DE3344276C2

DE3344276C2 - Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen für die Steuerung bzw. Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3344276C2
Application number: DE3344276A
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Abe; Masumi Kinugawa; Shunichiro Hiromasa
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1995-07-27
Anticipated expiration: 2003-12-08
Also published as: US4527530A; JPS59103930A; JPH0331908B2; DE3344276A1

Description

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.

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 Verbrennungsmotors zu erhalten. Es ist allgemein bekannt, die Saugluftmenge mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes zu messen, das beispielsweise aus der US-PS 40 89 214 bekannt ist, auf die diesbezüglich vollinhaltlich 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 darüber hinaus den weiteren Vorteil, da die Ausgangswerte nicht durch mechanische Vibrationen negativ beeinflußt werden. Auch deshalb ist das thermische Durchflußmeßgerät für die Messung der Saugluftmenge eines Verbrennungsmotores geeignet.

Jedoch unterliegt der Ausgangswert, der die mittels des thermischen Durchflußmeßgerätes gemessene Saugluftmenge, darstellt, Fehlern, die auf andere Gründe als die zuvor erwähnten Vibrationen zurückzuführen sind, insbesondere auf ein Pulsieren der Saugluft. Der Fehler der Ausgangswerte sind 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 Durchflußmeßgerätes 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" im Bereich niedriger Motordrehzahl von ungefähr 2000/min und weniger ab. Im Bereich mittlerer oder hoher Motordrehzahl über 2000/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 in einem Bereich niedriger Motordrehzahl größer ist als der wahre Wert, was durch die Schwingung der Saugluft bedingt ist, und die in einem mittleren oder hohen Drehzahlbereich kleiner ist, als der wahre Wert. Falls die Brennstoffeinspritzmenge des Motors unter Verwendung eines solchen thermischen Durchflußmeßgerätes gesteuert bzw. geregelt wird, kann daher das Funktionsverhalten und die Emissionsleistung des Verbrennungsmotors von optimalen Werten abweichen, was den katalytischen Umwandler überhitzen und schließlich sogar zu Motorschäden führen kann.

Ein thermisches Durchflußmeßgerät für ein Saugluftmeßsystem in einem Verbrennungsmotor, das aus der JP 56-18721 A bekannt ist, wirkt dem Einfluß des Pulsierens der Saugluft entgegen. Bei diesem üblichen Meßsystem ist das thermische Durchflußmeßgerät an einer Luftbypassleitung zum Umgehen des Saugrohrs des Verbrennungsmotors befestigt, so daß die Pulsation der Saugluft, die in der Saugleitung erzeugt wird, die Ausgangswerte des Durchflußgerätes nicht beeinflußt. Das System weist jedoch den Nachteil auf, daß der Verbrennungsmotor durch das Erfordernis einer Luftbypassleitung kompliziert wird, die an der Saugleitung befestigt wird. Ferner kann das thermische Durchflußgerät nur die Saugluftmenge messen, die durch die Luftbypassleitung strömt, und mißt somit nicht direkt die Menge der Saugluft, die tatsächlich durch die Saugleitung strömt. Daher wird die Saugluftmenge nicht genau gemessen, was den zuvor erwähnten negativen Einfluß auf den Verbrennungsmotor zur Folge hat.

Ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechendes Verfahren ist aus der DE 30 09 969 A1 bekannt. Dort ist ein Hitzdrahtströmungsmeßgerät eingesetzt, das insbesondere die Luftströmungsmenge bei einer Brennkraftmaschine mißt, wobei pulsierende Fluid- (oder Luft-)Strömungen berücksichtigt werden können. Das Ausgangssignal des Hitzdrahtströmungsmessers wird dabei so korrigiert, daß sich die Ausgangssignalstärke bei einer pulsierenden Luftströmung der Signalstärke bei einer nicht pulsierenden Luftströmung nähert. Hierbei sind Sensorvorrichtungen im Saugrohr des Verbrennungsmotors angeordnet und liefern Signale, die in einen Steuerschaltkreis eingelesen werden, der seinerseits ein Ausgangssignal ausgibt, das ein Maß für die Menge der pulsierenden Luftströmung ist. Dieses Signal wird in einen Feststellschaltkreis und in einen Ausgangssignalkorrekturschaltkreis eingegeben, um die Amplitude des Signals zu bestimmen und das Signal zu korrigieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen des L/B-Verhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors zu schaffen, mit dem es möglich ist, die gewünschte Korrektur genau und ohne Notwendigkeit größerer Motorkonstruktionsabänderungen durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im einzelnen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Menge der Saugluft des Verbrennungsmotors mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes gemessen und ein Differential der Saugluftmenge auf der Basis einer sich ändernden Eigenschaft der Saugluftmenge ermittelt, wobei das Differential ein Maß für die Größe der Schwingung der Saugluft darstellt. Eine Korrektur zur Berichtigung der gesteuerten bzw. geregelten Variable wird auf der Basis des Differentials durchgeführt.

Gemäß der Erfindung wird das Differential der gemessenen Saugluftmenge auf der Basis der Schwingungen der Saugluftmenge bestimmt, so daß die Größe der Schwingung der Saugluft 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 einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird darüber hinaus der Einfluß der Auslegung des Saugsystems bei der Berechnung der Korrektur berücksichtigt, da die Ausgangswertefehler des thermischen Durchflußmeßgerätes, die auf die Schwingung der Saugluft 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 einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, die gesteuerte bzw. geregelte Variable nicht zu korrigieren, 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 erfindungsgemäßen 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,

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 Durchflußmeßgerätes erhalten wird,

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

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

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

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 Motordrehzahl 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 2000/min und weniger ab. In einem mittleren oder hohen Motordrehzahlbereich oberhalb von 2000/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 detaillierte Beschreibung der Konstruktion und des Funktionsprinzips 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 verbunden. Eine Drosselklappe 20 ist zwischen dem Meßbereich 12 und dem Druckausgleichsbehälter 18 innerhalb 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 Vollast befindet, wie dies zuvor bereits erläutert wurde.

Nach der Betrachtung verschiedener möglicher Gründe für die Fehler im L/B-Verhältnis haben durchgeführte Untersuchungen ergeben, daß einer der Hauptgründe eine Schwingung bzw. Pulsation der Saugluft ist, welche unvermeidlicherweise im Saugrohr 16 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 2000/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 Schwingung 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 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 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 gerichteten 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 verschiedenen Gründen zugeschrieben werden, daß das L/B-Verhältnis vom Zielwert auf die "magere Seite" in einem mittleren oder hohen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors über 2000/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 w1 und einer zweifachpunktierten w2 in Fig. 2 dargestellt ist. Es ist bekannt, daß 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 w1 bei einer Drehzahl Ne des Motors 22 auf dem Wert N1 gegeben ist, und einem Fall variiert, bei dem die Schwingungswelle durch die Linie w2 bei einem auf den Wert N2 (<N1) angehobenen Drehzahlwert Ne gegeben ist. Falls die schwingende Welle einen Zustand gemäß w1 annimmt, entspricht die Stellung des HW-Sensors 10 dem Wellenbauch der pulsierenden Welle w1, 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 Meßbereich 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 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 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 Drehzahl 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_n 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 |ΔG_n| zwischen einer Saugluftmenge G_n+1, die zu dieser Zeit gemessen wird, und einer Saugluftmenge G_n, die zur letzten Zeit gemessen wird, (|ΔG_n| = |G_n+1-G_n|) berechnet. Diese Differenz |ΔG_n| kann periodisch ermittelt werden. Da die Schwingung der Saugluft synchron mit der Drehung des Motors 22 erfolgt, ist die Differenz |ΔG_n| 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 |ΔG_n| ist es daher ratsam, den Maximalwert ΔGmax der Differenzen |ΔG_n| zu verwenden, die während eines Zeitdauerintervalls ermittelt werden, das einem ganzzahligen Vielfachen des Zündungsintervalls des Motors äquivalent ist. In diesem Fall ist das Zeitintervall gleich einem Zündungsintervall des Verbrennungsmotors. Demgemäß wird der Maximalwert ΔGmax berechnet, um die Höhe der Schwingung der Saugluft zu bestimmen. Tatsächlich wird die Differenz |ΔG_n| auf der Basis der elektrischen Signale berechnet, die den Saugluftmengen G_n äquivalent sind, die mittels des HW-Sensors 10 ermittelt werden, nachdem die elektrischen Signale analog/digital umgewandelt und linearisiert 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 Ne bestimmt. Dies kann durch Bezugnahme auf einen Speicher ausgeführt werden, in welchem der Parameter K2 gespeichert ist, der einem Wert der Drehzahl Ne 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 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. getroffen werden. Falls ermittel 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 |ΔG_n| notwendigerweise als Folge davon groß. In diesem Fall jedoch verursacht der Wert |ΔG_n| 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 instationären Zustand befindet oder nicht, auf der Grundlage der Saugluftmenge G_n getroffen werden, die von dem HW-Sensor 10 ermittelt wird. Falls die Saugluftmengen, die zwischen einzelnen Einspritzzeitpumpen des Motors 22 stichprobenhaft ermittelt werden, G1, G2, . . ., Gi, sind, ist die Differenz zwischen jeder der aufeinanderfolgenden Saugluftmengen durch die Gleichung ΔG_n = ΔG_n+1 - ΔG_n gegeben. Dann wird die Summe von

berechnet. Falls

ist, kann die Maschine 22 als in einem instationären Zustand arbeitend angenommen werden; falls

ist, kann angenommen werden, daß der Motor in einem stationären Betriebszustand arbeitet. Dies kann leicht aus Fig. 8 entnommen werden, die die sich ändernde charakteristische Kurve der Saugluftmenge für den instationären Betriebszustand zeigt und aus Fig. 9, die den stationären Betriebszustand verdeutlicht. Tatsächlich ist der Wert

durch die Gleichung

gegeben.

Ob der Wert

daher positiv oder im wesentlichen Null ist, hängt von der Differenz zwischen dem Wert G1, der direkt nach einer Brennstoffeinspritzung ermittelt wird, und einem Wert G_i ab, der direkt vor der nächsten Brennstoffeinspritzung ermittelt wird. Die Betriebsweise des Motors 22 kann genauer durch die Entscheidung beurteilt werden, ob der Wert

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 K1, der die Empfindlichkeit des HW-Sensors 10 auf die Schwingung der Saugluft darstellt, auf der Basis des Wertes ΔGmax berechnet, der nach der letzten Brennstoffeinspritzung gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 5 erhalten wird. Der Koeffizient K1 ist durch die Gleichung

K1 = Gmax - K_OFFSET

gegeben, in der K_OFFSET eine Konstante und das Minimum von K1 gleich Null ist.

Wie aus der oben genannten Gleichung ersichtlich ist, kann der Koeffizient K1 durch Abgleichen des Wertes ΔGmax mit dem vorbestimmten Wert erhalten werden. Dies hat seine Grundlage auf den folgenden Resultaten eines Experiments. Falls der Wert ΔGmax, der die Größe der Schwingung der Saugluft darstellt, kleiner ist als der vorgegebene Wert K_OFFSET erreicht die zurücklaufende Flußkomponente der Saugluft nicht den Meßbereich 12 des HW-Sensors 10. Falls der Wert ΔGmax größer ist als der vorgegebene Wert K_OFFSET, erreicht die zurücklaufende Flußkomponente den Meßbereich 12 in Abhängigkeit von der Differenz (ΔGmax - K_OFFSET). Der Wert K1 kann aus einem Speicher erhalten werden, in welchem Werte für K1 in Abhängigkeit vom Wert ΔGmax gespeichert werden oder von irgendeiner anderen arithmetischen Formel, in welche der Wert ΔGmax eingesetzt ist.

Daraufhin wird ein letzter Korrekturwert K3, der genau den Fehler des L/B-Verhältnisses darstellt, aus den Werten K1 und K2 berechnet. In diesem Fall ist K3 durch die Gleichung K3 = K1×K2 gegeben, da mittels eines durchgeführten Experimentes festgestellt wurde, daß die Werte K1 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_p′, die durch die Gleichung T_p′ = 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 Saugluftmenge 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. 10 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 3000/min auf ±4% begrenzt werden. In Fig. 10 ist der Fehler des L/B-Verhältnisses für einen Drehzahlbereich über ungefähr 3500/min nicht deutlich dargestellt, da 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 3500/min dreht, wie dies in Fig. 1 verdeutlicht ist.

Fig. 11 zeigt charakteristische Kurven X1 und X2 des Fehlers des L/B-Verhältnisses vor und nach der Korrektur, die erhalten werden, wenn der HW-Sensor 10 in einer Entfernung von 90 mm von der Drosselklappe 20 angeordnet ist und wenn die Drosselklappe 20 voll geöffnet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der 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 Vollastbetriebsweise 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 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.

Claims

1. Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen für die Steuerung bzw. Regelung des Luft/Brennstoffverhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors, der ein Saugsystem enthält, mit den Schritten:

a) Messen einer schwingenden Saugluftmenge des Verbrennungsmotors mittels eines thermischen Durchflußmeßgerätes; und
b) Korrigieren der gesteuerten bzw. geregelten Variablen mittels einer Korrekturgröße, die von der gemessenen Saugluftmenge abhängt, gekennzeichnet durch den Schritt:
c) Messen von mehreren Abtastwerten der schwingenden Saugluftmenge in regelmäßigen Intervallen während eines jeweiligen Schwingungszyklus der Saugluftmenge, und Berechnen eines Differentials der schwingenden Saugluftmenge aus den Differenzen aufeinanderfolgender Abtastwerte, wobei das Differential ein Maß für die Größe der Schwingung der gemessenen Saugluftmenge darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturgröße auch auf einem Auslegungsparameter des Saugsystems und auf einer Drehzahl des Verbrennungsmotors basiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt c) den Schritt aufweist:

c1) Auswählen des Differentials mit dem größten Wert unter einer Mehrzahl von Differentialen, die während eines Zeitdauerintervalls erhalten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitdauerintervall einem ganzzahligen Vielfachen der Zündintervalle des Verbrennungsmotors entspricht.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b) den Schritt aufweist:

b1) Verschieben des Differentiales um einen vorherbestimmten Wert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegungsparameter des Saugsystems die Empfindlichkeit des thermischen Durchflußmeßgerätes bezüglich der Schwingung der Saugluft darstellt.

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

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, durch den Schritt:

d) Beurteilen, ob der Verbrennungsmotor sich im Vollastbetrieb befindet oder nicht, und Verringern der Korrekturgröße auf null, falls der Verbrennungsmotor sich nicht im Vollastbetrieb befindet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch den Schritt:

e) Beurteilen, ob der Verbrennungsmotor sich in einem instationären Betriebszustand befindet oder nicht, und Verringern der Korrekturgröße auf null, falls der Verbrennungsmotor sich in dem instationären Betriebszustand befindet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidung über das Vorliegen des instationären Betriebszustands des Verbrennungsmotors davon abhängigt, ob die Gesamtsumme der variablen Saugluftmengen, die in regelmäßigen Zeitintervallen während eines Zeitintervalls erhalten werden, das einem vorbestimmten ganzzahligen Vielfachen des Zündintervalls des Verbrennungsmotors entspricht, kleiner ist als ein vorherbestimmter Wert.