DE3201756A1

DE3201756A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine mit vorverdichter

Info

Publication number: DE3201756A1
Application number: DE19823201756
Authority: DE
Inventors: Masakazu Kariya Aichi Ninomiya; Norio Omori
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1982-11-11
Also published as: JPS57122142A; US4470390A; DE3201756C2; JPH0250303B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter

Die Erfindung "befaßt sich mit Brennkraftmaschinen mit Vorverdichter und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Steuern der Arbeit einer derartigen Maschine, bei dem verhindert wird, daß der Druck der vorverdichteten Ansaugluft über einen gegebenen Wert hinaus ansteigt.

Bei einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, der durch die Abgase betrieben wird, wird ein umso höherer Vorverdichtungsdruck erzeugt, je größer die Menge der Abgase ist. Der Vorverdichtungsdruck sollte jedoch auf einen gegebenen Wert begrenzt sein, da ein übermäßig hoher Druck die Maschine beschädigen kann. Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Unterdrücken einer derartigen übermäßigen Zunahme des Vorverdichtungsdruckes wird die Menge an Abgasen, die durch die Turbine des Vorverdichters geht, so gesteuert, daß die Drohzahl der Turbine unterhalb eines bestimmten Grenzwertes bleibt. Diese herkömmliche Vorrichtung oder dieses herkömmliche Verfahren ist mit verschiedenen Schwierigkeiten verbunden. Die Vorrichtung ist nämlich zu aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden. Da weiterhin die herkömmliche Vorrichtung die Abgasmenge bei hohen Temperaturen steuern muß, ergeben sich Schwierigkeiten in Verbindung mit der Dauerhaftigkeit.

Durch die Erfindimg sollen die oben beschriebenen Nachteile und Mängel herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen beseitigt werden.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter derart, daß der Vorverdichtungsdruck abgesenkt werden kann, wenn er einen vorbestimmten Viert überschreitet, ohne daß ein Kraftfahrzeug mit der Maschine zum Stillstand kommt oder die Maschine abgewürgt wird.

Gemäß der Erfindung wird die Anzahl der Verbrennungen pro Zeiteinheit herabgesetzt, um den Vorverdichtungsdruck zu vermindern. Eine Abnahme der Anzahl der Verbrennungen führt zu einer Abnahme in der Ausgangsleistung der Maschine und daher zu einer Abnahme der Drehzahl der Turbine.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, der über die Abgase der Maschine betrieben wird, wird'der Vorverdichtungsdruck aufgenommen, um ein Signal zu erzeugen, das anzeigt, daß der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, und wird die Anzahl der Verbrennungen in der Maschine pro Zeiteinheit beim Vorliegen dieses Signals herabgesetzt.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, der durch die Abgase der Maschine betrieben wird, geschaffen, die eine erste Einrichtung, die den Vorverdichtungsdruck aufnimmt und ein Ausgangssignal erzeugt, eine zweite Einrichtung, die die in die Zylinder der Maschine einzuspritzende Kraftstoffmenge nach Maßgabe der Maschinenparameter berechnet, eine dritte Einrichtung, die die Maschine mit Kraftstoff entsprechend der Information von der zweiten Einrichtung versorgt, und eine vierte Einrichtung umfaßt, die die dritte Einrichtung auf das Ausgangssignal von der ersten Einrichtung derart steuert, daß die KraftstoffVersorgung gesteuert wird, wenn der Vorverdichtungsdruck über einem vorba-

stimmten Wert liegt, um die Ausgangsleistung der Maschine herabzusetzen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, der über die Abgase der Maschine betrieben wird, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erste Einrichtung zum Aufnehmen des Vorverdichtungsdruckes und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, eine zweite Einrichtung zum Berechnen des Zündzeitpunktes nach Maßgabe der Maschinenparameter, eine dritte Einrichtung zum Zünden des den Zylindern der Haschine gelieferten Kraftstoff/Luftgemisches nach Haßgabe der Information von der zweiten Einrichtung, und eine vierte Einrichtung umfaßt, die die dritte Einrichtung auf das Ausgangssignal von der ersten Einrichtung ansprechend derart steuert, daß die Zündung gesteuert wird, wenn der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, um die Ausgangsleistung der Maschine herabzusetzen.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ■ in einer schematischen Ansicht eine Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, anhand der ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird;

Fig. 2 in einem schematischen Blockschaltbild die

in Fig. 1 dargestellte Steuereinheit;

Fig. 3 in einem Flußdiagramm die Arbeitsabfolge in

der Steuereinheit in Fig. 2;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zum Verständnis der Ar

beitsweise der in Fig. 1 dargestellten Maschine ;

Fig. 5 in einer graphischen Darstellung das

Strecken der Kraftstoffeinspritzung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 ein Teilschaltbild eines dritten Ausfüh

rungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 7 ein Teilschaltbild eines vierten Ausfüh

rungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 8 ein Teilflußdiagramm, das die Arbeitsabfol

ge des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt; und

Fig. 9 ein Teilflußdiagramm, das die Arbeitsabfol

ge bei einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Vorverdichter. Die Brennkraftmaschine 1 ist ein bekannter Viertaktmotor mit Funkenzündung. Die Maschine 1 ist so ausgebildet, daß sie Luft über einen Luftfilter 2, ein Drosselventil 3 und eine Ansaugkammer 4 ansaugt und die Abgase über ein Auspuffrohr 7 abgibt. Die Abgase drehen ein Turbinenrad 9 eines Vorverdichters S, bevor sie zur Außenluft abgegeben werden. Der Vorverdichter weist ein Kompressorrad 10 auf, das durch das Turbinenrad 9 betrieben wird, so daß die angesaugte Luft komprimiert und vorverdichtet in die Zylinder der Maschino 1 eingeführt wird. Der Kraftstoff für die Haschine 1 wird den

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Zylindern von einer nicht dargestellten KraftstoffVersorgung über elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile 11 zugeführt, die für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sind. Im Ansaugsystem ist ein Sensor 12 -für die angesaugte Luftmenge oder für die Strömungsgeschwindigkeit bzw. den Strömungsdurchsatz stromabwärts vom Luftfilter 2 vorgesehen. Der Sensor 12 umfaßt ein Potentiometer, das eine analoge Spannung erzeugt, die die Strömungsgeschwindigkeit oder den Durchsatz der in die Maschinenzylinder angesaugten Luftmenge wiedergibt.

Ein Kühlmitteltemperatursensor 13 in Form eines Thermistors, der eine analoge Spannung erzeugt, die die Kühlmitteltemperatur -angibt, ist an der Maschine 1 vorgesehen. Ein Drehzahlsensor 14 ist so angeordnet, daß er ein Impulskettensignal mit einer Frequenz erzeugt, die die Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine 1 angibt. Ein Kontaktunterbrecher der Zündspule der Zündanlage der Maschine 1 kann als Drehzahlsensor 14 verwandt werden. Das Zündimpulssignal von der Primärseite der Zündspule kann nämlich als ein die Drehzahl angebendes Signal verwandt werden.

Ein Druckschalter 15 ist so angeordnet, daß er schließt, wenn der Vorverdichtungsdruck vom Verdichterrad 10 über einem vorbestimmten Wert liegt. Eine Steuereinheit 16 spricht auf die Ausgangssignale von den oben beschriebenen verschiedenen Sensoren 12 bis 14 an. Die Steuereinheit 16 steuert die Arbeit der Kraftstoff Ginspritzventile 11 derart, daß die Lallte der Öffnungszeit jedes Kraftstoffeinspritzventiles 11 nach Maßgabe der verschiedenen Informationen von den Sensoren 12 bis 14 gesteuert wird, wie es spater im einzelnen beschrieben wird.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Steuereinheit 16. Ein Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit CPU

100 berechnet die einzuspritzende Kraftstoffmenge und ein Drehzahlzähler 101' zählt die Anzahl der Impulse vom Drehzahlsensor 14. Der Drehzahlzähler 101 zählt nämlich die Anzahl der Umdrehungen der Brennkraftmaschine 1 pro Zeiteinheit. Der Drehzahlzähler 101 legt einen Unterbrechungsbefehl an eine Unterbrechungssteuerschaltung 102 einmal pro zwei Umdrehungen der Maschine 1 in synchroner Weise. Die Unterbrechungssteuerschaltung 102 liefert dem Mikroprozessor 100 ein Unterbrechungssignal über eine gemeinsame Sammelleitung 150 auf den Unterbrechungsbefehl ansprechend. Ein digitaler Eingangsteil 103 empfängt digitale binäre Signale, beispielsweise ein Startsignal vom Starterschalter 17» der das Ein- und Ausschalten eines nicht dargestellten Anlassers steuert, und ein EIN/AUS Signal vom Druckschalter 15, wobei diese Signale anschließend dem Mikroprozessor 100 zugeführt werden. Ein analoger Eingangsteil weist einen Analog-Multiplexer und einen Analog-Digitalwandler auf. Der analoge Eingangsteil 104 empfängt Signale vom Sensor 12 für den Durchsatz der angesaugten Luft und vom Kühlmitteltemperatursensor 13, so daß Daten, die diese Variable angeben, vom Mikroprozessor 100 gelesen werden.

Die von den oben beschriebenen verschiedenen Baueinheiten 101, 102 und 103 ausgegebene Information wird über die gemeinsame Sammelleitung 150 auf den Mikroprozessor 100 übertragen. In Fig. 2 sind weiterhin eine Batterie 18 sowie eine Energieversorgungsschaltung 106 dargestellt, die über einen Zündschalter 19 mit der Batterie 18 verbunden ist. Eine Kurzzeitspeichereinheit (Speicher mit direktem Zugriff RAM) wird kurzzeitig während des Ablaufs eines Programms benutzt, während ein Festspeicher (ROM) 108 ein Steuerprogramm und verschiedene Konstanten speichert.

Ein Zähler 109, der einen Abzähler und Register enthält, ist

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dazu vorgesehen, Impulssignale zu erzeugen, deren Impulsbreite der der Maschine 1 gelieferten Kraftstoffmenge entspricht. Der Zähler 109 ist über die gemeinsame Sammelleitung 150 mit dem Mikroporzessor 100 verbunden und empfängt digitale Signale, die die Kraftstoffmenge angeben, die der Maschine 1 zugeführt v/erden sollte. Der Zähler 109 wandelt nämlich sein digitales Eingangssignal in ein Impulskettensignal um, dessen Impulsbreite durch das digitale Eingangssignal verändert wird, so daß die Kraftstoffeinspritzventile 11 der Reihe nach für ein Zeitintervall erregt werden, das durch die Impulsbreite bestimmt ist, um den Kraftstoff in den Ansaugkrümmer der Maschine 1 einzuspritzen. Das im Zähler 109 erzeugte Impulskettensignal liegt anschließend an einer Treiberstufe 110 zum Erzeugen eines Treiberstromes, mit dem die Kraftstoffeinspritzventile der Reihe nach erregt werden.

Eine Zeitgeberschaltung 111 ist über die gemeinsame Sammelleitung 150 mit dem Mikroporzessor 100 verbunden, um diesem eine Information über den gemessenen Zeitablauf zu geben.

Der Drehzahlzähler 101 erzeugt den oben erwähnten Unterbrechungsbefehl am Ende jeder Messung und legt diesen Befehl an die Unterbrechungssteuerschaltung 102. Die Unterbrechungssteuerschaltung 102 erzeugt ein Unterbrechungssignal auf den Unterbrechungsbefehl ansprechend, damit der Mikroprozessor 100 ein Unterbrechungsdienstprogramm ausführt, das die einztispritzende Kraftstoffmenge berechnet.

Fig. 3 zeigt in einem schematischen Flußdiagramm die Arbeit des Mikroprozessors 100, wobei die Funktion des Mikroprozessors 100 im folgenden anhand dieses Flußdiagramms beschrieben wird. Wenn der Zündschalter 19 und der Startschalter 17 angeschaltet werden, um die Maschine 1 anzulassen, wird das Hauptprogramm vom Startprogrammschritt 1000 ausgehend ausge-

führt. Im ersten Programmschritt 1001 erfolgt eine Einleitung. Im folgenden zweiten Programmschritt 1002 werden digitale Werte, die die Kühlmitteltemperatur angeben, vom analogen Eingangsteil 104 herangezogen. Im dritten Programmschritt 1003 wird ein Korrekturfaktor K, der später beschrieben wird, nach Maßgabe der Kühlmitteltemperatur berechnet. Das Ergebnis dieser Berechnung wird anschließend im Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 gespeichert. Im vierten Programmschritt 1004 wird anhand eines digitalen Wertes,der den ein- oder ausgeschalteten Zustand des Druckschalters 15 angibt, festgestellt, ob der Druckschalter 15 an- oder ausgeschaltet ist. Wenn der Druckschalter 15 angeschaltet ist, ist die Antwort des Programmschrittes 1004 positiv, wobei in diesem Fall der Arbeitsfluß abzweigt, so daß der Programmschritt 1005 ausgeführt wird. Im Programmschritt 1005 wird ein Kennzeichen P auf den logischen Wert 1 (P = 1) gesetzt und im Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 gespeichert. Wenn andererseits der Druckschalter 15 ausgeschaltet ist, ist die Antwort des Programmschrittes 1004 negativ, wobei in diesem Fall der Arbeitsfluß so abzweigt, daß der Programmschritt 1006 ausgeführt wird. In diesem Programmsehritt 1006 wird das Kennzeichen P auf den logischen Wert 0 (P = 0) gesetzt und im Speicher mit direktem Zugriff RAIi 107 gespeichert. Gewöhnlich wird das Hauptprogramm wiederholt entsprechend dem Steuerprogramm vom Programmschritt 1001 bis zum Programmschritt 1005 oder vom Programmschritt 1001 bis zum Programmschritt 1006 ausgeführt.

Wenn ein Unterbrechungssignal für die Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge von der Unterbrechungssteuerschaltung 102 anliegt, unterbricht der Mikroprozessor 100 unmittelbar seine Arbeit selbst wenn er sich in der Mitte der Ausführung des Hauptprogramms befindet, so daß das Unterbrechung;:— dienstprogramm von einem Startprogrammschritt 1010 an au irreführt wird. Im ersten Programmschritt 1011 des Unterbrechung:;-

dienstprogramms wird zu einer Zahl η immer dann 1 zuaddiert, wenn ein Unterbrechungsdienstprogramm ausgeführt wird, und wird das Ergebnis der Addition (n = n+1) im Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 gespeichert. Im folgenden Programmschritt 1012 wird das Kennzeichen P, das die Stellung des Druckschalters 15 angibt, gelesen, um zu prüfen, ob P gleich 1 ist oder nicht. Wenn' P= 1, d.h. wenn der Vorverdichtungsdruck über dem vorbestimmten Wert liegt, zweigt das Programm nach dem Schritt 1012 über den positiven Zweig ab, um die Ausgangsleistung der Maschine 1 dadurch zu vermindern, daß die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen so gestreckt wird, daß ein Kraftstoffeinspritzung zu jedem zweiten normalen Zeitpunkt erfolgt. In einem folgenden Programmschritt 1013 wird festgestellt, ob der vorher im Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 gespeicherte Wert von η geradzahlig ist oder nicht. Wenn η eine gerade Zahl ist, zweigt das Programm vom Programmschritt 1013 über den positiven Zweig zu einem Programmschritt 1014 ab, um zum Hauptprogramm zurückzukehren. Im Falle der Rückkehr zum Hauptprogramm kehrt der Arbeitsablauf zur Ausführung eines Programmsehrittes zurück, an dem die Unterbrechung aufgetreten war.

Wenn im Gegensatz η im Programmschritt 1013 ungeradzahlig ist, wird ein Programmschritt 1015 ausgeführt. Wenn im Programmschritt 1012 über den Druckschalter 15 festgestellt wird, daß der Vorverdichtungsdruck niedrig ist, d.h. daß P=O ist, zweigt das Programm vom Schritt 1012 über den negativen Zweig ab, so daß unabhängig davon, ob η geradzahlig oder ungeradzahlig ist, der Programms ehr itt 1015 ausgeführt 'vvird. Im Programmschritt 1015 werden ein Signal, das die Drehzahl N der Maschine 1 angibt, vom" Drehzahlzähler 101, sowie ein Signal, das die angesaugte Luftmenge 0. angibt, vom analogen .Singan^steil 104 herangezogen.. In einem folgenden Progranmschritt 1016 wird die einzuspritzende Grundkraftstoffmenge, d.h. die

Zeitdauer, für die der Kraftstoff eingespritzt wird, berechnet, die durch die Drehzahl N der Maschine 1 und die Menge an angesaugter Luft Q bestimmt ist. Die für diese Berechnung benutzte Gleichung lautet

t - F . υ ,

wobei F eine Konstante ist. In einem folgenden Programmschritt 1017 wird der oben erwähnte Korrekturfaktor K für die Kraftstoffeinspritzzeitdauer, der im Hauptprogramm erhalten wurde, vom Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 ausgelesen, so daß die einzuspritzende Kraftstoffmenge, d.h. die Einspritzzeitdauer T, die das Kraftstoff/Luftverhältnis bestimmt, berechnet wird. Die für diese Berechnung der Kraftstoff einspritzzeitdauer T benutzte Gleichung leutet:

T = t · K

Im Programmschritt 1018 wird das Ergebnis der obigen Korrekturberechnung in den Zähler 109 eingegeben, so daß eine Information über die tatsächliche Dauer der Kraftstoffeinspritzung dem Zähler 109 gegeben ist. Der Arbeitsablauf tritt dann in einen Programmschritt 1019 ein, um zum Hauptprogramm zurückzukehren.

Fig. 4 zeigt in einem Zeitdiagramm die Arbeitsverhältnisse der Brennkraftmaschine 1, bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird. In Fig. 4 sind der Vorverdichtungsdruck 51, der Zustand 52 des Druckschalters 15, der Zündzeitpunkt 53, die Kraftstoffeinspritzungen 54 und der Zustand der Verbrennung 55 in der Haschine 1 dargestellt. Bei dem in Fi^. 4 dargestellten Beispiel ist angenommen, daß der Vorverdichtungsdruck zu Beginn unter einem vorbestimmten Viert licrrc, so daß die Kraftstoffeinspritzung normal erfolgt. Anschlios-

send nimmt der Vorverdichtungsdruck zu, wie es durch die ansteigende Kurve 51 dargestellt ist. Wenn der Wert der Kurve 51 den vorbestimmten Wert überschreitet, der durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, schließt der Druckschalter 15, d.h. wird P = 1. Wenn unter diesen Umständen P = 1 der Wert n, der die Anzahl der Unterbrechungen angibt, geradzahlig ist, d.h. wenn η gleich 6 oder S ist, erfolgt bei dem dargestellten Beispiel keine Kraftstoffeinspritzung. Da keine Kraftstoffeinspritzung an den Stellen η ρ 6 und η = 8 bewirkt wird, tritt keine Verbrennung für die diesen Stellen ohne KraftstoffVersorgung folgenden Intervalle auf. D.h. im einzelnen, daß von den Punkten η = 6 und η = 8 viermal keine Verbrennung erfolgt. In Fig. 4 sind mit Kreisen und mit Kreuzen jeweils die Verbrennungen als Folge der Kraftstoffversorgung und die fehlenden Verbrennungen als Folge der fehlenden KraftstoffVersorgung dargestellt. Da die Anzahl der Verbrennungen abnimmt, wie es oben beschrieben wurde, nimmt auch die Ausgangsleistung der Maschine 1 ab.

Der Vorverdichtungsdruck nimmt daher ab, wie es durch die Kurve 51 dargestellt ist, wobei dann, wenn der Druck unter den vorbestimmten Wort fällt, der Druckschalter 15 öffnet (P = O). Nach dem Punkt η = 9 erfolgt daher die normale Kraftstoffeinspritzung.

Obwohl die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen auf die Hälfte gegenüber den normalen Verhältnissen herabgesetzt wird, um die Ausgangsleistung der Maschine zu verringern, wenn der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, wie es bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist, kann die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen auch auf ein Drittel, ein Viertel oder einen ähnlichen Bruchteil herabgesetzt werden. Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführunrrsbeispiel v.'ird nämlich die Häufigkeit der Kraftstoffeincprit-

zungen soweit vermindert oder herabgesetzt, daß die Ausgangsleistung der Maschine so abnimmt, daß der Vorverdichtungsdruck absinkt.

Fig. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Vorverdichtungsdruck und der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung das Ausmaß der Verringerung der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen nach Maßgabe des Wertes des Vorverdichtungsdruckes verändert. Um in dieser Weise die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen zu steuern, kann ein Sensor verwandt werden, der ein Ausgangssignal erzeugt, das den Vorverdichtungsdruck angibt, so daß die Kraftstoffeinspritzsteuerung stufenförmig erfolgen kann.

Im folgenden wird anhand von Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei Fig. 6 einen sich von Fig. 1 unterscheidenden Teil .des Ausführungsbeispiels zeigt. Ein Druckschalter 15 ist so angeordnet, daß er seinen Kontakt 15c öffnet, um den geöffneten Zustand einzunehmen, wenn der Vorverdichtungsdruck unter einem vorbestimmten Wert liegt, und seinen Kontakt 15c schließt, um den geschlossenen Zustand einzunehmen, wenn der Druck über dem vorbestimmten Wert liegt. Die Steuereinheit 16 berechnet das Öffnungszeitintervall für die Kraftstoffeinspritzventile 11, um diese dementsprechend zu erregen. Eines der Kraftstoffeinspritzventile 11 ist über die Kontakte 15c des Druckschalters 15 mit der Steuereinheit 16 verbunden, während die übrigen Kraftstoffeinspritzventile 11 direkt in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit der Steuereinheit 16 verbunden sind. Wenn daher der Vorverdichtungsdruck den vorbestimmten Wert überschreitet, wird eines der Kraftstoffeinspritzventile 11 entregt, um die Einspritzung zu beenden. Das hat zur Folge,

daß die Ausgangsleistung der Maschine herabgesetzt werden kann, um dementsprechend den Vorverdichtungsdruck zu vermindern. Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Unterbrechung des Kraftstoffes in Verbindung nur mit einem der Kraftstoffeinspritzventile 11 erfolgt, kann je nach Wunsch die Anzahl der Kraftstoff einspritzv'entile erhöht werden, deren Arbeitsweise durch den Druckschalter 15 gesteuert

"^ Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Ausgangsleistung der Maschine dadurch herabgesetzt, daß die Anzahl oder die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen verringert oder die-Einspritzung in einen gegebenen Zylinder der Maschine 1 unterbrochen wird. Eine ähnliche Wirkung kann •jedoch auch dadurch erhalten werden, daß die Anzahl der Zündungen herabgesetzt oder die Zündung in einem gegebenen Zylinder unterbrochen wird. D.h. mit anderen Worten, daß die Steuerung der Kraftstoffversorgung durch eine Steuerung der Zündung ersetzt werden kann, um den Vorverdichtungsdruck herabzusetzen, da ohne Kraftstoff oder ohne Zündung keine Verbrennung erfolgt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das die oben beschriebene Steuerung der Zündung verwirklicht. Eine Steuereinheit 16' berechnet den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der Drehzahl N, der angesaugten Luftmenge Q und der Kühlmitteltemperatur. Eine Zündvorrichtung 19, die auf das Ausgangssignal der Steuereinheit 16¹ anspricht, unterbricht schrittweise den Primärstrom einer Zündspule 19, deren Sekundärwicklung mit einem Verteiler 20 verbunden ist, der einen hochgespannten Strom auf die Zündkerzen 21"der Maschine 1 verteilt. Die Arbeitsschritte in der Steuereinheit 16' sind ähnlich denjenigen in Fig.. 3, so daß nur der davon verschie-

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- -Ur-

dene Teil, d.h. die Programmschritte 1016' bis 1018¹ im folgenden anhand von Fig. 8 beschrieben werden. Das Unterbrechungsdienstprogramm wird bei jeder Zündung ausgeführt, und in einem an den Programmschritt 1015 in Fig. 3 sich anschließenden Programmschritt 1016¹ wird ein Grundzündzeitpunkt auf der Grundlage der Drehzahl N und der angesaugten Luftmenge Q erhalten, der vorher in einem Festspeicher ROM gespeichert ist, der dem Festspeicher ROM 108 in Fig. 2 entspricht. Im folgenden Programmschritt 1017¹ wird der ausgelesene Grundzündzeitpunkt durch einen Korrekturfaktor K¹ für den Zündzeitpunkt abgewandelt, woraufhin der abgewandelte oder korrigierte Zündzeitpunkt in einen Zähler im folgenden Programmschritt 1018' eingegeben wird. Danach kehrt der Arbeitsablauf über den Programmschritt 1019 zum Hauptprogramm zurück. Bei einem derartigen Arbeitsablauf wird die Anzahl der Zündungen im Vergleich mit normalen Zündverhältnissen um die Hälfte gestreckt oder verringert, wenn der Vorverdichtungsdruck den vorbestimmten Wert überschreitet. Die Häufigkeit der Zündungen!wird nämlich herabgesetzt oder vermindert, so daß die Häufigkeit der Verbrennungen abnimmt.

Fig. 9 zeigt das Flußdiagramm eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung, d.h. nur den Teil, der sich von dem oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Bei dem fünften Ausführungsbei.spiel wird das Unterbrechungsdienstprogramm bei jeder Zündung ausgeführt, um die Zündung in einem gegebenen Zylinder zu unterbrechen, und wird jln einem Programmschritt 1013' festgestellt, ob der Wert η bei einer Maschine mit vier Zylindern ein ganzzahliges Vielfaches von vier ist oder nicht. Die Zündung springt daher alle vier Zündzeitpunkte, was dazu führt, daß an einem gegebenen Zylinder keine Zündung erfolgt. Das fünfte Ausführungsbeispiel wird durch eine ähnliche Anlage wie in Fig.7 dargestellt ist, verwirklicht.

Obwohl bei dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel, die oben beschrieben v/urden, ein Mikrocomputer, der digitale Werte verarbeitet, dazu dient, die Steuereinheit zu bilden, kann auch ein Analogcomputer dazu verwandt v/erden, ähnliche Steuervorgänge auszuführen.

Bei den Ausführungsbeispielen, bei denen die Zündung unterbrochen wird, ist es bevorzugt, gleichzeitig auch die Kraftstoffeinspritzung zu unterbrechen, um zu verhindern, daß ein nicht verbranntes Gemisch von der Abgasleitung ausgegeben wird.

Leerseite

Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

3/Li

G3-8113-MN

NIPPONDENSO CO.,-LTD., Kariya-shi, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Steuern einer Br ennlcraftmas chine mit Vorverdichter, der durch die Abgase der Maschine betrieben -wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Vorverdichtungsdruck aufgenommen wird, um ein Signal zu erzeugen, das anzeigt, daß der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, und

b) die Anzahl der Verbrennungen in der Maschine pro Zeiteinheit beim Vorliegen dieses Signals herabgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Herbasetzen der Anzahl der Verbrennungen dadurch erfolgt, daß die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen in die Maschine gestreckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herabsetzung der Anzahl der Verbrennungen dadurch erfolgt, daß die Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder oder in einige Zylinder der Maschine unterbrochen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herabsetzung der Anzahl der Verbrennungen dadurch erfolgt, daß die Anzahl der Zündungen in den Zylindern der Maschine gestreckt wird.
5« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herabsetzung der Anzahl der Verbrennungen dadurch erfolgt, daß die Zündung in einem Zylinder oder in einigen Zylindern der Maschine unterbrochen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen Verarbeitungsschritte in einem Computer umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er nach einem Programm arbeitet, das ein Hauptprogramm und ein Unterbrechungsdienstprograram umfaßt, wobei das Hauptprogramm einen Programmschritt aufweist, in dem ein Signal in einem Speicher gespeichert wird, das angibt, daß der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, das Unterbrechungsdienstprogramm periodisch ausgeführt wird, um die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge zu bestimmen_; und die Maschine dementsprechend mit Kraftstoff zu versorgen,und das Unterbrechungsdienstprogramm einen Programmschritt aufweist, in dem das Unterbrechungsdienstprogramm unterbrochen wird, so daß eine Kraftstoffversorgung beim Vorliegen des vor-

gespeicherten Signals nicht bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken der Anzahl von Zündungen Verarbeitungsschritte in einem Computer umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er nach einem Programm arbeitet, das ein Haupt- und ein Unterbrechungsdienstprogramm umfaßt, v/obei das Hauptprogramm einen Programmschritt aufv/eist, in dem in einem Speicher ein Signal gespeichert wird, das anzeigt, daß der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, das Unterbrechungsdienstprogramm periodisch ausgeführt wird, um den Zündzeitpunkt zu bestimmen und dementsprechend das Kraftstoff/Luftgemisch in den Zylindern der Maschine zu zünden, und wobei das Unterbrechungsdienstprogramm einen Programmsehritt aufweist, in dem das Unterbrechungsdienstprogramm unterbrochen wird, so daß keine Zündung beim Vorliegen des vorgespeicherten Signals bewirkt wird.
8. Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, der durch die Abgase der Maschine betrieben wird,

gekennzeichnet durch

a) eine erste Einrichtung, die den Vorverdichtungsdruck aufnimmt und ein Ausgangssignal erzeugt,

b) eine zweite Einrichtung, die die in die Zylinder der Maschine einzuspritzende Kraftstoffmenge nach Haßgabe der Maschinenparameter berechnet,

c) eine dritte Einrichtung, die die Maschine mit Kraftstoff entsprechend der Information von der zweiten Einrichtung versorgt, und

d) eine vierte Einrichtung, die die dritte Einrichtung auf das Ausgangssignal von der ersten Einrichtung ansprechend so steuert, daß die KraftstoffVersorgung

dann, wenn der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, so gesteuert wird, daß die Ausgangsleistung der Maschine abnimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine Einrichtung umfaßt, die die Häufigkeit der Kraftstoffzuführung herabsetzt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine Einrichtung umfaßt, die einen Teil der dritten Einrichtung so außer Betrieb setzt, daß ein Zylinder oder einige Zylinder der Maschine für ein gegebenes Zeitintervall keinen Kraftstoff bekommen.
11. Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine mit Vorverdichter, der durch die Abgase der Maschine betrieben wird, gekennzeichnet durch

a) eine erste Einrichtung, die den Vorverdichtungsdruck aufnimmt und ein Ausgangssignal erzeugt,

b) eine zweite Einrichtung, die den Zündzeitpunkt nach Maßgabe der Maschinenparameter berechnet,' ■

c) eine dritte Einrichtung, die das Kraftstoff/Luftgemisch, das den Zylindern der Maschine zugeführt wird, entsprechend der Information von der zweiten Einrichtung zündet, und

d) eine vierte Einrichtung, die die dritte Einrichtung auf das Ausgangssignal von der ersten Einrichtung so steuert, daß die Zündung dann, wenn der Vorverdichtungsdruck über einem vorbestimmten Wert liegt, so gesteuert wird, daß die Ausgangsleistung der Maschine abnimmt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine Einrichtung umfaßt, die

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die Häufigkeit der Zündungen herabsetzt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung eine Einrichtung umfaßt, die einen Teil der dritten Einrichtung außer Betrieb setzt, so daß in einem Zylinder oder in einigen Zylindern der Maschine für ein gegebenes Zeitintervall keine Zündung erfolgt.