DE3151131C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Brennstoff-Einspritzmengenregelung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Gemäß einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Brennstoff-Einspritzmengenregelung bei einer Brennkraftmaschine wird der volumetrische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine aus der ermittelten Durchflußrate der Ansaugluft und der ebenfalls ermittelten Maschinendrehzahl berechnet. Das Änderungsmaß des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades wird auf eine Grenzrate beschränkt. Sodann wird die Brennstoff-Einspritzmenge für die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von dem begrenzten volumetrischen Wirkungsgrad berechnet.

Description

Die Erfindung beziehr sich auf ein Verfahren zur Brennstoff-Einspritzmengenregelung bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE-OS 30 10 533 ist ein Verfahren dieser Art zur elektronischen Brennstoff-Einspritzmengenregelung bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem zunächst eine Brennstoff-Einspritzgrundmenge auf der Basis eines durch Multiplikation des jeweils ermittelten Maschinendrehzahlwertes mit dem Reziprokwert des ebenfalls jeweils ermittelten Ansaugluft-Durchflußmengenwertes erhaltenen volumetrischen Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine und einer anschließenden Division einer Konstanten durch diesen volumetrischen Wirkungsgrad in Form einer entsprechenden Grundmengen-EinspritzimpuIsdauer für jeweilige Brennstoffeinspritz-Magnetventile berechnet wird. Ferner gehen betriebsparameteraW^ngig ermittelte und gegebenenfalls zeitabhängig veränderbare Korrekturfaktoren in die Einspritzmengenregelung ein, die aufaddiert werden können und sodann nach Multiplikation des Korrekturfaktor-Summenwertes mit dem Grundmengenwert die Berechnung einer die Soll-Einspritzmenge angebenden Einspritzimpulsdauer ermöglichen. Hierbei kann für die Grundmengen-Einspritzimpulsdauer z. B. durch Vorgabe eines festen Grenzwertes für den volumetrischen Wirkungsgrad ein Maximalwert festgelegt werden, um eine Überfettung des aufbereiteten Luft/Brennstoff-Ansauggemisches insbesondere bei einem bei Beschleunigungsvorgängen meist auftretenden ' jberschwingen eines im Rahmen einer solchen Regelung häufig verwendeten Stauklappen-Ansaugluftdurchfiußmessers zu verhindern.

Zwar ist eine solche Überschwingerscheinung bei Beschleunigungsvorgängen in gewissem Umfang durchaus erwünscht, da die hierbei zwangsläufig erfolgende Gemischanfettung für das Beschleunigungsvermögen einer Brennkraftmaschine unerläßlich ist, jedoch ist eine übermäßige Gemischanreicherung bei derartigen Überschwingvorgängen unter mehreren Gesichtspunkten wiederum nachteilig, zu denen insbesondere hierdurch verursachte ruckartige Beschleunigungsstöße, ein übermäßiger Brennstoffverbrauch sowie ein starker Schadstoffanstieg im Abgas zu zählen. Eine starre Begrenzung des zur Einspritzmengenregelung herangezogenen vo-Iumetrischen Wirkungsgrades durch Vorgabe eines festen Maximalwertes kann somit den daraus resultierenden widersprüchlichen Forderungen nicht völlig Rechnung tragen, da einerseits hierdurch das Beschleunigungsvermögen einer Brennkraftmaschine z. B. bei VoI-last maßgeblich beeinträchtigt werden kann, andererseits aber in bezug auf die Verhinderung einer übermäßigen Gemischanreicherung nur eine begrenzte Wirkung erzielbar ist.
Weiterhin ist aus der DE-OS 27 02 184 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ergänzenden Beeinflussung der von einer elektronisch geregelten Brennstoffeinspritzanlage zugemessenen Brennstoffmenge bekannt, durch die im wesentlichen eine Verbesserung der Gas-

annähme beim Beschleunigen einer Brennkraftmaschine erzielt werden soll, wobei als maßgeblicher Betriebsparanieter auch hier der von einem Stauklappen-Luftmengenmesser ermittelte Ansaugluftdurchfluß in die Brennstoff-Einspritzmengenregelung eingeht Da bei einem solchen Stauklappen-Luftmengenmesser z. B. bei schnellem Gasgeben ein Überschwingen der Stauklappe in Richtung Vollast und anschließend ein verhältnismäßig weites Zurückschwingen auftritt, welches als Unterschwingen bezeichnet werden kann, ist einerseits eine Dämpfungsschaltung vorgesehen, die in gewünschter Weise giättend und dämpfend auf das Ausgangssignal des Luftmengenmessers einwirkt, während andererseits eine Anreicherungsschaltung für eine zeitlich abklingende Gemischanreicherung sorgt, die auch bei langsamem Gasgeben wirksam sein soll. Darüber hinaus ist eine Begrenzerschaltung vorgesehen, die dazu dient die über die Dämpfungs- und Anreicherungsschaltung erhaltenen Einspritzimpulszeitwerte definiert zu begrenzen.

Es handelt sich hierbei somit im wesentlichen um eine Beschleunigungsanreicherungsschaltung, bei der das vom Luftmengenmesser abgegebene Ausgangssignal bedämpft und außerdem eine zeitlich abklingende Anreicherung vorgenommen wird, d. h, im Beschleunigungsbereich wird allgemein für eine Anreicherung dos der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennstoff-Ansauggemisches gesorgt, wobei durch eine besondere Impulszeit-Begrenzerschaltung die sich ergebende Erhöhung der Einspritzimpulsdauer auf einen gewünschten oberen Grenzwert begrenzt wird. Auch hier erfolgt somit durch feste Maximalwertvorgabe eine starre Begrenzung der Einspritzmengenregeiung, die zwar eine übermäßige Gemischanreicherung beim Überschwingen des Stauklappen-Luftmengenmessers im vorgegebenen Umfang verhindert, im Beschleunigungs- oder Vollastbereich jedoch keine iastabhängige Einspritzmengenregelung mehr zuläßt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren u-<d eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Brennstoff-Einspritzmengenregelung bei einer Brennkraftmaschine derart auszugestalten, daß unter Beschleunigungs- und Vollastbedingungen Überschwingererscheinungen der Brennstoff-Einspritzmengenregelung ohne nennenswerte Beeinträchtigung des Beschleunigungsvermögens der i-ennkraftmaschine kompensierbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs ⁷ angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindiingsgemäß kann somit ohne Zuhilfenahme spezieller zeitabhängiger Korrekturfaktoren bereits direkt die Änderungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine auf unter einei vorgegebenen Geschwindigkeit liegende Werte begrenzt und sodann die Brennstoff-Einspritzmenge in Abhängigkeit von dem derart begrenzten volumetrischen Wirkungsgrad eingestellt werden. Durch diese, nur auf die Anstiegsgeschwindigkeit des volumetrischen Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine wirkende Regelung.läßt sieh die nachteilige Vorgabe starrer Maximälzeitwerte .für die Brennstoff-Einspritzmengenregelung und die dadurch gegebene Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit einer Brennkraftmaschine in bestimmten Betriebsbereichen verhindern, gleichzeitig jedoch gewährleisten, daß die durch Überschwingerscheinungen bei der Einjriritzmengenregelung in Form von unangenehmen Beschleunigungsstößen, unnötig erhöhtem Brennstoffverbrauch und Schadstoffanstieg im Abgas gegebenen Nachteile weitgehend vermieden werden können.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer elektronisehen Brennstoff-Einspritzregelanlage für eine Brennkraftmaschine,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Arbeitsablaufes eines Mikrorechners der Regelschaltung gemäß Fig. 2,

F i g. 4 ein Ablaufdiagramm, das einen Teil eines Steuerprogramms des Mikrorechners veranschaulicht,

Fig.5 eine zeitabhängige graphische Darstellung von volumetrischen Wirkungsgraden VE_11n, VE_re und

Fig.6(A) und 6(B) zeitabhängige graphische Darstellungen einer Fahrzeugbeschleunigung in Verbindung mit der Einspritzimpulsdauer,

F i g. 7 (A) und 7 (B) graphische Darstellungen, die einen zul;'-^sigen Grenzwert eines Beschleunigungsstoßes veranschaulichen,

F i g. 8 ein Ablaufdiagramm, das einen Teil eines weiteren Steuerprogramms des Mikrorechners veranschaulicht,

F i g. 9 eine graphische Darstellung eines Faktors D in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur THW der Brennkraftmaschine,
Fig. 10 eine graphische Darstellung eines begrenzten volumetrischen Wirkungsgrades VE_m in Abhängigkeit von der Drehzahl Λ' und

Fig. 1 i eine graphische Darstellung eines Zuwachsfaktors C in Abhängigkeit von der Öffnungsgeschwindigkeit eines Drosselventils der Brennkraftmaschine.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 einen Luftdurchflußfühler, der die Ansaugluft-Durchflußrate ermittelt und eine dem ermittelten Durchflußwert umgekehrt proportionale Spannung abgibt Ein mit einer Drosselklappenwelle eines Drosselventils i\ verbundener Drosselmeßfühler 12 erzeugt eine vom Öffnungsgrad des Drosselventils 11 abhängige Spannung. Ein Kühlmitteltemperaturfühler 14 stellt die Kühlmitteltempratur der Brennkraftmaschine fest und gibt eine von der ermittelten Temperatur abhängige Spannung ab.

Die Ausgangsspannungen des Luftdurchflußfühlers 10, des Drosselmeßfühlers 12 und des Kühlmitteltemperaturfühlers 14 werden einer Regelschaltung 16 zugeführt. Ein Zündverteiler 18 tier Brennkraftmaschine ist mit einem Kurbelwellen-Drehwinkelfühler 20 versehen, der jeweils ein Winkelstellungssignal abgibt, wenn sich die Zündverteilerwelle 18a um einen vorgegebenen Winkel von z. B. 30 Kurbelwellen-Drehwinkelgraden gedreht hat. Das vom Kurbelwellen-Drehwinkelfühler 20 abgegebene Winkelste"ungssignal wird ebenfalls der Rgelschaltung 16 zugeführt

Die Regelschaltung 16 führt ihrerseits einem Brennstoff-Einspritzventil 22 ein Einspritzsig<iai zu. Das Brennstoff-Einspritzventil 22 öffnet sich in Abhängigkeit von der Dauer des Einspritzsignals zum Einspritzen des über ein (nicht i?ygeste;lltes) Brennstoff-Zufuhrsystem zugeführten, unter Drück stehenden Brennstoffes in einem Einlaßkanal.
In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Regelschal-

tung 16 gemäß F i g. 1 in Form eines Blockschaltbildes veranschaulicht.

Die Ausgangsspannungen des Luftdurchflußfühlers 10, des Drosselmeßfiihlers 12 und des Kühlmitteltemperaturfühlers 14 wenden in einen Analog-Digital-Umsetzer 30 eingegeben, der die Funktionen eines Analog-Multiplexers und eines Umsetzers in sich vereinigt und die zugeführten Signale in einem vorgegebenen Umsetzungsintervall aufeinanderfolgend in Binärsignale umsetzt.

Das vom Kurbelwellen-Drehwinkelfühler 20 bei jedem Kurbelwellen-Drehwinkel von 30 Grad abgegebene Winkelstellungssignal wird einer Drehzahl-Signalgeberschaltung 32 sowie als Unterbrechungsanforderungssignal einer nachstehend vereinfacht als Zentraleinheit bezeichneten zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (CPU) 34 zugeführt Die Drehzahl-Signalgeberschaltung 32 weist in bekannter Weise ein Verknüp-

f UHgSgIICU₁ Uda III nuilallglgjicii vi/iii ττ iiinciaicuuiigaaignal durchschaltet und sperrt, sowie einen Zähler auf, der die jeweils beim Durchschalten des Verknüpfungsgliedes weitergeleitete Anzahl von Taktimpulsen zählt Auf diese Weise bildet die Drehzahl-Signalgeberschaltung 32 ein binäres Drehzahlsignal, dessen Wert der Drehzahl aer Brennkraftmaschine entspricht.

Die Zentraleinheit 34 gibt über eine Sammelleitung 42 ein Einspritzsignal mit einer Impulsdauer Tefi in eine vorgegebene Bitstelle einer Ausgangsschnittstellenschaltung 40 ein. Über eine Treiberschaltung 44 wird das Einspritzsignal sodann dem Brennstoff-Einspritzventil 22 zugeführt Das Brennstoff-Einspritzventil 22 wird somit für eine der Impulsdauer Tefi entsprechende Zeitdauer erregt, so daß eine der Einspritzimpulsdauer Tefi entsprechende Brennstoffmenge der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

Der Analog-Digital-Umsetzer 30, die Drehzahl-Signalgeberschaltung 32 und die Ausgangsschnittstelle-nschaltung 40 sind über die Sammelleitung 42 mit der Zentraleinheit 34, einem Festspeicher (ROM) 46, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 48 und einer Taktgeberschaltung 36 verbunden, die zusammen den Mikrorechner bilden. Die Eingangs-Ausgangsdaten werden über die Sammelleitung 42 übertragen.

Obwohl in F i g. 2 nicht dargestellt, ist der Mikrorechner außerdem in üblicher Weise mit einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung und einer Speichersteuerschaltung versehen. Im Festspeicher 46 sind ein nachstehend noch näher beschriebenes Programm zur Ausführung einer Hauptverarbeitungsroutine sowie eine Vielzahl von Daten und Konstanten zur Ausführung der Datenverarbeitung vorgfcjpeichert

Nachstehend wird in Verbindung mit F i g. 3 kurz auf die Verarbeitungsschritte zur Regelung der Brennstoffeinspritzung unter Verwendung des Mikrorechners eingegangen. Wenn eine Stromversorgungsschaltung eingeschaltet wird, führt die Zentraleinheit 34 eine Initialisierungsroutine 43 aus, durch die der Speicherinhalt des Direktzugriffsspeichers 48 zurückgestellt und die Konstanten auf Ausgangswerte eingestellt werden. Das Programm geht sodann auf eine Hauptroutine 45 über, in der die nachstehend noch näher beschriebene Berechnung der Brennstoff-Einspritzmenge wiederholt durchgeführt wird. Ferner führt die Zentraleinheit 34 in Abhängigkeit von dem jeweils bei einem Kurbelwellen-Drehwinke! von 30° gebildeten Kurbeiwellen-Drehwinkelunterbrechungssignal eine Unterbrechungsroutine 47 zur Bildung eines Einspritzsignals aus und führt dies der Ausgangsschnittstellenschaltung 4G zu oder führt eine Unterbrechungsroutine 49 in Abhängigkeit von einem in jeweils vorgegebenen Perioden gebildeten Zcilgeber-Unterbrechungssignal zur Bildung des Einspritzsignals aus und gibt dies dann an die Ausgangsschnittsteuerschaltung 40 ab.

Während der Ausführung der Hauptverarbeitungsroutine oder der Ausführung einer anderen Unterbrechungsroutine gibt die Zentraleinheit 34 die von der Drehzahl-Signalgeberschaltung 32 erhaltenen und die Drehzahl Nder Brennkraftmaschine repräsentierenden neuen Daten ein und speichert sie in einem vorgegebenen Bereich des Direktzugriffsspeichers 48 ab. In Abhängigkeit von der in jeweils vorgegebenen Zeitperioden oder bei jeweils einer vorgegebenen Kurbelwellen-Drehwinkelstellung ausgeführten Analog-Digital-Umsetzungsunterbrechungsroutine gibt die Zentraleinheit 34 ferner die die Durchflußrate Q der Ansaugluft, den Öffnungsgrad des Drosselventils 11 und die Kühlmittel-

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11.111 ^t-I dtUI M t M TT t t,pi UdVIIUVI «.imvil It·-Ut,K L/UIVII WtI und speichert sie ebenfalls in vorgegebenen Bereichen des Direktzugriffsspeichers 48 ab.

In Fig.4 ist ein Ablaufdiagramm eines Teils der Hauptroutine 45 gemäß F i g. 3 veranschaulicht.
In einem Schritt 50 gibt die Zentraleinheit 34 die die Drehzahl Λ/und die Ansaugluft-Durchflußrate Q betreffenden Eingangsdaten aus dem Direktzugriffsspeicher 48 ein. In einem Schritt 51 wird ein volumetrischer Wirkungsgrsc. VEi_n aus der Beziehung VE_1n= Q/N berechnet und der Wert des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades VE-,„ sodann in einem Schritt 52 in einen vorgegebenen Bereich des Direktzugriffsspeichers 48 eingespeichert

In einem Schritt 53 ermittelt die Zentraleinheit 34, ob derzeit eine Begrenzungssteuerung in bezug auf das Änderungsmaß des volumetrischen Wirkungsgrades ausgeführt wird oder nicht Diese Feststellung wird durch Überprüfung eines Begrenzungssteuerkennfeldes bzw. Kennbits getroffen. Wird keine Begrenzungssteuerung durchgeführt, geht das Programm auf einen Schritt 54 über, bei dem ein variabler Begrenzungswert VE_rc des volumetrischen Wirkungsgrades auf einen Anfangswert B (einen vorgegebenen festen Wert) zurückgestellt wird. In einem nächsten Schritt 55 wird sodann der Anfangsbegrenzungswert VE_K in einen vorgegebenen Bereich des Direktzugriffsspeichers 48 eingespeichert. Wenn dagegen eine Begrenzungssteuerung ausgeführt wird, wird der im vorherigen Schritt erhaltene Begrenzungswert VErc in einem Schritt 56 um einen festen Zuwachsfaktor A zur Bildung eines neuen Begrenzungswertes VE_n, erhöht, das heißt, im Schritt 56 wird der Rechenvorgang

V_n*- VErc + A

durchgeführt Sodann wird der erhaltene Begrenzungswert VErc im Schritt 55 in den Direktzugriffsspeicher 48 eingespeichert In einem Schritt 57 ermittelt die Zentraleinheit 34, ob der aus den Eingangsdaten berechnete volumetrische Wirkungsgrad VE_m gleich oder größer als der Begrenzungswert VE_re ist Wenn VE;„< VE_rc ist. d. k, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des volumetrischen Wirkungsgrades unter einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt, die in Abhängigkeit vom Zuwachsfaktor A und von der Wiederholperiode der Hauptroutine bestimmt wird, geht das Programm auf einen Schritt 58 über, bei dem der volumetrische Wirkungsgradwert VE_om auf den berechneten volumetrischen Wirkungsgrad VE_1n gebracht wird. In einem Schritt 59 wird sodann das Begrenzungssteuerkennfeld gelöscht.

woraufhin in einem Schritt 60 die Brennstoff-Einspritzmenge unter Verwendung des erhaltenen volumetrischen Wirkungsgradwertes VE₀₁₁, berechnet wird, das heißt, in diesem Fall findet der berechnete volumetrische Wirkungsgrad VE_m zur Berechnung der Brennstoff-Einspritzmenge (Einspritzimpulsdauer) Verwendung, Die Einspritzimpulsdauer T^m wird im allgemeinen mit ? Ulfe der Beziehung

VE₀₁₁, ■ K-CC-ß + Tv

berechnet, wobei K eine Konstante, α und β auf die Kühlmitteltemperaturkorrektur, die Luft/Brennstoffverhältnis-Rückkopplungskorrektur und die Beschleunigungskorrektur bezogene Koeffizienten und Tv eine unwirksame Einspritzimpulsdauer des Brennstoff-Einspritzventils 22 bezeichnen.

Wenn im Schritt 57 VE;,· > VE_tc ist, d. h„ wenn die Anderungsgeschwindigkeii des vuluiiicirischen Wirkungsgrades gleich oder größer als die vorgegebene Geschwindigkeit ist, geht das Programm auf einen Schritt 61 über, bei dem de·" volumetrische Wirkungsgradwert VEoui auf den Begrenzungswert VE_n gebracht wird. In einem Schritt 62 wird sodann das Begrenzungssteuerkennfeld gesetzt, wodurch angezeigt wird, daß nun die Begrenzungssteuerung erfolgt. Sodann wird im Schritt 60 die Einspritzimpulsdauer unter Verwendung des erhaltenen Wertes VE_O„, berechnet, der nun gleich dem Begrenzungswert VE_rcist.

In F i g. 5 sind die im Rahmen der Verarbeitungsroutine ge.näß F i g. 3 ablaufenden Vorgänge noch einmal veranschaulicht. Bei dem Diagramm gemäß Fig.5 sind über der Abscisse die Zeit und über der Ordinate der volumetrische Wirkungsgrad aufgetragen. Wenn der aus den Eingangsdaten errechnete volumetrische Wirkungsgrad VEi_n den vorgegebenen Wert B überschreitet VLMrH ein Os^orrenZUn^cfHSteii^f>rVQr^orS^niT pincrAlpitPt Dieser Begrenzungssteuervorgang dauert an, bis der berechnete volumetrische Wirkungsgrad VE_m unter den variablen Begrenzungswert VE_n abgesenkt ist, wie diesdurch α in F i g. 5 veranschaulicht ist. Während des Begrenzungssteuervorgangs wird der dann zur Berechnung der Einspritzimpulsdauer verwendete volumetrische Wirkungsgradwert VE₀₀, auf den Begrenzungswert VE_n- gebracht bzw. beschränkt Dieser Begrenzungswert VE_n- weist den eingangs vorgegebenen Wert B auf und wird während des Begrenzungssteuervorgangs bei jedem Operationszyklus der Routine gemäß F i g. 4 stufenweise um den Wert A erhöht Wenn der berechnete volumetrische Wirkungsgrad VE,„ kleiner als der Begrenzungswert VErc wird, wird der Begrenzungssteuervorgang beendet und die Berechnung der Einspritzimpulsdauer unter Verwendung des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades VE_!nais VE₀₁₁,ausgeführt

Bei der vorstehend beschriebenen Begrenzungssteuerung wird somit die Änderungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades auf einen Grenzwert beschränkt wenn die Durchflußrate der Ansaugluft schnell ansteigt Dies hat zur Folge, daß das Auftreten sogenannter Anreicherungsspitzen bei einem schnellen Anstieg der Ansaugluft-Durchflußrate verhindert werden kann.

In den Fig.6 und 7 ist die Wirkung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Brenstoff-Einspritzmengenregeiung veranschaulicht Hierbei ist in F i g. 6 (A) die Kennlinie einer auf ein Fahrzeug wirkenden Vorwärts- und Rückwärtsbeschleunigung zeitabhängig aufgetragen, während in F i g. 6 (B) eine zeitabhängige Kennlinie der Einspritzimpulsdauer wiedergegeben ist. Wenn ein Beschleunigungsvorgang einsetzt und sich dabei die Ansaugluft-Durchflußrate schnell erhöht, steigt bei üblicher Regelung die Einspritzimpulsdauer vorübergehend schnell an, wie dies in Fig.6 (B) durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Gemäß der gestrichelten Linie in Fig.6(A) ändert sich somit die auf das Fahrzeug wirkende Vorwärts- und Rückwärtsbeschleunigung in starkem Maße und verursacht

ίο dabei heftige Beschleunigungsstöße. Erfindungsgemäß wird durch die vorstehend beschriebene Begrenzungssteuerung jedoch verhindert, daß die Einspritzimpulsdauer zu Beginn des Beschleunigungsvorgangs überschwingt, wie dies durch die durchgezogene Linie in F i g. 6 (B) veranschaulicht ist. Die Schwingungsamplitude der auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigung kann daher erheblich verringert werden, wie dies durch die durchgezogene Linie in F i g. 6 (A) wiedergegeben

IM, au uau ami ocaiiucuu^uiigaaii/L/i. ivt,ugv.ui.iiu vti-

ringern lassen.

In F i g. 7 (A) ist ein zulässiger Grenzwert für den Beschleunigungsstoß veranschaulicht. Der schraffierte Bereich in F i g. 7 (A) gibt den Bereich des zulässigen Beschleunigungsstoßes an. Hierbei sind in F i g. 7 (A) über der Ordinate die in F i g. 7 (B) veranschaulichte Differenz X₀ zwischen der auf das Fahrzeug vor einem Beschleunigungsvorgang wirkenden Beschleunigung und dem auf das Fahzeug direkt nach einem Beschleunigungsvorgang wirkenden maximalen Beschleunigungswert aufgetragen, während über der Abszisse die ebenfalls in Fig.7(B) veranschaulichte Differenz x\ zwischen dem vorstehend genannten maximalen Beschleunigungswert und dem nächstfolgenden minimalen Beschleunigungswert aufgetragen ist, der während des Beschleunigungsvorganges auf das Fahrzeug einwirkt. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispie! der Brennstoff-Einspritzmengenregelung können die Beschleunigungsstöße innerhalb des schraffierten Bereiches von F i g. 7 (A) eingeregelt werden, was durch b veranschaulicht ist. Wird keine Begrenzungssteuerung zur Beschränkung der Änderungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades ausgeführt so überschreitet der zu erwartende Beschleunigungsstoß den zulässigen Grenzwert, was durch c in F i g. 7 (A) veranschaulicht ist.

in F i g. 8 ist ein Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der Hauptverarbeitungsroutine gemäß Fig.3 veranschaulicht Hierbei ist in F i g. 8 nur der von der Routine gemäß F i g. 3 abweichende Teil dargestellt

Wenn im Schritt 53 festgestellt wird, daß der Begrenzupgssteuerablauf nicht ausgeführt wird, geht das Programm auf einen Schritt 70 über, in dem ein Kühlmitteltemperatur-Korrekturfaktor D aus den die Kühlmitteltemperatur THW betreffenden und im Direktzugriffsspeicher 48 abgespeicherten Eingangsdaten berechnet wird, im Festspeicher 46 ist eine in F i g. 9 veranschaulichte Funktion in Form eines algebraischen Ausdrucks oder einer Kennlinie vorspeichert, die eine Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur THW und dem Korrekturfaktor D darstellt Im Schritt 70 wird der Korrekturfaktor D unter Verwendung dieser Funktion aus der Kühlmitteltemperatur THW berechnet In einem Schritt 71 wird aus den die Drehzahl N betreffenden und ebenfalls im Direktzugriffsspeicher 48 abgespeicherten Eingangsdaten ein variabler Anfangswert VE™> des Begrenzungswertes VE_re errechnet Im Festspeicher 46 ist weiterhin eine in Fi g. 10 veranschaulichte Funktion in Form eines algebraischen Ausdrucks oder einer

Kennlinie vorgespeichert, die eine Beziehung zwischen

™ dem variablen Anfangswert VE_no und der Drehzahl N

darstellt. Im Schritt 71 wird dann der Anfangswert VE_rco unter Verwendung dieser Funktion aus der Drehzahl N

errechnet. Sodann wird in einem Schritt 72 der Begrenzungswert VE_n für den volumetrischen Wirkungsgrad auf das Produkt des berechneten Anfangswertes VE_reo und des berechneten Korrekturfaktors D gebracht, das

heißt, im Schritt 72 wird der Rechenvorgang

VE_re<- VE_KO ■ D

vollzogen. Danach geht das Programm auf den Schritt 55 gemäß F i g. 4 über.

Wenn im Schritt 53 ermittelt wird, daß das Begrenzungssteuerkennfeld gesetzt ist, geht das Programm auf einen Programmschritt 73 über. In diesem Programmschritt wird ein variabler Zuwachsfaktor C aus der Öffnungsgeschwindigkeit des Drosselventils 11 errechnet, die durch zeitabhängige Differentiation der dem ftffnungsgrad des Drosselventils 11 entsprechenden Daten erhalten und vom Drosselmeßfühler 12 ermittelt wird. Weiterhin ist im Festspeicher 46 eine in F i g. 11 veranschaulichte Funktion in Form eines algebraischen Ausdrucks oder einer Kennlinie vorgespeichert, die eine Beziehung zwischen dem variablen Zuwachsfaktor C und der Öffnungsgeschwindigkeit des Drosselventils 11 darstellt. Der Zuwachsfaktor C wird unter Verwendung dieser Funktion berechnet. In einem Schritt 74 wird sodann der Begrenzungswert VE_n um den berechneten Zuwachsfaktor C erhöht. Danach geht das Programm auf den Schritt 55 gemäß F i g. 4 über.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Verarbeitungsroutine nach F i g. 8 ist der in den Schritten 70 und 72 festgelegte Anfangswert VE_m des Begrenzungswertes VE_n; um so größer, je niedriger die Kühlmitteltemperatur THW ist. Bei einer niedrigen Maschinentemperatur (während des Warmlaufes) v/ird das Luft/Brennstoff-Verhältnis daher fett bzw. unterstöchiometrisch, so daß bei einem Beschleunigungsvorgang ein hohes Drehmoment erhalten werden kann. Wie der Verarbeitungsroutine gemäß F i g. 8 zu entnehmen ist, wird der Anfangswert VE_reo des Be^renzungswertes VE_K in den Schritten 71 und 72 auch bei einer niedrigen Maschinendrehzahl erhöht. Dies hat zur Folge, daß im unteren Drehzahlbereich ein starkes Drehmoment und damit ein gutes Beschleunigungsvermögen erhalten werden kann. Gemäß der Verarbeitungsroutine nach Fig.8 wird außerdem der Zuwachsfaktor C im Schritt 73 in Abhängigkeit von der Steigerung der Öffnungsgeschwindigkeit des Drosselventils 11 erhöht Bei schneiler Beschleunigung wird daher die Änderungsgeschwindigkeit des volumetrischen Wirkungsgrades erhöht, verbleibt jedoch innerhalb der Grenzwerte, wodurch sich ein besseres Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine erzielen läßt

Da somit die Änderungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades auf einen Grenzwert beschränkt wird, läßt sich das Auftreten sogenannter Anreicherungsspitzen bei einem schnellen Anstieg der Ansaugluft-Durchflußrate verhindern. Hierdurch läßt sich bei einem raschen Anstieg der Ansaugluft-Durchflußrate das Ausmaß des Beschleunigungsstoßes herabsetzen und außerdem die Menge der von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen HC- und CO-Abgasanteiie verringern.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Brennstoff-Einspritzmengenregelung bei einer Brennkraftmaschine, bei dem die Ansaugluft-Durchflußrate und die Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt, der volumetrische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine aus den ermittelten Werten der Ansaugluft-Durchflußrate und der Drehzahl berechnet, im Beschleunigungsfall bei einem schnellen Anstieg der Ansaugluft-Durchflußrate der berechnete volumetrische Wirkungsgrad begrenzt und die Brennstoff-Einspritzmenge für die Brennkraftmaschine normalerweise in Abhängigkeit vom berechneten volumetrischen Wirkungsgrad und während der Dauer der Begrenzung in Abhängigkeit vom begrenzten volumetrischen Wirkungsgrad eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades auf der Basis einer Begrenzung der ÄTuierungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades auf unter einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegende Werte durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades nur ausgeführt wird, v/enn der berechnete volumetrische Wirkungsgrad gleich oder größer als ein Grenzwert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert in bezug auf den berechneten vclumetrischen Wi^ungsgrad in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand der Brennkraftmaschine durch die Drehzahl und die Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine gegeben ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Änderungsgerschwindigkeit des volumetrischen Wirkungsgrades in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand der Brennkraftmaschine durch die Öffnungsgeschwindigkeit eines Drosselventils der Brennkraftmaschine gegeben ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Meßeinrichtungen (10,20) zur Ermittlung der Ansaugluft-Durchflußrate und der Drehzahl der Brennkraftmaschine, durch eine Recheneinrichtung (30, 34, 36, 46, 48) zur Berechnung des volumetrischen Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine aus den ermittelten Werten der Ansaugluft-Durchflußrate und der Drehzahl und durch eine Steuereinrichtung (22, 40, 44) zur Einstellung der Brennstoff-Einspritzmenge für die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom volumetrischen Wirkungsgrad, wobei die Recheneinrichtung die Änderungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades auf die unter der vorgegebenen Geschwindigkeit liegenden Werte begrenzt und die Brennstoff-Einspritzmenge in Abhängigkeit vom begrenzten volumetrischen Wirkungsgrad einstellt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung die Ändcrungsgeschwindigkeit des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades nur dann auf die unter der vorgegebenen Geschwindigkeit liegenden Werte begrenzt, wenn der berechnete volumetrische Wirkungsgrad gleich oder größer als der Grenzwert ist