wird, wird die zuge
führte Frischluftströmung pro Zylinder Qac unter Berück
sichtigung der Verzögerung erster Ordnung auf der Grund
lage des Frischluftströmungsratenanzeigesignals Qo vom
Luftströmungsmesser 16 genau geschätzt, wobei die Soll-
EGR-Menge Tqec0 als Funktion der zugeführten Frischluft
strömung pro Zylinder Qac und der Soll-EGR-Rate Megr auf
der Grundlage sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der
Kraftstoffeinspritzmenge Qsol berechnet wird, wobei unter
Berücksichtigung sowohl der volumetrischen Kapazität des
Zuführungssystems vom EGR-Ventil bis zum Einlaß des
Zylinders als auch der volumetrischen Kapazität des
Zylinders die vorverarbeitete Soll-EGR-Menge Tqec0 als
die Stell-EGR-Menge Tqec aktualisiert wird. Zusätzlich
wird die erforderliche Fluidströmungsfläche Tav für den
EGR-Durchlaß oder das EGR-Ventil in Abhängigkeit vom
Differenzdruck (Pexh - Pm) zwischen dem Abgasdruck und
dem Ansaugdruck sowie von der erforderlichen EGR-Strö
mungsrate Tqe geeignet bestimmt, wobei die Soll-Anhebung
Mlift des EGR-Ventils von der erforderlichen Fluidströ
mungsfläche abgeleitet wird, woraufhin die Vorverarbei
tung auf die Soll-Anhebung Mlift unter Berücksichtigung
der Verzögerung beim Betätigungszeitablauf des EGR-Ven
tils angewendet wird und schließlich die vorverarbeitete
Soll-Anhebung Mlift als die Stell-Anhebung Liftt (der an
das Ventil 12 auszugebende aktuelle Tastverhältnissignal
wert) für das EGR-Ventil aktualisiert wird. Das heißt,
die Soll-EGR-Menge wird in Abhängigkeit von der zugeführ
ten Frischluftströmungsrate sowie von der Soll-EGR-Rate
bestimmt. Die zugeführte Frischluftströmungsrate (die
Strömungsrate pro Zylinder Qac) auf der Grundlage des
gemessenen Werts des Luftströmungsmessers 16 verändert
sich in Abhängigkeit von der Veränderung der Dichte der
zugeführten Frischluft, während die EGR-Rate Megr auf der
Grundlage der Motordrehzahl Ne und der Motorlast (der
Kraftstoffeinspritzmenge Qsol) durch die Veränderung der
Luftdichte nicht beeinflußt wird. Daher kann die Soll-
EGR-Menge in Abhängigkeit von der Umgebungsveränderung
(der Veränderung der Luftdichte) wirksam optimiert wer
den. Obwohl eine Antwortverzögerung (eine Phasenverzöge
rung zwischen der zurückgeführten Abgasströmung, die
durch das EGR-Ventil strömt und der zugeführten Ab
gasströmung, die momentan in den Einlaß des Motorzylin
ders gesaugt wird) insbesondere in einem Übergangszustand
wie Beispiel während starker Beschleunigung einer dynami
schen Eigenschaft des zurückgeführten Abgases vom EGR-
Ventil bis zum Zylindereinlaß eigen ist, wird eine Stell-
EGR-Menge durch eine Vorverarbeitung, die die dynamische
Eigenschaft reflektiert, von der Soll-EGR-Menge abgelei
tet, wodurch das System verhindert, daß die Antwortverzö
gerung einen ungünstigen Einfluß auf die EGR-Steuerung
ausübt. Die häufig als Verzögerungskoeffizient bezeich
nete Zeitkonstante wird in Abhängigkeit von der volume
trischen Kapazität im Zuführungssystem vom EGR-Steuerven
til bis zum Motorzylindereinlaß und von der volumetri
schen Kapazität des Zylinders bestimmt, wodurch die
Vorverarbeitung die Phasenverzögerung wirksam kompen
siert. Somit kann das System der ersten Ausführungsform
eine hochgenaue EGR-Steuerung schaffen, wie vorher erläu
tert worden ist, und damit eine optimale Abgasregelung
sicherstellen. Somit werden schädliche Abgasemissionen
wie z. B. NOx-Emissionen, Partikel und dergleichen selbst
im Fall des Übergangszustands des fahrenden Fahrzeugs wie
z. B. bei einem Übergang von einer Fahrt mit konstanter
Geschwindigkeit zu einer starken Beschleunigung oder bei
einer beträchtlichen Veränderung der Luftdichte, die
aufgrund der Umgebungsveränderung zwischen einer Tief
landfahrt und einer Hochlandfahrt auftritt, durch die
optimale EGR-Steuerung des Systems der ersten Ausfüh
rungsform wirksam verringert.
Mit anderen Worten, gemäß dem System der ersten Ausfüh
rungsform wird zuerst eine erste Soll-EGR-Menge, die in
den Zylinder gesaugt werden soll, eingestellt und an
schließend die Zeitkonstante der dynamischen Eigenschaf
ten des zurückgeführten Abgases, das vom EGR-Ventil durch
den EGR-Durchlaß in den Motorzylinder strömt, auf der
Grundlage der geschätzten volumetrischen Effizienz (des
Volumetrikeffizienz-Äquivalenzwerts Kin), der auf wenig
stens der Motordrehzahl Ne basiert, geschätzt. Drittens
wird durch eine erste Vorverarbeitung, die die geschätzte
Zeitkonstante widerspiegelt, eine zweite Soll-EGR-Menge
arithmetisch abgeleitet, die durch das EGR-Ventil strömen
soll. Anschließend wird die Soll-Anhebung Mlift für das
EGR-Ventil auf der Grundlage der zweiten Soll-EGR-Menge
geschätzt. In der ersten Ausführungsform wird eine zweite
Vorverarbeitung, die die Verzögerung des Betätigungs
zeitablaufs des EGR-Ventils widerspiegelt, auf die Soll-
Anhebung Mlift angewendet, um die Stell-Anhebung Liftt
abzuleiten. Unter der Annahme, daß die Zeitkonstante der
dynamischen Eigenschaften der zurückgeführten Abgasströ
mung durch Ta dargestellt wird, wird unter Berücksichti
gung der ersten Vorverarbeitung die zweite Soll-EGR-Menge
M₂Qe durch den folgenden Laplace-Transformations-Operati
onsausdruck (1) ausgedrückt.
M₂Qe = {[1 + G · τa · s)/(1 + τa · s)} · MQce (1)
wobei M₂Qe (kg/Takt) die zweite Soll-EGR-Menge bezeich
net, die durch das EGR-Ventil strömen soll, G eine vorge
gebene Vorverarbeitungsverstärkung bezeichnet, τa (s) die
Zeitkonstante bezeichnet, die die dynamischen Eigenschaf
ten des zurückgeführten Abgas es anzeigt, das vom EGR-
Ventil durch den EGR-Durchlaß zum Motorzylinder strömt, s
einen Laplace-Operator bezeichnet und MQce (kg/Takt)
die erste Soll-EGR-Menge bezeichnet, die in den Motorzy
linder gesaugt werden soll. Als Ergebnis des oben genann
ten Laplace-Transformation-Operationsausdrucks (1) wird
unter der Annahme, daß die obenerwähnte zweite Soll-EGR-
Menge M₂Qe gleich der momentan durch das EGR-Ventil
strömenden EGR-Menge ist, eine aktuelle EGR-Menge Qce,
die momentan in den Zylinder gesaugt wird, mit folgender
Näherungsgleichung (2) ausgedrückt.
Qce = {(1 + G τa)/(1 + τa)²}·MQce (2)
Wie aus den Gleichungen (1) und (2) deutlich wird, be
steht die Möglichkeit, daß die aktuelle EGR-Menge Qce die
erste Soll-EGR-Menge MQce überschreitet, was von der
Größe der Vorverarbeitungsverstärkung G abhängt. Wenn
versucht wird, den zu kleinen Verstärkungsfaktor G zu
wählen, um ein solches Überschreiten zu verringern, kann
das Antwortverhalten der EGR-Steuerung verschlechtert
werden. Fig. 25 zeigt Simulationsergebnisse der aktuellen
EGR-Menge Qce, wenn ein sogenannter Stufeneingang als die
erste Soll-EGR-Menge MQce in einem herkömmlichen Stufen
antwortverfahren bei Vorhandensein der Vorverarbeitung
der Gleichung (1) bei verschiedenen Verstärkungen wie
z. B. 2, 1,5 und 0,8 und bei Fehlen der Verarbeitung der
Gleichung (1) angelegt wird. Wie aus den Simulationser
gebnissen der Fig. 25 deutlich wird, besteht bei Vorhan
densein der Verarbeitung des Ausdrucks (1) eine Neigung,
daß die Überschreitung bei einer Verstärkung G (z. B.
G = 2, G = 1,5) oberhalb von "1" auftritt, während bei
einer Verstärkung (z. B. G = 0,8) unterhalb von "1" die
Neigung besteht, daß das Antwortverhalten der EGR-Steue
rung verschlechtert wird. Um die obenerwähnten Nachteile
zu beseitigen, zeigt Fig. 26 ein weiter verbessertes
System (eine Abwandlung) der ersten Ausführungsform.
In Fig. 26 ist das Systemschaubild des weiter verbesser
ten EGR-Steuersystems gezeigt. Das System der Fig. 26
enthält einen Einstellabschnitt 41 für einen Soll-EGR-
Wert pro Zylinder, einen Einstellabschnitt 42 für eine
Antwortcharakteristik-Zeitkonstante τs, einen Schätzab
schnitt 43 für eine Dynamikcharakteristik-Zeitkonstante
τa, einen Schätzabschnitt 44 für eine volumetrische
Effizienz, einen Vorverarbeitungs-Arithmetikoperations-
Abschnitt 45 sowie einen Soll-EGR-Ventilöffnungs-Arithme
tikoperations-Abschnitt 46. Der Einstellabschnitt 41 für
die Soll-EGR-Menge pro Zylinder dient zum Einstellen der
Soll-EGR-Menge MQce. Der Einstellabschnitt 42 für die
Antwortcharakteristik-Zeitkonstante τs dient zum Einstel
len einer Antwortcharakteristik (einer Zeitkonstante τs)
zwischen der ersten Soll-EGR-Menge MQce und der aktuellen
EGR-Menge Qce. Der Schätzabschnitt 43 für die Dynamikcha
rakteristik-Zeitkonstante τa dient zum Schätzen einer
Dynamikcharakteristik (einer Zeitkonstante τa) von dem
Zeitpunkt, zu dem die zurückgeführte Abgasströmung durch
das EGR-Steuerventil strömt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem
die zurückgeführte Abgasströmung in den Einlaß des Motor
zylinders gesaugt wird, auf der Grundlage sowohl der vom
Sensor 17 erfaßten Motordrehzahl Ne als auch der volume
trischen Effizienz, die vom Volumetrikeffizienz-Schätzab
schnitt 44 geschätzt wird. Der Vorverarbeitungs- Arithme
tikoperations-Abschnitt 45 dient zur Berechnung der
zweiten Soll-EGR-Menge (die vorverarbeitete Soll-EGR-
Menge) M₂Qe aus der ersten Soll-EGR-Menge MQce mittels
der Vorverarbeitung auf der Grundlage der dynamischen
Charakteristik (der Zeitkonstante τa), die vom Schätzab
schnitt 43 für die Dynamikcharakteristik-Zeitkonstante τa
geschätzt wird, so daß die Antwortcharakteristik (die
Zeitkonstante τs), die vom Einstellabschnitt 42 einge
stellt worden ist, erreicht wird. Der Soll-EGR-Ventilöff
nungs-Arithmetikoperations-Abschnitt 46 leitet eine Soll-
EGR-Ventilöffnung oder eine Soll-Fluidströmungs-Durchlaß
fläche (die einer Soll-Anhebung des EGR-Ventils ent
spricht) aus der zweiten Soll-EGR-Menge M₂Qe ab. Der
Volumetrikeffizienz-Schätzabschnitt 44 schätzt eine
Volumetrikeffizienz ηv sowohl anhand der Motordrehzahl Ne
als auch des Sammlerinnendrucks Pcol. Die Volumetrikeffi
zienz ηv wird aus der Motordrehzahl Ne und dem Sammlerin
nendruck Pcol in Abhängigkeit vom experimentell ermittel
ten Kennfeld, wie in Fig. 27 gezeigt, gewonnen. Für den
Fall eines Vierzylinder-Dieselmotors z. B. funktioniert
das System der in Fig. 26 gezeigten Abwandlung wie folgt.
Beim System der Abwandlung schätzt die Schätzvorrichtung
43 für die Dynamikcharakteristik-Zeitkonstante τa eine
Dynamikcharakteristik (eine Zeitkonstante τa) anhand der
Motordrehzahl Ne und der geschätzten Volumetrikeffizienz
ηv, während der Einstellabschnitt 42 für die Antwortcha
rakteristik-Zeitkonstante τs eine Antwortcharakteristik
(eine Zeitkonstante τs) schätzt, so daß die Antwortcha
rakteristik-Zeitkonstante eine positive Zahl ist, die
kleiner ist als die Dynamikcharakteristik-Zeitkonstante
τa (siehe folgende Ungleichung).
0 < τs < τa (3)
Der Vorverarbeitungs-Arithmetikoperations-Abschnitt 45
des in Fig. 26 gezeigten Systems berechnet die vorverar
beitete Soll-EGR-Menge (die zweite Soll-EGR-Menge M₂Qe)
gemäß der folgenden Laplace-Trans formations-Operations
gleichung (4) unter Verwendung der Antwortcharakteristik-
Zeitkonstante τs, der Dynamikcharakteristik-Zeitkonstante
τa und der ersten Soll-EGR-Menge MQce.
M₂Qe = {(1 + τa·s)/(1 + τs·s)} · MQce (4)
wobei s einen Laplace-Operator bezeichnet.
Als Ergebnis der oben genannten Laplace-Transformations-
Operationsgleichung (4) wird eine aktuelle EGR-Menge Qce,
die momentan in den Zylinder gesaugt wird, unter der
Annahme, daß die obenerwähnte zweite Soll-EGR-Menge M₂Qe
gleich der EGR-Menge Qce ist, die momentan durch das EGR-
Ventil strömt, durch die folgende Näherungsgleichung (5)
ausgedrückt.
Qce = {1/(1 + τa · s)} · MQce (5)
Fig. 28 zeigt die Simulationsergebnisse der Ist-EGR-Menge
Qce, wenn eine sogenannte Stufeneingabe bei Vorhandensein
der Vorverarbeitung des Ausdrucks (4), wobei die Zeitkon
stante τs auf 0,05 s und die Zeitkonstante τs auf 0,13 s
eingestellt ist, und bei Fehlen der Verarbeitung des
Ausdrucks (4) angelegt wird. Wie aus den Simulationser
gebnissen der Fig. 28 deutlich wird, wird bei Vorhanden
sein der Verarbeitung des Ausdrucks (4) das Antwortver
halten der EGR-Steuerung verbessert. Wie aus der Nähe
rungsgleichung (5) deutlich wird, wird mit kleiner wer
dender Antwortcharakteristik-Zeitkonstante τs das Ant
wortverhalten der EGR-Steuerung besser. Wenn jedoch die
Zeitkonstante τs auf einen zu kleinen Wert eingestellt
ist, wird die Amplitude der zweiten Soll-EGR-Menge
M₂Qe (= Ist-EGR-Menge Qce) im Vergleich zur ersten Soll-
EGR-Menge extrem groß, weshalb eine verstärkte Neigung
dazu besteht, daß die erforderliche Öffnung des EGR-
Ventils übermäßig groß wird. In diesem Fall kann die Ist-
EGR-Menge Qce die erste Soll-EGR-Menge MQce überschrei
ten. Daher wird vorgezogen, die Antwortcharakteristik-
Zeitkonstante τs hinsichtlich einer maximal möglichen
Öffnung des EGR-Ventils 9 auf einen möglichst kleinen
Wert einzustellen. Da wie oben erwähnt das System der in
Fig. 26 gezeigten Abwandlungen die Vorverarbeitung hin
sichtlich der Dynamikcharakteristik des zurückgeführten
Abgas es genauer durchführen kann, so daß die gewünschte
Antwortcharakteristik erreicht wird, kann somit eine
hochgenaue und hochstabile EGR-Steuerung sichergestellt
werden. Da ferner die Dynamikcharakteristik-Zeitkonstante
τa und die Antwortcharakteristik-Zeitkonstante τs
(0 < τs < τa) wie oben erläutert bestimmt oder geschätzt
werden, ist weniger Überschwingen (Überschreiten und/oder
Unterschreiten bezüglich der Soll-EGR-Menge) der EGR-
Steuerung vorhanden. Außerdem wird die erforderliche
Fluidströmungsfläche Tav als eine Funktion der erforder
lichen EGR-Menge (oder der Stell-EGR-Menge) und des
Differenzdrucks (Pexh - Pm) zwischen dem Abgasdruck und
dem Ansaugdruck genau berechnet, wobei zusätzlich eine
weitere Vorverarbeitung, die die Verzögerung des Betäti
gungszeitablaufs des EGR-Ventils widerspiegelt, auf die
Soll-Ventilanhebung Mlift, die der erforderlichen
Fluidströmungsfläche Tav entspricht, angewendet wird, um
die Stell-Ventilanhebung Liftt (der für die Soll-EGR-
Ventilöffnung erforderliche Steuersignalwert) zu erzeu
gen, wodurch eine hochgenaue Öffnungssteuerung des EGR-
Ventils sichergestellt wird.
Zweite Ausführung
In den Fig. 29 bis 35 ist das Kraftfahrzeug-Abgasrege
lungssystem der zweiten Ausführungsform für einen Diesel
motor gezeigt. Die Grundkonstruktion des Systems der in
den Fig. 29 bis 35 gezeigten zweiten Ausführungsform ist
derjenigen der in den Fig. 21 bis 25 gezeigten ersten
Ausführungsform ähnlich. Daher werden dieselben Bezugs
zeichen, die in der ersten Ausführungsform der Fig. 1
verwendet worden sind, auf die entsprechenden Elemente,
die in der zweiten Ausführungsform der Fig. 29 verwendet
sind, angewendet, um einen Vergleich zwischen den ersten
und zweiten Ausführungsformen 70119 00070 552 001000280000000200012000285917000800040 0002019628235 00004 70000zu ermöglichen. Die zweite
Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfüh
rungsform dadurch, daß die Öffnung einer Ansaugluft-
Drosselklappe 70 (siehe Fig. 30) in Abhängigkeit von
zumindest dem Differenzdruck zwischen dem Abgasdruck
(Pexh) und dem Ansaugdruck (Pm) und die Ist-Anhebung
(Lifts) des EGR-Ventils 9 zusätzlich zur obenerwähnten
EGR-Ventilsteuerung genau geregelt wird. Wie in Fig. 29
gezeigt, ist das Motorsystem 5 mit einem EGR-Durchlaß 10
ausgerüstet, der einen kleinen Anteil des Schutzabgases
in den Ansaugkrümmer 4 zurückführt. Das EGR-Ventil 9 ist
im EGR-Durchlaß 10 angeordnet, um die Menge des vom
Abgaskrümmer 8 in den Ansaugkrümmer zurückgeführten
Abgases zu steuern. Das EGR-Ventil 9 umfaßt ein Ventil
50, eine Ventilspindel 51, von der ein Ende fest mit dem
Ventil 50 verbunden ist oder in Baueinheit mit diesem
ausgebildet ist, eine Membran 52, die fest mit dem ande
ren Ende der Ventilspindel 51 verbunden ist, eine Rück
haltefeder 53, die die Membran derart nach unten (in
Fig. 29 gezeigt) vorspannt, so daß das Ventil in seiner
vollständig geschlossenen Stellung gehalten wird, eine
Signalleitung 54 sowie eine Membrankammer 55. Wie bereits
in der beigefügten Fig. 1 erläutert worden ist, ist die
Signalleitung 54 des EGR-Ventils 9 mit dem Auslaßanschluß
des mittels Taktverhältnis gesteuerten Elektromagnetven
tils 12 verbunden, so daß der Unterdruck, der von einer
Unterdruckquelle (der Unterdruckpumpe 11) erzeugt wird
und geeignet mit Umgebungsluft geschwächt wird, vom
Ventil 12 über die Leitung 54 in die Membrankammer 55
geleitet wird. Somit kann in Abhängigkeit von der Stärke
des ankommenden Unterdrucks das EGR-Ventil angehoben oder
abgesenkt werden. Die Ansaugluft-Drosselklappe 70 (siehe
Fig. 30) ist im Zuführungsdurchlaß, der mit dem Ansaug
krümmer 4 in Verbindung steht, angeordnet, um die zuge
führte Frischluft geeignet zu drosseln oder zu beschrän
ken. Im Zuführungsdurchlaß ist ein Ansaugdrucksensor 35
angeordnet. Ferner ist im Abgasdurchlaß (dem Abgaskrümmer
8) ein Abgasdrucksensor 56 angeordnet. Um sowohl die EGR-
Steuerung als auch die Ansaugluft-Drosselklappenöffnungs-
Steuerung durchzuführen, ist eine Steuereinheit 60 vorge
sehen. Die Eingangsschnittstelle der Steuereinheit 60 ist
mit dem Luftströmungsmesser 16, dem Motordrehzahlsensor
17 und dem Drosselklappenöffnungssensor 57 verbunden, um
das Spannungssignal Qo vom Luftströmungsmesser 16, das
die zugeführte Frischluftströmung anzeigt, das Motordreh
zahlanzeigesignal Le vom Sensor 17 und das Drosselklap
penöffnungsanzeigesignal Acc vom Sensor 57 zu empfangen.
Wie im Blockschaltbild der Fig. 30 gezeigt, enthält die
im System der zweiten Ausführungsform verwendete Steuer
einheit 60 (im Blockschaltbild durch die Ein-Punkt-Linie
H dargestellt) einen Soll-EGR-Strömungsraten-Arithmetik
operations-Abschnitt B, einen EGR-Ventilanhebungs-Ein
stellabschnitt C, einen EGR-Ventil-Steuer-Abschnitt D,
einen EGR-Ventilanhebungserfassungsabschnitt E, einen
Ansaugluft- Drosselklappenöffnungs-Einstellabschnitt F
sowie einen Ansaugluft-Drosselklappensteuerabschnitt G.
Der Operationsabschnitt B ist mit einem Motorbetriebszu
stand-Erfassungsabschnitt A verbunden, um auf der Grund
lage mehrerer Motorbetriebszustand-Anzeigsignale vom
Erfassungsabschnitt A, d. h. dem Motordrehzahlanzeigesi
gnal Ne, dem Drosselklappenöffnungsanzeigesignal Acc, dem
Ansaugdruck Pm, dem Abgasdruck Pexh und dergleichen, eine
gewünschte EGR-Strömungsrate (eine Soll-EGR-Strömungs
rate) zu berechnen. Der Einstellabschnitt C bestimmt eine
erwünschte Anhebung (einen Einstellpunkt) des EGR-Ventils
9 auf der Grundlage der erwünschten EGR-Strömungsrate,
die vom Abschnitt B berechnet worden ist. Der Steuerab
schnitt D steuert das EGR-Ventil 9 auf der Grundlage des
vom Abschnitt C bestimmten Einstellpunkts. Der Erfas
sungsabschnitt E dient zum Erfassen einer Ist-Anhebung
des Ventils 9. Der Drosselklappenöffnungs-Einstellab
schnitt F dient zum Einstellen einer erwünschten Öffnung
der Drosselklappe 70 in Abhängigkeit von allen Motorbe
triebszustand-Anzeigesignalen, der erwünschten EGR-Strö
mungsrate und der Ist-Anhebung des EGR-Ventils. Der
Steuerabschnitt D steuert die Drosselklappe 70 als Ant
wort auf das gewünschte Drosselklappenöffnungs-Anzeigesi
gnal vom Einstellabschnitt F. Wie im folgenden genauer
beschrieben wird, führt das System der zweiten Ausfüh
rungsform die Drosselklappenöffnungssteuerung sowie die
gleiche EGR-Steuerung durch, wie die erste Ausführungs
form.
In Fig. 31 ist ein Steuerungsablauf für die Öffnung der
Ansaugluft-Drosselklappe 70 gezeigt. Im Schritt S201
werden eine maximale EGR-Strömungsrate Qemax (die später
mit Bezug auf den in Fig. 33 gezeigten Ablauf erläutert
wird), die Ist-Anhebung Lifts des EGR-Ventils 9 sowie der
Differenzdruck Dpl (= Pexh - Pm) zwischen dem Abgasdruck
Pexh und dem Ansaugdruck Pm eingelesen. Im Schritt S202
wird die gewünschte EGR-Strömungsrate Tqe mit der Diffe
renz (Qemax - QOFF#), die durch Subtrahieren eines vorge
gebenen Werts QOFF# von der maximalen EGR-Strömungsrate
Qemax erhalten wird, verglichen. In dem Fall, in dem die
Ungleichung Tqe < Qemax - QOFF# erfüllt ist, wird mit
Schritt 205 fortgefahren, indem der aktuelle Wert Th
(Thn) eines Drosselklappeneinstellparameters (ein Ein
stellpunkt) mit einem Wert (Thn-1 - 1), der durch Subtra
hieren einer "1" vom vorangehenden Wert Thn-1 des Ein
stellparameters erhalten wird, aktualisiert wird, so daß
die Öffnung TVO der Drosselklappe 70 abnimmt, da die
erwünschte EGR-Strömungsrate die maximale EGR-Strömungs
rate Qemax überschreitet. Der vorgegebene Wert QOFF# wird
unter Berücksichtigung der Schwankungen der EGR-Strö
mungsrate, die durch die EGR-Ventileigenschaften entste
hen, vorgegeben. Wenn die Antwort im Schritt S202 negativ
ist (NEIN), d. h. im Fall von Tqe < Qemax - Qoff#, wird
mit Schritt S203 fortgefahren, in dem festgestellt wird,
ob die Ist-Ventilanhebung Lifts kleiner als eine vorgege
bene Konstante Liftsl# ist. Im Fall von Lifts < Liftsl#
wird mit Schritt S204 fortgefahren, in dem der Differenz
druck Dpl (= Pexh - Pm) mit einer vorgegebenen Konstante
oder einem vorgegebenen Entscheidungsniveau DPLSL# ver
glichen wird. Im Fall von Lifts Liftsl# wird mit
Schritt S207 fortgefahren. Wenn die Antwort im Schritt
S204 eine Bestätigung ist (JA), wird mit Schritt S206
fortgefahren. Im Gegensatz dazu wird mit Schritt S207
fortgefahren, wenn die Antwort im Schritt S204 negativ
ist. Der Ablauf vom Schritt S203 über den Schritt S204
zum Schritt S206 bedeutet, daß die Ist-Ventilanhebung
Lifts vergleichsweise klein ist und zusätzlich der Diffe
renzdruck Dpl kaum zunimmt, wodurch im Schritt S206 der
aktuelle Wert Th (Thn) des Drosselklappeneinstellparame
ters mit einem Wert (Thn-1 + 1), der durch Addieren einer
"1" zum vorangehenden Wert Thn-1 des Einstellparameters
erhalten wird, aktualisiert wird, so daß die Öffnung TVO
der Drosselklappe 70 zunimmt. Der Ablauf vom Schritt S202
über S203 oder Schritt S204 zum Schritt S207 bedeutet,
daß die gewünschte EGR-Strömungsrate innerhalb eines
zulässigen Bereichs liegt und die Ist-Anhebung des EGR-
Ventils bereits zufriedenstellend ist oder daß ein geeig
neter Pegel des Differenzdrucks Dpl vorhanden ist, wes
halb die Steuereinheit 60 entscheidet, daß die aktuelle
Öffnung der Drosselklappe ausreichend ist. Aus dem oben
erwähnten Grund wird im Schritt S207 der aktuelle Wert Th
(Thn) des Drosselklappeneinstellparameters auf dem glei
chen Wert wie der vorangehende Wert Thn-1 gehalten, so
daß die Öffnung TVO der Drosselklappe 70 unverändert
bleibt. Im Schritt S208 werden die oberen und unteren
Grenzen des Einstellparameters Th der Drosselklappenöff
nung jeweils durch "1" und eine vorgegebene maximal
mögliche Ventilöffnungseinstellzahl STVO# begrenzt, wie
durch die Ungleichung 1 Th STVO# ausgedrückt wird. Im
Schritt S209 wird die Drosselklappenöffnung TVO auf der
Grundlage des zuletzt durch Schritt S208 bestimmten
Einstellparameters gesteuert. Der zweiten Ausführungsform
wird die Beziehung zwischen der Drosselklappenöffnung TVO
und dem Einstellparameter Th durch die in Fig. 32 ge
zeigte Kennlinie bestimmt. Die Kennlinie ist so vorgege
ben, daß sie die Öffnung TVO im Teillastbereich genauer
fein einstellen kann, da die EGR hauptsächlich während
einer vergleichsweise niedrigen Motordrehzahl mit teil
weise geöffneter Drosselklappe benötigt wird, wobei in
einem solchen Fall eine leichte Veränderung der Drossel
klappenöffnung eine große Veränderungsrate der zugeführ
ten Luftströmung bewirken kann.
In Fig. 33 ist eine Routine zur Berechnung der maximalen
EGR-Strömungsrate Qemax gezeigt. Durch die Schritte S211
und S212 werden der Ansaugdruck Pm und der Abgasdruck
Pexh gelesen. Im Schritt S213 wird der Differenzdruck Dpl
als Differenz (Pexh - Pm) zwischen dem Abgasdruck und dem
Ansaugdruck berechnet. Im Schritt S204 wird eine Strö
mungsgeschwindigkeit Vqe der zurückgeführten Abgasströ
mung gemäß der folgenden Gleichung abgeleitet.
Vqe = (Dpl)1/2 × KR# × Te/TA#
wobei KR# die vorgegebene Konstante ist, Te die EGR-
Temperatur bezeichnet und TA# die vorgegebene Standard
temperatur bezeichnet.
Im Schritt S215 wird in dem Fall der maximal möglichen
Anhebung des EGR-Ventils die maximale Öffnungsfläche
Avmax des EGR-Durchlasses oder des EGR-Ventils aus der
Nachschlagtabelle, wie in Fig. 14 gezeigt, gewonnen. Die
maximale EGR-Strömungsrate Qemax wird als Produkt
(Avmax × Ve) der maximalen Öffnungsfläche Avmax und der
zurückgeführten Abgasströmungsgeschwindigkeit Vqe berech
net.
In Fig. 34 ist ein weiterer Steuerungsablauf für die
Öffnung der Ansaugluft-Drosselklappe 70 gezeigt. Der in
Fig. 34 gezeigte Steuerungsablauf unterscheidet sich
leicht von dem in Fig. 31 gezeigten Steuerungsablauf nur
darin, daß die Schritte S203 und S204 der Fig. 31 durch
den Schritt S223 der Fig. 34 ersetzt sind. Ein Ver
gleichswert Liftsl, der im Schritt S223 verwendet wird,
ist ein Entscheidungsniveau, das in Abhängigkeit von der
obenerwähnten Strömungsgeschwindigkeit Vqe verändert
werden kann, wie aus dem Flußdiagramm der Fig. 35 deutlich
wird. Mit anderen Worten, der Wert Liftsl ist eine
strömungsgeschwindigkeitsabhängige Variable. Da die
Strömungsgeschwindigkeit Vqe ihrerseits als Funktion
(Vqe = (Dpl)1/2 × KR# × Te/TA#) des Differenzdrucks Dpl
ausgedrückt wird, ist klar, daß das Entscheidungsniveau
Liftsl auf der Grundlage der Strömungsgeschwindigkeit den
Entscheidungskasten S204 sowie den Entscheidungskasten
S203 wiedergibt. Im Schritt S231 der Fig. 35 wird die
Strömungsgeschwindigkeit Vqe eingelesen. Im Schritt S232
wird das Entscheidungsniveau Liftsl aus der vorgegebenen
Nachschlagtabelle (nicht gezeigt) gewonnen, die die
Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit Vqe und
dem Entscheidungsniveau Liftsl der Ventilanhebung wieder
gibt. Die in den Fig. 31, 33 und 34 gezeigten Routinen
werden jeweils als zeitgesteuerte Unterbrechungsroutinen
ausgeführt, die in vorgegebenen Zeitabständen wie z. B.
10 ms gestartet werden.
Wie in den Fig. 36A bis 36E deutlich wird, wird gemäß der
Drosselklappenöffnungssteuerung des Systems der zweiten
Ausführungsform für den Fall, daß die erwünschte EGR-
Strömungsrate (die erforderliche EGR-Strömungsrate) Tqe
die maximale EGR-Strömungsrate Qemax überschreitet, die
Drosselklappenöffnung verringert. Ferner wird für den
Fall, daß der Differenzdruck Dpl über der vorgegebenen
Konstanten DPLSL# liegt, wenn die erwünschte EGR-Strö
mungsrate Tqe kleiner als die maximale EGR-Strömungsrate
Qemax, die Drosselklappenöffnung vergrößert. Im Vergleich
zum vorangegangenen System (das in den Fig. 36D und 36E
durch die gestrichelten Linien gezeigt ist) kann das
System der vorliegenden Erfindung den Luftüberschußfaktor
auf einem nahezu konstanten Pegel halten.
Da gemäß dem System der zweiten Ausführungsform die
Öffnung der Ansaugluft-Drosselklappe in Abhängigkeit vom
Differenzdruck zwischen dem Abgasdruck und dem Ansaug
druck und der Ist-Anhebung des EGR-Ventils gesteuert
wird, ist es möglich, die Drosselklappenöffnung genau und
fein zu steuern, schnell auf Umgebungsveränderungen oder
die Veränderung der Betriebsbedingungen des Fahrzeuges zu
reagieren und somit sowohl die Motorleistung, den Kraft
stoffverbrauch als auch die Abgasregelleistung geeignet
in Übereinstimmung zu bringen. Ferner kann im System der
zweiten Ausführungsform die Drosselklappenöffnung automa
tisch optimiert werden, indem lediglich die Strömungsra
teneigenschaft des EGR-Ventils auf der Grundlage des
obenerwähnten Differenzdrucks und der Ist-Anhebung des
EGR-Ventils bestimmt wird. Daher können die Kapazität
eines eingebauten Nur-Lese-Speichers (ROM), der auf der
Steuereinheit montiert ist, und der Arbeitsaufwand für
die Herstellung des Systems beträchtlich verringert
werden. Außerdem wird die maximale EGR-Strömungsrate
(Qemax) aus dem obenerwähnten Differenzdruck (Dpl) und
der maximalen Öffnungsfläche (Avmax) des EGR-Durchlasses
(oder der maximalen Fluidströmungs-Durchlaßfläche des
EGR-Ventils), die durch die maximal mögliche Anhebung des
EGR-Ventils bestimmt ist, abgeleitet, wobei die Drossel
klappenöffnung für den Fall, daß die erwünschte EGR-
Strömungsrate (Tqe) die maximale EGR-Strömungsrate
(Qemax) überschreitet, verringert oder geeignet und
zeitgerecht kompensiert wird. Außerdem wird die Drossel
klappenöffnung vergrößert oder kompensiert, wenn der
obenerwähnte Differenzdruck (Dpl) oberhalb einer vorgege
benen Konstante (DPLSL#) liegt und/oder die Ist-Anhebung
(Lifts) des EGR-Ventils unterhalb einer vorgegebenen
Konstante (Liftsl#) liegt. Diese Steuerungsoperation für
die Drosselklappe ist sehr stabil, weshalb die Drossel
klappenöffnungssteuerung selbst dann optimiert werden
kann, wenn eine Umgebungsveränderung oder eine Verände
rung der Motorbetriebsbedingungen vorliegt.
Dritte Ausführungsform
In den Fig. 37 bis 42 und in den Fig. 43A bis 43F ist ein
Kraftfahrzeug-Abgasregelungssystem der dritten Ausfüh
rungsform für einen Dieselmotor mit Turbolader gezeigt.
Die Grundkonstruktion des im Abgasregelungssystem der
dritten Ausführungsform verwendeten EGR-Steuersystems ist
derjenigen der in den Fig. 1 bis 25 gezeigten ersten
Ausführungsform ähnlich. Lediglich die EGR-Steuerroutine,
die von einer im System der dritten Ausführungsform
enthaltenen Steuereinheit ausgeführt wird, unterscheidet
sich von der ersten Ausführungsform. Um die Offenbarung
zu vereinfachen, wird im folgenden nur die EGR-Steuerun
gungsroutine der dritten Ausführungsform genauer be
schrieben.
Die im System der dritten Ausführungsform verwendete
Steuereinheit führt eine EGR-Steuerung gemäß dem in
Fig. 37 gezeigten Ablauf durch.
Im Schritt S241 werden Motorbetriebszustand-Anzeigedaten
gelesen. Genauer werden Motorlastanzeigedaten wie z. B.
ein Drosselklappenöffnungs-Anzeigesignal Acc und eine
Kraftstoffeinspritzmenge Qsol, sowie ein Motordrehzahl-
Anzeigedatum Ne als Motorbetriebszustand-Anzeigedaten
gelesen. Im Schritt S242 wird der Ansaugdruck Pm gelesen.
Der Ansaugdruck Pm wird mittels des Ansaugdrucksensors
35, der im Ansaugkrümmer oder im Zuführungsdurchlaß
angeordnet ist, gemessen oder direkt erfaßt. Alternativ
kann der Ansaugdruck Pm durch die Routine für die Arith
metikoperation abgeleitet werden, wie in Fig. 2 gezeigt
ist. Im Schritt S243 wird eine Soll-EGR-Anhebung (eine
gewünschte EGR-Anhebung) des EGR-Ventils 9 auf der Grund
lage sowohl der Motorbetriebszustands-Anzeigedaten als
auch des Ansaugdrucks Pm berechnet. Im Schritt S244 wird
das EGR-Ventil betätigt oder die Öffnung des EGR-Ventils
gesteuert, so daß die im Schritt S243 abgeleitete Soll-
Ventilanhebung erreicht wird. In dem Fall, daß das mit
tels Tastverhältnis gesteuerte Elektromagnetventil wie in
Fig. 1 gezeigt zum Ansteuern des Ventilanhebungsmechanis
mus (der die Membrankammer enthält) des EGR-Ventils
verwendet wird, wird das Tastverhältnis des Magnetventils
12 auf der Grundlage der Abweichung zwischen der Ist-
Anhebung des EGR-Ventils und der Soll-Ventilanhebung auf
ein geeignetes Tastverhältnis eingestellt. Alternativ
werden in dem Fall, daß ein Schrittmotor zur Einstellung
der Anhebung des EGR-Ventils verwendet wird, die Winkel
schritte des Schrittmotors auf der Grundlage der obener
wähnten Abweichung auf eine geeignete Anzahl von Schrit
ten eingestellt.
In Fig. 38 ist eine Unterroutine zur Berechnung der
erwünschten Anhebung oder der Soll-Anhebung (Tlift) des
EGR-Ventils gezeigt. Im Schritt S251 wird ein Motorlast
äquivalenzwert Qfe als Funktion der Motorlastanzeigedaten
und des Ansaugdrucks Pm berechnet. Der Wert Qfe wird
erhalten, indem ein Wert der Motorlastanzeigedaten durch
den Ansaugdruck Pm dividiert wird. Das heißt, der Wert
Qfe wird ausgedrückt durch Qfe = (Wert der Motorlastan
zeigedaten)/(Ansaugdruck Pm). Wie aus dieser Gleichung
deutlich wird, neigt in dem Fall, in dem die Kraftstoff
einspritzmenge (Qsol) in einem Übergangszustand des
Motors wie z. B. bei starker Beschleunigung schnell
zunimmt, der Wert der Motorlastanzeigedaten aufgrund der
Verzögerung der Veränderung des Ansaugdrucks dazu, rela
tiv zum Ansaugdruck Pm anzusteigen. Im Schritt S252 wird
eine Soll-EGR-Ventilanhebung Tlift sowohl aus der Motor
drehzahl Ne als auch dem Motorlastäquivalenzwert Qfe
entsprechend den in Fig. 40 gezeigten Kennlinien gewon
nen. Die Kennlinien der Motordrehzahl Ne über dem Motor
lastäquivalenzwert Qfe sind in einem Speicher der Steuer
einheit in Form eines Kennfeldes gespeichert. In Fig. 39
ist eine weitere Unterroutine zur Berechnung der Soll-
EGR-Ventilanhebung (Tlift) gezeigt. Im Schritt S261 wird
ein Soll-Ansaugdruck Pmt sowohl aus den Motorlastanzeige
daten wie z. B. dem Drosselklappenöffnungsanzeigesignal
Acc, der Kraftstoffeinspritzmenge Qsol oder dergleichen,
als auch dem Motordrehzahlanzeigesignal Ne entsprechend
dem in Fig. 42 gezeigten Kennfeld abgeleitet, das experi
mentell bestimmt worden ist. Im Schritt S262 wird ein
Differenzdruck dPm (= Pm - Pmt) zwischen dem erfaßten
oder berechneten Ansaugdruck Pm, der als Ist-Ansaugdruck
betrachtet wird, und dem Soll-Ansaugdruck Pmt berechnet.
Im Schritt S263 wird ein motorlastabhängiger Korrektur
faktor Kqf aus dem Differenzdruck dPm anhand der in
Fig. 41 gezeigten Nachschlagtabelle abgeleitet. Im
Schritt S264 wird der Motorlastäquivalenzwert Qfe sowohl
aus den Motorlastanzeigedaten als auch dem motorlastab
hängigen Korrekturfaktor Kqf gemäß der Gleichung
Qfe = (Wert der Motorlastanzeigedaten) × Kqf abgeleitet.
Im Schritt S265 wird die Soll-EGR-Ventilanhebung Tlift
sowohl aus der Motordrehzahl Ne als auch dem Motorlast
äquivalenzwert Qfe anhand der in Fig. 40 gezeigten Nach
schlagtabelle abgeleitet.
Wie aus den zwei in den Fig. 37 und 39 gezeigten Routinen
deutlich wird, wird die Soll-EGR-Rate (oder deren Äquiva
lenzwert wie z. B. die Soll-EGR-Ventilanhebung Tlift) in
Abhängigkeit vom Ansaugdruck Pm geeignet korrigiert,
wodurch es möglich ist, eine optimale EGR-Steuerung
selbst dann auszuführen, wenn sich der Motor in einem
Übergangsbetriebszustand wie z. B. einer starken Be
schleunigung befindet. Dies verhindert, daß während des
Übergangsbetriebszustandes die Abgasregelungsleistung
verschlechtert wird. Das obenbeschriebene System der
dritten Ausführungsform kann insbesondere im Fall eines
Dieselmotors mit Turbolader eine hochgenaue EGR-Steuerung
schaffen. Bisher wird eine Soll-EGR-Rate oder deren
entsprechender Wert (die EGR-Ventilanhebung) unter der
Annahme eingestellt, daß der Ansaugdruck ein Standard
druck wie z. B. ein vorgegebener Druckpegel PA# ist,
weshalb die Soll-EGR-Rate, die vom EGR-Steuersystem des
Standes der Technik berechnet wird, einem gewünschten
Wert unter einer bestimmten Bedingung entspricht, in der
der Ansaugdruck den Standarddruck erreicht, weshalb die
Neigung zu einer ungenügenden Menge an zugeführter
Frischluft besteht, bis der Ansaugdruck den Standarddruck
erreicht. In einem solchen Fall ist es notwendig, die
Soll-EGR-Rate, die vom System des Standes der Technik
abgeleitet worden ist, nach unten zu korrigieren. Da
andererseits im System der dritten Ausführungsform der
Motorlastäquivalenzwert Qfe dazu neigt, in einem Über
gangsbetriebszustand des Motors wie z. B. während einer
Beschleunigung relativ zum Ansaugdruck zuzunehmen. Wie
aus dem in Fig. 40 gezeigten Kennfeld deutlich wird,
nimmt mit steigendem Motorlastäquivalenzwert Qfe die
Soll-EGR-Ventilanhebung Tlift ab. Das heißt, die Soll-
EGR-Ventilanhebung (die im wesentlichen der EGR-Rate
entspricht) wird in Abhängigkeit von der Veränderung des
Ansaugdrucks Pm geeignet korrigiert. Somit kann das
System der dritten Ausführungsform selbst in einem Über
gangsbetriebszustand des Motors wie z. B. während starker
Beschleunigung eine optimale hochgenaue EGR-Steuerung
sicherstellen. In den Fig. 43A bis 43F sind Zeitablauf
diagramme gezeigt, die die durch das System der dritten
Ausführungsform erhaltenen Wirkungen erläutern. Wie
allgemein bekannt ist, wird die Soll-EGR-Rate (oder die
Soll-EGR-Menge) unter Berücksichtigung des Kompromisses
zwischen der Unterdrückung der Bildung von NOx-Emissionen
und der Bildung von Partikeln, die vom Abgassystem abge
geben werden, oder zwischen der Erhöhung der NOx-Emissio
nen und der Verringerung der Partikel bestimmt. Ein
Einstellpunkt der EGR-Rate wird allgemein so festgelegt,
daß eine vergleichsweise geringe Empfindlichkeit gegen
über der Bildung von NOx-Emissionen und vergleichsweise
hohe Empfindlichkeit gegenüber der Bildung von Partikeln
besteht. Aus den oben genannten Gründen besteht im Ver
gleich zum System des Standes der Technik im Fall des
Systems der dritten Ausführungsform die Neigung, daß in
einem Motorübergangsbetriebszustand, d. h. im Fall einer
schnellen Erhöhung der Motorlast (der Drosselklappenöff
nung Acc oder der Kraftstoffeinspritzmenge Qsol), die
NOx-Emissionen leicht zunehmen, während der Partikelaus
stoß deutlich abnimmt.
Vierte Ausführungsform
In den Fig. 44 bis 53 ist ein Kraftfahrzeug-Abgasrege
lungssystem der vierten Ausführungsform für einen Diesel
motor mit Turbolader gezeigt. Die Grundkonstruktion des
Systems der vierten Ausführungsform ist derjenigen der in
den Fig. 1 bis 25 gezeigten ersten Ausführungsform ähn
lich. Lediglich die Arithmetik-Operationsroutine für die
Kraftstoffeinspritzmenge (Qsol), die von einer im System
der vierten Ausführungsform enthaltenen Steuereinheit
ausgeführt wird, unterscheidet sich von der ersten Aus
führungsform. Das heißt, im System der vierten Ausfüh
rungsform ist in die Arithmetikoperation für die Kraft
stoffeinspritzmenge Qsol zusätzlich eine Unterroutine für
eine genauere Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge
eingefügt. Für einen Vergleich zwischen den Systemen der
ersten und vierten Ausführungsformen werden im folgenden
diese Kraftstoffeinspritzmengen-Korrektur-Unterroutinen
genauer erläutert.
Wie in Fig. 44 gezeigt, führt die im System der vierten
Ausführungsform eingesetzte Steuereinheit eine Kraftstof
feinspritzmengensteuerung wie folgt durch:
Im Schritt S271 werden die Motordrehzahl Ne und die
Steuerhebelöffnung CL der Einspritzpumpe 7 eingelesen. Im
Schritt S272 wird eine Grund-Kraftstoffeinspritzmenge
Mqdrv sowohl aus der Motordrehzahl Ne als auch der Steu
erhebelöffnung CL gemäß der in Fig. 22 gezeigten Nach
schlagtabelle abgeleitet. Im Schritt S273 wird die Grund-
Kraftstoffeinspritzmenge Mqdrv mittels verschiedener
Korrekturfaktoren wie z. B. eines wassertemperaturabhän
gigen Korrekturfaktors und dergleichen korrigiert, um
eine einfach korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Drvq zu
erhalten. Im Schritt S274 wird die einfach korrigierte
Kraftstoffeinspritzmenge Drvq gemäß einer in Fig. 45
gezeigten Korrekturunterroutine erneut korrigiert, um
eine zweifach korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb
zu erhalten. Im Schritt S275 wird in dem Fall, daß die
zweifach korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb eine
Obergrenze (eine gegebene Maximal-Kraftstoffeinspritz
menge Qful, die von einer weiteren in Fig. 50 gezeigten
Unterroutine berechnet wird) überschreitet, die korri
gierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb durch die Ober
grenze ersetzt, um den aktuellen Ausgangswert der Kraft
stoffeinspritzmenge Qsol innerhalb der Obergrenze zu
halten. Wenn die zweifach korrigierte Kraftstoffein
spritzmenge Qsolb unterhalb der Obergrenze liegt, wird
die korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb als aktu
eller Ausgangswert der Einspritzmenge Qsol betrachtet.
In Fig. 45 ist eine Unterroutine zur Berechnung der
Kraftstoffeinspritzmenge gezeigt.
Im Schritt S281 wird die Soll-EGR-Rate Megr gelesen, wie
bereits in bezug auf die Fig. 19 und 20 beschrieben
worden ist. Im Schritt S282 wird eine Ist-EGR-Rate Regr
des durch das EGR-Ventil zurückgeführten Abgases gelesen.
Die Ist-EGR-Rate Regr wird üblicherweise in Form der Ist-
EGR-Ventilanhebung Lifts erhalten, die direkt vom EGR-
Ventilanhebungssensor 34 erfaßt wird, wie in Fig. 1
gezeigt ist. Im Schritt S283 wird die Abweichung
dEGR (= Megr - Regr) zwischen der Soll-EGR-Rate Megr und
der Ist-EGR-Rate Regr berechnet. Im Schritt S284 wird ein
Kraftstoffeinspritzmengen-Korrekturfaktor Kqsolh aus der
EGR-Raten-Differenz dEGR anhand der in Fig. 46 gezeigten
Nachschlagtabelle abgeleitet. Im Schritt S285 wird die
einfach korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Drvq gele
sen. Im Schritt S286 wird die Abweichung
Dtq (= Drvq - Qsoln-1) zwischen der einfach korrigierten
Kraftstoffeinspritzmenge Drvq und dem vorangegangenen
Wert Qsoln-1 der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet. Im
Schritt S287 wird die zweifach korrigierte Kraftstoffein
spritzmenge Qsolb sowohl aus der Abweichung Dtq als auch
dem Kraftstoffeinspritzmengen-Korrekturfaktor Kqsolh
gemäß der folgenden Gleichung abgeleitet.
Qsolb = Qsoln-1 + Dtq × Kqsolh
Wie aus der in Fig. 46 gezeigten Kennlinie der EGR-Raten-
Abweichung (dEGR) über dem Kraftstoffeinspritzmengen-
Korrekturfaktor (Kqsolh) deutlich wird, ist der Korrek
turfaktor Kqsolh so beschaffen, daß er auf "1" einge
stellt ist, wenn die Abweichung dEGR der EGR-Rate gleich
"0" ist und allmählich auf einen vorgegebenen Dezimal
bruch kleiner als "1" und etwas größer als "0" längs
einer im wesentlichen parabolischen Kurve verringert
wird, wenn der Absolutwert dEGR der EGR-Raten-Abwei
chung dEGR zunimmt, und auf dem obenerwähnten vorgegebe
nen Dezimalbruchwert gehalten wird, wenn die EGR-Raten-
Abweichung dEGR ihre vorgegebene obere oder untere Grenze
überschreitet. In dem Fall, daß die EGR-Raten-Abweichung
dEGR gleich "0" ist, beträgt z. B. der Korrekturfaktor
Qsolh "1". In diesem Fall wird die zweifach korrigierte
Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb gleich der einfach korri
gierten Kraftstoffeinspritzmenge Drvq, da Qsolb =
Qsoln-1 + Btq × Kqsolh = Qsoln-1 + Btq =
Qsoln-1 + Drvq - Qsoln-1 = Drvq.
In Fig. 47 ist eine weitere Unterroutine zur Korrektur
der Kraftstoffeinspritzmenge gezeigt.
Im Schritt S291 wird der Volumetrikeffizienz-Äquiva
lenzwert Kin eingelesen. Der Volumetrikeffizienz-Äquiva
lenzwert Kin kann als Produkt (Kinn × Kinp) des motor
drehzahlabhängigen Korrekturfaktors Kinn (siehe Fig. 10)
und des ansaugdruckabhängigen Korrekturfaktors Kinp
(siehe Fig. 9) im wesentlichen auf die gleiche Weise wie
oben in bezug auf die Fig. 8, 9 und 10 erläutert, berech
net werden. Im Schritt S292 wird die zweifach korrigierte
Kraftstoffeinspritzmenge (eine endgültige Kraftstoffein
spritzmenge/Zylinder/Ansaugtakt) Qsolb gemäß der
folgenden Verzögerungsgleichung erster Ordnung geschätzt.
Qsolb = Qsoln-1 × (1 - Kvol × Kin) + Drvq × Kvol × Kin
wobei Kvol das obenerwähnte vorgegebene volumetrische
Verhältnis (Vc/Vm) der volumetrischen Kapazität pro
Zylinder (Vc) zur volumetrischen Kapazität des Sammlers
und des Ansaugkrümmers im Zuführungssystem (Vm) bezeich
net, das Produkt (Kvl × Kin) angibt, welcher Prozentsatz
der derzeit berechneten einfach korrigierten Kraftstoff
einspritzmenge Drvq momentan in den Zylinder gesaugt
wird. Aufgrund der Verzögerung erster Ordnung entspricht
daher der erste Ausdruck (Qsoln-1 × (1 - Kvol × Kin) im
wesentlichen der Rate der Kraftstoffeinspritzmenge, die
innerhalb des vorangehenden Werts Qsoln-1 der im vorange
henden Arithmetikoperationszyklus (siehe Fig. 44) berech
neten Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylinder gesaugt
wird, während der zweite Ausdruck (Drvq × Kvol × Kin) im
wesentlichen der Rate der Kraftstoffeinspritzmenge ent
spricht, die von der im aktuellen Arithmetikoperationszy
klus (siehe Schritt S273 der Fig. 44) abgeleiteten ein
fach korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge in den Zylin
der gesaugt wird.
In den Fig. 48 und 49 ist eine weitere Unterroutine zur
Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge gezeigt.
Im Schritt S301 wird die zugeführte Frischluftströ
mungrate Qas0 eingelesen. Die Strömungsrate Qas0 wird als
gewichteter Mittelwert der Ansaugluftströmungsrate Qasn
durch den Ablauf vom Schritt S21 über Schritt S22 zu
Schritt S23 erhalten, wie oben in bezug auf Fig. 4 erläu
tert worden ist. In der gezeigten Ausführungsform wird
die Ansaugluftströmungsrate Qasn aus dem Spannungssignal
wert Qo vom Luftströmungsmesser gemäß der in Fig. 53
gezeigten Nachschlagtabelle abgeleitet. Im Schritt S302
die zugeführte Frischluftströmung/Zylinder/Zufüh
rungstakt (einfach als die Frischluftströmung pro
Zylinder Qac abgekürzt) gemäß der folgenden Gleichung
berechnet.
Qac = Qas0/Ne × 120/CYLN#
wobei Qas0 den gewichteten Mittelwert der Ansaugluftströ
mung Qasm bezeichnet, Ne die Motordrehzahl bezeichnet und
CYLN# die Anzahl der Motorzylinder bezeichnet.
Im Schritt S303 wird eine zulässige Kraftstoffeinspritz
menge Qsolc gemäß der folgenden Gleichung aus drei Para
metern abgeleitet, nämlich dem Luftüberschußfaktor-Äqui
valenzwert Lamb (einen Zyklus vorher im Schritt S307
berechnet), der zulässigen Luftüberschußfaktorveränderung
(Dlamb) (einen Zyklus vorher im Schritt S308 abgeleitet)
sowie der Frischluftströmung pro Zylinder Qac.
Qsolc = Qac/(Lamb - Dlamb)/14,6
Im Schritt S304 wird die zulässige Kraftstoffeinspritz
menge Qsolc mit der einfach korrigierten Kraftstoffein
spritzmenge Drvq verglichen. Im Fall von Qsolc Drvq
wird mit Schritt S305 fortgefahren, in dem die einfach
korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Drvq als die endgül
tige korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb betrach
tet wird. Im Gegensatz dazu wird im Fall von Qsolc < Drvq
mit Schritt S306 fortgefahren, in dem die zulässige
Kraftstoffeinspritzmenge Qsolc als die endgültige korri
gierte Kraftstoffeinspritzmenge Qsolb betrachtet wird.
Mit anderen Worten, es wird die kleinere der beiden
berechneten Kraftstoffeinspritzmengen Drvq und Qsolc
ausgewählt. Im Schritt S307 wird der Luftüberschußfaktor-
Aquivalenzwert Lamb als Funktion sowohl der endgültigen
korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge Qsol (genauer
Qsolb) als auch der Frischluftströmung pro Zylinder Qac
gemäß der folgenden Gleichung berechnet.
Lamb = Qac/Qsol/14, 6
Im Schritt S308 wird die zulässige Luftüberschußfaktor
veränderung Dlamb aus dem im Schritt S307 berechneten
Luftüberschußfaktor-Äquivalenzwert Lamb anhand der in
Fig. 49 gezeigten Nachschlagtabelle abgeleitet. Wie aus
der in Fig. 49 gezeigten Kennlinie deutlich wird, ist die
zulässige Luftüberschußfaktorveränderung Dlamb so einge
stellt, daß sie im wesentlichen proportional zur Größe
des Luftüberschußfaktor-Aquivalenzwerts Lamb ist, wodurch
die Abgasregelleistung und die Fahreigenschaften geeignet
aufeinander abgestimmt sind.
In Fig. 50 ist die Unterroutine für die Berechnung der
maximalen Kraftstoffeinspritzmenge Qful gezeigt.
Im Schritt S311 wird die Frischluftströmung pro Zylinder
Qac eingelesen. Genauer wird im Schritt S311 zusätzlich
zur Frischluftströmung pro Zylinder Qac die Motordrehzahl
Ne und der Ansaugdruck (genauer der einen Zyklus vorher
abgeleitete Ansaugdruck Pmn-1) gelesen.
Im Schritt S312 wird zuerst der Grenz-Luftüberschußfaktor
Klamb als Produkt (Klambn × Klambp) des motordrehzahlab
hängigen Faktors Klambn (siehe die in Fig. 51 gezeigte
Nachschlagtabelle) und des ansaugdruckabhängigen Faktors
Klambp (siehe die in Fig. 52 gezeigte Nachschlagtabelle)
bestimmt. Anschließend wird die maximale Kraftstoffein
spritzmenge Qful als Funktion der Frischluftströmung pro
Zylinder Qac und des Grenz-Luftüberschußfaktors Klamb
(= Klambn × Klambp) gemäß der folgenden Gleichung berech
net.
Qful = Qac/Klamb/14,6
Gemäß dem System der vierten Ausführungsform wird die
Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von den Motorbe
triebsbedingungen wie z. B. dem Vorhandensein oder Fehlen
der Abgasrückführung und der Veränderung der EGR-Rate
(Megr) genau korrigiert, wodurch eine unbeabsichtigte
starke Verringerung des Luftüberschußfaktors verhindert
wird. Als Folge davon werden das Fahrverhalten (eine
Beschleunigungsleistung) und die Abgasregelleistung gut
aufeinander abgestimmt. Ferner wird die Kraftstoffein
spritzmenge in Abhängigkeit von einer gewünschten Kraft
stoffeinspritzmenge (Drvq), der Soll-EGR-Rate und der
Ist-EGR-Rate (genauer der Abweichung dEGR zwischen der
Soll-EGR-Rate und der Ist-EGR-Rate) genau korrigiert,
wodurch die Lieferung der Kraftstoffeinspritzmenge opti
miert wird. In der ersten Abwandlung der Einspritzmengen
korrektur unter Berücksichtigung einer Verzögerung erster
Ordnung bis die unmittelbar berechnete Kraftstoffein
spritzmenge tatsächlich in den Zylinder gelangt, wird
jedoch die gewünschte Einspritzmenge (entsprechend der
einfach korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge) weiter
korrigiert. Dies verbessert eine Genauigkeit der Kraft
stoffeinspritzmengen-Korrektur. Um die Einspritzmenge in
der obenerwähnten Abwandlung genauer zu korrigieren,
werden als Verzögerungszeitkonstante erster Ordnung
(Kvl × Kin) mehrere Parameter verwendet, nämlich die
volumetrische Kapazität Vm des Sammlers und des Ansaug
krümmers, die volumetrische Kapazität pro Zylinder Vc
sowie der Volumetrikeffizienz-Äquivalenzwert Kin, der auf
der Motordrehzahl Ne und dem Ansaugdruck Pmn-1 beruht.
Die Verzögerungszeitkonstante erster Ordnung kann zumin
dest aus einen dieser drei Parameter Vm, Vc, Kin und
dergleichen abgeleitet werden. Außerdem kann in der
zweiten Abwandlung der Einspritzmengenkorrektur die
Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der ge
wünschten Kraftstoffeinspritzmenge (Drvq) und dem berech
neten Luftüberschußfaktor (Lamb) genau berechnet werden.
Wie in Fig. 49 gezeigt, kann die Kraftstoffeinspritzmenge
unter Berücksichtigung der zulässigen Luftüberschußfak
torveränderung (Dlamb), die anhand des berechneten
Luftüberschußfaktors (Lamb) berechnet wird und somit mit
diesem korreliert, genauer korrigiert und eingestellt
werden, wobei als Folge hiervon die Ist-Kraftstoffein
spritzmenge in Abhängigkeit von der Größe des berechneten
Luftüberschußfaktors Lamb geeignet eingestellt wird, so
daß die Veränderung des Luftüberschußfaktors nicht extrem
zunimmt, wodurch verhindert wird, daß der Luftüberschuß
faktor schnell absinkt. Somit werden die Abgasregelungs
leistung und das Fahrverhalten geeignet aufeinander
abgestimmt.
Fünfte Ausführungsform
In den Fig. 54 bis 72 ist eine Hauptroutine für die
arithmetische Operation einer gemittelten Ansaugluftströ
mungsrate oder eines gewichteten Mittelwerts der zuge
führten Frischluftströmungsrate gezeigt.
Im Schritt S341 wird das Spannungssignal Qo vom Luftströ
mungsmesser 16 (siehe Fig. 1) eingelesen. Im Schritt S342
wird das Spannungssignal Qo in eine Ansaugluftströmungs
rate (oder eine zugeführte Frischluftströmungsrate) Qas01
umgesetzt, indem gemäß der in Fig. 53 gezeigten Umset
zungstabelle eine Linearisierung durchgeführt wird. Im
Schritt S343 wird unter Berücksichtigung der Antwortver
zögerung, die der Luftströmungserfassungsvorrichtung wie
z. B. einem Hitzdraht-Luftströmungsmesser eigen ist, eine
sogenannte Vorverarbeitung auf die zugeführte Frischluft
strömungsrate (Qas01) angewendet, um eine vorverarbeitete
Frischluftströmungsrate Qas02 zu erzeugen. Im Schritt
S344 wird unter Verwendung der vorverarbeiteten Frisch
luftströmungsrate Qas02 eine Rückwärtsströmungserfassung
durchgeführt, wobei gleichzeitig eine Strömungsratenkor
rektur auf der Grundlage eines Ergebnisses der Rückwärts
strömungserfassung durchgeführt wird, um eine korrigierte
Frischluftströmungsrate (oder einen um die Rückwärtsströ
mung korrigierten Wert) Qas03 zu erzeugen. Im Schritt
S345 wird bezüglich der korrigierten Frischluftströmungs
rate Qas03 ein Mittelungsprozeß ausgeführt, um die gemit
telte Ansaugluftströmungsrate Qas0 zu erzeugen. Die
Vorverarbeitung des Schritts S343 wird im folgenden mit
Bezug auf die in Fig. 55 gezeigte Unterroutine genauer
beschrieben. Die in Fig. 55 gezeigte Vorverarbeitung wird
als zeitgesteuerte Unterbrechungsroutine ausgeführt, die
in vorgegebenen Zeitintervallen wie z. B. 4 ms gestartet
wird. Wie aus der in Fig. 56 gezeigten Luftströmungsmes
ser-Antwortkennlinie (Stufenantwort-Testdaten), die vom
Erfinder experimentell überprüft wurden, deutlich wird,
besitzt ein typischer Hitzdraht-Luftströmungsmesser eine
erste Zeitkonstante (oder einen ersten Verzögerungskoef
fizienten) T1, die durch die Zone A dargestellt ist,
sowie eine zweite Zeitkonstante (einen zweiten Verzöge
rungskoeffizienten) T2, die durch die Zone B dargestellt
ist.
Wie in Fig. 55 gezeigt, wird im Schritt S351 unter Be
rücksichtigung der ersten Zeitkonstante T1 eine erste
Vorverarbeitung gemäß der folgenden Gleichung durchge
führt.
Qa11 = Qas01n-1 + (Qas01 - Qas01n-1) × 0,004/T1
wobei Qas01n-1 den vorangegangenen Wert der zugeführten
Frischluftströmungsrate bezeichnet, die im Schritt S342
umgesetzt worden ist, Qas01 den aktuellen Wert der zuge
führten Frischluftströmungsrate bezeichnet und T1 die
erste Zeitkonstante bezeichnet.
Im Schritt S352 wird unter Berücksichtigung der zweiten
Zeitkonstante T2 eine zweite Vorverarbeitung durchge
führt, um eine sekundäre vorverarbeitete Frischluftströ
mungsrate Qas02 gemäß der folgenden Gleichung zu erzeu
gen.
Qas02 = Qa11n-1 + (Qa11 - Qa11n-1) × 0,004/T2
wobei Qa11n-1 den vorangehenden Wert der primären vorver
arbeiteten Frischluftströmungsrate bezeichnet, die im
Schritt S351 einen Zyklus vorher berechnet worden ist,
Qas11 den aktuellen Wert der primären vorverarbeiteten
Frischluftströmungsrate bezeichnet, die im Schritt S351
im aktuellen Arithmetikoperationszyklus berechnet worden
ist, und T2 die zweite Zeitkonstante bezeichnet.
In den Fig. 57 und 58 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das
zur Rückwärtsströmungserfassung und zur Rückwärtsströ
mungskorrektur erforderlich ist.
Im Schritt S361 wird eine Vergleichswert (oder ein oberes
Entscheidungsniveau) Qa2sl berechnet, das unter Berück
sichtigung der Motorbetriebsbedingungen mit einem Maxi
malwert der zugeführten Frischluftströmungsrate vergli
chen wird. Der Vergleichswert Qa2sl wird im folgenden mit
Bezug auf die in Fig. 59 gezeigte Unterroutine genauer
beschrieben.
Im Schritt S362 wird die Veränderung seit dem vorangehen
den Wert Qas02n-1 der sekundären vorverarbeiteten Frisch
luftströmungsrate, die im Schritt S352 einen Zyklus
vorher berechnet worden ist, zur laufenden sekundären
vorverarbeiteten Frischluftströmungsrate Qas02 berechnet,
d. h. die Abweichung ΔQa2 (= Qas02 - Qas02n-1) zwischen
der aktuellen Strömungsrate Qas02 und der vorangegangenen
Strömungsrate QasO2n-1.
Im Schritt S363 wird bestimmt, ob die Abweichung ΔQa2
eine negative Zahl ist. Wenn die Antwort im Schritt S363
eine Bestätigung (JA) ist, d. h. im Fall von ΔQa2 < 0,
wird mit Schritt S364 fortgefahren, in dem überprüft
wird, ob der vorangegangene Wert ΔQa2n-1 der Abweichung
größer als oder gleich "0" ist. Im Fall von ΔQa2 0 im
Schritt S363 oder im Fall von ΔQa2n- < 0 im Schritt S364
springt die Verarbeitung zum Schritt S366. Wenn die
Antwort auf Schritt S364 JA (ΔQa2n-1 0) ist, wird mit
Schritt S365 fortgefahren, in dem die vorangegangene
Abweichung ΔQa2n-1 als Maximalwert Qa2m betrachtet wird,
wodurch der Maximalwert Qa2m mit der Abweichung ΔQa2n-1
aktualisiert wird. Im Schritt S363 bedeutet ΔQa2 < 0, daß
die aktuelle Strömungsrate Qas02 ausgehend von der voran
gegangenen Strömungsrate Qas02n-1 zum Zeitpunkt der
laufenden Arithmetikoperation absinkt. Ferner bedeutet
ΔQa2n-1 0 im Schritt 5364, daß die vorangegangene
Strömungsrate Qas02n-1 ausgehend von der sekundären
vorverarbeiteten Frischluftströmungsrate Qas02n-2, die
zwei Zyklen vorher im Schritt S352 berechnet worden ist,
ansteigt. Das heißt, der Ablauf vom Schritt S363 über
Schritt S364 zu Schritt S365 bedeutet, daß die vorange
gangene Strömungsrate Qas02n-1 einem Maximalwert ent
spricht, da die sekundäre vorverarbeitete Frischluftströ
mungsrate Qas02 sich von der ansteigenden Richtung zur
abfallenden Richtung verändert. In dem Fall, daß die zwei
in den Schritten S363 und S364 definierten Bedingungen
gleichzeitig nicht erfüllt sind, wird der in der vorgege
benen Speicheradresse in der Steuereinheit des Systems
der fünften Ausführungsform gespeicherte Maximalwert Qa2m
nicht aktualisiert, wobei als Ergebnis der vorangegangene
Wert des Maximalwerts Qa2m als der aktuelle Wert gehalten
wird.
Im Schritt S366 wird bestimmt, ob der vorangegangene Wert
Flagsn-1 eines Vorzeichenentscheidungsmerkers Flags
gleich "1" oder gleich "0" ist. Wenn die Antwort im
Schritt S366 eine Bestätigung ist, d. h. im Fall von
Flagsn-1 = 1, wird mit Schritt S370 fortgefahren, in dem
ein Vorzeichenmerker Sign auf "1" gesetzt wird. Wenn im
Gegensatz dazu die Antwort im Schritt S366 negativ (NEIN)
ist, d. h. im Fall von Flagsn-1 = 0, wird mit Schritt
S367 fortgefahren, in dem bestimmt wird, ob die vorange
gangene Abweichung ΔQa2n-1 eine negative Zahl ist. Wenn
die Antwort im Schritt S367 eine Bestätigung ist, d. h.
im Fall von ΔQa2n-1 < 0, wird mit Schritt S368 fortgefah
ren, in dem bestimmt wird, ob die aktuelle Abweichung
ΔQa2 gleich oder größer als "0" ist. Wenn die Antwort im
Schritt S368 eine Bestätigung (JA) ist, fährt die Verar
beitung mit Schritt S370 fort, um den Merker Sign auf "1"
zu setzen. Wenn die Antwort im Schritt S368 negativ
(NEIN) ist, wird mit Schritt S369 fortgefahren, in dem
bestimmt wird, ob der Maximalwert Qa2m gleich oder größer
als das Entscheidungsniveau Qa2sl ist. Wenn die Antwort
im Schritt S367 negativ (NEIN) ist, fährt die Verarbei
tung mit Schritt S369 fort, um den Maximalwert Qa2m mit
dem Entscheidungsniveau Qa2sl zu vergleichen. Wenn die
Bedingung Qa2m Qa2sl im Schritt S369 erfüllt ist, wird
mit Schritt S370 fortgefahren, in dem der Vorzeichenmer
ker Sign auf "1" gesetzt wird. Im Fall von Qa2m < Qa2sl
wird mit Schritt S371 fortgefahren, in dem der Vorzei
chenmerker Sign auf "-1" gesetzt wird. Anschließend wird
im Schritt S372 die korrigierte Frischluftströmungsrate
Qas03 erhalten, in dem gemäß der folgenden Gleichung die
vorangehende sekundäre vorverarbeitete Frischluftströ
mungsrate Qas02n-1 mit dem Wert des aktuellen Vorzeichen
merkers Sign multipliziert wird.
Qas03 = Qas02n-1 × Sign
Im Schritt S373 wird die vorangegangene sekundäre vorver
arbeitete Frischluftströmungsrate Qas02n-1 mit der aktu
ellen sekundären vorverarbeiteten Frischluftströmungsrate
Qas02 aktualisiert, so daß der aktuelle Wert Qas02 an der
vorgegebenen Speicheradresse im Speicher der Steuerein
heit gespeichert wird.
Im Schritt S374 wird bestimmt, ob der Maximalwert Qa2m
gleich oder größer als das Entscheidungsniveau Qa2sl ist.
Im Fall von Qa2m Qa2sl läuft die Verarbeitung vom
Schritt S374 zu Schritt S376, in dem der Vorzeichenent
scheidungsmerker Flags auf "0" zurückgesetzt wird. Im
Fall von Qa2n < Qa2sl läuft die Verarbeitung vom Schritt
S374 zu Schritt S375, in dem festgestellt wird, ob der
Vorzeichenmerker Sign gleich "-1" ist. Im Fall von
Sign < 0 im Schritt S375 wird mit Schritt S377 fortgefah
ren, in dem der Vorzeichenentscheidungsmerker Flags auf
"1" gesetzt wird. Im Fall von Sign 0 im Schritt S375
bleibt der Wert des Vorzeichenentscheidungsmerkers Flags
unverändert, worauf ein Zyklus dieser Unterroutine been
det ist.
In Fig. 59 ist eine Arithmetikoperations-Unterroutine zur
Berechnung des obenerwähnten Vergleichswerts (dem Ent
scheidungsniveau) Qa2sl gezeigt. Im Schritt S381 wird als
Motorbetriebszustand die Motordrehzahl Ne eingelesen. Im
Schritt S382 wird der Vergleichswert Qa2sl anhand der in
Fig. 60 gezeigten Nachschlagtabelle aus der Motordrehzahl
Ne abgeleitet. Wie aus der in Fig. 60 gezeigten Kennlinie
deutlich wird, nimmt das Entscheidungsniveau Qa2sl mit
zunehmender Motordrehzahl Ne allmählich ab, da die Rück
wärtsströmungskomponente, die in dem vom Luftströmungs
messer erzeugten Spannungssignal enthalten ist, mit
zunehmender Motordrehzahl Ne abnimmt. Ferner ist im
herkömmlichen System erwünscht, die Genauigkeit der
Messung der zugeführten Frischluftströmungsrate insbeson
dere innerhalb eines niedrigen Motordrehzahlbereichs zu
verbessern.
In Fig. 61 ist eine weitere Arithmetikoperations-Unter
routine zur Berechnung des obenerwähnten Vergleichswerts
(dem Entscheidungsniveau) Qa2sl gezeigt. In einer weite
ren Routine wird auf die gleiche Weise wie bei dem in
Fig. 59 gezeigten Ablauf von Schritt S381 bis Schritt
S382 zuerst im Schritt S391 die Motordrehzahl Ne gelesen
und anschließend im Schritt S392 ein Grund-Entscheidungs
niveau (oder ein Grund-Vergleichswert) Qa2slb anhand der
in Fig. 60 gezeigten Nachschlagtabelle aus der Motordreh
zahl Ne abgeleitet. Anschließend wird im Schritt S393 die
Ansaugluftdrosselklappenöffnung TVO gelesen. Im Schritt
S394 wird ein Entscheidungsniveau-Korrekturfaktor Kqa2sl,
der von der Drosselklappenöffnung abhängt, aus der An
saugluftdrosselklappenöffnung TVO anhand der in Fig. 62
gezeigten Nachschlagtabelle abgeleitet. Im Schritt S395
wird ein endgültiger Vergleichswert oder ein endgültiges
Entscheidungsniveau Qa2sl berechnet, in dem das Grund-
Entscheidungsniveau Qa2slb mit dem Korrekturfaktor Kqa2sl
multipliziert wird. Wie aus der in Fig. 62 gezeigten
Kennlinie deutlich wird, ist der drosselklappenöffnungs
abhängige Entscheidungsniveau-Korrekturfaktor Kqa2sl so
beschaffen, daß das Entscheidungsniveau Qa2sl in dem
Fall, in dem die Drosselklappenöffnung TVO gering ist,
auf ein vergleichsweise niedriges Niveau eingestellt ist,
wodurch die zugeführte Frischluftströmung verringert wird
und die in der zugeführten Frischluftströmung enthaltene
Rückwärtsströmungskomponente aufgrund des Anstiegs der
Strömungsgeschwindigkeit der zugeführten Frischluftströ
mung verringert wird, während das Entscheidungsniveau
Qa2sl im Fall einer großen Drosselklappenöffnung, bei der
eine erhöhte Neigung zum Ansteigen der obenerwähnten
Rückwärtsströmungskomponente besteht, auf ein vergleichs
weise hohes Niveau eingestellt ist.
In Fig. 63 ist die Arithmetikoperations-Unterroutine für
die Mittelung der rückwärtsströmungs-korrigierten Frisch
luftströmungsrate Qas03 gezeigt. Um eine gemittelte
Ansaugluftströmungsrate Qas0 zu bilden, werden im Schritt
S401 das aktuelle rückwärtsströmungs-korrigierte Frisch
luftströmungsratendatum Qas03 und die anderen rückwärts
strömungs-korrigierten Frischluftströmungsratendaten
Qas03₁, Qas03₂, . . ., Qas03N-2, Qas0N-1, die in den
vorangegangenen (n-1) Zyklen an vorgegebenen Spei
cheradressen gespeichert wurden, gemittelt. Wie im Kasten
des Schritts S402 deutlich gezeigt ist, werden die in den
Speicheradressen gespeicherten Daten bei jedem Zyklus
verschoben. Wie oben ausgeführt ist, wird das erfaßte
Frischluftströmungsraten-Anzeigespannungssignal vom
Luftströmungsmesser unter Berücksichtigung der Antwort
verzögerung (der zwei Zeitkonstanten T1 und T2) des
Luftströmungsmessers geeignet vorverarbeitet, während die
Rückwärtsströmung der zugeführten Frischluftströmung
genau erfaßt wird und die im Ausgangssignal des Luftströ
mungsmesser enthaltene Rückwärtsströmungskomponente genau
korrigiert wird, woraufhin die genau korrigierten Frisch
luftströmungsraten (Qas03) unter Berücksichtigung der
pulsierenden Strömung der zugeführten Frischluft gemit
telt werden. Als Folge davon kann die zugeführte Frisch
luftströmungsrate auf der Grundlage des Ausgangs des
Luftströmungsmessers genau berechnet oder geschätzt
werden, wodurch ungeachtet der Veränderungen der Motorbe
triebsbedingungen einschließlich der Veränderung der
Umgebung sowie der Motorlast und der Motordrehzahl eine
hochgenaue Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung sicherge
stellt wird. Da wie oben erläutert insbesondere bei
Dieselmotoren sowohl die EGR-Steuerung als auch die
Kraftstoffeinspritzmengensteuerung auf der vom Luftströ
mungsmesser erfaßten zugeführten Frischluftströmungsrate
basieren, kann die rückwärtsströmungs-korrigierte und
geeignet gemittelte Frischluftströmungsrate (Qas0) eine
genauere EGR-Steuerung sicherstellen, wodurch die NOx-
Emissionen und der Partikelausstoß wirksam verringert
werden. Ferner kann die genau berechnete Frischluftströ
mungsrate (Qas0) eine genauere Kraftstoffeinspritzmengen
steuerung sicherstellen, wodurch die Zunahme von Ruß
verhindert wird.
In Fig. 64 ist eine vereinfachte erläuternde Ansicht
gezeigt, die die Rückwärtsströmungskorrektur darstellt.
Die obere Hälfte der Fig. 64 zeigt die durch Schritt S343
vorverarbeitete Signalform, während die untere Hälfte der
Fig. 64 die Signalform nach der Rückwärtsströmungskorrek
tur zeigt. Wie aus dem Ablauf vom Schritt S369 über
Schritt S371 zu Schritt S372 in Fig. 58 deutlich wird,
wird dann, wenn der Maximalwert Qa2m kleiner ist als das
Entscheidungsniveau Qa2sl, das vorverarbeitete Signal
Qas02 geeignet invertiert (siehe untere Hälfte der
Fig. 64), wodurch die zugeführte Luftströmungsrate genau
geschätzt wird. Wie in Fig. 64 durch die gestrichelte
Linie gezeigt, sind die in den Fig. 60 und 62 gezeigten
Kennlinien so vorgegeben, daß das Entscheidungsniveau
Qa2sl auf einen Wert kleiner als ein Maximalwert eines
vergleichsweise hohen Scheitels, der die Vorwärtsströ
mungskomponente der zugeführten Frischluft anzeigt, und
größer als ein Maximalwert eines vergleichsweise niedri
gen Scheitels, der die Rückwärtsströmungskomponente der
zugeführten Frischluft anzeigt, eingestellt ist. Fig. 65
zeigt Testergebnisse in Form des Zeitablaufdiagramms für
den Fall, daß das EGR-Steuersystem in einem Dieselmotor
eingesetzt ist. Vom obersten Diagramm bis zum untersten
Diagramm zeigen die jeweiligen Diagramme die Ist-Ansaug
luftströmungsrate, das Rückwärtsströmungsanzeigesignal,
die gemessene Ansaugluftströmungsrate, die vom Luftströ
mungsmesser erfaßt worden ist, das vom System des Standes
der Technik erzeugte Ansaugluftströmungsraten-Anzeigesi
gnal, die durch die Vorverarbeitung der vorliegenden
Erfindung erhaltene Ansaugluftströmungsrate sowie den
endgültigen Ausgang des durch die Rückwärtsströmungs-
Korrekturverarbeitung erhaltenen Ansaugluftströmungsra
ten-Anzeigesignals. Wie aus dem Vergleich des obersten
Diagramms (der Ist-Ansaugluftströmungsrate) und dem
untersten Diagramm (dem endgültigen korrigierten Signal
nach der Rückwärtsströmungskorrektur) deutlich wird,
liegt das endgültige korrigierte Signal, das durch das
System der vorliegenden Erfindung erhalten wird, im
Vergleich zum Stand der Technik näher an der Ist- Ansaug
luftströmungsrate. Fig. 66 zeigt die Testergebnisse unter
besonderen Bedingungen, in denen die Motordrehzahl bei
850 min-1 gehalten wird und das EGR-Steuersystem in
Betrieb ist, wobei die in der zugeführten Luftströmung
enthaltene Rückwärtsströmungskomponente zehn Sekunden
nach Beginn des Tests allmählich zunimmt, während die
Amplitude der Pulsierung im wesentlichen konstant bleibt.
Wie in Fig. 66 gezeigt, weist das System des Standes der
Technik die Neigung auf, daß deren Testdaten (gezeigt
durch die Ein-Punkt-Linie) in der ersteren Hälfte der
Meßdauer der zugeführten Frischluftströmung auf einem
deutlich niedrigeren Pegel gehalten werden, während die
Daten in der letzteren Hälfte der Meßdauer im Vergleich
zur Ist-Strömungsrate (angezeigt durch die gestrichelte
Linie) auf einem deutlich höheren Pegel gehalten werden.
Andererseits weist das System der vorliegenden Erfindung
die Neigung auf, daß die Daten (gezeigt durch die durch
gezogene Linie), die durch die Korrekturen der vorliegen
den Erfindung erhalten werden, im wesentlichen in der
Nähe der Ist-Strömungsrate liegen.
In Fig. 67 ist eine weitere Routine zur Feststellung
eines Extremwerts (eines Maximalwert oder eines Minimal
werts) des Ausgangsspannungssignals Qo des Hitzdraht-
Luftströmungsmessers 16 (siehe Fig. 1) gezeigt. Im
Schritt S411 werden der aktuelle Wert Qn des Luftströ
mungsmesserausgangs Qo und der vorangegangene Wert Qn-1
aus dem vorgegebenen Speicheradressen abgeleitet und
anschließend die Abweichung Dn (= Qn - Qn-1) zwischen dem
aktuellen Wert Qn und dem vorangegangenen Wert Qn-1
berechnet. Im Schritt S402 wird bestimmt, ob die aktuelle
Abweichung Dn eine positive Zahl ist, d. h. ob Dn < 0,
und zusätzlich die vorangegangene Abweichung Dn-1 eine
negative Zahl ist, d. h. Dn-1 < 0. Die durch die Unglei
chungen Dn < 0 und Dn-1 < 0 definierte Bedingung bedeu
tet, daß der Spannungssignalwert des Luftströmungsmessers
von einer absteigenden Richtung des Spannungssignals zu
einer ansteigenden Richtung des Spannungssignals wech
selt. In einem solchen Fall stellt die Steuereinheit
fest, daß der Signalwert des Spannungssignals, das der
zeit vom Luftströmungsmesser erzeugt wird, einem Minimal
wert entspricht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, d. h.
in dem Fall, daß die Antwort im Schritt S412 eine Bestä
tigung (JA) ist, wird mit Schritt S413 fortgefahren, in
dem ein Minimalzustandsanzeigemerker Flg_min auf "1"
gesetzt wird. Wenn im Gegensatz dazu die Antwort im
Schritt S412 negativ (NEIN) ist, wird mit Schritt S414
fortgefahren, in dem der Minimalzustandsanzeigemerker
Flg_min auf "0" gesetzt wird und anschließend mit Schritt
S415 fortgefahren wird. Im Schritt S415 wird bestimmt, ob
die aktuelle Abweichung Dn eine negative Zahl (Dn < 0)
und zusätzlich die vorangegangene Abweichung Dn-1 eine
positive Zahl (Dn-1 < 0) ist. Die durch die Ungleichungen
Dn < 0 und Dn-1 < 0 definierte Bedingung bedeutet, daß
der Spannungssignalwert des Luftströmungsmessers von
einer Anstiegsrichtung des Spannungssignals in eine
Abstiegsrichtung des Spannungssignals übergeht. Daher
stellt die Steuereinheit fest, daß der Signalwert des
momentan vom Luftströmungsmesser erzeugten Spannungs
signals einem Maximalwert entspricht. In dem Fall, in dem
die Antwort im Schritt S415 eine Bestätigung (JA) ist,
wird mit Schritt S416 fortgefahren, in dem ein Maximalzu
standsanzeigemerker Flg_max auf "1" gesetzt wird. Wenn im
Gegensatz dazu die Antwort im Schritt S415 negativ (NEIN)
ist, wird mit Schritt S417 fortgefahren, in dem der
Maximalzustandsanzeigemerker Flg_max auf "0" gesetzt
wird. Anschließend kehrt die Verarbeitung zur Hauptrou
tine zurück.
In Fig. 68 ist die Unterroutine zum Zählen sowohl eines
Signalwertanstiegszeitintervalls C_Inc als auch eines
Signalwertabstiegszeitintervalls C_Dec des Ausgangsspan
nungssignals Qo vom Luftströmungsmesser gezeigt.
Im Schritt S421 wird ein Zählwert C des Zählers (oder des
Zeitgebers) auf "0" gesetzt. Im Schritt S422 wird der
Zählwert C um "1" inkrementiert. Im Schritt S423 wird
bestimmt, ob der Minimalzustandsanzeigemerker Flg_min
gleich "1" ist. Wenn die Bedingung Flg_min = 1 erfüllt
ist, d. h. der Minimalzustand ist erreicht, wird mit
Schritt S424 fortgefahren, in dem das Signalwertabstiegs
zeitintervall C_Dec mit dem aktuellen Zählwert C aktuali
siert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Antwort im Schritt
S423 negativ (NEIN) ist, wird mit Schritt S425 fortgefah
ren, in dem festgestellt wird, ob der Maximalzustandsan
zeigemerker Flg_max gleich "1" ist. In dem Fall, in dem
der Merker Flg_max bereits auf "1" gesetzt ist und somit
die Steuereinheit feststellt, daß der Maximalzustand zum
aktuellen Zeitpunkt erfüllt ist, wird mit Schritt S426
fortgefahren, in dem das Signalwertanstiegszeitintervall
C_Inc mit dem aktuellen Zählwert C aktualisiert wird. In
dem Fall, daß die Bedingung Flg_max = 1 nicht erfüllt
ist, d. h. sowohl die Antworten im Schritt S423 als auch
im Schritt S425 sind negativ und die Steuereinheit stellt
somit fest, daß weder der Minimalzustand noch der Maxi
malzustand erreicht sind, kehrt der Ablauf zu Schritt
S422 zurück, um den Zählwert des Zeitgebers kontinuier
lich hochzuzählen. Auf diese Weise können das Signalwert
abstiegszeitintervall C_Dec und das Signalwertanstiegs
zeitintervall C_Inc genau gemessen werden.
In Fig. 69 ist ein vereinfachtes erläuterndes Zeitablauf
diagramm gezeigt, das sich auf die in den Fig. 67 und 68
gezeigten Unterroutinen bezieht. Die erste Halbzeitperi
ode der Fig. 69 zeigt die vereinfachte Signalform einer
Grundsignalausgabe vom Luftströmungsmesser bei Fehlen der
Rückwärtsströmung im Zuführungsdurchlaß, während die
hintere Halbzeitperiode der Fig. 69 die vereinfachte
Signalform einer Grundsignalausgabe des Luftströmungsmes
sers im Fall des Auftretens der Rückwärtsströmung zeigt.
Bei Fehlen der Rückwärtsströmung (wie in der ersten
Hälfte gezeigt) schwingt das Grundsignal periodisch mit
einem im wesentlichen identischen Zyklus mit einer ver
gleichsweise langen Wellenlänge. Bei Vorhandensein der
Rückwärtsströmung (wie in der hinteren Hälfte gezeigt)
ist die Signalform des Luftströmungsmessers durch einen
mittleren Scheitel (der einer Vorwärtsluftströmung ent
spricht) und einen kleinen Scheitel (der einer Rückwärts
luftströmung entspricht), die miteinander kombiniert
sind, gekennzeichnet, da der Luftströmungsmesser die
Rückwärtsströmungskomponente als positiven Signalwert
erfaßt und ausgibt. Mittels der in Fig. 67 gezeigten
Routine werden der Minimalzustand (Flg_min = 1) und der
Maximalzustand (Fig_max = 1) erfaßt. Mittels der in
Fig. 68 gezeigten Routine werden das Signalwertanstiegs
zeitintervall C_Inc und das Signalwertabstiegszeitinter
vall C_Dec gemessen. Wie aus den Formen der oberen drei
Signale, d h. dem Grundsignal, dem Signalwertabstiegs
zeitintervall-Anzeigesignal (C_Dec) und dem Signalwertan
stiegszeitintervall-Anzeigesignal C_Inc), deutlich wird,
beginnt zu dem Zeitpunkt (mit dem schwarzen Punkt mar
kiert) der Feststellung des Maximalwerts, d. h. wenn die
Bedingung (Fig_max = 1) erfüllt ist, die Messung für das
Signalwertabstiegszeitintervall C_Dec, wobei ausgehend
von diesem Maximalwert die Messung fortgesetzt wird, bis
der Minimalwert erreicht ist, d. h. bis der Merker
Flg_min auf "1" gesetzt ist. Sobald der Minimalwert
erreicht ist, wird das Signalwertabstiegszeitintervall
C_Dec mit einem neu gemessenen Zeitintervall aktuali
siert. Auf ähnliche Weise wird zu dem Zeitpunkt (mit dem
kleinen Kreis markiert) der Feststellung des Minimal
werts, d. h. wenn die Bedingung (Flg_min = 1) erfüllt
ist, die Messung für das Signalwertanstiegszeitintervall
C_Inc begonnen, wobei diese Messung ausgehend vom Mini
malwert fortgesetzt wird bis der Maximalwert erreicht
ist, d. h. bis der Merker Flg_max auf "1" gesetzt ist.
Sobald der Maximalwert erreicht ist, wird das Signal
wertanstiegszeitintervall C_Inc mit einem neu gemessenen
Zeitintervall aktualisiert. In Fig. 69 bezeichnet das
Signal DC die Abweichung zwischen den Signalwertabstiegs
zeitintervall-Anzeigesignal C_Dec und dem Signalwertan
stiegszeitintervall-Anzeigesignal C_Inc, während die
schattierten Bereiche entsprechende signalverarbeitete
Bereiche oder invertierte Signalbereiche zeigen, die in
Abhängigkeit vom Vergleich des Abstiegszeitintervalls
C_Dec und des Anstiegszeitintervalls C_Inc, genauer in
Abhängigkeit von der Abweichung DC (= C_Dec - C_Inc)
bestimmt werden können. Die Signalverarbeitung basiert
auf dem in Fig. 70 gezeigten Flußdiagramm. Die in Fig. 70
gezeigte Unterroutine arbeitet mit den in den Fig. 67 und
68 diskutierten Unterroutinen zusammen, um das Vorhanden
sein der Rückwärtsströmung festzustellen und das Zeitin
tervall der Rückwärtsströmung zu messen und einen Si
gnalumkehrmerker Flg_neg zeitgerecht auf "1" zu setzen,
wie später erläutert wird.
Wie in Fig. 70 gezeigt, wird im Schritt S431 durch den
Ausdruck (DC = C Dec - C_Inc) die Abweichung DC zwischen
dem aktuellen Wert des Abstiegszeitintervalls C_Dec und
dem aktuellen Wert des Anstiegszeitintervalls C_Inc
berechnet. Im Schritt S432 wird festgestellt, ob die
aktuelle Abweichung (DC) eine positive Zahl ist, d. h. ob
DC 0 ist. Wenn die Antwort im Schritt S432 eine Bestä
tigung ist, wird mit Schritt S433 fortgefahren, in dem
der Signalinversionsmerker Flg_neg auf "1" gesetzt wird.
Wenn die Antwort im Schritt S432 negativ ist, wird mit
Schritt S434 fortgefahren, in dem festgestellt wird, ob
der Maximalzustandsanzeigemerker Flg_max und der Si
gnalinversionsmerker Flg_neg beide auf "1" gesetzt sind.
Wenn die Antwort im Schritt S434 eine Bestätigung ist,
wird mit Schritt S435 fortgefahren, so daß der Signalin
versionsmerker Flg_neg auf 0 gesetzt wird. Wenn die
Antwort im Schritt S434 negativ ist, wird mit Schritt
S436 fortgefahren, in dem festgestellt wird, ob der
vorangegangene Wert DC(n-1) der Abweichung eine negative
Zahl ist und zusätzlich der Minimalzustandsanzeigemerker
Flg_min gleich "1" ist. Wenn die Antwort im Schritt S436
eine Bestätigung (JA) ist, geht die Verarbeitung zum
Schritt S433 über, um den Merker Flg_neg auf "1" zu
setzen. Wenn im Gegensatz dazu die Antwort im Schritt
S436 negativ (NEIN) ist, fährt die Verarbeitung mit
Schritt S437 fort, in dem der vorangegangene Wert des
Merkers Flg_neg als der aktuelle Wert des Merkers Flg_neg
betrachtet wird, d. h. der vorangegangene Wert des Mer
kers Flg_neg bleibt in der laufenden Routine unverändert.
Wie aus dem Flußdiagramm der Fig. 70 deutlich wird,
stellt die Steuereinheit das Vorhandensein der Rückwärts
strömung fest und setzt anschließend in dem Fall, in dem
der aktuelle Wert der Abweichung DC eine positive Zahl
ist, oder z. B., wie aus den schattierten Zonen der
Fig. 69 deutlich wird, in dem Fall, daß die Abweichung DC
während der Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu dem die
Abweichung DC von der negativen Zahl zu Null übergeht und
gleichzeitig der Minimalwert erreicht wird, bis zu dem
Zeitpunkt, zu dem der nächste Maximalwert erreicht wird,
auf Null gehalten wird, den Signalinversionsmerker
Flg_neg auf "1". Daher wird der obenerwähnte Mittelungs
prozeß auf der Grundlage des umgesetzten oder invertier
ten Signals der Fig. 69 durchgeführt, um das endgültige
Frischluftströmungsraten-Anzeigesignal (Qas0) zu erzeu
gen, wodurch eine hochgenaue EGR-Steuerung und eine
hochgenaue Kraftstoffeinspritzmengensteuerung (oder eine
hochgenaue Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung) sicherge
stellt werden.
Die Fig. 71A bis 71C zeigen Testergebnisse ähnlich dem in
Fig. 65 gezeigten Test für den Fall der Signalverarbei
tung des Signalausgangs vom Hitzdraht-Luftströmungsmesser
für die Rückwärtsströmungskorrektur, die sich auf die in
den Fig. 67, 68 und 70 gezeigten Flußdiagramme beziehen.
Die Fig. 71A, 71B und 71C zeigen jeweils die vom Luft
strömungsmesser ausgegebene Signalform, die Signalform
des vorverarbeiteten Signals und die Signalform des durch
die Rückwärtsströmungskorrektur geeignet konvertierten
oder invertierten Signals. Andererseits zeigt Fig. 72
Simulationsergebnisse für den Fall, daß das System der
fünften Ausführungsform auf einen Dieselmotor mit einem
EGR-Steuersystem wie in den Fig. 1 und 29 gezeigt ange
wendet wird. Der Simulationstest wurde vom Erfinder der
vorliegenden Erfindung unter einer Bedingung durchge
führt, in der die Menge der Abgasrückführung (EGR) all
mählich entsprechend einem Anstieg der verstrichenen Zeit
während des Leerlaufs zunimmt, so daß die vom Hitzdraht-
Luftströmungsmesser gemessene Ist-Zuführungsfrischluft-
Strömungsrate allmählich abnahm. Außerdem wurde die
Motordrehzahl im Test auf 850 min-1 gehalten und die
Abtastperiode auf 1 ms festgelegt, wobei eine zugeführte
Frischluftpulsierungsströmung in Form einer sinusförmigen
Welle angewendet wurde. Wie in Fig. 72 gezeigt, sind die
Ist-Ansaugluftströmungsrate, ein durch das System des
Standes der Technik erhaltenes Strömungsraten-Anzeigesi
gnal sowie ein durch die in den Fig. 67, 68 und 70 ge
zeigte Verarbeitung erhaltenes, geeignet verarbeitetes
Strömungsraten-Anzeigesignal innerhalb eines vergleichs
weise hohen Strömungsratenbereichs im wesentlichen gleich
(bis zu einer verstrichenen Zeit von 14 s). Innerhalb
eines vergleichsweise niedrigen Strömungsratenbereichs
(innerhalb des Zeitintervalls von der verstrichenen Zeit
22 s bis zur verstrichenen Zeit 24 s) stimmt das durch
die vorliegende Erfindung erhaltene signalverarbeitete
Strömungsraten-Anzeigesignal mit der Ist-Strömungsrate
überein, während das durch das System des Standes der
Technik erhaltene Strömungsraten-Anzeigesignal als ein
deutlich höherer Signalpegel ausgegeben wird als die Ist-
Strömungsrate. Wie aus dem Obengenannten deutlich wird,
verwendet das System der fünften Ausführungsform einen
typischen kostengünstigen Hitzdraht-Luftströmungsmesser,
wodurch die Gesamtproduktionskosten des integrierten
Motorsteuersystems der Erfindung verringert werden.
Außerdem kann das System der fünften Ausführungsform, wie
oben ausgeführt ist, durch die Vorverarbeitung und die
Rückwärtsströmungskorrektur (die Signalverarbeitung)
eine hochgenaue Rückwärtsströmungserfassung und somit
eine hochgenaue Zuführungsluftströmungserfassung sicher
stellen.
Obwohl im Vorangegangenen die bevorzugten Ausführungsfor
men der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind,
ist klar, daß die Erfindung nicht auf diese besonderen
Ausführungsformen, die hier gezeigt und beschrieben
worden sind, beschränkt ist, sondern daß verschiedene
Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können,
ohne vom Umfang oder vom Geist der vorliegenden Erfin
dung, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert
sind, abzuweichen.