DE3345862C2

DE3345862C2 -

Info

Publication number: DE3345862C2
Application number: DE3345862A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Morita; Kunifumi Yokosuka Kanagawa Jp Sawamoto
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1989-05-18
Also published as: US4543934A; DE3345862A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9, jeweils zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhält nisses bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, gemäß denen das Ge misch auf einen zunehmend mageren Wert gestellt wird, und zwar so lange, bis unrunder Motorlauf auftritt. Dann wird wieder angefettet, um erneut abzumagern, bis wieder Unrund heit auftritt. Zum Feststellen unrunden Laufes sind verschie dene Kriterien bekannt.

Der nächstkommende Stand der Technik ist in DE 29 39 590 A1 beschrieben. Für jeden einzelnen Zylinder wird derjenige Kur belwellenwinkel ermittelt, bei dem der Brennraumdruck seinen Maximalwert annimmt. Liegen beim Messen in aufeinanderfolgen den Arbeitstakten an wenigstens einem Zylinder der kleinste und der größte derartige Druck um mehr als eine vorgegebene Spanne auseinander, wird dies als Bestehen unrunden Laufes ausgelegt. Es wird dann angefettet. Bei diesem Verfahren kann es vorkommen, daß der Bereich, in dem die gemessenen Drücke liegen, relativ weit gegenüber einem mittleren Bereich ver schoben ist, aber dennoch nicht auf unrunden Lauf erkannt wird, wenn nämlich die Schwellenspanne noch nicht überschrit ten ist.

Bei einem aus DE 24 13 227 A1 bekannten Verfahren wird die Motordrehzahl differenziert. Überschreitet das differenzierte Signal einen vorgegebenen Wert, wird in Richtung auf ein fet teres Gemisch geregelt.

Bei einem aus DE 28 23 005 A1 bekannten Verfahren werden die Zylinderdrücke bei drei vorgegebenen Kurbelwellenwinkeln ge messen und miteinander verglichen. Abhängig vom Vergleichs ergebnis wird in Richtung auf ein fetteres oder ein magereres Gemisch geregelt.

In der vorangemeldeten, jedoch nicht vorveröffentlichten DE 33 41 200 A1 ist ein Verfahren beschrieben, gemäß dem der Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine drehmoment abhängige Betriebsgröße ihren Maximalwert annimmt. Es wird verglichen, ob der ermittelte Kurbelwellenwinkel innerhalb eines durch vorgegebene Schwellenwerte abgegrenzten Normal bereichs liegt. Abhängig von der Zahl der Abweichungen wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bei einem Verbrennungsmotor auf einen Wert entsprechend einem mageren Gemisch anzugeben, mit denen sich unrunder Lauf mög lichst gut vermeiden läßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale von Anspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale von Anspruch 9 gegeben. Vorteilhafte Ausgestal tungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2-8.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß für jeden Zylinder gespeichert wird, ob der Kurbelwellenwin kel, bei dem eine drehmomentabhängige Betriebsgröße ihren Maximalwert annimmt, einen durch Schwellenwerte abgegrenzten Normalbereich verlassen hat. Liegt die Anzahl der Zylinder, für die ein solches Speichern erfolgte, über einer vorgege benen Zahl, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert entsprechend einem fetteren Gemisch eingestellt. Dieses Verfahren zeigt unrunden Lauf mit guter, jedoch nicht zu hoher Empfindlichkeit an. Vorteilhafterweise wird zusätzlich überprüft, ob in einem der Zylinder während eines vorgege benen zeitlichen Bereichs ein Verlassen des genannten Normal bereiches öfter vorkam, als es einer vorgegebenen Zahl ent spricht. Ist dies nicht der Fall, wird abgemagert, andern fall angefettet.

Als drehmomentabhängige Betriebsgröße wird vorteilhafterweise der maximale Innendruck in der Verbrennungskammer verwendet. Um den genannten Normalbereich leicht an unterschiedliche Motoren anpassen zu können, ist es bevorzugt, die den Bereich definierenden Schwellenwerte mit Hilfe einer Mittelwertbil dung zu bestimmen.

Der zeitliche Bereich, für den jeweils die Überprüfung vorge nommen wird, ob die Anzahl von Zylindern mit überschrittenem Normalbereich über einer vorgegebenen Zahl lag oder die Anzahl der Überschreitungen für einen Zylinder über einer vorgegebenen Zahl lag, wird entweder durch das Ausmessen einer Zeitspanne oder einer Anzahl von Takten bestimmt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch das Luft- Zuführsystem eines Verbrennungsmotores, bei dem eine Vorrichtung zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verwendet wird;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt einer Kraftstoffzu führeinrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungs form einer Vor richtung zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Kraftstoffeinspritz- Treiberschaltung, wie sie in der Regelvorrichtung gemäß Fig. 3 verwendet wird;

Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm der Treiberschaltung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 die Beziehung zwischen der Batteriespannung und einem spannungsabhängigen Korrekturwert T _s, wel che Beziehung in einem Speicher der Regelvorrich tung gemäß Fig. 3 gespeichert ist und zum Korri gieren einer Grundkraftstoffmenge ausgelesen wird;

Fig. 7 die Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur und einem Start-Anreicherungskorrekturwert KA _s, welche Beziehung in dem Speicher der Regelvorrich tung gespeichert ist und die ausgelesen wird, wenn ein Anlaßschalter eingeschaltet ist;

Fig. 8 die Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur und einem Beschleunigungs-Anreicherungskorrektur wert KA _i, welche Beziehung in dem Speicher in der Regelvorrichtung gespeichert ist und die beim Starten des Motors ausgelesen wird;

Fig. 9 eine Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur und einem Temperaturkorrekturwert Ft, welche Be ziehung im Speicher in der Regelvorrichtung ge speichert ist, und die zur Korrektur der Grund kraftstoffmenge ausgelesen wird;

Fig. 10 eine temperaturabhängige Funktion TST, die in einem Speicher gespeichert ist, und abhängig von der Kühlmitteltemperatur abgelesen wird;

Fig. 11 eine drehzahlabhängige Funktion KNST, die in einem Speicher gespeichert wird und abhängig von der jeweiligen Drehzahl gelesen wird;

Fig. 12 eine zeitabhängige Funktion KTST, die in einem Speicher gespeichert ist, und abhängig vom Zeit ablauf nach dem Betätigen des Anlasserschalters gelesen wird;

Fig. 13 die Beziehung zwischen Zyklusschwankungen und un ruhigem Motorlauf;

Fig. 14a-c Beispiele für Schwankungen des Innendrucks in einer Verbrennungskammer abhängig vom Kurbelwellenwinkel, wobei bei Fig. 14a das Gemisch am fettesten und bei Fig. 14c am magersten ist;

Fig. 15a-c den Fig. 14a-c entsprechende Beispiele für Kurbelwellenwinkel, bei denen maximaler Innendruck in den Verbrennungskammern erzielt wird;

Fig. 16 die Beziehung zwischen dem Auftreten von unrundem Lauf und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis;

Fig. 17 eine Frontansicht eines Kurbelwellenwinkelmessers für die Einrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 18 Signalzüge eines Winkelbezugssignals C _ref und eines Kurbelwellenwinkelsignals C _pos;

Fig. 19 einen Querschnitt durch einen Motor mit einem eingebauten Drucksensor, wie er in der Vorrichtung gemäß Fig. 3 verwendet wird;

Fig. 20 einen Teilquerschnitt durch einen Drucksensor;

Fig. 21 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Drucksensors;

Fig. 22 die Beziehung zwischen innerer Spannung und äußerer Kraft in einem Drucksensor;

Fig. 23 ein Flußdiagramm eines Programmes zum Überwachen von unrundem Motorlauf;

Fig. 24 eine Darstellung zum Erläutern des Druckwert registers in der Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 25 eine Darstellung zum Erläutern eines Registers zum Speichern der Anzahl von unerlaubten Schwan kungen in jedem Zylinder;

Fig. 26 ein Flußdiagramm eines Programmes zum Festlegen einer Kraftstoffmenge und einer Einspritz-Impuls breite;

Fig. 27 ein Blockdiagramm einer gegenüber der Regelvor richtung von Fig. 3 abgeänderten Regelvorrichtung; und

Fig. 28 ein Flußdiagramm eines geänderten Programms zum Ermitteln von unruhigem Motorlauf.

An Hand der Fig. 1 und 2 wird ein typischer Kraftstoffeinspritz motor dargestellt, für den eine erste Ausführungsform einer Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Regelvorrichtungen verwendet werden. Fig. 1 stellt dabei das Luftzufuhrsystem dar. In einem Lufteinlaßstutzen 10 ist eine Drosselkammer 12 mit einem drehbar gelagerten Dros selklappenventil 14 angeordnet, das abhängig von seiner Win kelstellung die Menge zugeführter Luft einstellt. Die Drossel klappe 14 ist mit einem (nicht dargestellten) Gaspedal in für sich bekannter Art und Weise verbunden. Durch Betätigen des Gaspedales wird die Luftmenge Q eingestellt. Ein Drossel sensor 16 ermittelt die Winkelstellung der Drosselklappe und gibt ein Drossel-Winkelsignal ab, das dem Winkelwert der Drosselklappe entspricht. Ein Luftstrom-Meßgerät 18 befin det sich im Lufteinlaßstutzen 10 oberhalb der Drosselkammer 12 und stromabwärts von einem Luftfilter 20. Das Luftstrom Meßgerät 18 weist eine schwenkbar gelagerte Klappe 22 auf, die entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft verdreht wird und dadurch ein Luftstromsignal Sq ab gibt, das der Strömungsgeschwindigkeit Q entspricht.

Der Lufteinlaßstutzen 10 steht über einen Einlaßkrümmer 26 mit den Verbrennungskammern 24 in Verbindung. Im Krümmer 26 sind ein oder mehrere Kraftstoff-Einspritzdüsen 28 angeord net. Der Einlaßkrümmer 26 ist mit einem Auslaßkrümmer 30 über einen (nicht dargestellten) Abgasrückführkanal verbunden. In jeder Verbrennungskammer 24 ist ein Ventil 34 vorhanden, das das Luft/Kraftstoff-Gemisch synchron mit der Motordrehung einläßt.

Ein Zylinderblock 36 mit einem Zylinderkopf 38 legt Verbren nungskammern 24 und einen Kühlmantel 40 fest, durch den ein Kühlmittel fließt, um Motorwärme abzuleiten. Ein Kolben 42 ist hin- und herführbar in einem Zylinder 44 im Zylinder block angeordnet. Eine Zündkerze 46 ist am Zylinderkopf 38 so befestigt, daß sie mit ihren Elektroden in eine Brenn kammer 24 ragt, um synchron mit der Motordrehung zu einer vorgegebenen Zeit einen Zündfunken abzugeben. Ein Drucksen sor 48, der den Innendruck in einer Verbrennungskammer mißt und ein Drucksignal S _p mit einem dem Druck in der Verbren nungskammer 24 entsprechenden Wert abgibt, ist am Zylinder block befestigt. Ein Kühlmittel-Temperatursensor 50 ist in den Kühlmantel 40 eingeführt und mißt die Kühlmitteltempe ratur. Der Kühlmittel-Temperatursensor gibt ein Temperatur signal S _t ab, dessen Wert der Temperatur des Kühlmittels entspricht.

Ein Leerlaufkanal 52 umgeht die Drosselklappe 14 und führt angesaugte Luft um die Drosselklappe herum. Eine Leerlauf- Einstellschraube 54 im Leerlaufkanal 52 dient zum Einstellen der Leerlaufdrehzahl. Ein Hilfseinlaßkanal 56 mit einem vakuumgesteuerten Stellglied 57 zum Einstellen eines Hilfs luftstromes steht über einen (nicht dargestellten) Bezugs druckkanal mit dem Lufteinlaßstutzen 10 in Verbindung.

Ein Kurbelwellenwinkelsensor 58 (siehe Fig. 3) ist mit der Kurbelwelle verbunden und gibt einen Lageimpuls bei jeder Einheit der Kurbelwellen umdrehung, z. B. nach jedem Winkelgrad ab. Ein Kurbelwellen bezugssignal C _ref wird bei einer vorgegebenen Winkellage je der Kurbelwellenumdrehung abgegeben.

Der Drosselsensor 16, das Luftstrom-Meßgerät 18, der Kühl mittel-Temperatursensor 50, der Drucksensor 48 und der Kurbelwellenwinkelsensor 58 sind mit einem Regler 100 verbunden und geben ihre entsprechenden Signale als Motorzustandssignale an den Regler.

In Fig. 2 ist das Kraftstoffeinspritzsystem für den Einspritz motor dargestellt. Ein Kraftstofftank 60 ist über ein An saugrohr 64 mit einer Kraftstoffpumpe 62 verbunden. Die Kraft stoffpumpe 62 preßt Kraftstoff durch einen Kraftstoffzufuhr kreis 66 und stellt den Druck zur Verfügung, der zum Einsprit zen durch die Einspritzdüse 28 erforderlich ist. Ein Dämpfungs glied 68 absorbiert Druckschwankungen im Kraftstoffversorgungs kreis. Ein Kraftstoffilter 70 ist in diesem Kreis angeordnet. Der Zufuhrkreis 66 ist mit der Einspritzdüse 28 über ein Rohr 72 und mit einer Rückführleitung 74 über einen Druck regler 76 verbunden. Der Druckregler 76 stellt den Kraft stoffdruck für die Einspritzdüse 28 abhängig vom Ansaugdruck 30 ein, wie er über eine Leitung 78 als Bezugsdruck zugeführt wird. Überschüssiger Kraftstoff wird über die Rückführlei tung 74 in den Kraftstofftank zurückgeführt.

Ein Kaltstartventil 80 dient zum Zuführen zusätzlichen Kraftstoffes bei kaltem Motor.

Aus dem Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis Regelvorrichtung gemäß Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Regler 100 mit dem Drossel sensor 16, dem Luftstrom-Meßgerät 18, dem Drucksensor 48, dem Kühlmittelsensor 50 und dem Zündwinkelsensor 48 zum Fest stellen des Betriebszustandes des Motores verbunden ist. Der Regler 100 kann einen digitalen Rechner oder einen Prozessor wie einen Mikrokomputer aufweisen. Analog/Digital-Wandler 102, 104, 106 und 108 liegen jeweils zwischen dem Drosselklappen sensor 16, dem Luftstrom-Meßgerät 18, dem Drucksensor 48 und dem Kühlmittel-Temperatursensor 500 und dem Regler 100, um das Drossel-Lagesignal S _T, das Strömungsgeschwindigkeitssignal S _q, das Drucksignal S _p und das Kühlmittel-Temperatursignal S von analoger Form in entsprechende digitale Signale zu wandeln.

Über einen Analog/Digital-Wandler 112 erhält der Regler 100 von einer Batterie 110 Batteriespannung S _V. Mit dem Regler 100 ist auch ein Anlaßschalter 114 verbunden, der ein Ein/Aus- Signal abhängig von seiner Schalterstellung abgibt. Der Anlaß schalter 114 gibt zum Beispiel ein Ein-Signal an den Reg ler 100, während der Motor läuft.

Der Kurbelwellenwinkelsensor 58 ist auch mit einem Drehzahl-Zähler 116 verbunden und gibt das Kurbelwellenwinkelsingal C _pos an diesen. Der Drehzahl-Zähler 116 gibt ein Drehzahlsignal S _N ab, das die Drehzahl anzeigt und ausgehend vom Kurbelwellenwinkelsignal gebildet ist.

Der Drucksensor 48 ist so ausgebildet, daß er den Innendruck in einer Verbrennungskammer 24 mißt und das Drucksignal S _p abgibt, das dem jeweiligen Innendruck entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform sind vier Drucksensoren 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 vorhanden, die den Innendruck in jeweils einer von vier Verbrennungskammern 24 messen. Ein Multiple xer 118 liegt zwischen einem Analog/Digital-Wandler 108 und den vier Drucksensoren 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4. Der Multi plexer 118 ist mit dem Regler 100 verbunden und erhält von diesem ein Auswählsignal S _s, mit Hilfe dessen einer der vier Drucksensoren 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 angesteuert wird, woraufhin der jeweilige Sensor das zugehörige Drucksignal an den Analog/Digital-Wandler 108 synchron mit der Motor drehung abgibt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Regler 100 so ausgebildet, daß er den maximalen Innen druck in derjenigen Verbrennungskammer ermittelt, in der gerade Verbrennung stattfindet. Dementsprechend gibt er das Auswählsignal S _s ab, damit das Drucksignal S _p von demjeni gen Drucksensor, der den Innendruck in der Kammer mißt, in der gerade Verbrennung stattfindet, durchgelassen wird. Um den Zustand der Umdrehung festzustellen, weist der Regler 100 einen Kurbelwellenwinkelzähler 120 auf, der die Impulse des Kurbel wellenwinkelsignales C _pos zählt, das vom Kurbelwellenwinkelsensor 58 abgegeben wird und über ein Eingangsinterface 124 in eine Zentraleinheit CPU122 gegeben wird. Der Kurbelwellenwinkelzähler 120 gibt ein Winkelsignal S _R ab, dessen Wert dem Kurbelwellenwinkel, also dem jeweiligen Umdrehungswinkel der Kurbel welle ausgehend von einem festen Wert, entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist derjenige Kurbelwellenwinkel, der dem oberen Totpunkt (OT) des Zylinders 1 zugeordnet ist 0°. Der Kurbelwellenwinkelzähler 120 zählt bis 720° und wird dann auf null rückgesetzt.

Wenn der Multiplexer 118 abhängig vom Auswählsignal eines der Drucksignale S _p1, S _p₂, S _p₃ oder S _p₄ an den Regler 100 durchläßt, wird der zugehörige Druckwert ermittelt und in einem Druckwertregister 126 gespeichert. Aus den gespei cherten Druckwerten ermittelt der Regler den Spitzendruck P _max und den Kurbelwellenwinkel R _pmax, bei dem der Innendruck in der zugehörigen Verbrennungskammer 24 maximal ist.

Wie bekannt, läßt sich die Grundkraftstoffmenge T _p ausgehend von der Luftstromgeschwindigkeit Q und der Drehzahl N wie folgt berechnen:

T _p = K (Q/N) (1)

wobei K eine Konstante ist.

Die Grundkraftstoffmenge T _p wird mit Hilfe von Korrekturwer ten korrigiert, die von den Betriebsbedingungen, wie z. B. der Batteriespannung, der Kühlmitteltemperatur, unrundem Lauf und dergleichen, abhängen.

Bei der dargestellten Ausführungsform hängt der Korrektur wert für die Batteriespannung V _s, wie in Fig. 6 dargestellt, von der Batteriespannung ab. Der batteriespannungsabhängige Korrekturwert T _s ist gemäß Fig. 6 durch folgende Gleichung gegeben:

T _s = a + b (14-V) (2)

wobei a und b Konstanten sind.

Der batteriespannungsabhängige Korrekturwert T _s ist in einem Speicher 130 im Regler 100 in Form einer Nachschlagetabelle 132 gespeichert. Auf die Tabelle 132 wird abhängig von der Batte riespannung, deren Wert über das Interface 124 zugeleitet wird, zugegriffen.

Ein Korrekturwert KA _s für ruhigen Motorstart wird auf Grund lage der Kühlmitteltemperatur bestimmt, wenn der Anlaßschal ter 108 geschlossen ist. Der Verlauf des Korrekturfaktors KA _s ist in Fig. 7 dargestellt. Dieser Korrekturwert KA _s, d. h. der Start-Anreicherungskorrekturwert, ist im Speicher 130 in einer Nachschlagetabelle 134 gespeichert, auf die ent sprechend der Kühlmitteltemperatur zugegriffen wird, wenn der Anlaßschalter 108 gerade geschlossen wird. Der Korrek turwert KA _s wird während des Motorlaufs allmählich mit vor gegebener Geschwindigkeit auf null verringert. Der in Fig. 7 dargestellte Korrekturwert KA _s ist der Anfangswert.

Während der Motor nach dem Stillstand noch kalt ist, wird eine Beschleunigungs-Anreicherungskorrektur ausgeführt, da mit das Fahrzeug auch nach dem Start ruhig anziehen kann. Dazu ist ein Beschleunigungs-Anreichungskorrekturwert KA _i im Speicher 130 in einer Nachschlagetabelle 136 gespeichert, deren Eigenschaften in Fig. 8 dargestellt sind. Der Korrek turwert KA _s wird auf ein Drosselklappensignal, das die Be schleunigung anzeigt, abhängig von der Kühlmitteltemperatur zum Zeitpunkt des Beschleunigungssignales ausgegeben. Der Korrekturwert KA _i wird mit einer vorgegebenen Geschwindig keit nach der Beschleunigungsanreicherung allmählich auf null verringert.

Während des Warmlaufens des Motores wird eine temperaturab hängige Korrektur durchgeführt, indem die Grundkraftstoff menge mit einem temperaturabhängigen Korrekturwert F _t korri giert wird, der im Speicher 130 in einer Nachschlagetabelle 138 gespeichert ist. Auf die Nachschlagetabelle 138 wird abhängig vom Kühlmittel-Temperatursignal S _t zugegriffen. Der Wert hängt von der Kühlmitteltemperatur, wie in Fig. 9 dargestellt, ab.

Weitere Korrekturen, die Ausgabewerte von einem Abgas-O₂- Sensor (nicht dargestellt) oder einem (nicht dargestellten) Abgastemperatursensor berücksichtigen, können durchgeführt werden.

Während des Motorlaufes wird eine Startanreicherungskorrek tur gemäß folgenden Gleichungen durchgeführt:

T ₁ = T _p · (1 + KA _s) · 1.3 + T _s (3)
T ₂ = TST × KNST · KTST (4)

wobei TST eine Funktion der Kühlmitteltemperatur ist und von dieser, wie in Fig. 10 dargestellt, abhängt;
KNST eine Funktion der Drehzahl N ist und von dieser gemäß dem Verlauf von Fig. 11 abhängt; und
KTST eine Funktion der Zeit nach dem Einschalten des An laßschalters 114 zum Anlassen des Motores ist und von der verstrichenen Zeit, wie in Fig. 12 dargestellt, ab hängt.

Die Startanreicherungskorrektur wird dadurch ausgeführt, daß der größere der beiden Werte T ₁ bzw. T ₂ ausgewählt wird. Die Funktionen TST, KNST und KTST sind im Speicher 130 in Nach schlagetabellen 140, 142 bzw. 144 gespeichert, die in Fig. 3 dargestellt sind.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine weitere Korrektur abhängig von unruhigem Lauf des Motors durchgeführt. Bei der Verbrennung von Magergemischen tritt unruhiger Lauf auf, oder genauer gesagt, es treten Drehzahlschwankungen von Zyklus zu Zyklus auf, die mit zunehmender Abmagerung zunehmen. Dies rührt von Schwankungen in der Verbrennungsqualität in den Verbrennungskammern her. Wenn zum Beispiel ein mageres Gemisch verwendet wird, schwankt die Fortpflanzungsgeschwin digkeit der Verbrennungsfront im Gemisch in der Verbrennungs kammer erheblich. Dies führt dazu, daß mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit Klopfen oder Fehlzündung auftreten kann. Diese Schwankung in der Verbrennungsqualität kann dadurch festgestellt werden, daß der Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem der Innendruck P in der Verbrennungskammer maximal ist. Mit zunehmendem Abmagern wird die Schwankungsbreite der Kurbelwellenwinkel, bei denen der innere Druck maximal ist, größer als bei fettem Gemisch.

Der Zusammenhang zwischen Schwankungen in der Verbrennung und unruhigem Motorenlauf abhängig vom Mischungsverhältnis ist in Fig. 13 dargestellt. Es wurde jeweils das Mischungsver hältnis verändert, während der Zündzeitpunkt für kleinste Voreilung bei bestem Drehmoment konstant gehalten wurde. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, führt eine Zunahme im Mischungs verhältnis zu einer Nacheilung des Kurbelwellenwinkel, zu dem der interne Druck in der Verbrennungskammer maximal wird, und die Schwankungsbreite des Kurbelwellenwinkel bei Maximaldruck wird verbreitert. Beispielhafte Schwankungen und deren Ursachen sind in den Fig. 14 und 15 dargestellt. In den Fig. 14a, b und c sind Änderungen des Innendrucks in der Verbrennungs kammer für verschiedene Mischungsverhältnisse dargestellt. Bei der Kurve gemäß 14 a ist das Gemisch am fettesten und bei Fig. 14c am magersten. In den Fig. 15a, b und c ist da gegen der Verlauf des Kurbelwellenwinkels, bei dem der Innendruck in der Verbrennungskammer maximal ist, dargestellt. Dieser Innen druck wird im folgenden als Maximalinnendruckwinkel R _pmax be zeichnet. Die Mischungsverhältnisse bei den Kurven der Fig. 15a, b und c entsprechen denen der Fig. 14a, b bzw. c. Wenn das Gemisch ausreichend fett ist, bleibt die Schwan kungsbreite des Maximaldruckwinkels R _pmax innerhalb dem Nor malbereich (16°-20° nach dem oberen Totpunkt), was etwa um die Zündvoreilung bei minimaler Voreilung für bestes Dreh moment herumliegt. Wenn das Gemisch andererseits mager ist, nimmt das Ausmaß unruhigen Motorenlaufs zu, so daß die Schwankungsbreite des Maximaldruckwinkels R _pmax den Normal bereich überschreitet. Die schraffierten Bereiche in den Fig. 15b und c bezeichnen Fälle, in denen sich der Maximal druckwinkel R _pmax außerhalb dem Normalbereich befindet.

In Fig. 16 ist die Häufigkeit des Auftretens dargestellt, mit der der Maximaldruckwinkel R _pmax außerhalb dem Normal bereich liegt. Treten solche Fälle selten auf, läuft der Motor stabil, während er bei häufigem Auftreten unruhig läuft. Durch Überwachen des Auftretens des Maximaldruckwin kels R _pmax außerhalb dem Normalbereich kann daher der Grad unruhigen Motorenlaufs gemessen werden.

Daher kann die Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge abhän gig von der Motorunruhe auf Grundlage der Häufigkeit des Auf tretens des Winkels maximalen Druckes R _pmax außerhalb dem Normal bereich durchgeführt werden.

Der Regler l00 erzeugt ein impulsförmiges Einspritzsignal T _A einer Pulsbreite, die derjenigen Einspritzmenge entspricht, die durch Korrigieren der Grundkraftstoffmenge T _p durch Kor rektur mit den oben beschriebenen Werten erhalten ist. Das Einspritzsignal T _A wird über eine Ausgangseinheit 146 auf eine Einspritzdüsen-Treiberschaltung 160 gegeben, die ein elektrisch gesteuertes Stellglied 162 (Fig. 4) aufweist, das die Einspritzdüse 28 öffnet und schließt. Wie in Fig. 4 dar gestellt, weist die Einspritzdüsen-Treiberschaltung 160 ein Register 164 auf, das dazu dient, den Einspritzimpuls T _A vorübergehend zu speichern. Das Register 164 ist mit einem Vergleicher 166 zusammengeschaltet und setzt den letzteren auf die Anstiegsflanke des Einspritzimpulses zurück. Der Einspritzimpuls T _A wird auch einem Taktzähler 168 zugeführt, der von einem Taktgenerator 170 Taktpulse erhält. Der Takt zähler 168 zählt die Pulse des Taktsignals und gibt ein Zählersignal ab, das seinem Zählwert entspricht. Der Takt zähler 168 spricht auf die vordere Flanke des Einspritzim pulses T _A an, wodurch sein Wert auf null gelöscht wird.

Das Register 164 gibt ein Registersignal ab, daß der gespei cherten Pulsbreite des Einspritzimpulses T _A an den Verglei cher 166 entspricht. Der Vergleicher 166 vergleicht daß Sig nal vom Register mit dem Zählersignal vom Taktzähler 168. Der Vergleicher 166 gibt ein Vergleichssignal niedrigen Pe gels so lange ab, wie der Wert des Registers größer ist als der Wert des Zählersignales. Der Vergleicher 166 gibt das Vergleichssignal an die Basis eines Transistors 172, der da durch ausgeschaltet ist und eine Vorspannung an das Stell glied 162 abgibt, das die Einspritzdüse 28 in geöffneter Position hält. Der Pegel des Vergleichers bleibt so lange niedrig, wie der im Register gespeicherte Wert größer ist als der Wert des Zählersignales. Das Signal vom Vergleicher geht jedoch auf hohen Pegel, wenn der Zählerwert gleich groß wird wie der im Register gespeicherte Wert, wodurch der Transi stor 172 eingeschaltet wird. Daraufhin wird das Stellglied 162 nicht mehr angesteuert und schließt die Einspritzdüse. Die Einspritzdüse ist daher für eine Dauer geöffnet, die der Puls breite des Einspritzimpulses entspricht.

Der Kurbelwellenwinkelsensor 58 und die Drucksensoren 48-1, 48-2, 48-3 und 48-4 dienen dazu, den Maximaldruckwinkel R _pmax festzu stellen. Wie in Fig. 17 dargestellt, weist der Kurbelwellenwinkel sensor einen Rotor auf, der mit der Kurbelwelle 282 verbun den ist und sich mit dieser dreht. Schlitze 283, mit Hilfe derer das Kurbelwellenwinkelsignal C _pos abgegeben wird, sind radial symmetrisch am Rotor 281 angeordnet. Der Abstand zwischen jedem der Schlitze 283 beträgt 1° der Kurbelwellendrehung. Schlitze 284 und 285 sind an solchen Stellen angeordnet, die den Kurbelwellenwinkel für den oberen Totpunkt eines jeden Zylinders entsprechen. Der Schlitz 284 liegt in derjenigen Lage, die dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders entspricht. Er ist breiter ausgeführt als die Schlitze 285, die in denjenigen Lagen liegen, die den oberen Totpunkten der anderen Zylin der entsprechen. Ein fotoelektrischer Sensor 286 steht dem Rotor 281 entgegen und erzeugt das Kurbelwellenwinkelsignal C _pos und das Kurbelwellenwinkel-Bezugssignal C _ref wie dies in Fig. 18 darge stellt ist.

Der Kurbelwellenwinkelsensor muß nicht notwendigerweise in der dar gestellten Ausführungsform hergestellt sein. Es kann viel mehr jede beliebige Art von Kurbelwellenwinkelmesser verwendet wer den. Es ist auch nicht erforderlich, den Drehzahlzähler 116 zu verwenden, der die Kurbelwellenwinkel-Impulse C _pos mißt und daraus ein Drehzahlsignal S _N erzeugt. Dieser Zähler 116 ist für die Regelvorrichtung nicht erforderlich und er kann im übrigen durch jeden Drehzahlmesser ersetzt werden, der ein die Dreh zahl anzeigendes Signal erzeugt. Die Drehzahl kann auch durch Verarbeiten zum Beispiel des Kurbelwellenwinkelsignals C _pos oder des Kurbelwellenwinkel-Bezugssignals C _ref im Regler erhalten werden. Es genügt auch, einen Kurbelwellenwinkelmesser zu verwenden, der nur das Kurbelwellenwinkelsignal an den Regler gibt.

In den Fig. 19-22 ist ein Ausführungsbeispiel eines Druck sensors 42 angegeben, der dazu dient, den Innendruck in der Verbrennungskammer 24 zu messen. Der dargestellte Drucksen sor 48 weist die Form einer Unterlagscheibe für eine Befe stigungsschraube auf.

Wie in Fig. 19 dargestellt, ist der Zylinderkopf 38 mit dem Zylinderblock 36 über Zylinderkopfschrauben 49 verbunden (von denen nur eine dargestellt ist). Der ringförmige Druck sensor 48 weist die Form einer Unterlagscheibe auf und paßt auf einen Teil der Schraube 49, der aus dem Zylinderkopf 38 herausragt. Der Drucksensor 48 ist zwischen den Zylinder kopf 34 und den Kopf der Schraube 49 ähnlich wie eine üb liche Unterlagscheibe eingeklemmt.

In den Fig. 20 und 21 sind Einzelheiten des Drucksensors 48 dargestellt. Der Drucksensor 48 weist ein Gehäuse mit einer oberen Metallscheibe 481 und einer unteren Metallscheibe 482 auf, die axial voneinander beabstandet sind. Diese Schei ben 481 und 482 weisen jeweils eine Mittenbohrung auf, in die die Zylinderkopfschraube paßt. Der Kopf des Drucksensors weist einen inneren Ring 484 und einen dazu konzentrischen weiteren Ring 485 auf, die koaxial zwischen den Scheiben 481 und 482 angeordnet sind. Die Ringe 484 und 485 weisen glei che axiale Abmessungen auf. Durch sie werden die Scheiben 481 und 482 voneinander beabstandet gehalten. Die Ringe 484 und 485 weisen einen axialen Zwischenraum auf, der ringför mig zwischen den Scheiben 481 und 482 ausgebildet ist. Die Ringe 484 und 485 bestehen aus einem verhältnismäßig festen Material, wie z. B. Stahl. Die oberen Endflächen der Ringe 484 und 485 sind mit der Unterseite der oberen Scheibe 481 ver schweißt. Die unteren Seiten der Ringe 484 und 485 sind mit der Oberseite der unteren Scheibe 482 verschweißt. Die Mit tenbohrung des inneren Ringes 484 dient dazu, die Zylinder kopfschraube aufzunehmen.

Ein ringförmiges Sensorteil 486 ist koaxial mit den Schei ben 481 und 482 in dem ringförmigen Innenraum angeordnet. Es weist eine axial angeordnete Ringelektrode 487 zwischen zwei ringförmigen mechanisch-elektrischen Übertragern 488 und 489, wie z. B. keramischen piezoelektrischen Elementen auf. Die Oberfläche der Elektrode 487 kontaktiert die Unter seite des oberen piezoelektrischen Elementes 488 und ist mit dieser verbunden. Über dem oberen piezoelektrischen Element besteht in einer Ausgangslage, in der der Drucksensor 48 nicht durch die Schraube 49 gehalten ist (siehe Fig. 19), ein Zwischenraum 490. Die Unterseite des piezoelektrischen Elementes 488 steht in Kontakt mit der Unterseite der oberen Scheibe 481, wenn der Drucksensor 48 durch die Schraube 49 gehalten ist, wie dies unten beschrieben wird. Das obere piezoelektrische Element 488 dient dazu, ein elektrisches Signal abzugeben, das zwischen der oberen Scheibe 481 und der Elektrode 487 anliegt.

Der Drucksensor 48 paßt um die Schraube 49 (siehe Fig. 19) derartig, daß sich die Schraube 49 durch die Mittenbohrun gen der Scheiben 481 und 482 und durch den inneren Ring 484 erstreckt. Die Oberfläche des Drucksensors 48 steht mit dem Kopf der Schraube 49 in Verbindung. Die Unterseite des Druck sensors 48 liegt auf dem Zylinderkopf 38 (siehe Fig. 19) auf. Dadurch ist der Drucksensor 48 zwischen der Schraube 49 und dem Zylinderkopf 38 gehalten. Das Ausgangssignal vom Druck sensor 48 wird über sein Gehäuse und einen Anschluß abge leitet.

In Fig. 22 ist der Verlauf innerer Spannung über äußerer Kraft im Drucksensor 48 dargestellt. Die äußere Kraft F nimmt von null bis zu einem vorgegebenen Schwellwert Fs zu. Dabei bleibt die innere Spannung p der piezoelektrischen Elemente 488 und 489 null, da der Zwischenraum 490 vorhan den ist und dadurch das Sensorelement 486 noch nicht in Kon takt mit der oberen Scheibe 481 gelangt und damit keine äußere Kraft erfährt. Wenn die äußere Kraft F den Schwell wert Fs erreicht, nimmt die Verformung des Gehäuses des Sen sors 48 einen Wert an, bei dem der Freiraum 490 verschwindet und dadurch das Sensorelement 486 in Kontakt mit der oberen Scheibe 481 gelangt. Wenn die äußere Kraft F vom Schwellwert Fs weiter zunimmt, nimmt die innere Spannung p linear mit der äußeren Kraft F zu. In Fig. 22 stellt die gestrichelte Linie die Beziehung zwischen der äußeren Kraft F und der inneren Spannung σ p 0 der piezoelektrischen Elemente 488 und 489 dar, wie sie dann erhalten wird, wenn das Sensorelement 486 von Anfang an die obere Scheibe 481 berührt, wie dies bei her kömmlichen Sensoren der Fall ist. Es ist aus Fig. 22 er sichtlich, daß die innere Spannung σ p 0 proportional mit dem Anstieg der äußeren Kraft F von null aus ansteigt.

Ein ähnlicher Drucksensor ist in der veröffentlichten japani schen Gebrauchsmusteranmeldung 40-10332 dargestellt. Auf diese Schrift wird für Einzelheiten verwiesen.

Der Drucksensor 48 ist mit dem Zylinderkopf an solchen Stel len verbunden, an denen eine Druckänderung auf Grund des in ternen Drucks in einer Verbrennungskammer 24 gemessen werden kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 48-1 an einer dem Zylinder 1 entsprechenden Lage angebracht und erzeugt ein Drucksignal S _p₁ das dem Innendruck des ersten Zylinders 1 entspricht. Entsprechend sind die Drucksenso ren 48-2, 48-3 und 48-4 jeweils so angeordnet, daß sie die Innendrucke des zweiten, dritten bzw. vierten Zylinders 2, 3 bzw. 4 ermitteln und die Drucksignale S _p₂, S _p₃ bzw. S _p₄ bereitstellen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Drucksensor mit dem Zylinderkopf durch eine Zylinderkopf schraube verbunden. Er kann jedoch auch auf andere Art und Weise befestigt sein, z. B. über die Zündkerze. Die Befe stigung muß also nicht unbedingt auf die dargestellte Art und Weise erfolgen. Es ist auch möglich, den beschriebenen Drucksensor durch jeden anderen Drucksensor zu ersetzen, der sich dazu eignet, den Innendruck in der Verbrennungskammer festzustellen und ein Signal zu erzeugen, das den Druck wiedergibt.

Die Funktionsweise der Regelvorrichtung gemäß Fig. 3 zum Er mitteln unrunden Motorlaufs wird nun an Hand dem Flußdia gramm der Fig. 23 näher erläutert. Der Flußablauf gemäß Fig. 23 wird von der Zentraleinheit CPU 122 auf jedes Kurbelwellenwinkel signal C _pos vom Kurbelwellenwinkelmesser 58 hin durchgeführt. Das Rundlaufermittlungsprogramm der Fig. 23 ist in einem Programm speicher 152 des Speichers 130 gespeichert und wird durch die Zentraleinheit 122 auf das Kurbelwellenwinkelsignal C _pos hin ausge lesen. Die Zentraleinheit CPU 122 gibt gleichzeitig das Kurbelwellenwinkel signal C _pos in den Kurbelwellenwinkelzähler 120. Der Kurbelwellenwinkel zähler 120 gibt ein Zählersignal aus, dessen Wert dem Kurbelwellenwinkel in dem Moment entspricht, wenn der Zugriff durch die Zentraleinheit 122 erfolgt.

Auf das Kurbelwellenwinkelsignal C _pos hin wird das Programm gemäß Fig. 23 ausgeführt. Auf den Befehl START hin wird auf den Kurbelwellenwinkelzähler 120 zugegriffen, und es wird aus ihm in einem Schritt 1002 der Zählwert ausgelesen, der dem Kurbelwellen winkel R entspricht. In einem Schritt 1004 wird der Zähl wert R daraufhin überprüft, ob er 720° entspricht, welcher Wert dem Kurbelwellenwinkel entspricht, bei dem der erste Zylinder sich im oberen Totpunkt befindet. Wenn der Zählwert 720° entspricht, wird der Zähler in einem Schritt 1006 auf null rückgesetzt. Sonst wird in einem Schritt 1008 der Zähler wert R daraufhin überprüft, ob er sich innerhalb einem Win kelbereich von 0° bis 60° befindet, welcher Bereich anzeigt, daß sich der erste Zylinder in seinem Verbrennungshub be findet. Wenn der Zählwert anzeigt, daß der Kurbelwellenwinkel im Bereich zwischen 0° und 60° liegt, wird in einem Schritt 1010 eine Flagge 154 auf 1 gesetzt, die anzeigt, daß die Zentral einheit Druckdaten vom ersten Zylinder 1 aufnimmt. Die Zen traleinheit CPU 122 gibt das Auswählsignal S _s über die Aus gabeeinheit 146 an den Multiplexer 118, damit dieser das Drucksignsl S _{pl 1} vom Drucksensor 48-1 überträgt. Das den Druck im Zylinder 1 wiedergebende Drucksignal S _{p 1} wird un ter entsprechender Adresse des Druckwertregisters 126 in einem Schritt 1014 gespeichert.

Wie in Fig. 24 dargestellt, weist das Druckwertregister 126 mehrere Speicheradressen auf, in denen gemessene Druckwerte der Reihe nach gespeichert werden. Unter der Adresse R₁ wird der erste Druckwert gespeichert, unter der Adresse R₂ wird der zweite Druckwert gespeichert usw. Die Zentraleinheit CPU 122 gibt Adreßwerte R₁-R₆₀, die jeweils einem Zählwert R _n in einem Zähler 148 entsprechen, wobei der Zählwert R _n in einem Schritt 1016 bei jedem Programmzyklus um eins (1) erhöht wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform speichert das Druck wertregister 126 Druckwerte zugehörig zur Kurbelwellenum drehung ausgehend vom oberen Totpunkt bis zu 60° nach dem oberen Totpunkt. Daher weist das Druckwertregister 126 60 Speicheradressen R₁-R₆₀ auf, und der Zähler 148 zählt bis 61, bevor er auf null rückgesetzt wird.

Der Zählwert R _n wird in einem Schritt 1018 überprüft. Wenn der Wert R _n kleiner als 61 ist, geht das Programm zum ENDE. Wenn der Zählwert dagegen 61 ist, spricht die Zentralein heit das Druckwertregister 126 an und ermittelt den Maximal druck P _max und die Speicheradresse R _pmax unter der der maxi male Druck P _max gespeichert ist. Da die Speicheradresse dem Kurbelwellenwinkel ausgehend vom oberen Totpunkt entspricht, entspricht die Adreßnummer, unter der der maximale Druckwert P _max ge speichert ist, dem maximalen Druckwinkel R _pmax. Diese Be stimmung des maximalen Druckwinkels R _pmax wird in einem Schritt 1020 ausgeführt. Der erhaltene maximale Druckwinkel R _max wird mit einem oberen Schwellenwert R _L und einem unteren Schwellenwert R _U in einem Schritt 1022 verglichen. Wenn der maximale Druckwinkel R _pmax größer ist als der untere Schwellen wert R _L und kleiner als der obere Schwellenwert R _U, geht das Programm zum ENDE. Wenn der maximale Druckwinkel R _pmax gleich ist wie oder kleiner ist als der untere Schwellenwert R _L oder gleich ist wie oder größer ist als der obere Schwellenwert R _U, wird in einem Schritt 1024 das Register 150 um den Wert 1 erhöht.

Wie in Fig. 25 dargestellt, weist das Register 150 mehrere Registeradressen auf, von denen auf eine entsprechend dem Wert der Flagge 154 durch die Zentraleinheit CPU zugegrif fen wird. Es wird also eine der Registeradressen 1 bis 4 im Schritt 1024 um 1 erhöht. Jede Registeradresse 1 bis 4 entspricht einem Zylinder. Der Wert unter jeder Register adresse entspricht also der Zahl von Fällen, in denen der Maximaldruckwinkel außerhalb dem Winkelbereich liegt, der durch den unteren Schwellenwert R _L und den oberen Schwellen wert R _U gegeben ist.

Wenn der Kurbelwellenwinkel R außerhalb dem Bereich 0°-60° liegt, wird er in einem Schritt 1028 daraufhin überprüft, ob er im Bereich zwischen 180° und 240° liegt. Wenn er innerhalb die sem Bereich liegt, wird die Flagge 154 auf 3 gesetzt, was anzeigt, daß Drucksignale vom Drucksensor 48-3 zum Ermitteln des Innendrucks im dritten Zylinder in einem Schritt 1030 gemessen werden. Die Zentraleinheit CPU 122 gibt dann das Auswählsignal S _s an den Multiplexer 118, damit das Druck signal S _p₃ übertragen wird. In einem Schritt 1032 werden die Druckwerte des Drucksignals S _p₃ unter entsprechenden Adres sen im Druckwertregister 126 abgespeichert. Nach diesem Er fassen der Druckwerte im Schritt 1032 wird zum Schritt 1016 übergegangen und es werden die folgenden Schritte durchge führt, um den maximalen Druckwinkel R _max zu ermitteln und zu beurteilen, ob sich der erhaltene Maximaldruckwinkel R _pmax innerhalb dem normalen Winkelbereich befindet.

Wenn der Kurbelwellenwinkel R, wie er im Schritt 1028 überprüft wird, außerhalb 180° - 240° nach dem oberen Totpunkt liegt, dann wird in einem Schritt 1034 überprüft, ob er sich im Bereich von 360° - 420° befindet. Ist dies der Fall, wird die Flagge 154 in einem Schritt 1036 auf 4 gesetzt. Gleich zeitig wird das Auswählsignal S _s an den Multiplexer 118 ge geben, so daß dieser das Drucksignal S _p4 vom Drucksensor 48-4 durchläßt. Die Werte des Drucksignals S _p4 werden in einem Schritt 1038 unter entsprechenden Adressen des Druckwert registers 126 gespeichert. Nach diesem Schritt 1038 geht das Programm zum Schritt 1016 über, und es werden dann die nachfolgenden Schritte zum Ermitteln des maximalen Druck winkels R _pmax und zum Beurteilen, ob dieser Winkel innerhalb dem normalen Winkelbereich liegt, durchgeführt.

Wenn der im Schritt 1034 überprüfte Kurbelwellenwinkel R außerhalb dem Bereich 360° - 420° liegt, wird er in einem Schritt 1040 daraufhin überprüft, ob er zwischen 540° und 600° liegt. Falls dies nicht der Fall ist, geht das Programm zum ENDE. Falls ja, wird das Register 154 in einem Schritt 1042 auf 2 gesetzt. Gleichzeitig wird das Auswählsignal S _s an den Multiplexer 118 gegeben, so daß dieser das Drucksignal S _p2 vom Drucksensor 48-2 durchläßt. Daraufhin werden in einem Schritt 1044 die Druckwerte P ₂, wie sie durch das Drucksig nal S _p2 gegeben sind, gespeichert. Danach geht das Programm zum Schritt 1016 über, und es folgen die weiteren Schritte, wie dies oben beschrieben ist.

In der erläuterten Weise wird durch Ausführen des Programmes gemäß Fig. 23 also festgestellt, wie häufig der Maximaldruck winkel R _pmax außerhalb dem Normalbereich liegt. Bei der be schriebenen Ausführungsform ist der untere Schwellenwert R _L auf 10° nach dem oberen Totpunkt und der obere Schwellen wert R _U auf 25° nach dem oberen Totpunkt gesetzt. Wenn dann der Maximaldruckwert R _pmax in diesem Bereich liegt, wird daraus geschlossen, daß die Verbrennung im überwachten Zylin der normal, d. h. stabil abläuft. Wenn dagegen der Maximal druckwinkel R _pmax außerhalb dem genannten Bereich liegt, wird dies als Anzeichen dafür gewertet, daß die Verbrennung im überprüften Zylinder instabil abläuft. Die Fälle derartiger instabiler Funktion werden im Register 150 gezählt. Wie dies aus Fig. 25 ersichtlich ist, weist das bei der Ausführungs form verwendete Register 150 vier Registeradressen auf, die dazu dienen, die Werte für das Auftreten instabiler Verbren nung in jedem der vier Zylinder zu speichern.

In Fig. 26 ist ein Flußdiagramm eines Programmes dargestellt, wie es dazu dient, Einspritzimpulse T _A zu ermitteln, deren Pulsbreite durch die Betriebsbedingungen unter Berücksichti gung unruhigen Laufes bestimmt ist. Das Programm gemäß Fig. 26 wird nach jeweils 180° Kurbelumdrehung durchgeführt. Das Programm gemäß Fig. 26 wird also immer dann durchgeführt, wenn die Kurbelwellenwinkelsignale eine Umdrehung von 180° der Kurbel welle anzeigen.

Nach dem Befehl START wird in einem Schritt 1102 die Grund kraftstoffmenge T _p ausgehend vom Drehzahlsignal S _N, das die aktuelle Drehzahl N anzeigt, und ausgehend vom Luftstromsig nal S _Q ermittelt, das die jeweilige Luftgeschwindigkeit oder Lademenge Q anzeigt. Dies erfolgt auf Grundlage der oben an gegebenen Gleichung (1). Die Grundkraftstoffmenge T _p wird durch verschiedene Korrekturfaktoren, wie die Batteriespan nung, die Kühlmitteltemperatur usw. korrigiert. Zum Durch führen der notwendigen Korrekturen wird auf die Nachschlage tabellen 132, 134, 136, 138, 140, 142 und 144 abhängig von den jeweiligen Parametern zugegriffen. Diese Korrektur wird in einem Schritt 1104 durchgeführt.

Nach dem Schritt 1104 wird das Register 150 in einem Schritt 1106 auf die Anzahl von Zylindern hin überprüft, in denen instabile Verbrennung stattgefunden hat. Die erhaltene Anzahl n ₂ der Zylinder wird mit einem vorgegebenen Wert N ₂ in einem Schritt 1108 verglichen. Bei der dargestellten Aus führungsform ist der vorgegebene Wert N ₂ = 2. Wenn der Zähl wert n ₂ gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene Wert N ₂, wird ein Korrekturwert so festgelegt, daß die Ein spritzmenge um eine vorgegebene Größe (K _R) erhöht wird, was in einem Schritt 1110 erfolgt, so daß das Luft/Kraftstoff- Gemisch fetter wird.

Wenn die Zählerzahl n ₂ kleiner ist als der vorgegebene Wert N ₂ wird der Endwert des Registerwertes n ₁ des gerade über prüften Zylinders gelesen und in einem Schritt 1112 mit einem vorgegebenen Wert N ₁ verglichen. Wenn der Register wert n ₁ größer ist als der vorgegebene Wert N ₁, geht der Regelprozeß zu einem Schritt 1110 über, in dem ein Korrek turwert für Anreicherung festgelegt wird. Bei der darge stellten Ausführungsform ist der vorgegebene Wert N ₁ = 3.

Wenn der Wert n ₁ kleiner ist als der vorgegebene Wert N ₁, wird der Korrekturwert so festgelegt, daß er die Kraftstoff einspritzmenge um einen vorgegebenen Wert (K _L) erniedrigt, um das Gemisch magerer zu machen, was in einem Schritt 1114 erfolgt. Danach wird in einem Schritt 1116 das Register 156 um 1 erhöht. Der Wert n ₃ der Registers 156 wird mit einem vorgegebenen Wert N ₃, z. B. 24, in einem Schritt 1118 über prüft. Wenn der Registerwert n ₃ größer ist als der vorge gebene Wert N₃, wird das Register 156 in einem Schritt 1120 rückgesetzt, und das Register 150 wird in einem Schritt 1122 gelöscht. Dies stellt sicher, daß die Zählung über eine vor gegebene Anzahl von Motorumdrehungen gemittelt wird. Nach dem Bestimmen des Korrekturwertes für die Gemischanrei cherung in Schritt 1110 werden entsprechend die Register 156 und 150 in Schritten 1120 und 1122 gelöscht.

Wenn der in Schritt 1118 überprüfte Registerwert n₃ kleiner ist als der vorgegebene Wert N₃, wird eine Korrektur der Ein spritzmenge um den vorgegebenen Korrekturwert in einem Schritt 1124 durchgeführt. Nach dem Schritt 1122 geht der Regelablauf zum Schritt 1124 über, um in diesem die korri gierte Einspritzmenge auf Grundlage des bestimmten Korrektur wertes festzulegen. In einem Schritt 1126 wird ausgehend vom korrigierten Einspritzwert die Einspritzpulsbreite T _A, die der korrigierten Einspritzmenge entspricht, festgelegt. Die Einspritzpulsbreite T _A wird in das Register 164 der Einspritz düsen-Treiberschaltung 160 übertragen und dort gespeichert.

Die beschriebene Regelvorrichtung weist nur einen Prozessor auf, der zum Ermitteln unruhigen Motorenlaufes und zum Er zeugen des Einspritzimpulses im Time-Sharing-Verfahren dient. Es ist aber auch möglich, getrennte Prozessoren zu verwenden, von denen der eine zum Ermitteln unrunden Laufes und der an dere zum Festlegen des Einspritzimpulses dient. Es ist be schrieben, daß das Gemisch dadurch abgemagert wird, daß weniger Kraftstoff eingespritzt wird. Es ist aber auch mög lich, das Gemisch dadurch magerer zu machen, daß die Abgas rückführrate erhöht wird. In diesem Fall wird ein bekanntes Abgas-Rückführventil angesteuert, um die Rückführrate zu er höhen.

Eine Abwandlung der beschriebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Regelvorrichtung ist in den Fig. 27 und 28 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden der obere Schwellenwert R _L und der untere Schwellenwert R _U abhängig von vorhergehenden Maxi maldruckwinkeln verändert. Zur Berechnung der Schwellenwerte R _L und R _U wird von einem Mittelwert R′_pmax ausgegangen, der aus vorhergehenden Maximaldruckwinkeln R _pmax berechnet wird. Der jeweils älteste Maximaldruckwinkel von vier vorhergehenden Maximaldruckwinkeln wird durch den jeweils neuesten Maximal druckwinkel ersetzt. Durch Mitteln der vier letzten Maximal druckwinkeln wird der mittlere Winkel R′_pmax erhalten. Der untere Schwellenwert R _L wird durch Abziehen eines gegebenen Wertes a _L vom Mittelwert R′_pmax erhalten. Der obere Schwellen wert R _U wird entsprechend durch Addieren eines vorgegebenen Wertes a _U zum Mittelwert R′_pmax erhalten.

Zum Speichern der vier vorhergehenden Maximaldruckwinkel R _pmax ist ein Schieberegister 158 im Regler 100 vorhanden, wie dies in Fig. 27 dargestellt ist. Im Schieberegister 158 wird je weils der älteste Wert durch den neuesten ersetzt. Das Schiebe register 158 erhält z. B. neue Daten während der Ausführung des Programms gemäß Fig. 28, welche Daten dem vorliegenden Maximaldruckwinkel entsprechen. Auf neue Daten hin wird der älteste von vier Maximaldruckwinkeln gelöscht. Dadurch wird der neue Wert im Schieberegister 158 als einer der vier zu berücksichtigten Maximaldruckwinkel gespeichert.

Wie aus Fig. 28 ersichtlich ist, ist nach dem Schritt 1020 gemäß Fig. 23 ein Schritt 1021 eingefügt, der dazu dient, den oberen Schwellenwert R _L und den unteren Schwellenwert R _U zu er mitteln. In diesem Schritt wird der Mittelwert R′_pmax aus den vier gespeicherten Maximaldruckwerten berechnet. Die vorge gebenen Werte α _L und α _U werden zum Mittelwert R′_pmax subtra hiert bzw. addiert, um den oberen bzw. unteren Schwellenwert zu erhalten. In einem Schritt 1022 werden der untere Schwellen wert R _L und der obere Schwellenwert R _U mit dem vorliegenden Maximaldruckwinkel R _pmax verglichen, um so unrunden Motoren lauf zu ermitteln. Wenn der vorliegende Maximaldruckwinkel R _pmax in dem durch den unteren Schwellenwert R _L und den obe ren Schwellenwert R _U gegebenen Bereich liegt, geht der Pro grammablauf zum ENDE. Falls aber der vorliegende Maximal druckwinkel außerhalb dem Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Schwellenwert liegt, wird der entsprechende Zählwert des Registers 150 um 1 erhöht.

Wie oben beschrieben, wird anmeldegemäß unruhiger Motoren lauf dadurch ermittelt, daß Schwankungen im Kurbelwellenwinkel, bei dem der Innendruck in der Verbrennungskammer maximal ist, für jeden Zyklus ermittelt werden. Die Luft/Kraftstoff-Regel vorrichtung regelt das Mischungsverhältnis des Gemisches und macht dieses magerer, so lange die Schwankungen des Maximal druckwinkels innerhalb einem vorgegebenen zulässigen Bereich liegen. Wenn der Maximaldruckwinkel dagegen außerhalb dem zulässigen Bereich liegt, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen fetteren Wert gesetzt. Bei der beschriebenen bevorzugten Aus führungsform wird unruhiger Motorenlauf außerhalb dem zuläs sigen Bereich dadurch ermittelt, daß festgestellt wird, daß die Zahl von Zylindern, in denen der Maximaldruckwinkel außer halb dem zulässigen Bereich liegt, größer ist als eine vorge gebene Zahl und die Zahl des Auftretens von Maximal druckwinkeln außerhalb dem zulässigen Bereich größer ist als eine vorgegebene Zahl. Entsprechend wird das Luft/Kraftstoff- Mischungsverhältnis so geregelt, daß Kraftstoffverbrauch auf Grund von Magergemisch-Verbrennung verringert wird, ohne daß dies zu ernsthaft unrundem Lauf des Motors führt.

Claims

1. Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnis ses bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern auf einen Wert entsprechend einem mageren Gemisch mit folgendem Schritt:

A Ermitteln des Kurbelwellenwinkels, bei dem eine drehmo mentabhängige Betriebsgröße ihren Maximalwert annimmt, für jeden einzelnen Zylinder (Schritt 1020),

gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

B Vergleichen, ob der ermittelte Kurbelwellenwinkel (R _pmax) innerhalb eines durch vorgegebene Schwellenwerte (R _L, R _U) abgegrenzten Normalbereichs liegt (Schritt 1022),
C Speichern für jeden einzelnen Zylinder, daß ein Über schreiten des Normalbereichs (R _L bis R _U) durch den ermit telten Kurbelwellenwinkel (R _pmax) vorlag (Schritt 1024), wenn das Vergleichsergebnis (Schritt 1022) negativ war,
D Vergleichen der Anzahl (n 2) der Zylinder, in denen ein Überschreiten des Normalbereichs (R _L bis R _U) innerhalb eines vorgegebenen zeitlichen Bereichs (N 3) vorlag (Schritte 1106 und 1118), mit einer vorgegebenen Zahl (N 2) (Schritt 1108),
E Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert (α′ = α + K _R) entsprechend einem fetteren Gemisch (Schritt 1110), wenn die Anzahl (n 2) der Zylinder die vorgegebene Zahl (N 2) erreicht oder überschritten hat (Schritt 1108).

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch fol gende Schritte:

- Speichern der Anzahl (n 1) der Überschreitungen des Nor malbereichs (R _L bis R _U) durch den ermittelten Kurbelwel lenwinkel (R _pmax) für jeden einzelnen Zylinder (Schritt 1024),
- Vergleichen der Anzahl (n 1) der innerhalb eines vorgegebe nen zeitlichen Bereichs (N 3) erfolgten Überschreitungen des Normalbereichs (R _L bis R _U) durch den ermittelten Kur belwellenwinkel (R _pmax) mit einer vorgegebenen Zahl (N 1) für jeden einzelnen Zylinder (Schritt 1112),
- Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert abhängig vom Vergleichsergebnis, und zwar
- - einen Wert (α′ = α + K _R) entsprechend einem fetteren Gemisch, wenn die Anzahl (n 1) die vorgegebene Zahl (N 1) erreicht oder überschritten hat (Schritt 1110), oder
- - einen Wert (α′ = α -K _L) entsprechend einem magereren Gemisch, wenn die Anzahl (n 1) die vorgegebene Zahl (N 1) noch nicht erreicht bzw. noch nicht überschritten hat (Schritt 1114).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgrößen (K _R, K _L) zum Einstellen des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses auf einen neuen Wert unterschied lich sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentabhängige Betriebsgröße das maximale Drehmoment ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentabhängige Betriebsgröße der maximale Innendruck in der Verbrennungskammer ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwerte (R _L, R _U) von einem Mittelwert (R′_pmax) abhängen, der aus einer vorgegebenen Anzahl von ermittelten Kurbelwellenwinkeln (R _pmax), bei de nen jeweils eine drehmomentabhängige Betriebsgröße ihren Maximalwert annahm, gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schwellenwert (R _U) dadurch bestimmt wird, daß ein vorgegebener konstanter Winkel (α _U) zum Mittelwert (R ′ _pmax) addiert wird, und daß der untere Schwellenwert (R ′ _L) dadurch bestimmt wird, daß ein vorgegebener zweiter Wert (α _L) vom Mittelwert (R ′ _pmax) abgezogen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwerte (R _L, R _U) in einem Bereich des Kurbelwellenwinkels (R) zwischen 10° bis 25° nach dem oberen Totpunkt desjenigen Zylinders liegen, in dem gerade die drehmomentabhängige Betriebsgröße gemessen wird.

9. Vorrichtung zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhält nisses bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern auf einen Wert entsprechend einem mageren Gemisch mit Mitteln (48, 122, 126) zum Ermitteln des Kurbelwellenwin kels, bei dem eine drehmomentabhängige Betriebsgröße ihren Maximalwert annimmt, für jeden einzelnen Zylinder, gekennzeichnet durch

- Mittel (122) zum Vergleichen, ob der ermittelte Kurbel wellenwinkel (R _pmax) innerhalb eines durch vorgegebene Schwellenwerte (R _L, R _U) abgegrenzten Normalbereichs liegt,
- Mittel (150) zum Speichern für jeden einzelnen Zylinder (#1 bis #4), daß ein Überschreiten des Normalbereichs (R _L bis R _U) durch den ermittelten Kurbelwellenwinkel vorlag, wenn das Vergleichsergebnis negativ war,
- Mittel (122, 150, 156) zum Vergleichen der Anzahl (n 2) der Zylinder, in denen ein Überschreiten des Normalbe reichs (R _L bis R _U) innerhalb eines vorgegebenen zeitli chen Bereichs (N 3) vorlag, mit einer vorgegebenen Zahl (N 2),
- Mittel (100, 122) zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Ver hältnisses auf einen Wert (α ′ = α + K _R) entsprechend einem fetteren Gemisch, wenn die Anzahl (n 2) der Zylinder die vorgegebene Zahl (N 2) erreicht oder überschritten hat.