DE3134329C2 - Verfahren zur Steuerung der Brennstoffdosierrate, insbesondere der Brennstoffeinspritzmenge, bei einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Steuerung der Brennstoffdosierrate, insbesondere der Brennstoffeinspritzmenge, bei einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Gemäß einem Verfahren zur Regelung der Brennstoffdosierrate bei einer Brennkraftmaschine wird während des Anlassens und für eine Zeitdauer nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine eine zusätzliche Erhöhung der Brennstoffdosierrate in Abhängigkeit vom Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine und darüberhinaus in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl bestimmt. Je höher die Maschinendrehzahl, umso geringer ist die zusätzliche Erhöhung der Brennstoffdosierrate und umgekehrt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Brennstoffdosierrate, insbesondere der
Brennstoffeinspritzmenge bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie
auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Brennkraftmaschinen mit elektronischer Vergasersteuerung oder elektronischer Brennstoff-Einspritzsteuerung
erfolgt während des Anlassens in der Regel eine zusätzliche Steigerung der Brennstoffdosierrate
zur Anreicherung des benötigten Luft/Brennstoff-Gemisches, die nach dem Anlassen wieder zeitabhängig
verringert wird. Die während des Anlassens zugeführte Zusatzbrennstoffmenge wird hierbei in Abhängigkeit
vom Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine meist unabhängig von deren Drehzahl dosiert, so daß z. B. ein
Hochdrehen der Brennkraftmaschine unmittelbar nach einem Anlaßvorgang zum Anfahren eines Kraftfahrzeugs
mit Schwierigkeiten verbunden ist. Wird nämlich die Zusatzbrennstoffmenge als Optimalwert für eine
niedrige Drehzahl gewählt, wird das Luft/Brennstoff-Gemisch bei hohen Drehzahlen überfettet, was zu einem
trägen Ansprechen der Brennkraftmaschine führt Darüber hinaus verschmutzen hierbei die Zündkerzen,
und der Brennstoffverbrauch erhöht sich. Wird dagegen die Zusatzbrennstoffmenge als Optimalwert für eine hohe
Drehzahl gewählt, wird das Luft/Brennstoff-Gemisch bei niedrigen Drehzahlen übermäßig abgemagert,
was zur Folge hat, daß Fehlzündungen auftreten und die Brennkraftmaschine ebenfalls träge anspricht
Daher ist es auch bereits bekannt (DE-OS 27 28 414,
ίο DE-OS 25 11 974 und DE-OS 28 04 391), eine beim Anlassen
bzw. im Warmlaufzustand einer Brennkraftmaschine zunächst vorgenommene und sodann temperatur-
oder zeitabhängig verringerte Brennstoffanreicherung mit steigenden Drehzahlen zu verringern. Die
Warmlaufanreicherung ist hierbei nach einem Start allerdings stets gleich oder geringer als die ursprünglich
beim Anlassen vorgenommene Brennstoffanreicherung, was den Nachteil aufweist, daß bei niedrigen Drehzahlen
während eines Anlaßvorgangs bzw. direkt danach die Brennstoffanreicherung häufig unzureichend ist,
während sie bei schnellem Hochdrehen der Brennkraftmaschine in diesem Betriebszustand zu groß sein kann.
Auf diese Weise kann eine Brennkraftmaschine trotz einer solchen Brennstoffanreicherung im Warmlaufbetrieb
generell ein schlechtes Ansprechverhalten zeigen.
Darüber hinaus ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge bei Brennkraftmaschinen bekannt (DE-OS 30 10 583), bei dem die Einspritz-Steuerzeiten durch Multiplikation einer lastabhängig ermittelten Basisimpulsdauer mit verschiedenen betriebsparameterabhängigen Korrekturfaktoren erhalten werden, die unter anderem einen temperaturabhängigen, einen anlasserbetätigungsabhängigen sowie einen von der Basisimpulsdauer und der Maschinendrehzahl abhängigen Korrekturfaktor für Hochleistungsbetrieb umfassen, der jedoch im wesentlichen einen lastabhängigen Korrekturfaktor darstellt und sich nicht auf den Warmlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bezieht, welcher hier ebenfalls in weitgehender Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur geregelt wird.
Darüber hinaus ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge bei Brennkraftmaschinen bekannt (DE-OS 30 10 583), bei dem die Einspritz-Steuerzeiten durch Multiplikation einer lastabhängig ermittelten Basisimpulsdauer mit verschiedenen betriebsparameterabhängigen Korrekturfaktoren erhalten werden, die unter anderem einen temperaturabhängigen, einen anlasserbetätigungsabhängigen sowie einen von der Basisimpulsdauer und der Maschinendrehzahl abhängigen Korrekturfaktor für Hochleistungsbetrieb umfassen, der jedoch im wesentlichen einen lastabhängigen Korrekturfaktor darstellt und sich nicht auf den Warmlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bezieht, welcher hier ebenfalls in weitgehender Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur geregelt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art derart auszugestalten, daß bei einem Anlaßvorgang sowie beim darauffolgenden Warmlaufen der Brennkraftmaschine
stets ein gutes Ansprechverhalten gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein während des Anlassens entsprechend dem ermittelten
Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine bereits bestimmter und nach dem Anlassen zeitabhängig
verringerter zusätzlicher Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge für eine jede Maschinenumdrehung
darüber hinaus bei Ermittlung einer über einem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl auf einen kleineren
und bei Ermittlung einer unter dem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl auf einen größeren Betrag korrigiert
wird.
Auf diese Weise kann ein korrigierter Start- bzw. Nachstart- oder Warmlaufanreicherungskoeffizient in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Drehzahl nicht nur kleinere, sondern auch größere Werte als der ursprünglich berechnete zusätzliche Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge annehmen.
Auf diese Weise kann ein korrigierter Start- bzw. Nachstart- oder Warmlaufanreicherungskoeffizient in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Drehzahl nicht nur kleinere, sondern auch größere Werte als der ursprünglich berechnete zusätzliche Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge annehmen.
Durch eine solche zusätzliche Korrektur läßt sich beim Start und im Warmlaufbetrieb bei niedrigen Drehzahlen
die Anreicherung zusätzlich erhöhen und bei Erreichen höherer Drehzahlen zusätzlich verrineern. wo-
durch ein erheblich verbessertes, fehlzündungsfreies Ansprechen einer Brennkraftmaschine in diesem kritischen
Betriebszustand gewährleistet werden kann und sich darüber hinaus Vorteile, wie ein geringerer Brennstoffverbrauch,
die Verhinderung von lästigen Zündkerzenverschmutzungen auch im Kurzstreckenbetrieb und
dergleichen, erzielen lassen.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.
Die Erfindung wird iiachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektronischen Brennstoff-Einspritzsteuersystems einer Brennkraftmaschine,
bei dem das Steuerverfahren zur Brenn-Stoffdosierung Anwendung findet;
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung gemäß Fig. 1;
F i g. 3 und 4 Ablaufdiagramme von Steuerprogrammen gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens;
F i g. 5 einen Start-Anreicherungskoeffizienten SE in
Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur;
F i g. 6 einen Warmlauf-Anreicherungskoeffizienten WL in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur und
F i g. 7 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Steuerverfahrens.
In F i g. 1 bezeichnen die Bezugszahl 10 eine Brennkraftmaschine, die Bezugszahl 12 eine Ansaugleitung
bzw. einen Ansaugkanal, die Bezugszahl 14 einen Brennraum und die Bezugszahl 16 eine Auslaßleitung
bzw. einen Abgaskanal. Die Durchflußrate der über ein nicht dargestelltes Luftfilter zugeführten Ansaugluft
wird von einem Drosselventil 18 gesteuert, das mit einem ebenfalls nicht dargestellten Gaspedal verbunden
ist Die Ansaugluft wird dem Brennraum 14 über eine Ausgleichskammer 20 und ein Einlaßventil 22 zugeführt
Im Ansaugkanal 12 ist in der Nähe des Einlaßventiles 22 ein Brennstoff-Einspritzventil 24 angebracht, das in Abhängigkeit
von über eine Leitung 26 von einer Steuerschaltung 28 zugeführten elektrischen Treiberimpulsen
geöffnet und geschlossen wird. Das Brennstoff-Einspritzventil
24 spritzt intermittierend unter Druck stehenden Brennstoff ein, der von einem nicht dargestellten
Brennstoff-Zuführungssystem zugeführt wird. Die durch die Verbrennung im Brennraum 14 gebildeten
Abgase werden über ein Auslaßventil 30, den Abgaskanal 16 und einen nicht dargestellten katalytischen Umsetzer
in die Atmosphäre abgeführt
Stromauf des Drosselventiles 18 ist im Ansaugkanal 12 ein Luftdurchflußmesser 32 angeordnet, der die Ansaugluft-Durchflußrate
ermittelt und über eine Leitung 34 ein Ausgangssignal an die Steuerschaltung 28 abgibt
Ein in einem Zündverteiler 36 angebrachter Kurbelwellen-Drehwinkelfühler
38 gibt Impulssignale jeweils bei Kurbelwellen-Drehwinkeln von 30° und 360° ab. Die jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel von
30° erzeugten Impulssignale werden über eine Leitung 40a der Steuerschaltung 28 zugeführt, während die jeweils
bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel von 360° abgegebenen Impulssignale über eine Leitung 40b der
Steuerschaltung 28 zugeführt werden.
Ein Kühlmittel-Temperaturfühler 42 ermittelt die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine
und gibt über eine Leitung 44 ein Ausgangssignal an die Steuerschaltung 28 ab.
Ein mit dem Drosselventil 18 gekoppelter Drosselmeßfühler 46 erzeugt jeweils Impulssignale, wenn das
Drosselventil 18 in Öffnungsrichtung um einen vorgegebenen Winkel verstellt wird, wobei die abgegebenen
Impulssignale über Leitungen 48a und 486 der Steuerschaltung 28 zugeführt werden.
Von einem Anlassermotor 50 wird über eine Leitung 52 der Steuerschaltung 28 ein Signal zugeführt, das einen
Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine 10 bezeichnet.
In F i g. 2 ist die Steuerschaltung 28 gemäß F i g. 1 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt, wobei der
Luftdurchflußmesser 32, der Kühlmittel-Temperaturfühler 42, der Kurbelwellen-Drehwinkelfühler 38, der
Drosselmeßfühler 46, der Anlasssermotor 50 und das Brennstoff-Einspritzventil 24 jeweils durch Blöcke veranschaulicht
sind.
Die Ausgangssignale des Liiftdurchflußmessers 32
und des Kühlmittel-Temperaturfühlers 42 werden einem einen Analog-Multiplexer aufweisenden Analog-Digital-Umsetzer
54 zugeführt und in Binärzahlenwerte angebende Binärsignale umgesetzt.
Die vom Kurbelwellen-Drehwinkelfühler 38 jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel von 30° abgegebenen
Impulssignale werden über die Leitung 40a einer Drehzahl-Signalgeberschaltung 56 zugeführt, während
die jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel von 360° abgegebenen Impulssignale über die Leitung 40ό
als Brennstoff-Einspritzinitialisierungssignale einer Brennstoff-Einspritzsteuerschaltung 58 und darüber
hinaus als Unterbrechungsanforderungssignale für einen Rechenvorgang zur Berechnung der Brennstoff-Einspritzdauer
einem Unterbrechungseingabekanal einer aus Mikroprozessoren bestehenden zentralen Datenverarbeitungseinheit
(CPU) 60 zugeführt werden, die nachstehend vereinfacht als Zentraleinheit bezeichnet
ist. Die Drehzahl-Signalgeberschaltung 56 weist ein Verknüpfungsglied, das von den jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel
von 30° erzeugten Impulssignalen durchgeschaltet und gesperrt wird, sowie einen Zähler
zur Zählung der über das Verknüpfungsglied von einer Taktgeberschaltung 62 zugeführten Anzahl von
Taktimpulsen auf und erzeugt ein Drehzahlsignal in Form eines Binärzahlenwertes, das der Drehzahl der
Brennkraftmaschine 10 entspricht.
Die vom Drosselmeßfühler 46 abgegebenen Impulssignaie
werden einer Beschieunigungsirnpulsgeneratorschaltung 64 zugeführt, die Beschleunigungsimpulse mit
einer in Abhängigkeit vom Beschleunigungsgrad veränderlichen Frequenz erzeugt. Die von der Beschleunigungsimpulsgeneratorschaltung
64 abgegebenen Beschleunigungsimpulse werden als Unterbrechungsanforderungssignale
über eine Leitung 66 einem weiteren Unterbrechungseingabekanal der Zentraleinheit (CPU)
60 zugeführt
Das vom Anlassermotor 50 über die Leitung 52 abgegebene Startsignal wird einer Eingabe-Schnittstelle 68
zugeführt und dort zwischengespeichert
Die Brennstoff-Einspritzsteuerschaltung 58 weist einen voreinstellbaren Abwärtszähler und ein Ausgaberegister
auf. Die Zentraleinheit 60 gibt über eine Sammelleitung 70 der Brennstoff-Einspritzimpulsdauer ν entsprechende
Ausgangsdaten'ab, die in dem Ausgaberegister gesetzt werden. Wenn die vom Kurbelwellen-Drehwinkelfühler
38 jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel von 360° abgegebenen Impulssignale (Brennstoff-Einspritzinitialisierungssignale)
anstehen, werden die derart gesetzten Daten in den Abwärtszähler eingegeben. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Abwärtszählers
invertiert und nimmt einen hohen Pegel an, woraufhin der eingegebene Datenwert jeweils aufein-
änderfolgend bei jedem Anliegen eines Taktimpulses der Taktgeberschaltung 62 subtrahiert wird. Wenn der
eingegebene Datenwert zu null wird, wird das Ausgangssignal des Abwärtszählers auf einen niedrigen Pegel
invertiert. Das Ausgangssignal der Brennstoff-Einspritzsteuerschaltung
58 stellt somit ein Einspritzsignal mit einer der Einspritzimpulsdauer τ entsprechenden
Dauer dar, das über eine Treiberschaltung 72 dem Brennstoff-Einspritzventil 24 zugeführt wird.
s Der Analog-Digital-Umsetzer 54, die Drehzahl-Signalgeberschaltung 56, die Eingabe-Schnittstelle 68 und die Brennstoff-Einspritzsteuerschaltung 58 sind über die Sammelleitung 70 mit der Zentraleinheit (CPU) 60, einem Festspeicher (ROM) 74, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 76 und der Taktgeberschaltung 62 verbunden, die einen Mikrorechner bilden. Ober die Sammelleitung 70 werden die Eingabedaten und Ausgabedaten übertragen. Obwohl dies in Fig.2 nicht im einzelnen dargestellt ist, ist der Mikrorechner in der üblichen Weise mit einer Ausgabe-Schnittstelle, einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung, einer Speichersteuerschaltung und dergleichen versehen. Im Festspeicher 74 sind eine Programmroutine für einen nachstehend noch näher beschriebenen Hauptverarbeitungsablauf, ein Unterbrechungsverarbeitungsprogramm zur arithmetischen Berechnung der Brennstoff-Einspritzdauer, ein Unterbrechungsverarbeitungsprogramm zur arithmetischen Berechnung der Erhöhung der Brennstoffzufuhr bzw. der Zusatzbrennstoffmenge sowie verschiedene zur Ausführung der arithmetischen Rechenvorgänge erforderliehe Daten vorgespeichert.
s Der Analog-Digital-Umsetzer 54, die Drehzahl-Signalgeberschaltung 56, die Eingabe-Schnittstelle 68 und die Brennstoff-Einspritzsteuerschaltung 58 sind über die Sammelleitung 70 mit der Zentraleinheit (CPU) 60, einem Festspeicher (ROM) 74, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 76 und der Taktgeberschaltung 62 verbunden, die einen Mikrorechner bilden. Ober die Sammelleitung 70 werden die Eingabedaten und Ausgabedaten übertragen. Obwohl dies in Fig.2 nicht im einzelnen dargestellt ist, ist der Mikrorechner in der üblichen Weise mit einer Ausgabe-Schnittstelle, einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung, einer Speichersteuerschaltung und dergleichen versehen. Im Festspeicher 74 sind eine Programmroutine für einen nachstehend noch näher beschriebenen Hauptverarbeitungsablauf, ein Unterbrechungsverarbeitungsprogramm zur arithmetischen Berechnung der Brennstoff-Einspritzdauer, ein Unterbrechungsverarbeitungsprogramm zur arithmetischen Berechnung der Erhöhung der Brennstoffzufuhr bzw. der Zusatzbrennstoffmenge sowie verschiedene zur Ausführung der arithmetischen Rechenvorgänge erforderliehe Daten vorgespeichert.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme gemäß den F i g. 3 und 4 näher auf die Arbeitsweise
des Mikrorechners der Steuerschaltung 28 eingegangen.
Im Rahmen der Hauptverarbeitungsroutine nimmt die Zentraleinheit 60 neue, die Drehzahl N der Brennkraftmaschine
10 bezeichnende Daten von der Drehzahl-Signalgeberschaltung 56 auf und speichert sie in
einen vorgegebenen Speicherbereich des Direktzugriffsspeichers (RAM) 76 ein. Ferner nimmt die Zentraleinheit
60 in Abhängigkeit von der jeweils in vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführten Unterbrechungsroutine zur Verarbeitung der Analog-Digital-Umsetzung
neue, die Ansaugluft-Durchflußrate Q bezeichnende Daten sowie neue, die Kühlmitteltemperatur VK bezeichnende
Daten auf und speichert sie ebenfalls in vorgegebene Speicherbereiche des Direktzugriffsspeichers
76 ein.
Darüber hinaus führt die Zentraleinheit 60 im Rahmen der Hauptverarbeitungsroutine den in F i g. 3 veranschaulichten
Verarbeitungsablauf aus. Zunächst wird in einem Programmschritt 80 von der Zentraleinheit 60
eine Unterscheidung dahingehend getroffen, ob der Anlassermotor 50 erregt ist oder nicht, d. h, ob die Brennkraftmaschine
10 angelassen wird oder nicht, was auf der Basis des vom Anlassermotor 50 der Eingabe-Schnittstelle
68 zugeführten Signales erfolgt. Wenn die Feststellung erfolgt, daß die Brennkraftmaschine 10 angelassen
wird, liest die Zentraleinheit 60 in einem Programmschritt 81 die die Kühlmitteltemperatur W betreffenden
Daten aus dem Direktzugriffsspeicher 76 aus und ermittelt in einem Programmschritt 82 in Abhängigkeit
von der Kühlmitteltemperatur IV einen Start-Anreicherungskoeffizienten
SE. Im Festspeicher 74 ist eine Relation des Start-Anreicherungskoeffizienten SE zur
Kühlmitteltemperatur W vorgespeichert, wie sie in F i ε. 5 in Form einer W-S2?-Tabelle als Schaubild dargestellt
ist. Im Programmschritt 82 liest die Zentraleinheit den Wert für SE aus dieser Tabelle aus. In einem Programmschritt
83 wird der S£-Wert in einen vorgegebenen Speicherbereich des Direktzugriffsspeichers 76 eingespeichert,
während in einem Programmschritt 84 dieser S£-Wert als Anfangswert für einen nach dem Anlassen
verwendeten Anreicherungskoeffizienten ASE vorgegeben wird. In einem Programmschritt 85 speichert
die Zentraleinheit 60 dann den Koeffizienten ASE in einen vorgegebenen Speicherbereich des Direktzugriffsspeichers
76 ein.
Bei einem Anlassen der Brennkraftmaschine 10 wird diese Verarbeitungsroutine wiederholt und der SE-Wert
jeweils erneuert. Nach einem Anlassen der Brennkraftmaschine geht das Programm vom Programmschritt
80 auf einen Programmschritt 86 über, in dem der Koeffizient ASE mittels der Gleichung ASE=SE—at
berechnet wird, wobei a eine Konstante und f das Ausgangssignal eines zum Zeitpunkt der Beendigung des
Anlaßvorganges aufgesteuerten Zeitgebers bezeichnen, das heißt, f repräsentiert den Zeitablauf nach dem Zeitpunkt
der Beendigung des Anlaßvorganges, wobei der Koeffizient ASE mit dem Ablauf der Zeit f abnimmt.
Der vorstehend genannte Zeitgeber kann durch eine entsprechende Programmausrüstung erhalten werden
(software timer), durch die ein Zählvorgang auf der Basis einer vorgegebenen zeitlichen Unterbrechungsverarbeitungsroutine
erfolgt, oder kann von einem entsprechenden Bauteil gebildet werden (hardware timer), das
dann von einem entsprechenden Programmbefehl aufgesteuert wird. Das Programm geht dann auf einen Programmschritt
85 über, woraufhin der Verarbeitungsablauf der Programmschritte 80,86 und 85 aufeinanderfolgend
wiederholt wird.
Wenn die bei jedem Kurbelwellen-Drehwinkel von 360° erzeugten Unterbrechungsanforderungssignale
über die Leitung 406 zugeführt werden, führt die Zentraleinheit 60 darüber hinaus eine in F i g. 4 veranschaulichte
Unterbrechungsverarbeitungsroutine zur Berechnung der Brennstoff-Einspritzdauer durch. Zunächst
liest die Zentraleinheit 60 in einem Programmschritt 90 die die Ansaugluft-Durchflußrate Q und die Drehzahl N
betreffenden Daten aus dem Direktzugriffsspeicher 76 aus und berechnet in einem Programmschritt 91 eine
Brennstoffeinspritz-Basisimpulsdauer ro des dem
Brennstoff-Einspritzventil 24 zugeführten Einspritzsignales gemäß folgender Gleichung:
vo = K ■ -β-
wobei K eine Konstante ist In einem Programmschritt 92 liest die Zentraleinheit 60 den während der Hauptroutine
gespeicherten Koeffizienten ASE aus dem Direktzugriffsspeicher 76 aus. Im nächsten Programmschritt
93 berechnet die Zentraleinheit 60 eine Funktion f(N), die mit steigender Drehzahl N abnimmt und mit
abnehmender Drehzahl N zunimmt Diese Funktion lcann z. B. durch f(N) — b/N gegeben sein, wobei b eine
Konstante ist Die Funktion kann jedoch in vielfältig anderer Form ausgedrückt werden. Hierbei sollte der
variable Bereich der Funktion f(N) zweckmäßigerweise In der Form c £ f(N) £ d begrenzt werden (wobei c
und ei vorgegebene Konstanten sind).
In einem Programmschritt 94 führt die Zentraleinheit
60 die Berechnung von ASE' = ASE ■ f(N) zur Korrektur des nach dem Anlassen verwendeten Anreicherungskoeffizienten
ASE in Abhängigkeit von der Dreh-
zahl N der Brennkraftmaschine 10 durch und berechnet sodann in einem Programmschritt 95 unter Verwendung
des derart korrigierten Koeffizienten ASE' einen Gesamtanreicherungskoeffizienten
R, der der zusätzlichen Gesamterhöhung der Brennstoffdosierrate entspricht.
Wenn ein normaler Warmlauf-Anreicherungskoeffizient mit WL, ein Beschleunigungsanreicherungskoeffizient
mit ACE und ein Schwer- oder Vollast-Anreiche-, rungskoeffizient mit HLE bezeichnet werden, läßt sich
"der Gesamtanreicherungskoeffizient R aus der Gleichung:
R - WL ■ (ASE' + ACE + HLE + 1,0)
berechnen. Der normale Warmlauf-Anreicherungskoeffizient WL dient zur Steigerung der Brennstoffdosierrate
in Abhängigkeit vom Erwärmungsgrad der Brennkraftmaschine 10 beim Warmlaufbetrieb und wird entsprechend
der Kühlmitteltemperatur IV in der in F i g. 6 veranschaulichten Weise bestimmt. Wie F i g. 6 zu entnehmen
ist, wird der Warmlauf-Anreicherungskoeffizient WL auf den Wert 1,0 eingestellt, wenn die Brennkraftmaschine
10 vollständig warmgelaufen ist. Der Beschleunigungsanreicherungskoeffizient ACE dient zur
Steigerung der Brennstoffdosierrate in einem Beschleunigungszustand der Brennkraftmaschine 10. Der Beschleunigungsanreicherungskoeffizient
ACE wird gemäß einer vorgegebenen Unterbrechungsverarbeitungsroutine
nur um einen vorgegebenen Betrag nach jeder Abgabe eines Beschleunigungsimpulses der Beschleunigungsimpulsgeneratorschaltung
64 erhöht und nach Beendigung des Beschleunigungsvorganges wieder allmählich verringert. Der Schwer- bzw. Vollast-Anreicherungskoeffizient
HLE dient zur Steigerung der Brennstoffdosierrate, wenn die Brennkraftmaschine 10
unter schwerer Last bzw. im Vollastbetrieb arbeitet. Die vorstehend beschriebenen Koeffizienten ASE', ACE
und HLE verbleiben auf dem Wert null, wenn die entsprechende Brennstoffanreicherung nicht erforderlich
ist
In einem Programmschritt 96 berechnet die Zentraleinheit
60 dann die Einspritzimpulsdauer τ aus folgender Gleichung:
T = Tq · R + Vv
wobei Tv ein Wert ist, der einer ineffektiven Einspritzimpulsdauer
des Brennstoff-Einspritzventiles 24 entspricht. Der der auf diese Weise berechneten Impulsdauer
τ entsprechende Datenwert wird in einem Programschritt 97 in das Ausgaberegister der Brennstoff-Einspritzsteuerschaltung
58 eingegeben, womit die Unterbrechungsverarbeitungsroutine beendet ist und das Programm zur Hauptroutine zurückkehrt.
Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles
des Steuerverfahrens ist in Fig.7 näher veranschaulicht, in der unter (A) ein Signal, das
ein Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine 10 angibt, unter (B) die
Drehzahl N der Brennkraftmaschine 10 und unter (C) der Start-Anreicherungskoeffizient SE, der nach dem
Start verwendete Anreicherungskoeffizient ASE und der korrigierte Koeffizient ASE' veranschaulicht sind.
Die Abszisse repräsentiert in Fig.7 den Zeitablauf t
vom Zeitpunkt der Beendigung des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine 10.
Gemäß dem Stand der Technik wird der Start-Anreicherungskoeffizient
SE während des Anlaßvorganges auf einem konstanten Wert gehalten (wenn die Kühlwassertemperatur
W konstant ist), wie dies im Diagramm (C) veranschaulicht ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen
Steuerverfahren wird jedoch der Start-Anreicherungskoeffizient SE in Abhängigkeit von der Drehzahl
N gesteuert, d. h., der Start-Anreicherungskoeffizient S£wird in der durch ASE' veranschaulichten Weise
erhöht, wenn die Drehzahl N kleiner als die Konstante b ist. Ferner wird beim Stand der Technik der nach
dem Start verwendete Anreicherungskoeffizient ASE nach Beendigung des Anlaßvorganges linear verringert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens wird jedoch
der korrigierte Koeffizient ASE' derart gesteuert, daß er größer als der Koeffizient ASE wird, wenn die Drehzahl
N kleiner als die Konstante b ist, und kleiner als der Koeffizient ASE wird, wenn die Drehzahl N größer als
die Konstante b ist. Bei dem vorstehend beschriebenen Steuerverfahren wird somit die zusätzliche Steigerung
der Brennstoffdosierrate während des Anlassens sowie für eine Zeitdauer nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine
10 in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl gesteuert, wodurch sich das Luft/Brennstoff-Gemischverhältnis
auf einen Optimalwert einstellen läßt. Dies hat zur Folge, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine
10 gleichmäßig ansteigt, keine Nachbrennerscheinungen bzw. Fehlzündungen auftreten, die Brennkraftmaschine
10 kein träges Ansprechverhalten zeigt, keine Verschmutzung der Zündkerzen auftritt und ein
geringerer Brennstoffverbrauch erzielbar ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Steuerverfahrens wird die Unterbrechungsverarbeitungsroutine
zur Berechnung der Brennstoff-Einspritzdauer jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel
von 360° ausgeführt, jedoch kann die Ausführung der Unterbrechungsverarbeitungsroutine auch zu jeweils
vorgegebenen Zeitintervallen erfolgen.
Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Steuerverfahrens ist somit eine geeignete Steuerung der Brenn-Stoffdosierrate
während des Anlassens sowie für eine gewisse Zeitdauer nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine
10 erzielbar, wodurch ein gutes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine 10 und eine bessere
Brennstoffausnutzung erreicht und eine Verschmutzung der Zündkerzen durch Verbrennungsrückstände verhindert
werden kann. Hierbei muß die Startanreicherung S£beim Anlassen der Brennkraftmaschine 10 nicht unbedingt
gleich dem Anfangswert der nach dem Anlassen verwendeten Anreicherung ASE sein. Ferner kann die
Anreicherung ASE nach dem Anlassen anstelle einer zeitabhängigen Verringerung eine Verringerung um eine
vorgegebene Rate synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 erfahren.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
- Patentansprüche:h Verfahren zur Steuerung der Brennstoffdosierrate, insbesondere der Brennstoffeinspritzmenge, bei einer Brennkraftmaschine, mit den Verfahrensschritten:a) Ermittlung des Lastzustandes der Brennkraftmaschine,b) Erzeugung eines den Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine bezeichnenden ersten elektrischen Signals,c) Erzeugung eines das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Anlaßvorgangs bezeichnenden zweiten elektrischen Signals,d) Erzeugung eines die Drehsahl der Brennkraftmaschine bezeichnenden dritten elektrischen Signals,e) Bestimmung einer Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit vom ermittelten Lastzustand,f) Berechnung eines zusätzlichen Erhöhungsbetrages der Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten elektrischen Signal, der während des Anlassens entsprechend dem ermittelten Warmlaufzustand bestimmt und nach dem Anlassen zeitabhängig verringert wird,g) Korrektur des berechneten zusätzlichen Erhöhungsbetrages in Abhängigkeit von dem dritten elektrischen Signal undh) Steuerung der Brennstoffdosierrate für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit von der bestimmten Brennstoffdosiermenge und dem korrigierten Erhöhungsbetrag,dadurch gekennzeichnet, daßi) der berechnete zusätzliche Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge bei Ermittlung einer über einem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl auf einen kleineren und bei Ermittlung einer unter dem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl auf einen größeren Betrag korrigiert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Korrektur des berechneten zusätzlichen Erhöhungsbetrages der Brennstoffdosiermenge bei Drehzahlabfall eine Vergrößerung und bei Drehzahlanstieg eine Verkleinerung des Erhöhungsbetrages vorgenommen wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der berechnete zusätzliche Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge auf einen der ermittelten Drehzahl umgekehrt proportionalen Wert korrigiert wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Feststellung des Warmlaufzustands der Brennkraftmaschine deren Kühlmitteltemperatur zur Erzeugung des ersten elektrischen Signals ermittelt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Feststellung des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Anlaßvorgangs zur Erzeugung des zweiten elektrischen Signals unterschieden wird, ob ein Anlassermotorder Brennkraftmaschine erregt ist oder nicht
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung des Lastzusiandes der Brennkraftmaschine deren Drehzahl und Ansaugluft-Durchflußrate ermittelt werden und daß die Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit von der ermittelten Drehzahl und Ansaugluft-Durchflußrate bestimmt wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:j) Berechnung eines zweiten zusätzlichen Erhöhungsbetrages der Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit vom ersten elektrischen Signal unabhängig vom zweiten elektrischen Signal undk) Korrektur ees korrigierten Erhöhungsbetrages in Abhängigkeit vom zweiten zusätzlichen Erhöhungsbetrag, wobei der zweifach korrigierte Erhöhungsbetrag anstelle des einmalig korrigierten Erhöhungsbetrages zur Steuerung der Brennstoffdosiermenge dient.
- 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durcha) eine Einrichtung (32,34,54) zur Ermittlung des Lastzustandes der Brennkraftmaschine,b) eine erste Signalgebereinrichtung (42, 44, 54) zur Erzeugung des den Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine bezeichnenden ersten elektrischen Signals,c) eine zweite Signalgebereinrichtung (50, 52, 68) zur Erzeugung des das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Anlaßvorgangs bezeichnenden zweiten elektrischen Signals,d) eine dritte Signalgebereinrichtung (38, 40a, 56) zur Erzeugung des die Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnenden dritten elektrischen Signals,e) eine Signalverarbeitungseinrichtung (28,60) zur Bestimmung der Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit vom ermittelten Lastzustand, zur Berechnung des zusätzlichen Erhöhungsbetrages (SE, ASE) der Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Signal, der während des Anlassens entsprechend dem ermittelten Warmlaufzustand bestimmt und nach dem Anlassen zeitabhängig verringert wird, und zur Korrektur des berechneten zusätzlichen Erhöhungsbetrages (SE, ASE) in Abhängigkeit von dem dritten elektrischen Signal, und zwar bei Ermittlung einer über dem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl auf den kleineren und bei Ermittlung einer unter dem vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl auf den größeren Betrag (ASE'),f) eine Einrichtung (58) zur Steuerung der Brennstoffdosierrate für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit von der bestimmten Brennstoffdosiermenge und dem korrigierten Erhöhungsbetrag.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (28,60) zur Korrektur des berechneten zusätzlichenErhöhungsbetrages der Brennstoffdosiermenge bei Drehzahiabfaii eine Vergrößerung und bei Drehzahlanstieg eine Verkleinerung des Erhöhungsbetrages vornimmt
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (28, 60) den berechneten zusätzlichen Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge auf einen der ermittelten Drehzahl umgekehrt proportionalen Wert korrigiert
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signalgebereinrichtung (42, φ}, 54) eine Einrichtung (42) zur Ermittlung der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine (10) aufweist
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalgebereinrichtung (50, 52, 68) eine Einrichtung (68) für eine Unterscheidung dahingehend auiweist, ob ein Anlassermotor (50) der Brennkraftmaschine (10) erregt ist oder nicht.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32,34,54,38,40a, 4Oi, 56, 62) zur Feststellung des Lastzustandes der Brennkraftmaschine (10) Einrichtungen (32, 38) zur Ermittlung von Drehzahl und Ansaugluft-Durchflußrate der Brennkraftmaschine (10) aufweist und daß die Signalverarbeitungseinrichtung (60) die Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit von der ermittelten Drehzah1 und Ansaugluft-Durchflußrate bestimmt.
- 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (28, 60) einen zweiten zusätzlichen Erhöhungsbetrag der Brennstoffdosiermenge für jede Maschinenumdrehung in Abhängigkeit vom ersten elektrischen Signal unabhängig vom zweiten elektrischen Signal berechnet und den korrigierten Erhöhungsbetrag in Abhängigkeit vom zweiten zusätzlichen Erhöhungsbetrag korrigiert, wobei der zweifach korrigierte Erhöhungsbetrag anstelle des einmalig korrigierten Erhöhungsbetrages zur Steuerung der Brennstoffdosiermenge dient.
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