DE3344276A1

DE3344276A1 - Verfahren zur korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten variablen zur steuerung bzw. regelung des luft-brennstoffverhaeltnisses oder des zuendzeitpunktes eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3344276A1
Application number: DE19833344276
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Oobu Aichi Abe; Shunichiro Kariya Aichi Hiromasa; Masumi Okazaki Aichi Kinugawa
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1984-06-07
Anticipated expiration: 2003-12-08
Also published as: US4527530A; JPS59103930A; JPH0331908B2; DE3344276C2

Description

Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten
Variablen zur Steuerung bzw. Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen für die Steuerung bzw. Regelung des Luft-BrennstoffVerhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren vorgenannter Art, das auf der Grundlage des Differentials der Menge der Saugluft des Verbrennungsmotors basiert, welche mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes gemessen wird.

Bei der Steuerung bzw. Regelung des nachfolgend kurz mit
L/B-Verhältnis bezeichneten Luft-Brennstoffverhältnisses
eines Verbrennungsmotors mit hoher Genauigkeit ist es notwendig, einen genauen Wert der Saugluftmenge des Verbren- · nungsmotors zu erhalten. Es ist allgemein bekannt, daß die Saugluftmenqe mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes gemessen wird, das beispielsweise aus der US-PS 40 89 214

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bekannt ist, auf die diesbezüglich voll inhaltlich Bezug genommen wird.

Da das thermische Durchflußmeßgerät eine Art von Massendurchflußmeßgerät ist, das die Masse des Luftflusses messen kann, kann es die Menge des Luftdurchflusses genau ohne Rücksicht auf eine Änderung der Temperatur oder des Atmosphärendruckes messen. Da das thermische Durchflußmeßgerät eine gute Ansprechfähigkeit ohne irgendwelche mechanische bewegte Teile aufweist, hat es darüberhinaus einen weiteren Vorteil, da es keine fehlerhaften Ausgangswerte anzeigt, die auf mechanische Vibrationen zurückzuführen wären. Auch deshalb ist das thermische Durchflußmeßgerät für die Messung der Saugluftmenge eines Verbrennungsmotores geeignet.

Jedoch unterliegt der Ausgangswert, der die Saugluftmenge, die tatsächlich mittels des thermischen Durchflußmeßgerätes gemessen worden ist, darstellt, Fehlern, die auf andere Gründe als die zuvor erwähnten Vibrationen zurückzuführen sind, wie beispielsweise als ein hervorstechender Grund auf ein Pulsieren der Saugluft. Die Fehler der Ausgangswerte sind eindeutig beachtlich, wenn der Verbrennungsmotor sich in einem stationären Zustand und in der Vollastbetriebsweise befindet. Deshalb kann eine genaue Steuerung bzw. Regelung des L/B-Verhältnisses nicht erreicht werden, was aus Fig. 1 hervorgeht, da das L/B-Verhältnis auf der Grundlage des Ausgangswertes des thermischen Durchflußraeßgerätes gesteuert bzw. geregelt wird.

In Fig. 1 stellt die Ordinate den Fehler im L/B-Verhältnis (%) im Vergleich zu einem Sollwert des L/B-Verhältnisses dar, während die Abszisse die Motordrehzahl darstellt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weicht das L/B-Verhältnis in beträchtlichem Maße von dem Sollwert auf die "fette Seite"

gg im Bereich niedriger Motordrehzahl von ungefähr 2.000/min und weniger ab. Im Bereich mittlerer oder hoher Motordrehzahl über 2.000/min weicht das L/B-Verhältnis von dem Sollwert auf die "magere Seite" ab. Dies zeigt, daß das

thermische Durchflußmeßgerät einen Ausgangswert liefert, welcher einer Saugluftmenge entspricht, die größer ist als der wahre Wert in einem Bereich niedriger Motordrehzahl, was durch die Schwingung der Saugluft bedingt ist, und daß das Durchflußmeßgerät einen Ausgangswert liefert, der eine kleinere Saugluftmenge als den wahren Wert in einem mittleren oder hohen Drehzahlbereich darstellt. Falls die Brennstoffeinspritzmenge des Motors unter Verwendung eines thermischen Durchflußmeßgerätes gesteuert bzw. geregelt wird, welches derartigen Ausgangswertefehlern unterliegt, wird daher die Ableitfähigkeit und die Emissionsleistung des Verbrennungsmotors abgesenkt, was den katalytischen Umwandler überhitzt und schließlich zu einem Motorschaden führen kann.

Ein thermisches Durchflußmeßgerät für ein Saugluftmeßsystem in einem Verbrennungsmotor, das aus der JP-OS 18721/81 bekannt ist, ist im allgemeinen als eine Meßmethode bekannt, die dem Einfluß des Pulsierens der Saugluft entgegenwirkt, was die zuvor genannten Ausgangswertefehler hervorruft. Bei diesem üblichen Meßsystem ist das thermische Durchflußmeßgerät an einer Luftbypassleitung zum Umleiten des Saugrohrs des Verbrennungsmotors befestigt, wodurch die Pulsation der Saugluft, die in der Saugleitung erzeugt wird, daran gehindert wird, die Ausgangswerte des Durchflußgerätes zu beeinflussen. Dieses System weist jedoch den Nachteil auf, daß der Verbrennungsmotor durch das Erfordernis einer Luftbypassleitung kompliziert wird, die an der Saugleitung befestigt wird. Darüberhinaus kann das thermische Durchflußgerät nur die Saugluftmenge messen, die durch die Luftbypassleitung strömt und kann nicht direkt die Menge der Saugluft messen, die tatsächlich durch die Saugleitung strömt. Daher kann das thermische Durchflußmeßgerät dieses Systems die Saugluftmenge nicht genau messen, was den zuvor erwähnten negativen Einfluß auf den Verbrennungsmotor zur Folge hat.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur ge-

33442.7.8

• *

1 *

nauen Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen des L/B-Verhältnisses und des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, mit dem es möglich ist, die gewünschte Korrektur nach der Ermittlung der Gründe für die sich auf die Saugluftmenge beziehenden Ausgangswertefehler eines thermischen Durchflußmeßgerätes durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im einzelnen weist das erfindungsgemäße Verfahren einen Meßprozeß zum Massen der Menge der Saugluft des Verbrennungsmotors mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes, einen Verfahrensschritt zur Berechnung eines Differentials der Saugluftmenge, die in dem Meßverfahrensschritt auf der Basis einer sich ändernden Eigenschaft der Saugluftmenge ermittelt wird und wobei das Differential die Größe der Schwingung der Saugluft darstellt, und einen Korrekturverfahrensschritt auf, mit dem eine Korrektur zur Berichtigung der gesteuerten bzw. geregelten Variable auf der Basis des Differentials berechnet wird.

Gemäß der Erfindung wird das Differential der gemessenen Saugluftmenge auf der Basis der sich ändernden Eigenschaft der Saugluftmenge bestimmt, so daß die Größe der Schwingung der Saugluft aus dem Differential abgeschätzt bzw. . bestimmt werden kann. Demgemäß kann beispielsweise die Brennstoffeinspritzmenge als die gesteuerte bzw. geregelte Variable für den Sollwert des L/B-Verhältnisses unter Benutzung der Korrektur zum Ausgleich der Ausgangswertefehler des thermischen Durchflußmeßgerätes gesteuert bzw. geregelt werden, welche durch die Schwingung der Saugluft beeinflußt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird darüberhinaus der Einfluß der Auslegung des Saugsystems bei der Berechnung der Korrektur berücksichtigt,

da ei i ο Ausgangswertefehler des thermischen Durchflußnieß'io rätes, die auf die Schwingung der Sauglauft zurückzuführen sind, auch beispielsweise durch die Art der Auslegung und/oder Anordnung des Durchflußmeßgerätes im Saugsystem beeinflußt werden. Daher kann die Korrektur mit einer vergrößerten Genauigkeit berechnet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann darüberhinaus die gesteuerte bzw. geregelte Variable nicht korrigiert werden, wenn sich der Verbrennungsmotor in einer Betriebsweise im instationären Zustand befindet/ wie beispielsweise bei schneller Beschleunigung oder beim Bremsen, oder wenn sich der Motor nicht in der Volllastbetriebsweise befindet. Daher kann eine unrichtige Korrektur vermieden werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung des erfindungs gemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine charakteristische Kurve zur Darstellung des Fehlers des L/B-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors im stationären Zustand und in der Vollastbetriebsweise, wobei die Ausgangswertefehler durch ein thermisches Durchflußmeßgerät hervorgerufen werden,

QQ Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teiles eines Saugsystems mit einem thermischen Durchflußmeßgerät,

Fig. 3 eine charakteristische Kurve zur beispielhaften Darstellung der Schwingung der Saugluft,

Fig. 4 eine charakteristische Kurve, die eine tatsächliche Art der Schwingung der Saugluft darstellt, die bei der Verwendung eines thermischen Durch-

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flußmeßgerätes erhalten wird,

Fig. 5 bis 7 Flußdiagramme für die Berechnung von Korrekturwerten,
5

Fig. 8 und 9 sich ändernde charakteristische Kurven der Saugluftmengen, die mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes gemessen werden, und
10

Fig. 10 und 11 eine charaktistische Kurve, die die fehlerhaften Werte des L/B-Verhältnisses darstellt, die bei Anwendung der individuellen Korrekturen erhalten werden. 15

In Fig. 1 ist auf der Ordinate des Diagramms der Fehler des L/B-Verhältnisses in % im Vergleich zu einem Sollwert des L/B-Verhältnisses dargestellt, während auf der Abszisse die Motorendrehzahl aufgetragen ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weicht das L/B-Verhältnis beträchtlich von dem Sollwert in Richtung auf die fette Seite in einem Bereich niedriger Motordrehzahl von ungefähr 2.Ö00/ min und weniger ab. In einem mittleren oder hohen Motordrehzahlbereich oberhalb von 2.000/min weicht das L/B-Verhältnis andererseits vom Sollwert in Richtung auf die magere Seite ab.

Fig. 2 verdeutlicht die Anordnung eines thermischen Durchflußmeßgerätes 10 in einem Saugsystem, wobei das Durchflußmeßgerät im folgenden kurz mit HW-Sensor 10 bezeichnet wird. Der HW-Sensor 10 ist in üblicher Weise mit einem Meßbereich 12 und einem Erfassungsbereich 14 ausgebildet. Daher erübrigt sich eine detailiierte Beschreibung der Konstruktion und des Funktionsprinzipes des HW-Sensors so an dieser Stelle. Der Meßbereich 12 ist in einem Saugrohr 16 angeordnet. Das Saugrohr 16 ist am gemäß der gewählten Darstellung in Fig. 2 linken Ende offen und an seinem rechten Ende mit einem Druckausgleichsbehälter 18 verbun-

den. Eine Drosselklappe 20 ist zwischen dem Meßbereich und dem Druckausgleichsbehälter 18 innnerhalb des Saugrohrs 16 angeordnet. Die Drosselklappe 20 ist nahe dem Ausgleichsbehälter 18 angeordnet.

In dem HW-Sensor, der in dem Saugsystem verwendet wird, werden im wesentlichen Fehler des L/B-Verhältnisses, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, verursacht, wenn sich ein Verbrennungsmotor 22 im stationären Zustand und unter VoIllast befindet, wie dies zuvor bereits erläutert wurde.

Nach einer in Betrachtziehung verschiedener möglicher Gründe für die Fehler im L/B-Verhältnis haben im Rahmen der Erfindung durchgeführte Untersuchungen ergeben, daß einer der Hauptgründe eine Schwingung bzw. Pulsation der Saugluft ist, welche unvermeidlicherweise im Saugrohr erzeugt wird. Der Grund nämlich, warum das L/B-Verhältnis beträchtlich vom Sollwert mit Tendenz auf die fette Seite im Bereich niedriger Motordrehzahl von ungefähr 2.000/min oder weniger abweicht, ist, daß die Saugluft, die als eine entgegengerichtete Flußkomponente von der Seite des Verbrennungsmotors 22 zurückkehrt, ebenfalls als eine in Strömungsrichtung gerichtete Flußkomponente vom HW-Sensor 10 erfaßt wird, was auf die Schwingung der Saugluft zurückzuführen ist, so daß der Wert der Saugluftmenge, der mittels des HW-Sensors 10 gemessen wird, größer ist als der tatsächliche Wert.

Fig. 3 verdeutlicht in beispielhafter Form eine Schwinqung der Saugluft. Da der HW-Sensor 10 nicht die zurücklaufende Durchflußkomponente der Saugluft von der in Strömungsrichtung gerichtete Flußkomponente der Saugluft bei Erfassung der Saugluftmenge unterscheiden kann, ist es praktisch unmöglich, die Amplitude a der Schwingung zu messen, die in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der HW-Sensor 10 als theoretisch nahezu frei von einer Ansprechverzögerung betrachtet wird, erfaßt er andererseits dann die in die zur Strömungsrichtung entgegengesetzte Richtung

3 3 4 4 ζ / c

weisende Flußkomponente der Saugluft ebenfalls als in Strömungsrichtung gerichtete Flußkomponente, so daß die Saugluftmenge für die entgegengesetzt gerichtete Flußkomponente, die von dem HW-Sensor 10 gemessen wird, diejenige ist, die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Dies kann tatsächlich mittels einer im Handel erhältlichen heißen Sonde ermittelt werden. Um die Anforderungen an die Herstellbarkeit und die mechanische Festigkeit jedoch erfüllen zu können, ist die Ansprechgeschwindigkeit des HW-Sensors 10, der bei einem Automobilmotor verwendet wird, abgesenkt und die tatsächliche Art der Schwingung der Saugluft oder des Ausgangswertes der Saugluftmenge, die bei Verwendung eines HW-Sensors 10 ermittelt werden, weist eine etwas geglättete Wellenform auf, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 4 ist die Amplitude oder die Höhe d der Schwingung auf der Grundlage von Verhältnissen zwischen Amplitude a und Höhen b und c, der Ansprecheigenschaft des HW-Sensors 10 und der Drehfrequenz oder Drehzahl des Verbrennungsmotors 22 berechnet. Je höher die Motordrehzahl ist, desto glatter wird die Wellenform der Schwingungsausgangswerte, welche mittels des HW-Sensors 10 ermittelt werden. Demgemäß wird die Schwingungsamplitude, die aus der Ausgangswellenform erhalten wird, vermindert. Bei der Berechnung der wahren Amplitude der Schwingung der Saugluft kann daher der Einfluß der Schwingungsglättungswirkung des HW-Sensors 10 durch Verwendung des Differentials der Schwingungsausgangswerte beseitigt werden, die von dem HW-Sensor 10 geliefert werden. Das Verhältnis zwischen der nach vorwärts und der in die entgegengesetzte Richtung gerichtteten Flußkomponenten der Saugluft, die durch.deren Schwingung erzeugt werden, kann im Zusammenhang mit der Schwingungsverteilung des Saugsystems in Betracht gezogen werden, was später näher erläutert wird.

Es kann verschiedene Gründen zugeschrieben werden, daß das L/B-Verhältnis vom Zielwert auf die "magere Seite" in einem mittleren oder hohen Drehzahlbereich des Ver-

brennungsmotors über 2.000/min abweicht, wie dies in Fig. 1. dargestellt ist. Der Fluß der Saugluft zur Erreichung des Meßbereiches 12 des HW-Sensors 10 wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Art der Schwingungsverteilung der Saugluft behindert. Ebenso kann der Fluß der Saugluft zur Erreichung des Meßbereiches 12 des HW-Sensors von einem Meßrohr 24 des HW-Sensors 10 behindert werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Daher ist der Wert der Saugluftmenge, die mittels des HW-Sensors 10 gemessen wird, kleiner als der wahre Wert. Für eine weitere detaillierte Beschreibung sei angenommen, daß zwei Wellenmuster die Schwingung der Saugluft darstellen, wie dies im einzelnen mittels einer strichpunktierten Linie wl und einer zweifachpunktierten w2 in Fig. 2 dargestellt ist. Es ist bekannt, daß

Ig₁ die Wellenlängen der Schwingungswellen mit der Drehzahl des Motors 22 variieren. Daher kann angenommen werden, daß die Empfindlichkeit auf eine Schwingung der Saugluft zwischen einem Fall, bei dem die Schwingungswelle durch die Linie wl bei einer Drehzahl Ne des Motors 22 auf dem Wert Nl gegeben ist, und einem Fall variiert, bei dem die Schwingungswelle durch die Linie w2 bei einem auf den Wert N2 ( > Nl) angehobenen Drehzahlwert Ne gegeben ist. Falls die schwingende Welle einen Zustand gemäß wl annimmt, entspricht die Stellung des HW-Sensors 10 dem Wellenbauch

r>p- der pulsierenden Welle wl, so daß die Menge der Saugluft, die den Meßbereich 12 erreicht,groß ist. Falls die pulsierende Welle in einem Zustand gemäß w2 ist, entspricht die Stellung des HW-Sensors dem Wellenknoten der pulsierenden Welle w2, so daß die Menge von Saugluft, die den

_on Meßboreich 12 erreicht, klein ist. Es kann angenommen werden, daß der Ausgangswert des HW-Sensors 10 für den mittleren und hohen Drehzahlbereich aus diesem Grund Fehlern unterliegt. Die Schwingungsverteilung des tatsächlichen Saugsystems ist viel komplizierter. Da der

_orr HW-Sensor 10 und andere Teile des Saugsystems jedoch tatsächlich befestigt sind, kann der Einfluß der Schwingungsverteilung, der auf ihre Anordnung zurückzuführen ist, als Funktion der Drehfrequenz Ne des Verbrennungsmotors 22

BAD

O H- A- L ; ν

1 berechnet werden.

Durch Erfassen der Ausgangsfehler des HW-Sensors 10 ist es daher nur notwendig, die Höhe der Schwingung der Saugluft und den Einfluß der Schwingungsverteilung oder den der Anordnung des HW-Sensors 10 und anderer Teile auf die Drehfrequenz Ne des Motors 22 zu berücksichtigen. Mit anderen Worten können die Ausgangsfehler des HW-Sensors 10 auf der Basis von drei Faktoren erfaßt werden: der Höhe der Schwingung der Saugluft, der Ausbildung des Saugsystems und der Drehzahl Ne des Motors 22.

Unter Berücksichtigung dieser drei Faktoren, die die Ausgangswerte des HW-Sensors ungünstig beeinflussen, wird im folgenden ein konkretes Berichtigungsverfahren unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 5 bis 7 beschrieben.

Im Flußdiagramm gemäß Fig. 5 wird die Höhe der Schwingung der Saugluft berechnet. Bei dieser Ausführungsform wird die Saugluftmenge G in einer regelmäßigen Folge von Stichprobenintervallen von 4 ms mittels des HW-Sensors 10 gemessen, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Zur selben Zeit wird eine Differenz j&G | zwischen einer Saugluftmenge G ,,, die zu dieser Zeit gemessen wird, und einer Saugluftmenge G , die zur letzten Zeit gemessen

wird, (IaG = G , , - G I) berechnet. Diese Differenz ¹ η I n+1 η I

λ G kann periodisch ermittelt werden. Da die Schwinn ι

gung der Saugluft synchron mit der Drehung des Motors 22

30 erfolgt,ist die Differenz

δ G

jedoch ein Wert, der

stochastisch unter schwingenden Variationen der Saugluftmenge Stichprobenhaft ermittelt wird. Bei der Berechnung der Höhe der Schwingung der Saugluft auf der Grundlage der Differenz IaG ist es daher ratsam, den Maxiamal-

I I

wert AGmax der Differenzen AG zu verwenden, die während eines Zeitdauerintervals ermittelt werden, das einem ganzzahligen Vielfachen des Zündungsintervals des Motors äquivalent ist. In diesem Fall ist das Zeitinterval gleich

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einem Zündungsinterval des Verbrennungsmotors. Demgemäß wird der Maximalwert ΔGmax berechnet, um die Höhe der Schwingung der Saugluft zu bestimmen. Tatsächlich wird die Differenz

Δ G auf der Basis der elektrischen Signale berechnet, die den Saugluftmengen G äquivalent sind, die mittels des HW-Sensors 10 ermittelt werden, nachdem die elektrischen Signale analog/digital umgewandelt und .1 inearisiert worden sind.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 6 zeigt die Art und Weise, auf die ein Auslegungs- bzw. Anordnungsparameter K2 erhalten wird, wobei der Parameter K2 die Empfindlichkeit des HW-Sensors 10 auf die Schwingung der Saugluft darstellt. Die Empfindlichkeit hängt von der Anordnung des HW-Sensors 10 und anderer Bauteile ab. Zuerst wird die Drehzahl Ne des Motors 22 erfaßt. Der Anordnungsparameter K2 wird auf der Grundlage der Drehzahl N2 bestimmt. Dies kann durch Bezugnahme auf einen Speicher ausgeführt werden, in welchem der Parameter K2 gespeichert ist, der einem Wert der Drehzahl N2 entspricht, wobei der Parameter K2 dem Saugsystem des Motors 22 als die Ergebnisse eines Experimentes eigen ist. Der Parameter K2 kann auch aus einer arithmetischen Formel ermittelt werden, in welcher die Drehzahl Ne eingesetzt wird.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm zur Berechnung einer letzten Korrektur unter Verwendung der Werte ΔGmax und K2, die im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 erhalten werden. Zuerst wird eine Entscheidung getroffen, ob die Betriebsweise des Motors 22 eine Korrektur erfordert oder nicht. Da die beachtlichen Ausgangswertefehler des HW-Sensors 10, die durch die Schwingung der Saugluft hervorgerufen werden, hauptsächlich dann auftreten, wenn der Motor 22 im Vollastbereich arbeitet, wie dies zuvor beschrieben

gg wurde?, wird zuerst eine Entscheidung getroffen, ob der Motor 22 im Vollastbereich arbeitet oder nicht. Diese Entscheidung kann auf der Basis des Öffnungsmaßes der Drosselklappe 20, der Drehzahl Ne des Motors 22 usw. ge-

BAD ORIßlNAf

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troffen werden. Falls ermittelt wird, daß der Motor 22 im Vollastbereich arbeitet, wird dann eine Entscheidung getroffen, ob der Motor 22 in einer Betriebsweise stationären Zustandes oder einer eines instationären Zustandes, ° wie beispielsweise schneller Beschleunigung oder Verzögerung, arbeitet. Falls der Motor 22 in einem Betriebsbereich instationären Zustandes arbeitet, wird der Wert

AG J notwendiger Weise als Folge davon groß. In diesem Fall jedoch verursacht der Wert & G keinen Fehler im L/B-Verhältnis. Wenn der Motor 22 nämlich in einem instationären Zustand betrieben wird, wie beispielsweise der Beschleunigung oder der Verzögerung, ist eine Korrektur nicht erforderlich, da eine instationäre Betriebsweise ein vorübergehender Zustand ist, welcher andauert, bis der Motor 22 in eine Betriebsweise stationären Zustandes übergeht. Tatsächlich kann die Entscheidung, ob der Motor 22 sich in einem instätionären Zustand befindet oder nicht, auf der Grundlage der Saugluftmenge G getroffen werden, die von dem HW-Sensor 10 ermittelt wird. Falls die Saugluftmengen, die zwischen einzelnen Einspritzzeitpumpen des Motors 22 Stichprobenhaft ermittelt werden, Gl, G2, ..., Gi, sind, ist die Differenz zwischen jeder der aufeinanderfolgenden Saugluftinengen durch die Gleichung AG =&G ₊i~^AG _n gegeben. Dann wird die Summe

von x-AG berechnet. Falls ^r δ G > 0 ist, kann die Maschine 22 als in einem instationären Zustand arbeitend angenommen werden; falls' jr Zs> G = 0 ist, kann angenommen werden, daß der Motor in einem stationären Betriebszustand arbeitet. Dies kann leicht aus Fig. 8 entnommen werden, die die sich ändernde charaktistische Kurve der Saugluftmenge für den instationären Betriebszustand zeigt und aus Fig. 9, die den stationären Betriebszustand verdeutlicht. Tatsächlich ist der Wert £AG durch die Gleichung

i" Λ G = (G2 - Gl) + (G3 - G2) + ... + (G. - G. ,) n=l ⁿ

= G. - Gl gegeben.

t ·

Ob der Wert i_ Δ G daher positiv oder im wesentlichen

η=1 ⁿ
Null ist_/hängt von der Differenz zwischen dem Wert Gl, der direkt nach einer Brennstoffeinspritzung ermittelt wird, und einem Wert G. ab, der direkt vor der nächsten Brennstoffeinspritzung ermittelt wird. Die Betriebsweise des Motors 22 kann genauer durch die Entscheidung beurteilt werden, ob der Wert ;> Δ G größer oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert C.

Falls ermittelt worden ist, daß der Motor 22 sich im Vollastbereich bei stationären Betriebszustand befindet, wird danach ein Koeffizient Kl, der die Empfindlichkeit des HW-Sensors 10 auf die Schwingung der Saugluft darstellt, auf der Basis des Wertes AQnax berechnet, der nach der letzten Brennstoffeinspritzung gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 5 erhalten wird. Der Koeffizient Kl ist durch die Gleichung

Kl = Gmax - K_QFFSET

gegeben, in der K_„„„„_m eine Konstante und das Minimum

Ur r oijI

von Kl gleich Null ist.

Wie aus der oben genannten Gleichung ersichtlich ist, kann der Koeffizient Kl durch Abgleichen des Wertes 4J, Gmax

mit dem vorbestimmten Wert erhalten werden. Dies hat seine Grundlage auf den folgenden Resultaten eines Experiments. Falls der Wert AGmax, der die Größe der Schwingung der Sauqluft darstellt, kleiner ist als der vorgegebene Wert ng K erreicht die zurücklaufende Flußkomponente der Saugluft nicht den Meßbereich 12 des HW-Sensors 10. Falls der Wert Λ Gmax größer ist als der vorgegebene Wert ^„,.,„„„, erreicht die zurücklaufende Flußkomponente den

Jr rotil

Meßbereich 12 in Abhängigkeit von der Differenz (ΔGmax -

oc Κ^--,.,^^.) . Der Wert Kl kann aus einem Speicher erhalten

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werden, in welchem Werte für Kl in Abhängigkeit vom Wert Δ-Gmax gespeichert werden oder von irgendeiner anderen arithmetischen Formel, in welche der Wert Δ Gmax eingesetzt

ORIftlhlAf

ist.

Daraufhin wird ein letzter Korrekturwert K3, der genau den Fehler des L/B-Verhältnisses darstellt, aus den Werten Kl und K2 berechnet. In diesem Fall ist K3 durch die Gleichung K3 = Kl χ K2 gegeben, da mittels eines im Rahmen der Erfindung durchgeführten Experimentes festgestellt wurde, daß die Werte Kl und K2, die den Korrekturfaktor K3 beeinflussen, in einer multiplikativen Beziehung zueinander stehen.

Daher kann der Fehler des L/B-Verhältnisses nur durch Korrektur beispielsweise einer Brennstoffeinspritzmenge T ', der durch die Gleichung T ' - Tp/K3 gegeben ist, als eine der gesteuerten bzw. geregelten Variablen des Motors 22 korrigiert werden. In diesem Fall ist der Wert Tp eine Basis-Brennstoffeinspritzmenge, welche mittels einer üblichen Methode ohne Korrektur bestimmt wird. Der Fehler des L/B-Verhältnisses kann mit dem gleichen Ergebnis durch Korrektur der durchschnittlichen Sauqluftmenge G als einer anderen gesteuerten bzw. geregelten Variablen des Motors 22 korrigiert werden, was auf dem Wert K3 anstatt der Korrektur des Wertes Tp basiert. Fig. zeigt das Ergebnis einer solchen Korrektur. Wie aus Fig.

10 ersichtlich ist kann der Fehler des L/B-Verhältnisses bei einer Drehzahl Ne des Motors 22 von weniger als 3.000/min auf + 4% begrenzt werden. In Fig. 10 ist der Fehler des L/B-Verhältnisses für einen Drehzahlbereich über ungefähr 3.500/min nicht deutlich dargestellt, da

3Q der Fehler des L/B-Verhältnisses, der eine Ursache in der Schwingung der Saugluft hat, grundlegend klein ist, wenn der Motor 22 mit einer Drehzahl oberhalb von ungefähr 3.500/min dreht, wie dies in Fig. 1 verdeutlicht ist.

Fig. 11 zeigt charakteristische Kurven Xl und X2 des Fehlers des L/B-Verhältnisses vor und nach der Korrektur, die erhalten werden, wenn der HW-Scnsor 10 in einer Ent-

BAD ORiGINAL

fernunq von 90 mm von der Drosselklappe 20 angeordnet ist und woIiη die Drosselklappe 20 voll geöffnet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Brennstoffeinspritzmenge, wie oben beschrieben, unter Verwendung einer Korrektur berichtigt, welche von der Größe der Schwingung der Saugluft abhängt, so daß der Fehler des L/B-Verhältnisses des Motors vermindert werden kann. Da die Korrektur zusätzlich durch dem Saugsystem des Motors eigene Faktoren korrigiert wird, können die Fehler des L/B-Verhältnisses weiter effektiv vermindert werden.

Die gesteuerten bzw. geregelten Variablen des Motors können nicht korrigiert, werden, wenn der Motor sich in einer VoIlastbetriebsweise und/oder einer Betriebsweise im instationären Zustandes befindet. Daher kann eine falsche Korrektur der gesteuerten bzw. geregelten Variablen verhindert werden.

Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Brennstoffeinspritzmenge und andere gesteuerte bzw. geregelte Variablen des Motors unter Verwendung der Korrektur bzw. der Korrekturwerte korrigiert.

Die Korrektur jedoch kann auch für die Steuerung bzw. Regelung des Zündzeitpunktes des Motors auf der Grundlage der Motorlast verwendet werden. Daher können Klopfen und Veränderungen oder Verminderung des Drehmomentes verhindert werden.

ORfG/NAf

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Claims

Patentansprüche

(l.J Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen für die Steuerung bzw. Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors auf der Basis der Menge von Saugluft des Verbrennungsmotors, die mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verfahrensschritt zur Berechnung eines Differentials der Saugluftmenge ausgeführt wird, die mittels des thermischen Durchflußmeßgerätes auf der Basis von sich ändernden Eigenschaften der Saugluftmenge gemessen wird, wobei das Differential die Größe der Schwingung der Saugluft darstellt, und

daß ein Korrekturverfahrensschritt zur Berechnung einer Korrektur der gesteuerten bzw. geregelten Variablen auf der Basis des Differentials ausgeführt wird.

2„ Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differential der größte Wert unter einer Mehrzahl von Differentialen ist, die während eines Zeitdauerintervalls erhalten werden, das äquivalent einem ganzzahligen Vielfachen der Zündintervalle des Verbrennungsmotors ist.

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3. Vorfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur, die in dem Korrekturverfahrens schritt erhalten wird, durch Abgleichen des Differenti als um einen vorbestimmten Wert berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Differential der größte Wert unter Differentialen ist, die während des Zündintervals des Verbrennungsmotors erhalten werden und daß die Korrektur, die in dem Korrekturverfahrensschritt berechnet wird, durch Abgleichen des Differentials um einen vorbestimmten Wert erhalten wird.

5. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Korrektur, die in dem Korrekturverfahrensschritt erhalten wird, weiter durch einen weiteren Motorparameter kompensiert wird, der einen Betriebszustand des Motors darstellt.

6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5₇ dadurch gekennzeichnet, daß der Motorparameter ein Auslegeparameter des Saugsystems ist, der die Empfindlichkeit des thermischen Durchflußmeßgerätes auf die Schwingung der Saugluft darstellt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Auslegeparameters von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängt.

8· Verfahrennach einem der Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Verfahrensschritt zum Treffen einer Entscheidung, ob der Verbrennungsmotor sich in einer Vollastbetriebsweise befindet oder nicht, und zur Verminderung der Korrektur, die in dem Korrekturverfahrensschritt erhalten wird, auf Null durchgeführt wird, falls der Verbrennungsmotor sich nicht in dem Vollastbereich befindet.

BAD ORIGINAL

* 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verfahrensschritt zum Treffen einer Entscheidung, ob der Verbrennungsmotor sich in einem instationären Betriebszustand befindet oder nicht und zur Verminderung der Korrektur, die in dem Korrekturverfahrensschritt erreicht wird, auf Null durchgeführt wird, falls der Verbrennungsmotor sich in dem instationären Betriebszustand befindet.

ίο. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidung über den instationären Betriebszustand des Verbrennungsmotors davon abhängt, ob die Gesamtsumme der variablen Saugluftmengen, die in regelmäßigen Zeitintervalen während eines Zeitintervals erhalten werden, das äquivalent einem vorbestimmten ganzzahligen Vielfachen Zündintervals des Verbrennungsmotors ist, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.

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