DE3018573A1

DE3018573A1 - Verfahren zur regulierung der treibstoffzufuhr fuer einen brennkraftmotor

Info

Publication number: DE3018573A1
Application number: DE19803018573
Authority: DE
Inventors: Masaharu Asano; Shoji Furuhashi; Hideyuki Tamura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-05-15
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1980-11-20
Also published as: US4359992A; JPS55153003A; JPS6338532B2; DE3018573C2

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der Treibstoffzufuhr für einen Brennkraftmotor mit Kurbelwelle.

Fig. 1 der anliegenden Zeichnung verdeutlicht in der graphischen Darstellung.eines Zeitschaubilds ein herkömmliches Verfahren zur Treibstoffregulierung, bei dem ein Regel-Ausgangssignal errechnet wird, dessen Wert in . dem dargestellten Fall der Menge an einzuspritzendem Brennstoff entspricht. Die Brennstoffeinspritzmenge wird durch Errechnung eines Basiswerts für die Brennstoffzufuhr, T '= k A/N, aus grundsätzlichen Motor-Betriebsparametern, der Strömungsmenge Q an in den Motor eingesaugter Luft, einer Konstante k und der Drehzahl der Kurbelwelle N errechnet. Dieser Basiswert wird entsprechend einem Einstellweft korrigiert, der vom Ausgangssignal eines nicht gezeigten Sauerstoffsensors abhängt, welcher die Sauerstoffkonzentration im Abgas sowie die öffnung einer nicht gezeigten Drosselklappe im Lufteinlaßkanal sowie die Motortemperatur berücksichtigt. Die Brennstoffzufuhr zum Motor entsprechend dem endgültigen Regelausgangswert erfolgt jeweils einmal für jede Umdrehung der Kurbelwelle.. Das Beispiel in Fig. 1 bezieht sich auf einen Sechszylindermotor. Nach je 120° Kurbelwellenumdrehung werden nacheinander Kurbelwellenwinkelsignale 10 in Form von Impulsen R.., R₂* R₃* R. ··· erzeugt. Für jede Kurbelweilenumdrehung wird während eines Zeitraums A^, A ... ein Änderungswert errechnet.. Es werden fortlaufend Rechenstartsignale 12 in Form von Taktimpulsen T ......T₁₁ erzeugt; statt dessen könnte ein auf die Kurbelwellen-Winkelsignale synchronisiertes Signal verwendet werden. Mit Zugang jedes Impulses T₁, T- *,. des Rechenstartsignals 12 beginnt die- Errechnung der Basisausgangs-

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daten 13 für jedes Zeitintervall Bw B₂ ...B₁₁. Ferner wird mit jeder Kurbelwellenumdrehung ein Impuls C₁; C„ .- als Einspritzventil-Ansteuersignal 14 erzeugt. Die jeweils in den Zeitintervallen B₁ und B_g gewonnenen vollständigen Basisausgangsdaten werden nach Korrektur mit dem letzten Änderungswert zur Steuerung der Treibstoffzufuhr verwendet. So dient der bei A₁ gewonnene Änderungswert zur Korrektur des Ausgangswertes bei B„.

Bei dem Verfahren gemäß Fig. 1 werden zur Vereinfachung der verwendeten Steuervorrichtung jeweils die Anfangszeitpunkte der Impulse bzw. Intervalle R₁, A. und C₁ zusammengelegt. Ebenso wird die Taktung der Impulse R. und der Beginn der Intervalle A₁ und C₂ auf einen Zeitpunkt gewählt.

Daraus resultiert bei dem Verfahren gemäß Fig. 1 der Nachteil, daß der für den Zeitraum A₁ verwendete Änderungswert eine volle Kurbelwellenumdrehung vor dem Einspritzzeitpunkt C- errechnet wurde, wo er endlich zur Korrektur der Treibstoff-Einspritzmenge zum Zeitpunkt C₂ nach dem Zeitintervall

.2,0 Bg mit Startimpuls T₉ herangezogen wird. Somit ist der Änderungswert im Vergleich zu dem zu korrigierenden Basiswert bereits nicht mehr zutreffend. Bei mit im wesentlichen konstanter Drehzahl und konstanter Belastung laufendem Motor kann dieser Umstand vernachlässigt werden. Wenn sich jedoch die Betriebsbedingungen des Motors laufend verändern, bereitet es mit dem bekannten Verfahren Schwierigkeiten, das Luft/Treibstoffverhältnis auf einem korrekten konstanten Wert zu halten, insbesondere bei Verwendung einer rückgekoppelten Motorsteuerung, bei der beispielsweise Informationen über die Abgaskomponenten verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Regulierung der Treibstoffzufuhr eines Brenn-5 kraftmotors mit Kurbelwelle anzugeben, mit dem die vor-

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stehend erläuterten Nachteile vermieden werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in ünteransprüchen enthalten.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Basiswerte für die Treibstoffzufuhr unter Verwendung neuester Korrekturwerte erfolgt, deren Alter kürzer als die Dauer einer Kurbelwellenumdrehung ist.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch Angaben zum Stand der Technik enthält, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine bereits eingangs erläuterte graphische Darstellung zu einem bekannten Verfahren zur Treib

stoff zufuhrregulierung, ·■ .

Fig. 2 eine ähnliche graphische Darstellung zu einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines solchen Verfahrens,

Fig. 3 ein die Ermittlung eines endgültigen Ausgangswertes betreffender Ausschnitt aus dem Verfahren von Fig. 2,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zu dem Verfahren von Fig. 2, Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms zur Änderungs-Wertberechnung in den Verfahren gemäß Fig. 2, Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 einen Ausschnitt in bezug auf die Erstellung eines endgültigen Ausgangswertes in dem Verfahren gemäß Fig. 6, und

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- Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Programms zur Durchführung des Verfahrens gemäß Fig» 6.

Das Zeitablaufdiagramm von Fig. 2 bezieht sich auf ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur HerausStellung der Unterschiede gegenüber dem in Fig. 1 graphisch dargestellten bekannten Verfahren werden für vergleichbare Signale oder Signalanteile gleiche Bezugszahlen verwendet. Das Beispiel bezieht sich auf einen Sechszylindermotor, der innerhalb jeder Kurbelwellenumdrehung nach jeweils 120° ein Kurbelwellenwinkelsignal 10 in Form von Impulsen R₁ ... R₁. ... abgibt. Unabhängig davon werden die Rechenstartsignale 12 in Form von Taktimpulsen T₁ ..,T₁₂ erzeugt.

Zur !Erzeugung der Einspritzventil-Ansteuersignale 14 in Form von Impulsen C. _f C_ ... nach jedem dritten Kurbelwellenwinkelsignal 10 wird ein nicht dargestellter Zähler zur entsprechenden Verarbeitung der Signale 10 verwendet.

Die Inhalte des Zählers können mit Sn, 3n+1, oder 3n+2 definiert werden, worin n=0, 1, 2, ... η sein kann. Nach dem vorliegenden Programm erfolgt eine Errechnung des Änderungswertes mit jedem Zählwert 3n. Der endgültige Ausgangswert wird vor jedem Zählwert (3n+1) errechnet und auch das Einspritzventil wird bei jedem Zählwert (3n*1) betätigt. Ein aus zwei Bits bestehendes Statussignal, welches sich in der Folge "00", "01", ¹MI", "00" ... ändert, kann dazu benutzt werden, um den Änderungswert bei "00" zu errechnen und das Einspritzventil-Ansteuersignal 14 im Zustand "01" zu erzeugen.

Gemäß Fig. 2 erfolgt während des mit R. beginnenden Zeitraumes .A₁ die. Errechnung des Änderungswertes, der dann für die Erstellung des korrigierten Basis-Ausgangswerts innerhalb der Zeitintervalle B₃ und B^₀ herangezogen, wird,

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Folglich wird für den endgültigen Einspritz-Ausgangswert in der Einspritzperiode C,. der in B₄ ermittelte neueste Ausgangswert benutzt, der auf dem in A₁ errechneten Änderungswert beruht. In ähnlicher Weise wird für die nächste Einspritzperiode C₂ der neueste Ausgangswert B₁₁ verwendet, welcher auf dem zuletzt im Zeitraum A₂ ermittelten Änderungswert beruht.

Fig. 3 enthält Einzelheiten über die Errechnung des Ausgangswertes in jedem Zeitintervall B, Zu einem Zeitpunkt beendet das Programm die Analog/Digitalwandlung der Ansaugluftmenge in Übereinstimmung mit dem Taktimpuls des Rechenstartsignals 12. Wenn bei 21 die Errechnung der Ansaugluftmenge beendet ist, wird bei 22 ein Basiswert für die Brennstoffeinspritzung unter Verwendung von Daten wie der Kurbelwellendrehzahl, der Ansaugluftmenge und dergleichen errechnet. Die Kurbelwellendrehzahl wurde zuvor separat berechnet. Gleichzeitig mit der Beendigung dieses Basiswertes 22 wird zum Zeitpunkt 23 der Änderungswert herangezogen, und wenn unter Korrektur des Basiswertes mit dem Änderungswert der endgültige Ausgangswert 24 errechnet worden ist, wird er zum Zeitpunkt 25 als Endwert an eine nicht dargestellte Schnittstelle abgegeben. Aus Fig. 3 geht hervor, daß der Treibstoffeinspritz-Basiswert 22 unmittelbar nach Bestimmung der Ansaugltiftmenge errechnet wird, d.h. unter Verwendung der neuesten verfügbaren Information. ;

Wenn sich die beiden unter A und B ablaufenden Rechenvorgänge überlappen, dann wird einem von beiden die Priorität: zugeteilt, vorzugsweise dem zuerst begonnenen. In Fig. sind zur Verdeutlichung der Beschreibung die Zeiträume A₁, B₂, ... überlappt dargestellt.

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Die erwähnte Ausgangs-Schnittstelle erhält jeweils immer den neuesten Ausgangswert des Rechenvorgangs gemäß Fig.3 und liefert ihrerseits immer dann einen Ausgang, wenn ihr einer der Impulse R₂ und. R₅ zugeführt wird.

Fig. 4 enthält ein Flußdiagramm zu dem Rechengang in Fig. 3. Wenn die A/D-Wandlung der Ansaugluftmenge abgeschlossen ist, erfolgt bei 26 eine Unterbrechung zwecks Durchführung einer Reihe von Berechnungen der Ansaugluftmenge bei.27, des Basiswertes bei 28, und der Korrektur des Basiswertes unter Benutzung des Änderungswertes bei

Fig. 5 enthält ein Flußdiagramm zum Starten eines Programms zur Errechnung des Änderungswertes. Beim speziellen Beispiel der Fig. 2 umfaßt des Kurbelwellenwinkelsignal die sequentiell im Winkelabstand von 120° erzeugten Impulse R₁ bis R^, welche jeweils einer Unterbrechung 31 entsprechen, um einen nicht dargestellten Zähler in einem Schritt 32 des Programms zu starten. Betragt die gezählte Anzahl der Impulse des Kurbelwellensignals 3n (worin n=Ö,

1, 2, η sein kann) dann beginnt bei 33 die Errechnung

des Änderungswertes. Sobald die gezählte Anzahl der Kurbelwellenimpulse (3n+i) ist, werden die Inhalte des erwähnten externen Zählers 1, und dies führt zur Auslösung des Einspritzventil-Ansteuersignals 14, in Fig. 2 durch die Einspritzperiode C₁, C₂ dargestellt. Der bei 33 in Fig. 5 gewonnene Änderungswert wird zur Errechnung des Ausgangswertes bei 29 in Fig. 4 benutzt.

Das in Fig. 6 als Zeitablaufdiagramm dargestellte zweite ^:- erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel wird auch durch einen Computer durchgeführt. Das Rechenstartsignal 12 wird durch die Impulse R₁ ... R₁- des Kurbelwellenwinkelsignals 40 gegeben; diese Impulse treten jeweils nach 120° auf, es werden jedoch keine Taktimpulssignale wie

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in Fig. 1 und 2 verwendet. Während der Zeiträume, A₁ und A„ werden die Änderungswerte, und während der Zeit- . Intervalle B₁ und B„ die Ausgangswerte errechnet. Das Einspritzventil-Ansteuersignal 43 umfaßt die Einspritzperiöden C₁ und C₂. Die Berechnungs Zeiträume für den Änderungswert A₁ und A„ werden durch 'die Impulssignale R₁ und R. gestartet, welche jeweils mit einem vollen 360°-Kurbelwellenumlauf zusammenfallen. Die Errechnung der Ausgangswerte in den Zeitintervallen B₁ und B₂ beginnt jeweils mit den Impuls Signalen R- und R-.. Unmittelbar danach wird in den Perioden C₁ und C„ das Einspritzventil angesteuert.

Fig. 7 enthält Einzelheiten zur Berechnung der Ausgangsdaten innerhalb der Zeitintervalle B₁ und B„ in Fig. 6. Zum Zeitpunkt 45 in Fig. 7 beginnt die A/D-Wandlung der Ansaugluftmenge, und zwar jeweils gleichzeitig mit den Impulsen R„ und R₅ des Kurbelwellenwinkelsignals. Unmittelbar nach diesem Zeitraum 45 wird bei 46 die Menge der Ansaufluft errechnet, und zum Zeitraum 47 wird ein Basiswert für die Treibstoffeinspritzung aus bestimmten Daten wie der Kurbelwellendrehzahl, der Ansaugluftmenge und dergleichen errechnet. Zum Zeitpunkt 48 wird der unter A₁ oder A„ errechnete Änderungswert genommen und damit bei 49 der Basiswert in den endgültigen Ausgangswert umgesetzt. Unmittelbar nach diesem Korrekturvorgang beginnt die Einspritzperiode C₁ oder C₂ des Einspritzventil-Ansteuersignals 43 zu einem Zeitpunkt 50. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl derWiederholungen von Rechenvorgangen des Basiswertes relativ klein. Damit hat der Computer die Möglichkeit, zwischen den Impulsen R-, und R₄ noch andere Steuerfuriktionen durch-

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Pig. 8 enthält ein Flußdiagramm eines Programms zu dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 6. In Abständen von 120° . jeder Kurbelwellenumdrehung, d.h. mit jedem Impuls R.... .R. . - erfolgt in dem Computer bei 51 eine Unterbrechung. Dieses Unterbrechungssignal geht an einen nicht dargestellten temären Zähler, welcher die Anzahl der Unterbrechungen bei 52 in bezug auf 3 klassifiziert. Ist die Anzahl 3n erreicht, - dann wird in einem Schritt 53 der A'nderungswert bei A er-

."■""-.-. mittelt. Beträgt die Anzahl 3n+1, dann erfolgt die Errechnung des Ausgangswertes in Zeitintervall B bei 54. Beträgt die Anzahl 3n+2, dann können bei 55 andere, nicht auf die Treibstoffeinspritzung bezogene Steuerungsdaten errechnet werden. Der endgültige Ausgangs.wert wird bei 56 in einen nicht dargestellten Speicher eingegeben, und aus einem Block 54 dieses Speichers werden die endgültigen Steuerwerte unmittelbar für die Einspritzperioden C. oder C₂ herangezogen.

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Claims

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Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter Pro!. Representatives before the European Patent Office - Mandatalru agreos pre» !'Office european del brevett

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Stetnmeister Dipl.-lng. F. E. Müller e_iai,_anilfaii ₇ "

Triftstrasse 4, .S.ekerwal! 7,

D-8000 MÖNCHEN 22 D-48Ö0 BIELEFELD

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Mü/Gdt/hm 14. Mai 1980

NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Verfahren zur Regulierung der Treibstoffzufuhr für einen

Brennkraftmotor

Priorität: 15. Mai 1979 - Japan - No. 54-58677

■ PATENTANSPRÜCHE

Λ Verfahren zur Regulierung der Treibstoffzufuhr für einen Brennkraftmotor mit Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß ·

a) mit jedem Auftreten eines bestimmten aus einer Reihe von wiederholt in Abhängigkeit von der Umlauffrequenz der Kurbelwelle erzeugten Startsignalen (z.B. R..) mit der Berechnung eines Anderungswertes (A..; A^) begonnen wird und

b) aus festgelegten Motor-Betriebsparametern ein Basis-

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wert (B₁...B₁₂) für die Treibstoffzufuhr errechnet und unter Verwendung eines Ander ungs we r.ts laufend korrigiert und daraus ein Regel-Ausgangssignal gebildet wird, das zeitlich in der Nähe des nächsten Startsignals (R₂; R₅) in der Reihe der Startsignale liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt b) mit dem Auftreten des nächsten Startsignals (R₂ oder R₅) begonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b) begonnen wird, bevor das nächste Startsignal (R- oder R₁.) auftritt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt b) ebenfalls abgeschlossen wird, bevor das nächste Startsignal (R_? oder R_) auftritt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Startsignal nach jeweils 1/N Kurbelwellenumdrehungen auftritt, wobei N eine ganze Zahl ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Zahl N die verwendeten Startsignale bestimmt werden.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Änderungswert in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration im Motor-Abgasstrom und der öffnung der Drosselklappe im Ansaugkanal· einstellbar ist.

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δ. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, _;. dad u r c h ge ken η zeichne t , daß die grundsätzlichen Motor-Betriebsparameter die Kurbelwellendrehzahl und die Motorbelastung sind.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d ü r c h gekennzeichnet , daß die Berechnung.des Snderungswertes gemäß Schritt a) eine Berücksichtigung eines rückgekoppelten Steuerungswertes der dem Motor zugeführten Treibstoffmenge unter Benutzung des Ausgängswertes eines Abgasfühlers einschließt.

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