DE3330070A1

DE3330070A1 - Kontrollverfahren fuer das luft-kraftstoffverhaeltnis einer brennkraftmaschine fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3330070A1
Application number: DE19833330070
Authority: DE
Inventors: Osamu Higashikurume Tokyo Gotoh; Shumpei Niiza Saitama Hasegawa; Yutaka Shiki Saitama Otobe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1984-02-23
Also published as: DE3330070C2; JPS5934440A; US4596164A

Description

Kontrollverfahren für das Luft-Kraftstoffverhältnis einer Brennkraftmaschine für Fahrzeuge

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kontrollverfahren zur elektronischen Kontrolle des Luft-Kraftstoff Verhältnisses eines Luft=Kraftstoffgeraisches, das einer Brennkraftmaschine für Fahrzeuge zuzuführen ist, insbesondere auf ein Kontrollverfahren für ein Luft-Kraft stoff verhältnis» welches das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches in Abhängigkeit sowohl von der Belastung von der Maschine als auch der Getriebeposition des Wechselgetriebes kontrolliert, wodurch die Betreibbarkeit oder der Wirkungsgrad_p die Emissionseigenschaften und der Kraftstoffverbrauch der Maschine optimiert werden„

Ein Kraftstoffzufuhr-Kontrollsystem, welches für die Anwendung bei einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist, insbesondere einem Benzin-oder Ottomotor, ist beispielsweise im US=Patent Nr₀ 3 483 851 vorgeschlagen worden, welches so ausgebildet ist, daß es die Ventilöffnungsperiode einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Kontrolle der Kraftstoffeinspritzmenge, d.h. das Kraftstoff-Luftverhältnis eines der Maschine zuzuführenden Kraftstoff=Luftgemisches bestimmt, indem es zuerst einen Basiswert der obengenannten Ventilöffnungsperiode als eine Funktion einer Maschinendrehzahl und eines absoluten Druckes in einer Ansaugleitung bestimmt und dann mittels einer elektronischen Recheneinrichtung eine Addition von und/oder eine Multiplikation mit Konstanten und/oder Koeffizienten vorgenommen wird, die Funktionen der Maschinendrehzahl ρ des absoluten Druckes in der Ansaugleitung, der Maschinentemperatur, der Drosselventilöffnung, der Bestandteilekonzentration im Abgas (Sauerstoffkonzentration) uswc sind„

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Andererseits war es herkömralicherweise bereits üblich, ein einer Brennkraftmaschine zuzuführendes Luft-Kraftstoffgemisch zum Zwecke der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs abzumagern. Außerdem ist zum Zwecke der Vermeidung von durch die Abmagerung oder Magerkeit des Luft-Kraftstoffgemisches verursachten Umständen,wie beispielsweise die Verschlechterung der Emissionseigenschaften und der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine, die aus einem Abfall in der Umwandlungseffizienz eines Drei-Weg-Katalysators zum Reinigen der Abgase und aus einem Abfall der Maschinenleistung abgeleitet werden, in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 54-1724 bereits vorgeschlagen worden, das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder der Drehzahl der Maschine zu kontrollieren. Es ist jedoch so wie bei dem vorgeschlagenen Verfahren schwierig, die erforderliche Betreibbarkeit der Maschine nur durch die Kontrolle des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Maschinendrehzahl allein unter verschiedenen Betriebszuständen oder -bedingungen der Maschine sicherzustellen. Insbesondere hat eine Abmagerung oder Magerkeit des Gemisches beim Beschleunigen der Maschine eine Verschlechterung der Betreibbarkeit aufgrund eines Verlustes von Maschinenleistung zur Folge. Deshalb ist es wesentlich notwendig zu unterscheiden, ob die Maschine in einem Gemischmagerkeitszustand oder in einem Beschleunigungszustand arbeitet.

Zur Erfüllung eines solchen Erfordernisses ist bereits vorgeschlagen worden, die Drehzahl der Maschine und den absoluten Druck in der Ansaugleitung als Parameter zur Unterscheidung der Gemischmagerkeitszustände oder -bedingungen der Maschine zu verwenden und eine Magerkeit

oder Abmagerung des Gemisches zu bewirken, wenn die Maschine in einem vorbestimmten Zustand niedriger Last arbeitet;, bei dem die Maschinendrehzahl höher ist als ein vorbestimmter Wert und der absolute Druck in der Ansaugleitung niedriger ist als ein vorbestimmter Wert (US Serial No. 348 648).

Andererseits kann aus der Getriebeposition eines in das Fahrzeug eingebauten Wechselgetriebes bestimmt "werden, ob die Maschine sich in einem beschleunigenden Zustand befindet oder nicht. D.h. daß in den meisten Fällen, bei denen sich das Wechselgetriebe in einer Getriebeposition niedriger Geschwindigkeit befindet ₉ und der absolute Druck in der Ansaugleitung der Maschine hoch ist, der Fahrer des Fahrzeugs ein Beschleunigung des Fahrzeugs will, während in den meisten Fällen, bei denen das Wechselgetriebe sich in einer Getriebeposition hoher Geschwindigkeit befindet, der Fahrer eine Reisegeschwindigkeit will. Deshalb ist es möglich, das Luft-Kraftstoffverhältnis in einer an die Betriebszustände der Maschine angemessenen Weise zu kontrollieren, wenn die Gemischmagerkeitsbereiche der Maschine in Abhängigkeit von der Getriebeposition des Wechselgetriebes gesetzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontrollverfahren für das Luft-Kraftstoffverhältnis für Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge anzugeben, das so ausgebildet ist, daß es bestimmt, ob sich die Maschine in einem Gemischmagerkeitsbereich befindet oder nicht, und zwar auf der Basis sowohl der Maschinenlast als auch der Getriebeposition des Viechseigetriebes, wodurch nicht nur die Betreibbarkeit oder das Betriebsverhalten der Maschine bei Beschleunigung, sondern auch die Emissionseigenschaften und der Kraftstoffverbrauch der Maschine verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird dazu ein Kontrollverfahren zur elektrischen Kontrolle des Luft-Kraftstoffverhältnisses eines Luft-Kraftstoffgemisches, das einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug zuzuführen ist, das mit einem Wechselgetriebe ausgerüstet ist, welches mehrere Getriebegeschwindigkeit spositionen aufweist, in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
1) Es wird der Wert eines ersten Parameters erfaßt,

der Belastungen der Maschine anzeigt; 2) es wird der Wert eines zweiten Parameters erfaßt, der anzeigt, welche der Getriebepositionen das Wechselgetriebe einnimmt;

3) ein dem erfaßten Wert des zweiten Parameters entsprechender vorbestimmter Wert des ersten Parameters wird gesetzt; und

4) das der Maschine zuzuführende Gemisch wird abgemagert, wenn der erfaßte Wert des ersten Parameters größer ist als der obengenannte gesetzte vorbestimmte Wert.

Der obige Schritt 3) enthält das Setzen des obengenannten vorbestimmten Wertes des ersten Paramters auf einen kleineren Wert, wenn der erfaßte Wert des zweiten Parameters eine niedrigere Geschwindigkeit einer der Getriebepositionen des Wechselgetriebes anzeigt.

Vorzugsweise enthält der erste Parameter den absoluten Druck in der Ansaugleitung der Maschine an einer Stelle stromabwärts eines Drosselventils in der Ansaugleitung.

Außerdem wird vorzugsweise der obengenannte vorbestimmte Wert des ersten Parameters auf einen Wert gesetzt, der einem erfaßten Wert der Maschinentemperatur und/oder einem erfaßten Wert der Maschinendrehzahl entspricht,

zusätzlich zu einem erfaßten Wert des zweiten Parameters.

Vorteile und weitere Eigenschaften und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor. Von den Zeichnungen zeigen

Figur 1 ein Blockschaltbild der ganzen Anordnung eines Kontrollsystems für das Luft-Kraftstoffverhältnis einer Brennkraftmaschine, das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeiten kann;

Figur 2 ein Blockschaltbild der inneren Anordnung einer elektronischen Kontrolleinheit (ECU) in Figur 1;

Figur 3 einen Graphen, der mehrere Betriebsbereiche der Maschine zeigt, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch die Maschinendrehzahl und den absoluten Druck in der Ansaugleitung definiert sind;

Figur 4 ein Flußdiagramm, welches eine Art und Weise der Bestimmung der Kraftstoffmagerkeitsbereiche der Maschine und das Setzen des Viertes eines Kraftstoffmagerkeitskoeffizienten KLS gemäß der Ausführungsform nach Figur 3 zeigt; und

Figur 5 einen Graphen, der das Verhältnis zwischen vorbestimmten Werten PBALS1, PBALS2 des absoluten Druckes PBA der Ansaugleitung als die Gemischmagerkeit bestimmende Werte und die Maschinenkühlmitteltemperatur zeigt.

Das vorstehend beschriebene Verfahren wird nun detailliert anhand der Zeichnungen beschrieben.

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In der Figur 1 ist die ganze Anordnung eines Kontrollsystems für das Luft-Kraftstoffverhältnis für eine Brennkraftmaschine dargestellt, das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeiten kann. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die beispielsweise vier Zylinder aufweisen kann. Mit der Maschine 1 ist eine Ansaugleitung 2 verbunden, in der ein Drosselventil 3 angeordnet ist. In der Ansaugleitung 2 sind Einspritzventile 4 angeordnet, von denen ⁿur eines gezeigt ist, jeweils an Stellen zwischen der Maschine und dem Drosselventil 3 und leicht stromaufwärts eines nicht dargestellten Einlaßventils eines entsprechenden Maschinenzylinders und die Einspritzventile 4 sind mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbunden. Außerdem sind die Einspritzventile 4 elektrisch mit einer elektronischen Kraftstoffkontrolleinheit 5 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) in einer Weise verbunden, bei der die Ventilöffnungsperioden oder Kraftstoffeinspritzmengen durch Signale kontrolliert werden, die von der ECU 5 zugeführt werden. Andererseits steht ein Absolutdrucksensor (PBA-Sensor) 8 mit dem Inneren der Ansaugleitung 2 an einer Stelle unmittelbar stromabwärts des Drosselventils 3 in Verbindung. Der Absolutdrucksensor 8 ist so ausgebildet, daß er den absoluten Druck in der Einlaßleitung 2 erfaßt und ein den erfaßten absoluten Druck anzeigendes elektrisches Signal an die ECU 5 gibt.

Ein Maschinenkühlmitteltemperatursensor 10, der aus einem Transistor oder dgl. gebildet sein kann, ist an dem Hauptkörper der Maschine 1 in einer in die periphere Wand eines Maschinenzylinders eingebetteten Weise befestigt, deren oder dessen Inneres mit Kühlwasser gefüllt ist, wobei ein elektrisches Ausgangssignal des Sensors 10 der ECU 5 zugeführt wird.

Ein Maschinendrehzahlsensor 11 (im folgenden mit "Ne-Sensor" bezeichnet) ist einer nicht dargestellten Nockenwelle oder Kurbelwelle der Maschine 1 zugekehrt angeordnet. Der Ne-Sensor 11 ist so ausgebildet, daß er bei einem bestimmten Kurbelwinkel der Maschine jedesmal einen Impuls erzeugt, wenn die Maschinenkurbelwelle sich um 180° gedreht hat, d.h. bei der Erzeugung eines jeden Impulses eines Signals für die Position eines oberen Totpunktes (TDC-Signal). Die durch den Sensor 11 erzeugten Impulse werden der ECU 5 zugeführt.

Ein Drei-Weg-Katalysator 14 ist in einer Abgasleitung 13 angeordnet, die sich von dem Hauptkörper der Maschine 1 fort erstreckt und zum Reinigen der Abgase von den darin enthaltenen Bestandteilen HC, CO und NOx dient. Sin Op-Sensor 15 ist in die Abgastleitung 13 an einer Stelle stromaufwärts des Drei-Weg-Katalysators 14 zum Erfassen der Konzentration von Sauerstoff in den Abgasen und zum Zuführen eines elektrischen Signals zur ECU 5 angeordnet, das einen erfaßten Konzentrationswert anzeigt.

Außerdem ist mit der Maschine 1 ein Zahnrad- oder Getriebepositionsschalter 16 verbunden, der vorgesehen ist j um zu erfassen, welche von mehreren verschiedenen ' Getriebegangpositionen von einem Wechselgetriebe 6 der Maschine 1 angenommen ist, das beispielsweise ein Fünfganggetriebe vom manuellen Typ sein kann. Der Getriebepositionsschalter 16 ist so ausgebildet,daß er die Getriebeposition des Wechselgetriebes elektrisch erfaßt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Getriebepositionsschalter 16 so ausgebildet, daß er die Position eines nicht dargestellten Gang- oder Geschwindigkeitswechselhebels des Wechselgetriebes elektrisch abfühlt, um zu bestimmen, ob das Wechselgetriebe 6 sich in einer beschleunigenden Getriebeposition (beispielsweise die erste Geschwindigkeits-

oder Gangposition bis zur dritten Geschwindigkeitsposition) oder in einer Reisegetriebeposition (beispielsweise die vierte Geschwindigkeitsposition oder die fünfte Geschwindigkeitsposition) befindet oder nicht. Der Getriebepositionsschalter 16 ist auch elektrisch mit der ECU 5 zum Zuführen eines elektrischen Signals an diese verbunden, welches die abgefühlte Getriebeposition des Wechselgetriebes 6 anzeigt.

Die ECU 5 arbeitet mit den oben erwähnten verschiedenen Maschinenbetriebsparametersignalen, um Betriebszustände der Maschine zu bestimmen, wie beispielsweise Bereiche einer Gemischmagerkeit, und um arithmetisch die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile zu berechnen,unter Verwendung der folgenden Gleichung entsprechend den Betriebszuständen der Maschine:

TOUT = Ti · (K₁ · KTW · KO₂ * KLS) +K₂ O)

in der Ti einen Basiswert der Ventilöffnungsperiode für die Kraftstoffeinspritzventile 4 darstellt, die als eine Funktion der Maschinendrehzahl Ne und des absoluten Druckes PBA in der Ansaugleitung festgelegt ist, in der K^ ein Korrekturkoeffizient oder ein Produkt aus zwei oder mehreren solchen Koeffizienten ist, die der Notwendigkeit entsprechend anwendbar sind, beispielsweise bei weit offener Drossel, in der KTW ein Kraftstoffmengenerhöhungskoeffizient ist, der von der Maschinentemperatur TW abhängig ist, in der KO₂ ein von der Ausgabe des 0₂-Sensors abhängiger Rückkopplungskontrollkorrekturkoeffizient ist, und in der KLS ein Gemischmagerkeitkoeffizient ist, der anwendbar ist, wenn die Maschine in irgendeinem der Gemischmagerkeitsbereiche arbeitet, auf die später Bezug genommen wird. Außerdem stellt Kp eine Korrekturvariable

oder ein Produkt aus zwei oder mehreren solchen Variablen dar, die der Notwendigkeit entsprechend anwendbar sind, beispielsweise eine von der Batteriespannung abhängige Korrekturvariable.

Die ECU 5 arbeitet mit der wie oben bestimmten Kraftstoff einspritzperiode TOUT, um den Kraftstoffeinspritzventilen 4 Antriebssignale zum Öffnen derselben zuzuführen.

Die Figur 2 zeigt eine Schaltkreiskonfiguration innerhalb der ECU 5 in Figur 1. Ein Ausgangssignal aus dem Ne-Sensor 11 in Figur 1 wird einem Wellenformer 501 zugeführt, in dem sein Impuls geformt wird, und wird

^c sowohl einer zentralen Verarbeitungseinheit 503 (im folgenden mit "CPU" bezeichnet) als das TDC-Signal, als auch einen Me-Wert-Zähler 502 zugeführt. Der Me-Wert-Zähler 502 zählt die Zeitintervalle zwischen einem bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel der Maschine erzeugten vorangegangenen Impuls des TDC-Signals und einem bei dem gleichen Kurbelwinkel erzeugten gegenwärtigen Impuls des gleichen Signals, die ihm aus dem Ne-Sensor 11 eingegeben werden, und deshalb entspricht sein gezählter Wert Me dem Reziproken der tatsächlichen Maschinendrehzahl Ne, gemessen in Umdrehungen pro Minute.

Der Me-Wert-Zähler 502 führt den gezählten Wert Me an die CPU 503 über einen Datenbus 510 zu.

•ag Die Spannungspegel der jeweiligen Ausgangssignale aus dem Absolutdrucksensor 8 (PBA-Sensor), dem Maschinenkühlmitteltemperatursensor 10, dem Og-Sensor 15 usw. werden von einer Pegelschiebereinheit 504 sukzessive auf einen vorbestimmten Spannungspegel verschoben und an einen Analog-/Digitalwandler 506 über einen Multiplexer 505 zugeführt. Der Analog-/Digitalwandler 506 wandelt analoge Ausgangsspannungen aus den vorstehend

erwähnten verschiedenen Sensoren sukzessive in digitale Signale um, und die resultierenden Digitalsignale werden der CPU 503 über den Datenbus 510 zugeführt. Der Spannungspegel eines Ausgangssignals aus dem Getriebepositionsschalter 16 wird durch einen anderen Pegelschieber 531 auf einen vorbestimmten Pegel verschoben und durch einen digitalen Eingangsmodul 532 in ein entsprechendes Digitalsignal umgewandelt und der CPU 503 über den Datenbus 510 zugeführt.

Außerdem sind mit der CPU 503 über den Datenbus 510 ein Nur-Lesespeicher 507 (im folgenden mit "ROM" bezeichnet), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff 508 (im folgenden mit "RAM" bezeichnet) und ein Antriebsschaltkreis 509 verbunden. Der RAM 508 speichert zeitweilig verschiedene berechnete Werte aus der CPU 503, während der ROM 507 sowohl ein in der CPU 503 ausgeführtes Kontrollprogramm als auch Karten von Werten der Kraftstoffeinspritzbasisperiode Ti für die Kraftstoffeinspritzventile und Karten und Tabellen von verschiedenen Korrekturkoeffizienten und Korrekturvariablen usw.. Die CPU 503 führt das in den ROM 507 gespeicherte Kontrollprogramm synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals aus, um die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 4 in Abhängigkeit von verschiedenen Werten der verschiedenen Maschinenbetriebsparametersignale zu berechnen, und führt die berechneten Werte der Kraftstoffeinspritzperiode dem Antriebsschaltkreis 509 über den Datenbus 510 zu. Der Antriebsschaltkreis 509 führt die dem obigen berechneten TOUT-Wert entsprechenden Antriebssignale den Kraftstoffeinspritzventilen 4 zum Antrieb derselben zu.

Die Figur 3 stellt einen Graphen dar, der eine Ausführung des hier beschriebenen Verfahrens zeigt. Bei dieser Ausführung wird ein absoluter Druck PBA der Ansaugleitung als ein Parameter benutzt, der die Belastung der Maschine

anzeigt und die Betriebsregionen oder -bereiche der Maschine werden in mehrere Betriebsregionen I bis IV unterteilt, die zwei Gemischmagerkeitsbereiche II und III enthalten, welche durch den absoluten Druck PBA der Ansaugleitung definiert sind. Die beiden Gemischmagerkeitsbereiche II und III sind jeweils als ein Bereich definiert, in dem der Absolutdruck PBA der Ansaugleitung niedriger ist als ein erster vorbestimmter Wert PBALS1 und die Maschinendrehzahl Ne höher ist, als ein vorbestimmter Wert NIDL, auf den später Bezug genommen wird und als Bereich, in dem der absolute Druck PBA höher ist als der erste vorbestimmte Wert PBALS1, jedoch niedriger als ein zweiter vorbestimmter Wert PBALS2 ist« Außerdem wird, wenn ein Ausgangssignal aus dem Getriebepositionsschalter 16 in Figur 1 eine beschleunigende Getriebeposition anzeigt, eine Abmagerung des Gemisches nur im Bereich II bewirkt, wo der absolute Druck PBA niedriger ist als der erste vorbestimmte Wert PBALS1, und xvenn das Ausgangssignal eine Reisegetriebeposition anzeigt, wird eine Abmagerung des Gemisches sowohl in der Region III bewirkt, wo der absolute Druck PBA niedriger ist als der zweite vorbestimmte Wert PBALS2, als auch in der Region II. Während die Maschine in diesen Gemischmagerkeitsregio- nen II, III arbeitet, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches im offenen Schleifenmodus in einer solchen Weise kontrolliert, daß der Basiswert Ti der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT durch den vorstehend erwähnten Gemischmagerkeits-Korrekturkoeffizienten KLS entsprechend der vorstehenden Gleichung (1) korrigiert. Andererseits wird in den anderen Betriebsregionen, wo die Magerkeit des Gemisches verhindert wird, das Luft-Kraftstoffverhältnis im offenen Schleifenmodus in einer solchen Weise kontrolliert, daß der Ti-Wert durch andere jeweilige Korrekturkoeffizienten korrigiert wird, während der Wert des Gemischmagerkeits-Koeffizienten KLS

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auf 1,0 gehalten wird, so daß zugeordnete richtige Luft-Kraftstoffverhältnisse erhalten werden, die für Betriebszustände der Maschine geeignet sind, oder es wird in einem Rückkopplungskontrollmodus in einer solchen Weise korrigiert, daß der Ti-Wert durch den Wert des Korrekturkoeffizienten KO₂ korrigiert wird, der einen in Abhängigkeit von Änderungen in der Ausgabe aus dem Op-Sensor 15 variablen Wert aufweist, um das Luft-Kr.aft st off verhältnis auf einen theoretischen Wert zu steuern.

Im Graphen nach Figur 3 wird in der Region I, wo die Maschinendrehzahl Ne kleiner ist als der vorbestimmte Wert NIDL (beispielsweise 1000 Umdrehungen pro Minute), der etwas größer ist als die Leerlaufdrehzahl, bei welcher die Maschine mit dem Drosselventil in seiner Leerlaufposition arbeitet, eine Magerkeitj des Gemisches verhindert, unbeachtet der Getriebeposition des Wechselgetriebes 6, in dem der Wert des Gemischmagerkeit skoeffizienten KLS auf 1,0 gesetzt wird. Dies deshalb, weil beim Abmagern des Gemisches unmittelbar beim Beschleunigen der Maschine von einem Leerlaufzustand zum Starten des Fahrzeugs aus seiner Standposition ein Mangel am Wellendrehmoment der Maschine auftritt, der in einer Verschlechterung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades resultiert.

Wenn das Ausgangssignal aus dem Getriebepositionsschalter 16 eine beschleunigende Getriebeposition des Wechselgetriebes 6 (irgendeine der ersten bis zur dritten Getriebegeschwindigkeitspositionen) anzeigt, wird der erste vorbestimmte Wert PBALS1 als der vorbestimmte Wert des Absolutdruckes PBA der Ansaugleitung auswählt, um zu bestimmen, ob eine Abmagerung des Gemisches zu bewirken ist. Dieser erste vorbestimmte Wert wird beispielsweise auf einen Wert

von 250 mm Hg gesetzt, der kleiner ist als der Wert des Absolutdruckes in der Ansaugleitung, der normalerweise angenommen wird, wenn die Maschine beschleunigt wird, wobei das Wechselgetriebe in einer beschleunigenden Getriebeposition oder in einer Reisegetriebeposition bei einer Maschinendrehzahl sich befindet, welche den vorbestimmten Wert NIDL überschreitet. Wenn das Ausgangssignal aus dem Absolutdrucksensor 18 einen Wert des absoluten Druckes PBA der Ansaugleitung anzeigt, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert PBALS1, d.h. wenn bestimmt wird, daß die Maschine in der Region II arbeitet, wird der Wert des Gemischmagerkeits-Koeffizienten "KLS auf einen vorbestimmten Wert XLS, beispielsweise auf 0,8 gesetzt, um das Gemisch abzumagern. Da normalerweise die Maschine nicht in dieser Region II arbeiten kann, wenn sie beschleunigt wird, kann eine Magerkeit des Gemisches dort unbeachtet der Getriebeposition des Wechselgetriebes bewirkt werden, ohne Verschlechterung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine.

Wenn als nächstes das Ausgangssignal aus dem Getriebepositionsschalter 16 eine Reisegetriebeposition (d.h. die vierte Getriebegeschwindigkeitsposition oder die fünfte Getriebegeschwindigkeitsposition) anzeigt," wird der zweite vorbestimmte Wert PBALS2 als der vorbestimm te Wert des absoluten Druckes PBA ausgewählt, um zu be stimmen, ob eine Magerkeit des Gemisches zu bewirken ist. Dieser zweite vorbestimmte Wert PBALS2 wird auf einen Wert von beispielsweise 6OO mm Hg gesetzt, der kleiner ist als der Wert des absoluten Druckes PBA der Ansaugleitung, der normalerweise angenommen wird, wenn die Maschine beschleunigt wird, wobei das Wechsel getriebe sich in einer Reisegetriebeposition bei einer Maschinendrehzahl befindet, welche den vorbestimmten "Wert NIDL überschreitet. Wenn das Ausgangssignal aus dem Absolutdrucksensor 8 einen Wert des absoluten

Druckes PBA in der Ansaugleitung anzeigt, der kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert PBALS2,oder wenn die Maschine in der Region III arbeitet, wird der Wert des Gemischmagerkeits-Koeffizienten KLS auf den vorbestimmten Wert XLS oder auf 0,8 gesetzt, um das Gemisch abzumagern. Dies deshalb, weil beim Betrieb der Maschine in diesem Bereich III mit dem Wechselgetriebe in einer Reisegetriebeposition, sie sich üblicherweise in einem normalen Betriebszustand befindet, wie beispielsweise einer hohen Reisegeschwindigkeit, und in einem solchen Fall verschlechtert die Magerkeit des Gemisches nicht die Betreibbarkeit oder den Wirkungsgrad der Maschine.

Wenn aus den Ausgangssignalen aus dem Getriebepositionsschalter 16 und dem Absolutdrucksensor 8 bestimmt wird, daß die Maschine in einem Bereich III arbeitet, in dem der Absolutdruck PBA der Ansaugleitung den ersten vorbestimmten PBALS1 überschreitet, wobei das Wechselgetriebe sich in einer beschleunigenden Getriebeposition befindet, oder wenn die Maschine im Bereich IV arbeitet, in dem der absolute Druck PBA in der Ansaugleitung den zweiten vorbestimmten Wert PBALS2 überschreitet, wobei das Wechselgetriebe sich in einer Reisegetriebeposition befindet, wird eine Magerkeit des Gemisches verhindert, indem der Gemischmagerkeitskoeffizient KLS auf 1,0 gesetzt wird. Dies deshalb, weil, wenn eine solche Bestimmung festgehalten wird, die Maschine üblicherweise beschleunigt, wenn sie im Bereich III arbeitet und unter einer großen Lastbedingung arbeitet, wenn sie im Bereich IV arbeitet, beispielsweise wenn sie eine Steigung aufwärts fährt, und deshalb würde in beiden Fällen eine Magerkeit des Gemisches eine Verschlechterung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine bewirken.

'Nach dem Graphen der Figur 3 sind der vorbestimmte Drehzahlwert NIDL der Maschine und die vorbestimmten

absoluten Druckwerte PBALS1, PBALS2 der Ansaugleitung jeweils mit einem Hysteresis-Spielraum versehen, d.h. auf verschiedene Werte zwischen dem Eintritt in die Gemischmagerkeitsbereiche und deren Verlassen gesetzt. Insbesondere weist der vorbestimmte Drehzahlwert NIDL der Maschine einen Hysteresis-Spielraum von £ 50 Umdrehungen pro Minute und jeder der vorbestimmten absoluten Druckwerte PBALS1, PBALS2 einen Hysteresis-Spielraum von + 5 mm Hg auf. Das Vorsehen solcher Hysteresis-Spielräume sichert einen stabilen Betrieb der Maschine, indem im wesentlichen feine Fluktuationen in der Maschinendrehzahl und des absoluten Druckes PBA der Ansaugleitung in der Nähe ihrer, die Gemischmagerkeitsbereiche definierenden vorbestimmten Werte absorbiert werden.

Die Figur 4 zeigt ein Flußdiagramm einer Art und Weise der Bestimmung, ob die Maschine in einem Gemischmagerkeitsbereich sich befindet oder nicht, und einer Art und Weise des Setzens des Wertes des Gemischmagerkeitskoeffizienten KLS. Zuerst wird beim Schritt 1) bestimmt, ob die Drehzahl Ne der Maschine höher ist oder nicht, als die vorbestimmte Leerlaufdrehzahl NIDL, bei welcher die Maschine mit dem Drosselventil in seiner Leerlaufposition arbeitet. Wenn die Antwort nein ist, wird der Wert des Gemischabmagerungskoeffizienten KLS beim Schritt (2) auf 1,0 gesetzt. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 1) bejahend ist, schreitet das Programm zum Schritt 3) vor, um zu bestimmen, ob das Wechselgetriebe sich in einer beschleunigenden Getriebeposition befindet oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird beim Schritt 4) bestimmt, ob der absolute Druck PBA der Ansaugleitung kleiner ist oder nicht als der erste vorbestimmte Wert PBALS1 (beispielsweise 250 mm Hg). Wenn die Antwort ja ist, wird der Wert des Gemischmagerkeitsoeffizienten KLS beim Schritt 5) auf den vorbestimmten Wert XLS (beispielsweise 0,8) gesetzt. Wenn

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andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes 4) negativ ist, wird beim Schritt 2) der Wert des Gemischabraagerungskoeffizienten KLS auf 1,0 gesetzt.

Indem es zum Schritt 3) zurückkehrt, wenn die Antwort negativ ist, schreitet das Programm zum Schritt '6) vor, bei dem bestimmt wird, ob der absolute Druck PBA im Ansaugrohr niedriger ist als der vorbestimmte Wert PBALS2 (beispielsweise 600 mm Hg) oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird der Wert des Gemischmagerkeits-Koeffizienten KLS beim Schritt 5) auf den vorbestimmten Wert XLS gesetzt, während bei der Antwort nein der Wert des Koeffizienten KLS beim Schritt 2) auf 1,0 gesetzt wird.

Obwohl bei der vorangegangenen Ausführung der die Gemischmagerkeit bestimmende Wert des Maschinenlastparameters auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird, der davon abhängt, ob das Wechselgetriebe sich in einer beschleunigenden Getriebeposition oder in einer Reisegetriebeposition befindet, kann der die Gemischmagerkeit bestimmende Wert alternativ dazu auf einen vorbestimmten Wert gesetzt werden, der von jeder der Getriebepositionen abhängt (beispielsweise jeder der ersten bis fünften Geschwindigkeitsgetriebepositionen), in dem derart bestimmt wird, welche der Getriebepositionen das Wechselgetriebe einnimmt, daß der die Gemischmagerkeit bestimmende Wert auf einen kleineren vorbestimmten Wert gesetzt wird, wenn das Wechselgetriebe eine Getriebeposition mit niedrigerer Geschwindigkeit einnimmt. Entsprechend dieser Alternative kann die Kontrolle des Luft-Kraftstoffverhältnisses in einer Weise bewirkt werden, die den Betriebszuständen der Maschine angemessener ist. Außerdem kann, obwohl in der vorangegangenen Ausführung der Wert des Gemischmagerkeitskoeffizienten KLS sowohl beim Betrieb der Maschine im Gemischmagerkeitsbereich II als auch beim Betrieb der

Maschine im anderen Gemischmagerkeitsbereich III auf denselben vorbestimmten Wert XLS gesetzt wird, alternativ dazu der Wert des Koeffizienten KLS, der auf den Gemischmagerkeitsbereich II anwendbar ist, in welchem die Magerkeit des Gemisches nur bewirkt wird, wenn das Wechselgetriebe eine Reisegetriebeposition einnimmt, auf einen vorbestimmten Wert gesetzt werden, der kleiner ist, als der auf den Gemischmagerkeitsbereich III anwendbare, so daß ein weiterer verbesserter Kraftstoffverbrauch ohne Verschlechterung der Betreibbarkeit der Maschine sichergestellt ist. Beispielsweise kann, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, wenn beim Schritt 4) festgestellt wird, daß der Absolutdruck PBA in der Ansaugleitung kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert PBALS1, das Programm zum Schritt 5') vorschreiten, um den Wert des Gemischmagerkeit skoeffizienten KLS auf einen Wert von 0,85 zu setzen, der größer ist als der Wert 0,8 beim Schritt 5).

Außerdem kann der die Gemischmagerkeit bestimmende Wert des Maschinenlastparameters auf einen vorbestimmten Wert gesetzt werden, der von der Maschinentemperatur in einer solchen Weise abhängt, daß, wenn die durch den Maschinenkühlmitteltemperatursensor 10 abgefühlte Maschinentemperatur kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, der die Gemischmagerkeit bestimmende Wert des Maschinenlastparameters auf einen kleineren Wert gesetzt wird, als wenn die Maschinentemperatur höher ist, als der vorbestimmte Wert, wodurch das ganze Feld des ganzen Gemischmagerkeitsbereichs reduziert wird, um eine sichere Funkenzündung der Zündkerzen der Maschine sicherzustellen, die durch eine im kalten Zustand der Maschine bewirkte Magerkeit des Gemisches verschlechtern würde. Beispielsweise werden gemäß Figur 5, wenn ein erfaßter Wert der Maschinenkühlmitteltemperatur TW

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höher ist, als ein vorbestimmter Wert TWx, die vorstehend erwähnten vorbestimmten Werte PBALS1, PBALS2 auf höhere Werte PBALSIa bzw. PBALS2a gesetzt, während dann, wenn die Temperatur TW niedriger ist als der vorbestimmte Wert TWx, die Werte PBALS1, PBALS2 auf niedrigere Werte PBALSIb bzw. PBALS2b gesetzt.

Darüber hinaus können, wenn die Maschine in einem Hochgeschwindigkeitsbereich arbeitet, in dem die Maschinendrehzahl Ne einen vorbestimmten, durch die lang-und kurzgestrichelte Linie in Figur 3 angedeuteten Wert NH, beispielsweise 4000 Umdrehungen pro Minute, überschreitet, der die Gemischmagerkeit bestimmende Wert des Maschinenlastparameters oder die Werte PBALS1, PBALS2 auf kleinere vorbestimmte Werte PBALS1·, PBALS2¹ gesetzt werden, als wenn die Maschinendrehzahl größer ist als der vorbestimmte Wert NH, wodurch eine Magerkeit oder Abmagerung des Gemisches vermieden wird, wenn die Maschine in einen Bereich mit hoher Last und hoher Geschwindigkeit beschleunigt wird, um eine erforderliche Maschinenausgangsleistung zu erhalten.

Es wurde ein Verfahren zur elektronischen Kontrolle des Luft-Kraftstoffverhältnisses eines einer Brenhkraftmaschine für ein Fahrzeug in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine zuzuführenden Gemisches beschrieben, wobei ein vorbestimmter Wert eines Belastungen der Maschine anzeigenden Parameters gesetzt wird, der wenigstens einem erfaßten Wert eines Parameters entspricht, der die Getriebegeschwindigkeitsposition des Wechselgetriebes des Fahrzeugs anzeigt, und wobei eine. Magerkeit des Gemisches bewirkt wird, wenn ein erfaßter Wert des Maschinenlastparameters kleiner ist als der gesetzte vorbestimmte Wert. Wenn der erfaßte Wert des obigen Getriebegeschwindigkeitspositionsparameters eine niedrigere Getriebegeschwindigkeitsposition anzeigt, wird der oben-

genannte vorbestimmte Wert des obengenannten Maschinenlastparameters auf einen kleineren Wert gesetzt. Vorzugsweise wird der vorbestimmte Wert des Maschinenlastparameters auf einen Wert gesetzt, der auch einem erfaßten Wert der Maschinentemperatur und/oder einem erfaßten Wert der Maschinendrehzahl entspricht, zusätzlich zu einem erfaßten Wert des Getriebegeschwindigkeitspositionsparameters.

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H^HsciOiarn, Dip.e.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H.Liska Dr j D/20 8000 MÜNCHEN 86 <Q « 1Qfiq POSTFAC I Λ HUft 130 J POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22 TELEFON (0 89) 98 03 52 TELEX 522621 TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN HONDA GIKEN KOGYO KABUSHXKI IiAISHA No. 27-8, Jingumae 6-chome? Shibuya-ku, Tokyo, Japan Kontrollverfahren für das Luft-Kraftstoffverhältnis einer Brennkraftmaschine für Fahrzeuge Patentansprüche [1/■Verfahren zur Kontrolle des Luft-KraftstoffVerhältnisses eines einer Brennkraftmaschine für ein mit einem mehrere verschiedene Getriebegeschwindigkeitspositionen aufweisenden Wechselgetriebe ausgerüsteten Fahrzeug zuzuführenden Luft-Kraftstoffgemisches in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine mittels einer elektronischen Kontrolleinrichtung, gekennzeich net durch folgende Verfahrensschritte:

1) Es wird der Wert eines Belastungen der Maschine anzeigenden ersten Parameters erfaßt;

2) es wird der Wert eines zweiten Parameters erfaßt, der anzeigt, welche der Getriebegeschwindigkeitspositionen das Wechselgetriebe einnimmt;

3) es wird ein dem erfaßten Wert des zweiten Parameters entsprechender vorbestimmter Wert des ersten Parameters gesetzt; und

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4) das der Maschine zugeführte Gemisch wird gemagert, wenn der erfaßte Wert des ersten Parameters kleiner ist als der gesetzte vorbestimmte Wert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt 3) das Setzen des vorbestimmten Wertes des ersten Parameters auf einen kleineren Wert enthält, wenn der erfaßte Wert des zweiten Parameters eine niedrigere Geschwindigkeit einer der Getriebegeschwindigkeitspositionen des Wechselgetriebes anzeigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Maschine eine Ansaugpassage und ein in der Ansaugpassage angeordnetes Drosselventil aufweist, und daß der erste Parameter den absoluten Druck in der Drosselpassage an einer Stelle stromabwärts des Drosselventils enthält.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebegeschwindigkeitspositionen des Wechselgetriebes aufweisen eine erste Getriebegeschwindigkeitsposition, die eingenommen wird, wenn die Maschine in einem Reisegeschwindigkeitszustand arbeiten muß, eine zweite Getriebegeschwindigkeitsposition, die eingenommen wird, wenn die Maschine in einem beschleunigenden Zustand arbeiten muß, wobei der Schritt 2) die Bestimmung enthält, ob das Wechselgetriebe die erste Getriebegeschwindigkeitsposition oder die zweite Getriebegeschwindigkeitsposition einnimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch den Schritt des Setzens eines ersten Gemischmagerkeitsbereichs, in welchem der erste •Parameter einen Wert aufweist, der kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert, und in welchem die Magerkeit

des Gemisches bewirkt wird, ohne Rücksicht darauf, ob das Wechselgetriebe die erste Getriebegeschwindigkeitsposition oder die zweite Getriebegeschwindigkeitsposition einnimmt, und durch das Setzen eines zweiten Gemischmagerkeitsbereichsρ in dem der ersten Parameter größer ist als der erste vorbestimmte Wert, aber kleiner als der zweite vorbestimmte Wert und in dem die Magerkeit des Gemisches nur bewirkt wird, wenn der erfaßte Wert des zweiten Parameters die erste Getriebegeschwindigkeitsposition anzeigt, ifobei das Gemisch gemagert wirdρ um zwischen dem Betrieb der Maschine in dem ersten Gemischmagerkeitsbereich und dem Betrieb der Maschine in dem zweiten Gemischmagerkeitsbereich das gleiche Luft-KraftstoffVerhältnis zu erhalten.

6 ο Verfahren nach Anspruch h₉ gekennzeichnet durch den Schritt des Setzens eines ersten Gemischmagerkeitsbereichs j in welchem der erste Parameter einen Wert auÄreist, der kleiner ist, als der erste vorbestimmte Wert, und in dem die Magerkeit des Gemisches bewirkt wird, ohne Rücksicht darauf, ob das Wechselgetriebe die erste Getriebegeschwindigkeitsposition oder die zweite Getriebegeschwindigkeitsposition einnimmtρ und des Setzens eines zweiten Gemischmagerkeitsbereichs, in welchem der erste Parameter größer ist als der erste vorbestimmte Wert, aber kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert, und in dem die Magerkeit des Gemisches nur bexirirkt wird, wenn der erfaßte Wert des zweiten Parameters die erste Getriebegeschwindigkeitsposition anzeigt„ wobei das Gemisch so eingestellt wirdj daß ein größeres .Luft-Kraftstoffverhältnis erhalten wird_s wenn die Maschine in dem zweiten Gemischmagerkeitsbereich arbeitet j als wenn die Maschine in dem ersten Gemischmagerkeitsbereich arbeitet.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert eines dritten Parameters erfaßt wird, der die Temperatur der Maschine anzeigt, daß der vorbestimmte Wert des ersten Parameters auf einen ersten vorbestimmten Wert gesetzt wird, wenn der erfaßte Wert des dritten Parameters höher ist als der vorbestimmte Wert, und daß der vorbestimmte Wert des ersten Parameters auf einen zweiten vorbestimmten Wert gesetzt wird, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert, wenn der erfaßte Wert des dritten Parameters kleiner ist als sein vorbestimmter Wert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Viert eines vierten Parameters erfaßt wird, der die Drehzahl der Maschine anzeigt, daß der vorbestimmte Wert des ersten Parameters auf einen ersten vorbestimmten Wert gesetzt wird, wenn der erfaßte Wert des vierten Parameters niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, und daß der vorbestimmte Wert des ersten Parameters auf einen zweiten vorbestimmten Wert gesetzt, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert, wenn der erfaßte Wert des vierten Paramters größer ist als sein vorbestimmter Wert.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert des ersten Parameters auf verschiedene Werte dazwischengesetzt wird, wenn die Abmagerung des Gemisches begonnen und dieses beeendet wird.