DE3301482C2

DE3301482C2 - Leerlaufdrehzahl-Rückkoppplungssteuerverfahren für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3301482C2
Application number: DE3301482A
Authority: DE
Inventors: Shumpei Niiza Saitama Hasegawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1985-03-14
Also published as: GB2113429A; FR2526490B1; GB2113429B; DE3301482A1; JPH0239621B2; GB8301132D0; US4438744A; FR2526490A1; JPS58124052A

Abstract

Ein Verfahren zur Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung zum Steuern des Quantums von einer Brennkraftmaschine zugeführten Zusatzluft in einer Rückkopplungsart, spricht auf die Differenz zwischen einer tatsächlichen Maschinendrehzahl und einer gewünschten Leerlaufdrehzahl bei Maschinenleerlauf an. Wenn die Maschine bei vollständig geschlossenem Drosselventil verzögert und bevor die Rückkopplungssteuerung gestartet wird, wird das Zusatzluftquantum im Verzögerungsmodus auf vorbestimmte Weise gesteuert, während die Maschinengeschwindigkeit von einer vorbestimmten Drehzahl, die größer ist als eine obere Grenze des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs, auf diese gleiche obere Grenze abfällt, bzw. im Rückkopplungsmodus, nachdem die Maschinengeschwindigkeit unter die obengenannte obere Grenze gefallen ist. Die Rückkopplungssteuerung wird auch dann fortgesetzt, wenn die Maschinengeschwindigkeit zeitweilig über die obere Grenze ansteigt. Im Verzögerungsmodus wird das Zusatzluftquantum bei Abfall der Maschinendrehzahl graduell vergrößert.

Description

(a) es wird ein tatsächlicher Wert der Maschinendrehzahl mit einem ersten vorbestimmten Wert verglichen, der größer ist als eine obere Grenze eines gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs, der die gewünschte Leerlaufdrehzahl enthält,

(b) der tatsächliche Wert wir} mit einem zweiten vorbestimmten Wert verglichen, der gleich der besagten oberen Grenze des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs ist, wenn beim Schritt (a) festgestellt wird, daß der tatsächliche Wert kleiner isi, als der erste vorbestimmte Wert,

(c) eine Steuerung dzs Quantums Zusatzluft im Rückkopplungsmodüs wird bewirkt, wenn beim Schritt (b) festgestellt wird,. aß der tatsächliche Wert kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert,

(d) es wird bestimmt, ob die Steuerung der Zusatzluft im Rückkopplungsmodus unmittelbar vor der Feststellung beim Schritt (b) bewirkt wurde oder nicht, wenn beim Schritt (b) festgestellt wurde, daß der tatsächliche Wert größer ist als der zweite vorbestimmte Wert,

(e) die Rückkopplungssteuerung des Quantums Zusatzluft wird fortgesetzt, wenn das Ergebnis der Feststellung beim Schritt (d) bejahend ist, und

(f) es wird eine Steuerung des Quantums Zusatzluft im Verzögerungsmodus in einer vorbestimmten Weise bewirkt, wenn das Ergebnis der Feststellung beim Schritt (d) negativ ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Steuerung des Quantums Zusatzluft im Verzögerungsmodus das Quantum Zusatzluft bei Abnahme der Maschinendrehzahl graduell erhöht wird, und das Quantum Zusatzluft auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wenn die Maschinendrehzahl auf den zweiten vorbestimmten Wert absinkt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Quantums Zusatzluft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Verfahren von der Art, das so ausgebildet ist, daß es zwischen einem Verzögerungszustand der Maschine und einem Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerungszustand der Maschine unterscheidet, um zu verhindern, daß die Maschine abstirbt, und um die Lauffähigkeit der Maschine zu verstärken.

Eine Brennkraftmaschine kann leicht aufgrund eines Abfalls der Maschinendrehzahl bei Betrieb der Maschine im Leerlaufzustand bei niedriger TemperaMr des Maschinenkühlwassers oder bei starker Belastung der Maschine durch die Last von Scheinwerfern, einer KIi maanlage, usw. eines mit der Maschine ausgerüsteten Fahrzeugs absterben. Zur Beseitigung dieser Nachteile ist beispielsweise durch die vorläufige japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 55-98 628 ein Leerlaufdrehzahl-RückkoppIungsstcuerverfahren vorgeschla- gen worden, das vorsieht, daß in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine eine gewünschte Leerlaufdrehzahl eingestellt wird, daß die Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinendrehzahl und der gewünschten Leerlaufdrehzah! ermittelt wird und daß der Maschine ein Quantum Zusatzluft zugeführt wird, die in einer solchen Weise von der ermittelten Differenz abhängt, daß diese Differenz minimiert wird, um dadurch die Maschinendrehzahl in die gewünschte Leerlaufdrehzahl zu steuern.

Gemäß diesem vorgeschlagenen Verfahren ist, wenn die Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungss'.euerung unmittelbar bei Verzögerung der Maschine in Richtung des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs und vor dem Abfall der Maschitiendrehzahl in den gewünschten Leerlaufdrehzahlbereich ausgeführt wird, das resultierende gesteuerte Quantum Zusatzluft viel kleiner als ein der Maschine zuzuführendes erforderliches Quantum, weil in diesem Fall das Zusatzluftquantum auf einen so kleinen Wert gesteuert wird, der ausreicht, um die Ma schinendrehzahl unmittelbar auf die gewünschte Lcer- laufdrehzahl zu bringen. Wenn in einem solchen Fall die Kupplung der Maschine ausgerückt wird, findet ein plötzlicher Abfall in der Maschinendrehzahl statt, der ein Absterben der Maschine bewirken kann.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist beispielsweise durch die vorläufige japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 55-98 629 ein Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteucrverfahren vorgeschlagen worden. Gemäß diesem vorgeschlagenen Verfahren wird beim Über gang von einem Verzögerungszustand in einen Leer- laufdreh/.ahl-RUckkopplungssteuerzustand das Quantum Zusatzluft im Virzögcrungsbctrieb gesteuert, wobei die Zusatzluft der Maschine vorher in einem Quantum zugeführt wird, das einem Abfall der Maschinen- drehzahl vor dem Start der Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung entspricht, wodurch ein glatter Übergang in den Leerlaufbetrieb sichergestellt ist.

Wenn jedoch einmal die Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung gestartet worden ist, ist eine

Ά prompte Steuerung der Maschinendrehzahl wünschenswert, um die Rückkopplungssteuerung auch dann fortzusetzen, wenn die Maschine von elektrischen Lasten, wie beispielsweise Scheinwerfern, abgekoppelt ist, damit ihre Geschwindigkeit auf so hohe Masehinendreh-

bo zahlen ansteigt, daß die Zusatzluftmenge in dem Vcr/.ögcrungsbctrieb gesteuert wird. Bisher ist es notwendig gewesen, exakt zu bestimmen, ob die Maschine sich in einem Betriebszustand befindet, welche die Steuerung des ZusatzluflCjuantums in Verzögerung bei vollständig

M geschlossenem Zustand des Drosselventils oder in einem Betriebszustand erfordert, für den eine Rückkopplungssteucrung dieses Quantums notwendig ist. Aufgabe der Erfindung ist es. ein Lecrlaufdrchzahl-

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Rückkopplungssteuerverfahren anzugeben, mit dem exakt bestimmbar ist, ob die Steuerung des Zusatzluftquantums im Verzögerungszustand oder im Rückkopplungszusland ausgeführt werden soll, wodurch verhindert werden kann, daß die Maschine während ihrer Verzögerung abstirbt, und eine genaue und stabile Rückkopplungssteuerung für die Leerlaufdrehzahl erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Vorzugsweise ist die obengenannte vorbestimmte Verzögerungsart so, daß das Zusatzluftquantum bei einer Verringerung der Maschinendrehzahl graduell vergrößert wird, und daß, wenn die Maschinendrehzahl auf dem oben erwähnten zweiten vorbestimmten Wert abgenommen hat, das Zusatzluftquantum auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.

Vortsile und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild, welches die ganze Anordnung eines Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuersystems darstellt, auf welche das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist

F i g. 2 Zeitdiagramme, aus denen das erfindungsgemäße Verfahren hervorgeht,

F i g. 3 einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Ventilöffnungsperiode eines Steuerventils zur Steuerung des Zusatzluftquantums und er Maschinendrehzahl zeigt, die während der erfindungsgemäßen Steuerung im Verzögerungszustand anwendbar ist,

F ig.4 ein Flußdiagramm einer Routine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in einer in Fig. 1 gezeigten elektronischen Steuereinheit (ECU) ausgeführt werden kann, und

Fig.5 ein Schaltbild, welches einen elektronischen Schaltkreis l.i der ECU in F i g. 1 darstellt.

Das Verfahren nach der Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert beschrieben.

In der Fig. 1 ist ein Lecrlaufdrehzahl-Rückkopplungsstcucrsystem schematisch dargestellt, auf welches das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. In der F i g. I bezeichnet das Bezugszeichei. 1 eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eine Vierzylindermaschine, an die auf einer Einlaßseite ein Einlaßrohr 3 mit einem an dessen offenem Ende befestigten Luftfilter 2 angeschlossen ist, und an die auf einer Auslaßseite ein Auspuffrohr 4 angeschlossen ist. In dem Einlaßrohr 3 ist ein Drosselventil 5 angeordnet und eine Luftpassage 8 mündet mit einem Ende Sa in das Einlaßrohr 3 an einer stromabwärts des Drosselventils 5 liegenden Stelle. Das andere Ende der Luftpassage 8 kommuniziert mit der Atmosphäre und ist mit einem Luftfilter 7 versehen. Ein Zusatzluftquantumsteuerventil (im folgenden nur als »Steuerventil« bezeichnet) 6 ist quer in der Luftpassage 8 angeordnet und dient zur Steuerung des Quantums Zusatzluft, das der Brennkraftmaschine 1 durch die Luftpassage 8 zugeführt wird. Dieses Steuerventil 6 ist normalerweise geschlossen und weist ein Solenoid 6a und ein Ventil 6b auf, das so angeordnet ist, daß es die Luftpassage 8 öffnet, wenn das Solenoid 6a erregt wird. Das Solenoid 6a is: mit einer elektronischen Steuereinheit (im folgenden mit »ECU« bezeichnet) 9 elektrisch verbunden. Ein Kraftstofveinspritzventil 10 isl in einer in das Einlaßrohr 3 ragenden Weise an einer Steile zwischen der Brennkraftmaschine 1 und der Mündung und dem offenen F.nde 8a dti Luftpassage 8 angeordnet, mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbunden und auch mit der ECU 9 elektrisch verbunden.

Auf dein Drosselventil 5 ist ein Drosselventilöffnungssensor 17 befesligt und es ist ein absoluter Druck Ί sensor 12 vorgesehen, der mit dem Kinl;ißrohr ^ durch eine Leitung 11 an einer von dem offenen Ende 8a der Luftpassage 8 stromabwärts liegenden Stelle in Verbindung steht, während sowohl ein Temperatursensor 13 für das Maschinenkühlwasser als auch ein Maschinendrehzahlsensor 14 auf dem Rumpf der Brennkraftmaschine 1 befestigt sind. Alle diese Sensoren und andere Sensoren 18 zum Ermitteln anderer Parameter des Betricbszustandes der Brennkraftmaschine 1 sind elektrisch mit der ECU 9 verbunden. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet elektrische Einrichtungen, beispielsweise Scheinwerfer und eine Klimaanlage, die mit der ECP 9 über einen Schalter 16 verbunden sind.

Das wie oben konstruierte Leer!?ufdrehzahl-Rückkopplungssteuersystem arbeitet wie-folgt: Maschinenbetricbsparametersignale, die durch den Drosselventilöffnungssensor 17, den Absolutdrucksensor 12. den Temperatursensor 13 für das Maschinenkühlwasscr.den Maschinendrehzahlsensor 14 und die anderen Sensoren 18 erzeugt werden, werden der ECU 9 zugeführt Dann bestimmt die ECU 9 Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 und elektrische Lasten an derselben auf der Basis der gelesenen Werte dieser Maschinenbetriebsparameter und eines der ECU 9 von den elektrischen Einrichtungen 15 zugeführten, elektrische Lasten an der Maschine anzeigenden Signals, und berechnet dann ein der Brennkraftmaschine 1 zuzuführendes gewünschtes Kraftstoffquantum, d. h. eine gewünschte Ventilöffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventils 10, sowie auch ein gewünschtes Quantum von der Brennkraftmaschine 1 zuzuführender Zusatzluft, d. h. eine gewünschte Ventiiöffnungsperiode des Steuerventils 6 auf dec Basis der bestimmten Betriebszustände der Maschine und elektrischen Lasten an dsr Maschine. Dann führt die ECU 9 den berechneten Werten entsprechende Antriebsimpulse dem Kraftstoffeinspritzventil 10 und dem Steuerventil 6 zu. Die Venlilöffnungsperiod« des Steuerventils 6 wird durch das Verhältnis zwischen der Periode des Ein-Zustandes und dem Impuisabstand eines zur Rotation der Brennkraftmaschine 1 synchronen Signals, beispielsweise eines Impulssignals, dessen Impulse jeweils bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine 1 erzeugt werden, oder einem Impulssignal, dessen Impulse in konstanten Zeitabständen erzeugt werden, bestimmt. Das vorstehende Signal zur Bestimmung der Ventilöffnung wird, ob es das zur Maschinenrotation synchrone Signal oder das Impulssignal konstanter Zeitintervalle ist, auch als ein Taktsignal zur Auslösung eines im folgenden beschriebenen, fcrf'ndungsgemäßen Verfahrens zur Unterscheidung zwi· sehen dem Verzögerungszustand und dem Rückkopplungszustand verwendet.

Das Steuerventil 6 wird durch jeden seiner Antriebsimpulse zur öffnung der Luftpassage eine Zeitperiode lang erregt, die seinem berechneten Ventilöffnungsperiodenwert entspricht, so daß ein dem berechneten Ventilöffnungsperiodenwert entsprechendes Quantum Zusatzluft durch die Luftpassage 8 und das Einlaßrohr 3 der Brennkraftmascnine 1 zugeführt wird.

Das Kraftstoffeinspritzventil 10 wird durch jeden sei-

ner Antriebsimpulse zum öffnen eine Zeitperiode lang erregt, die seinem berechneten Ventilöffnungsperiodenwert zum Einspritzen von Kraftstoff in das Einlaßrohr 3 entspricht. Die ECU 9 arbeitet so, daß sie der Brenn-

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kraftmaschine I ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem vorbestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, beispielsweise einem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zuführt.

Wenn die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 zur Vergrößerung des Zusatzluftquantums zunimmt, wird ein vergrößertes Quantum des Gemische der Brennkraftmaschine 1 zur Vergrößerung des Abtriebs zugeführt, was ein Anwachsen der beispielsweise in Umdrehungen pro Minute gemessenen Maschinendrehzahl zur Folge hat. während eine Abnahme der obengenannten Ventilöffnungsperiode eine entsprechende Abnahme des Gemischquantums bewirkt, was ein Absinken der Drehzahl zur Folge hat. Auf diese Weise wird die Maschinendrehzahl durch Steuerung des Zusatzluftquantums oder der Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 gesteuert.

Einzelheiten des Leerlaufdrehzahl-Steuerbetriebs des wie oben konstruierten Leerlaufdrehzahl-Steuersystems wird nun anhand der F i g. 1 bis 5 beschrieben.

Nach F i g. 2 wird erfindungsgemäß, wenn das Drosselventil 5 vollständig geschlossen ist, um die Brennkraftmaschine zu verzögern, so daß die Maschinendrehzahl mit einer Zeitverzögerung auf eine vorbestimmte Drehzahl NA, beispielsweise 1500 U/min, abfällt, das Steuerventil 6 geöffnet, um eine Zufuhr von Zusatzluft zu der Brennkraftmaschine 1 durch die Luftpassage 8 zu ermöglichen, und die Steuerung des Zusatzluftquantums im Verzögerungszuitand in einer weiter unten beschriebenen Weise einzuleiten. Wenn die Maschinendrehzahl weiter unter eine obere Grenze NH eines gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs, auf den später Bezug genommen wird, abfällt, wird das Zusatzluftquantum im Rückkopplungszustand gesteuert, damit es zwischen der oberen Grenze NH und einer unteren Grenze NL des gewünschten Leeriaufdrenzanibereic'ns gehalten wird. Die obere und die untere Grenze des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs sind für eine stabile Steuerung der Leerlaufdrehzahl vorgesehen. Sie sind auf Werte gesetzt, die höher bzw. niedriger als ein vorbestimmter Drehzahlwert, beispielsweise 30 U/min, sind als ein zentraler Wert eines gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs, der auf einen dem Maschinenbetrieb in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur der Maschine, den elektrischen Lasten der elektrischen Einrichtungen 15 usw. angemessenen Wert eingestellt wird, jedesmal wenn eine Änderung in einem dieser Parameter auftritt. Wenn die tatsächliche Maschinendrehzahl zwischen der oberen Grenze NH und der unteren Grenze NL liegt, beachtet die ECU 9, daß die Maschinendrehzahl gleich der gewünschten Leerlaufdrehzahl ist.

Das Zusatzluftquantum oder die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6, das bzw. die im Verzögerungszustand zu steuern ist, wird so eingestellt, daß sie mit einer Abnahme der Maschinendrehzahl zunimmt, und wird in eine vorbestimmte Ventilöffnungsperiode DXH gesteuert, wenn die Maschinendrehzahl Ne auf die obere Grenze NH des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs abnimmt.

Die F i g. 3 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Ventilöffnungsperiode DOlJT des Steuerventils 6 und der Maschinendrehzahl, die während der obengenannten Verzögerungssteuerung anwendbar ist Wie in dem Graphen dargestellt, wird, wenn die Maschinendrehzahl Ne zwischen der vorbestimmten Drehzahl NA und der oberen Grenze NH des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs liegt, die Ventiiöffnungsperiode DOUTauf einen Wert DX eingestellt, der variabel von einem Wert Me abhängt, welcher umgekehrt proportional zur Maschincndrchzuhl Nc ist. Wenn der Wert der Maschincndreh/.ahl Nc gleich oder größer ist als der Wert NA, wird die Veniilöffnungsperiode DOUT auf null eingestellt, während in dem Fall, wo der Wert der Maschinendrehzahl Ne (gleich) oder kleiner ist, als der Wert NH, der Wert DX auf einen vorbestimmten Wert DXH eingestellt wird. Die besagte vorbestimmte Ventilöffnungsperiodc DXH wird auf einen solchen Wert

to eingestellt, daß die gewünschte Leerlaufdrehzahl erreicht werden kann, wenn die Maschine bei Leerlauf nicht belastet ist. beispielsweise durch elektrische Lasten. Der reziproke Wert Me wird der Bequemlichkeit halber für die Aufbereitung in der ECU 9 verwendet

is und repräsentiert das Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen eines Impulssignals, welches die Maschinendrehzahl anzeigt und durch den Maschinendrehzahlscnsor 14 erzeugt wird, und welches bei Zunahme der Maschinendrehzahl Ne kleiner wird.

M Wie oben erwähnt, wird erfindungsgcmäß bei Verzögerung der Brennkraftmaschine bei vollständig geschlossenem Drosselventil die offenschleifigc Verzögerungssteuerung vor Eintritt der Lecrlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung ausgeführt, d. h. daß die Lceriaufdrehzahl-Rückkopplungsstcucrung bei einer solchen Verzögerung nicht unmittelbar ausgelöst wird, um einen zu starken Abfall der Maschinendrehzahl bei Eintritt der Rückkopplungssteuerung zu vermeiden. Weiter wird das Zusatzluftquantum bei Abnahme der Maschi-

jo ncndrehzahl graduell erhöht, nachdem die Maschinendrehzahl bis unter die vorbestimmte Drehzahl NA abgenommen hat. Deshalb kann ein Absterben der Maschine auch dann vermieden werden, wenn die Maschinenkupplung während der Maschinenverzögerung oder der Rückkopplungssteuerung ausgerückt oder ausgekuppelt ist

Die Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung wird wie folgt ausgeführt Die ECU 9 ermittelt die Differenz zwischen der oberen Grenze NHund der unteren Grenze NL des gewünschten Leerlaufdrehzahlbercichs, der wie vorstehend erwähnt, auf einen von der Maschinenbelastung abhängigen Wert eingestellt wird, und die durch den Maschinendrchzahlsensor 14 erhaltene tatsächliche Maschinendrehzahl Ne stellt die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 auf einen solchen Wert ein. daß er der ermittelten Differenz entspricht, macht diese Differenz zu null und öffnet das Steuerventil 6 für eine Zeitperiode, welche der eingestellten Ventilöffnungsperiode entspricht, um das Zusatzluftr'Janturn /u steuern, wodurch die Maschinendrehzahl auf einen Wert zwischen der oberen und unteren Grenze NH bzw. NL d. h. auf die gewünschte Maschinendrehzahl, eingestellt wird.
Während der besagten Rückkopplungssteuerung des Zusatzluftquantums bei Maschinenleerlauf kann die Maschinendrehzahl zeitweilig über die obere gewünschte Drehzahlgrenze NH ansteigen, und zwar aufgrund äußerer Störungen oder eines Abschaltens einer durch Ausschalten der elektrischen Einrichtungen 15 bewirkten Maschinenbelastung, wie es durch das Symbol Sn in Fig.2 angedeutet ist. In einem solchen Fall bestimmt die ECU 9, ob das Zusalzluftquantum in der vorhergehenden Schleife im Rückkopplungszusland oder -modus bewirkt wurde oder nicht Diese Bestimmung wird durchgeführt, um eine Fortsetzung der Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung ohne Beeinflussung durch von externen Störungen bewirkten Störungen in der Leerlaufdrehzahl sicherzustellen, wenn diese

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Rückkopplungssteuerung einmal eingeleitet worden ist. Hinsichtlich des Seispiels nach Fig.2 sei darauf hingewiesen, daß die vorhergehende Schleife Sn-1 sich im Rückkopplungsmodus befand. Deshalb wird die Rilckkopplungssteucrung mich in der gcgvnwllrtigcn Schleife ι Sn fortgesetzt. Weiter wird in dem Beispiel nach I·" i g. 2 durch <iie ECU 9 auch bestimmt, daß die gegenwärtige Schleife Sn sich im Rückkopplungszustand befindet, wenn die Maschinendrehzahl noch die obere Grenze NH in der nächsten Schleife SN+1 wie im gleichen Beispiel überschreitet und die Rückkopplungssteuerung wird auch in der nächsten Schleife fortgesetzt. Auf diese Weise wird, wenn die Rückkopplungssteuerting einmal unmittelbar nach Beendigung der Verzögerungssteuerung gestartet worden ist, dieselbe Rückkopplungs- is steuerung laufend bewirkt, solange als das Drosselventil ■5 geschlossen gehalten wird, auch dann, wenn die Maschinendrehzahl zeitweilig über die obere Grenze NH aufgrund äußerer Störungen ansteigt, wodurch eine stabile Leerlaufdrehzahl-Rückkopplungssteuerung er- reicht wird.

Andererseits bestimmt während der Steuerung im Verzögerungszustand oder -modus solange die Maschinendrehzahl über der oberen Grenze NH bleibt, wie es durch das Symbol Sit in F i g. 2 angedeutet ist, die ECU 9, ob die vorhergehende Schleife SJt-1 im Verzögerungszustand war oder nicht, und setzt die Verzögerungssleuerung auch in der gegenwärtigen Schleife Sk fort wenn die vorhergehende Schleife im Verzögerungsmodus war. Dies ermöglicht es zu vermeiden, daß die ECU 9 falsch entscheidet, daß sich die Brennkraftmaschine in einem Rückkopplungsmodus-Steuerbercich befindet, obwohl die Brennkraftmaschine tatsächlich noch in einem Verzögerungsmodus-Steuerbereich bei über der oberen Leerlaufdrehzahlgrenze NH liegender Maschinendrehzahl ist, und auch daB die Ventilöffnungsperiodc des Steuerventils 6 auf einem extrem kleinen Wert gesteuert wird, wenn die Rückkopplungssteuerung aufgrund der obigen Fehlentscheidung irrtümlich ausgeführt und bewirkt wird, daß die Brenn- kraftmaschine bei Ausrücken der Kupplung abstirbt.

Die Fig.4 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Ausführung der oben beschriebenen Steuerung des Zusatzluftquantums im Verzögerungsmodus und im Rückkopplungsmodus zeigt. Diese Routine wird synchron mit einem Impulssignal ausgeführt, bei dem jeder Impuls bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine 1 erzeugt wird, oder mit einem Impulssignal, dessen Impulse nach konstanten Zeitintervallen erzeugt werden. In der ECU 9 wird diese Routine aufgerufen, wenn das Drosselventil 5 beim Schritt 1 vollständig geschlossen wird. Zuerst wird beim Schritt 2 der zum reziproken der Maschinendrehzahl Ne proportionale Wert mit einem Wert MA verglichen, der proportional zum reziproken der vorstehend erwähnten vor- bestimmten Drehzahl NA ist. Wenn die Beziehung MeZMA nicht gilt. d.h. die tatsächliche Maschinendrehzahl Ne größer ist als der Wert NA, ist keine Zuführung von Zusatzluft erforderlich, und dementsprechend wird beim Schritt 3 die Ventilöffnungsperiode DX des Steuerventils auf Null eingestellt und dann die Ausführung der gegenwärtigen Schleife der Routine beim Schritt 4 beendet.

Wenn die Beziehung MeZ, MA beim Schritt 2 gilt, d. h. die Maschinendrehzahl Ne kleiner ist als der vorbestimmte Wert NA, rückt das Programm zum Schritt 5 vor, wo ein Vergleich zwischen dem proportional zum reziproken der Maschinendrehzahl Ne proportionalen Wert Me und einem Wert MH gemacht wird, der proportional zum reziproken der oberen Grenzen NH des gewünschten Lcerlaufdrehzahlbcrcichs ist. Wenn die Beziehung Aici MH nicht gilt. d. h. die Mnsi'hiiu'iidivli znhl Nc größer ist uls die obere liren/e NH, wird beim Schritt fa festgestellt, ob die vorangegangene Schleife im Rückkopplungsmodus war oder nicht. Wenn die Antwort negativ oder nein ist, beachtet die ECU 9, daß die gegenwärtige Schleife im Verzögerungsmodus sein sollte und berechnet die Ventilöffnungsperiode DXzur Anwendung im Verzögerungsmodus beim Schritt 7 in der in F i g. 3 gezeigten Weise.

Wenn die Beziehung MeZ. MH beim Schritt 5 gilt, d. h. die Maschinendrehzahl unter die obere Grenze NH des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs abgesunken ist, geht das Programm von der Steuerung im Verzögerungsmodus in die Leeriaufdrehzahlsteuerung im Rückkopplungsmodiis über, wo die Ventilöffnungsperiode DOUTbeim Schritt 8 zur Anwendung in die Rückkopplungssteuerung in der oben beschriebenen Weise berechnet wird. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts 6 bejahend ist, d. h. die vorangegangene Schleife im Rückkopplungsmodus war, rückt das Programm ebenfalls zum Schritt 8 vor, um die Rückkopplungssteuerung fortzusetzen.

Das oben beschriebene Verfahren nach der Erfindung kann beispielsweise auf folgende Weise programmiert werden, wobei ein Kode verwendet wird, der beispielsweise auf das Modell 8048 von Intel anwendbar ist, das als das eine Chip CPU in der ECU 9 verwendet ist, a'f die folgenden Bezug genommen wird:

MOV	Ri, ME	O)
MOV	A, Ri	(2)
MOV	R2. A	(3)
MOV	Rl, MA	(4)
MOV	A, Ri	(5)
CPL	A	(6)
INC	A	(7)
CLR	A	(8)
ADD	A. 2	(9)
JNC	SUBSTP	(10)
MOV	Rl MH	(H)
MOV	A, Ri	(12)
CPL	A	(13)
INC	A	(14)
CLR	A	(15)
ADD	A. R 2	(16)
JC	SUBFB	(17)
MOV	Ri, FLCi	(18)
MOV	A, RX	(19)
JNZ	SUBFB	(20)
JMP	SUBDEC	(21)

Der Schritt (1) des Programms befiehlt, den zum Reziproken der Maschinendrehzahl Ne proportionalen Wert Me aus einem Register ME in der CPU in ein Register R i in der CPU zu bewegen, während der Schritt (4) befiehlt, den zum reziproken der vorbestimmten Drehzahl NA proportionalen Wert NA aus einem Register MA in der CPU in das besagte Register R I zu bewegen. Beim Schritt (6) wird ein Wert Me-Ma in ein weiteres Register A in der CPU geladen. Wenn der Wert Me kleiner ist als der Wert Ma, springt das Programm beim Schritt (10) in eine Subroutine SUBSTP, wo die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 entsprechend dem Schritt 3 in F i g. 4 auf null gesetzt wird. Wenn der Wert Me gleich oder größer ist als der Wert

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MA, wird der zum reziproken der oberen Grenze NH stoffeinspritzventii 10in Fig. 1 verbunden, des gewünschten Leerisufdrehzahlbereichs proportio- Der elektrische Schaltkreis der wie oben aufgebauten nale und in einem Register MH in der CPU gespeicherte ECU 9 arbeitet wie folgt: Ein Ausgangssignai aus dem Wert MH beim Schritt 11 zum Register Ri bewegt. Maschinendrehzahlsensor 14 wird der ECU 9 sowohl als Beim Schritt 13 wird der Wert Me—MH'm das Register 5 ein die Maschinendrehzahl Nc anzeigendes Signal als A geladen. Wenn der Wert Me gleich oder größer ist als auch als ein einen vorbestimmten Kurbelwinkcl der der Wert MH springt das Programm beim Schritt 17 in Brennkraftmaschine 1 anzeigendes Signal zugeführt, wo eine andere Subroutine SOUBFB zur Berechnung der es einer Wcllenformgestaltung durch den Wellenform-Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 für die Rück- gcstalter 901 unterworfen wird und dann wird es der kopplungssteuerung. Wenn der Mc kleiner ist als der io CPU 902 und der Kraflstoffzufuhrsteuercinheit 903 zu-Wert MH, wird ein Kennzeichnungssignal ausgegeben, geführt. Während ihr dieses Signal für den oberen Totweiches anzeigt, ob die Steuerung in der vorangegange- punkt zugeführt wird, erzeugt die CPU 902 ein Chipausnen Schleife beim Schritt 18 im Rückkopplungsmodus wahlsignal, ein Kanalauswahlsignal, ein Startsignal zum ■ bewirkt wurde oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist. Start einer Analog/Digitalwandlung usw., wobei das springt das Programm beim Schritt 20 in eine Subrouti- 15 letztgenannte dem Analog/Digitalwandler 902 befiehlt. , ne SUBDECzüt Berechnung der Ventilöffnungsperiode Analogsignale, wie beispielsweise das Maschinenkühl-./ des Steuerventils 6 für die Verzögerungssteuerung. wassertcmperatursignal und das Drossclvcntilöffnungsf'. Ais nächstes wird der elektrische Schaukreis in der signal bus dem KüiilwasscrtciMpcraturscnscr !3 bzw. ; ECU 9 anhand der F i g. 5 beschrieben, die eine Ausfüh- dem Drosselventilöffnungssensor 17 in entsprechende j rungsform davon darstellt. 20 Digitalsignale umzuwandeln. Die die Kühlwassertempe-■ Der Maschinendrehzahlsensor 14 in der F i g. 1 ist mit ratur und die Drosselventilöffnung anzeigenden Digitaleinem Eingangsanschluß 902a einer Einchip CPU (im signale aus dem Konverter 905 werden der CPU 902 folgenden nur mit »CPU« bezeichnet) 902 über einen über den Datenbus 912 als Datensignale zugeführt. ^ Wellenformgestalter 901, beide in der ECU 9 vorgesc- wenn ein die Beendigung einer jeden Analog/Digitalhen, verbunden. Das Bezugszeichen 15' repräsentiert 25 Wandlung anzeigendes Signa! der CPU 902 aus dem eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln elektrischer La- Ausgangsanschluß 905c des Analog/Digitalwandlers ·■ sten der elektrischen Einrichtungen 15 in F i g. 5, die mit 905 zugeführt wird. Bei Vollendung der Umwandlung 's¹ zugeordneten Anschlüssen einer Gruppe weiterer Ein- eines dieser Digitalsignale zur CPU 902 wird der gleiche Ή gangsanschlüssen 902ύ der CPU 902 über einen Pegel- Prozeß wie oben noch einmal ausgeführt um die Einga-K verschieber 904 in der ECU 9 verbunden sind. Der 30 bc des anderen Digitalsignals in die CPU 902 zu bewir- !-' Wassertemperatursensor 13 und der Drosselventilöff- ken. Weiter wird der Spannungskegel eines elektrischen >K nungssensor 17 sind jeweils mit Eingangsanschlüssen Lastanzeigesignals aus der elektrischen Lastsensorciniß 905a und 905Z> eines Analog/Digitalwandlers 905 ver- richtung 15' durch den Pegcischieber 904 auf einen vor-ψ, bunden und sind beide auch mit dem Eingang einer bestimmten Pegel verschoben und dann an die CPU 902 gj Kraftstoffzufuhrsteuereinheit 903 verbunden. Der Ana- 35 angelegt.

fe= !og/DigiiatesfKÜer 955 weist einen Ausgangsanschluß Die CPU 902 arbeitet mit diesen Eingangsdatensigna· ft 905c auf, der mit den Eingangsanschlüssen 9026 der len, d. h. dem Maschinendrehzahlsignal, dem elektri- *l CPU 902 und mit einer Gruppe weiterer Eingangsan- sehen Lastsignal, dem Maschinenwassertemperatursip Schlüsse 905cf verbunden ist die mit einer Gruppe weite- gnal und dem Drosselventilöffnungssignal, um zu bev^: rer Eingangsanschlüsse 905c/verbunden ist, die mit einer 40 stimmen, ob die Steuerung des Zusatzluftqi.intums im J: Gruppe von Ausgangsaiischlüssen 902c der CPU 902 Rückkopplungsmodus oder im Verzögerungsmodus be- _;i verbunden sind. Ein Impulsgenerator 906 ist mit einem wirkt werden soll. Insbesondere entscheidet die CPU 0, anderen Eingangsanschluß 902c/ der CPU 902 vcrbun- 902, daß die Verzögerungssteuerung bewirkt werden # den. die ihrerseits einen Ausgangsanschluß 902e auf- sollte, wenn das Drosselventilöffnungssignal eine voll- |4 weist, der über einen Frequenzteiler 907 mit einem Ein- 45 ständige Schließung des Drosselventils anzeigt und % gangsanschluß eines UN D-Schaltkreises 908 verbunden gleichzeitig das Maschinendrehzahlsignal für die Drehi·· ist. Ein Ausgang des UND-Schaltkreises 908 ist mit ei- zahl Ne einen Wert anzeigt der niedriger ist als die |ξ nem Taktimpulseingangsanschluß CK eines Abwärts- vorbestimmte Drehzahl NA, und die Leerlaufdrehzahlg: Zählers 909 verbunden. Ein anderer Eingangsanschluß rückkopplungssteuerung sollte bewirkt werden, wenn Hl des UND-Schaltkreises 908 ist mit einem Übertra- 50 die Maschinengeschwindigkeit weiter abnimmt so daß :.<; gungsausgangsanschluß B des Abwärtszählers 909 ver- das Maschinendrehzahlsignal für die Drehzahl Ne einen |: Bünden, welcher Anschluß weiter mit dem Solenoid 6a Wert anzeigt, der gleich oder niedriger ist als die obere (I? des Steuerventils 6 in F i g. 1 über einen Solenoid-An- Grenze des gewünschten Leerlaufdrehzahlbereichs. ?J- triebsschaltkreis 911 verbunden ist Die CPU 902 weist Nachdem die Maschine in den Leerlaufdrehzahl-Rückf; eine andere Gruppe von Ausgangsanschlüssen 902/; von 55 kopplungssteuermodus gekommen ist führt die CPU :_;~ denen einer mit einem Lasteingangsanschluß L des Ab- 902 eine Bestimmung durch, ob die vorhergegangene •ή wärtszählers 909 verbunden ist Der Analog/Digital- Schleife im Rückkopplungsmodus war oder nicht, wenn isj wandler 905, die CPU 902 und der Abwärtszähler 909 das Maschinendrehzahlsignal für die Drehzahl Ne einen I sind durch einen Datenbus 912 miteinander verbunden, Wert anzeigt der über der oberen Grenze NH des ge-% und zwar mit einem Ausgangsanschluß 905e, einen Ein- &o wünschten Leerlaufdrehzahlbereichs liegt und wenn die p. gangs- und Ausgangsanschluß 902g bzw. einen Ein- Antwort ja ist, bestimmt sie, daß die Rückkopplungsg gangsanschluB909a. steuerung in der gegenwärtigen Schleife noch fortge- § Mit der Kraftstoffzufuhrsteuereinheit 903 sind der setzt werden sollte. In Abhängigkeit von der obenge- ?! Einlaßluftdruck- oder Absolüldruckscnsor 12 und die nannten Bestimmung berechnet die CPU 902 die Ventilanderen Maschinenparametersensoren 18, wie bei- b5 Öffnungsperiode DOUT des Steuerventils 6 und führt spielsweise ein Atmosphärendrucksensor, verbunden, den resultierenden berechneten Wert dem Abwärtszähdie alle aus der F i g. 1 hervorgehen. Der Ausgang der ler 909 über den Datenbus 912 zu, wobei gleichzeitig Kraftstoffzufuhrsteuereinheit 903 ist mit dem Kraft- dem Abwärtszähler 909 ein Befehlssignal durch seinen

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Lasteingabeanschluß L zum Start der Zählung im Zähler 909 eingegeben wird.

Andererseits wird ein durch den Impulsgenerator 906 erzeugtes Taktsignal als ein Taktsignal für die von der CPU 902 ausgeführte Steueroperation verwendet, und gleichzeitig wird es der Frequenzteilung durch den Frequenzteiler 907 unterworfen und in eine geeignete Frequenz geteilt und dann einem Anschluß des UND-Schaltkreises 908 zugeführt.

Wenn dem Abwärtszähler 909 ein Starlbefehlssignul i< > aus der CPU 902 zugeführt wird, wird er mit einem die gewünschte Ventilöffnungsperiode DOUT des Steuerventils 6 anzeigenden, aus der CPU 902 zugeführten Wert für die Verzögerungssteuerung oder Leerlaufdichzahl-Rückkopplungssteuerung geladen. Gleichzeitig erzeugt der Abwärtszähler 909 eine Ausgabe 1 mit hohem Pegel an seinem Übertragungsausgangsanschluü B, dc^r sowohl an dem anderen Anschluß des UND-Schal'kreises 908 als auch an dem Solenoidantricbsschaltkreis 911 anliegt. Der Solenoidantriebsschallkreis 911 erregt das Solenoid 6a des Steuerventils 6, um dieses so lange zu öffnen, als ihm die obige Ausgabe I mil dem hohen Pegel aus dem Abwärtszähler 909 zugeführt wird.

So lange der Ausgangsanschluß des UND-Schaltkreises 908 mit der obengenannten Ausgabe mit dem hohen Pegel 1 aus dem Abwärtszähler 909 beaufschlagt ist, können ihm zugeführte Taktimpulse durch seinen einen Anschluß hindurch, so daß sie dem Taklimpulseingangsanschluß CK des Abwärtszählers 909 zugeführt werden, jo Der Abwärtszähler 909 zählt die Taktimulse und beim Zählen bis zu einer Zahl, die dem berechneten Wert der ihm aus der CPU 902 zugeführten Ventilöffnungsperiode DOL/Tentspricht, erzeugt er eine Ausgabe mit niedrigem Pegel 0 an seinem Übertrags-Ausgangsanschluß js B, um zu bewirken, daß der Soienoidantriebsschaitkreis 911 das Solenoid 6a des Steuerventils 6 abschaltet. Gleichzeitig wird die obengenannte Ausgabe des Abwärtszählers 909 mit dem niedrigen Pegel ebenso dem UN D-Schaltkreis 908 zugeführt, um die Zufuhr weiterer Taktimpulsc zu dem Abwärtszähler 909 zu unterbrechen.

Andererseits arbeitet die Kraftstoffzufuhrsteuereinheit 903 mit Maschinenbctriebsparametersignalcn, die aus dem Maschinendrehzahlsensor, dem Maschinenwassertemperatursensor 13, dem Drosselventilöffnungssensor 17, dem Absolutdrucksensor 12 und den anderen Maschinenbetriebsparametersensoren 18 zugeführt werden, um einen gewünschten Wert für das Kraftstoffzufuhrquantum zu berechnen, derart, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Gemisches auf einem optimalen Wert gehalten wird, beispielsweise einem theoretischen Luft/ Kraftstoffverhältnis, und daß das Kraftstoffeinspritzventil 10 für eine Zeitperiode geöffnet wird, die dem berechneten Wert entspricht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

33 Ol 482 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung des Quantums Zusatzluft, das einer Brennkraftmaschine auf rückgekoppelte Art zugeführt wird, die auf die Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinendrehzahl und einer gewünschten Leerlaufdrehzahl anspricht, wobei die Maschine eine Einlaßpassage, ein in der Einlaßpassage angeordnetes Drosselventil und eine Luftpassage aufweist, die mit einem Ende mit der Einlaßpassage an einer stromabwärts des Drosselventils liegenden Stelle und mit einem anderen Ende mit der Atmosphäre in Verbindung steht wobei die Zusatzluft der Maschine durch die Luftpassage und die Einlaßpassage zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: