DE3202286A1

DE3202286A1 - Verfahren und einrichtung zur regelung einer brennkraftmaschine auf einen optimalwert

Info

Publication number: DE3202286A1
Application number: DE19823202286
Authority: DE
Inventors: Masakazu Kariya Ninomiya; Atsushi Suzuki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1982-01-25
Publication date: 1982-09-02
Also published as: JPS57124051A; JPH0133651B2; US4479476A; DE3202286C2

Description

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UIRUPE - ΓΊΕLLMANN - WtAMS Dipl.-Chem. G. Bühling

" " " - Dipl.-Ing. R. Kinne

"3 ? Π 9 9 Q R Dipl.-Ing. R Grupe

OZUZZOO Dipl.-Ing. B. Pellmann

- 4 - Dipl.-Ing. K. Grams

Bavariaring 4, Postfach 20 2401 8000 München 2

Tel.: 089-5396 53

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent Münche:

25.Januar 1982 DE 1831

case A6268-02 DENSO

Nippondenso Co., Ltd.
Kariya-shi, Japan

Verfahren und Einrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine auf einen Qptirnalwert

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine, bei der ein Luft/Brennstoff-Verhältnis eines Luft/Brennstoff-Gemisches unter Rückführung mit gesteigerter Genauigkeit und hoher Ansprechgeschwindigkeit so gesteuert wird, daß ein Luft/Brennstoff-Verhältniswert erzielt
wird, der den günstigsten Brennstoffverbrauch ergibt.

Es ist eine Einrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine auf einen Optimalwert bzw. Bestwert bekannt, bei der die Ansaugluftmenge, die eine gesteuerte Variable der Brennkraftmaschine ist, um eine vorbestimmte Größe verändert wird und die sich daraus ergebende Änderung der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine dafür
verwendet wird, die Richtung zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs zu bestimmen, wobei das Luft/Brennstoff-Verhältnis in dieser Richtung verändert wird. Her-

A/22

Deutsche) Bank (München) Klo. 51/61070 Dresdner Bank (Munchenl KlO. 3339 844 Postscnecn (Munch<jn| Klo. 670-43-804

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' kömmliche Einrichtungen dieser Art sind in den JP-OS

60639/80 und 49428/79 und der US-PS 4026251 beschrieben.

Bei den herkömmlichen Einrichtungen ist jedoch die Periode, während der die Brennkraftmaschine unter Änderung einer steuerbaren Variablen um eine vorbestimmte Größe betrieben wird, nicht immer eine für die Maschinenbetriebsbedingungen optimale Periode, was zur Folge hat, daß die Genauigkeit hinsichtlich der Bestimmung der

'" Richtung zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs
nicht immer zuverlässig ist. Es ist daher schwierig, eine Rückführungssteuerung der gesteuerten Variablen der Brennkraftmaschine zu einem Variablen-Wert für den günstigsten Brennstoffverbrauch herbeizuführen, so daß Ver-

'5 luste hinsichtlich des Brennstoffverbrauchs entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Optimalwert-Regelung einer

Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welchen die vorste-

hend genannten Unzulänglichkeiten behoben sind.

Dabei sollen mit der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Optimalwert-Regelung einer Brennkraftmaschine geschaffen werden, bei welchen entweder die Zeit-

dauer des Betreibens der Brennkraftmaschine mit einem veränderten Luft/Brennstoff-Verhältnis oder die veränderte Größe des Luft/Brennstoff-Verhältnisses durch ein Signal bestimmt wird, das dem dann bestehenden Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, und die

Maschine mit einer derartigen Zeitdauer oder Änderungsgröße des geänderten Luft/Brennstoff-Verhältnisses betrieben und die sich ergebende Änderung des Maschinenbetriebszustands erfaßt wird, wodurch die Richtung einer Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs bestimmt wird; auf

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diese Weise soll das Luft/Brennstoff-Verhältnis unter Rückführung derart gesteuert werden, daß sich der günstigste Brennstoffverbrauch unter gesteigerter Genauigkeit und mit hoher Ansprechgeschwindigkeit ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert .

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die als Ausführungsbeispiel eine Einrichtung zur Regelung eines Luft/Brennstoff'-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine unter Anwendung des Verfahrens zur

Optimalwert-Regelung zeigt.
15

Fig. 2 ist ein Kennliniendiagramrn, das den Zusammenhang zwischen einer Ventilöffnung-Impulsdauer und der Menge mittels eines elektromagnetischen Einspritzventils eingespritzten Brennstoffs zeigt. 20

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm der Funktionsvorgänge einer Rechenschaltung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung.

Fig. 4 a und 4 b sind Kurvenformdiagramme, die den Zusammenhang zwischen einer Änderungsperiode und einer Änderung der Maschinendrehzahl für jeweilige Betriebszustände der Brennkraftmaschine
zeigen.

Fig. 5 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und der optimalen Änderungsperiode zeigt.

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' Fig. 6 ist ein Kennliniendiagramm, das die Ausgangssignal-Kennlinie eines Druckmeßgebers zeigt.

Fig. 7 ist eine Darstellung eines Beispiels einer Speicherungskarte in einem Speicher eines Mikrocomputers in der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung.

Fig. 8 ist ein Kurvenformdiagramm, das den Ablauf der

in dem Ablaufdiagramm nach Fig. 3 gezeigten
■0 Funktionsvorgänge veranschaulicht.

Fig. 9 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen der Maschinendrehzahl und der Luftdurchflußrate zeigt.
15

Fig. 10 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Hauptimpulsdauer und einem Ansaugdruck zeigt.

Fig. 11 ist ein Kurvenformdiagramm, das das Verhältnis

einer Änderung der Maschinendrehzahl in Bezug auf den Hub eines elektromagnetischen Ventils bei einer konstanten Änderungsperiode für jeweilige Maschinenbetriebszustände zeigt.
25

Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsfunktionen einer Rechenschaltung bei einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Optimalwert-Regelung zeigt.

Fig. 13 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Optimalwert-Regelung einer Brennkraftmaschine

zeigt, bei der das Verfahren zur Regelung eines

Luft/Brennstoff-Verhältnisses der Maschine angewandt wird.

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In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleichartige Teile oder Gegenstände.

Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Einrichtung zur Steuerung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine E, bei der das Verfahren zur Optimalwert-Steuerung angewandt wird. Die Einrichtung umfaßt einen Motorblock 1 der Brennkraftmaschine E, einen Drehwinkelgeber oder Maschinendrehzahlgeber 2, der zu einer Einheit mit einem Verteiler aufgebaut ist, ein mit einem Gashebel verbundenes Drosselventil 4, ein.
Luftansaugrohr 3 stromauf des Drosselventils 4 und einen Ansaugluft-Durchflüßmeiiühler bzw. Durchflußgeber 6. Der Ansaugluft-Durchflußgeber 6 erfaßt einen Luftdurchsatz bwz. eine Luftdurchflußrate in der Weise, daß sich der Öffnungsgrad einer in einem Luftkanal angeordneten Stauplatte mit der Luftströmung ändert und die Luftdurchflußrat'e durch die der. Öffnung der Stauplatte entsprechende Änderung einer Ausgangsspannung erfaßt wird. Die Einrichtung hat ferner ein stromab liegendes Luftansaugrohr 5, das den Ansaugluft-Durchflußgeber 6 mit einem Teil des Drosselventils 4 verbindet, ein Luftfilter 8, ein Zustrom-Luftansaugrohr 7, das den Ansaugluft-Durchflußgeber 6 mit dem Luftfilter 8 verbindet, einen Druckmeßgeber bzw.Druckgeber 9 für die Erfassung des Ansaugdrucks, einen Drosselfühler 10 zur Ermittlung des VoIlschließzustands des Drosselventils 4 und der Öffnung des Drosselventils 4 von 60 % oder darüber, ein elektromagnetisches Bypaßluft-Ventil 13, das zu einer Umgehung des

° Ansaugluft-Durchflußgebers 6 und des Drosselventils 4 angeordnet ist, ein Bypaßluft-Abstromrohr 11, das das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 mit dem Ansaugrohr 3 verbindet, ein Bypaßluft-Zustromrohr 12, daß das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 mit dem Zustrom-

Luftansaugrohr 7 verbindet und eine Rechenschaltung 14. Die Rechenschaltung 14 weist einen Mikrocomputer zur

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^ Verarbeitung digitaler Signale auf, spricht auf von dem Ansaugluft-Durchflußgeber 6, dem Drehwinkelgeber 2, dem Drosselfühler 10 und dem Ansaugrohr-Druckgeber 9 her
eingegebene Signale an und berechnet die Brennstoffeinspritzmenge einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 als zeitliche Impulsbreite, so daß sie ein der Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 zuzuführendes Ausgangssignal erzeugt .

Das Diagramm in Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen einer Impulsdauer T und einer Brennstoffeinspritzmenge J der elektromagnetischen Brennstoffeinspritzvorrichtung 15, die entsprechend der Impulsdauer intermittierend
Brennstoff einspritzt, der unter einem konstanten Druck

•5 gehalten ist. Mit einer Steigerung der von der Rechenschaltung 14 abgegebenen Ausgabe-Impulsdauer T steigt die Brennstoffeinspritzmenge J der Einspritzvorrichtung 15 linear an. Eine sich bei dem Öffnungs- und Schließvorgang eines Einspritzventils ergebende Verzb'gerungs-

^iW zeit ist mit Tv dargestellt, während der wirksame Bereich der Impulsdauer für die Steuerung der Öffnungsperiode der Einspritzvorrichtung mit Te angegeben ist.

Die Betriebsvorgänge der Rechenschaltung 14 sind in dem

Ablaufdiagramm in Fig. 3 dargestellt.

Mit dem Anlassen der Brennkraftmaschine E werden die Betriebsvorgänge von einem Schritt 100 an eingeleitet, bei dem das elektromagnetische Zusatzluft- bzw. Bypaßluft-

Ein/Aus-Ventil 13 geschlossen wird. Bei einem Schritt 101 werden in die Rechenschaltung 14 die Werte Ne für die Maschinendrehzahl und Pm für den Ansaugdruck eingegeben, die mittels des Drehwinkelgebers 2 bzw. des

Druckgebers 9 erfaßt werden. Bei einem Schritt 102 er-35

folgt eine Berechnung einer Anderungsperiode, die eine

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Periode darstellt, während der die Maschine E unter Änderung einer gesteuerten Variablen der Maschine um eine vorbestimmte Größe betrieben wird (wobei bei dem Ausführungsbeispiel der Einrichtung die Ansaugluftströmung in Betracht gezogen ist). Bei dem Verfahren zur Optimalwert-Regelung der Maschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Richtung zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs aus einer Änderung des Betriebszustands der Maschine bestimmt, wenn die über eine Umgehung ge-

^O leitete Zufuhr einer ungemessenen Luftmenge zu dem Ansaugrohr 3 stromab des Drosselventils 4 vorgenommen oder unterbrochen wird. Zur Bestimmung der Richtung zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs mit einer gesteigerten Genauigkeit ist es notwendig, über ei;; Byρ... luftrohr dem Ansaugrohr 3 stromab des Drosselventils 4 eine Luftmenge zuzuführen, die für eine Änderung des Betriebszustands ausreicht. Bei schwerer Belastung wird jedoch der Druckunterschied zwischen den Teilen stromauf und stromab des Drosselventils 4 gering, wodurch die

über das Bypaßluftrohr zuführbare Luftmenge begrenzt

ist. Wenn über das Bypaßluftrohr eine geringe Luftmenge zugeführt wird, ist die Änderung des Betriebszustands der Maschine gering. Falls daher die Änderungsperiode

unabhängig von dem Betriebszustand der Maschine festge-9/5

legt wird, ist es nicht möglich, bei schwerer Belastung der Maschine eine ausreichende Änderung des Betriebszustands hervorzurufen, so daß es nicht möglich ist, eine Rückführungs-Steuerung zum Erreichen des günstigsten

Brennstoffverbrauchs mit zufriedenstellender Genauigkeit

herbeizuführen; dadurch entsteht ein gewisser Verlust hinsichtlich des Brennstoffverbrauchs.

Der vorstehend erläuterte Umstand wird anhand der Fig. 4a und 4b beschrieben.

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Es sei angenommen, daß die Wechselperiode bzw. Änderungsperiode ohne Berücksichtigung des Betriebszustands festgelegt ist. Gemäß der Darstellung in der Fig. 4a
wird der Maschinenbetriebszustand so gewählt, daß bei leichter Belastung sowie bei schwerer Belastung eine bestimmte Maschinendrehzahl besteht, und das elektromagnetische Ventil 13 wird mit einer vorbestimmten Wechselperiode bzw. Änderungsperiode D- ein- und ausgeschaltet. Es wird nun eine Änderung der Maschinendrehzahl unter der Bedingung betrachtet, daß das Drehmoment konstant gehalten wird. Falls der Druckunterschied zwischen den Teilen stromauf und stromab des Drosselventils 4 bei
leichter Belastung mit Λ Pp bezeichnet ist und die Luftdurchlaßfläche bei eingeschaltetem elektromagnetischen Ventil 13 mit A bezeichnet ist, so ergibt sich eine Bypaßluftmenge A Qbp zu C-AfAPp (C₁ = Konstante), während die durch die Bypaßluftmenge verursachte Änderung der Maschinendrehzahl mit Δ Ne gegeben ist.

Andererseits wird bei der Regelung unter Schwerlast der Druckunterschied zwischen den Teilen stromauf und stromab des Drosselventils 4 zu Δ Pf (■< Δ Pp), während die über das Bypaßluftrohr bei eingeschaltetem elektromagnetischen Ventil 13 zuführbare Bypaßluftmenge Δ Qbf mit C₂AY^Pf gegeben ist (C₂ = Konstante). Diese Bypaßluftmenge ist im Vergleich mit der bei Schwerlast über das Drosselventil 4 strömenden Hauptluftmenge Qf sehr gering, so daß die Maschinendrehzahl langsam entlang den an der unteren Seite der Fig. 4a gezeigten gestrichelten

Linien ansteigt. Es sei nun angenommen, daß eine von der Bypaßluftmenge Δ Qbf schließlich verursachte Maschinendrehzahländerung A Ne_? ist und daß das elektromagnetische Ventil 13 so gesteuert wird, daß es mit einer Wechselperiode ein- und ausgeschaltet wird, die die gleiche

wie bei leichter Belastung ist. In diesem Fall wird das

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elektromagnetische Ventil 13 ausgeschaltet, bevor sich die Maschinendrehzahl auf ANe₂ ändert, so daß die Maschinendrehzahländerung gering bleibt, wie es in Fig. 4A mit ANe₁ dargestellt ist. Auf diese Weise ist die Änderung der Maschinengeschwindigkeit bei Schwerlast im Vergleich zu derjenigen bei leichter Belastung sehr
klein, so daß es daher möglich ist, bei Schwerlast die Richtung zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen.

Es wurden Versuche ausgeführt, eine (bei dem Ausführungsbeispiel durch die Umdrehungsanzahl der Brennkraftmaschine ausgedrückte) optimale Wechsel- bzw. Änderungsperiode Dop zu ermitteln, die bei allen Maschinenbe-

triebszuständen eine genaue Bestimmung der Richtung zur Verbesserung des Brennstoffverbrauchs erlaubt; die Versuche haben die in Fig. 5 gezeigten Zusammenhänge ergeben. In der Fig. 6 .ist die Kennlinie eines Ausgangssignals Vp des Druckgebers 9 gezeigt.

Die optimale Änderungsperiode Dop kann dargestellt werden durch:

Dop = K₁ χ Ne χ Vp (K₁ = Konstante)
25

Ein Beispiel für die Charakteristik bei Steuerung der Änderungsperiode auf einen Optimalwert bei Schwerlast ist in Fig. 4b durch ANe₃ dargestellt. In diesem Fall wird für eine vorgegebene Öffnungsfläche des elektromag-

netischen Ventils 13 die maximale Änderung der Maschinendrehzahl erzielt.

Nach der Berechnung der Änderungsperiode Dop bei dem

Schritt 102 schreitet das Programm zu einem Schritt ος
° 103 fort, bei dem ein Zähler Y zur Zählung der Anzahl

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von Einspritzungen in den Ausgangszustand versetzt wird (Y — *- O). Bei dem Optimalwert-Regelungsverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Brennstoffeinspritzung bei einer Vierzylinder-Viertakt-Maschine einmal bei jedem Umlauf bei einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel, so daß die integrierte Anzahl der Umläufe der Maschine durch Zählen der Anzahl der Brennstoffeinspritzungen gewonnen wird.

Bei einem Schritt 104 werden in die Rechenschaltung 14 von dem Drehwinkelgeber 2, dem Luftdurchflußgeber 6 bzw. dem Druckgeber 9 die Maschinendrehzahl Ne, der Ansaugluftdurchsatz bzw. die Ansaugluftmenge ■ Qa und der Ansaugdruck Pm eingegeben. Bei einem Schritt 105 erfolgt unter Verwendung der Maschinendrehzahl Ne und der Ansaugluftmenge Qa die Berechnung einer Hauptimpulsdauer Tm mit dem Ziel, ein stöchiometrisches Luft/Brennstoff-Verhältnis von ungefähr 15 zu erreichen. Bei einem Schritt 106 wird aus einer Karte bzw. einem Verzeichnis, wie beispielsweise gemäß der Darstellung in Fig. ' 7 _/ der Einspeicherung in den Speicher, eine Korrekturimpulsdauer AT(p,r) ausgelesen, die der bestehenden Maschinendrehzahl Ne und dem mittels des Druckgebers 9 erfaßten bestehenden Ansaugdruck Pm entspricht.

Der Speicher für die Speicherung der Karte bzw. des Verzeichnisses nach Fig. 7 ist eine nicht flüchtige bzw. verlustlose Speichereinheit in der Rechenschaltung 14 und speichert das Verzeichnis der Werte Δ T(p,r) unter Aufteilung der Werte der Maschinendrehzahl Ne und des Ansaugdrucks Pm in vorbestimmte Intervalle.

Bei einem Schritt 107 wird mit dem Drosselfühler 10 bestimmt, ob die Öffnung des Drosselventils 4 60 % oder mehr beträgt, nämlich ob ein Weitöffnungsschalter einge-

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schaltet ist. Wenn die Öffnung 60 % oder mehr beträgt, erfolgt bei dem Schritt 107 eine Abzweigung auf "ja", wonach das Programm zu einem Schritt 139 fortschreitet, bei dem die bei dem Schritt 105 berechnete Hauptimpulsdauer Tm mit einem Korrekturfaktor K. multipliziert wird, um ein Leistungs-Luft/Brennstoff-Verhältnis (von ungefähr 13) zu erhalten und ferner dem auf diese Weise erzielten Produkt die Öffnungsverzögerungs-Zeit Tv der Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 bei dem Zusammenhang zwischen der Impulsdauer und der Brennstoffeinspritzmenge gemäß der Darstellung in Fig. 2 addiert wird. Die Impulsdauer Tw bei der Öffnung des Drosselventils 4 von 60 % oder darüber ergibt sich durch die folgende Gleichung:

Tw = K₁ . Tm + Tv

Bei einem Schritt 140. wird die Impulsdauer Tw an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 ausgegeben, wonach das Programm zu dem Schritt 103 zurückkehrt. D.h., falls die Öffnung des Drosselventils 4 gleich 60 % oder darüber ist, wird keine Bestimmung oder Korrektur des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu dem günstigsten Brennstoffverbrauch hin herbeigeführt.

Falls der Öffnungsgrad des Drosselventils 4 kleiner als 60'% ist, erfolgt bei dem Schritt 107 eine Abzweigung auf "nein", so daß das Programm zu einem Schritt 108 fortschreitet. Bei dem Schritt 108 wird ermittelt, ° ob das Drosselventil 4 voll geschlossen ist (nämlich ein Leerlaufschalter eingeschaltet ist). Falls das Drosselventil 4 voll geschlossen ist, erfolgt bei dem
Schritt 108 eine Abzweigung auf "ja", wonach das Programm zu einem Schritt 142 fortschreitet. Bei dem
Schritt 142 wird die Impulsdauer für ein Leerlauf-

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Luft/Brennstoff-Verhältnis dadurch berechnet, daß die bei dem Schritt 105 berechnete Hauptimpulsdauer Tm mit einem Korrekturfaktor K~ multipliziert wird, und hierzu die Ventilöffnungsverzögerungs-Zeit Tv addiert wird. Damit ergibt sich eine Impulsdauer Ti für den Leerlauf durch die folgende Gleichung:

Ti = K₂. Tm + Tv

Bei einem Schritt 143 wird die Impulsdauer Ti an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 abgegeben, wonach das Programm zu dem Schritt 103 zurückkehrt. D.h., während des Leerlaufs der Maschine erfolgt wie im Falle einer Öffnung des Drosselventils 4 von 60 % oder darüber keine Bestimmung oder Korrektur des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu dem günstigsten Brennstoffverbrauch hin.

Falls die Öffnung des Drosselventils 4 nicht dem Leerlaufzustand entspricht, erfolgt bei dem Schritt 108 eine Abzweigung auf "nein", wonach das Programm zu einem Schritt 109 fortschreitet. Bei dem Schritt 109 wird eine endgültige Impulsdauer Tr dadurch berechnet, daß die Hauptimpulsdauer Tm, die Korrekturimpulsdauer
Δ T(p,r) und die Ventilöffnugnsverzögerungs-Zeit Tv addiert werden. Bei einem Schritt 110 wird die endgültige Impulsdauer Tr an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 abgegeben.

Bei einem Schritt 111 wird der Einspritzungsanzahl-Zählstand Y des Einspritzungsanzahl-Zählers Y um "1" erhobt. Ein nächster Schritt 112 führt fortgesetzt zu einer Abzweigung "nein", bis der Zählstand Y eine vorgewählte Anzahl K (=2 χ Dop) erreicht; auf diese Weise erfolgt

ein Umlauf in der Schleife von dem Schritt 104 bis zu dem Schritt 112.

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Bei einem Schritt 113 wird X auf "O" gestellt. Der

Schließzustand des elektromagnetischen Bypaßluft-Ventils 13 führt einen Zyklus mit fettem Gemisch herbei, während der Öffnungszustand des Ventils 13 einen Zyklus mit magerem Gemisch herbeiführt. Der Wert X ist ein Index, der angibt, ob der ablaufende Betriebsvorgang ein Zyklus mit fettem Gemisch oder ein Zyklus mit magerem Gemisch ist. Wenn X gleich "0" ist, zeigt dies den Betrieb mit fettem Gemisch an, wobei das elektromagnetische

TO Ventil 13 geschlossen ist, während X=I den Betrieb mit magerem Gemisch anzeigt, bei dem das elektromagnetische Ventil 13 geöffnet ist. Bei einem Schritt 114 wird in den Speicher ein Zählstand Nr eingespeichert, der die Anzahl von Taktimpulsen einer vorbestimmten Frequenz

T5 darstellt, die von einem Taktimpulsgenerator während der Ausführung der gewählten Anzahl (K) von Brennstoffeinspritzungen erzeugt werden, wobei der Zählstand der Maschinenumlaufperiode.(nämlich der Maschinenumlaufzeit) während der eingestellten Anzahl (K) von Brennstoffein-

*^w spritzungen entspricht. Der Zusammenhang zwischen der Taktimpulsanzahl und der Maschinendrehzahl besteht darin, daß bei einer Steigerung der Maschinendrehzahl die Periode verkürzt wird, während der K Einspritzungen vorgenommen werden, und daher der Zählstand der Taktim-

*^J pulse während dieser Periode verringert ist.

Der Ablauf des vorstehend beschriebenen Betriebsvorgangs wird anhand des Zeitdiagramms in Fig. 8 beschrieben, die den Ablauf des Rechenvorgangs veranschaulicht. Die

Fig. 8 zeigt die Kurvenformen elektrischer Signale, die die Maschinendrehzahl Ne, ein Luft/Brennstoff-Verhältnis A/F , einen Zustand VLV des elektromagnetischen Bypaßluft-Ventils 13, die Impulsdauer T, die Taktimpulse N und die Brennstoffeinspritzungs-Anzahl Y darstellen.

Die gestrichelte Linie bei der Kurve für das Luft/Brenn-

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stoff-Verhältnis A/F zeigt ein Grund-Luft/Brennstoff-Verhältnis. Gemäß den vorangehenden Ausführungen tritt ein Zyklus mit fettem Gemisch (RS) auf, wenn das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 in dem Schließzustand ist (CL), während ein Zyklus mit magerem Gemisch (LS) auftritt, wenn das Ventil 13 in dem Öffnungszustand ist (OP). Wie aus der Fig. 8 ersichtlich ist, ist die Brennstoff einspritzungs-Anzahl K zu "4" gewählt, während beispielsweise die Anzahl der Taktimpulse, die während des Betriebs der Maschine mit geschlossenem elektromagnetischen Bypaßluft-Ventil 13 auftreten, mit Nr dargestellt ist.

Im weiteren wird dieser Verarbeitungsvorgang anhand des Kennliniendiagramms in Fig. 9 beschrieben, das den Zusammenhang zwischen der Luftdurchflußrate Q und der Maschinendrehzahl Ne bei konstant gehaltenem Wellendrehmoment der Maschine zeigt. Zunächst entspricht der vorangehend beschriebene Zustand der Stelle R₁ in Fig. 9. In der

Fig. 9 zeigen die Kurven F₁, Fg, F₇ (F₁ > F₂

> F„ > > F„) die Änderungen der Maschinendreh-

zahl bei Änderungen der Luftdurchflußrate, wobei die Brennstoffdurchflußrate (Brennstoffzufuhrmenge) F einen Parameter darstellt. Die Geraden (A/F), die als (A/F),,

·

A/Fp, ....(A/F)c bezeichnet sind, zeigen den Zusammenhang zwischen der Änderung der Maschinendrehzahl und der Änderung der Luftdurchflußrate mit dem Luft/Brennstoff-Verhältnis A/F als Parameter. Im allgemeinen hat das Luft/

Brennstoff-Verhältnis A/F, das bei konstant gehaltener

Luft/Brennstoff-Gemischmenge die höchste Maschinendrehzahl ergibt, einen Wert von ungefähr 13. Punkte M, die als M , Mp, ..... M₇ bezeichnet sind und die höchsten Maschinendrehzahlen mit der Brennstoffdurchflußrate als Parameter anzeigen, treten an der Luft/Brennstoff-Verhältnislinie (A/FK auf. An diesen Punkten M wird für

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eine jeweilige Brennstoffdurchflußrate der geringste Brennstoffverbrauch erzielt. Bei dem Regelungsverfahren bzw. der Regelungseinrichtung erfolgt eine automatische Steuerung zu diesen Punkten M hin.
5

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Maschine mit einer Drehzahl Ne₁ läuft und daß. der Anfangsbetriebszustand einem Punkt R₁ an der Brennstoffdurchflußraten-Linie F₁ entspricht. Es ist ersichtlich, daß für die gleiehe Machinendrehzahl der Betriebszustand mit dem geringsten Brennstoffverbrauch dann, erzielt v/erden kann, wenn die Maschine mit dem Luft/Brennstoff-Verhältnis
(A/F). zwischen den Punkten M₄ und M₅, nämlich zwischen den Brennstoffdurchflußraten F„ und F_c betrieben wird.

Gemäß dem Ablaufdiagramm in Fig. 3 schreitet das Programm zu nächsten Schritten 115 und 116 fort, bei welchen der Vergleich von vier aufeinanderfolgenden Umlaufperioden einschließlich der Umlaufperiode Nr der gegenwärtigen Stufe mit fettem Gemisch, nämlich der Vergleich von Nl-I, Nr-I,- Nl und Nr ausgeführt wird. Hierbei ist Nr die Umlaufperiode der gegenwärtigen Stufe fetten Gernischs, Nl diejenige der letzten Stufe mit magerem Gemisch, Nr-I die Umlaufperiode der vorletzten Stufe mit dem fetten Gemisch und Nl-I die Umlaufperiode der vorletzten Stufe mit dem mageren Gemisch.

Als Vergleichsergebnis wird bei jedem Schritt 115 bestimmt, ob die Beziehung Nl-I > Nr-I < Nl >- Nr gilt oder nicht. Falls diese Beziehung gilt, erfolgt bei dem

Schritt 115 eine Abzweigung auf "ja", wonach das Programm zu einem Schritt 119 fortschreitet. Dies zeigt an, daß wegen eines Anstiegs der Maschinendrehzahl bei dem fetten Gemisch und eines Abfalls der Maschinendrehzahl bei dem mageren Gemisch mit einer Steigerung der Brennstoffzufuhr

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die Maschinendrehzahl gesteigert wird und der Brennstoffverbrauch verbessert wird.

Bei einem Schritt 117 und dem Schritt 119 wird der Impulsdauer-Korrekturwert ,tiT(p,r) berechnet. Der der bestehenden Maschinendrehzahl Ne und dem bestehenden Ansaugdruck Pm entsprechende Impulsdauer-Korrekrurwert Δ T(p,r) wird aus einer entsprechenden Adresse des in dem nicht flüchtigen Speicherbereich der Rechenschaltung gespeicherten Verzeichnisses ausgelesen. Je nach Erfordernis wird ein Stufungswert At zu dem Impulsdauer-Korrekturwert ΔΤ(ρ,γ) addiert oder von diesem subtrahiert, wonach der neue berechnete Wert von ÄT(p,r) in die entsprechende Adresse des Speicherverzeichnisses eingeschrieben wird.

V/enn bei dem Schritt 115 die Beziehung Nl-I "-> Nr-I
■< Nl ^ Nr nicht gilt, schreitet das Programm zu dem Schritt 116 fort. Der Zustand bei diesem Schritt entspricht demjenigen Maschinenbetriebspunkt in Fig. 9, bei dem die Maschine mit einem Luft/Brennstoff-Verhältnis betrieben wird, das höher als dasjenige bei dem Punkt M für den günstigsten Brennstoffverbrauch ist, und es gilt die Beziehung Nl-I -<· Nr-I > Nl < Nr gilt. Danach erfolgt bei dem Schritt 116 eine Abzweigung auf "ja", wonach das Programm zu dem Schritt 117 fortschreitet, bei dem der Wert ^t von dem aus dem Speicherverzeichnis entnommenen Impulsdauer-Korrekturwert ÄT(p,r) substrahiert wird, der dem bestehenden Maschinenbetriebszustand entspricht, und das Ergebnis in den Speicher eingespeichert wird. D.h., die Brennstoffeinspritzmenge wird um eine der Impulsdauer des Werts A t entsprechende Brenn stoffzufuhrmenge verringert, um dadurch eine Annäherung

an die optimale Brennstoffzufuhrmen^e zu erreichen.
35

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' Wenn · keine der Bedingungen Nl-I 2> Nr-I < Nl > Nr u:\d Nl-I < Nr-I > Nl -<■ Nr gilt, schreitet das Programm zu einem Schritt 118 fort, bei dem keine Korrektur des Werts Δ T(p,r) erfolgt. Wenn beispielsweise sich bei einem Übergangszustand des Betriebs der Maschinenbetriebszustand verändert, nämlich die Maschine beispielsweise durch drücken eines Gaspedals beschleunigt wird, wird die durch die Betätigung des Gaspedals hervorgerufene Maschinendrehzahländerung weitaus größer als die auf der Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses beruhende, die durch eine geringe Änderung der Luftzufuhrmenge bei der Stufe mit dem fetten oder mageren Gemisch hervorgerufen ist; daher steigt die Maschinendrehzahl ständig an. Als Folge davon wird die Beziehung der Umlaufperioden zu: Nl-I > Nr-I > Nl >" Nr, so daß daher die Entscheidungsbedingungen bei den beiden Schritten 115 und 116 nicht erfüllt sind, wodurch das Programm zu dem Schritt 118 fortschreitet, bei dem keine Korrektur des Werts AT(p,r) vorgenommen wird. Wenn ferner das bestehende

^Δ Luft/Brennstoff-Verhältnis einen Wert hat, der den geringsten Brennstoffverbrauch ergibt, gilt die Beziehung Nl-I = Nr-I = Nl = Nr, so daß zum Beibehalten der optimalen Brennstoffeinspritzmenge keine Korrektur vorgenommen

wird.
25

Nach Abschluß des Schritts 117, 118 oder 119 schreitet das Programm zu einem Schritt 120 fort, bei dem ermittelt wird, ob gegenwärtig die Stufe mit fettem Gemisch (x=0) oder die Stufe mit magerem Gemisch (X=I) besteht. Falls

die Stufe mit dem fetten Gemisch (X=O) vorliegt, ergibt der Schritt 120 eine Abzweigung auf "nein", wonach das Programm zu einem Schritt 121 fortschreitet. Falls andererseits die Stufe mit dem mageren Gemisch vorliegt (X=I) ergibt der Schritt 120 eine Abzweigung auf "ja", wodurch das Programm zu dem Schritt 100 zurückkehrt. Danach er-

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gibt nach erneuter Vollendung der Schritte 100 bis 114 der Schritt 120 die Abzweigung auf "nein" und das Programm schreitet zu dem Schritt 121 fort. Da bei dem
Schritt 121 die Stufe mit dem mageren Gemisch vorliegt und daher X=I gilt, wird das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 geöffnet. Bei Schritten 122 und 123 erfolgen eine Eingabe und eine Berechnung, die zu denjenigen beiden Schritten 101 und 102 gleichartig sind. Bei einem Schritt 124 wird der Brennstoffeinspritzungsanzahl-Zählstand Y auf "0" gestellt.

Bei Schritten 125 bis 127 erfolgt eine Berechnung, die derjenigen bei den Schritten 104 bis 106 gleichartig ist. Bei einem Schritt 128 wird auf gleiche Weise wie bei dem Schritt 107 ermittelt, ob der Öffnungsgrad des Drosselventils 4 gleich 60 % oder darüber ist. Falls die Öffnung des Drosselventils 4 gleich 60 % oder größer ist, ergibt der Schritt 128 eine Abzweigung auf "ja", wonach das Programm zu einem Schritt 138 fortschreitet.

Bei dem Schritt 138 wird das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 geschlossen. Danach wird bei dem Schritt 139 die Impulsdauer für die Luft/Brennstoff-Verhältnis-Ausgabe berechnet und die Steuerung zu einem Luft/Brennstoff-Verhältnis für den geringsten Brennstoffverbrauch hin beendet. Bei dem Schritt 140 wird ein Impulsdauersignal an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 abgegeben. Danach 'schreitet das Programm zu dem Schritt 103 fort, bei dem die Regelung erneut vom Anfang an begonnen wird.

^O Falls bei dem Schritt 128 eine Abzweigung auf "nein" erfolgt, schreitet das Programm zu einem Schritt 129 fort, bei dem ermittelt wird, ob das Drosselventil 4 voll geschlossen ist. Falls das Drosselventil 4 voll geschlossen ist, erfolgt bei dem Schritt 129 einen Ab-

^OJ zweigung auf "ja", so daß das Programm zu einem Schritt 141 fortschreitet. Bei dem Schritt 141 wird wie bei dem

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Schritt 138 das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 geschlossen. Bei dem nächsten Schritt 142 erfolgt die Berechnung der Impulsdauer für das Leerlauf-Luft/Brennstoff-Verhältnis. Bei dem Schritt 142 wird das auf diese Weise gewonnene Impulsdauersignal an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 15 abgegeben. Danach schreitet das Programm zu dem Schritt 103 fort, wo die Regelung erneut vo Anfang an begonnen wird.

Falls das Drosselventil 4 nicht voll geschlossen ist, ergibt der Schritt 129 eine Abzweigung auf "nein", so daß das Programm zu einem Schritt 130 fortschreitet. Bei dem Schritt 130 und Schritten 131 und 132 werden Berechnungen ausgeführt, die denjenigen bei den Schritten 109 bis 111 gleichartig sind. Bei einem Schritt 133 wird ermittelt, ob der Einspritzungsanzahl-Zählstand Y die eingestellte Einspritzungsanzahl K (=2 Dop) erreicht hat; falls der Zählstand Y die eingestellte Einspritzungsanzahl K noch nicht erreicht hat, erfolgt bei dem Schritt 133 eine Abzweigung auf "nein", so daß das Programm längs einer aus den Schritten 125 bis 133 gebildeten Schleifenbahn umläuft.

Wenn bei dem Schritt 133 der Einspritzungsanzahl-Zählstand Y die Einspritzungsanzahl K (=2 Dop) erreicht hat, erfolgt eine Abzweigung auf "ja", so daß das Programm zu einem Schritt 134 fortschreitet, bei dem X auf "1" gestellt wird, um den Umstand zu speichern, daß die bestehende Stufe eine solche mit magerem Gemisch ist. Bei einem Schritt 135 wird ähnlich wie bei dem Schritt 114 in den Speicher die Umlaufperiode Nl für die Stufe mit dem mageren Gemisch eingespeichert.

Falls bei einem Schritt 136 ermittelt wird, daß die be-

3$ Ziehung Nr-I ■< Nl-I > Nr < Nl gilt, schreitet v/ie bei dem Schritt 115 das Programm zu dem Schritt 119 fort,

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bei dem der Wert At zu dem Impulsdauer-Korrekturwert fix T(p,r) addiert wird und das Ergebnis in den Speicher eingespeichert wird. Falls andererseits bei dem Schritt 136 die Beziehung Nr-I <. Nl-I > Nr < Nl nicht gilt, erfolgt eine Abzweigung auf "nein", so daß das Programm zu einem Schritt 137 fortschreitet, bei dem ermittelt wird, ob die Beziehung Nr-I > Nl-I ■< Nr >· Nl gilt. Falls diese Beziehung gilt, erfolgt bei dem Schritt 137 eine Abzweigung auf "ja", so daß das Programm zu dem Schritt 117 fortschreitet, bei dem von dem Impulsdauer-Korrekturwert AT(p,r) der Wert At substrahiert wird und das Ergebnis in den Speicher eingespeichert wird. Falls andererseits diese Beziehung nicht gilt, erfolgt bei dem Schritt 137 die Abzweigung auf "nein", so daß das Programm zu dem Schritt 118 fortschreitet, bei welchem keine Korrektur des Impulsdauer-Korrekturwerts AT(p,r) vorgenommen wird.

Nach Abschluß des Schritts 117, 118 oder 119 schreitet das Programm zu dem Schritt 120 fort, bei dem ermittelt wird, ob die bestehende Stufe eine solche mit magerem Gemisch ist oder nicht. Da das Programm bis dahin über die Schritte 121 bis 135 zur Ausführung der Verarbeitung für einen Schritt mit magerem Gemisch (X=I) abgelaufen ist, erfolgt nun bei dem Schritt 120 die Abzweigung auf "ja", so daß das Programm zu dem Schritt 100 zurückkehrt.

Mit dem vorangehend beschriebenen Regelungsverfahren kann dann, wenn bei einem normalen Maschinenbetrieb irgendeine Abweichung gegenüber dem dem geringsten Brennstoffverbrauch entsprechendem Luft/Brennstoff-Verhältnis besteht, eine Korrektur zur Steuerung des Luft/Brennstoff -Verhältnisses auf einen Wert herbeigeführt werden, der den geringsten Brennstoffverbrauch ergibt. Da ferner

° in den Speicher der Rechenschaltung 14 die optimalen

Korrekturwerte />T(p,r) für die jeweiligen Maschinenbetriebszustände eingespeichert werden, kann jeder Maschinenbetriebszustand immer auf einen optimalen Zustand

gesteuert werden.
5

Nachstehend wird nun anhand des Kennliniendiagramms in Fig. 9 der Zusammenhang zwischen den vorangehend erläuterten Funktionsabläufen und dem praktischen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs erläutert. In dem Kennliniendiagramm ¹^ zeigen die Kurven F- bis F„ den Zusammenhang zwischen der Luftdurchflußrate und der Maschinendrehzahl für den Fall, daß jeweils die Brennstoffdurchflußrate auf die Werte F. bis F„ als Parameter festgelegt ist. Die erste Stufe mit fettem Gemisch entspricht einem Punkt R₁, die erste Stufe mit magerem Gemisch entspricht einem Punkt L-, derjenige Punkt, der für die Brennstoffdurchflußrate F. den geringsten Brennstoffverbrauch ergibt, ist der Punkt ML, die zweite Stufe mit fettem Gemisch entspricht einem Punkt R_n und die zweite Stufe mit magerem Gemisch

entspricht einem Punkt L_?. Nachdem die Regelung bis hin zu der zweiten Stufe L„ mit magerem Gemisch ausgeführt ist, kann aus der Entscheidung hinsichtlich der Beziehung Nr-I > Nl-I < Nr > Nl bei dem Schritt 137 nach Fig. 3 der Zusammenhang N_R- > N,- < N_R2 > N,p abgeleitet werden. Danach wird, bei dem Schritt 117 die Impulsdauer um den Wert 4 t verringert, was zur Folge hat, daß sich die Brennstoffdurchflußrate von der Kurve F zur Kurve F2 verschiebt (F₁ > F₂) und die Maschine bei einem Punkt R₃ betrieben wird. Nach Beendigung des Maschinenbetriebs an dem Punkt R„ wird auf gleichartige Weise bei dem

Schritt 116 der Zusammenhang N_L1 -< N_R2 > N_L? <i N_R„ erzielt, wonach bei dem folgenden Schritt 117 die Impulsdauer um At verringert wird_f wodurch die Brennstoffflußrate von der Kurve F„ zur Kurve F₃ verschoben wird (F > F„). Danach werden aufeinanderfolgend gleichartige

Korrekturen herbeigeführt. Wenn dann der Maschinenarbeitspunkt einen Punkt L„ an der Kurve F„ erreicht, gilt die Beziehung N_R5 > N,_& <; N_R„ <. N_LQ, die die bei dem Schritt 137 gewählte Bedingung nicht erfüllt, so daß eine Abzweigung auf "nein" erfolgt und das Programm zu dem Schritt 118 fortschreitet. Daher wird die Brennstoffdurchflußrate nicht mehr so korrigiert, daß sie unter die Kurve F„ gelangt.

'" Auf diese Weise wird die Maschine an einem Arbeitspunkt nahe dem Punkt M„ an der Kurve F_ für die konstante
Brennstoffdurchflußrate F„ betrieben, die dem geringsten Brennstoffverbrauch entspricht. Falls jedoch die vom Fahrer anfänglich erwünschte Maschinendrezzahl Ne₁ ist, drückt der Fahrer weiter bis zum Erreichen der Maschinendrehzahl Ne- das Gaspedal nieder, wenn er ein Abfallen der Maschinendrehzahl von Ne- auf Ne„ bemerkt. Demzufolge wird der Maschinenarbeitspunkt auf einem Punkt an einer Brennstoffdurchflußraten-Kurve zwischen den Kurven F.

und F₅ verschoben.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Wechselbzw. Änderungsperiode aus der Multiplikationsgleichung Dop = K₁' χ Ne χ Vp gewonnen. Alternativ ist es möglich,

den Wert der Wechselperiode Dop aus einem in dem Speicher gespeicherten Verzeichnis auszulesen, bei dem die Werte von Wechselperioden Dop so angeordnet sind, daß sie der gegenwärtigen Maschinendrehzahl Ne und dem mittels des

Druckgebers 9 ermittelten Ansaugdruck Pm entsprechen. 30

Da ferner gemäß der Darstellung in der Fig. 10 eine Übereinstimmung zwischen der Hauptimpulsdauer Tm und dem Ansaugdruck besteht, kann der Wert für die V/echselperiode durch die folgende Gleichung gebildet werden: Dop = K₂ χ Ne χ Tm (K₂ = Konstante), wobei die Hauptimpulsdauer Tm anstelle des Ansaugdrucks Pm bzw. der dementsprechenden Meßsignalspannung Vp eingesetzt wird.

Obgleich bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Wechselperiode bzw. Änderungsperiode als Ausdruck der Maschiner drehzahl festgelegt wird, kann sie natürlich alternativ

als Zeitausdruck festgelegt werden. 5

Ferner erfolgt bei dem vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel die Regelung der Bypaßluftmenge allein durch die Veränderung der Änderungsperiode unter Verwendung eines elektromagnetischen Ein/Aus-Ventils, '^ das ein festgelegtes Öffnungsausmaß hat. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Regelverfahrens bzw. der Regeleinrichtung ist es jedoch möglich, ein elektromagnetisches Ventil mit veränderbarem Öffnungsausmaß einzusetzen, bei dem der Ventilhub mittels eines Erregungsstroms gesteuert ist, während die Wechsel- bzw. Änderungsperiode für alle Maschinenbetriebszustände konstant gehalten wird. In diesem Fall kann die Bypaßluftmenge durch Änderung des Ventilhubs (der Änderungsmenge bzw. Änderungsgröße) entsprechend einem Wert gesteuert werden, der

durch Berechnung für eine jede Wechselperiode oder aus einem in dem Speicher gespeicherten Verzeichnis gewonnen wird, was es ermöglicht, eine Bestimmung mit gleichermaßen gesteigerter Genauigkeit vorzunehmen. Die Fig. 11 zeigt die Veränderung der Maschinendrehzahl bei Änderung

der Drosselöffnungsfläche des elektromagnetischen Ventils unter Schwerlast bei dem weiteren Ausführungsbeispiel. In der Fig. 11 zeigt die gestrichelte Linie die Änderung der Maschinendrehzahl bei konstant gehaltener Drosselöffnungsfläche. Die Fig. 12 zeigt ein Ablauf diagramm zur Steuerung des Ventilhubs (der Änderungsgröße) unter festgelegter Änderungspexiode bei dem weiteren Ausführungsbeispiel.

Ferner ist es möglich, die Optimalwertregelungs-Einrichtung so zu gestalten, daß sowohl die Wechsel- bzw. Änderungsperiode als auch der Ventilhub (die. Änderungsgröße)

für jeden Maschinenbetriebszustand gleichzeitig berechnet oder aus einem in dem Speicher gespeicherten Verzeichnis ausgelesen werden.

Die Fig. 13 zeigt als ein gesondertes Ausführungsbeispiel, dai von dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verschieden ist, eine Regeleinrichtung zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses von Brennkraftmaschinen. Bei der Einrichtung nach Fig. 13 wird der Brennstoff

von einer Hauptdüse 21 her zugeführt, die an einem Venturi -Düsenteil 20 eines Vergasers angeordnet ist; zum Einleiten von Luft in eine Luftableit- bzw. Luftdüsenkammer 22, die in einer von einer Schwimmerkammer 23 zu der Hauptdüse 21 führenden Brennstoffleitung angeordnet ist,

ist ein elektromagnetisches Ventil 17 vorgesehen. Das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 führt Luft um den Vergaser herum. Das elektromagnetische Bypaßluft-Ventil 13 wird aufgrund der Berechnung in einer Rechenschaltung 16 betätigt, die einen Mikrocomputer zur Verarbei-

tung digitaler Signale aufweist. Die Rechenschaltung 16 führt Funktionsvorgänge in einer Weise aus, die dem in Fig. 3 dargestellten Programm gleichartig ist. Auf diese Weise wird die Korrektur der Kraftstoffzufuhrmenge dadurch herbeigeführt, daß der Einschaltfaktor eines

Erregungssignals konstanter Frequenz verändert wird, das dem elektromagnetischen Ventil 17 zugeführt wird; dadurch'wird die Luftableit- bzw. Luftzumischungs-Menge
gesteuert.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 wird ein einziges elektromagnetisches Bypaßluft-Ventil 13 verwendet, um mit dem Ein/Ausschaltvorgang des Ventils 13 zwei Pegel mit einer Stufe mit fettem Gemisch und einer Stufe mit magerem Gemisch zu bilden. Alternativ können zwei elektromag-

netische Bypaßluft-Ventile verwendet werden, um drei Werte des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu bilden, näm-

lieh ohne Bypaßluft (Stufe R mit fettem Gemisch), Betätigung eines elektromagnetischen Bypaßluft-Ventils (Stufe B mit Grund-Gemisch) und unter Betätigung zweier elektromagnetischer Bypaßluft-Ventile (Stufe L mit magerem Gemisch; die Maschine wird dann in der Stufenaufeinanderfolge B₁ — R₂ -*- B₃ —- L₄ -*- B₅-¹- R₆"-*- B₇ "*- betrieben. Nach Abschluß des Maschinenbetriebs über fünf dieser Stufen wird ein Vergleich zwischen den fünf Umlaufperioden vorgenommen, die diesen fünf Stufen entsprechen. Wenn die beiden Bedingungen N₀. , N„„ .">■ NR„ und

Dl DJ d.

Ng₃, N_ß5-<^ N_L4 gelten, wird dem Impulsdauer-Korrekturwert Δ T(p,r) der Wert Ät hinzuaddiert, während dann, wenn die beiden Bedingungen N_ni , N_ao ·<: N„„ und N_Q_, N_DC

DX DO Kc: DJ Db

"> N₁ gelten, von dem Impulsdauer-Korrekturwert AT(p,r) der Wert At substrahiert wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei dem Verfahren und der Einrichtung zur Optimalwert-Regelung von Brennkraftmaschinen entweder die Länge der

Periode, während der eine Brennkraftmaschine mit zwei oder mehr unterschiedlichen Festwerten des Luft/Brennstoff-Verhältnisses betrieben wird oder die Werte, um die das Luft/Brennstoff-Verhältnis verändert wird, durch ein Signal bestimmt wird, das dem Betriebszustand der

Brennkraftmaschine zugeordnet ist; dadurch kann die Bestimmung der Richtung einer Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses für eine Verbesserung des Brennstoffverbrauchs mit einer gesteigerten Genauigkeit vorgenommen werden, so daß es ermöglicht ist, eine Rückführung-Steuerung auszuführen, mit welcher ein Luft/Brennstoff-Verhältnis zur Erzielung des geringsten Brennstoffverbrauchs angestrebt wird.

Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Optimalwert-Regelung einer Brennkraftmaschine wird ein Luft/ Brennstoff-Verhältnis abwechselnd um eine Änderungsgröße

15 20 25 30

35

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3202285

von einem Grund-Luft/Brennstoff-Verhältnis weg verändert und die Maschine mit dem wechselnden Luft/Brennstoff-Verhältnis betrieben. Eine sich daraus ergebende Änderung des Ausgangsleistungs-Zustands der Maschine wird erfaßt und aus dieser Änderung die Richtung für eine Verbesserung des Brennstoffverbrauchs bestimmt, so daß das Grund-, Luft/Brennstoff-Verhältnis in dieser Richtung verändert wird. Die Wechselperiode, während der die Maschine mit den verschieden gewählten Luft/Brennstoff-Verhältnissen betrieben wird, und/oder die Änderungsmenge wird mit gesteigerter Genauigkeit mittels eines Signals festgelegt, das in Zuordnung zu dem Ausgangsleistungs-Zustand der Maschine erfaßt wird.

Claims

Dipf.-lng. H.Tiedtke M

Grupe - Pellmann - Gram*s° ^ο~~ ' Dipi.-che.-n. α Burning

32022 86 Dipl.-lng. R. Kinne

Dipl.-lng. P Grupe
Dipl.-Ing. ü. f^Jellni.sriii Dipl.-lng. K. Grams

Bavarian ng 4, Postfach 20240 8000 München 2

Tel.:0 89-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent Mu;,ehe

25.Januar 1982 DE 1831

case A6268-O2 DENSO

Patentansprüche

IJ Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine
auf einen Optimalwert, wobei ein Luft/Brennstoff-Verhältnis abwechselnd in Richtung za einem fetteren bzw. einem magereren Gemisch in Bezug auf ein Grund-Luft/
Brennstoff-Verhältnis um eine Änderungsgröße während einer Wechselperiode verändert wird, die Maschine durch Speisung der Maschine mit einem Gemisch mit dem veränderten Luft/Brennstoff-Verhältnis betrieben wird, eine sich daraus ergebende Änderung des Ausgangsleistungszustands der Maschine erfaßt wird, aufgrund des Erfassungsergebnisses die Richtung einer Änderung des Luft/
Brennstoff-Verhältnisses zu einem optimalen Luft/Brennstoff-Verhältnis hin bestimmt wird und aufgrund des Bestimmungsergebnisses das Grund-Luft/Brennstoff-Verhältnis in der Änderungsrichtung zu dem optimalen Luft/
Brennstoff-Verhältnis hin abgeändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Betriebszustand der Maschine betreffende Signale erzeugt werden und unter Anwendung der Signale die Wechselperiode und/oder die Änderungsgröße des Luft/Brennstoff-Verhältnisses festgelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Betriebszustand der Maschine betreffen-

A/22

Oaulsche Bank iMuncheni K!c 51/61070 Dresdner Dank iMunchen) KIo 30.Vj 844 PoeUi.neck (München) Kjo 670-43-804

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den Signale die Maschinendrehzahl und/oder den Ansaugdruck darstellen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine elektromagnetische Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufweist und die den Betriebszustand der Maschine betreffenden Signale die Maschinendrehzahl und die Hauptimpulsdauer für die Betätigung der elektromagnetischen Brennstoffeinspritzvorrichtungen darstellen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Grund-Luft/ Brennstoff-Verhältnisses eine Brennstoffzufuhrmenge verändert wird.
5. Einrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine auf einen Optimalwert, gekennzeichnet durch ein Ansaugrohr, ein im Ansaugrohr angeordnetes Drosselventil (4), eine Bypaßluft-Steuervorrichtung (13), die an das

*® Ansaugrohr unter Umgehung des Drosselventils angeschlossen ist, eine Brennstoffzuführvorrichtung (15;17,20 bis 23), einen Maschinendrehzahlgeber (2), einen Ansaugdruckgeber (9) und eine Recheneinheit (14;16), deren EingangsansQhlüsse mit den Ausgangsanschlüssen des Ma-

^iU schinendrehzahlgebers und des Ansaugdruckgebers verbunden sind und deren Ausgangsanschlüsse mit jeweiligen Eingang'sanschlüssen der Bypaßluft-Steuervorrichtung und der Brennstoffzuführvorrichtung verbunden sind, wobei die Recheneinheit derart aufgebaut ist, daß sie aufgrund

ihrer Eingangssignale eine Anderungsperiode und/oder eine Änderungsgröße berechnet und gemäß dem Rechenergebnis die Bypaßluft-Steuervorrichtung schaltet, um dadurch eine Änderung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses in Bezug auf ein Grund-Luft/Brennstoff-Verhältnis herbeizu-

führen, daß sie aufgrund ihres Eingangssignals aus dem

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Maschinendrehzahlgeber die Richtung einer Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs ermittelt und daß sie zur Optimierung des Brennstoffverbrauchs eine Rückführungssteuerung des Grund-Luft/Brennstoff-Verhältnisses herbeiführt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet
durch einen mittig im Ansaugrohr angeordneten Ansaugluft-Durchflußfühler (6), dessen Ausgangsanschluß mit einem Eingangsanschluß der Recheneinheit (14) verbunden ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (14) einen Speicher aufweist und derart aufgebaut ist, daß sie die Änderungsperiode berechnet, ein Steuersignal zur Steuerung der Bypaßluft-Steuervorrichtung (13) erzeugt, aufgrund der Eingangssignale aus dem Maschinendrehzahlgeber (2), dem Ansaugdruckgeber (9) bzw. dem Ansaugluft-Durchflußfühler

(6) eine Grund-Brennstoffzufuhrmenge zur Festlegung des Grund-Luft/Brennstoff-Verhältnisses berechnet und einen ausgewählten Brennstoffzufuhrmengen-Korrekturwert aus in dem Speicher gespeicherten Werten verändert und ein Steuersignal zur Steuerung der Brennstoffzuführvorrichtung (15) abgibt.
8." Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhrmengen-Korrekturwerte in dem Speicher in der Form einer zweidimensionalen
Speicherkarte entsprechend den Werten der Maschinendrehzahl bzw. des Ansaugdrucks gespeichert sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßluft-Steuervorrich- *" tung ein elektromagnetisches Ein/Aus-Ventil (13) aufweist, dessen Öffnungsausmaß mittels eines Ausgangssignals der Recheneinheit (14;16) steuerbar ist.