DE3324677A1

DE3324677A1 - Steuersystem fuer eine ergaenzende kraftstoffzumessung im beschleunigungsfall fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3324677A1
Application number: DE19833324677
Authority: DE
Inventors: Peter 7056 Weinstadt Antony; Hermann Dr.-Ing. 7300 Esslingen Hiereth; Gert Dipl.-Ing. 7012 Fellbach Withalm
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3324677C2

Description

Steuersystem für eine ergänzende Kraftstoff-
zumessung im Beschleunigungsfall für eine Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für eine ergänzende Kraftstoffzumessung im Beschleunigungsfall für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Durch die DE-OS 29 03 799 ist eine Einrichtung zu ergänzenden Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine bekannt, mit der im Beschleunigungsfall der Brennkraftmaschine in Abhängirkeit von einem betriebszustandsabhangig,betriebskenngrößenabhängig und/oder zeitabhängig i>eeinflußbaren Beschleunigungssignal die ergänzende Kraftstoffzumessung ermittelbar ist. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß ein Kraftstoffmehrmengen-Steuersignal mittelbar von einer die Zusammensetzung des Kraftstoff-luft-Gemisches erfassenden Sonde entweder im Abgas- oder im Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine entnommen wird. I)u aber zwischen der Kraftstoffmehrmengen-Zugabe im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine und einem im Abgassyst'm erfassenden Kraftstoffmehrmengen-Steuersignal ein Zeitintervall liegt, ergeben sich für speziell im mageren Bereich betriebenen Brennkraftmaschinen Schwierigkeiten infolge einer Fehl anpassung vom Kraftsto£fbedar£ zur Verfügung gestellter Kraftstoffmenge.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abmagerung des Kraftstoff-Luftverhältnisses während eines Beschleunigungsvorganges einer Brennkraftmaschine mit einer durch ein Steuersystem bemessenden, ergänzenden Kraftstoffzumessung zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Steuersystem weist den Vorteil auf, daß im Beschleunigungsfall der Brennkraftmaschi-ne eine Fahrpedalausienkung nicht direkt zur im Ansaugsystem der I3rennkraftmaschi ne angeordneten Drosselklappe geleitet wi rd, sondern erst nach einer Totzeit, dann, wenn die Genischl)i Idungsanlage bereits eine der Fahrpedalauslenkung entsprechende Kraftstoffmehrmenge bereitgestellt hat und der Zündzeitpunkt nach "spät" verstellt wurde. Durch diese Maßnahme kann auch während der Beschleunigung der Brennkraftmaschine diese mit nahezu konstantem Lambda bei einem optimierten ëmi ssionsausstoß betrieben werden In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Steuersystem in einer bcispielsweisen Ausführung dargestellt.
Es zeigt Figur 1 ein Blockschaltbild von einem Steuersystem für eine ergänzende Kraftstoffzumessung, Figur 2 in einer diagrammartigen Darstellung einen Verlauf einer Fahrpedalverstellung, Figur 3 in einer diagrammartigen Darstellung einen Verlauf einer Lambda-Kennlinie über der Zeit, Figur 4 in einer diagrammartigen Darstellung eine Zündzeitpunkt-Verstellkennlinie über der Zeit, und Figur 5 in einer diagrammartigen Darstellung eine Drosselklappenverstellung in Abhängigkeit der Fahrpedalverstellung.
Einer in Figur 1 m; t 1 gekennzeichneten Brennkraftmaschine ist eine Zündanlage 2, eine Gemischbildungsanlage 3 mit einem Luftmengenmesser 4 und ein Fahrpedal 5 zugeordnet.
Die Brennkraftmaschine 1 umfaßt eine in einem Ansaugrohr 6 angeordnete Drosselklappe 7, die von einem in Abhängigkeit von der Fahrpedalauslenkung elektromotorisch angetriebenen Stellglied 8 auslenkbar ist. das Ausgangssignal des an dem Fahrpedal 5 gekoppelten Fahrpedalst ( I 1 >t <1 lungsgeber 9 wird einem Totzeitglied 10 und einem Diffe renzierglied 11 zugeführt. Ein Maß für die Auslenkges@hwin digkeit des Fahrpedals ist das ausgangsseitige Signal des Differenziergliedes 11, das über einen Schwellwertschal ter 12 dem Totzeitglied 10, einer Kraftstoff-Korrektur- Einheit 13 und einer Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit 14 zugeführt wird. Das Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals ist durch Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine 1, die dem Totzeitglied 10, der Kraftstoff-Korrektur-Einheit 13 und der Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit 14 zugeführt werden, beeinflußbar. Die Betriebskenngrößen umfassen die Brennkraftmaschinendrehzahl 15, einn .uftmassestrom 16, die Brennkraftmaschinen-Temperatur 17 und die Temperatur 18 der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1. Das in der Kraftstoff-Korrektur-Einheit 13 durch die Betriebskenngrößen beeinflußte Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals wird der Gemischbildungsanlage 3 (SAE Technical Paper, Series 82 02 53, 1982) zugeführt, in der der durch eine Leitung zu einer im Ansaugrohr 6 angeordneten Düse 20 fließende Kraftstoffmassenstrom beeinflußt wird. Das in der Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit 14 durch die Betriebskenngrößen 15 bis 18 beeinflußte Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals wird zur Korrektur des Zündzeitpunktes der Zündanlagc 2 (Autohaus 23/24/1983, Seite 2621 bis 2624) zugeführt. Das dem Totzeitglied 10 zugeführte Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals wird ebenfalls durch die Betriebskenngrößen 15 bis 18 beeinflußt und bildet dann ein Maß für eine Totzeit Tt, d.h. daß das Ausgangssignal gleich ist dem Wert des Eingangssignals zu einem um die Totzeit Tt früher gelegenen Zeitpunkt. Das Ausgangssignal des Totzeitgliedes 10 beeinflußt einen mit mit P-Charakteristik ausgebildeten Regler 21, der ausgangsseitig das die Drosselklappe 7 verstellende als Elektromotor ausgebildete Stellglied 8 ansteuert.Über einen Positions-Spannungswandler 22 erfolgt vom Stell- glied 8 eine Rückführung zu einem Summenpunkt 24 des Regelkreises 23.
Bei einer Auslenkung des Fahrpedals 5 von der Leerlaufstellung in eine Vollaststellung verändert sich das Ausgangssignal des Fahrpedalstellungsgebers 9, das dem Schwellwertglied 12 zugeführt wird. Bei einem oberhalb eines Schwellwertes des Schwellwertgliedes 12 liegenden Signals wird dem Totzeitglied 10, der Kraftstoff-Korrektur-Einheit 13 und der Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit 14 das ausgangsseitige Signal des Schwellwertgliedes 12 zugeleitet. Das der Kraftstoff-Korrektur-Einheit 13 zugeleitete Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals wird in Abhängigkeit der Betriebskenngrößen 15 bis 18 korrigiert und stellt dann ein Maß für ein die Gemischbildungsanlage 3 beeinflussendes Spannungs-Signal dar, das zur Zeit t eine Amplitude UGA aufweist, die z.Zt. tn = 0 ist. Proportional zu dem der Gemischbildungsanlage 3 zugeführten Ausgangsspannungs-Signal der Kraftstoff-Korrektur-Einheit 13 wird der in das Ansaugrohr 6 eingespritzte Kraftstoffmassenstrom erhöht. Der bedarfsweise zur Verfügung gestellte ergänzende Kraftstoffmassenstrom hat bei to sein Maximum und wird zeitlich abgeregelt, so daß bei n der ergänzende Kraftstoffmassenstrom gleich Nul ist.
Gleichzeitig wird in Abhängigkeit des Signales der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals in der Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit 14 eine Spannungs-Amplitudc U U@@@ für eine Korrektur des Zündzeitpunktes in der Zündanlage 2 ermittelt, mit der der Zündzeitpunkt in Richtung "Spät" verstellt wird und innerhalb eines Zeitintervalles stetig in seine ursprüngliche Position zurückgeführt wird.
In einer diagrammartigen Darstellung in Figur 2 ist über der Zeit t eine den Lastzustand der Brennkraftmaschine beschreibende Fahrpedalstellung aufgetragen. Zu einem Zeitpunkt to befindet sich das Fahrpedal in einer nicht ausgelenkten Stellung, dem Leerlauf, und wird zum Zeitpuntk t1 vom Leerlauf in die Vollastposition ausgelenkt.
Die Auslenkung des Fahrpedals erfolgt mit einer zeitlichstetigen Anderung, die in der diagrammartigen Darstellung mit einer Geraden dargestellt ist.
In einer in Figur 3 über der Zeit t dargestellter Kennlinienverlauf des Lambda-Wertes der Brennkraftmaschine nimmt zum Zeitpunkt to Lambda einen Wert von größer 1 ein. Zum Zeitpunkt tl, in dem die Fahrpedalverstellung erfolgt, wird der Brennkraftmaschine aufgrund der Kraftstoff-Korrektur-Einheit 13 beeinflußte Gemischbildungsanlage 3 eine Kraftstoffmehrmenge zugeführt. Von dem Zeitpunkt tl zu einem Zeitpunkt t2 wird der Lambda-Wert von größer 1,0 auf einen Lambda-Wert von kleiner 1,0 überführt, und erreicht zu einem Zeitpunkt t3 einen neuen Stationärenwert.
Ein in Figur 4 dargestellter Kennlinienverlauf zeigt eine Zündzeitpunktverstellung während eines Zeitintervalls von t bis t3. Von dem Zeitpunkt to bis zu dem Zeitpunkt tl ist ein der Brennkraftmaschine zugeordneter Zündzeitpunkt im Zündzeitpunktbereich 'tFrüh" eingestellt. Ab dem Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t2 erfolgt eine Zündzeitpunktverstellung in einem Zündzeitpunktbereich "Spät".
Ein Maß für diese Zündzeitpunktverstellung ist ein ausgangsseitiges Signal der Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit 14 , das der Zündanlage 2 zugeführt wird. Vom Zeit- punkt t2 zu dem Zeitpunkt t3 erfolgt eine zeitlich stetige Abregelung zu einem neuen stationären Zündzeitpunkt.
In der Figur 5 ist ein Kennlinienverlauf der Drosselklappenstellung über der Zeit aufgetragen. Zu dem Zeitpunkt to bis zu dem Zeitpunkt t1 ist die Drosselklappe nahezu geschlossen. Die in der Figur 1 dargestellte Fahrpedalstellungsänderung zum Zeitpunkt tl bleibt bei der Drosselklappenverstellung zunächst unberücksichtigt. Erst zu einem Zeitpuntk t2 in dem der ergänzende Kraftstoffmassenstrom und der Zündzeitpunkt ihre temporere korrigierte Stellung erreicht haben, erfolgt durch eine stetige Verstellung der Drosselklappe eine Luftmassenstromänderung, die zu einem Zeitpunkt t3 beendet ist, bei dem der Zündzeitpunkt und der Lambda-Wert wieder ihren zum Zeitpunkt t1 vorhandenen Wert eingenommen haben.

Claims

Patentansprüche 1. Steuersystem für eine ergänzende Kraftstoffzumessung im Beschleunigungsfall für eine eine Gemischbildungsanlage und eine Zündanlage umfassende Brennkraftmaschine, deren Luftdurchsatz mit einer im Ansaugsystem angeordneten Drosselklappe über ein Fahrpedal mit einem zwischen diesem und der Drosselklappe angeordnetem Übertragungsglied beeinflußbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Übertragungsglied ein von einem Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals (5) beeinflußtes und von den Brennkraftmaschinen-Betriebskenngrößen (15 bis (8) korrigierbares Totzeitglied (10) ist, und daß in einer Kraftstoff-Korrektur-Einheit (13) der Gemischbildungsanlage (3) das Signal der Auslenkgeschwindigkeit des l:ahrpedals (5) in Abhäng@gkeit von den Brennkraftmaschinen-Betriebskenngrößen (15 bis 18) beeinflußbar ist, die auch das einer Ztindzeitpunkt-Korrektur-Einheit (14) der Zündanlage (2) zugeführte Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals (5) beeinflussen.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine (1) die Brennkraftmaschinen-Drehzahl (15), die Brennkraftmaschinen-Temperatur (17), ein Luftmassenstrom (16) und die Ansauglufttemperatur (18) umfassen.
3. Steuersystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß bei einer durch eine Fahrpedalstellungsänderung angezeigten positiven Laständerung an der Brennkraftmaschine (1) sich die Totzeit des Totzeitgliedes (10) vergrößert und bei einer durch eine Fahrpedalstellungsänderung angezeigten negativen Laständerung durch eine Umgebung des Totzeitgliedes (10) eine direkte Stellungsänderung der im Ansaugsystem (6) angeordneten Drosselklappe (7) erfolgt.
4. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h gt k e n n z e i c h n e t , daß sich bei einem schnell ändernden ausgangsseitigen Signal eines dem Fahrpedal zugeordneten Fahrpedalstellungsgebers (9) und bei niedriger Ansauglufttemperatur (18) und/oder niedriger Brennkraftmaschinen-Temper2-tur sich die Totzeit (Tt) des Totzeitgliedes (]0) verlängert.
5. Steuersystem nach Anspruch 1., d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Totzeit (Tt) unter ;I. Ion Betriebsbedi @gunge@ der Brennkraftmaschine (1) eine Zeitspanne e nn i mmt die. eine Kraftstoffmassenänderung vor einer Luftmassenstromänderung erlaubt.
6. Steuersystem nach Anspruch 1.

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t d das der Kraftstoff-Korrektur-Einheit (13) zugeführte Signal der Austenkg(schwindigkeit des Fahrpedals (5) ein Maß für die Größe des Kraftsto£fmassenanreicherungsfaktors und ein Maß für einen Zeitraum ist, in dem eine Kraftstoffmassenanreicherung erfolgt.
7. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Zündzeitpunkt-Korrektur-Einheit (14) zugeführte Signal der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals (5) ein Maß für die Größe des Zündzeitpunktkorrekturfaktors und ein Maß für einen Zeitraum ist, in dem eine Zündzeitpunktkorrektur erfolgt.