DE3316664A1 - Verfahren zum steuern der leerlaufumdrehungszahl pro minute einer maschine unmittelbar nach dem start der maschine - Google Patents
Verfahren zum steuern der leerlaufumdrehungszahl pro minute einer maschine unmittelbar nach dem start der maschineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückkopplungssteuerung
der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute von Verbrennungsmaschinen. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren, durch das es ermöglicht wird, daß die Maschine unmittelbar nach ihrem Start im
Leerlaufbetrieb stabil arbeitet.
Bei einer Verbrennungsmaschine kann es schnell bei einem Abfall der Geschwindigkeit der Maschine zum Stillstand
kommen, wenn die Maschine im Leerlaufzustand bei einer
niedrigen Temperatur des Kühlwassers der Maschine betrieben wird oder wenn die in einem Fahrzeug eingebaute Maschine
mit Lasten wie Seheinwerferlampen, einer Klimaanlage
usw. stark belastet wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits in der japanischen Patentanmeldung
55-98628 ein Verfahren zur Rückkopplungssteuerung der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute vorgeschlagen, bei dem
die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute in Abhängigkeit
von der Last an der Maschine eingestellt wird, bei dem die Differenz zwischen der tatsächlichen Umdrehungszahl
pro Minute der Maschine und der gewünschten Leerlauf Umdrehungszahl pro Minute ermittelt wird und bei dem
eine Menge zusätzlicher Luft in Antwort auf die ermittelte Differenz an die Maschine geliefert wird, um diese
Differenz auf einen minimalen Wert einzustellen, um dadurch die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine auf die
gewünschte Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einzustellen.
Selbst wenn ein derartiges Verfahren zur Steuerung der LeerlaufUmdrehungszahl angewendet wird, ist es schwierig,
eine vollständige Verbrennung der Luft/Kraftstoff-Mischung
in den Verbrennungskammern der Maschine beim oder unmittelbar nach dem Start der Maschine sicherzustellen. Insbesondere
ist dies bei kaltem Wetter infolge der kleinen Temperatur der Maschine, vor allem der kleinen Temperatur
der Oberflächen der Wände der Verbrennungskammern schwierig. Dadurch wird unmittelbar nach dem Start der Maschine
eine unstabile Rotation der Maschine beim Leerlauf bewirkt. Da außerdem unmittelbar nach dem Start der Maschine
die vorgesehene Batterie durch den Dynamo oder Generator geladen wird, wenn dieser zur Betätigung des Starters beim
Anlassen der Maschine verwendet wird, und da der Betrieb des Dynamos eine starke Last an der Maschine bildet, wird
der Betrieb der Maschine noch unstabiler.
Wenn andererseits die Maschine gestartet wird, während sie eine hohe Temperatur aufweist, wenn sie also beispielsweise
unmittelbar nach einem Betrieb bei heißem Wetter wiedergestartet wird, können Blasen in den Röhren des
Kraftstoffzufuhrsystemes der Maschine infolge der hohen Temperatur auftreten. Das Vorhandensein solcher Blasen
kann im Leerlauf ebenfalls zu einer sehr unstabilen Rotation der Maschine führen, weshalb derartige Blasen sofort
entfernt werden müssen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung der LeerlaufUmdrehungszahl pro
Minute anzugeben, durch das die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine eine vorgegebene Zeitperiode lang beim Leerlauf
der Maschine auf einem Wert gehalten werden kann, der größer ist als die LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute,
wobei die vorgegebene Zeitperiode unmittelbar auf den Start der Maschine folgt. Dadurch wird ein in hohem Maße
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stabiler Leerlaufbetrieb der Maschine sichergestellt.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Steuerung eines Steuerventiles zur Regulierung der Menge der zusätzlichen
Luft, die an eine Verbrennungsmaschine geliefert wird, vor, wobei die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb
beim Leerlauf der Maschine in Antwort auf die Differenz zwischen der tatsächlichen Umdrehungszahl pro Minute
der Maschine und der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
a) Ermitteln der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine beim
Start der Maschine und
b) Öffnen des Steuerventiles zu einer maximalen Öffnung
eine Zeitperiode lang, die zu der Zeit beginnt, zu der zuerst ermittelt wird, daß die Umdrehungszahl pro Minute
der Maschine über einen vorgegebenen Wert angestiegen ist, der kleiner ist als die zuvor genannte gewünschte Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute, wobei die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine auf einem Wert gehalten wird, der
größer ist als die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro
Minute.
Vorzugsweise wird die vorgegebene Zeitperiode auf einen Wert als Funktion der Temperatur der Maschine eingestellt,
der unmittelbar ermittelt wird, nachdem die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine den genannten vorbestimmten
Wert überschritten hat. Vorzugsweise wird die vorgegebene Zeitperiode auf eine der folgenden Weisen bestimmt:
1. Einstellen der vorgegebenen Zeitperiode auf größere
Werte, wenn die Temperatur der Maschine unter einen vorgegebenen Wert fällt und weiter sinkt;
2. Einstellen der vorgegebenen Zeitperiode auf größere Werte, wenn die Temperatur der Maschine einen vorgegebenen
Wert übersteigt und weiter zunimmt.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Vorteile im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigL:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des gesamten Steuersystemes für die Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute, das im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das eine Art zeigt, in der die zusätzliche Luft synchron mit der
Erzeugung der Impulse eines den oberen Totpunkt der Maschine betreffenden Signales
(TDC-Signal) geliefert wird;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm für eine Weise, auf die ein die Menge der Ansaugluft anzeigender
Parameter ermittelt werden kann;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm für eine Weise, auf die
ein die Menge der Ansaugluft betreffender Parameter zu frei gewählten Zeitintervallen
bestimmt werden kann;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das der Art der Lieferung der zusätzlichen Luft mit einer Zeitverzögerung
in Bezug auf die Erzeugung der Impulse des TDC-Signales zeigt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das ein Programm zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung der
Leerlaufumdrehungszahl pro Minute mit der
Hilfe eines ersten Steuerventiles zeigt, wobei dieses Programm in einer elektronischen
Steuereinheit (ECU) der Fig. 1 ausgeführt wird;
Fig. 7 ein Zeitdiagrainin, das eine Weise zeigt,
auf die das erste Steuerventil im Verlangsamungsbetrieb und im Rückkopplungsbetrieb
gesteuert werden kann;
Fig. 8 eine Darstellung, die beispielhaft die Beziehung
zwischen dem Tastverhältnis für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles
im Verlangsamungsbetrieb und der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine zeigt;
Fig. 9 ein Zeitdiagramm, das eine Art der Steuerung
des ersten Steuerventiles im Beschleunigungsbetrieb zeigt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm, das eine Art zur Einstellung
der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute zeigt;
•Fig. 11 eine Darstellung, die die Beziehung zwischen
der Kühlwassertemperatur der Maschine und einem Wert MTW ^eigt, der proportional zum
reziproken Wert der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute ist, die von der
Kühlwassertemperatur der Maschine abhängt;
Fig. 12 ein Zeitdiagramm, das eine Steuerungsart für das erste Steuerventil zeigt, die anwendbar
ist, wenn eine elektrische Last an die Maschine während der Rückkopplungssteuerung
der Umdrehungszahl pro Minute der leerlaufenden Maschine erfolgt;
Fig. 13 ein Flußdiagramm einer Routine zur Berechnung
des Termes DE der elektrischen Last aus dem
Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles, wobei
diese Routine in der elektronischen Steuereinheit der Fig. 1 ausgeführt wird;
Fig. 14 ein Flußdiagramm einer Routine zur Berechnung
eines Termes DPI für die Rückkopplungssteuerung aus dem Tastverhältnis DOUT für die
Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles, wobei diese Routine während der Steuerung
im Rückkopplungsbetrieb anwendbar ist, die in ' der elektronischen Steuereinheit 9 der Fig.1
ausgeführt wird;
Fig. 15 ein Zeitdiagramm, das eine Weise der Steuerung des ersten Steuerventiles zeigt, die anwendbar
ist, wenn eine Maschinenlast an die Maschine während der Verlangsamung der Maschine bei
völlig geschlossenem Drosselventil angelegt wird, wobei die Umdrehungszahl pro Minute
der Maschine in Richtung auf den Bereich der Rückkopplungssteuerung der Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute abnimmt;
Fig. 16 ein Zeitdiagramm, das eine Weise der Steuerung des ersten Steuerventiles zeigt, die anwendbar
ist, wenn eine elektrische Last an die Maschine während deren Beschleunigung angelegt
wird, wobei die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine von dem Bereich zur Rückkopplungssteuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute
ansteigt;
Fig. 17 ein Zeitdiagramm, das eine Möglichkeit zur
Steuerung der Kraftstoffmenge zeigt, die
anwendbar ist, wenn eine Last, wie beispiels-
weise eine elektrische Last, an die Maschine während der Steuerung der Umdrehungszahl
pro Minute angelegt wird;
Fig. 18 eine Darstellung der Beziehung zwischen einer Zeitperiode, während der das erste
Steuerventil völlig geöffnet bleibt und die bei der Beendigung des Anlassens der Maschine
beginnt und dazu dient, einen maximalen Betrag zusätzlicher Luft an die Maschine
zu liefern und der Kühlwassertemperatur
der Maschine, die diese Zeitperiode bestimmt;
Fig. 19 ein Blockschaltbild eines in der elektronischen
Steuereinheit 9 der Fig. 1 enthaltenen elektrischen Kreises; und
Fig. 20 ein Zeitdiagramm, das die zeitliche Beziehung
zwischen Impulsen des TDC-Signales und der Ventilöffnung des ersten Steuerventiles
zeigt.
In der Fig. 1 ist ein Rückkopplungs-Steuersystem für die LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute, bei dem die vorliegende
Erfindung anwendbar ist, schematisch dargestellt. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Verbrennungsmaschine,
bei der es sich um eine vierzylindrige Maschine handeln kann, und mit der ein Ansaugrohr 3
an der Ansaugseite, an dessen offenem Ende ein Luftfilter montiert ist, und ein Auspuffrohr 4 an der Auspuffseite
der Maschine 1 verbunden sind. Ein Drosselventil 5 ist in dem Ansaugrohr 3 angeordnet. Ein erster Luftdurchgang
8 und ein zweiter Luftdurchgang 26 öffnen sich mit ihren offenen Enden 8a und 26a in das Ansaugrohr 3 an
Orten, die stromabwärts von dem Drosselventil 5 liegen. An ihren anderen Enden wirken die Luftdurchgänge 8 und
26 jeweils mit der Atmosphäre zusammen. Ein Luftfilter ist am anderen Ende des ersten Luftdurchganges 8 angeordnet.
Im Querschnitt des ersten Luftdurchganges 8 ist ein erstes Steuerventil 6 für eine zusätzliche Luftmenge,
das im folgenden lediglich als "erstes Steuerventil" bezeichnet wird, angeordnet, das die Menge der zusätzlichen
Luft steuert, die an die Maschine 1 über den ersten Luftdurchgang geliefert wird. Dieses erste Steuerventil
ist normalerweise geschlossen und weist einen Solenoid 6a und einen Ventilkörper 6b auf, die so anaeordnet sind,
daß der erste Luftdurchgang 8 geöffnet wird, wenn der Solenoid 6a erregt wird. Der Solenoid 6a ist elektrisch mit
einer elektronischen Steuereinheit 9 verbunden, die nachfolgend auch als "ECU" bezeichnet wird.
Ein dritter Luftdurchgang 27 zweigt von dem zweiten Luftdurchgang
26 ab, wobei die beiden sich zur Atmosphäre öffnenden Enden der Durchgänge Luftfilter 28 und 29 aufweisen.
Im Querschnitt eines Bereichs des zweiten Luftdurchganaes
26 ist zwischen dem Übergang des Durchganges 26 und dem
dritten Luftdurchgang 2 7 und dom sich zur Atmosphäre
öffnenden Ende des Durchganges 26 ein zweites Steuerventil 30 für zusätzliche Luft vorgesehen. Ein drittes
Steuerventil 31 für zusätzliche Luft ist im Querschnitt des dritten Luftdurchganges 27 vorgesehen. Die Steuerventile
30 und 31 sind normalerweise geschlossen. Jedes dieser Steuerventile weist einen Solenoid 30a bzw. 31a
und einen Ventilkörper 30b bzw. 31b auf. Dabei sind die Solenoide und die Ventilkörper so angeordnet, daß sie
den jeweiligen Luftdurchgang öffnen, wenn der Solenoid 30a bzw. 31a erregt wird. Die einen Enden der Solenoide
30a, 30b sind geerdet. Die anderen Enden sind mit einer Gleichstromquelle 24 über Schalter 15 bzw. 16 und direkt
mit der elektronischen Steuereinheit 9 verbunden.
Mit dem obengenannten ersten Luftdurchgang 8 ist ein Abzweigungsdurchgang
3 2 verbunden, der von dem Durchgang an einem Ort abzweigt, der stromabwärts von dem ersten
Steuerventil 6 liegt, dessen eines Ende mit der Atmosphäre in Verbindung steht und ein Luftfilter 33 aufweist
und der eine Steuereinrichtung 34 für den schnellen Leerlauf quert.Die Steuereinrichtung 34 weist beispielsweise
einen Ventilkörper 34a auf, der so angeordnet ist, daß er gegen seinen Ventilsitz 34b durch eine Feder 34c
gepreßt wird, um den Abzweigdurchgang 32 zu verschließen. Außerdem weist die Steuereinrichtung 34 einen Sensor 34d,
dessen Arm 34d' in Antwort auf die Kühlwassertemperatur der Maschine verlängerbar oder verkürzbar ist, und einen
Hebel 34e auf, der in Antwort auf eine Verlängerung oder Verkürzung des Armes 34d' des Sensors 34 verschwenkbar
ist, um den Ventilkörper 34a derart zu verschieben, daß er den Abzweigungsdurchgang 32 öffnet oder verschließt.
Ein KrafLsLoffeinspritzventil 10 ist so angeordnet, daß
es in das Innere des Ansaugrohres 3 an einem Ort hinein-
ragt, der zwischen der Maschine 1 und den offenen Enden
8a und 26a des ersten Luftdurchganges 8 und des zweiten Luftdurchganges 26, die in das Ansaugrohr 3 münden,
liegt. Das Einspritzventil 10 ist mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der elektronischen
Steuereinheit 9 verbunden.
Ein Sensor 17 für die Öffnung des Drosselventiles ist an
dem Drosselventil 5 befestigt. Ein Sensor 12 für den absoluten Druck steht mit dem Ansaugrohr 3 über eine Leitung
11 an einem Ort in Verbindung, der stromabwärts von den offenen Enden 8a, 26a des ersten und zweiten Luftdurchganges
8, 26 liegt. Ein einstellbarer Sensor 13 für die Temperatur des Kühlwassers, die die Temperatur der Maschine
darstellt, und ein Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine sind an dem Körper bzw. Block der
Maschine 1 befestigt. Alle Sensoren und weitere Sensoren 25 zur Ermittlung weiterer Parameter der Betriebszustände
der Maschine 1 sind elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 9 verbunden. In der Fig. 1 bezeichnen die
Bezugszeichen 18, 19 und 20 elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise Scheinwerfer, eine Bremslampe und einen
Kühlerventilator, die elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 9 über entsprechende Schalter 21, 22 und
23 verbunden sind. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet weitere Sensoren für andere Maschinenparameter, wie beispielsweise
einen Sensor für den Atmosphärendruck, die ebenfalls elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 9
verbunden sind.
Das wie oben aufgebaute Rückkopplungs-Steuersystem für die Leerlaufumdrehungszahl pro Minute arbeitet folgendermaßen:
der Schalter 15 ist so angeordnet, daß er sich in Gleichklang mit einem nicht dargestellten Leistungs-
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schalter ein- und ausschaltet, um die nicht dargestellte Klimaanlage zu betätigen. Im geschlossenen Zustand wird
sein Schließsignal an die elektronische Steuereinheit 9 als ein Signal geliefert, das einen eingeschalteten Zustand
der Klimaanlage in der elektronischen Steuereinheit 9 anzeigt. Das Schließen des Schalters 15 bewirkt
eine Erregung des Solenoiden 30a des zweiten Steuerventiles 30, um den Ventilkörper 3 0b zu öffnen, um entsprechend
einer Vergrößerung der Maschinenlast, die durch den Betrieb der Klimaanlage bewirkt wird, eine vorgegebene
Menge zusätzlicher Luft an die Maschine 1 zu liefern. Der Schalter 16 ist beispielsweise an einem nicht dargestellten
Umstellhebel befestigt, wenn das vorliegende System in einer Verbrennungsmaschine eingebaut ist,
die mit einer automatischen Transmission bzw. einem automatischen Getriebe ausgerüstet ist. Der Schalter 16 wird
geschlossen, wenn der Umstellhebel 13 in eine Einrückposition des automatischen Getriebes bewegt wird und liefert
ein Einschaltsignal an die elektronische Steuereinheit 9, das das Einrücken des automatischen Getriebes anzeigt und
das nachfolgend als das "D-Bereichs-Signal" bezeichnet wird. Das Schließen des Schalters 16 bewirkt die Erregung
des Solenoiden 31a des dritten Steuerventiles 31, um den Ventilkörper 31b zu öffnen und eine vorgegebene Menge zusätzlicher
Luft an die Maschine 1 zu liefern, die der vergrößerten Maschinenlast entspricht, die durch den Betrieb
des automatischen Getriebes bewirkt wird.
Auf diese Weise kann eine genaue Steuerung der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine mühelos infolge der Vorsehung
des zweiten und dritten Steuerventiles zur Lieferung zusätzlicher Luft an die Maschine 1 in Mengen erfolgen, die
relativ großen mechanischen Lasten entsprechen, die durch
die Maschine direkt betriebene mechanische Einrichtungen, wie beispielsweise die Klimaanlage und das automatische
Getr iebe,angelegt werden.
Die Steuereinrichtung 34 für den schnellen Leerlauf kann arbeiten, wenn die Kühlwassertemperatur der Maschine unter
einem vorgegebenen Wert (beispielsweise 200C) liegt, wenn
die Maschine beispielsweise bei kaltem Wetter gestartet wird. Genauer gesagt verlängert oder verkürzt der Sensor
34d seinen Arm 34d' in Antwort auf die Kühlwassertemperatur der Maschine. Dieser Sensor 34d kann irgendeine geeignete
Fühleinrichtung enthalten, bei der es sich beispielsweise um in ein Gehäuse eingefülltes Wachs handelt, das thermisch
ausdehnbar ist. Wenn die Kühlwassertemperatur der Maschine unterhalb des obengenannten vorgegebenen Wertes liegt,
befindet sich der Arm 34d im verkürzten bzw. eingezogenen Zustand, wobei der Hebel 34e durch die Kraft der Feder
34f in einer derartigen Position vorgespannt wird, daß er den Ventilkörper 34a nach rechts gegen die Kraft der Feder
34c verschiebt, wobei der Abzweigungsdurchgang 32 geöffnet wird. Da der geöffnete Abzweigungsdurchgang 3 2 die Lieferung
eines ausreichenden Betrages zusätzlicher Luft an die Maschine über das Filter 33 und die Durchgänge 32 und 8 ermöglicht,
kann die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine auf einem höheren Wert als auf der normalen Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute gehalten werden. Dadurch wird ein stabiler Leerlaufbetrieb der Maschine sichergestellt, ohne
daß die Möglichkeit besteht, daß die Maschine selbst bei kaltem Wasser abgewürgt wird bzw. zum Stillstand kommt.
Wenn daher die Steuereinrichtung 34 für den schnellen Leerlauf in Betrieb ist, ist die Lieferung zusätzlicher Luft
über das erste Steuerventil 6 zusätzlich zu der durch die Steuereinrichtung 34 bewirkten Lieferung nicht erforderlich.
Das erste Steuerventil 6 wird daher außer Betrieb
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4 <* *
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gehalten, bis die Kühlwassertemperatur der Maschine größer als ein vorgegebenerWert wird, wenn man von einer vorgegebenen
Zeitperiode unmittelbar nach dem Start der Maschine, auf die nachfolgend noch näher eingegangen werden
wird, absieht.
Wenn der Arm 34d' des Sensors 34d bei einer Vergrößerung
der Kühlwassertemperatur der Maschine verlängert wird, stößt er den Hebel 34e nach oben, damit er sich im Uhrzeigersinn
dreht. Dann wird der Ventilkörper 34a in der Fig. 1 durch die Kraft der Feder 34c nach links verschoben.
Wenn die Kühlwassertemperatur der Maschine den vorgegebenen Wert überschreitet, gerät der Ventilkörper 34a
in einen Druckkontakt mit dem Ventilsitz 34b, um den Abzweigungsdurchgang 32 zu verschließen. Dadurch wird die
Lieferung der zusätzlichen Luft durch die Steuereinrichtung 34 für den schnellen Leerlauf unterbrochen.
Die oben beschriebene Steuereinrichtung für den schnellen Leerlauf kann anders aufgebaut sein als dies dargestellt
ist, sofern sie die Menge der angesaugten Luft, die an die Maschine 1 geliefert wird, vergrößern kann,
um so die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine auf
einem Wert halten zu können, der größer ist als die normale Leerlaufumdrehungszahl pro Minute beim Leerlauf
der Maschine, wenn die Kühlwassertemperatur der Maschine kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Beispielsweise
kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, daß sie eine Öffnung des Drosselventiles bis zu einer bestimmten
Öffnung bewirkt.
Andererseits wird das erste Steuerventil 6 für die Rückkopplungssteuerung
der zusätzlichen Luftmenge verwendet, wobei dieselbe Menge derart verändert wird, daß die Um-
drehungszahl pro Minute der Maschine auf einer gewünschten LeerlaufUmdrehungszahl gehalten wird. Es wird auch
verwendet, um die zusätzliche Luft um einen vorgegebenen Betrag zu vergrößern, der einer relativ kleinen elektrischen
Last an der Maschine entspricht, wenn eine elektrische Einrichtung, wie beispielsweise Scheinwerfer, eine
Bremslampe und ein Kühlventilator eingeschaltet werden.
Die elektronische Steuereinheit 9 bestimmt die Betriebszustände und die Lastzustände der Maschine 1 in Abhängigkeit
von den Werten von Signalen, die den Betriebszustand der Maschine anzeigende Parameter, die von dem Sensor 17
für die Öffnung des Drosselventiles, dem Sensor 12 für
den absoluten Druck, den Sensor 13 für die Temperatur des Kühlwassers, dem Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro Minute
der Maschine und den anderen Sensoren 25 für weitere Maschinenparamter geliefert werden, von Signalen, die
elektrische Lasten von den elektrischen Einrichtungen 18, 19, 20 anzeigen, von einem Einschaltsignal von der
Klimaanlage und von dem D-Bereichs-Signal von dem automatischen Getriebe. Die elektronische Steuereinheit 9 berechnet
eine gewünschte, an die Maschine 1 zu liefernde Kraftstoffmenge, d.h. eine gewünschte Ventilöffnungsperiode
des Kraftstoffeinspritzventiles 10, und auch eine gewünschte Menge zusätzlicher, an die Maschine 1 zu
liefernder Luft, d.h. eine gewünschte Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles 6, auf der Basis der bestimmten
Betriebszustande der Maschine und der elektrischen Lasten an der Maschine. Dann liefert die elektronische Steuereinheit
9 den berechneten Werten entsprechende Steuerimpulse an das Kraftstoffeinspritzventil 10 und an das erste
Steuerventil 6. Die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles 6 wird durch das Verhältnis der Einschalt-
periode zu den Impulszwischenräumen eines Impulssignales bestimmt, das synchron zur Umdrehung der Maschine 1 ist.
Bei dem Impulssignal handelt es sich beispielsweise um ein Impulssignal, von dem jeder Impuls bei einem vorgegebenen
Kurbelwinkel der Maschine 1 erzeugt wird. Nachfolgend wird dies als "Tastverhältnis" bezeichnet.
Der Solenoid 6a des ersten Steuerventiles 6 wird durch jeden dieser Steuerimpulse erregt, um den ersten Luftdurchgang
8 eine Zeitperiode lang zu öffnen, die der berechneten Ventilöffnungsperiode entspricht, so daß eine Menge
zusätzlicher Luft entsprechend dem berechneten Wert der Ventilöffnung an die Maschine über den ersten Luftdurchgang
und das Ansaugrohr 3 geliefert wird.
Das Kraftstoffeinspritzventil 10 wird durch jeden seiner
Steuerimpulse erregt, so daß es sich eine Zeitperiode lang öffnet, die dem berechneten Wert des Wertes der Öffnungsperiode entspricht, um Kraftstoff in das Ansaugrohr 3
einzuspritzen,um so ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der an die Maschine 1 gelieferten Mischung zu erreichen, Wie dies später ausführlich erläutert werden wird, wird
die Ventilöffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventiles
10 um einen vorgegebenen Betrag eine vorgegebene Anzahl von Zeiten in Abhängigkeit von die elektrische Last betreffenden
Signalen von den elektrischen Einrichtungen 18, und 20, einem Einschaltsignal von der Klimaanlage und
dem D-Bereichs-Signal von dem automatischen Getriebe und nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitperiode von
der Eingabe dieser Signale an die elektronische Steuereinheit 9 an vergrößert oder verkleinert, wodurch eine Verzögerung
der Ermittlung der Menge zusätzlicher Luft kompensiert wird, um die Lieferung eines angemessenen Betrages
von Kraftstoff entsprechend einer Änderung der zusätzlichen
Luftmenge an die Maschine 1 sicherzustellen.
Als nächtes wird eine Grundart der Lieferung der zusätzlichen Luft durch das erste Steuerventil 6 im Zusammenhang
mit den Fig. 2 bis 5 erläutert. In der Fig. 2 wird das erste Steuerventil 6 synchron mit der Erzeugung jedes Impulses
des TDC-Signales bei jedem Ansaughub jedes Zylinders der Maschine geöffnet. Es wird festgestellt, daß auf die
in der Fig. 2 dargestellten Weise das erste Steuerventil 6 jedes Mal nur einmal geöffnet wird, wenn ein Impuls des
TDC-Signales erzeugt wird, d.h. wenn die Maschine jeden Ansaughub durchläuft. Auf diese Weise wird die Frequenz
des Öffnens und Schließens des ersten Steuerventiles verringert, um dadurch die effektive Lebensdauer des ersten
Steuerventiles 6 zu verlängern.
Die Fig. 3 zeigt eine Weise zur Ermittlung des absoluten Druckes im Ansaugrohr der Maschine als ein Parameter, der
für die Gesamtmenge der an die Maschine gelieferten Ansaugluft repräsentativ ist. Diese Weise ist ebenfalls bei dem
erfindungsgemäßen System anwendbar. Die Fig. 4 zeigt eine Art der Ermittlung des absoluten Druckes des Ansaugrohres
bei einem frei ausgewählten konstanten Zeitintervall, unabhängig von Änderungen des absoluten Druckes des Ansaugrohres.
.Auf die in der Fig. 4 dargestellte Weise wird der absolute Druck des Ansaugrohres synchron mit der Erzeugung
eines Tastsignales erzeugt, das eine konstante Impulswiederholungsperiode aufweist. Das Tastsignal kann
bezüglich seiner Phase nicht Schwankungen des absoluten Druckes des Ansaugrohres entsprechen, wodurch es unmöglich
wird, einen Mittelwert des absoluten Druckes des Ansaugrohres zu ermitteln, der genau die tatsächliche Gesamtmenge
der Ansaugluft anzeigt. Andererseits entsprechen, wenn das erste Steuerventil 6 synchron mit der Erzeugung
des TDC-Signales zur Steuerung der Lieferung zusätzlicher
Luft betrieben wird, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, die Schwankungen des absoluten Druckes des Ansaugrohres
nahezu der Wiederholungsperiode des TDC-Signales, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. Wenn man dies in
Betracht zieht, sollte der absolute Druck des Ansaugrohres synchron mit der Erzeugung des TDC-Signales, d.h.
an einem im wesentlichen konstanten Phasenpunkt der Schwankungswellen des absoluten Druckes des Ansaugrohres ermittelt
werden, wodurch Mittelwerte dieses Druckes erhalten werden, die genau den tatsächlichen Gesamtansaugluftmengen
entsprechen. Auf diese Weise können richtige Beträge von Kraftstoff an die Maschine geliefert werden, die genau den
tatsächlichen Gesamtansaugluftmengen entsprechen. Dadurch kann ein unstabiler Leerlaufbetrieb der Maschine verhindert
werden, der sonst durch Schwankungen der gelieferten Kraftstoffmengen verursacht würden.
Wenn außerdem zusätzliche Luft an die Maschine geliefert wird, kann der Zyklus der Schwankungen des absoluten Drukkes
des Ansaugrohres bezüglich der Phase von der Erzeugung der Impulse des TDC-Signales abweichen, was von der
zeitlichen Einteilung des Einleitens der Öffnung des ersten Steuerventiles 6, d.h. von der zeitlichen Einteilung
der Einleitung der Lieferung zusätzlicher Luft, abhängt, wodurch bewirkt wird, daß Änderungen in der zeitlichen Einteilung
bei der Erhaltung der Mittelwerte des absoluten Druckes des Ansaugrohres genau den Gesamtansaugluftmengen
entsprechen. Wenn der absolute Druck des Ansaugrohres immer zu einer konstanten Zeit in Bezug auf die Erzeugung
der TDC-Signalimpulse ohne Rücksicht auf diese Phasenabweichungen
der Schwankungen des absoluten Druckes des Ansaugrohres ermittelt wird, können tatsächlich ermittelte
Werte des absoluten Druckes des Ansaugrohres infolge der
oben beschriebenen Phasenabweichung größer oder kleiner sein als die jeweiligen Mittelwerte dieses Druckes. Die
Fig. 5 zeigt Arten zur Ermittlung des absoluten Druckes des Ansaugrohres, bei denen dieser Druck gerade nach der
Erzeugung jedes Impulses des TDC-Signales ermittelt wird. Entsprechend der Maschine, die im Zusammenhang mit den
in der Fig. 5 dargestellten Weisen angewendet wird, ist, wenn das erste Steuerventil 6 nach dem Verstreichen einer
wahlfreien Periode der Zeit TDLY C nach der Erzeugung jedes TDC-Signalimpulses geöffnet wird, wie dies im Beispiel C
der Fig. 5 dargestellt ist, der sich ergebende ermittelte Wert des absoluten Druckes des Ansaugrohres höher als der
tatsächliche Mittelwert. Als Konsequenz entscheidet das System, daß Ansaugluft an die Maschine in größeren als den
tatsächlichen Mengen geliefert wurde und beliefert daher die Maschine mit größeren Kraftstoffmengen
als sie tatsächlich erforderlich sind. Es führt dazu, daß eine zu reiche Mischung an die Maschine geliefert wird.
Im Gegensatz dazu ist, wenn das erste Steuerventil 6 unmittelbar nach der Erzeugung jedes TDC-Signalimpulses
geöffnet wird, wie dies im Beispiel A dargestellt ist, der sich ergebende ermittelte Wert des absoluten Druckes
des Ansaugrohres kleiner als der tatsächliche Mittelwert. Dies führt dazu, daß eine zu arme Mischung an die Maschine
geliefert wird. Im Hinblick auf die obengenannten Nachteile sollte, wie dies im Beispiel B der Fig. 5 dargestellt
ist, der Wert eines vorgegebenen Verzögerungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Ansaugrohres
der angewendeten Maschine bestimmt werden und sollte die Zeitsteuerung der Öffnung des ersten Steuerventiles 6,
d.h. die Zeitsteuerung der Lieferung zusätzlicher Luft, um eine Periode der Zeit TDLY B in Bezug auf die Erzeugung
jedes TDC-Signalimpulses verzögert werden, die dem bestimmten Koeffizientenwert entspricht, um so immer die Phase
19 9 fl P ft ■ «
"-* 33T6664
-21-
des Schwankungszyklus des absoluten Druckes des Ansaugrohres in Bezug auf die Zeitsteuerung der Erzeugung des
TDC-Signalimpulses konstant zu machen. Auf diese Weise
wird es möglich, den Mittelwert des absoluten Druckes sicher zu ermitteln. Auf diese Weise kann immer Kraftstoff
an die Maschine in richtigen Mengen geliefert werden, die genau den Mengen zusätzlicher Luft entsprechen.
Beispielsweise kann der Kraftstoff in Mengen geliefert werden, die einem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
entsprechen, um eine genaue und stabile Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute der Maschine sicherzustellen.
Die Fig. 6 zeigt Flußdiagramme für eine in der elektronischen
Steuereinheit 9 der Fig. 1 ausgeführte Routine zur Steuerung des ersten Steuerventiles 6.
Das vorliegende Programm wird synchron mit der Erzeugung des TDC-Signales ausgeführt und eingeleitet, nachdem
der nicht dargestellte Zündschalter eingeschaltet wird, um die elektronische Steuereinheit 9 zu starten (Schritt
der Fig. 6a). Wenn das TDC-Signal von dem Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine der Fig. 1 der
elektronischen Steuereinheit 9 eingegeben wird (Schritt 2), wird zuerst bestimmt, ob die Umdrehungszahl pro Minute
Ne der Maschine kleiner ist als die Anlaßumdrehungszahl pro Minute NeCR (zum Beispiel 400 Umdrehungen pro Minute)
oder nicht und ob der Startschalter der Maschine eingeschaltet ist oder nicht (Schritt 3). Wenn die Antwort auf
diese Frage "Ja" lautet, d.h., daß die Maschine gestartet wird, wird das Tastverhältnis bzw. der Betriebsleistungsfaktor DOUT für die Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 auf 100% eingestellt, so daß ein maximaler Betrag zusätzlicher
Luft an die Maschine 1 geliefert wird, wodurch ein stabiles Starten der Maschine erreicht wird und wodurch es
ermöglicht wird, daß die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine die LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute unverzüglich
erreicht (Schritt 4). Die Einstellung des Betriebsleistungsfaktors
wird "Steuerung bei voller öffnung" genannt. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes
"Nein" lautet, schreitet das Programm zu den Schritten bis 7 fort. Diese Schritte 5 bis 7 stimmen mit der erfindungsgemäßen
Steuerungsart des ersten Steuerventiles 6 überein, die nachfolgend ausführlich erläutert werden
wird, wobei der Betriebsleistungsfaktor DOUT für die Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 weiterhin auf 100% für eine Zeitperiode tlU unmittelbar nach der
Beendigung des Anlassens der Maschine, d.h. unmittelbar nachdem die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine über
die AnlaufUmdrehungszahl pro Minute NeCR der Maschine
angestiegen ist oder nachdem der Startschalter der Maschine eingeschaltet wurde,eingestellt wird,wobei die Zeitneriode tlU
durch die Kühlwassertemperatur der Maschine ermittelt wird.
Nach der Ermittlung des Verstreichens der vorgegebenen Zeitperiode
tlU schreitet das Programm von der Beendigung des Anlassens der Maschine beim Schritt 7 zum Schritt 8 fort,
bei dem ermittelt wird, ob ein dem reziproken Wert der Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine proportionaler
Wert Me größer ist als ein Wert MA oder nicht, der proportional dem reziproken Wert eines vorgegebenen Wertes NA
(beispielsweise 150 0 Umdrehungen pro Minute) ist, der grosser
ist als die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute. Die obengenannten reziproken Werte Me und MA werden
zu einer vorteilhaften Verarbeitung in der elektronischen Steuereinheit 9 anqewendet und repräsentieren das
Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen eines Impulssignales, das synchron mit der Umdrehung der Maschine
er zeugt wird. Dies bedeutet, daß das Zeitintervall umso kleiner wird, je größer die Umdrehungszahl pro Minute der
Maschine ist.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 8 "Nein" (Me < MA) lautet, was bedeutet, daß die Umdrehungszahl
pro Minute Ne der Maschine größer ist als die vorgegebene Umdrehungszahl pro Minute NA, stellt die elektronische
Steuereinheit 9 den Betriebsleistungsfaktor DOUT beim Schritt 9 auf Null ein, um so die Lieferung irgendwelcher
Steuersignale für das erste Steuerventil 6 zu unterbrechen, um dieses völlig zu schließen, weil bei dieser Gelegenheit
die Lieferung zusätzlicher Luft an die Maschine 1 nicht erforderlich ist, weil keine Möglichkeit besteht,
daß die Maschine 1 abgewürgt wird bzw. zum Stillstand kommt und daß Schwankungen bei der Umdrehung der Maschine
auftreten.Diese Einstellung des Betriebsleistungsfaktors
wird nachfolgend als "Steuerung beim Betrieb zum Lieferungsstop"
bezeichnet. Da das erste Steuerventil 6 auf diese Weise entregt wird, wenn die Lieferung zusätzlicher Luft
nicht erforderlich ist, wird der Solenoid 6a nicht überhitzt und wiederholte Einschalt- und Ausschaltaktionen
des Ventilkörpers 6b können vermieden werden, um die effektive
Lebensdauer des Ventiles 6 zu verlängern.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 8 "Ja" (Me ^ MA) lautet, d.h. wenn die Umdrehungszahl pro Minute
Ne der Maschine noch kleiner ist als die vorgegebene Umdrehungszahl pro Minute NA oder gleich dieser vorgegebenen
Umdrehungszahl pro Minute NA ist, schreitet das Programm zum nächsten Schritt 10 fort, bei dem ermittelt
wird, ob die Kühlwassertemperatur TW der Maschine höher ist als ein vorgegebener Wert TWAICO (z.B. 500C) oder
nicht. Wenn das Ergebnis der Ermittlung des Schrittes 10
eine negative Antwort bewirkt, d.h. wenn die Kühlwassertemperatur TW der Maschine kleiner ist als der vorgegebene
Wert TWAICO oder diesem gleich ist, arbeitet die Steuereinrichtung 34 für den schnellen Leerlauf der Fig. 1
bereits, wie dies früher festgestellt wurde, und es ist daher zusätzlich zur Lieferung zusätzlicher Luft durch
die Steuereinrichtung 34 die Lieferung zusätzlicher Luft an die Maschine durch das erste Steuerventil 6 nicht erforderlich.
Aus diesem Grunde wird der Betriebsleistungsfaktor DOUT für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles
6 beim Schritt 9 auf Null eingestellt, um das erste Steuerventil 6 außer Betrieb zu setzen.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung des Schrittes 10 eine bejahende Antwort ergibt, wird beim nächsten Schritt 11
bestimmt, ob die Ventilöffnung öth des Drosselventiles 5
der Fig. 1 kleiner als ein vorgegebener Wert ÖIDL ist
oder nicht, der so klein ist, daß er im wesentlichen als Null angesehen werden kann. Wenn die Antwort auf die Frage
des Schrittes 11 "Ja" lautet, schreitet das Programm zum Schritt 12 (Fig. 6b) weiter, bei dem die Werte MH und ML
bestimmt werden, die jeweils den reziproken Werten einer oberen Grenze NH eines gewünschten Leerlaufbereiches der
Umdrehungszahl pro Minute und dem reziproken Wert einer unteren Grenze NL dieses Bereiches entsprechen. Die Weise,
auf die diese Werte bestimmt werden, wird nachfolgend ausführlich erläutert werden. Danach wird eine Entscheidung
getroffen, ob der Wert Me, der dem reziproken Wert der Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine entspricht,
größer ist als der Wert MH oder nicht (Schritt 13). Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung negativ (Me MH) ist,
d.h., wenn die Umdrehungszahl pro Minute Ne größer ist als die obere Grenze NH des gewünschten Leerlaufbereiches
der Umdrehungszahl pro Minute, wird bestimmt, ob die vorhergehende Schleife des Programmes im Rückkopplungsbetrieb
erfolgte oder nicht (Schritt 14). Wenn die Antwort "Nein"
lautet, wird angenommen, daß die Maschine im Verlangsamungsbetrieb arbeitet und das Programm schreitet zu den
Schritten 15 bis 17 fort, bei denen der Betriebsleistungsfaktor der Ventilöffnung für das erste Steuerventil 6
berechnet wird, wie dies nachfolgend angegeben werden wird. Genauer gesagt wird beim Schritt 15 ein Term DX des
Betriebsleistungsfaktors DOUT, der nachfolgend als "Termin des Verlangsamungsbetriebs" bezeichnet wird, berechnet,
um so schrittweise eine Verringerung der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine zu vergrößern. Beim
Schritt 16 wird ein weiterer Term DE des Betriebsleistungsfaktors
DOUT (der im folgenden als "Term der elektrischen Last" bezeichnet wird) in Abhängigkeit von der elektrischen
Last an der Maschine bestimmt. Danach wird beim Schritt die Summe der beiden Terme DX und DE berechnet, um den
Wert des Betriebsleistungsfaktors DOUT der Ventilöffnung zu erhalten. Beim Schritt 16 wird ferner bestimmt, daß der
Wert einer konstanten TAIC zur Ventilöffnungsperiode des Kraftstoffeinspritzventiles nach dem Auftreten einer Änderung
der elektrischen Last an der Maschine während vorgegebener Einspritzzeiten hinzuaddiert oder von dieser subtrahiert
wird, wie dies nachfolgend ausführlich erläutert werden wird.
Wenn die Antwort auf den Schritt 13 "Ja"' (Me£MH) lautet,
d.h. wenn die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine kleiner oder gleich der oberen Grenze NH des gewünschten
Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro Minute wird, schreitet das Programm zur Steuerung im Rückkopplungsbetrieb
beim Maschinenleerlauf fort, auf den nachfolgend Bezug genommen wird, wobei der Wert der konstanten TAIC
beimSchritt 18 bestimmt wird und außerdem beim Schritt 19 die Berechnung des Betriebsleistungsfaktors DOUT
durch Addieren des zuvor genannten Termes DE der elektrischen
Last zu einem Term DPIN der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb hinzuaddiert wird. Selbst wenn das Ergebnis der
Bestimmung des Schrittes 14 eine 1^e _. ah ende Antwort ergibt,
schreitet das Programm zu den Schritten 18 und 19 fort,
um die Steuerung der Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles
6 im Rückkopplungsbetrieb auszuführen. Dies bedeutet, daß selbst in dem Fall, in dem die Umdrehungszahl
pro Minute der Maschine die obere Grenze NH des gewünschten Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro Minute überspringt
bzw. überschreitet, die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb
so weit fortgesetzt wird, wie die vorhergehende Schleife im selben Rückkopplungsbetrieb war und das Drosselventil 5
bleibt völlig geschlossen.
Wenn das Drosselventil 5 von seinem völlig geschlossenen Zustand während der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb
geöffnet wird, ergibt das Ergebnis der Bestimmung der Schritte 11 (Fig. 6a) eine negative Antwort oder "Nein",
d.h. wie dies später ausführlich erläutert werden wird, es wird angenommen, daß die Maschine in den Bereich des Beschleunigungsbetriebes
eingetreten ist. Einer Bestimmung beim Schritt 20, auf die später Bezug genommen werden wird,
folgen Bestimmungen der Werte des Termes D der elektrischen Last und der Konstanten TAIC bei dem Schritt 21. Dann wird
beim Schritt 22 der Wert des Betriebsleistungsfaktors DOUT der Ventilöffnung bestimmt, der der Summe der bestimmten
Werte DE, TAIC und eines Termes des Beschleunigungsbetriebes entspricht, dessen Wert schrittweise bei einer Zunahme
der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine während der Steuerung im Beschleunigungsbetrieb abnimmt.
Beim Schritt 20 wird bestimmt, ob der Betriebsleistungsfaktor DOUT kleiner ist als ein feiner Wert Do oder nicht,
• .*
a * * η
β O *
-27-
bei dem der Ventilkörper 6b des ersten Steuerventiles 6
im wesentlichen selbst dann nicht geöffnet wird, wenn der Solenoid 6a dieses Ventiles erregt wird. Dieser Wert wird
nachfolgend als "unwirksamer Wert des Betriebsleistungsfaktors" bezeichnet. Während der Steuerung im Beschleunigungsbetrieb
wird bei einer Vergrößerung der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine der Betriebsleistungsfaktor DOUT
verringert und schließlich selbst bis zu dem unwirksamen Wert Do des Betriebsleistungsfaktors verringert, um die Beziehung
DOUT ^,Do beim Schritt 20 herzustellen. Danach wird
der Betriebsleistüngsfaktor DOUT beim Schritt 9 der Fig.6a auf Null eingestellt, wodurch der Solenoid 6a des ersten
Steuerventiles 6 entregt wird, um das Ventil außer Betrieb zu setzen.
Nach der Beendigung der Berechnungen des Betriebsleistungsfaktors DOUT für die Ventilöffnungsperiode des ersten
Steuerventiles 6 in Übereinstimmung mit verschiedenen Betriebszuständen
der Maschine, schreitet das Programm zum Schritt 23 der Fig. 6a fort, bei dem Berechnungen der Ventilöffnungsperiode
TOUT für das erste Steuerventil 6, der Ventilöffnungs-Verzögerungszeicperiode TDLY, auf die
bereits im Zusammenhang mit der Fig. 5 Bezug genommen wurde, und der Ventilöffnungsperiode TIOUT für das Kraftstoffeinspritzventil
10 vorgenommen werden. Danach wird beim
Schritt 24 die Ausführung des vorliegenden Programmes beendet.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen, auf welche Weise die Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 jeweils im Verlangsamungsbetrieb, im Rückkopplungsbetrieb und im Beschleunigungsbetrieb, die bereits im Zusammenhang mit der Fig. 6 erläutert
wurden, gesteuert wird.
Steuerung des ersten Steuerventiles im Verlangsamungsbetrieb.
Wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist, wird, wenn das Drosselventil 5 völlig geschlossen ist, um die Maschine
zu verlangsamen bzw. abzubremsen, so daß die Geschwindigkeit der Maschine abnimmt, wenn Zeit verstreicht und
unter dem zuvor genannten vorgegebenen Wert NA (z.B. 1500 Umdrehungen pro Minute) (Fig. 7a), das erste Steuerventil
6 geöffnet, um die Lieferung von zusätzlicher Luft an die Maschine 1 über den ersten Luftdurchgang 8 zu ermöglichen,
um die Steuerung der zusätzlichen Luftmenge im Verlangsamungsbetrieb einzuleiten.
Bei diesem Verlangsamungsbetrieb wird die zusätzliche
Luftmenge oder der Betriebsleistungsfaktor der Ventilöffnung des ersten Steuerventiles 6 so eingestellt, daß
er bei einer Abnahme der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine zunimmt. Er wird auf einen vorgegebenen Betriebsleistungsfaktor
DXH gesteuert, wenn die Geschwindigkeit Ne der Maschine zur oberen Grenze NH des gewünschten Leerlaufbereiches
der Umdrehungszahl pro Minute abfällt, wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist. Die Fig. 8 zeigt
ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Betriebsleistungsfaktor DX für das erste Steuerventil 6 und der Umdrehungszahl
pro Minute der Maschine, das während der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb anwendbar ist. Wie aus der Darstellung
hervorgeht, wird, wenn die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine zwischen der vorgegebenen
Umdrehungszahl pro Minute NA und der oberen Grenze NH des gewünschten Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro
Minute liegt, der Betriebsleistungsfaktor DX auf einen Wert eingestellt, der sich bei einer Änderung des Wertes
Me proportional zu dem reziproken Wert der Umdrehungszahl
pro Minute Ne der Maschine ändert. Wenn der Wert der Umdrehungszahl
pro Minute Ne der Maschine größer oder gleich dem vorgegebenen Wert NA (Me ^.MA) ist, wird der Wert
DX auf Null eingestellt. Wenn der Wert der Umdrehungszahl
pro Minute der Maschine kleiner oder gleich dem Wert NH (Me1^MH) ist, wird der Wert DX auf den vorgegebenen festen
Wert DXH eingestellt.
Bei der oben beschriebenen Weise kann durch schrittweise
Vergrößerung der Menge zusätzlicher Luft bei einer Abnahme der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine von einem
vorgegebenen Wert NA während der Verlangsamung der Maschine bei völlig geschlossenem Drosselventil das Phänomen
verhindert werden, daß die Geschwindigkeit der Maschine plötzlich nach dem Ausrücken der Kupplung der Maschine
während der Verlangsamung der Maschine abfällt, wodurch ein Stillstand der Maschine bewirkt wird.
Wie dies voranstehend im Zusammenhang mit den Schritten 15 bis 17 der Fig. 6a erläutert wurde, wird der Betriebsleistungsfaktor
für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles 6 während der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb
durch die Summe des Termes DX des Verlangsamungsbetriebes und des Termes DE der elektrischen Last bestimmt.
Obwohl die vorangehende, sich auf die Fig. 7 beziehende Beschreibung auf der Weglassung des Termes DE
der elektrischen Last basiert, wird nachfolgend eine ähnliche Steuerart beschrieben, bei der dieser Term angewendet
wird.
Steuerung des ersten Steuerventiles im Rückkopplungsbetrieb
Wenn die Geschwindigkeit der Maschine weiter unter die obere Grenze NH des gewünschten Leerlaufbereiches der
Umdrehungszahl pro Minute abfällt, wird die Menge zusätzlicher
Luft nun im Rückkopplungsbetrieb gesteuert, damit die Geschwindigkeit zwischen der oberen Grenze NH
und der unteren Grenze NL des gewünschten Leerlaufbereiches gehalten werden kann. Diese obere Grenze und diese
untere Grenze des gewünschten Leerlaufbereiches sind für eine stabile Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute
vorgesehen. Sie werden auf Werte eingestellt, die um einen vorgegebenen Wert der Umdrehungszahl pro Minute
(beispielsweise 30 Umdrehungen pro Minute) größer oder kleiner sind als ein Mittelwert des gewünschten Leerlaufbereiches
der Umdrehungszahl pro Minute. Der Mittelwert wird auf einen für den Betrieb der Maschine geeigneten Wert in
Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur, den elektrischen Lasten der elektrischen Einrichtungen 18, 19, 20
usw. oder den mechanischen Lasten der eine mechanische Last bewirkenden Vorrichtungen der Maschine, beispielsweise einer
Klimaanlage, jedesmal dann eingestellt, wenn eine Änderung irgendeines dieser Parameter auftritt. Wenn die
tatsächliche Geschwindigkeit der Maschine zwischen der oberen Grenze NH und der unteren Grenze NL liegt, geht die
elektronische Steuereinheit 9 davon aus, daß die Umdrehungszahl der Maschine gleich der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl
ist.
Die Rückkopplungssteuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro
Minute im Rückkopplungsbetrieb wird folgendermaßen ausgeführt: Die elektronische Steuereinheit 9 ermittelt die
Differenz zwischen der oberen oder unteren Grenze NH oder NL des gewünschten Bereiches der Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute, der, wie dies oben ausgeführt wurde, auf einen von der Maschinenlast abhängigen Wert eingestellt wurde,
und der tatsächlichen Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine, die durch den Sensor 14 für die Umdrehungszahl
···' '-"'-331666A
-31-
pro Minute der Maschine erhalten wurde. Die elektronische
Steuereinheit 9 stellt den Betriebsleistungsfaktor für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles
6 auf einen derartigen Wert ein, der der ermittelten Differenz entspricht, und macht diese Differenz zu Null
und öffnet das Steuerventil 6 für eine Zeitperiode, die dem eingestellten Betriebsleistungsfaktor entspricht,
um die Menge zusätzlicher Luft zu steuern. Dadurch wird die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine auf einen
Wert gesteuert, der zwischen der oberen Grenze NH und der unteren Grenze NL liegt. Dieser Wert entspricht der
gewünschten Umdrehungszahl pro Minute der Maschine.
Während der oben angegebenen Rükkoplungssteuerung der Menge
zusätzlicher Luft an eine leerlaufende Maschine kann die Maschinengeschwindigkeit zeitweise über die obere gewünschte
Grenze NH der Umdrehungszahl pro Minute infolge
von äußeren Störungen oder der durch das Ausschalten der elektrischen Einrichtungen 15 abgeschalteten Maschinenlast
ansteigen, wie dies durch das Symbol Sn in der Fig.7 dargestellt ist. In diesem Fall bestimmt die elektronische
Steuereinheit 9, ob die Steuerung der zusätzlichen Luftmenge in der vorhergehenden Schleife im Rückkopplungsbetrieb
ausgeführt wurde oder nicht. Diese Bestimmung wird durchgeführt, um die Fortsetzung der Rückkopplungssteuerung
der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute sicherzustellen, ohne daß sie durch Störungen der Umdrehungszahl
pro Minute der Maschine, die durch äußere Störungen usw. bewirkt werden, beeinträchtigt wird, wenn die Rückkopplungssteuerung
einmal eingeleitet wurde. Im Zusammenhang mit dem Beispiel der Fig. 6 wird festgestellt,
daß die vorhergehende Schleife Sn-1 im Rückkopplungsbetrieb erfolgte. Aus diesem Grunde wird die Rückkopplungssteuerung auch in der gegenwärtigen Schleife Sn fortge-
setzt. Außerdem wird beim Beispiel der Fig. 6 durch die elektronische Steuereinheit 9 bestimmt, daß die gegenwärtige
Schleife Sn im Rückkopplungsbetrieb erfolgt, wenn die Geschwindigkeit der Maschine noch die obere Grenze
NH in der nächsten Schleife Sn+1 übersteigt, wie im selben Beispiel, und die Rückkopplungssteuerung wird auch
in der nächsten Schleife fortgesetzt. Auf diese Weise wird, wenn die Rückkopplungssteuerung unmittelbar nach der Beendigung
der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb einmal gestartet wurde, dieselbe RückkopplungsSteuerung andauernd
bewirkt, solange das Drosselventil 5 geschlossen gehalten wird , selbst wenn die
Maschinengeschwindigkeit zeitweise infolge von äußeren Störungen über die obere Grenze NH ansteigt.
Dadurch wird eine stabile Rückkopplungssteuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute erreicht.
Andererseits bestimmt die elektronische Steuereinheit 9, während der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb, solange
wie die Maschinengeschwindigkeit oberhalb der oberen Grenze NH liegt, wie dies durch das Symbol Sk in der Fig.6
dargestellt ist, ob die vorhergehende Schleife Sk-1 im Verlangsamungsbetrieb erfolgte oder nicht. Die elektronische
Steuereinheit setzt dann die Steuerung im Verlangsamungsbetrieb in der gegenwärtigen Schleife Sk fort, wenn die
vorhergehende Schleife im Verlangsamungsbetrieb erfolgte. Dadurch wird es möglich zu vermeiden, daß die elektronische
Steuereinheit 9 fälschlicherweise zum Urteil gelangt, daß die Maschine in einem den Rückkopplungsbetrieb steuernden
Bereich arbeitet, obwohl die Maschine tatsächlich in einem den Verlangsamungsbetrieb steuernden Bereich
arbeitet, wobei die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine oberhalb der oberen Grenze NH der LeerlaufUmdrehungszahl
pro Minute liegt. Die elektronische Steuereinheit 9 bestimmt außerdem, daß der Wert der Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 auf einen extrem kleinen
Wert gesteuert wird, wenn die Rückkopplungssteuerung
fälschlicherweise infolge des obenangegebenen Fehlurteiles ausgeführt wird. Dadurch wird nach dem Ausrücken der
Kupplung ein Stillstand der Maschine bewirkt".
Wert gesteuert wird, wenn die Rückkopplungssteuerung
fälschlicherweise infolge des obenangegebenen Fehlurteiles ausgeführt wird. Dadurch wird nach dem Ausrücken der
Kupplung ein Stillstand der Maschine bewirkt".
Wenn die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine unter die
untere Grenze NL fällt, wird auch die Differenz zwischen
dieser unteren Grenze NL und der tatsächlichen Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine auf der Basis, auf der
der Betriebsleistungsfaktor für die Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 bestimmt wird, bestimmt, um so die tatsächliche Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine bei einer Zunahme der oben angegebenen Differenz zu vergrössern.
dieser unteren Grenze NL und der tatsächlichen Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine auf der Basis, auf der
der Betriebsleistungsfaktor für die Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 bestimmt wird, bestimmt, um so die tatsächliche Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine bei einer Zunahme der oben angegebenen Differenz zu vergrössern.
Die Weise, auf die der Betriebsleistungsfaktor der Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 im Rückkopplungsbetrieb eingestellt wird, wird nachfolgend ausführlich erläutert
werden.
Wenn das Drosselventil 5 zum Starten des Fahrzeuges während der Rückkopplungssteuerung der LeerlaufUmdrehungszahl
pro Minute der Maschine geöffnet wird', vergrößert sich die
Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine, wie dies in der Fig. 9a dargestellt ist. Selbst bei einem derart geöffneten
Drosselventil 5 wird die Menge zusätzlicher Luft nicht
plötzlich auf Null reduziert. Vielmehr wird die zusätzliche Luft ununterbrochen an die Maschine in einer Menge geliefert, die gleich der während der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb, der der Öffnung des Drosselventiles 5 unmittelbar
plötzlich auf Null reduziert. Vielmehr wird die zusätzliche Luft ununterbrochen an die Maschine in einer Menge geliefert, die gleich der während der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb, der der Öffnung des Drosselventiles 5 unmittelbar
voranging, angelegt wurde. Danach wird diese Menge zusätzlicher Luft um einen vorgegebenen Betrag, beispielsweise
bei der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales an die elektronische Steuereinheit 9, verringert, wie dies in der
Fig. 9b als Beschleunigungsbetrieb dargestellt ist. Bei dieser Weise der Steuerung der Menge zusätzlicher Luft kann
ein plötzlicher Abfall der Geschwindigkeit der Maschine vermieden werden und kann ein glattes Einrücken der Kupplung
ermöglicht werden, ohne daß ein Stillstand der Maschine eintritt.
Während der Steuerung im Beschleunigungsbetrieb nimmt der Betriebsleistungsfaktor DOUT für die Ventilöffnungsperiode
des ersten Steuerventiles 6 schrittweise bei einer Zunahme der Geschwindigkeit der Maschine ab und erreicht schließlich
den feinen unwirksamen Wert Do des Betriebsleistungsfaktors, bei dem der Ventilkörper 6b des ersten Steuerventiles 6
selbst bei erregtem Solenoid 6a eine Position einnimmt, die einer nicht wesentlichen Öffnung entspricht. Wenn dieser
unwirksame Wert Do des Betriebsleistungsfaktors erreicht
ist, wird der Betriebsleistungsfaktor DOUT auf Null eingestellt, was dem Betrieb entspricht, bei dem die Lieferung
gestoppt wird (Fig. 9b), wodurch der Solenoid 6a des ersten Steuerventiles 6 entregt wird, um dieses Ventil unwirksam
zu machen. Dadurch wird die effektive Lebensdauer des Ventilkörpers 6b verbessert und es werden eine Überhitzung des
Solenoiden 6a und sich daraus ableitende andere schädlichen Einflüsse vermieden.
Einstellen der oberen und unteren Grenzen des gewünschten Bereiches der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute
Im folgenden wird nun die Einstellungsweise der Werte MH und ML, die den reziproken Werten der oberen Grenze NH
und der unteren Grenze NL des gewünschten Leerlaufbereiches
der Umdrehungszahl pro Minute entsprechen und die beim Schritt 12 der Fig. 6b bestimmt werden / beschrieben.
Der Wert der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine, der beim Leerlauf der Maschine gewünscht wird, wird in Abhängigkeit
von einem die Temperatur der Maschine anzeigenden Signal von dem Sensor 13 für die Kühlwassertemperatur der Maschine,
von verschiedene elektrische Lasten anzeigenden Signalen von den Schaltern 21, 22 und 23 der elektrischen Einrichtungen
18, 19 und 20, bei denen es sich beispielsweise um Scheinwerferlampen handelt, von einem den eingeschalteten bzw.
ausgeschalteten Zustand der Klimaanlage anzeigenden Signal und von einem D-Bereichssignal von dem automatischen Getriebe
bestimmt. Alle diese Signale werden an die elektronische Steuereinheit 9 der Fig. 1 geliefert. Bei der folgenden
Erläuterung wird jedoch aus Bequemlichkeitsgründen vorausgesetzt, daß der gewünschte Wert der Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute in Abhängigkeit von dem Signal für die Kühlwassertemperatur der Maschine, dem den eingeschalteten bzw.
ausgeschalteten Zustand der Klimaanlage anzeigenden Signal und dem D-Bereichssignal von Jem automatischen Getriebe
allein eingestellt wird.
Die Fig.. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer Routine zur Einstellung des gewünschten Wertes der Leerlaufumdrehung pro Minute,
wobei diese Routine in der elektronischen Steuereinheit 9 der Fig. 1 ausgeführt wird. Diese Routine umfaßt
einen Block I zum Einstellen des gewünschten Wertes der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute in Abhängigkeit von der
Kühlwassertemperatur der Maschine, einen Block II zum Einstellen des gewünschten Wertes der Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute in Abhängigkeit von dem eingeschalteten bzw. ausgeschalteten Zustand der Klimaanlage, einen Block III
zum Einstellen dieses Wertes in Abhängigkeit von dem einge-
schaltetenbzw. ausgeschalteten Zustand des automatischen
Getriebes und einen Block IV zur Auswahl eines maximalen Wertes von den gewünschten Werten der Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute, die in den Blöcken I, II und II eingestellt wurde.
Wenn das Programm in der elektronischen Steuereinheit 9 beim Schritt 1 der Fig. 10 aufgerufen wird, wird zuerst ein
Wert MTW bestimmt, der proportional zum reziproken Wert des gewünschten Wertes der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute
ist, und der durch die Kühlwassertemperatur der Maschine bestimmt wird (Schritt 2). Der Wert MTW wird auf größere
Werte (kleinere Werte in der Form der Umdrehungszahl Ne pro Minute der Maschine) eingestellt, wenn die Kühlwassertemperatur
steigt, wie dies beispielsweise in der Fig. 11 dargestellt ist. Eine Mehrzahl von vorbestimmten Werten des
Wertes MTW werden zuvor in einer Karte in der elektronischen Steuereinheit 9 als Funktionen der Kühlwassertemperatur MTW
der Maschine gespeichert.
Danach erfolgt eine Bestimmung, ob der Schalter 15 der Klimaanlage
sich im eingeschalteten Zustand befindet oder nicht (Schritt 3). Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung eine negative
Antwort bewirkt, d.h. wenn die Klimaanlage unwirksam ist, wird beim Schritt 4 ein provisorischer Wert MAC als
ein Wert ausgewählt, der einem beim Schritt 2 ausgelesenen Wert MTW äquivalent ist. Das Programm schreitet dann zum
Schritt 6 fort. Wenn das Ergebnis der Bestimmung des Schrittes 3 eine bejahende Antwort ergibt, d.h. wenn die Klimaanlage
wirksam ist, wird der provisorische Wert MAC auf einen Wert MACO eingestellt, der proportional zu dem reziproken
Wert der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine ist, dle um ein vorbestimmtes Inkrement, das der Last der Klimaanlage
entspricht, größer ist als die normale Leerlauf-
umdrehungszahl pro Minute bei einem Standardwert (z.B.
700C) der Kühlwassertemperatur der Maschine. Der obengenannte
Wert MACO wird im voraus experimentell bestimmt.
Dann wird beim Schritt 6 bestimmt, ob das D-Bereichssignal des automatischen Getriebes an die elektronische Steuereinheit
9 eingegeben wird oder nicht. Dies bedeutet, daß bestimmt wird, ob das automatische Getriebe sich im Eingriffszustand
befindet oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" lautet, wird ein provisorischer Wert MAT als
ein Wert ausgewählt, der einem Wert MTW äquivalent ist, der beim Schritt 2 ausgelesen wurde (Schritt 7). Das Programm
schreitet dann zum Schritt 8 fort. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 6 "Ja" lautet, d.h. wenn das automatische
Getriebe eingerückt ist und wenn seine Last auf die Maschine 1 wirkt, wird beim Schritt 9 der provisorische
Wert MAT auf einen Wert MATO eingestellt, der proportional zum reziproken Wert der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine
ist, die um ein vorgegebenes Inkrement, das der Last des automatischen Getriebes entspricht, größer ist
als die obengenannte normale Leerlaufumdrehungszahl pro
Minute bei einer üblichen Kühlwassertemperatur der Maschine. Der Wert MATO wird ebenfalls vorher experimentell
bestimmt. Danach schreitet das Programm zum Schritt 8 fort.
Beim Schritt 8 wird bestimmt, ob der in der oben beschriebenen Weise ermittelte Wert MTW größer oder gleich dem provisorischen
Wert MAT ist. Wenn die Antwort "Nein" lautet, d.h. wenn der Wert MTW größer als der provisorische Wert
MAT ist, wird ein weiterer provisorischer Wert MX auf einen Wert eingestellt, der gleich dem provisorischen Wert
MAT ist (Schritt 9). Wenn dagegen die Antwort "Ja" lautet, wird derselbe Wert MX auf einen Wert eingestellt, der
gleich dem Wert MTW ist (Schritt 10). Es wird festgestellt,
daß bei den Schritten 8 bis 10 der kleinere Wert der Werte MTW und MTA, d.h. der größere Wert der gewünschten Werte
der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute, ausgewählt wird.
Auf eine ähnliche Weise wird beim Schritt 11 ein Vergleich
zwischen dem provisorischen Wert MX und dem provisorischen Wert MAC getroffen. Der kleinere Wert dieser Werte wird
bei den Schritten 12 und 13 auf einen Wert MFB eingestellt.
Dann wird die Ausführung des Programmes beendet. Das bedeutet, daß bei den Schritten 8 bis 13 der kleinste Wert der
Werte MTW, MAT und MAC als Wert MFB ausgewählt wird. Dies bedeutet, daß der größte Wert der entsprechenden Werte der
gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute ausgewählt wird.
Der obere Grenzwert MH und der untere Grenzwert ML des so ausgewählten Wertes MFB werden dann beim Schritt 12 der
Fig. 6b bestimmt. Diese obere Grenze MH und diese untere Grenze ML werden für eine stabile Steuerung der LeerlaufUmdrehungszahl
pro Minute vorgesehen. Die Werte der oberen und unteren Grenze NH, NL werden jeweils auf Werte eingestellt,
die um eine vorgegebene Umdrehungszahl pro Minute (z.B. 30 Umdrehungen pro Minute) größer oder kleiner sind
als der gewünschte Wert NFB der LeerlaufUmdrehungszahl pro
Minute, was von den Betriebscharakteristiken der betreffenden Maschine abhängt. Dann werden entsprechende Werte MH
und ML aus den derart eingestellten Werten NH und NL bestimmt.
Obwohl beim Beispiel der Fig. 10 die drei an die Maschine anzulegenden Lasten, wie beispielsweise die Last der Klimaanlage,
verwendet werden, kann eine ähnliche Einstellungsweise der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute
* O σ» *·» ff*«·
ι 3 O O · -V
• ο * (* β * Φ α
■ * A « OO η
■ * A « OO η
> φ ^e ι) (>
0>*Λ
-39-
auch auf ein Beispiel angewendet werden, bei dem weitere Lasten neben den obengenannten drei Lasten vorhanden sind.
Im folgenden werden nun ausführliche Erläuterungen im Hinblick auf die Steuerung der Menge zusätzlicher Luft nach
einer Änderung der elektrischen Last an der Maschine während der Steuerung der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine
im Rückkopplungsbetrieb, im Verlangsamungsbetrieb und im Beschleunigungsbetrieb gegeben. Außerdem werden
die Berechnung des Betriebsleistungsfaktors für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles bei diesen verschiedenen Betriebsarten und die Steuerung der Kraftstoffmenge unmittelbar nach einer Änderung der Maschinenlast, wie beispielsweise der elektrischen Last, ausführlich erläutert. Dabei wird auf die Fig. 12 bis 17 Bezug genommen.
die Berechnung des Betriebsleistungsfaktors für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles bei diesen verschiedenen Betriebsarten und die Steuerung der Kraftstoffmenge unmittelbar nach einer Änderung der Maschinenlast, wie beispielsweise der elektrischen Last, ausführlich erläutert. Dabei wird auf die Fig. 12 bis 17 Bezug genommen.
Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute im Falle des Hinzuschaltens einer elektrischen Last zur Maschinenlast während der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb.
Die Fig. 12 zeigt eine Weise, auf die die Menge zusätzlicher Luft im Falle eines Hinzuschaltens einer elektrischen Last
zur Maschinenlast während der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute vergrößert
wird. Wie dies in der Fig. 12a dargestellt ist, wird die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine während des Leerlaufes
im Rückkopplungsbetrieb gesteuert, um diese zwischen der oberen Grenze NH und der unteren Grenze NL des
gewünschten Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro Minute
zu erhalten. Es wird nun angenommen, daß während dieser Steuerung im Rückkopplungsbetrieb wenigstens
einer der Schalter 21, 22 und 23 der ersten, zweiten und dritten elektrischen Einrichtungen 18, 19 und 20 geschlossen
wird, um wenigstens eine elektrische Last an die Ma-
-40-
schine 1 zu legen, wie dies in der Fig. 12b dargestellt ist.
Die elektrischen Einrichtungen und die Schalter sind in der Fig. 1 dargestellt. Wenn in diesem Fall keine Gegenmaßnahme
ergriffen wird, wird die Umdrehungszahl pro Minute Ne der
Maschine in hohem Maße abfallen, wie dies durch die unterbrochene Linie in der Fig. 12a dargestellt ist. Dabei entspricht
der Betrag des Abfalls der Größe der hinzugeschalteten elektrischen Last. In Antwort auf diesen Abfall der
Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine wird die Versorgungsmenge der zusätzliche Luft vergrößert, wie dies durch
die unterbrochene Linie in der Fig. 12c dargestellt ist, so daß sich die Leerlaufumdrehungszahl pro Minute Ne der
Maschine schrittweise erholt, wenn Zeit verstreicht, so daß sie in dem gewünschten Leerlaufbereich der Umdrehungszahl
pro Minute zwischen der oberen Grenze NH und der unteren Grenze NL liegt.
Zahlreiche Zuwachsbeträge der zur Aufrechterhaltung der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine auf der
gewünschten LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute nach dem Anlegen
einer elektrischen Last an die Maschine (die Fig. 12c zeigt dies in der Form eines Zuwachses DE des Betriebsleistungsfaktors
für das erste Steuerventil 6) geforderten zusätzlichen Luft können im voraus in Abhängigkeit von
der Art der elektrischen Einrichtung, die diese elektrischen Lasten hervorrufen, abgeschätzt werden.
Es werden daher zahlreiche Werte des Terms DE der elektrischen Last im voraus für jeweilige elektrische Einrichtungen bestimmt.
Wenn das den Einschaltzustand anzeigende Signal einer der elektrischen Einrichtungen an die elektronische
Steuereinheit 9 gesendet wird, wird ein entsprechender Wert der in der oben angegebenen Weise vorherbestimmten Werte
des Termes DE der elektrischen Last ausgewählt (Schritt 18 der Fig. 6). Dieser ausgewählte Wert DE des Termes der elektrischen
Last wird zu dem Term DPIN des Rückkopplungsbetriebes
1 * » β
hinzugefügt, um den Betriebsleistungsfaktor DOUT für das
erste Steuerventil 6 zu bestimmen, wie dies in der Fig. 12c
dargestellt ist.
Dadurch, daß die Menge der zusätzlichen Luft in der oben beschriebenen Weise nach dem Anlegen einer neuen elektrischen
Last an die Maschine vergrößert wird, kann sich die Leerlaufumdrehungszahl pro Minute der Maschine sofort auf
die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute erholen,
wobei die Ansprechverzögerung bei der Rückkopplungssteuerung
stark verringert wird (Fig. 12a und c).
Der Betriebsleistungsfaktor DOUT für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles, der während der
Steuerung im Rückkopplungsbetrieb anwendbar ist, wird beim Schritt 19 der Fig. 6b durch die folgende Gleichung berechnet:
DOUT = DPIN +DE (1)
Dabei wird der Term DE der elektrischen Last beim Schritt 18 der Fig. 6 bestimmt.
Die Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm einer Subroutine zur Berechnung des Wertes DE, das beim Schritt 18 der Fig.6b
ausgeführt wird. Wenn dieses Programm beim Schritt 1 der Fig. 13 aufgerufen wird, wird der gespeicherte Wert von
DE beim Schritt 2 wieder auf Null eingestellt. Danach wird beim Schritt 13 bestimmt, ob der Schalter 21 der ersten
elektrischen Einrichtung 18 (Fig. 1) eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" lautet,
schreitet das Programm zum Schritt 5 fort. Wenn beim Schritt 3 die Antwort "Ja" lautet, wird ein vorbestimmter Term DE.
der elektrischen Last, der der elektrischen Last entspricht,
die durch die erste elektrische Einrichtung 15 bewirkt wird, zu dem gespeicherten Wert des Termes DE der elektrischen
Last hinzugefügt und der sich ergebende Summenwert DE+DE.J wird als ein neuer für die erste elektrische
Einrichtung 18 gespeicherter Wert des Termes DE der
elektrischen Last beim Schritt 4 eingestellt. Da in diesem Fall der gespeicherte Wert von DE beim Schritt 2 auf Null
zurückgesetzt wird (DE = 0), ist der neu gespeicherte Wert des Termes DE+DE.. der elektrischen Last gleich dem Wert DE.
Dann wird in der zuvor genannten Weise der Ein-Aus-Zustand des Schalters 22 der zweiten elektrischen Einrichtung beim
Schritt 5 bestimmt. Wenn sie nicht eingeschaltet ist, schreitet das Programm zum Schritt 7 fort. Wenn sie eingeschaltet
ist, wird ein vorgegebener Term DE2 der elektrischen
Last, der sich auf die durch die zweite elektrische Einrichtung 19 erzeugte elektrische Last bezieht, zum
gespeicherten Wert des Termes DE der elektrischen Last hinzugefügt. Der sich ergebende Summenwert DE+DE« wird als
ein neuer gespeicherter Wert des Termes DE der elektrischen Last für die elektrische Einrichtung 19 beim Schritt
gespeichert. Außerdem wird auf die zuvor beschriebene Weise der Einschaltzustand des Schalters 21 der dritten
elektrischen Einrichtung 20 beim Schritt 7 } ^stimmt. Wenn die dritte elektrische Einrichtung nicht eingeschaltet
ist, wird das Programm beim Schritt 9 beendet. Wenn sie eingeschaltet ist, wird ein vorbestimmter Term DE3 der
elektrischen Last, der sich auf die dritte elektrische Einrichtung 20 bezieht, zum gespeicherten Wert des Termes
DE der elektrischen Last hinzugefügt. Der sich ergebende Summenwert DE+DE3 wird als ein neuer gespeicherter Wert
des Termes DE der elektrischen Last für die elektrische Einrichtung 20 beim Schritt 8 hinzugefügt. Dann wird die
Ausführung des Programmes beendet.
Auf die obenbeschriebene Weise wird der Term DE der elektrischen Last in der Gleichung (1) dadurch bestimmt, daß
zuerst die jeweiligen Einschalt- bzw. Ausschaltzustände der ersten, zweiten und dritten elektrischen Einrichtung 18,
und 20 bestimmt wird und daß für jede eingeschaltete elektrische Einrichtung ein vorbestimmter Term der elektrischen
Last, der sich auf die durch die Einrichtung bewirkte elektrische Last bezieht, zu dem gespeicherten Wert des
Termes DE der elektrischen Last hinzuaddiert wird. Dieser neue Wert wird als der aktualisierte Term DE der elektrischen
Last eingestellt.
Der Wert des Termes DPIN eines Eückkopplungsbetriebes der obigen
Gleichung-1 wird beispielsweise durch eine Subroutine, die
in der Fig. 3 dargestellt ist, bestimmt. Das betreffende Programm wird beim Schritt 1 der Fig. 14 aufgerufen und
dann wird bestimmt, ob der Wert Me, der proportional zu dem reziproken Wert der tatsächlichen Umdrehungszahl pro
Minute der Maschine ist, kleiner ist als der Wert MH, der der oberen Grenze NH des gewünschten Leerlaufbereiches der
Umdrehungszahl pro Minute entspricht oder nicht /der beim Schritt 12 der Fig. 6b bestimmt wurde (Schritt 2). Wenn die Antwort
auf die Frage des Schrittes 2 "Nein" lautet, d.h. Ne<==NH, schreitet das Programm zum Schritt 3 fort, bei
dem bestimmt wird, ob der Wert Me größer als der Wert von ML ist, der dem reziproken Wert der unteren Grenze NL des
gewünschten Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro Minute
entspricht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 3 "Nein" lautet, d.h. wenn als ein Ergebnis der Bestimmungen
der Schritte 2 und 3 herausgefunden wird, daß die tatsächliche Umdrehungszahl pro Minute der Maschine
zwischen der oberen Grenze NH und der unteren Grenze NL des gewünschten Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro
Minute liegt, wird die Differenz /JMn zwischen dem Wert Me und den Werten MH, ML beim Schritt 4 auf Null eingestellt,
da es dann nicht nötig ist, die tatsächliche Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine entweder zu vergrößern oder
zu verkleinern. Dann wird der Wert des Termes DPIN des Rückkopplungsbetriebes auf einen Wert DPIN-1 eingestellt,
der in der vorangehenden Schleife beim Schritt 5 erhalten wurde. Danach wird beim Schritt 6 die Ausführung der augenblicklichen
Schleife beendet.
Wenn die Bestimmung des Schrittes 3 eine bejahende Antwort oder die Antwort "Ja" ergibt, wird dies so angesehen, als
ob die tatsächliche Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine kleiner ist als die untere Grenze Nl. Dann wird
der Wert der Differenz ^Mn beim Schritt 7 berechnet, der
dann einen positiven Wert oder ein positives Vorzeichen annimmt. Dieser Wert >dMn wird dann beim Schritt 8 mit einer
Konstanten KI multipliziert, um einen Wert ^DI des Termes
zur vollständigen bzw. integralen Steuerung zu erhalten. Dann wird die Differenz zwischen dem Differenzwert ^)Mn
beim Schritt 7 berechnet und derselbe Wert ΔΜη-1, der in
der vorhergehenden Schleife erhalten wurde, d.h. der Differenzwert' ΔΔMn, der Beschleunigung wird beim Schritt 9
berechnet. Dieser DifferenzwertΔΔ Mn der Beschleunigung
wird beim Schritt 10 mit einer Konstanten Kp multipliziert, um einen Wert Δ DP des Termes zur proportionalen Steuerung
zu erhalten. Der Wert DI des Termes zur integralen Steuerung und der Wert Λ DP des Termes zur proportionalen Steuerung
werden zu dem Wert DPIN des zuvor genannten Termes der Rückkopplungssteuerung addiert, um einen Wert DPIN des Termes
der Rückkopplungssteuerung als einen neuen Wert zu erhalten. (Schritt 11). Dann wird die Ausführung des Programmes beim
Schritt 6 beendet.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 2 "Ja" lautet, wird bestimmt, daß die tatsächliche Umdrehungszahl pro
Minute Ne der Maschine größer ist als die obere Grenze NH
: Λ V *
33 166 6 A ; ::··..: :lm\.'."".
-45-
des gewünschten Leerlaufbereiches der Umdrehungszahl pro
Minute und beim Schritt 12 wird der obengenannte Differenzwert ^Mn berechnet, der dann einen negativen Wert
annimmt oder ein negatives Vorzeichen aufweist. Danach werden der Wert „dDI des Termes zur integralen Steuerung,
der Wert 4dp des Termes zur proportionalen Steuerung
und der Wert DPIN des Termes zur Rückkopplungssteuerung der
gegenwärtigen Schleife jeweils bei den Schritten 8, 10 und
11 berechnet. Danach folgt die Beendigung der Ausführung des Programmes.
Steuerung der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine in dem
Fall, in dem eine elektrische Last zur Maschinenlast während der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb hinzugefügt wird
Die Fig. 15 zeigt eine Weise zur Steuerung der Menge zusätzlicher Luft, die in dem Fall angewendet wird, in dem
eine elektrische Last an die Maschine während der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb angelegt wird, wie dies früher
im Zusammenhang mit der Fig. 7 erläutert wurde.
Wenn die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine bei einem völlig geschlossenen Drosselventil 5 (Fig. 1) abnimmt
und unter den vorgegebenen Wert der Umdrehungszahl pro Minute NA der Maschine fällt, öffnet sich das erste Steuerventil
6, um die Lieferung zusätzlicher Luft an die Maschine einzuleiten, wie dies in den Fig. 15a und 15c dargestellt
ist.
Wenn eine elektrische Last zur Last der Maschine hinzugefügt wird, während die Maschine im Verlangsamungsbetrieb
gesteuert wird, wie dies in der Fig. 15b dargestellt ist, steigt die Maschinenlast in derselben Weise an, wie dies
in der Fig. 12 im Zusammenhang mit der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb
dargestellt ist. Bei dieser Gelegenheit kann trotz der Lieferung einer schrittweise vergrößerten Menge
zusätzlicher Luft an die Maschine bei der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb die Menge dieses vergrößerten Betrages
zusätzlicher Luft ausreichend sein, um zu bewirken, daß die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine plötzlich abfällt,
wie dies durch die unterbrochene Linie in der Fig.15a dargestellt ist. In Abhängigkeit von der Größe der elektrischen
Last kann dies insbesondere dann zu einem Stillstand der Maschine führen, wenn die Kupplung bereits ausgerückt
ist.
Selbst wenn die Maschine im Verlangsamungsbetrieb gesteuert wird, ist es möglich, die erforderliche Menge zusätzlicher
Luft, die an die Maschine zu liefern ist, im Verhältnis zur elektrischen Last abzuschätzen, die der Art der eingeschalteten
elektrischen Einrichtung entspricht. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß das den Ein-Aus-Zustand der elektrischen
Einrichtungen anzeigende Signal überwacht und gleichzeitig, wenn das Signal eingeschaltet wird, wird der Betriebsleistungsfaktor
DOUT des ersten Steuerventiles 6
um einen Betrag vergrößert, der dem Term DE der elektrischen Last entspricht, der die eingeschaltete elektrische Einrichtung betrifft. Der Betrag wird, wie dies früher im
Zusammenhang mit den Fig. 13, 15c und den Schritten 16 und
17 der Fig. 6b erläutert wurde, bestimmt. Dies heißt, daß der Betriebsleistungsfaktor DOUT durch die folgende
Gleichung bestimmt wird:
DOUT = DX + DE (2)
Dabei bezeichnet DX einen Term des Verlangsamungsbetriebes, der als eine Funktion der Umdrehungszahl pro Minute der
Maschine bestimmt wird.
λ ρ κ. β ei ■ *
-47-
In der zuvor beschriebenen Weise kann durch Lieferung
eines vergrößerten Betrages zusätzlicher Luft entsprechend einer Berechnung unter Verwendung der Gleichung
(2) an die Maschine zur selben Zeit, zu der eine elektrische Last zur Maschinenlast hinzugefügt wird, nicht
nur ein abrupter Abfall der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine vermieden werden. Vielmehr kann auch die
Leistungs- bzw. Antriebsfähigkeit der Maschine verbessert werden.
Steuerung der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine in dem Fall, in dem während der Steuerung im Beschleunigungsbetrieb eine elektrische Last zur Maschinenlast hinzugefügt
wird.
Als nächstes zeigt die Fig. 16 ein Verfahren zur Steuerung der Vergrößerung der Menge der an die Maschine zu liefernden
zusätzlichen Luft, das in dem Fall anwendbar ist, in dem eine elektrische Last an die Maschine angelegt wird,
während die Maschine beschleunigt wird, wobei das in der Fig. 1 gezeigte Drosselventil 5 von einem Leerlaufzustand
der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb geöffnet wird. Wenn die Maschine beschleunigt wird, wobei das Drosselventil 5
von einem Leerlaufzustand, in dem es bei der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb völlig geschlossen ist, wie dies
in der Fig. 16a dargestellt ist, völlig geöffnet wird, wird die Lieferung zusätzlicher Luft beim Beschleunigungsbetrieb so durchgeführt, wie dies zuvor im Zusammenhang
mit den Fig. 9 und 16b erläutert wurde.
Wenn eine elektrische Last an die Maschine während der obenbeschriebenen Steuerung der Maschine 1 im Rückkopplungsbetrieb
(Fig. 16b) angelegt wird, vergrößert diese elektrische Last die Maschinenlast und die Umdrehungszahl pro
Minute Ne der Maschine fällt abrupt entsprechend der unterbrochenen
Linie der Fig. 16a ab, wodurch eine Unannehmlichkeit für den Fahrer bewirkt wird und wodurch die
Leistungsfähigkeit der Maschine schädlich beeinflußt wird, wie dies auch für die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb
und für die Steuerung im Verlangsamungsbetrieb zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 12 und 15 jeweils erläutert wurde,
Selbst während der Steuerung im Beschleunigungsbetrieb ist es auf dieselbe Weise möglich, wie dies im Zusammenhang
mit der Fig. 12 erläutert wurde, die notwendige Menge der an die Maschine gelieferten zusätzlichen Luft entsprechend
jeder Art der elektrischen Einrichtung abzuschätzen, die die elektrische Last bewirkt. Aus diesem Grunde wird auch
während der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb das den Einschaltzustand anzeigende Signal jeder elektrischen
Einrichtung, das das Vorhandensein der elektrischen Last anzeigt, überwacht und gleichzeitig wird mit dem Ausgang
des den Einschaltzustand anzeigenden Signales der Betriebsleistungsfaktor
DOUT für das Steuerventil 6 gerade um den Term DE der elektrischen Last vergrößert, wie dies in der
Fig. 16c dargestellt ist. Dies bedeutet, daß der Betriebsleistungsfaktor
DOUT nach der folgenden Gleichung bestimmt wird:
DOUT = DPIn-1 - mDA + DE (3)
Dabei bezeichnet DPI _. einen Betriebs-leistungsfaktor, der
in der letzten Steuerschleife bei der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb unmittelbar vor dem Öffnen des Drosselventiles
und auf die in der Fig. 14 dargestellte Weise bestimmt wurde. DA bezeichnet eine Konstante, die experimentell
ermittelt wurde, m bezeichnet die Anzahl der Impulse des TDC-Signales, die von der Zeit an gezählt wurden,
zu der das Drosselventil 5 geöffnet wurde. Der Term DE der elektrischen Last wird auf dieselbe Weise bestimmt, wie
β *
„· η ι*- » · Λ * fi " * η*
-49-
dies zuvor im Zusammenhang mit der Fig. 13 beschrieben wurde.
Eine vergrößerte Menge zusätzlicher Luft, die nach der obigen Gleichung (3) berechnet wurde, wird an die Maschine
gleichzeitig mit dem Auftreten einer elektrischen Last an der Maschine geliefert. Dadurch wird nicht nur
ein abrupter Abfall der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine verhindert. Vielmehr wird auch die Leistungsfähigkeit
der Maschine verbessert.
Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffmenge nach einer Änderung der elektrischen Maschinenlast
Einzelheiten der Art der Steuerung der Lieferung von Kraftstoff
über das Kraftstoffeinspritzventil 10 nach einer Änderung der Last der Maschine, wobei die Änderung sowohl
elektrische wie auch mechanische Lasten betreffen, die während der Steuerung der Umdrehungszahl pro Minute der
Maschine auftreten, werden nun im Zusammenhang mit der Fig. 17 erläutert. Dieses Verfahren zur Steuerung der
Kräftstofflieferung entspricht der Art der Einstellung des Wertes TAIC bei den Schritten 16, 18 und 21 der
Fig. 6b und c.
Die Fig. 17 zeigt ein Zeitdiagramm der Art zur Veränderung
der Kraftstoffmenge, die an die Maschine 1 zu liefern ist, wenn eine Änderung in den Betriebszuständen der elektrischen
Einrichtungen usw. wäshrend der Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute eintritt. Aus Gründen der
Bequemlichkeit ist zur Erläuterung jeder TDC-Impuls in der
Reihe der Erzeugung mit 1, 2, 3 ... bezeichnet, und basiert eine erste unten angegebene Erläuterung auf
der Annahme , daß während der Zeit zwischen der Erzeugung
•α ψ top ν***** w-
-50-
des ersten TDC-Impulses 1 und der Erzeugung des neunzehnten
TDC-Impulses 19 die erste elektrische Einrichtung 18 allein
ein- und ausgeschaltet wird. Eine zweite Erläuterung beruht auf der Voraussetzung, daß während der Zeit zwischen der
Erzeugung der obengenannten beiden Impulse auch die Klimaanlage zusätzlich zu der ersten elektrischen Einrichtung
18 eingeschaltet wird.
Es soll nun vorausgesetzt werden, daß die erste elektrische Einrichtung 18 zur Zeit zwischen einem TDC-Impuls 2
'und einem TDC-Impuls 3 eingeschaltet und zur Zeit zwischen einem TDC-Impuls 8 und einem TDC-Impuls 9 ausgeschaltet
wird (Fig. 17b). Die elektronische Steuereinheit 9 ermittelt ein Signal, das den eingeschalteten Zustand der ersten
elektrischen Einrichtung 18 unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 3 anzeigt und berechnet dementsprechend
einen Wert des Betriebsleistungsfaktors DOUT für das erste Steuerventil 6, der einer Menge zusätzlicher Luft entspricht,
die um einen vorgegebenen Betrag vergrößert ist, der von der Größe der elektrischen Last an der Maschine,
die durch die erste elektrische Einrichtung 18 bewirkt wird, abhängt. Das erste Steuerventil 6 wird eine Ventilöffnungsperiode
lang geöffnet, die dem berechneten Betriebsleistungsfaktor DOUT entspricht. In einer ähnlichen Weise berechnet
die elektronische Steuereinheit 9 selbst nach der Erzeugung eines TDC-Impulses 4 andauernd den obigen selben Wert des Betriebsleistungsfaktors
DOUT entsprechend der- vergrößerten Menge zusätzlicher Luft in Abhängigkeit von der Last der ersten
elektrischen Einrichtung 18. Die elektronische Steuereinheit 9 bewirkt fortwährend die Öffnung des ersten Steuerventiles
6 während einer Ventilöffnungsperiode, die dem berechneten Betriebsleistungsfaktor DOUT entspricht, bis
an sie ein Signal angelegt wird, das den ausgeschalteten Zustand dieser Einrichtung anzeigt. Die vergrößerte zusätzliche
Luftmenge, die bestimmt und unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 3 geliefert wird, wie dies oben
ausgeführt wurde, erreicht einen Zylinder der Maschine 1 tatsächlich nicht, bis nach der Erzeugung eines TDC-Impulses
5, wie dies in der Fig. 17a dargestellt ist. Diese Ansaugverzogerungszeit wird durch die Beschaffenheit und
die Größe des Durchganges des Ansaugsystemes der Maschine usw. bestimmt und kann theoretisch oder experimentell
bestimmt werden. Außerdem wird bis nach der Erzeugung eines TDC-Impulses 8 an die Maschine 1 keine Kraftstoffmenge
geliefert, die genau der obengenannten vergrößerten zusätzlichen Luft entspricht. Dies rührt daher, weil die
schrittweise Vergrößerung der Ansaugluftmenge während der Zeit zwischen der Erzeugung des TDC-Impulses 5 und der
Erzeugung des TDC-Impulses 8 hauptsächlich infolge der Anzeigeverzögerung des Sensors 12 für den absoluten Druck
nicht genau ermittelt werden kann (Fig. 17a). Es kann daher, während die vergrößerte Luftmenge an die Maschine 1 von
einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 5 bis zu einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des
TDC-Impulses 7 geliefert wird, die Vergrößerung der Kraftstoffversorgungsmenge nicht unmittelbar der Vergrößerung
der Ansaugluftmenge folgen. Dies führt zu einer mangelhaften Kraftstoffmenge. Die an die Maschine 1 gelieferte
Mischung wird daher zu schwach, was zu einem Stillstand der Maschine, zu einem Schwanken der Rotation der Maschine
usw. führen kann.
Es wird dann nunmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 9 ein das Ausschalten der ersten elektrischen Einrichtung 18,
die zu einer Zeit zwischen der Erzeugung des TDC-Impulses und 9 ausgeschaltet wrid, betreffendes Anschaltsignal ermittelt.
Da das Ausschalten der ersten elektrischen Einrichtung eine Verminderung der Maschinenlast bedeutet, wird ein Wert der
zusätzlichen Luftmenge zu einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 9 berechnet. Dieser Wert ist
gegenüber dem vorhergehenden Wert um einen vorgegebenen
Betrag verkleinert, der der elektrischen Last der ersten elektrischen Einrichtung 18 entspricht und wird über das
erste Steuerventil 6 an die Maschine 1 geliefert. In diesem Fall wird auch die verringerte Menge zusätzlicher Luft
infolge der durch die Beschaffenheit und die Größe des Durchganges des Ansaugsystemes usw. bewirkte Laufverzögerung
nicht vor der Erzeugung eines TDC-Impulses 11 an den
Zylinder der Maschine geliefert. Obwohl die Menge der Ansaugluft während der Zeit zwischen der Erzeugung
des Impulses 11 und der Erzeugung des TDC-Impulses schrittweise abnimmt, kann die verringerte Kraftstofflieferung
an die Maschine 1 nicht sofort der Abnahme der Menge der Ansaugluft folgen, infolge der Nachweisverzögerung des
Sensors 12 für den absoluten Druck usw. Dadurch wird bewirkt, daß eine übermäßige Kraftstoffmenge an die Maschine geliefert
wird und es ergibt sich folglich während des Leerlaufes eine Verschlechterung der Emissionscharakteristiken
und es treten Schwankungen der Rotation der Maschine auf (Fig. 17a und b),weil die Mischung übermäßig angereichert ist.
Die obenerwähnten Nachteile können auf die folgende Weise beseitigt werden: Nachdem die über das erste Steuerventil
6 gelieferte Menge zusätzlicher luft unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 3 vergrößert wur^e, und nach dem
Verstreichen einer Periode zwischen der Erzeugung des TDC-Impulses 3 und einer Zeit unmittelbar vor der Erzeugung
des TDC-Impulses 5 (im folgenden Kraftstoffanstiegs-Verzögerungsperiode
genannt) wird die Menge des an die Maschine 1 gelieferten Kraftstoffes um einen vorgegebenen Betrag
während der periode zwischen einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 5 und einer Zeit unmittelbar
nach der Erzeugung des TDC-Impulses 7 vergrößert. Diese Periode wird nachfolgend als "KraftstoffVergrößerungsperiode"
bezeichnet. Andererseits wird, nachdem die Menge zusatz-
licher Luft unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses
9 verringert wurde und nach dem Verstreichen einer Periode zwischen der Erzeugung des TDC-Impulses 9 und einer Zeit
unmittelbar vor der Erzeugung des TDC-Impulses 11 (im
folgenden "Kraftstoffverringerungs-Verzögerungsperiode"
genannt), die Menge des gelieferten Kraftstoffes um einen
vorgegebenen Betrag während der Periode zwischen einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 11
und einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 13 verringert (im folgenden "Kraftstoffverringerungsperiode"
genannt).
Die obenbeschriebene erfindungsgemäße Weise zur Vergrößerung
und Verringerung des Kraftstoffes wird nun ausführlicher erläutert. Nach der Ermittlung eines den eingeschalteten
Zustand der ersten elektrischen Einrichtung 18 anzeigenden Signales wird der Zählstand eines Zählers CP1 der elektronischen
Steuereinheit 9 der Fig. 1 auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise auf den Wert 2, eingestellt. Dieser
vorgegebene Wert wird in Abhängigkeit von der Beschaffenheit und Größe des Durchganges des Ansaugsystemes und von
anderen Faktoren bestimmt. Dandch wird der obige neu eingestellte Zählerstand nach der Eingabe jedes TDC-Impulses
an die elektronische Steuereinheit 9 um 1 verkleinert (Fig. 17 b und c) . Dies bedeutet, daß der unmit.telbar
nach der Erzeugung des TDC-Impulses 4 im Zähler CP1 erscheinende Zählerstand auf 1 eingestellt wird und daß der
unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 5 erscheinende Zählerstand 0 ist. Die Zeit während der der Zählerstand
in dem Zähler CP1 nicht 0 entspricht, entspricht der zuvor erwähnten Kraftstoffvergrößerungs-Verzögerungsperiode.
Wenn der Zählerstand in dem Zähler CP1 0 wird, beginnt die obengenannte KraftstoffVergrößerungsperiode.
Wenn der Zählerstand in dem Zähler CP1 unmittelbar nach
der Erzeugung des TDC-Impulses 5 0 wird, wird der Zähler-
stand in einem anderen Zähler NP1 der elektronischen
Steuereinheit 9 auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise auf 3 eingestellt. Dieser Wert hängt von der Größe
der Last der ersten elektrischen Einrichtung 18 an der Maschine ab und entspricht der zuvor erwähnten Kraftstoffvergrößerungsperiode
. Zur selben Zeit wird die Ventilöffnungsperiode TOUT des Kraftstoffeinspritzventiles 10 auf
einen Wert eingestellt, der um eine vorgegebene Periode TAICP vergrößert ist, die dem Nachweisfehler der Ansaugluftmenge
entspricht, der hauptsächlich der Nachweisverzögerung
des Sensors 12 für den absoluten Druck zuzuschreiben ist. Dies bedeutet, daß die Ventilöffnungsperiode TIOUT des
Kraftstoffeinspritzventiles 10 nach der folgenden Gleichung berechnet wird:
TIOUT = T-fr + TAIC (4)
Dabei stellt T-t einen Wert dar, der auf der Basis von
Werten von Betriebsparameter der Maschine betreffenden Signalen berechnet wird, die von dem Sensor 17 für die
öffnung des Drosselventiles,dem Sensor 12 für den absoluten Druck, dem Sensor 13 für die Kühlwassertemperatur
der Maschine, dem Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro
Minute der Maschine usw. stammen. TAIC ist die vorgenannte Konstante, die während der obengenannten Kraftstoffvergrößerungsperiode
auf den Wert TAICP eingestellt wird.
Der Zählerstand im Zähler NP1 wird nach der Eingabe jedes
TDC-Impulses an die elektronische Steuereinheit 9 um 1
verringert. Solange der Zählerstand des Zählers NP1 nicht 0 ist, d.h. während der Periode zwischen der Erzeugung der
TDC-Impulse 5 und 7, wird der obengenannte vorbestimmte
Wert TAICP zum Wert T< der Ventilöffnungsperiode TIOUT des Kraftstoffeinspritzventiles 10 nach der Erzeugung
jedes dieser TDC-Impulses hinzuaddiert und es wird eine
r *·
ο α-
-55-
Kraftstoffmenge an die Maschine 1 geliefert, die der
berechneten Ventilöffnungsperiode TIOUT entspricht (Fig. 17c und d). Der Zählerstand des Zählers NP1 wird
unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 8 Null
(Fig. 17c). Danach wird der vorbestimmte Wert TAICP nicht länger zum Wert Tt der Ventilöffnungsperiode TIOUT
hinzuaddiert (der Wert TAIC der Gleichung (4) wird auf Null eingestellt). Da zu dieser Zeit die Verzögerungszeit
beim Nachweis der sich ändernden Ansaugluft, d.h. die Kraftstoffvergrößerungsperiode bereits verstrichen ist,
kann die Menge der Ansaugluft dann genau ermittelt werden (Fig. 17a, c und d), wodurch die Lieferung von Kraftstoff
an die Maschine entsprechend der Menge der zusätzlichen Luft möglich wird.
Wenn dann das den Einschaltzustand der ersten elektrischen
Einrichtung anzeigende Signal zuerst zu einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 9 ermittelt wird,
wird die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles um einen vorgegebenen Betrag verringert, der von der
Größe der Last der ersten elektrischen Einrichtung 18 abhängt. Außerdem wird der Zählerstand in einem weiteren
Zähler CM1 der elektronischen Steuereinheit 9 auf einen vorgegebenen Wert 2 (CM1=2) eingestellt, der der zuvor genannten
Kraftstoffverringerungs-Verzögerungsperiode entspricht (Fig. 17b und c). Dann wird dieser Zählerstand 2
immer dann um 1 verringert, wenn ein folgender TDC-Impuls
an die elektronische Steuereinheit 9 gesendet wird. Solange wir der Zählerstand in dem Zähler CM1 nicht 0 ist, dauert
die obengenannte Kraftstoffverringerungs-Verzögerungsperiode noch an, während der weder eine Vergrößerung noch eine Verringerung
der Kraftstoffmenge durch Einstellen und Halten des Wertes TAICP in der Gleichung (1) auf den Wert 0 erfolgt (Fig. 17c und d).
Λ tr t* ·■
-56-
Wenn der Zählerstand in dem Zähler CM1 zu einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 11 Null
wird, wird der Zählerstand in einem Zähler NM1 in der elektronischen Steuereinheit 9 auf einen vorgegebenen Wert (zJB. 3)
eingestellt, der beispielsweise von der Größe der ersten elektrischen Einrichtung 18 an der Maschine abhängt und die
Ventilöffnungsperiode TIOUT des Kraftstoffeinspritzventiles
10 wird um einen vorbestimmten Wert TACIM verringert, d.h. die Ventilöffnungsperiode TIOUT wird unter Verwendung der
Gleichung (4) berechnet, wobei als Term TAIC -TAICM eingesetzt wird. Die KraftstoffVersorgung wird auf der Basis des
sich ergebenden, berechneten Wertes TIOUT ausgeführt. Der Zählerstand in dem Zähler NM1 wird nach der Eingabe jedes
TDC-Impulses an die elektronische Steuereinheit 9 um 1 verringert und die Periode, während der der Zählerstand in
dem Zähler CM1 nicht 0 ist, entspricht der obengenannten KraftstoffVerringerungsperiode. Während dieser Periode, die
von einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 11 bis zu einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung
des TDC-Signales 13 dauert, wird die Ventilöffnungsperiode
TIOUT um den vorgegebenen Wert TAICM verringert, um eine verringerte Kraftstoffmenge an die Maschine zu liefern
(Fig. 17a, c und d). ■
Zu einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 14 wird der Zählerstand in dem Zähler NMT Null und
danach wird der vorbestimmte Wert TAICM nicht mehr zu dem Grundwert T<£ der Ventilöffnungsperiode TIOUT hinzuaddiert
(als Wert TAIC wird in der Gleichung (4) Null eingesetzt) . Da zu dieser Zeit die Nachweisverzögerungszeit
für die Ansaugluft oder die Kraftstoffverringerungsperiode bereits verstrichen ist, ist eine genaue Anzeige der Menge
der Ansaugluft möglich, um die Lieferung einer genauen Kraftstoffmenge an die Maschine in Antwort auf die Menge
der zusätzlichen Luft sicherzustellen (Fig. 17a, c und d).
* (J © Λ * * β β Ο
-57-
AIs nächstes wird nun zusätzlich zu dem Einschalten und
Ausschalten der ersten elektrischen Einrichtung 18 angenommen, daß die Klimaanlage zu einer Zeit zwischen der
Erzeugung des TDC-Impulses 4 und der Erzeugung des TDC-Impulses
5 eingeschaltet und zu einer Zeit zwischen der Erzeugung des TDC-Impulses 10 und der Erzeugung des TDC-Impulses
11 ausgeschaltet wird (Fig. 17b). Es wird dieselbe Einstellung wie diejenige, auf die oben Bezug genommen
wurde, im Zusammenhang mit den Zählerständen der der ersten elektrischen Einrichtung 18 entsprechenden Zähler CP1,
NP1, CM1 und NM1 in Bezug auf jeden Impuls der TDC-Impulse
vorgenommen (Fig. 17c).
Wenn die Klimaanlage eingeschaltet wird, wird der wirksam mit der Klimaanlage verbundene Schalter 15 der Fig. 1
geschlossen, um die Lieferung eines Signales an die elektronische Steuereinheit 9 zu verursachen, das den Einschaltzustand
der Klimaanlage anzeigt. Gleichzeitig wird das zweite Steuerventil 30 geöffnet, um die Lieferung
einer vergrößerten Menge zusätzlicher Luft in Antwort auf die durch die Klimaanlage 1 vergrößerte Last an der Maschine
einzuleiten. Wie dies früher im Zusammenhang mit der ersten elektrischen Einrichtung 18 beschrieben wurde,
wird diese vergrößerte Menge zusätzlicher Luft tatsächlich in einen Zylinder der Maschine nur nach der Erzeugung
des TDC-Impulses 7 mit einer Verzögerung von zwei TDC-Impulsen nach der Öffnung des zweiten Steuerventiles 30
(unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 5 der Fig. 17) infolge der der Beschaffenhext und der Größe
des Durchganges des Ansaugsystemes zwischen dem zweiten Steuerventil 30 und dem Zylinder der Maschine usw. zuzuschreibenden
Ansaugverzögerung angesaugt (Beispiel der Fig. 17e). Da bis nach Ablauf der Periode, die der Ansaugverzögerung
entspricht, oder bis nach dem Verstreichen der Kraftstoffvergrößerungs-Verzögerungsperiode keine
Notwendigkeit besteht, die gelieferte Kraftstoffmenge
zu vergrößern, wird der Zählerstand in einem Zähler CP4 der elektronischen Steuereinheit 9 auf einen vorgegebenen
Wert 2 unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 5
eingestellt. Danach wird dieser Zählerstand bei jedem der folgenden TDC-Impulse um 1 verringert. Wenn der Zählerstand
im Zähler CP4 auf Null verringert ist, wird der Stand in einem Zähler NP4 auf einen vorgegebenen Wert,
beispielsweise auf 5, eingestellt, der der Kraftstoffvergrößerungsperiode
entspricht, die von der Last der Klimaanlage abhängt. Nach der Eingabe jedes TDC-Impulses
wird dieser Zählerstand um 1 verringert. Wenn die Klimaanlage zu einer Zeit zwischen der Erzeugung des TDC-Impulses
10 und der Erzeugung des TDC-Impulses 11 ausgeschaltet
wird, wird der Schalter 15 dementsprechend geschlossen, um zu bewirken, daß das zweite Steuerventil 30
die Lieferung zusätzlicher Luft an die Maschine 1 unterbricht. Eine beträchtliche Verringerung der Menge der
zusätzlichen Luft tritt infolge der obengenannten Unterbrechung der Lieferung der zusätzlichen Luft nur nach
der Erzeugung von zwei TDC-Impulsen, d.h. nach der Erzeugung
des TDC-Impulses 13 ein. Um die dieser Verzögerung der Ansaugzeit entsprechende Periode, d.h. die Kraftstoffverringerungs-Verzögerungsperiode,
zählen zu können, wird der Zählerstand in dem Zähler CM4 in der elektronischen Steuereinheit 9 auf einen vorgegebenen Wert 2 zu einer Zeit
unmittelbar nach der Erzeugung des TDC-Impulses 11 eingestellt
(Fig. 17b und e). Bei der Eingabe jedes der folgenden TDC-Impulse wird der Zählerstand im Zähler CM4 um 1
verringert. Wenn der Zählerstand auf Null verringert ist, endet die Kraftstoffverringerungs-Verzögerungsperiode.
Um die KraftstoffVerringerungsperiode zählen zu können, wird
der Zählerstand in dem Zähler NM4 der elektronischen Steuereinheit 9 auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise
auf 5, eingestellt, der von der Größe der Last der Klima-
-59-
anlage an der Maschine abhängt. Danach wird der Zählerstand bei jedem der folgenden TDC-Impulse um 1 verringert
(Fig. 17e).
In der Fig. 17f bezeichnet das Symbol SJSfP/," eine Summe
der Zählerstände des die erste elektrische Einrichtung 18 betreffenden Zähler NP1 und des die Klimaanlage betreffenden
Zählers NP4, die bei jedem der TDC-Impulse erscheint.
Das Symbol 5 NM-* bezeichnet eine Summe der Zählerstände
der Zähler NM1 und NM4, die bei jedem TDC-Impuls
erscheint.
Wie dies früher bereits festgestellt wurde, dauern die KraftstoffVergrößerungsperioden, die von den jeweiligen
elektrischen Lasten der ersten elektrischen Einrichtung 18 und der Klimaanlage abhängen, solange, wie die Zählerstände
in den entsprechenden Zählern NP1 und NP2 nicht Null sind. Dies bedeutet, daß die von der kombinierten
Last der ersten elektrischen Einrichtung 18 und der Klimaanlage abhängige Kraftstoffvergrößerungsperiode solange
dauert, wie die Summe S.NP£ der Zählerstände in den
Zählern NP1 und NP2 nicht Null ist. Diese Summe Σ.ΝΡ<1
wird daher bei jedem TDC-Impuls ermittelt und solange der bestimmte Wert einen Wert aufweist, der nicht Null ist,
wird die Ventilöffnungsperiode TIOUT des Kraftstoffeinspritzventiles
10 unter Anwendung der Gleichung 1 berechnet, um die Kraftstoffmenge um den Betrag TAICP zu
vergrößern (Fig. 17f und g).
In einer ähnlichen Weise bestimmt die bei jedem TDC-Impuls erscheinende Summe <ΕΝΜ·ί die von der kombinierten
Last der ersten elektrischen Einrichtung 18 und der Klimaanlage abhängige KraftstoffVerringerungsperiode.
Solange die Summe S-NMt einen Wert aufweist, der nicht
Null ist, wird die Ventilöffnungsperiode TIOUT des Kraft-
stoffeinspritzventiles 10 unter Anwendung der Gleichung
(4) berechnet, um die Kraftstoffmenge um einen Betrag
zu verringern, der der vorbestimmten Periode TAICM entspricht (Fig.f und g).
In Fig. 17f nehmen zu' einer Zeit unmittelbar nach der Erzeugung
des TDC-Impulses die Summe JENPi! einen Wert 1
und die Summe <f NM* einen Wert 3 an. Dies bedeutet, daß
beide Summen Werte annehmen, die nicht Null sind. In diesem Fall wird die Kraftstoffvergrößerung vorzugsweise
dadurch bewirkt, um einen Stillstand der Maschine zu verhindern, daß in der Gleichung (4) der Wert TAIC
durch den Wert TAICP ersetzt wird, um die Kraftstoffmenge
um einen Betrag zu vergrößern, der der vorbestimmten Periode TAICP entspricht.
Aus der Fig. 17f geht außerdem hervor, daß die Zählerstände
der Zähler NP1 und NP4 beide zu einer Zeit unmittelbar
nach der Erzeugung des TDC-Impulses 7 nicht Null sind. Selbst in diesem Falle handelt es sich bei dem Gesamtbetrag
der Kraftstoffvergrößerung gerade um einen Betrag, der der einzigen vorbestimmten Periode TAICP entspricht.
In einer ähnlichen Weise sind beide Zählerstände der Zähler NM1 und NM4 zu einer Zeit unmittelbar ..ach der Erzeugung
des TDC-Impulses 13 nicht Null. In diesem Falle wird auch der Betrag der Kraftstoff verringerung auf einen
Betrag begrenzt, der der einzigen vorbestimmten Periode TAICM entspricht. Dies erfolgt deshalb, weil, wenn die
gelieferte Menge zusätzlicher Luft vergrößert wird, wenn mehrere Lasten an die Maschine angelegt werden, der tatsächliche
Korrekturbetrag, der zur Kompensation der Nachweisverzögerung des Sensors 12 für den absoluten Druck erforderlich
ist, unabhängig von der Größe der Ansaugluft nahezu konstand ist, wie dies in der Fig. 17a dargestellt
ist.
Obwohl die vorangehenden, im Zusammenhang mit der Fig.17
getroffenen Erläuterungen auf der Annahme beruhen, daß nur die erste elektrische Einrichtung 18 und die Klimaanlage
ein- und ausgeschaltet werden, können ähnliche Erklärungen herangezogen werden, wenn zusätzliche Lasten
an die Maschine 1, wie sie beispielsweise durch die zweite und dritte elektrische Einrichtung 19 und 20, und das
automatische Getriebe bewirkt werden, angelegt werden. Eine entsprechende Beschreibung wird daher weggelassen.
In der obenbeschriebenen Weise wird, wenn eine plötzliche Änderung der Menge der zusätzlichen Luft auftritt, d.h.
wenn die Maschine während der Kraftstoffvergrößerungsperiode oder während der KraftstoffVerkleinerungsperiode, die
oben im Zusammenhang mit der Fig. 17 erläutert wurden, arbeitet, der vorbestimmte Wert TAIC zu dem zuvor erwähnten
berechneten Wert Ti hinzuaddiert oder von diesem abgezogen.
Dabei entspricht dieser Wert einem Abweichungsbetrag von der geforderten Kraftstoffmenge, der hauptsächlich
der Nachweisverzögerung des Sensors 12 für den absoluten Druck zuzuschreiben ist. Dadurch wird an die Maschine
1 ein richtiger Betrag des Kraftstoffes geliefert, der völlig einer Änderung der Menge der zusätzlichen Luft
entspricht, so daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der
an die Maschine gelieferten Mischung beispielsweise auf einem theoretischen Wert gehalten wird.
Steuerung im Betrieb bei völlig geöffnetem Steuerventil nach dem Anlassen der Maschine
Als nächstes wird die Art beschrieben, auf die das erste Steuerventil 6 unmittelbar nach der Beendigung des
Anlassens der Maschine erfindungsgemäß bei voller Öffnung betrieben wird. Dies ist in der Fig. 6a durch die Schritte
3 bis 7 gezeigt.
■»"··* - ·' *-"■·' 331666Λ
Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 3 der Fig.6a
das erste Mal nach dem Starten der Maschine "Nein" lautet, d.h. wenn die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine
zum ersten Mal nach dem Starten der Maschine größer wird als die Anlaßumdrehungszahl pro Minute NeCR, wird der
Schritt 6 nur unter der Bedingung ausgeführt, daß beim Schritt 5 eine Antwort erhalten wird, die bejaht, daß die
Maschine in der vorhergehenden Schleife angelassen wurde. Beim Schritt 6 wird die Zeitperiode tlU, während der die
zusätzliche Luft an die Maschine bei voller Öffnung ununterbrochen von der Beendigung des Anlassens der Maschine
zu liefern ist, als Funktion der Kühlwassertemperatur, beispielsweise in Übereinstimmung mit der in der
Fig. 18 dargestellten Beziehung zwischen dem Wert tlU und der Temperatur der Maschine bestimmt. In Fig. 6a wird '
beim Schritt 7 bestimmt, ob die vorgegebene Zeitperiode tlU von der Beendigung des Anlassens der Maschine vergangen
ist oder nicht. Der Betriebsleistungsfaktor für die Ventilöffnungsperiode des ersten Steuerventiles 6 wird
nach der Beendigung des Anlassens der Maschine auf 100% gehalten, bis die Zeitperiode tlU verstreicht.
In dem Beispiel der Fig. 18 wird der Wert tlü unterhalb
eines vorgegebenen Wertes TWIU1 (beispielsweise 400C) der Kühlwassertemperatur TW der Maschine auf einen festen
Wert tlUO (beispielsweise 5 Sekunden) eingestellt und gehalten. Wenn die Kühlwassertemperatur der Maschine ansteigt,
wird die Zeitperiode tlü schrittweise verkleinert. Während des Leerlaufbetriebes wird die Umdrehungszahl pro
Minute der Maschine auf einem Wert gehalten, der größer ist als die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute.
Dies erfolgt dadurch, daß zusätzliche Luft im Betrieb bei voller Öffnung selbst nach der Beendigung des Anlassens
der Maschine eine geeignete Zeitperiode tlU lang
geliefert wird, wodurch eine unstabile Rotation der Maschine,
infolge des Betriebes des Dynamos oder Generators der Maschine zum Aufladen der Batterie vermieden wird.
Da die Leerlaufumdrehungszahl pro Minute auf höhere Werte eingestellt wird, wenn die Temperatur der Maschine kleiner
wird, kann außerdem die Temperatur der Zylinderwand der Maschine schnell durch die Vergrößerung der Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute der Maschine in Abhängigkeit von der Temperatur der Maschine vergrößert werden, um eine
stabile Verbrennung in den Zylindern der Maschine zu erreichen.
Außerdem wird in dem Fall, in dem Blasen in den Zufuhrröhren
des Kraftstoffzufuhrsystemes enthalten sind, was zu einem
unstabilen Leerlaufbetrieb führt, die volle Öffnungsperiode tlU auf einen Wert tIU3 beim Leerlauf der Maschine eingestellt,
der ziemlich groß, beispielsweise 4 Sekunden, ist. Dadurch werden die Blasen schnell entfernt, um eine stabile
Rotation der Maschine zu ermöglichen. Die Blasen treten bei einer hohen Temperatur der Atmosphäre, beispielsweise
wenn die Kühlwassertemperatur der Maschine größer ist als ein vorgegebener Wert TWIU3, beispielsweise 8O0C, ist, auf.
Obwohl beim Beispiel der Fig. 18 die Zeitperiode tlU schrittweise
im Hinblick auf eine Änderung der Kühlwassertemperatur der Maschine verändert wird, ist die funktionelle Beziehung
zwischen dem Wert tlü und der Kühlwassertemperatur der Maschine nicht auf das dargestellte Beispiel begrenzt.
Sie kann in Abhängigkeit von den Betriebschar'akteristiken der betreffenden Maschine variieren. Beispielsweise kann
die Zeitperiode tlU sich linear als Funktion der Kühlwassertemperatur
der Maschine ändern.
Nachfolgend wird der in der elektronischen Steuereinheit 9
ti <* tr
-64-
enthaltene elektrische Kreis im Zusammenhang mit der Fig.19
beispielhaft erläutert.
Der Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine (Fig. 1) ist über einen Wellenformer 901 mit einem
Eingangseinschluß 902a einer aus einem Chip bestehenden Zentralprozessoreinheit CPU 902 verbunden. Außerdem ist
der Sensor 14 über den Wellenformer 901 mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen 903a einer Steuereinheit 903 zur
KraftstoffVersorgung verbunden. Die Steuereinheit 903, der
Wellenformer 901 und die Zentralprozessoreinheit 902 sind in der elektronischen Steuereinheit 9 vorgesehen. Die Bezugszeichen
18', 19' und 20' bezeichnen Sensoren zur Ermittlung der elektrischen Lasten der elektrischen Einrichtungen
18, 19 und 20 der Fig. 1. Diese Sensoren sind über eine in der elektronischen Steuereinheit 9 vorgesehene
Pegelverstelleinheit 904 mit weiteren Eingangsanschlüssen einer Gruppe von Eingangsanschlüssen 902b der Zentralprozessoreinheit
902 verbunden. Außerdem sind die Schalter 15 und 16 mit den Eingangsanschlüssen 902b der Zentralprozessoreinheit
902 über die Pegelverstelleinheit 904 verbunden. Der Sensor 13 für die Wassertemperatur und der
Sensor 17 für die öffnung des Drosselventiles sind jeweils mit Eingangsanschlüssen 905a und 905b eines Analog-Digital-Wandlers
905 verbunden. Außerdem sind der Sensor 13 und der Sensor 17 mit den Eingangsanschlüssen 903a der Steuereinheit
903 zur KraftstoffVersorgung verbunden. Der Ausgangsanschluß 905c des Analog-Digital-Wandlers 90 5 ist
mit den Eingangsanschlüssen 902b der Zentralprozessoreinheit 902 verbunden. Eine Gruppe weiterer Eingarigsanschlüsse
905d ist mit einer Gruppe von Ausgangsanschlüssen 902c der Zentralprozessoreinheit 902 verbunden. Ein
Impulsgenerator 906 ist mit einem weiteren Eingangsan-,
Schluß 902d der Zentralprozessoreinheit 902 verbunden.
• 4 ύ
tr ft * α
-65-
Diese weist wiederum einen Ausgangsanschluß 902e auf,
der mit den jeweils einen Eingangsanschlüssen von AND-Kreisen 908 und 912 über einen Frequenzteiler 90 7 verbunden
ist. Der Ausgang des AND-Kreises 908 ist mit einem Taktimpuls-Eingangsanschluß CK eines ersten AbwärtsZählers
909 verbunden. Der andere Eingangsanschluß des AND-Kreises 908 ist mit einem Übertrag-Ausgangsanschluß B des ersten
AbwärtsZählers 909 verbunden. Außerdem ist dieser Ausgangsanschluß B mit dem Ladeeingangsanschluß L eines zweiten
Äbwärtszählers 913 über einen monostabilen Kreis 911 verbunden. Der Lade-Eingangs-Anschluß L des ersten Abwärtszählers
909 ist mit einem ersten Ausgangsanschluß einer weiteren Gruppe von Ausgangsanschlüssen 902f der Zentralprozessoreinheit
902 verbunden. Der obengenannte erste Ausgangsanschluß ist auch mit einer weiteren Gruppe von
Eingangsanschlüssen 903b der Steuereinheit 903 verbunden. Der andere Ausgang des AND-Kreises 912 ist mit einem
Taktimpuls-Eingangsanschluß CK des zweiten Abwärtszählers 913 verbunden. Der andere Ausgang des AND-Kreises 912 ist
mit einem Übertrag-Ausgangsanschluß B des Zählers 913 verbunden. Der Ausgangsanschluß B des zweiten Abwärtszählers
913 ist auch mit dem Solenoid 6a des Steuerventiles 6 der Fig. 1 über einen Steuerkreis 915 verbunden. Ein zweiter
Ausgangsanschluß der Ausgangsanschlüsse 902f der Zentralprozessoreinheit
902 ist mit einem Eingangsanschluß 914a eines ersten Registers 914 verbunden, dessen Ausgangsanschluß 914c mit einem Eingangsanschluß 913a des zweiten
Abwärtszählers 913 verbunden ist. Ein weiterer Ausgangsanschluß der Ausgangsanschlüsse 902f der Zentralprozessoreinheit
902 ist mit dem Eingangsanschluß 910a eines zweiten Registers 910 verbunden, dessen Ausgangsanschluß
mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen 903b der Steuereinheit 903 verbunden ist.
Ein Datenbus 916 verbindet einen Ausgangsanschluß 905e des Analog-Digital-Wandlers 905, einen Eingangs- und
Ausgangsanschluß 902g der Zentralprozessoreinheit 902, einen Eingangsanschluß 914b des ersten Registers 914,
einen Eingangsanschluß 910b des zweiten Registers 910 und
einen Eingangsanschluß 90 9a des ersten AbwärtsZählers.
Mit dem Eingang der Steuereinheit 90 3 zur KraftstoffVersorgung
sind der Sensor 12 für den Druck der Ansaugluft
oder für den absoluten Druck und ein Sensor 25 für weitere Maschinenparameter, bei dem es sich beispielsweise um
einen Sensor für den Atmosphärendruck handelt, verbunden. (Fig. 5). Der Ausgangsanschluß 903c der Steuereinheit 903
ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 der Fig. 1 verbunden
.
Der elektrische Kreis der elektronischen Steuereinheit 9, der in der obenbeschriebenen Weise aufgebaut ist, arbeitet
folgendermaßen: Ein Ausgangssignal von dem Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine wird an die
elektronische Steuereinheit 9 als ein Signal angelegt, das sowohl die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine als
auch den oberen Totpunkt der Maschine 1 anzeigt. In der elektronischen Steuereinheit 9 wird dieses Signal durch
den Wellenformer 901 geformt und dann an die Zentralprozessoreinheit
90 2 und die Steuereinheit 903 zur Kraftstoff Versorgung angelegt. Die Zentralprozessoreinheit 902
spricht auf jeden Impuls des mit dem TDC-Signal synchronen Signales an, um ein Chipauswahlsignal, ein Kanalauswahlsignal,
ein Einleitungssignal für die Analog-Digital-Umwandlung usw.zu erzeugen und an den Analog-Digital-Wandler
905 zu liefern. Dadurch wird diesem "befohlen", analoge Signale wie beispielsweise das die Kühlwassertemperatür
der Maschine betreffende Signal vom Sensor 13 und das die Öffnung des Drosselventiles betreffende Signal vom Sensor
17 in entsprechende digitale Signale umzuwandeln. Wenn
der Wandler 905 über seinen Ausgangsanschluß 905c ein Signal erzeugt, das die Beendigung der Analog-Digital-Umwandlung
eines der analogen Signale anzeigt, wird das in ein digitales Signal umgewandelte Signal, das die Kühlwassertemperatur
der Maschine oder die Drosselventilöffnung anzeigt, in der Form eines Datensignales über einen Datenbus
916 an die Zentralprozessoreinheit 902 angelegt. Nach der Beendigung der Eingabe eines der derart umgewandelten
digitalen Signale an die Zentralprozessoreinheit 9o2 wird derselbe zuvor beschriebene Prozeß wiederholt, um die Eingabe
der anderen in digitale Signale umgewandelten Signale an die Zentralprozessoreinheit 902 zu bewirken. Außerdem
werden die Last anzeigenden Signale von den Sensoren 18', 19' und 20" für die elektrische Last und den Einschaltzustand
jeweils anzeigende Signale von den Schaltern 15 und 16 an die Zentralprozessoreinheit 902 geliefert, nachdem
ihre Pegel durch die Pegelverstelleinheit 904 auf einen vorgegebenen Pegel verschoben wurden.
Die Zentralprozessoreinheit 902 verarbeitet die Eingangsdatensignale,
d.h. das die Umdrehungszahl pro Minute betreffende Signal, die die elektrische Last betreffenden
Signale, die die mechanische Last betreffenden Signale, das die Kühlwassertemperatur der Maschine betreffende Signal
und das die Öffnung des Drosselventiles betreffende Signal, um zuerst die Betriebszustände der Maschine zu bestimmen.
Genauer gesagt bestimmt die Zentralprozessoreinheit 902, wie dies früher festgestellt wurde, daß die Maschine in
dem Betrieb mit völliger Öffnung arbeiten soll, wenn die durch das die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine betreffende
Signal angezeigte Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine kleiner ist als die Anlaßumdrehungszahl pro
Minute NeCR und wenn die Zeitperiode tlU noch nicht beendet
ist, nachdem die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine die Anlaßumdrehungszahl pro Minute NeCR überschritten hat.
Die Zentralprozessoreinheit 902 bestimmt, daß die Maschine im Verlangsamungsbetrieb arbeiten soll, wenn das die Drosselventilöffnung
betreffende Signal einen Wert aufweist, der die völlige Schließung des Drosselventiles anzeigt
und wenn gleichzeitig die durch das die Umdrehungszahl pro Minute betreffende Signal angezeigte Umdrehungszahl pro
Minute Ne der Maschine einen Wert aufweist, der kleiner ist als die vorbestimmte Umdrehungszahl pro Minute NA.
In Antwort auf die Ergebnisse der obengenannten Bestimmung berechnet die Zentralprozessoreinheit 902 die Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode
der Zeit TDLY und die Ventilöffnungsperiode TOUT für das erste Steuerventil 6 und den Wert
TAIC der Gleichung (4) für das Kraftstoffeinspritzventil
10.
Die Art zur Berechnung der obengenannten Perioden TDLY, TOUT wird nun im Zusammenhang mit der Fig. 20 ausführlich
erläutert. Entsprechend der Fig. 20 werden, wenn ein nter Impuls des TDC-Signales der Zentralprozessoreinheit 902
eingegeben wird, innerhalb einer Zeitperiode Ts nach der Eingabe des TDC-Signalimpulses Operationen ausgeführt,
die das Auslesen der zuvor erwähnten Datensig.ale in die Zentralprozessoreinheit 90 2, arithmetische Berechnungen
der Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY und der Ventilöffnungsperiode
TOUT des ersten Steuer-ventiles 6 und die Lieferung der sich ergebenden berechneten Werte von der
Zentralprozessoreinheit 902 zu dem ersten Abwärtszähler 909 und dem ersten Register 914 einschließen. Nachdem diese
Operationen durchgeführt sind, wird das erste Steuerventil 6 nach dem Verstreichen der berechneten Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode
TDLY die berechnete Zeitperiode TOUT lang geöffnet. Wie dies bereits festgestellt wurde, ist
die Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode, die nach der Eingabe jedes TDC-Signalimpulses angelegt wird, genau gesagt
gleich: Ts + TDLY. Die aus der Periode zum Auslesen der Daten und aus der Periode zur arithmetischen Berechnung
bestehende Periode Ts weist einen nahezu konstanten Wert auf und wird nach der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales
an die Zentralprozessoreinheit 902 bei im wesentlichen konstanten Zeitintervallen angewendet. Es wird daher die
Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY allein nach der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales berechnet.
Die Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY und die Ventilöffnungsperiode
TOUT können durch die folgenden Gleichungen bestimmt werden:
TDLY = DDLY/100 χ Men (5)
TOUT = DOUT/100 χ Men + To (6)
In den obigen Gleichungen stellt Men ein Zeitintervall von der Eingabe eines (n-1)ten Impulses des TDC-Signales bis
zur Eingabe des nten Impulses dieses Signales dar. Der Wert Me ist umgekehrt proportional zur Umdrehungszahl
pro Minute Ne der Maschine, d.h. er nimmt ab, wenn die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine zunimmt. Wie
dies durch die Gleichungen 5 und 6 ausgedrückt wird, werden die Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY und die
Ventilöffnungsperiode TOUT jeweils durch Multiplizieren des Wertes Me mit einer Konstanten DDLY bzw. mit dem Betriebsleistungsfaktor
DOUT (in Prozent) bestimmt. Obwohl die Berechnungen der Werte TDLY und TOUT, die nach der Eingabe
des nten Impulses des TDC-Signales anwendbar sind, unter Verwendung des entsprechenden Zeitintervalles Men+1 ausgeführt
werden sollten, um genau berechnete Werte zu erhalten, ist der Wert Men+1 zur Zeit der Berechnung der
augenblicklichen Werte TDLY und TOUT noch nicht bekannt und
der Wert Men+1 ist nahezu gleich dem Wert Men, der in der
vorangehenden Schleife angewendet wurde. Aus diesem Grunde wird der Wert Men zur Berechnung der Werte TDLY und TOUT
verwendet.
In der Gleichung (5) handelt es sich, wie dies schon festgestellt wurde, bei dem Koeffizienten DDLY um eine Konstante,
deren Wert von der Beschaffenheit des Ansaugrohres einer verwendeten Maschine usw. abhängt. Die Konstante wird für
jede verwendete Maschine experimentell bestimmt. Sie wird auf einen Wert eingestellt, der so beschaffen ist, daß
die Phase des Schwankungszyklus des absoluten Druckes des Ansaugrohres immer in Bezug auf die Erzeugung jedes Impulses
des TDC-Signales konstant ist. Beispielsweise wird sie auf 25% eingestellt.
In der Gleichung (6) handelt es sich, wie dies ebenfalls festgestellt wurde, bei dem Betriebsleistungsfaktor DOUT
um eine Variable, deren Wert nach der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales und als Funktion der Umdrehungszahl
pro Minute der Maschine, der Kühlwassertemperatür der
Maschine, der elektrischen Lasten usw. bestimmt wird. Sie wird auf geeignete Werte eingestellt, so daß die Leerlaufumdrehungszahl
pro Minute auf einen für die Maschinenlast im Leerlauf geeigneten Wert gesteuert werden kann. To bezeichnet
eine Konstante, die eine Totzeitperiode darstellt, die der Ansprechverzögerung des ersten Steuerventiles 6
oder einem ähnlichen Faktor entspricht. Sie wird beispielsweise auf 7 Millisekunden eingestellt.
Während der erfindungsgemäßen Steuerung im Betrieb bei
völliger öffnung wird der Betriebsleistungsfaktor DOUT auf 100% eingestellt, d.h. das erste Steuerventil 6 ist
während der Steuerung völlig geöffnet. Genauer gesagt wird, wie dies in der Fig. 20 durch die unterbrochenen Linien
angezeigt ist, das Steuerventil 6 selbst nach der Erzeugung eines (n + 1)ten TDC-Impulses geöffnet gehalten, bis die
bestimmte Zeitperiode tlü verstreicht.
Von der Zentralprozessoreinheit 902 werden die die nach den Gleichungen (5) und (6) berechneten Werte TDLY und TOUT
anzeigenden Daten erzeugt und in den ersten Abwärtszähler 909 über den Datenbus 916 nach der Eingabe eines Lesebefehl
ssignales an ihre Eingangsanschlüsse 909a und 914a eingegeben. Das heißt, daß die Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode
TDLY in den ersten Abwärtszähler 909 und die Ventilöffnungsperiode TOUT in das zweite Register 914
jeweils eingegagen werden.
Von dem Impulsgenerator 90 6 erzeugte Taktimpulse werden als
ein Bezugssignal zur Steuerung der Operation der Zentralprozessoreinheit 902 verwendet. Sie werden durch den Frequenzteiler
107 in eine geeignete Frequenz geteilt und dann an den jeweils.einen Eingangsanschluß der AND-Kreise
908 und 912 angelegt.
Die Zentralprozessoreinheit 902 legt ein Startbefehlssignal an den Ladeeingangsanschluß L des ersten Abwärtszählers
909 nach dem Verstreichen der Zeitperiode Ts nach der Eingabe jedes Impulses des TDC-Signales an die Zentralprozessoreinheit
90 2 an. Nachdem an ihm dieses Startbefehlssignal anliegt, wird dem ersten Abwärtszähler 909
der berechnete Wert der Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY eingegeben. Zur selben Zeit erzeugt der erste Abwärtszähler
90 9 an seinem Übertrag-Ausgangsanschluß B ein hochpegeliges Ausgangssignal mit dem Pegel "1". Dieses wird
an den anderen Eingangsanschluß des AND-Kreises 908 angelegt.
Solange an dem anderen Eingangsanschluß des AND-Kreises
908 das zuvor genannte hochpegelige Ausgangssignal mit
dem Pegel "1" anliegt, können an seinen anderen Eingangsanschluß angelegte Taktimpulse an den Taktimpuls-Eingangsanschluß
CK des ersten Abwärtszählers 9 09 angelegt werden. Der erste Abwärtszähler 909 zählt die Taktimpulse bis der
Zählerstand einen Wert erreicht, der dem berechneten Wert der Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY für das
erste Steuerventil 6 entspricht. Nachdem er bis zu diesem Wert gezählt hat, erzeugt der erste Abwärtszähler 909 ein
tiefpegeliges Ausgangssignal mit dem Pegel "0" an seinem
Übertrag-Ausgangsanschluß B, um den AND-Kreis 908 zu
schließen und um die Unterbrechung der Anlegung der Taktimpulse an den ersten Abwärtszähler 909 zu bewirken.
Der monostabile Kreis 911 legt einen Startbefehlsimpuls an den Lade-Eingangsanschluß L des zweiten Abwärtszählers
913 immer dann an, wenn an ihn das zuvor genannte tiefpegelige Ausgangssignal vom ersten Abwärtszähler 909 angelegt
wird. Dies bedeutet, daß der Startbefehlsimpuls an den zweiten Abwärtszähler 913 angelegt wird, nachdem
das Zählen der Taktimpulse, die in ihrer Anzahl der berechneten Ventilöffnungs-Verzögerungsperiode TDLY entsprechen,
durch den ersten Abwärtszähler 909 beendet ist.
Nachdem an ihn der Startbefehlsimpuls von dem monostabilen
Kreis 911 angelegt ist, wird in den zweiten Abwärtszähler 913 der berechnete Wert TOUT der Ventilöffnungsperiode von
dem ersten Register 914 eingegeben. Zur selben Zeit erzeugt der zweite Abwärtszähler 913 an seinem Übertrag-Ausgangsanschluß
S ein hochpegeliges Ausgangssignal mit dem Pegel "1" und legt dieses an den anderen Eingangsanschluß des AND-Kreises
912 und auch an den Steuerkreis 915 für den Solenoid an. Der Steuerkreis 915 bewirkt die Erregung des Solenoids
6a des ersten Steuerventiles 6 der Fig. 1, um die Lieferung
zusätzlicher Luft an die Maschine 1 solange zu bewirken, wie an ihn das zuvor genannte hochpegelige Sinai mit
I I- *■ rt (J *
A % «P.
A % «P.
-73-
dem Pegel "1" vom zweiten Abwärtszähler 913 angelegt wird.
Während an den anderen Eingangsanschluß des AND-Kreises das hochpegelige Signal mit dem Pegel "1" angelegt wird,
können an seinen einen. Eingangsanschluß angelegte Taktimpulse zum Taktimpuls-Eingangsanschluß CK des zweiten Abwärtszählers
913 gelangen. Ähnlich wie der erste Abwärtszähler 909 erzeugt der zweite Abwärtszähler 913 fortwährend
an seinem Übertrag-Ausgangsanschluß B ein hochpegeliges Ausgangssignal, bis die Anzahl der an ihn gelieferten Taktimpulse
der berechneten Ventilöffnungsperiode TOUT entspricht. Nachdem der zweite Abwärtszähler eine dem Wert TOUT entsprechende
Anzahl der Taktimpulse gezählt hat, erzeugt er ein tiefpegeliges Ausgangssignal mit dem Pegel "0" an demselben
Anschluß B, um zu bewirken, daß der Steuerkreis den Solenoid 6a des ersten Steuerventiles 6 entregt. Zur
selben Zeit wird das tiefpegelige Ausgangssignal des zweiten AbwärtsZählers 913 auch an den AND-Kreis 912 angelegt,
um das Anlegen der Taktimpulse an den zweiten Abwärtszähler 913 zu unterbrechen.
. Bei der erfindungsgemäßen Steuerung im Betrieb mit völliger
öffnung, bei dem der Betriebsleistungsfaktor DOÜT auf 100% eingestellt ist, kann beispielsweise das Phänomen auftreten
., daß ein nächstes Startbefehlssignal von dem ersten Abwärtszähler an den Lasteingangsanschluß L des zweiten
Abwärtszählers 913 über den monostabilen Kreis 911 angelegt wird, bevor ein ZählVorgang für die Ventilöffnungsperiode
TOUT im zweiten Abwärtszähler 913 beendet ist. In diesem Fall wird in dem zweiten Abwärtszähler 913, nachdem
an seinen Ladeeingangsanschluß L das nächste Startbefehlssignal angelegt wird, ein neuer berechneter und gespeicherter
Wert der Ventilöffnungsperiode TOUT von dem ersten Register 914 eingegeben , um das Zählen einer
Änzahl von Taktimpulse einzuleiten, die dem neuen eingegebenen
Wert entspricht. In diesem Fall wird der Solenoid 6a des ersten Steuerventiles 6 daher durch den Steuerkreis
915 in Erregung gehalten, d.h. der völlig geöffnete Zustand wird aufrechterhalten.
Andererseits wird der Wert TAIC der Gleichung (4), der durch die Zentralprozessoreinheit 902 berechnet wurde, an
das zweite Register 910 über den Datenbus 916 geliefert, nachdem ein Ladebefehlssignal an den Eingangsanschluß 910a
des Registers 910 von der Zentralprozessoreinheit 902 angelegt wurde.
Andererseits verarbeitet die Steuereinheit 903 zur Kraftstoffversorgung
Betriebsparameter der Maschine betreffende Signale, die von dem Sensor 14 für die Umdrehungszahl pro
Minute der Maschine, dem Sensor 13 für die Kühlwassertemperatur
der Maschine, dem Sensor 17 für die öffnung des Drosselventiles, dem Sensor 12 für den absoluten Druck und
den Sensoren 25 für die anderen Betriebsparameter der Maschine geliefert werden, und die aufeinanderfolgend an
die Einheit 903 synchron mit dem TDC-Signal angelegt werden, um einen gewünschten Wert der Ventilöffnungsperiode Tt
gemäß der Gleichung (1) nach der Eingabe jedes TDC-Impulses
an die Einheit 903 zu berechnen. Das Startbefehlssignal So, das an den ersten Abwärtszähler 90 9 geliefert wird, wird
auch an die Steuereinheit 903 angelegt, um die Eingabe des berechneten Wertes TAIC, der in dem zweiten Register 910
gespeichert ist, zu bewirken. Das Befehlssignal So bewirkt auch, daß die Steuereinheit 90 3 einen Wert der Ventilöffnungsperiode
TIOUT durch Addieren des Eingangswertes TAIC zu dem berechneten Wert T* addiert , um zu bewirken,
daß das Kraftstoffeinspritzventil 10 während der berechneten
Ventilöffnungsperiode geöffnet wird.
Obwohl das Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer
Verbrennungsmaschine erläutert wurde,die mit einem automatischen Getriebe ausgerüstet ist, kann das erfindungsgemäße
Verfahren auch im Zusammenhang mit einer Verbrennungsmaschine angewendet werden, die ein manuell betätigbares
Getriebe aufweist, was zu denselben obenbeschriebenen Ergebnissen führt.
Claims (5)
- Patentanwälte Dipl.-Ing. H/WeI^kmankv-Dipl*. OPkys. Dr. K. FinckeDipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LisKA, Dipl.-Phys. Dr. J. PrechtelHonda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha 8000 München 86 No. 27-8, JIngumae 6-chome, Postfach 86Ο820Shibuya-ku,y
Tokyo, Japan telefon(059)950352J ' - TELEX 522621TH.KGRAMM PATKNTWEICKMANN MÜNCHENVerfahren zum Steuern der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Maschine unmittelbar nach dem Start der MaschinePatentansprücheΠ.1 Verfahren zum Steuern eines Steuerventiles zur Regulierung der Menge zusätzlicher an eine Verbrennungsmaschine gelieferter Luft, wobei die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb in Antwort auf die Differenz zwischen der tatsächlichen Umdrehungszahl pro Minute der Maschine und der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute während des Leerlaufes der Maschine erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daßa) die Umdrehungszahl ρατο Minute der Maschine (1) bei deren Start ermittelt wird, und daßb) das Steuerventil (6) eine vorgegebene Zeitperiode lang von der Zeit an, zu der ermittelt wurde, daß die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine (1) über einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, der kleiner ist als die gewünschte Leerlaufumdrehungszahl pro Minute zu eineritiaximalen Öffnung geöffnet wird, wobei die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine (1) auf einem Wcrl gehalten wird, der größer ist als die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Zeitperiode auf Werte eingestellt wird, die eine Funktion der Temperatur der Maschine (1) sind.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e.n η zeichnet , daß die Temperatur der Maschine (1) unmittelbar ermittelt wird, nachdem die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine (1) über den vorgegebenen Wert der Umdrehungszahl pro Minute der Maschine (1) angestiegen ist.
- 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Zeitperiode auf größere Werte eingestellt wird, wenn die Temperatur der Maschine (1) unter einen vorgegebenen Wert fällt und weiter absinkt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitperiode auf größere Werte eingestellt wird, wenn die Temperatur der Maschine über einen vorgegebenen Wert ansteigt und weiter ansteigt.
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