DE3330700C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Steuerung der einem Verbrennungsmotor synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorgegebenen Steuersignals mittels einer Einspritzeinrichtung zugeführten Kraftstoffmenge gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus DE-OS 31 34 329 ist ein Kraftstoffzufuhr-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor der vorstehend genannten Art bekannt. Hierbei wird die Kraftstoffzufuhrmenge während und nach dem Starten des Verbrennungsmotors mit Hilfe von inkrementalen Kraftstoffzunahmewerten vergrößert, wobei diese inkrementalen Kraftstoffwerte in funktioneller Abhängigkeit von der Motordrehzahl geändert werden. Während des Startens und unmittelbar nach dem Starten des Verbrennungsmotors werden ein Start-Anreicherungskoeffizient SE sowie ein Nachstart-Anreicherungskoeffizient ASE′ ermittelt. Der Wert des Start-Anreicherungskoeffizienten SE wird mittels eines Festwertspeichers der Steuerschaltung als Funktion der Kühlmitteltemperatur ausgelesen und der Anfangswert des Nachstart-Anreicherungskoeffizienten ASE′ wird auf den Wert des ausgelesenen Koeffizienten SE gesetzt. Zeitabhängig wird dieser gesetzte Anfangswert dann verringert. Ein Gesamtanreicherungskoeffizient R wird durch Multiplikation des Wertes des Warmlauf- Anreicherungskoeffizienten WL, der in Abhängigkeit vom Warmlaufzustand des Verbrennungsmotors festgelegt wird, mit dem Wert des Nachstart-Anreicherungskoeffizienten ASE′ berechnet. Dabei ist der Nachstart-Anreicherungskoeffizient ASE′ auch funktionell von der Motordrehzahl N gemäß der Formel ASE′ = ASExf (N) abhängig. Die motordrehzahlabhängige Funktion f (N) nimmt mit dem Ansteigen der Motordrehzahl N ab und mit dem Absinken der Motordrehzahl zu, so daß der Nachstart-Anreicherungskoeffizient ASE′ ansteigt, sobald die Motordrehzahl niedriger wird. Hierbei können sich Schwierigkeiten hinsichtlich des Betriebsverhaltens des Verbrennungsmotors beim Übergang vom Anlassen zum normalen Betrieb aufgrund von sich abrupt ändernden Steuervorgabewerten ergeben.

In der älteren Anmeldung DE-OS 31 28 734 ist ein elektronisch gesteuertes und geregeltes Kraftstoffzumeßsystem für eine Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem das der Brennkraftmaschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch mit Hilfe eines Integrators angereichert wird. Der Integrator legt den Anfangs-Anreicherungswert in Abhängigkeit von der Temperatur fest und verringert den Anreicherungswert im Laufe der Zeit allmählich. Auf diese Weise wird das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch während und nach dem Starten des Motors angereichert, ohne daß sich Schwankungen der Versorgungsspannung des Integrators auswirken.

Aus DE-OS 27 28 414 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern der Einspritzmenge bei Brennkraftmaschinen beim Kaltstart bekannt, bei denen die Dauer der Einspritzimpulse gesteuert wird, die die Kraftstoffeinspritzventile zur Lieferung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ansteuern, wobei eine Abhängigkeit vom Startzustand des Motors und des Zeitablaufes berücksichtigt wird.

Aus DE-OS 25 11 974 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kaltstartanhebung bei Kraftstoffeinspritzanlagen bekannt, bei denen die Kraftstoff-Einspritzventile ohne die Verwendung eines üblichen Niedertemperatur-Startventils im Ansaugrohr für die Zuführung zusätzlichen Kraftstoffs so gesteuert werden, daß das Starten der Brennkraftmaschine bei sehr niedrigen Temperaturen ermöglicht wird. Hierbei wird der Anfangswert der Kraftstoffzufuhrmenge, die dem Motor beim Anlassen bei sehr niedrigen Temperaturen zugeführt wird, auf einen Wert festgelegt, der vom Fahrzeugtyp und der Umgebungstemperatur abhängig ist. Die festgesetzte Kraftstoffzufuhrmenge wird anschließend allmählich entsprechend einer bestimmten Kennlinie verringert.

Um einen glatten Übergang vom Startbetrieb des Verbrennungsmotors bei einer Start-Kraftstoffzufuhrsteuerung zum Normalbetrieb des Motors unter Berücksichtigung einer Basis- Kraftstoffzufuhrsteuerung zu erhalten, wurde von der Anmelderin vorgeschlagen, einen Wert eines Nachstart-Kraftstoff- Zunahmekoffizienten KAST als Produkt des Wertes eines von der Wassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW und einer Konstanten CAST mit festem Wert einzustellen, wobei dem Verbrennungsmotor unmittelbar nach seinem Starten die zugeführte Kraftstoffmenge auf der Basis des Wertes des Kraftstoff-Zunahmekoffizienten KAST zugemessen wird. Anschließend wird die dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmenge graduell verringert. Hierbei ist die Zunahmerate der Kraftstoffzufuhrmenge zur Realisierung eines glatten und guten Starts des Verbrennungsmotors beim Start größer als die Kraftstoffzufuhrmenge zur Realisierung eines stabilen Motorbetriebs gemäß der Basis-Kraftstoffzufuhrsteuerung. Wird die dem Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem Start zugeführte Kraftstoffmenge auf der Basis des Nachstart-Kraftstoffzunahmekoeffizienten KAST eingestellt, so kann sich eine große Differenz in der resultierenden zuzumessenden Kraftstoffmenge zwischen dem Startbetrieb und dem Normalbetrieb unmittelbar nach dem Start ergeben.

Durch diese große Differenz und abrupte Änderung wird das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors beeinträchtigt. Dies ist für den Fahrer unangenehm. Es ist sogar möglich, daß der Verbrennungsmotor in diesem Übergangsbereich abgewürgt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten ein Verfahren zur elektronischen Steuerung der einem Verbrennungsmotor synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorgegebenen Steuersignals mittels einer Einspritzeinrichtung zugeführten Kraftstoffmenge der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, das einen gleichmäßigen Übergang von der Start-Kraftstoffzufuhrsteuerung zum Normalbetrieb des Motors über eine Nachstart- Kraftstoffzufuhrsteuerung ermöglicht, um das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors unter Vermeidung von kritischen Zwischenbetriebszuständen zu verbessern.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur elektronischen Steuerung der einem Verbrennungsmotor synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorgegebenen Steuersignals mittels einer Einspritzeinrichtung zugeführten Kraftstoffmenge gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen seines Kennzeichens gelöst.

Beim erfindungsgemäßen elektronischen Steuerverfahren wird nach dem Anlassen des Motors die Kraftstoffmenge weiter durch einen kühlwassertemperaturabhängigen Kraftstoff-Zunahmekoffizienten, der mit KTW bezeichnet ist, korrigiert, und zwar zusätzlich zu den mit Hilfe des Nachstart-Kraftstoffzunahmekoffizienten KAST vorgenommenen Korrekturen. Dieser Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoffizient KAST wird gebildet durch KAST = KTW × CAST. Somit wird der Kraftstoff- Zunahmekoffizient KTW zweimal beim erfindungsgemäßen elektronischen Steuerverfahren verwendet, wodurch eine äußerst exakte Korrektur der Kraftstoffmenge entsprechend den Temperaturzuständen des Verbrennungsmotors erreicht wird. Hierdurch wird ein gleichförmiges und stabiles Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors insbesondere beim Übergang vom Startzustand zum Normalbetrieb sichergestellt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 wiedergegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Kraftstoff-Zufuhr-Steuersystems zur Durchführung des elektronischen Steuerverfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Innenaufbaus einer elektronischen Steuereinheit gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Programms für die Steuerung von Ventilöffnungsperioden TOUTM, TOUTS von Haupteinspritzeinrichtungen und einer Hilfseinspritzeinrichtung des Verbrennungsmotors, die durch die elektronische Steuereinheit gemäß Fig. 1 angesteuert werden.

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Hauptprogramms zur Steuerung der grundlegenden Ventilöffnungsperioden TOUTM und TOUTS;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines einen Teil des Programms nach Fig. 4 bildenden Unterprogramms zur Festlegung eines Startbetriebs des Verbrennungsmotors;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Art der Zunahme der Kraftstoffzufuhrmenge unmittelbar nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das die Art der Berechnung des Wertes des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm, aus dem der Zusammenhang zwischen dem zweiten, vor der Kühlwassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten CASTA für die Berechnung des Wertes des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST und der Motor-Kühlwassertemperatur TW ersichtlich ist; und

Fig. 9 ein Diagramm, aus dem der Verlauf des ersten, von der Kühlwassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW ersichtlich ist.

Zunächst wird anhand des in Fig. 1 dargestellten Gesamtaufbaues eines Kraftstoffzufuhr-Steuersystems für Verbrennungsmotoren das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Ein Verbrennungsmotor 1 kann beispielsweise vier Zylinder aufweisen. Dieser Motor 1 besitzt beispielsweise vier Hauptbrennkammern sowie mit diesen in Verbindung stehende Hilfsbrennkammern, die jedoch nicht dargestellt sind. Ein mit dem Motor 1 verbundenes Ansaugrohr 2 umfaßt ein mit den Brennkammern in Verbindung stehendes Hauptansaugrohr sowie ein mit den Hilfsbrennkammern in Verbindung stehendes Hilfsansaugrohr, die ebenfalls nicht dargestellt sind. Im Ansaugrohr 2 ist ein Drosselkörper 3 angeordnet, welcher mit einer im Hauptansaugrohr angeordneten Hauptdrosselklappe und einer im Hilfsansaugrohr angeordneten Hilfsdrosselklappe in Verbindung steht, wodurch ein synchroner Betrieb erreichbar ist. Die beiden Drosselklappen sind ebenfalls nicht dargestellt. Mit der Hauptdrosselklappe ist ein Drosselklappenöffnungs-Sensor 4 (R th-Sensor) verbunden, um die Drosselklappenöffnung zu erfassen und als Funktion dessen ein elektrisches Signal zu erzeugen, das in eine elektronische Steuereinheit 5 eingespeist wird.

Eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 ist im Ansaugrohr 2 an einer Stelle zwischen dem Motor 1 und dem Drosselkörper 3 angeordnet, welche nicht dargestellte Haupteinspritzeinrichtungen eine Hilfseinspritzeinrichtung umfaßt. Die Haupteinspritzeinrichtungen entsprechen in ihrer Zahl den Motorzylindern und sind im Hauptansaugrohr jeweils an einer Stelle geringfügig vor einem nicht dargestellten Ansaugventil des entsprechenden Motorzylinders angeordnet, während die einzige Hilfseinspritzeinrichtung im Hilfsansaugrohr an einer Stelle geringfügig hinter der Hilfsdrosselklappe angeordnet ist. Damit ist allen Motorzylindern Kraftstoff zuführbar. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6 ist mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbunden. Die Haupteinspritzeinrichtungen sowie die Hilfseinspritzeinrichtungen sind elektrisch in der Weise mit der elektronischen Steuereinheit 5 verbunden, daß ihre Ventilöffnungsperioden bzw. Kraftstoffeinspritzmengen durch von der elektronischen Steuereinheit 5 gelieferte Signale gesteuert werden.

Ein Absolutdruck-Sensor 8 (PBA-Sensor) steht über eine Leitung 7 mit dem Inneren des Hauptansaugrohrs des Drosselkörpers 3 an einer Stelle unmittelbar hinter der Hauptdrosselklappe in Verbindung. Dieser PBA-Sensor 8 dient zur Erfassung des Absolutdrucks im Hauptansaugrohr 2 und liefert ein ein Maß für den erfaßten Absolutdruck darstellendes elektrisches Signal zur elektronischen Steuereinheit 5. Im Hauptansaugrohr ist an einer Stelle hinter dem PBA-Sensor 8 ein Ansaugrohr- Lufttemperatur-Sensor 9 (TA-Sensor) vorgesehen, um ein ein Maß für die erfaßte Ansaugrohr-Lufttemperatur darstellendes elektrisches Signal in die elektronische Steuereinheit 5 einzuspeisen.

Ein Motor-Kühlwassertemperatur-Sensor 10 (TW-Sensor), der beispielsweise durch einen Thermistor gebildet werden kann, ist in der Weise auf dem Motorblock des Motors 1 angebracht, daß er in der Umfangswand eines Motorzylinders eingebettet ist, deren Inneres mit Kühlwasser gefüllt ist. Dieser Sensor liefert ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal zur elektronischen Steuereinheit 5.

Gegenüber einer nicht dargestellten Nockenwelle oder einer nicht dargestellten Kurbelwelle des Motors 1 sind ein Motordrehzahl- Sensor 11 (Ne-Sensor) und ein Zylinderunterscheidungs-Sensor 12 angeordnet.

Der erstgenannte Sensor 11 dient zur Erzeugung eines Impulses in einer bestimmten Kurbelwellenstellung bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle um 180°, d. h., bei Erzeugung jedes Impulses eines Hub-Mittenstellungssignals (TDC-Signal) während der Sensor 12 einen Impuls bei einem speziellen Nockenstellungswinkel eines speziellen Motorzylinders liefert. Diese durch die Sensoren 11 und 12 erzeugten Impulse werden in die elektronische Steuereinheit 5 eingespeist.

In einem vom Motorblock des Motors 1 abgehenden Auspuff 13 ist ein Dreiweg-Katalysator 14 zur Reinigung der in den Abgasen enthaltenen Komponenten HC, CO und NO _x angeordnet. Im Auspuff 13 ist an einer Stelle vor dem Dreiweg-Katalysator 14 ein Q₂-Sensor 15 zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen angeordnet, der einen ein Maß für den erfaßten Konzentrationswert darstellendes elektrisches Signal zur elektronischen Steuereinheit 5 liefert.

Weiterhin sind mit der elektronischen Steuereinheit 5 ein Atmosphärendruck-Sensor 16 (PA-Sensor) sowie ein Anlaßschalter 17 zur Ein- und Ausschaltung eines nicht dargestellten Starters des Motors elektrisch verbunden, welche ein ein Maß für den erfaßten Atmosphärendruck darstellendes Signal bzw. ein ein Maß für den eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand des Anlaßschalters darstellendes Signal zur elektronischen Steuereinheit 5 liefern.

Die elektronische Steuereinheit 5 berechnet die Ventilöffnungsperiode TOUT für die Haupteinspritzeinrichtungen sowie die Hilfseinspritzeinrichtung der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 und liefert den berechneten TOUT-Werten entsprechende Ansteuersignale für die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 zur Öffnung der Einspritzeinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung innerhalb der elektronischen Steuereinheit 5 nach Fig. 1. Ein Ausgangssignal des Ne- Sensors 11 wird in eine Signalformerstufe 501 eingespeist, in der eine Impulsformung stattfindet, wonach das Signal als TDC-Signal in einen Zentralprozessor 503 (im folgenden CPU genannt) sowie in einen Me-Wert-Zähler 502 eingespeist wird. Der Me-Wert-Zähler 502 zählt das Zeitintervall zwischen einem vorhergehenden Impuls des in einer vorgegebenen Nockenstellung des Motors erzeugten TDC-Signals sowie einen laufenden Impuls dieses in der gleichen Nockenstellung erzeugten Signals, das vom Ne-Sensor 11 eingegeben wird, so daß der gezählte Wert Me dem Reziprokenwert der tatsächlichen Motordrehzahl Ne entspricht. Der Me-Wert-Zähler 502 speist den gezählten Wert Me über einen Datenbus 510 in die CPU 503 ein.

Die Spannungspegel der Ausgangssignale des PBA-Sensors 8, des TW-Sensors 10, des Anlaßschalters 17 usw. werden durch eine Pegelschieberstufe 504 sukzessive auf einen vorgegebenen Spannungspegel geschoben und über einen Multiplexer 505 in einen Analog-Digital-Wandler 506 eingespeist. Dieser Analog- Digital-Wandler 506 überführt die analogen Ausgangsspannungen der vorgenannten verschiedenen Sensoren sukzessive in Digitalsignale und speist diese resultierenden Digitalsignale über den Datenbus 510 in die CPU 503 ein.

Über den Datenbus 510 sind weiterhin ein Festwertspeicher 507 (im folgenden ROM genannt), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff 508 (im folgenden RAM genannt) sowie eine Treiberstufe 509 mit der CPU 503 gekoppelt. Das RAM 508 speichert zeitweise verschiedene von der CPU 503 berechnete Werte, während das ROM 507 ein in der CPU 503 abzuarbeitendes Steuerprogramm sowie eine Wertetabelle des von der Motor-Kühlwassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW und eine Wertetabelle des von der Kühlwassertemperatur abhängigen Koeffizienten CAST speichert. Die Auslesung erfolgt dabei selektiv in im folgenden noch genauer zu beschreibender Weise. Die CPU 503 arbeitet das im ROm 507 gespeicherte Steuerprogramm zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzperioden TOUT für die Einspritzeinrichtungen der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 als Funktion der verschiedenen Motorbetriebsparameter-Signale ab und speist die berechneten Periodenwerte über den Datenbus 510 in die Treiberstufe 509 ein. Diese Treiberstufe 509 liefert Treibersignale entsprechend den vorgenannten berechneten TOUT-Werte zur Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 zwecks Ansteuerung von deren Einspritzeinrichtungen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Kraftstoffzufuhr-Steuersystems gemäß Fig. 1 anhand der Fig. 3 bis 9 erläutert.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des gesamten Programms für die Kraftstoffzufuhrsteuerung, d. h., der durch die elektronische Steuereinheit 5 durchgeführten Steuerung der Ventilöffnungsperioden TOUTM, TOUTS der Haupteinspritzeinrichtungen und der Hilfseinspritzeinrichtung. Das Programm umfaßt ein erstes Programm 100 sowie ein zweites Programm 200. Das erste Programm 100 wird zur Kraftstoffmengensteuerung synchron mit der Erzeugung des TDC-Signals ausgenutzt und umfaßt ein Startsteuer-Unterprogramm 30 sowie ein grundlegendes Steuer-Unterprogramm 40, während das zweite Programm 200 ein Asynchron-Steuer-Unterprogramm 50 umfaßt, das asynchron zum bzw. unabhängig vom TDC-Signal ausgeführt wird.

Im Startsteuer-Unterprogramm 30 werden die Ventilöffnungsperioden TOUTM und TOUTS durch die folgenden grundlegenden Gleichungen festgelegt:

TOUTM = TiCRM × KNe + (TV + Δ TV) (1)
TOUTS = TiCRS × KNe + TV (2)

worin TiCRM, TiCRS grundlegende Werte der Ventilöffnungsperioden für die Haupteinspritzeinrichtungen bwz. die Hilfseinspritzeinrichtung stellen, welche aus einer TiCRM-Tabelle 60 und einer TiCRS- Tabelle 70 festgelegt werden. KNE stellt einen beim Start des Motors wirksamen Korrekturkoeffizienten dar, welcher als Funktion der Motordrehzahl Ne variabel ist und aus einer KNe-Tabelle 80 festgelegt wird. TV ist ein Korrekturwert zur Vergrößerung und Verringerung der Ventilöffnungsperiode als Funktion von Änderungen der Ausgangsspannung der Batterie, der aus einer TV-Tabelle 90 festgelegt wird. Der Wert Δ-TV- wird dem für die Haupteinspritzer wirksamen Wert TV hinzuaddiert, der sich von dem für die Hilfseinspritzeinrichtung wirksamen Wert TV unterscheidet, da die Haupteinspritzeinrichtungen sich in ihrem Aufbau von der Hilfseinspritzeinrichtung unterscheiden und daher eine andere Betriebscharakteristik besitzen.

Die grundlegenden Gleichungen der für das grundlegende Steuer- Unterprogramm 40 wirksamen Werte TOUTM und TOUTS sind die folgenden:

TOUTM = (TiM-TDEC) × (KTA × KTW × KAFC × KPA × KAST × KWOT × KO₂ × KLS)
+ TACC × (KTA × KTWT × KAFC) + (TV + Δ TV) (3)
TOUTS = (TiS-TDEC) × (KTA × KTW × KAST × KPA) + TV (4)

Darin bedeuten TiM und TiS grundlegende Werte der Ventilöffnungsperioden für die Haupteinspritzeinrichtungen bzw. die Hilfseinspritzeinrichtung, welche aus einer grundlegenden Ti-Tabelle 101 festgelegt werden. TDC und TACC sind Korrekturwerte, welche bei Motorbeschleunigung bzw. bei Motorabbremsung wirksam sind und aus Beschleunigungs- und Brems-Unterprogrammen 110 festgelegt werden. KTA, KTW, usw., sind Korrekturkoeffizienten, die durch ihre entsprechenden Tabellen und/ oder Unterprogramme 120 festgelegt werden. KTA ist ein von der Temperatur der angesaugten Luft abhängiger Korrekturkoeffizient, der aus einer Tabelle als Funktion der tatsächlichen Temperatur der angesaugten Luft festgelegt wird. KTW ist ein von der Kühlwassertemperatur des Motors abhängiger Kraftstoff-Zunahmekoeffizient, der aus einer Tabelle als Funktion der tatsächlichen Kühlwassertemperatur TW des Motors festgelegt wird. KAFC ist ein Kraftstoff-Zunahmekoeffizient, der nach der Abschaltung der Kraftstoffzufuhr wirksam ist und durch ein Unterprogramm festgelegt wird. KPA ist ein vom Atmosphärendruck abhängiger Korrekturkoeffizient, der aus einer Tabelle als Funktion des tatsächlichen Atmosphärendrucks festgelegt wird, während KAST ein Kraftstoff-Zunahmekoeffizient ist, der nach dem Start des Motors wirksam ist und durch ein Unterprogramm festgelegt wird. KWOT ist ein Koeffizient zur Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Gemisches, der bei weit offener Drosselklappe wirksam ist und einen konstanten Wert besitzt, während KO₂ ein vom Ausgangssignal des Q₂-Sensors abhängiger Rückkoppelregel- Korrekturkoeffizient ist, der durch ein Unterprogramm als Funktion der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen festgelegt wird, während KLS ein Magergemisch-Koeffizient ist, der im stöchiometrischen Magerbetrieb wirksam ist und einen konstanten Wert besitzt. Der Begriff "stöchiometrisch" bezeichnet ein stöchiometrisches bzw. theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Mischung.

Auf der anderen Seite wird die Ventilöffnungsperiode TMA für die Hauptspritzeinrichtungen welche asynchron mit dem TDC- Signal wirksam ist, durch die folgende Gleichung bestimmt:

TMA = TiA × KTWT × KAST + (TV + Δ TV) (5)

Darin bedeutet TiA einen grundlegenden Kraftstoffzunahmewert, der bei Motorbeschleunigung wirksam und asynchron zum TDC-Signal ist. Dieser TiA-Wert wird aus einer TiA- Tabelle 130 festgelegt. KTWT ist als Kraftstoff-Zunahmekoeffizient definiert, der bei und nach der mit dem TDC- Signal synchronen Beschleunigungssteuerung sowie bei der zum TDC-Signal asynchronen Beschleunigungssteuerung wirksam ist. Diese Größe wird aus einem Wert des vorgenannten von der Wassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW gemäß Tabelle 140 berechnet.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm des vorgenannten ersten Programms 100 zur Steuerung der Ventilöffnungsperiode, die durch die CPU 503 gemäß Fig. 2 synchron mit dem TDC-Signal erfolgt. Das gesamte Programm umfaßt einen Eingangssignal- Verarbeitungsblock I, einen Basissteuerblock II sowie einen Startsteuerblock III. Im Eingangssignal-Verarbeitungsblock I wird zunächst die CPU 503 im Schritt a eingeschaltet und das TDC-Signal in die elektronische Steuereinheit 5 eingegeben, wenn der Motor im Schritt b startet. Sodann werden alle grundlegenden Analogwerte in die elektronische Steuereinheit 5 eingegeben, wobei es sich um die erfaßten Werte des Atmosphärendruckes PA, des Absolutwertes PB, die Motor-Kühlwassertemperatur TW, die Ansaug-Lufttemperatur TA, die Drosselklappenöffnung R TH, die Batteriespannung V, den Ausgangsspannungswert V des O₂-Sensors sowie den ein- oder ausgeschalteten Zustand des Anlaßschalters 17 handelt, wobei einige notwendige Werte gespeichert werden (Schritt c). Weiterhin wird die Periode zwischen einem Impuls des TDC- Signals und des nächsten Impulses dieses Signals gezählt, um die tatsächliche Motordrehzahl Ne auf der Basis des gezählten Wertes zu berechnen, wobei der gerechnete Wert in der elektronischen Steuereinheit 5 gespeichert wird (Schritt d). Das Programm schreitet sodann zum Basissteuerblock II fort. In diesem Block erfolgt im Schritt e unter Ausnutzung des berechneten Ne-Wertes eine Bestimmung, ob die Motordrehzahl kleiner als die Kurbelwellendrehzahl (Startdrehzahl) ist oder nicht. Ist die Antwort ja, so schreitet das Programm zum Startsteuerunterprogramm III fort. In diesem Block werden die Werte von TiCRM und TiCRS aus einer TiCRM-Tabelle bzw. einer TiCRS-Tabelle auf der Basis des erfaßten Wertes der Motor-Kühlwassertemperatur TW ausgewählt (Schritt f). Ebenso wird der Wert des von der Drehzahl Ne abhängigen Korrekturkoeffizienten KNe mittels der KNe-Tabelle bestimmt (Schritt g). Weiterhin wird der Wert der von der Batteriespannung abhängigen Korrekturgröße TV mittels der TV-Tabelle bestimmt (Schritt h). Diese so bestimmten Werte werden dann zur Berechnung der Werte von TOUTM, TOUTS in die oben genannten Gleichungen (1), (2) eingesetzt (Schritt i).

Ist die Antwort im oben genannten Schritt e nein, so wird im Schritt k festgelegt, ob der Motor in einem Zustand zur Durchführung der Kraftstoffabschaltung arbeitet oder nicht. Ist die Antwort ja, so werden die Werte TOUTM und TOUTS im Schritt 1 beide auf Null gesetzt.

Ist andererseits die Antwort im Schritt k nein, so werden die Berechnungen der Werte der Korrekturkoeffizienten KTA, KTW, KAFC, KPA, KAST, KWOT, KO₂, KLS, KTWT, usw. sowie die Korrekturwerte TDEC, TACC, TV und Δ TV mittels der entsprechenden Berechnungsunterprogramme und Tabellen im Schritt m durchgeführt.

Sodann werden die grundlegenden Ventilöffnungsperioden-Werte TiM und TiS aus den entsprechenden Tabellen des TiM-Wertes bzw. des TiS-Wertes ausgewählt, welche den Daten der tatsächlichen Motordrehzahl Ne bzw. des tatsächlichen Absolutdrucks PB und/oder entsprechenden Parametern entsprechen. (Schritt n).

Sodann erfolgen die Berechnungen der Werte TOUTM, TOUTS auf der Basis der in den Schritten m und n ausgewählten Werte der Korrekturkoeffizienten und Korrekturwerte im oben beschriebenen Sinne gemäß den oben angegebenen Gleichungen (3) und (4) (Schritt o). Die Haupteinspritzeinrichtungen sowie die Hilfseinspritzeinrichtung werden entsprechend den in den Schritten i, l und o erhaltenen Werte von TOUTM und TOUTS für die Ventilöffnungsperioden betätigt (Schritt p).

Wie oben ausgeführt, erfolgt zusätzlich zu der vorbeschriebenen Steuerung der Ventilöffnungsperioden der Haupteinspritzeinrichtungen und der Hilfseinspritzeinrichtung synchron mit dem TDC-Signal eine asynchrone Steuerung der Ventilöffnungsperioden der Haupteinspritzeinrichtungen asynchron mit dem TDC-Signal, jedoch synchron mit einem bestimmten impulsförmigen Signal, das eine konstante Impulswiederholungsperiode besitzt. Eine detaillierte Beschreibung dieses Sachverhaltes erfolgt nicht.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Ausführung des Schrittes e nach Fig. 4 zur Bestimmung, ob der Motor im Startbetrieb arbeitet oder nicht. Im Schritt aa wird zunächst bestimmt, ob der Anlaßschalter 17 gemäß Fig. 1 offen oder geschlossen ist. Ist der Anlaßschalter 17 nicht eingeschaltet, so kann angenommen werden, daß der Motor nicht startet, wobei das Programm zu einer grundlegenden Steuerschleife im Schritt bb fortschreitet, während bei eingeschaltetem Schalter 17 eine Bestimmung durchgeführt wird, ob die Motordrehzahl Ne kleiner als eine vorgegebene Startdrehzahl NCR (beispielsweise 400 U/min) ist oder nicht (Schritt cc). Ist der erstgenannte Wert größer als der zweitgenannte Wert, so schreitet das Programm unter der Annahme, daß der Motor nicht startet, zur vorgenannten grundlegenden Steuerschleife gemäß Schritt bb fort. Ist andererseits der erstgenannte Wert kleiner als der zweitgenannte Wert, so schreitet das Programm unter der Annahme, daß der Motor startet, zu einer Startsteuerschleife (Block III in Fig. 4) fort (Schritt dd).

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, aus dem die Art der Zunahme der Kraftstoffzufuhrmenge unmittelbar nach dem Start des Motors im erfindungsgemäßen Sinne ersichtlich ist. Nach dem Start des Motors wird eine größere Menge Kraftstoff, welche durch die vorgenannte Start-Kraftstoffzufuhrsteuerung in Abhängigkeit von der Motorkühltemperatur gesteuert wird, zum Motor geleitet, um dessen Startfähigkeit zu verbessern, was in Fig. 6 durch eine ausgezogene Kurve A dargestellt ist. Im Normalbetrieb wird dem Motor nach dem Starten gemäß einer Kurve A′′ in Fig. 6 eine Kraftstoffmenge zugeführt, welche gemäß der oben genannten grundlegenden Kraftstoffzufuhrsteuerung gesteuert wird. Wie Fig. 6 zeigt, ist zwischen dem Ventilöffnungsperioden-Pegel A beim Starten und dem Ventilöffnungsperioden-Pegel A′′ nach dem Starten eine Differenz vorhanden. Um eine durch diese Differenz bedingte Diskontinuität für den Motor beim Übergang vom Startbetrieb zum Normalbetrieb nach dem Starten zu vermeiden, wird die Kraftstoffmenge beim Eintritt in den Übergang dadurch erhöht, daß der durch die grundlegende Kraftstoffzufuhrsteuerung nach dem Starten erhaltene Ventilöffnungsperioden-Pegel A′′ mit einem Wert des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST multipliziert und danach der Wert des Koeffizienten KAST synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals graduell vermindert wird, um eine glatte Abnahme der Ventilöffnungsperiode bzw. der Kraftstoffzufuhrmenge vom Start-Pegel A zum Nachstart-Pegel A′′ zu realisieren, wie dies durch die Kurve A′ in Fig. 6 angegeben ist.

Darüber hinaus wird gemäß dem elektronischen Steuerverfahren die Kraftstoffmenge beim Starten des Motors auf einen höheren Wert eingestellt, wenn die Motor-Kühltemperatur TW kleiner ist. Speziell wird beispielsweise die Kraftstoffmenge auf einen Wert entsprechend eines Ventilöffnungsperioden-Pegels B in Fig. 6 eingestellt, wenn die Motor-Kühltemperatur beim Start kleiner als diejenige Temperatur ist, bie der der vorgenannte Ventilöffnungsperioden-Pegel A erhalten wird. Nach dem Starten wird die Kraftstoffmenge auf einen einem Ventilöffnungsperioden- Pegel B′′ entsprechenden Wert eingestellt, der dadurch erhalten wird, daß ein durch die grundlegende Kraftstoffzufuhrsteuerung festgelegter Ventilöffnungsperioden- Wert mit einem Wert des von der Motorkühltemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW multipliziert wird. Gemäß dem Verfahren wird die Kraftstoffmenge während der Zeitperiode, während der die Ventilöffnungsperiode vom Pegel B zum Pegel B′′ verschoben wird (im folgenden als "Nachstart-Kraftstoffzunahmeperiode" bezeichnet), längs einer Kurve B′O graduell verringert, so daß zwischen dem Startbetrieb und dem Betrieb unmittelbar nach dem Start eine Differenz in der Kraftstoffmenge vorhanden ist, welche einer Ventilöffnungsperiode Δ T entspricht. Ist diese Differenz groß, so wird die Betriebbarkeit des Motors schlechter. Der Grund für das Auftreten einer derartigen Differenz Δ T der Ventilöffnungsperiode liegt darin, daß die Rate der Zunahme der Kraftstoffmenge zum Ventilöffnungsperioden-Pegel A zum Pegel B aufgrund der kleinen Kühltemperatur größer als die Rate der Zunahme der Kraftstoffmenge vom Ventilöffnungsperioden-Pegel A′′ zum Pegel B′ aufgrund des von der Kühltemperatur abhängigen Koeffizienten KTW nach dem Starten ist und daß darüber hinaus die während der Nachstart-Kraftstoffzunahmeperiode zugeführte Kraftstoffmenge unter Ausnutzung des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST als Produkt des von der Kühltemperatur abhängigen Koeffizienten KTW und der Konstanten CAST′ mit festem Wert eingestellt wird, was dazu führt, daß die Kraftstoffmenge nach der Beendigung des Startbetriebs zusammenfällt.

Gemäß dem elektronischen Steuerverfahren wird anstelle des vorgenannten Konstantenwertes CAST′ ein zweiter von der Kühltemperatur abhängiger Koeffizient CAST ausgenutzt, dessen Wert derart variabel ist, daß er mit abnehmender Motorkühltemperatur zunimmt, um die während der Nachstart-Kraftstoffzunahmeperiode zugeführte Kraftstoffmenge so einzustellen, daß sie kontinuierlich vom Ventilöffnungsperioden-Pegel B beim Starten zu einem Pegel B′′ nach dem Starten längs der Kurve B′ nach Fig. 6 kontinuierlich abnimmt.

Ist die Motorkühltemperatur hoch, so wird der Wert des Koeffizienten CAST entsprechend der erhöhten Kühltemperatur auf einen kleineren Wert eingestellt, um die Kraftstoffmenge dadurch so einzustellen, daß sie kontinuierlich vom Ventilöffnungsperioden- Pegel C zu einem Pegel C′′ nach dem Start längs der Kurve C′ nach Fig. 6 abnimmt, um einen glatten Übergang in den Nachstart-Betrieb zu realisieren.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Berechnung des Wertes des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST beim elektronischen Steuerverfahren. Zunächst wird in einem Schritt 71 bestimmt, ob der Motor sich in der letzten Schleife bei der Abarbeitung des Unterprogramms im Startzustand befand oder nicht. Arbeitet der Motor im Startbetrieb, so wird der von der Kühltemperatur abhängige Koeffizient CAST aus dem Rom 507 gemäß Fig. 2 zur Berechnung des Anfangswertes des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST gemäß Schritt 72 ausgelesen. Fig. 8 zeigt ein Diagramm von Werten des gemäß der Motorkühltemperatur TW eingestellten Koeffizienten CAST. Ist gemäß dem Beispiel dieses Diagramms die Motorkühltemperatur TW kleiner als ein vorgegebener Wert TWAS 0 (beispielsweise 0°C), so wird ein Wert CAST 0 (beispielsweise 1,5) als Wert des Koeffizienten CAST ausgewählt, während bei größerer Motorkühltemperatur TW als der vorgegebene Wert TWAS 0 ein Wert CAST 1 (beispielsweise 1,2) als Koeffizientenwert ausgewählt wird. Die Einstellung der Koeffizientenwerte ist nicht auf die Werte nach dem Diagramm beschränkt. In Abhängigkeit von den Betriebseigenschaften des Motors, für den das elektronische Steuerverfahren bestimmt ist, ist eine große Vielzahl von Einstellungen möglich.

Gemäß Fig. 7 wird der Anfangswert des Nachstart-Kraftstoff- Zunahmekoeffizienten KAST auf der Basis des im Schritt 72 ausgelesenen Wertes des von der Kühltemperatur abhängigen Koeffizienten CAST gemäß folgender Gleichung berechnet:

KAST = CAST × KTW (6)

Darin ist KTW der vorgenannte von der Kühltemperatur abhängige Kraftstoff-Zunahmekoeffizient, dessen Wert aus einer Tabelle als Funktion der Motorkühltemperatur TW im unten beschriebenen Sinne bestimmt wird. Fig. 9 zeigt ein Diagramm von Werten des gemäß der Motorkühltemperatur TW eingestellten Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW. Gemäß diesem Diagramm wird der Wert des Koeffizienten KTW auf 1 gehalten, wenn die Motorkühltemperatur TW größer als ein vorgegebener Wert TW 5 (beispielsweise 60°C) ist, während fünf vorgegebene Werte des Koeffizienten KTW ausgewählt werden, wenn die Kühltemperatur TW fünf entsprechende vorgegebene Werte TW 1 bis TW 5 annimmt, wenn die Temperatur TW gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert TW 5 ist. Nimmt die Kühltemperatur TW einen Wert zwischen benachbarten vorgegebenen Werten an, so wird der Wert des Koeffizienten KTW durch ein Interpolationsverfahren bestimmt. In einem Schritt 75 wird dann bestimmt, ob der im oben genannten Sinne bestimmte Wert des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten größer als 1,0 ist.

Ist die Antwort im Schritt 71 gemäß Fig. 7 nein, d. h., startete der Motor in der letzten Schleife nicht, so schreitet das Programm zum Schritt 74 fort, indem ein vorgegebener fester Wert Δ KAST von einem in der letzten Schleife eingestellten Wert des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST subtrahiert wird, um einen neuen Wert des Kraftstoff- Zunahmekoeffizienten KAST einzustellen. Dieser vorgegebene Wert Δ KAST wird auf einen Wert eingestellt, der zur Sicherstellung eines glatten Übergangs von der Start-Kraftstoffzufuhrsteuerung zur grundlegenden Kraftstoffzufuhrsteuerung optimal ist. Sodann schreitet das Programm zu einem Schritt 75 fort, indem bestimmt wird, ob der neu eingestellte Wert des Koeffizienten KAST größer als 1,0 ist. Diese Bestimmung erfolgt, um festzulegen, ob die Nachstart-Kraftstoff-Zunahmeperiode gemäß Fig. 6 abgelaufen ist. Wenn der Wert des Koeffizienten KAST unter 1,0 reduziert ist, um das Ablaufen der vorgenannten Nachstart-Kraftstoff-Zunahmeperiode zu bestimmen, so wird der Wert des Koeffizienten KAST in einem Schritt 76 auf 1,0 gesetzt, worauf die Beendigung der Abarbeitung dieses Unterprogramms folgt.

Claims (6)

1. Verfahren zur elektronischen Steuerung der einem Verbrennungsmotor synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorgegebenen Steuersignals mittels einer Einspritzeinrichtung zugeführten Kraftstoffmenge, bei dem

• - bestimmt wird, ob sich der Motor in einem Anlaßzustand befindet oder nicht,
• - die Kraftstoffmenge als Funktion eines von der Motortemperatur abhängigen Kraftstoffzunahmekoeffizienten (KTW) vergrößert wird, der in Abhängigkeit von der Motortemperatur bestimmt wird und
• - die Kraftstoffmenge als Funktion eines Nachstart-Kraftstoffzunahmekoeffizienten (KAST) vergrößert wird, dessen Wert nach Beendigung des Anlassens des Motors graduell abnimmt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - unmittelbar nach der Bestimmung, daß der Motor den Anlaßzustand verlassen hat, ein Anfangswert des Nachstart-Kraftstoffzunahmekoeffizienten (KAST) eingestellt wird, der einem Produkt entspricht, das durch Multiplikation des Wertes des mit zunehmender Motortemperatur abnehmenden Kraftstoffzunahmekoeffizienten (KTW) mit dem Wert eines eine Funktion der Motortemperatur darstellenden Koeffizienten (CAST) erhalten wird, und
• - danach der eingestellte Anfangswert des Nachstart- Kraftstoffzunahmekoeffizienten (KAST) bei Erzeugung jedes Impulses des vorgegebenen Steuersignals und unmittelbar nach Beendigung des Anlassens des Motors verringert wird, bis der so verringerte Zunahmewert gleich einem Wert wird, bei dem keine ins Gewicht fallende Zunahme der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge stattfindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Funktion der Motortemperatur darstellende Koeffizient (CAST) einen mit abnehmender Motortemperatur zunehmenden Wert aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß dem zweiten Verfahrensschritt bei Erzeugung jedes laufenden Impulses des vorgegebenen Steuersignals von einem bei Erzeugung jedes vorhergehenden Impulses des vorgegebenen Steuersignals erhaltenen Wert der Kraftstoffzunahme ein vorgegebener fester Wert subtrahiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob sich ein Anlaßschalter (17) des Motors in geschlossener oder offener Stellung befindet, die Motordrehzahl festgestellt wird und bestimmt wird, daß der Motor im Anlaßbetrieb arbeitet, wenn der Anlaßschalter (17) geschlossen ist und gleichzeitig die Motordrehzahl kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein TDC- Signal darstellt, das einen Impuls aufweist, der bei einer bestimmten Kurbelwellenstellung des Motors erzeugt wird.