DE3036181C3

DE3036181C3 - Treibstoff-Reguliervorrichtung für Brennkraftmotoren

Info

Publication number: DE3036181C3
Application number: DE3036181A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yamaguchi; Kenji Ikeura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2000-09-26
Also published as: DE3036181C2; US4395984A; GB2062291A; JPS5650232A; GB2062291B; FR2466625A1; DE3036181A1; FR2466625B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Treibstoff-Reguliervorrichtung für Brennkraftmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit der die Treibstoffzufuhr während einer Drehzahlverminderung unterbrochen werden kann.

Aus der DE-OS 27 23 371 ist eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung bekannt, mit der die Kraftstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine solange unterbrochen wird, wie sie sich in einem Drehzahlbereich befindet, der oberhalb einer bestimmten, maximal zulässigen Grenzdrehzahl liegt. Dies wird mit Zeitverzögerungsschaltungen, deren Verzögerungsdauer auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine bezogen ist und die der Drehzahl proportionale Triggerimpulsfolgen erzeugen, sowie Trigger- und Zeitstufen erreicht, die ihrerseits die Zuführung weiteren Kraftstoffs unterbinden.

Die DE-OS 20 51 959 offenbart eine Kraftstoffsperrvorrichtung für Verbrennungsmotoren, mit der eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr während Fahrzeugverzögerungsphasen vorgenommen werden kann. Dabei ist einem Drosselventil eine erste Einrichtung zugeordnet, die ein Spannungssignal erzeugt, das der Stellung des Drosselventils entspricht, während durch eine mit der ersten Einrichtung verbundene zweite Einrichtung ein Kraftstoffsperrsignal erzeugt wird, wenn die Zeitableitung des Spannungssignales einen vorbestimmten Wert über schreitet. Durch eine dritte Einrichtung, die auf das Kraftstoffsperrsignal anspricht, wird die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern gesperrt. Die Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern erfolgt also zu einem Zeitpunkt, zu dem das Drosselventil bzw. die Drosselklappe nicht vollständig geschlossen ist.

Der in der DE-OS 28 01 790 offenbarte, nächstliegende Stand der Technik betrifft ein Verfahren nebst Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine im Schiebebetrieb, bei der die Kraftsstoffzufuhr für eine bestimmte Zeit nach Schließen der Drosselklappe aufrechterhalten und dann kontinuierlich auf einen bestimmten Wert abgesenkt wird, bevor sie gänzlich unterbrochen wird. In ähnlicher Weise wird sie zunächst sprunghaft auf einen bestimmten Wert eingeschaltet, um dann kontinuierlich den Endwert zu erreichen. Die Einspritzimpulse werden dabei von dem Luftdurchsatz, der Drehzahl, sowie in einer Korrekturstufe von der Drosselklappenstellung sowie der Temperatur beeinflußt.

Nachteilig hierbei ist der bei einer gewünschten digitalen Signalverarbeitung erforderliche hohe Aufwand aufgrund des teilweise stetigen Verlaufes der Kraftstoffmenge beim Abschalten bzw. Wiedereinschalten.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine digitale Treibstoff- Reguliervorrichtung mit einfachem Aufbau zu schaffen, mit der Ruckerscheinungen des Brennkraftmotors aufgrund wiederholten Öffnens und Schließens der Drosselklappe weitestgehend vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens zum In halt.

Durch eine im Brennstoffzuführsystem enthaltene erfindungsgemäße Zeitverzöge rungseinrichtung läßt sich ein ruckfreier Betrieb beim Umschaltwechsel von Sperrung auf Freigabe der Brennstoffzufuhr und umgekehrt erreichen. Diese Zeitverzögerungsein richtung spricht nur bei geschlossener Drosselklappe an und steuert eine Sperreinrich tung, die die Brennstoffzufuhr nach Ablauf der durch die Zeitverzögerungsschaltung festgelegten Verzögerungszeit unterbricht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Er findung;

Fig. 2 die graphische Darstellung der Abhängigkeit der Motordrehzahl in U/min auf getragen; und

Fig. 3(a) und 3(b) Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Brennstoffreguliervorrichtung.

Die Treibstoff-Reguliervorrichtung in Fig. 1 umfaßt einen Drehzahlfühler 1 zur Ermittlung der Motordrehzahl, der beispielsweise jedesmal einen Impuls abgibt, wenn die Kurbelwelle sich um einen bestimmten Winkel gedreht hat, einen beispielsweise durch einen Thermistor in einem Wassermantel gebildeten Temperaturfühler 2 zur Ermittlung der Kühlwassertemperatur, einen die vollständig geschlossene oder geöffnete Stellung der Motordrosselklappe ermittelnden Drosselklappenschalter 3, einen die Benutzung des oberen Getriebeganges ermittelnden Getriebeschalter 4 und einen im wesentlichen aus je einer Ein/Ausgabeschaltung 6, Zentralprozessor (CPU) 7, Festspeicher (ROM) 8, Speicher für freien Zugriff (RAM) 9 und Taktgenerator 10 bestehen den Mikrocomputer 5. In einem konstanten Druckbereich des Motor-Ansaugstutzens befindet sich ein durch seine Öff nungszeit die Brennstoff-Einspritzmenge in die Zylinder des Motors bemessendes Einspritzventil 11.

Der Mikrocomputer 5 führt auf der Grundlage der Eingangs signale aus dem Drehzahlfühler 1, Temperaturfühler 2, Drosselklappenschalter 3 und Getriebeschalter 4 eine arithmetische Rechenoperation durch und veranlaßt die Sperrung der Treibstoffzufuhr, falls eine der nachstehen den Bedingungen erfüllt ist:

a) Die Drosselklappe ist vollständig geschlossen und die Motordrehzahl liegt über N₁ in Fig. 2; oder
b) die Motordrehzahl liegt in dem Augenblick, wo die Drosselklappe schließt, über N₂ in Fig. 2.

Beim Fahren im größten Getriebegang wird also bei Er füllung der Bedingung a) oder b) der Treibstoff gesperrt. Falls nicht im oberen Getriebegang gefahren wird, erfolgt die Absperrung des Treibstoffs nach einer vorgegebenen Ver zögerungszeit oder nachdem die Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. Steht das Getriebe in einem anderen als dem höchsten Gang, so erfolgt die Treib stoffsperrung mit einer vorgegebenen Verzögerung, obgleich jede der Bedingungen a) und b) erfüllt sein kann, so daß das Fahrzeug gleichmäßig sanft ohne zu starke Motorbremsung auf grund plötzlicher Treibstoffsperrung verzögert wird, auch wenn bei großem Getriebeübersetzungsverhältnis der Motor in einem höheren Drehzahlbereich arbeitet. Falls die Zeit, in der die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, kürzer als die Verzögerungszeit ist, erfolgt überhaupt keine Treib stoffabsperrung. Dies hat den Vorteil, daß beim wiederholten Öffnen und Schließen der Drosselklappe zur Erzielung einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit bei Langsamfahrt über haupt keine Treibstoffsperrung erfolgt und unerwünschte Rüttelerscheinungen dadurch vermieden werden.

Andererseits sind beim Fahren im obersten Gang wegen des geringen Drehmomentes Ruckerscheinungen kaum spürbar, die Treibstoff-Absperrung kann unverzögert einsetzen.

Sobald die Motordrehzahl N₃ in Fig. 2 unterschreitet oder die Drosselklappe geöffnet wird, erfolgt die Fortsetzung der Treibstoffzufuhr. Die Absperrung der Treibstoffzufuhr erfolgt durch Unterbrechung der dem Einspritzventil 11 zugeführten Einspritz-Impulssignale.

Das Flußdiagramm in Fig. 3(a) gehört zu einer Operation zur Bestimmung, ob der Treibstoff abzusperren ist oder nicht. Fig. 3(b) enthält ein Flußdiagramm zu einer Ver zögerungszeit-Zähloperation.

In dem Operationsablauf oder Programm von Fig. 3(a) wird durch Setzen einer Anweisung Flag 1 am Ende jedes Programmdurchlaufs festgestellt, ob die Drossel klappe vollständig geschlossen ist oder nicht (1 = voll ständig geschlossen, 0 = nicht vollständig geschlossen). Durch Setzen einer Anweisung Flag 2 wird in jedem Durch lauf angegeben, ob der Mikrocomputer 5 Bedingungen für eine Treibstoffabsperrung festgestellt hat oder nicht (Flag 2 = 1 = ja, 0 = nein). Durch Setzen einer Anwei sung Flag 3 wird angezeigt, ob die Brennstoffabsperrung derzeit verzögert wird oder nicht (Flag 3 = 1 = ja, 0 = nein).

In einem ersten Schritt P₁ überprüft der Mikrocomputer, ob das Drosselventil vollständig geschlossen ist oder nicht. Falls nicht, veranlaßt der Mikrocomputer das Setzen von Flag 1, Flag 2 und Flag 3 und Zählerstand null in Schritt P₂ und P₃. In Schritt P₄ veranlaßt der Mikrocom puter die Einschaltung der Brennstoffzufuhr.

Falls die Drosselklappe ganz geschlossen ist und der Mikrocomputer für Flag 1 in Schritt P₅ den Wert 0 erkennt, dann war die Drosselklappe im vorhergehenden Durchlauf nicht ganz geschlossen, ist aber jetzt ganz geschlossen; in diesem Fall wird Flag 1 in P₆ auf 1 gesetzt und der Mikrocomputer ermittelt entsprechend der vorhandenen Kühl wassertemperatur den Wert N₂ aus der in Fig. 2 so gekenn zeichneten Kurve P₇. Falls der Mikrocomputer in Schritt P₈ erkennt, daß die Motordrehzahl nicht über N₂ liegt, dann ist die o. a. Bedingung b) nicht erfüllt, und der Mikrocomputer veranlaßt in Schritt P₃ und P₄ die Einschal tung der Treibstoffzufuhr. Ist die Antwort in Schritt P₈ jedoch "ja", dann werden die Anweisungen Flag 3 und Flag 2 in Schritt P₉ und P₁₀ auf eins gesetzt.

Falls der Mikrocomputer in Schritt P₁₁ die Einschal tung des höchsten Getriebeganges erkennt, dann wird der Zähler in Schritt P₂₀ unmittelbar gelöscht und die Sperrung der Treibstoffzufuhr durch den Mikrocomputer in Schritt P₁₅ veranlaßt. Falls der höchste Getriebegang nicht anliegt und Flag 3 den Wert 0 hat, dann erfolgt jetzt keine verzögerte Treibstoffabsperrung, der Zähler wird in Schritt P₂₀ gelöscht und der Mikrocomputer geht sofort zu Schritt P₁₅ über. Hat Flag 3 in Schritt P₁₂ den Wert 1, dann wird jetzt der Treibstoff verzögert abgesperrt. In diesem Fall prüft der Mikrocomputer in Schritt P₁₃, ob der Zählerwert einen vorbestimmten Wert erreicht hat oder nicht. Bei Antwort "nein" in Schritt P₁₃ erfolgt jetzt die ver zögerte Treibstoffabsperrung, die vorgegebene Verzögerungs zeit ist nicht verstrichen. In diesem Fall wird in Schritt P₄ die Treibstoffzufuhr eingeschaltet. Die Antwort "ja" in Schritt P₁₃ bedeutet, daß die vorgegebene Zeit verstrichen ist. Sobald Flag 3 in Schritt P₁₄ "0" ist, veranlaßt der Mikrocomputer in Schritt P₁₅ die Treibstoffabsperrung.

Ist Flag 1 in Schritt P₅ "1" (Drosselklappe ganz geschlos sen), dann prüft der Mikrocomputer in Schritt P₁₆ den Zu stand von Flag 2, dessen Wert 0 aussagt, daß im vorher gehenden Programmablauf keine Absperrentscheidung gefallen ist. In dem Fall gewinnt der Mikrocomputer den der derzeitigen Kühlwassertemperatur entsprechenden N₁-Wert (Fig. 2) und prüft in Schritt P_19-1, ob die Motordrehzahl größer oder kleiner als N₁ ist. Falls die Drehzahl kleiner als N₁ ist, dann ist die o. a. Bedingung a) nicht erfüllt, und über Schritt P₃ und P₄ bleibt die Treibstoffzufuhr erhalten. Wenn dagegen die Drehzahl in Schritt P_19-1 den Wert N₁ übersteigt, ist Bedingung a) erfüllt und der Mikrocomputer geht zu Schritt P₁₀ über und durchläuft die anschließen den Schritte, da aber Flag 3 = 0 ist, wird mit Schritt P₁₂ (Flag 3 = 0) die sofortige Brennstoffabsperrung ver anlaßt. Mit anderen Worten: Wenn bei geschlossener Dros selklappe die Drehzahl über N₁ liegt, erfolgt die sofor tige Treibstoffabsperrung, weil jetzt das Fahrzeug z. B. bergab fährt und Rüttelerscheinungen weitgehend unter drückt werden.

Flag 2 = 1 in Schritt P₁₆ bedeutet, daß der Mikrocomputer im vorhergehenden Durchlauf die Treibstoffabsperrung ver anlaßt hat. In Schritt P₁₈ wird der Wert N₃ für die der zeitige Kühlwassertemperatur ermittelt. In Schritt P_19-2 prüft der Mikrocomputer ob die Motordrehzahl gleich oder größer als der in Schritt P₁₈ ermittelte N₃-Wert ist. Die Antwort "nein" in Schritt P₁₈ bedeutet, daß die Motordreh zahl kleiner als N₃ ist und somit die Treibstoffabsperrung zu beenden ist; folglich geht der Mikrocomputer zu Schritt P₃ und P₄ über und schaltet die Treibstoffzufuhr ein. Bei Antwort "ja" in Schritt P_19-2 erfolgt Übergang zu Schritt P₁₁, und in den nachfolgenden Schritten bleibt die Treib stoffzufuhr weiterhin gesperrt.

Wenn bei dem Ablauf in Fig. 3(a) das Getriebe nicht im höchsten Gang, die Motordrehzahl größer oder gleich N₂ und die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, durch läuft der Mikrocomputer genau einmal die Schrittfolge P₁, P₅, P₆, P₇, P₈, P₉, P₁₀, P₁₁, P₁₂, P₁₃ nach P₄. Danach durchläuft der Mikrocomputer die Schrittfolge P₁, P₅, P₁₆, P₁₈, P_19-2, P₁₀, P₁₁, P₁₂, P₁₃ nach P₄ bis der Zählwert des Zählers einen Vorgabewert überschritten hat und somit eine vorgegebene Verzögerungszeit abgelaufen ist. Dieser Vorgabewert kann entweder in Zeiteinheiten von 0,1 s bis 0,5 s oder in Umdrehungseinheiten von 2 bis 10 Umdrehungen vorhanden sein.

Sobald der Zähler einen der vorgegebenen Verzögerungs zeit entsprechenden Vorgabewert erreicht hat, durch läuft der Mikrocomputer genau einmal die Programmschritt folge P₁, P₅, P₁₆, P₁₈, P_19-2, P₁₀, P₁₁, P₁₂, P₁₃, P₁₄ nach P₁₅. Danach geht der Mikrocomputer zur Schrittfolge P₁, P₅, P₁₆, P₁₈, P_19-2, P₁₀, P₁₁, P₁₂, P₂₀ nach P₁₅ über. Falls der obere Getriebegang eingeschaltet ist, enden mindestens zwei Folgen mit P₁₁, P₂₀, P₁₅, d. h. der Mikrocomputer beendet die Treibstoffzufuhr sofort.

Nach Durchführung jedes Programmablaufs gemäß Fig. 3(a) wird der Zähler gemäß 3(b) hochgezählt. Wenn die Rechen operation nach festen Zeitintervallen (synchron mit Takt impulsen einer festgelegten Frequenz) erfolgt, läuft der Zählwert zeitsynchron. Wenn dagegen die Rechenoperation drehzahlabhängig (synchron mit drehzahlabhängigen Takt impulsen) ausgeführt wird, dann entspricht der Zählwert der Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen.

Die Flußdiagramme von Fig. 3(a) und (b) beziehen sich auf den Fall, daß im obersten Gang keine Verzögerung vorgesehen ist. Wenn Schritt P₁₁ entfällt, kann eine Verzögerung ohne Rücksicht auf den gewählten Getriebegang angewendet wer den.

Wird der Zähler-Grenzwert abhängig vom Motorbetriebszustand verändert (bei höherer Drehzahl beispielsweise die Verzö gerungszeit verlängert), dann kann so eine feinere Anpassung an die Motorbetriebszustände erreicht werden.

Da erfindungsgemäß die Treibstoff-Absperrung für die Brennkraftmaschine nach einer Verzögerungszeit erfolgt, wird ein ruckartiges Motorverhalten bei Treibstoff-Ab sperrung weitgehend unterdrückt. Dabei wird die Verzögerung vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise nur in den unteren Getriebegängen angewandt. Bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel dient der obere Getriebe gang als Kriterium; die Entscheidung kann jedoch auch zwischen zwei unteren Getriebegängen oder beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit getroffen werden.

Claims

1. Treibstoff-Reguliervorrichtung für Brennkraftmotoren zur Unterbrechung der Treibstoffzufuhr während einer Drehzahlverminderung mit

- einer Sensoreinrichtung zur Feststellung, ob eine Drosselklappe vollständig geschlossen ist,
- einer eine Prüf- und Entscheidungseinrichtung aufweisenden Recheneinheit (5) zur Ermittlung von Bedingungen, unter denen die Treibstoffzufuhr zu unterbrechen ist,
- einer auf die seitens der Prüf- und Entscheidungseinrichtung getroffenen Entscheidung zur Unterbrechung der Treibstoffzufuhr ansprechenden weiteren Ein richtung, und mit
- einer auf die weitere Einrichtung ansprechenden Sperreinrichtung (11), welche die Treibstoffzufuhr in Abhängigkeit von der durch die Entscheidungseinrichtung getroffenen Entscheidung unterbricht,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die weitere Einrichtung eine Zeitverzögerungsschaltung ist,
- die Zeitverzögerungsschaltung nur bei geschlossener Drosselklappe anspricht,
- die Zeitverzögerungsschaltung nur erregbar ist, wenn ein Fühlelement (4) ermittelt, daß sich ein zugehöriges Getriebe in einem niedrigen Übersetzungsbereich bzw. nicht in seinem höchsten Übersetzungsbereich befindet,
- die Sperreinrichtung (11) auf ein Verzögerungssignal der Zeitverzögerungsschaltung anspricht und die Treibstoffzufuhr nach Ablauf der durch die Zeitverzögerungsschaltung festgelegten Verzögerungszeit unterbricht, und
- die Sperreinrichtung (11) zur unverzögerten Unterbrechung der Treibstoffzufuhr auch dann ansteuerbar ist, wenn sich das Getriebe im niedrigen Übersetzungsbereich bzw. nicht in seinem höchsten Übersetzungsbereich befindet und die Motordrehzahl oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl (N1) liegt.

2. Treibstoff-Reguliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit vorgebbar ist.

3. Treibstoff-Reguliervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit einer vorgegebenen Anzahl von Motorumdrehungen nach der Entscheidung zur Anwendung der Verzögerung entspricht.