DE3403260A1

DE3403260A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern bzw. regeln der menge an brennstoff, die in einen mehrzylindermotor eingespritzt wird

Info

Publication number: DE3403260A1
Application number: DE19843403260
Authority: DE
Inventors: Takashi Tajimi Gifu Hasegawa; Takahiro Kariya Aichi Hayakawa; Akira Aichi Masuda; Toshimi Chita Matsumura; Masahiko Oobu Aichi Miyaki; Sinya Kariya Aichi Sumitani
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1984-08-09
Also published as: US4503821A; DE3403260C2; JPS59141729A; JPH0154538B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Menge an Brennstoff, die in einen Merzylindermotor eingespritzt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen eine Einspritzpumpe oder ähnliches zum Einspritzen des Brennstoffes in die Zylinder des Motors verwendet wird.

Die Menge an Brennstoff, die in einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor eingespritzt wird, wird üblicherweise gleichmäßig über alle Zylinder sowohl bei Benzin- als auch Dieselmotoren gesteuert. Bei bekannten elektronischen Brennstoffeinspritzsystemen für Benzinmotoren wird nämlich die Ventilöffnungsdauer der elektromagnetischen Einspritzventile, die jeweils für die einzelnen Zylinder vorgesehen

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sind, derart gesteuert, daß die Ventilöffnungsdauer bei allen Zylindern gleich ist, während bei bekannten elektronisch gesteuerten Dieselmotoren, welche in der letzten Zeit zum praktischen Einsatz geführt wurden, die Stellung eines Steuer- bzw. Regelteiles zum Steuern der Brennstoffeinspritzmenge, wie beispielsweise eine Steuerstange oder ein Überlaufring, gesteuert wird, wobei das Steuerteil allen Zylindern gemeinsam ist.

Obwohl eine derartige Steuerung bzw. Regelung, die gleichförmig für alle Zylinder des Motors durchgeführt wird, einfach ist, ergibt sich das Problem von Veränderungen oder Streuungen der Brennstoffeinspritzmenge über die Zylinder. Deshalb ist bei üblichen Vorrichtungen eine hohe Herstellungsgenauigkeit erforderlich, wenn verschiedene Teile wie Einspritzventile, Einspritzleitungen oder ähnliches hergestellt werden, die in einem Einspritzsystem verwendet werden, um Variationen von Zylinder zu Zylinder zu vermeiden. Eine derartige hohe Fertigungsgenauigkeit oder Präzision erhöht notwendigerweise die Herstellungskosten.Selbst dann, wenn die Präzision der verwendeten Teile bis zu ihrer Grenze erhöht worden ist, so daß die Abweichung von Zylinder zu Zylinder minimiert ist, unterliegt die Menge an Brennstoff, die tatsächlich in die Motorzylinder eingespritzt wird, weiterhin der Gefahr einer Variation oder Streuung von Zylinder zu Zylinder aufgrund einer dauernden Änderung oder äußerer Störung^

wie beispielsweise einer Veränderung im Betätigungszeitpunkt des Einlaß- und/oder Außpuffventiles

on oder ähnlichem.

Eine derartige Veränderung der Menge an Brennstoff, die in die Zylinder des Motors eingespritzt wird, hat eine unregelmäßige Drehung der Kurbelwelle des Motors zur Folge. gc Insbesondere während des Leerlaufes ist eine derartige unregelmäßige Drehung laut und beeinträchtigt den Komfort.

Allgemein gesagt wird die Motordrehzahl während des Leerlaufes im Hinblick auf eine Absenkung der Brennstoffkosten auf einen niedrigen Wert eingestellt. Auf der anderen Seite ist es wünschenswert,insbesondere für Personenkraftwagen, daß die Drehzahl des Motors während des Leerlaufes so gleichmäßig wie möglich ist, wodurch eine angenehme Umgebung geschaffen wird. Insbesondere wird versucht, die oben erwähnte unregelmäßige Drehzahl während des Leerlaufes zu reduzieren, um eine stabile Motordrehzahl zu erreichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 umrissenen Gattung zu schaffen,bei denen die Beseitigung wenigstens eines der Nachteile des Standes der Technik möglich ist und insbesondere die Menge an Brennstoff, die in die Motorzylinder eingespritzt wird,derart zu steuern, daß die Drehmomenterzeugung über alle Zylinder gleichförmig ist.

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

Im einzelnen wird gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung die Motordrehzahl periodisch bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel erfaßt, um eine Mehrzahl von Motordrehzahlwerten zu erhalten, deren Zahl gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Zahl der Motorenzylinder ist. Entweder maximale oder minimale Werte unter der Mehrzahl ο« der Motordrehzahldaten werden bestimmt und diese Verfahrensschritte werden für eine Zeitdauer wiederholt, die alle Leistungshübe in den Zylindern umfaßt, wodurch eine Mehrzahl von Sätzen der Motorendrehzahldaten erhalten wird. Dann wird die Ordnung der Motordrehzahldaten, _gf- die den maximalen oder minimalen Wert innerhalb eines jeden Satzes ergeben, bestimmt und eine Majoritätsentscheidung

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wird getroffen, um zu bestimmen, welcher Rang der Daten am häufigsten in allen Sätzen das Maximum oder Minimum ergibt. Die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten wird für jeden Datensatz bestimmt und der Betrag an Brennstoff, der dem Motor zugeführt werden soll, wird so gesteuert, daß die Differenz bei allen Zylindern gleich wird. Der Betrag an Brennstoff, der dem Motor zugeführt wird, wird grundlegend durch Verwendung von Betriebsparametern des Motors bestimmt und eine Basisbrennstoffeinspritzmenge wird unter Verwendung der Differenz korrigiert. Die Brennstoffeinspritzsteuerung kann mittels einer Betätigungseinrichtung ausgeführt werden, welche die Stellung eines Überlaufringes einer Verteilereinspritzpumpe steuert bzw. regelt.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung und deren vorteilhafte Weiterbildungen zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung

ergeben sich aus- nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte diagrammartige .

Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Verteilereinspritzpumpe, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Drehzahlsensor, der bei der Ausführungsform in Fig. 1 vorgesehen ist,

Fig. 4 ein erläuterndes Zeitpunktdiagramm, daß die Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zeigt,

Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm eines Computers, der bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen ist,

Fig. 6 ein Flußdiagramm, daß ein Hauptprogramm des Programms für den Computer gemäß Fig. 5 darstellt,

Fig. 7 welche Fig. 7A, 7B und 7C umfaßt, ein Flußdiagramm, daß ein Programm zur Lieferung der Unterbrechungsstellen des Programmes für den Computer gemäß Fig. 5 liefert, und

Fig. 8 ein Teil eines Flußdiagrammes, was anstelle einiger Schritte des Unterbrechungsprogramm gemäß Fig. 7 zur Schaffung einer anderen Ausführungsform verwendet werden kann.

Bei der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Elemente und Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen bekannten 4-Zylinder Dieselmotor 1, der derart aufgebaut ist, daß er Brennstoff von einer Brennstoffverteilerpumpe 2 erhält, wie beispielsweise von einer Pumpe

OQ der Marke Bosch VE, die mit einer elektronischen Einspritzmengen-Steuervorrichtung versehen ist, die kurz als sogenannter elektronischer Regler bezeichnet wird. Die Einspritzpumpe 2 wird mit einer Drehzahl angetrieben, die halb so groß ist wie die Motordrehzahl, wozu ein nicht dargestellter

gg Riemen -oder Zahnradmechanismus verwendet wird, der mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist. Einspritzdüsen 31 -

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34 sind auf jedem einzelnen Zylinder des Motors 1 angeordnet, wobei die Einspritzdüsen 31 - 34 jeweils über stählerne Einspritzleitungen 41 - 44 mit der Verteiler-Einspritzpumpe verbunden sind. Die Einspritzpumpe 2 setzt Brennstoff, der von einem nicht dargestellten Brennstofftank zugeführt wird, unter Druck, um den Brennstoff unter Druck zu den jeweiligen Einspritzdüsen 31 - 34 zu vorbestimmten Zeitpunkten zu liefern, so daß eine vorbestimmte Menge an Brennstoff den Verbrennungskammern oder Hilfskammern der jeweiligen Zylinder des Motors 1 zugeführt wird.

Die Einspritzpumpe 2 ist mit einem Drehzahlsensor 5 versehen, welcher ein Ausgangssignal liefert, daß die Drehzahl eines drehenden Teiles der Einspritzpumpe 2 anzeigt. Da dieses drehende Teil synchron zur Motordrehung dreht, stellt das Ausgangssignal des Drehzahlsensors 5 auch die Drehzahl des Motors 1 dar. Das Ausgangssignal des Drehzahlsensors 5 wird an einer elektronischer Steuereinheit 9, die im folgenden kurz ECU 9 genannt wird, angelegt, welche auch ein Signal von einem Potentiometer 10 empfängt, der einem Beschleunigungspedal zugeordnet ist. Die ECU 9 erzeugt ein Ausgangssteuersignal durch Verwendung dieser Eingangssignale, um die Einspritzpumpe 2 zu steuern, so daß die gewünschte Menge an Brennstoff eingespritzt wird, was später im Detail näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht der Einspritzpumpe 2, die in Fig. 1 dargestellt ist. Die Einspritzpumpe 2 weist eine

OQ Antriebswelle 4 auf, die von der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Der oben erwähnte Drehzahlsensor 5 ist zur Erfassung der Drehzahl der Antriebswelle 4 vorgesehen. Die Antriebswelle 4 ist nämlich mit einer Scheibe 6 versehen, die 16 VorSprünge oder Zähne 6a an ihrer Peripherie

gc aufweist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, und es ist weiterhin eine elektromagnetische Abtasteinrichtung vorge-

sehen, die als Drehzahlsensor 5 funktioniert und die nahe der Stelle der Vorsprünge 6a angeordnet ist. Die Vorsprünge 6a sind in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet und daher beträgt der Winkel zwischen zwei aufeinander folgenden Vorsprüngen 6a bezüglich des Mittelpunktes der Scheibe 6 22,5°. Da die Antriebswelle 4 und daher die Scheibe 6 einmal pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle des :Iotors drehen, passieren acht Vorsprünge 6a den Drehzahlsensor 5, so daß dieser acht Impulse pro Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt. Mit anderen Worten erzeugt der Drehzahlsensor 5 ein Impulsausgangssignal jedesmal, wenn die Kurbelwelle des Motors um 45° dreht. Das Impulsausgangssignal des Drehzahlsensors 5 wird als Signal N bezeichnet. Dieses Signal N stellt nicht nur die Drehzahl des Motors 1 dar _t sondern auch die Drehzahl der Kurbelwelle des Motors bei einem gegebenen Kurbelwinkel und wird an einen Computer angelegt, der als ECU 9 verwendet wird.

Das oben erwähnte Potentiometer 10 erzeugt ein Spannungssignal, das den Hub des Beschleunigungspedales angibt, wodurch die Last des Motors 1 dargestellt wird. Daher wird dieses Potentiometer 10 im folgenden als Lastsensor bezeichnet. Der Computer bzw. die Datenverarbeitungseinrichtung 9 bestimmt so die Menge an Brennstoff, die in die Zylinder des Motors eingespritzt werden soll, wobei diese Menge besonders für Betriebsbedingungen des Motors geeignet ist, die von Zeit zu Zeit variieren. Um die Brennstoffeinspritzmenge zu steuern bzw. zu regeln wird eine Steuer- Betätigungseinrichtung 11 für die Brennstoffeinspritzmenge, wie beispielsweise ein linearer Solenoid, der in der Einspritzpumpe 2 angeordnet ist, vom Ausgangssteuersignal des Computers 9 gesteuert bzw. geregelt.

Der genaue Aufbau der Verteiler- Einspritzpumpe 2 wird im 3g folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Die Einspritzpumpe 2 entspricht im wesentlichen der-

jenigen, die als VE-Typ-Einspritzpumpen der Firma Bosch bekannt sind, so daß der Mechanismus für das Brennstoffansaugen, für das unter Druck setzen des Brennstoffes, für die Brennstoffverteilung und für den Einspritzzeitpunkt derselbe ist wie bei den VE-Typ-Einspritzpumpen. Daher wird eine Beschreibung dieser bekannten Merkmale weggelassen. Jedoch unterscheidet sich die Einspritzpumpe 2, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, von der bekannten Pumpe darin, daß die axiale Verstellung eines Überlaufringes 21, welcher ein Teil zum Einstellen der Überlaufmenge des Brennstoffes ist, von der oben erwähnten Betätigungseinrichtung 11 gesteuert wird, die einen linearen Solenoid verwendet, wodurch die Einspritzmenge durch den Computer 9 gesteuert wird.

Wenn das Steuerausgangssignal vom Computer 9 an eine Spule 23 der Betätigungseinrichtung 11 angelegt wird, die einen Stator 24 und einen bewegbaren Kern 25 aufweist, entsteht eine magnetische Kraft zwischen dem Stator 24 und dem bewegbaren Kern 23, die proportional zur Intensität des Steuersignales ist. Als Ergebnis davon wird der bewegliche Kern 25 gemäß der gewählten Darstellung nach links gegen eine Federkraft einer Feder 30 gezogen. Da der bewegliche Kern 25 sich nach links bewegt, wird ein Hebel 26, der an dem beweglichen Kern 2 5 an einem seiner Enden befestigt ist, gegen den Uhrzeigersinn gemäß der in Fig. 2 gewählten Darstellung um einen Zapfen 27 geschwenkt. Das andere Ende des Hebels 26 ist mit einem Überlaufring 21 verbunden und daher wird der Überlaufring 21 gemäß der in Fig. 2

or» gewählten Darstellung nach rechts bewegt, wenn der Hebel 26 gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Je größer bei einer VE-Typ-Einspritzpumpe die nach rechts gerichtete Bewegung des Überlaufringes 21 ist, desto später ist der ÜberlaufZeitpunkt und daher wird der Zeitpunkt des Endes der Brennstoffeinspritzung verzögert. Als Ergebnis davon wird die Menge an eingespritztem Brennstoff vergrö-

ßert. Wie oben beschrieben resultiert die Erhöhung des Stromes zu der Betätigungseinrichtung 11 in einer Vergrößerung der Menge an eingespritztem Brennstoff, wohingegen eine Verminderung des Stromes eine Verminderung der Brennstoffmenge zur Folge hat. Wenn demgemäß der Strom zur Betätigungseinrichtung 11 mittels des Computers 9 gesteuert wird, ist es möglich, die Menge an Brennstoff, die in die Zylinders des Motors eingespritzt wird,zu steuern.

Ein Stellungssensor 12 ist derart angeordnet, daß er koaxial zur Betätigungseinrichtung 11 angeordnet ist, um die Steuergenauigkeit durch Korrektur des Stromes zur. Betätigungseinrichtung 11 zu erhöhen. Der Stellungssensor 12 weist eine Sonde 28 auf, welche koaxial und einstückig an dem sich bewegenden Kern 25 angeordnet ist und aus Ferrit oder ähnlichem hergestellt ist. Weiterhin weist der Stellungssensor 12 eine Stellungs-Erfassungsspule 29 auf.

Die Brennstoffeinspritzmenge wird normalerweise mittels des Computers 9 unter Verwendung des oben erwähnten Signals N und des Ausgangssignales des Lastsensors 10 gesteuert, so daß der Strom zur Betätigungseinrichtung 11 geregelt wird, wodurch die Stellung des bewegbaren Kernes 25 gesteuert wird, um eine optimale Stellung des Überlaufringes 21 zu bestimmen. Wenn jedoch die Brennstoffeinspitz menge durch die obengenannte normale Steuerung bestimmt wird, wird die Menge an Brennstoff, die in die jeweiligen Zylinder des Motors 1 eingespritzt wird, gleichförmig bestimmt. Falls daher eine Veränderung durch Ventilöffnungs-

3Q drücke der jeweiligen Einspritzdüsen 31 - 34 auftritt, unterliegt die Menge an Brennstoff, die in die jeweiligen Zylinder eingespritzt wird,einer entsprechenden Streuung. Um solche Veränderungen bei den jeweiligen Zylindern zu minimieren, wird ein Korrekturvorgang mittels der Betäti-

gg gung des Computers 9 ausgeführt, so daß das eingangs erwähnte Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht wird.

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Zuerst wird im folgenden das Konzept der Steuerung bzw. Regelung für den zuvor erwähnten Korrekturvorgang unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. In Fig. 4 stellt die Bezugsziffer (I) das oben erwähnte Signal N, während die Bezugsziffer (II) ein Folgediagramm der Wirkungsweise des 4-Zylinder Dieselmotors 1 darstellt. Im Folgediagramm (II) der Fig. 4 zeigen die schraffierten Bereiche Einspritzzeitpunkte der Brennstoffeinspritzung zu den jeweiligen Zylindern, während die Bezugsziffern *f 1 -A4 die Zylinderzahlen darstellen. Während des Leerlaufs, für den die vorliegende Erfindung hauptsächlich vorgesehen ist, wird die Brennstoffeinspritzung ausgeführt, wenn verschiedene Kurbelwinkel gerade nach den oberen Totpunkt passiert werden. Das Bezugsz.eichen (III) in Fig. 4 bezeichnet ein Ausgangssignal, das durch Umwandlung des Signales N mittels des Computers 9 von Frequenz in Spannung erhalten wird. Dieses Signal (III) stellt eine Veränderung bei der Drehung bei jeweils 45° der Drehung der Kurbelwelle des Motors dar. Genaues: Beobachten des Signales (III) entsprechend dem Einspritz-(Ansaug-)hub und dem Leistungs-(Verbrennung-)hub in jedem Zylinder zeigt, daß sich die Drehzahl, die durch das Signal N dargestellt wird, schnell sofort nach der Verbrennung erhöht und dann absinkt, wenn der Kompressionshub im nächsten Zylinder beginnt abzulau^fen·

Daher hat eine kleine Änderung des Signales N eine Zeitdauer, die einer halben Motordrehung entspricht, währenddessen sich im Rahmen der Erfindung durchgeführter Untersuchungen ergeben hat, daß ein Maximalwert und ein Minimalwert der Änderung jeweils bei 90° der Kurbelwellendrehung des Motors auftritt. Vorausgesetzt, daß die Differenz zwischen dem Maximal- und Minimalwerten der Änderung in der Drehzahl jedes Zylinders in Form des Terms &Ni ausge-

gc drückt wird, bei der der Index i eine ziffernmäßige Bezeichnung der Zahl des Zylinders beim Leistungshub ist,

wurde ermittelt, daß der Wert von δ Ni in Korrelation zu dem erzeugten Drehmoment steht. Wenn daher der Wert von ΛΝΐ für alle Zylinder gleich gemacht wird, würde sich eine gleichförmige Drehzahl während des Leerlaufs ergeben.

Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ein Mittelwert aus den Werten Δ Nl bis Δ Ν4 bestimmt, so daß die Gleichung &.N = }_ ΔΝΪ/4 und dann der

C. ι λ

Betrag des Brennstoffes, der in die einzelnen Zylinder eingespritzt werden soll, gesteuert wird, so daß jeder Wert von Δ Ni gleich dem Mittelwert Δ N ist. In der Praxis wird der Mittelwert Δ N durch Verwendung der Information der letzten vier Zeitfolgen der Verbrennungsvorgänge erhalten, wobei zu jedem Zeitpunkt ANi erfaßt wird. Wenn dann der Wert Δ Ni größer ist als Δ N", wird die Menge an Brennstoff, die dem Zylinder zugeführt wird, vermindert. Wenn auf der anderen Seite Δ Ni kleiner ist als Δ N , wird die Menge an Brennstoff, die dem Zylinder zugeführt wird, vergrößert.

Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung das Signal N eine Impulsfolge ist, deren jeder Impuls einfach bei jeder 45° Stellung der Kurbelwellendrehung erzeugt wird, kann aus der Information des Signals N nicht bestimmmt werden, welcher Zylinder derjenige ist, der einen Verbrennungs- bzw. Leistungshub durchführt. Obwohl es möglich ist zu bestimmen,welcher Zylinder einen Verbrennungshub durchführt, falls ein weiterer Sensor und eine zugeordnete Scheibe, die auf der Nocken- bzw. Antriebswelle 4 der Einspritzpumpe 2 befestigt ist, vorgesehen

ο« sind, um einen besonderen Zeitpunkt zu erfassen, wie beispielsweise den oberen Totpunkt des jeweiligen Zylinders, wird die Bestimmung der Zylinder durch Verwendung eines besonderen Programms für den Computer 9 bei der dargestellten Ausführungsform ausgeführt.

Im folgenden wird der genaue Aufbau und die Wirkungswei-

yf 49·

se der dargestellten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 6 und 7A - 7C beschrieben. Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm des Coputers bzw. der Datenverarbeitungseinheit 9, die als elektronische Steuereinheit verwendet wird, und dessen periphere Schaltkreise. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 100 eine Zentraleinheit (CPU) oder eine Mikroprozessoreinheit (MPU), welche Operationen durchführt, die zur Steuerung der Menge an Brennstoff, der jeweils zu den Zylindern des Motors gefördert wird, erforderlich sind. Das Bezugszeichen 101 bezeichnet einen Zähler-Schaltkreis, der auf das Signal N anspricht. Der Zähler-Schaltkreis 101 zählt nämlich die Zahl der Impulse, die im Signal N enthalten sind, das von einer elektromagnetischen Abtasteinrichtung ausgesendet wird, die als Drehzahlsensor 5 wirkt, wobei die Zählung pro Zeiteinheit die Drehzahl des Motors darstellt. Der Zähler-Schaltkreis 101 erzeugt weiterhin ein Unterbrechungs-Steuersignal sychron zur Drehzahl des Motors und sendet das Unterbrechungs-Steuersignal zu einem Unterbrechungs-Steuerschaltkreis 102 in einem Intervall von 45° des Drehwinkels der Nockenwelle 4.

Der Unterbrechungs-Steuerschaltkreis 102 sendet ein Unterbrechungssignal über einen gemeinsamen Bus 150 zur CPU 100 in Abhängigkeit von dem Unterbrechungs-Steuersignal .

Das Bezugszeichen 104 bezeichnet einen analogen Eingangs-Anschlußschaltkreis, der einen analogen Multiplexer und einen Analog/Digital-Konverter (A/D-Konverter) aufweist. Der analoge Eingangs-Anschlußschaltkreis 104 spricht auf das den Öffnungsgrad des Beschleunigungspedales anzeigende Lastsignal von dem Motorlastsensor 10 an, um dieses analog/digital umzuwandeln, um digitale Daten bereitzustellen, welche in die CPU 100 eingelesen werden. Ausgangsdaten von diesen Schaltkreisen oder Einheiten 101,

102 und 104 werden über den gemeinsamen Bus 150 zur CPU 100 übertragen. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet einen Energiequellen-Schaltkreis, der über einen Tastenschalter 18 mit einer Batterie 17 verbunden ist, die im Fahrzeug zur Lieferung von Energie zum Computer 9 angeordnet ist.

Das Bezugszeichen 107 bezeichnet einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), welcher Daten lesen und schreiben kann und der zeitweise während der Ausführung eines Programmes benutzt wird. Der RAM 107 weist einen Adressenbereich zum Speichern verschiedener Daten auf, wie beispielsweise die Zunahme der Drehzahl Δ Nl bis L· N4 bei jeder Verbrennung, Korrekturbeträge el bis e4 die zur Korrigierung des Stromes zur Betätigungseinrichtung 11 bei jeder Verbrennung benutzt werden, Daten der Drehzahl Nl bis N4, die jeweils bei 45° Winkelstellung der Kurbelwelle eingegeben und bis zum Ende des Verbrennungshubes gespeichert werden und die bestimmte Zylinderzahl

Das Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Festwertspeicher (ROM), in welchem Operationsprogramme des Computers 9 und verschiedene Konstanten vorgespeichert sind.

Das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen Ausgangs-Anschluß-Schaltkreis, welcher den Betrag des gesteuerten Stromes einstellt, welcher zur Betätigungseinrichtung 11 geleitet wird, und zwar in einem Treiber-Schaltkreis 110 unter Verwendung des Ergebnisses der Berechnung, die mittels der CPU 100 ausgeführt wird, so daß der Treiber-Schaltkreis 110 den Steuerstrom durch Umwandlung des Ausgangssignales von dem Ausgangs-Anschlußschaltkreis 109 zu einem tatsächlichen Treiberstrom erzeugt, der an die oben erwähnte lineare Solenoid-Betätigungseinrichtung 11 angelegt wird.

Das Bezugszeichen 111 bezeichnet einen Zeitzählschalt-

kreis bzw. Timer, welcher den Ablauf der Zeit mißt, um diesen an die CPU 100 weiterzugeben. Wie oben beschrieben erzeugt der Zähler-Schaltkreis 101 das Unterbrechungs-Steuersignal bei jeder 45°-Winkelstellung der Kurbelwelle durch Zählen der Anzahl der Impulse des Signales N, um den Unterbrechungs-Steuerschaltkreis 102 anzuregen,um das Unterbrechungssignal zu erzeugen. Daher führt die CPU 100 ein Unterbrechungsprogramm periodisch aus, was später näher erläutert wird.

Die Wirkungsweise des Computers 9 zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Figuren 7A - 7C erläutert. Fig. 7A zeigt ein Hauptprogramm, daß normalerweise ausgeführt wird.

Es ist wünschenswert, daß die Steuersequenz derart ausgebildet ist, daß das Hauptprogramm wenigstens einmal innerhalb eines 180°-Winkelbereiches der Kurbelwelle während des Leerlaufes ausgeführt wird. Nach Start der Ausführung des Hauptprogrammes bei einem Startschritt 101 wird im folgenden Schritt die Drehzahl Ne des Motors beim jeweiligen Zeitpunkt gelesen und gespeichert. Der Wert der Drehzahl Ne kann durch Durchschnittsbildung zweier Daten erhalten werden, die im Beispielsfalle aus zwei aufeinanderfolgenden Impulsen des Signales N erhalten werden können, so daß eine durchschnittliche Drehzahl Ne für eine 90°-Winkelstellung der Kurbelwelle erhalten wird. Darauffolgend wird in einem Schritt 103 die Motorlast ck ι welche den Ausgang des Motorlastsensors 10 bildet, gelesen. Dann wird in einem Schritt 104 eine Basis-Ein-

3Q spritzmenge Qo unter Verwendung des Wertes der Motordrehzahl Ne und der Motorlast o< bestimmt. Im einzelnen kann ein Wert oder Daten, die eine Basis-Einspritzmenge Qo anzeigen, von einem 2-dimensionalen Map, der in dem ROM 108 vorgespeichert ist, gemäß verschiedenen Werten

gg von Ne und ex ausgelesen werden. In der Praxis kann die Basis-Einspritzmenge durch die Stellung des Überlaufringes

21 entsprechend der Basis-Einspritzmenge ersetzt werden.

In einem folgenden Schritt 105 wird eine Zylinder-Bestimmungszahl I, die im RAM 108 gespeichert ist, ausgelesen und in einem Schritt 106 wird ein Wert "j" durch addieren der Zahl 1 zur Zahl I erhalten, so daß der Wert "j" als Zylinder-Bestimmungszahl I für die folgende Einspritzung verwendet wird. Wie später beschrieben wird, wird in Verbindung mit dem Unterbrechungs-Programm die Zahl I,die die

IQ Zahl eines Zylinders während des Verbrennungsvorganges anzeigt, während einer 180°-Kurbelwellenwinkeländerung erneuert, die einen gegebenen Leistungsschub nach der Erneuerung der Korrekturbeträge für die Einspritzung mit Erhöhung der Drehzahl umfaßt, bevor und nachdem die Verbren-5 nung berechnet worden ist. Daher wird bis zum Ende der 180°-Kurbelwellenänderung, die einen Leistungshub in einem gegebenen Zylinder, beispielsweise dem dritten Zylinder, enthält, eine Zahl eines vorherigen Zylinders (1=2) gespeichert. Als Ergebnis ist es erforderlich, die Zylin-

2Q derzahl in eine Zahl eines Zylinders (in diesem Fall den dritten Zylinder) zu ändern, dessen Einspritzbetrag gesteuert werden soll. Es ist nämlich notwendig, den Wert von "j" auf j = I + 1 festzulegen. Wenn jedoch 1=4 ist ergibt sich aus 1+15, was 1 sein sollte, da der erste

ο= Zylinder nach dem vierten Zylinder bestimmt werden sollte. Wenn daher der Wert von "j" = 5 wird, wird "j" wieder auf 1 zurückgesetzt, was sich aus den Schritten 107 und 108 ergibt.

_on In einem folgenden Schritt 109 werden Korrekturbeträge el bis e4 für die jeweiligen Brennstoffeinspritzungen zu den jeweiligen Zylindern ausgelesen, wobei die Korrekturwerte el bis e4 aufeinanderfolgend in dem Unterbrecher-Programm erneuert werden, was spater erläutert wird. Die Korrekturwerte el bis e4 werden entsprechend der Zylinderzahl "j" ausgelesen, so daß e3 ausgelesen wird, wenn

"j" = 3 ist. Dann wird in einem Schritt 110 der Korrekturwert "ej" zur Basis-Brennstoffeinspritzmenge Q addiert, um eine endgültige Einspritzmenge Q_pNT zu erhalten. Diese endgültige Einspritzmenge Q_pNT wird in einem folgenden Schritt 111 ausgegeben, um die Betätigungseinrichtung zu steuern. In der Praxis ist es notwendig, die Basis-Einspritzmenge Q₀ mittels der Temperatur des Kühlmittels, der Ein/Aus-Stellung eines Starterschalters, des Druckes der Ansaugluft oder ähnlichem zu korrigieren. Derartige Korrekturen werden jedoch aus Gründen der Einfachheit weggelassen.

Die Unterbrechungs-Routine wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 7, die die Figuren 7A, 7B und 7C enthält, erläutert. Das Unterbrechungsprogramm ist vorgesehen, um die Zylinderzahl zu bestimmen, deren Brennstoffeinspritzmenge gesteuert werden soll und um die oben erwähnten Korrekturbeträge el bis e4 zu erhalten und zu erneuern, die zur Dämpfung und zur Glättung der Änderung der

2Q Drehzahl oder des Drehmomentes verwendet werden.

Wie oben beschrieben wird das Unterbrechungsprogramm bei jeder 45°-Kurbelwellenwinkelstellung periodisch ausgeführt. Obwohl kein Schritt dargestellt ist_/ist der Computer 9 2g dazu eingerichtet, zu initialisieren, wenn der Schalter 18 beispielsweise eingeschaltet ist. Mit der Initialisierung werden Variable "i" und "k", welche später näher beschrieben werden, und Inhalte des RAM 107 alle zurückgesetzt oder auf dem Wert 0 gesetzt. Beim Eintritt in das _ Unterbrechungsprogramm über einen Schritt 112 wird die Variable "k", welche die Zahl der Vorbeiläufe an der Kurbelwellenstellung von 45° anzeigt, um 1 erhöht. Da zu Beginn der Wert "k" auf den Wert 0 zurückgesetzt worden ist, wird "k" 1. In einem folgenden Schritt 114 wird der

Wert der Drehzahl Ne gelesen. Es sollte beachtet werden, 35

daß dieser Drehzahlwert Ne ein Wert jeweils bei 45°-Kurbelwellenwinkelstellung zu sein hat. Mit anderen Worten kann

eine durchschnittliche Drehzahl, wie sie beispielsweise im Hauptprogramm benutzt wird, nicht benutzt werden, da es erforderlich ist, die Motordrehzahl so genau wie möglich zu erfassen. Der Motordrehzahlwert Ne wird in einem geeigneten Bereich des RAM 107 gemäß der Variablen "k" gespeichert. Vorausgesetzt,daß vier Bereiche Ml bis M4 im RAM 107 zum Speichern des Motordrehzahlwertes Ne vorgesehen sind, wird Ne in einem Bereich M3 gespeichert, wenn "k" gleich 3 ist. In einem Schritt 116 wird bestimmt, ob "k" gleich 4 ist oder nicht. Im Fall, daß das Unterbrechungsprogrartun viermal ausgeführt worden ist, so daß die Speicherbereiche Ml bis M4 mit Drehzahlwerten belegt sind, nämlich wenn "k" gleich 4 ist, wird ein Schritt 117 ausgeführt, um "k" auf 0 zurückzusetzen.

Andererseits, wenn "k" ungleich 4 ist, wird das Unterbrechungsprogramm beendet.

In einem Schritt 118 wird eine Zylinder-Bestimmungszahl "i", deren Anfangswert 0 ist, um 1 erhöht. Diese Zahl

2Q "i" wird dazu verwendet zu bestimmen, welcher Zylinder eine Einspritzung während einer 180°-Kurbelwellenwinkeländerung (= 45°-Kurbelwellenwinkel χ 4) vom Schritt bis zum Schritt 117 erfahren hat. Die Zahl "i" gibt jedoch nicht notwendiger Weise eine tatsächliche Zylinder-

_p. zahl an 'und ist nicht notwendigerweise dazu erforderlich, um dieselbe darzustellen. Die Zahl "i" wird nämlich dazu verwendet, auf einfache Weise die Reihenfolge der Einspritzung zu bestimmen, so daß der Computer 9 dazu in der Lage ist, die Brennstoffeinspritzmenge für jeden einzelnen Zylinder in Folge zu steuern. Die Zahl "i" wird im RAM 107 als die oben erwähnte Zylinder-Bestimmungsnummer I gespeichert, damit sie sowohl im Hauptprogramm als auch im Unterbrechungsprogramm zur Erkennung der Zylinderzahl verwendet werden kann. Obwohl sowohl

"i" als auch I dazu verwendet werden, die Zylinderzahl 35

anzugeben, wird "i" separat verarbeitet, da diese Zahl einen Wert annehmen kann, der unterschiedlich ist zu

demjenigen von I.

In einem Schritt 120 wird bestimmt, ob der Motor 1 sich in einem stationären Zustand befindet, wie beispielsweise einem stabilen Leerlaufzustand oder einem stabilen Zustand niedriger Drehzahl, oder nicht. Der Zustand stabilen Leerlaufs kann mittels eines nicht näher dargestellten Leerlaufschalters erfaßt werden, welcher erfaßt, daß das Beschleunigungspedal nicht herunterge-

IQ drückt ist und weiterhin kann der stabile Leerlaufzustand dadurch erfaßt werden, daß die Motordrehzahl innerhalb eines vorbestimmten niedrigen Bereiches liegt. Der stabile Zustand niedriger Drehzahl kann auch bestimmt werden, wenn die Motordrehzahl innerhalb eines niedrigen

je Bereiches für eine vorbestimmte Zeitspanne liegt. Nur wenn sich der Motor 1 in einem stationären Zustand befindet, werden dann Schritte, die dem Schritt 121 folgen, für die Bestimmung der Zylinderzahl und für den Mittelungsprozeß der Änderung der Motordrehzahl ausgeführt.

2Q Wenn demgegenüber bestimmt wird, daß sich der Motor 1 in einem nichtstationären Zustand befindet, werden im geeigneten Falle die Schritte 127 und 128 ausgeführt, um das Unterbrechungsprogramm zu beenden.

„c Diese Schritte 127 und 128 sind dazu vorgesehen, die 2b

Zylinderzahl "i" auf 0 zurückzusetzen, wenn "i" gleich 4 ist, so daß die Brennstoffmengenkorrektur vom ersten Zylinder (i = 1) aus ausgeführt wird, wenn das Unterbrechungsprogramm darauffolgend ausgeführt wird.

In einem Schritt 121 wird bestimmt, ob ein Majoritätsentscheidungs-Kennzeichen bzw. Flag, welches die Vollendung der Vorbereitung zur Korrektur der Motordrehzahländerung anzeigt, eingeschaltet oder auf logisch "1" gesetzt worden ist. Wenn das Flag auf logisch "1" gesetzt worden ist, werden Schritte gemäß Q) , die in Fig. 7 dargestellt sind, ausgeführt, um die Variation der

Drehzahl zu korrigieren und zu dämpfen. Falls auf der anderen Seite die Vorbereitung noch nicht vollendet worden ist, nämlich wenn das Flag auf logisch "0" steht, werden Schritte ausgeführt, die einem Schritt 122 folgen. Die Schritte 122 bis 126 stellen eine Bestimmungsverzweigung dar, so daß die oben erwähnte Vorbereitung zur Korrektur der Variation der Motordrehzahl von einem Zustand von i = 1 beginnt, nämlich von einem Zylinder, der als erster Zylinder vom Computer 9 erkannt worden ist. Daher werden die folgenden Verfahrensschritte nach i = 1 begonnen.

In einem Schritt 129 der Fig. 7B, wird ein Minimalwert N . unter vier Daten Nl bis N4 der Motordrehzahldaten Ne erhalten, die während einer 180°~Kurbelwellenwinkeländerung erhalten worden sind. Dann wird in einem Schritt 130 die Ordnungszahl von N . unter den vier

mm

Daten Nl bis N4 gespeichert. Zum Beispiel ist im Falle des Beispieles (III) der Fig. 4 "4" gespeichert worden,

2Q da N4 der Minimalwert ist. In einem Schritt 131 wird bestimmt, ob die Verfahrensschritte bis dahin im Zusammenhang mit allen vier Zylindern, d.h. über 720°-Kurbelwellendrehwinkel, ausgeführt worden sind. Daher wird bestimmt, ob "i" gleich 4 ist, oder nicht. Wenn "i" kleiner ist als 4, wird die Unterbrechungsroutine beendet. Andererseits, wenn i = 4 ist, nämlich dann, wenn alle Zahlen, die durch Nk ausgedrückt werden, bzw. die Ordnungszahl der Minimalwerte N . für die vier Zylinder anzeigen, gespeichert worden sind, wird der Wert

3Q von "i" in einem Schritt 132 auf 0 zurückgesetzt.

In einem Schritt 133 werden die Zahlen "k", die die

Ordnungszahl der minimalen Drehzahl N . innerhalb jedes ³ min

180°-Kurbelwellendrehwinkelbereiches eines jeden Leiog stungshubes in jedem Zylinder darstellen, miteinander verglichen, um eine Zahl zu erhalten, welche N . am

min

häufigsten darstellt. Daher wird eine Mehrheitsentschei-

2CK Hi,

dung ausgeführt und eine daraus resultierende Zahl wird anschließend gespeichert. Im Falle der Fig. 4 wird "4" als Zahl gespeichert, da N4 immer der Minimalwert innerhalb eines 18O°-Kurbelwellendrehwinkelbereiches ist. In einem Schritt 134 wird bestimmt, ob das Ergebnis des Schrittes 133 ' drei oder mehr Zylindern gemeinsam ist. Falls die Feststellung im Schritt 134 "NEIN" ist, wird davon ausgegangen, daß irgendwelche äußeren Störungen bisher im Verfahren vorgefallen sind. Es wird nämlich ein Schritt 139 ausgeführt, um ein Majoritätsentscheidungs-Startflag auf logisch "0" zu setzen oder auszuschalten und es wird das Unterbrechungsprogramm beendet. Wenn andererseits die Zahl "k", die die Ordnungszahl der Werte N . für die minimale Motordreh-

min

zahl angibt, ' drei oder mehr Zylindern gemeinsam ist, nämlich wenn der Zeitpunkt von N . einer Mehr-

I ^c mm

zahl von Zylindern gemeinsam ist, wird der Wert Nk, der in einem Schfitt 133 erhalten wird, als Wert N formal in einem Schritt 135 festgelegt.

Die Zahl "k", die einen Zeitpunkt angibt, in welchem

davon ausgegangen wird, daß die Motordrehzahl einen Minimalwert Nl innerhalb eines 180°-Kurbelwellendrehwinkelbereiches annimmt, wird als Zeitpunkt für eine «ε weitere Unterbrechung verwendet, was im folgenden beschrieben wird. In einem Schritt 136 wird ein Zeitpunkt, bei welchem eine maximale Motordrehzahl erhalten wird, als einem Zeitpunkt entsprechend betrachtet, welcher zwei Zeitpunkte nach dem Zeitpunkt minimaler Motordreh-

zahlen auftritt. Eine derartige Bestimmung oder Annahme 30

kann gemacht werden, da es bekannt ist, daß der Zeitpunkt der maximalen Motordrehzahl normalerweise zwei Zeitpunkte nach dem Zeitpunkt der minimalen Motordrehzahl folgt, was sich aus im Rahmen der Erfindung gemachten

Experimenten ergibt. Die Zahl der Zeitpunkte nämlich, 35

die als Angabe von Zeitpunkten maximaler Motordrehzahl betrachtet werden, wird aus "k+2" bestimmt und daher

wird die Motordrehzahl N (k+2), die dadurch bestimmt

wird, als N„ festgelegt. Im Beispiel der Fig. 4 wird ti

N„ N2, da N_T gleich N4 ist. In einem folgenden. Schritt 137 wird das Majoritätsentscheidungskennzeichen, welches angibt, daß alle notwendigen Vorbereitungen für die Korrektur und die Dämpfung der Änderungen der Motordrehzahl vollendet worden sind, eingeschaltet oder auf logisch "1" gesetzt, um das Unterbrechungsprogramm zu beenden. Dieser Vorbereitsvorgang wird im folgenden als Mehrheitsentscheidungsvorgang bezeichnet, und dieser Vorgang muß nur einmal ausgeführt werden, nachdem der Motor in einen stabilen Zustand überführt worden ist, nachdem der Schalter 18 eingeschaltet worden ist, wobei in darauffolgenden Unterbrechungen der Operationsfluß vom Schritt 121 der Fig. 7A zu Q) der Fig. 7C abzweigt, so daß die Verarbeitung für die Korrektur und Dämpfung der Veränderung der Drehzahl durch die Schritte der Fig. 7C ausgeführt wird.

Die Verarbeitung für die Korrektur und Dämpfung der Änderung der Drehzahl gemäß Fig. 7C wird im folgenden beschrieben. Diese Verarbeitung wird periodisch durch das weitere Unterbrechungsprogramm bei jeder vierten 45°- Kurbelwellenwinkel-Unterbrechung ausgeführt, und daher sind Drehzahldaten Nl bis N4 für jeden 45°-KurbelwellenwinkelZeitpunkt im RAM 107 zur Zeit des Beginns der Verarbeitung des weiteren Unterbrechungsprogrammes gespeichert worden. In den Schritten 14 0 und 141 werden die Werte N_T und N„, welche schon durch die oben beschriebene Majoritätsentscheidung und die in den Schritten 135 und 136 vorgenommene Annahme erhalten worden sind, ausgelesen. Im Beispiel der Fig. 4 sind jeweils N4 und N2 als die Werte von N_ und N„ ausgelesen. Dann wird in einem

Jj M

Schritt 142 die Differenz zwischen N₁₁ und N₇. als Δ Ni =

rl Li

gg N - N erhalten. Die Differenz der Drehzahl zwischen den maximalen und minimalen Werten während einer 180°-

Kurbelwellenwinkeldrehung wird nämlich als neuester Leistungshub erhalten. Diese Differenz stellt einen Betrag einer Zunahme dar, die von dem letzten Leistungshub verursacht wird. Diese Zunahme Λ Ni in der Drehzahl wird mit zwei vorbestimmten Werten X und Y verglichen, die in dem ROM 108 vorgespeichert sind, um zu bestimmen, ob Λ Ni innerhalb eines Bereiches, von X und Y liegt. In dem Falle, daß Δ Ni außerhalb dieses Bereiches liegt, wird davon ausgegangen, daß ein 45°-Kurbelwellenwinkel-Unterbrechungszeitpunkt oder Wert des RAM 107 nicht normal ist. Daher muß die Majoritätsentscheidung nochmal ausgeführt werden. Deshalb wird das Majoritätsentscheidungs-Startkennzeichen in einem Schritt 145 ausgeschaltet oder auf logisch "0" gesetzt und das Kennzeichen für die vollendete Majoritätsentscheidung wird ebenfalls in einem Schritt 146 ausgeschaltet oder auf logisch "0" gesetzt. Nach der Ausführung der Schritte 145 und 146 wird das weitere Unterbrechungsprogramm beendet.

.

Wenn der Wert von Δ Ni als innerhalb des Bereiches von X bis Y liegend erfaßt wird, nämlich dann, wenn Δ Ni einen normalen Wert annimmt, werden durch Zurückgehen zum Schritt 144 vier neueste'Daten von Δ Ni, die den Wert Δ Ni enthalten, der gerade im Schritt 142 ermittelt wurde, in einem Schritt 143 gemittelt, um einen Mittelwert Δ N zu erhalten. Nach dem der Mittelwert ΔΝ bestimmt worden ist, wird die Differenz zwischen jeder Zunahme Δ Ni und dem Mittelwert Δ Ν berechnet, um zu ermitteln, in welchem Maße die Zunahme aufgrund der neuesten Verbrennung vom Mittelwert Δ Ν abweicht. Diese Differenz wird durch dNi ausgedrückt und bezieht sich auf eine Abweichung. Die Abweichung dNi wird in einem Schritt 148 dazu verwendet, um einen Brennstoff-

gg . einspritzkorrekturbetrag e zu suchen und zu erhalten, und zwar durch Aufnahme eines Wertes aus einem Wert im ROM 108. Eine Mehrzahl von Werten der Korrekturbe-

träge e wird nämlich im ROM 108 in Form eines Map entsprechend einem Wert der Abweichungen dNi vorgespeichert· Die Beziehung zwischen dem Wert des Korrekturbetrages e und dem Wert der Abweichung dNi kann mittels einer Kurve in einem Graphen ausgedrückt werden, der im rechten Bereich der Fig. 7C dargestellt ist. Wenn der Korrekturbetrag e in dieser Art und Weise bestimmt worden ist, werden Korrekturbeträge el bis e4, die im ROM 108 gespeichert sind, ausgelesen, um durch Addition des Korrekturwertes e in einem Schritt 149 korrigiert zu werden. Die Korrekturwerte ei für vier Zylinder werden nämlich gemäß der Gleichung ei = ei + e erhöht. Auf diese Art und Weise werden die Werte der Korrekturwerte Nl bis N4 jeweils erneuert. Dann werden die Schritte 150 und 151, falls erforderlich, ausgeführt, um den Wert "i" auf 0 zurückzusetzen, wenn i gleich 4 ist, bevor das weitere Unterbrechungsprogramm beendet wird.

Die Brennstoffeinspritzkorrekturwerte el bis e4 für die jeweiligen Zylinder werden in dieser Art und Weise aktualisiert und diese aktualisierten Korrekturwerte ei werden bei der Verarbeitung des oben beschriebenen Hauptprogrammes der Fig. 6 verwendet, so daß die Brennstoffeinspritzmenge für jeden einzelnen Zylinder jeweils auf verschiedene Art und Weise gesteuert wird. Wie oben beschrieben,wird die Verarbeitung wiederholt ausgeführt und der Betrag des Brennstoffes, der in einen Zylinder eingespritzt ist, dessen Drehzahlzunahme größer ist als der Mittelwert, wird Schritt für Schritt vermindert, während die Menge an Brennstoff, die in einen Zylinder eingespritzt wird, dessen Drehzahlzunahme kleiner ist als der Mittelwert, Schritt für Schritt erhöht wird. Mit einer derartigen Brennstoffmengensteuerung wird der Betrag der Zunahme schließlich bei allen Zylindern gleich. Als Ergebnis davon wird das Drehmoment, dan durch die? jeweiligen Zylinder erzeugt wird, über alle

Zylinder gleichförmig und so wird ein extrem gleichmassiges Drehen des Motors erreicht.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,, die sich von der zuvor beschriebenen dadurch unterscheidet, daß die Schritte 148 und 149 der Fig. 7C durch andere Schritte ersetzt werden. In einem Schritt 152, der dem Schritt 147 der Fig. 7C folgt, wird bestimmt, ob die Abweichung dNi ein positiver oder ein negativer Wert ist. Wenn der Wert positiv ist, wird der Korrekturbetrag ei in einem Schritt 153 um einen kleinen Einheitskorrekturbetrag Ae vermindert. Wenn der Wert andererseits negativ ist, wird der Korrekturwert ei um den kleinen Korrektureinheitswert Δe in einem Schritt 154 erhöht. Auf diese Weise werden die Korrekturwerte ei, die im RAM 107 gespeichert sind, ohne ein Aufsuchen von Daten in' dem Map des ROM 108 aktualisiert. Daher können diese Schritte 152 bis 154 anstelle der Schritte 148 und 149 benutzt werden, um denselben Effekt zu erreichen.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, die augenblickliche Drehzahl der Motors bei jedem vorbestimmten Kurbewellenwinkel erfaßt wird, um das Drehmoment, das bei jedem Leistungshub oder jeder Verbrennung erzeugt wird, abzuschätzen und die Menge an Brennstoff, die in die jeweiligen Zylinder eingespritzt wird,derart gesteuert wird, daß das Drehmoment gleich über alle Zylinder ist, kann eine gleichmäßige Drehzahl insbesondere während des Leerlaufes ohne das Auftreten einer unkonfortablen unregelmäßigen Drehzahl erreicht werden. Die äußeren Störungen werden nämlich selbst dann gedämpft, wenn die Charakteristik der Brennstoffeinspritzventile bzw. Düsen, der Förderventile oder ähnlichen nicht vollständig gleichmäßig über alle Zylinder ist oder wenn die Ansaug- und Ausstoßzeitpunkte

aller Zylinder Veränderungen unterliegen, die durch äußere Änderungen oder ähnliches bedingt sind.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung die Korrektur der Brennstoffeinspritzmenge auf der Basis einer Mehrheitsentscheidung ausgeführt, welche die Tendenz der Änderungen der Drehzahl zeigt, wobei es dann schwierig ist die Steuerung der Brennstoffmenge durch Geräusche oder äußere Störungen zu stören, wodurch eine Steuerung mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen wird.

Darüberhinaus ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft, da sie durch Hinzufügen nur einer kleinen Zahl von neuen Teilen, wie beispielsweise der gezahnten Scheibe 6, zu einer bekannten elektronisch gesteuerten Verteilerein-

i
spritzpumpe für Dieselmotoren verwirklicht werden kann.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Menge an Brennstoff, die in einen Mehrzylindermotor eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Drehzahl des Motors bei einer Mehrzahl von vorbestimmten Winkelstellungen der Kurbelwelle des Motors zur Erzeugung einer Mehrzahl von Drehzahldaten erfaßt wird, deren Zahl gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Zahl der Zylinder des Motors ist,

b) daß entweder maximale oder minimale Drehzahlwerte unter der Mehrzahl der Drehzahlwerte bestimmt werden,

c) daß die Verfahrensschritte des Erfassens und des Bestimmens einer Mehrzahl von Zeitpunkten, die gleich der Zahl der Motorenzylinder ist, zum Erhalten einer Mehrzahl von Sätzen von Drehzahldaten wiederholt werden,

d) daß die Ordnungszahl bzw. der Rang der Drehzahldaten bestimmt wird, die entweder einen maximalen oder einen minimalen Drehzahlwert innerhalb der Mehrzahl der Drehzahldaten darstellen, nur wenn der Rang der Mehr-

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heit einer Mehrzahl der Sätze von Drehzahlwerten gemeinsam ist,

e) daß die Differenz zwischen einer maximalen Motordrehzahl und einer minimalen Motordrehzahl für jeden Satz von Drehzahlwerten bestimmt wird, und

f) daß die Menge an Brennstoff, die in jeden Motorzylinder eingespritzt wird, derart gesteuert wird, daß die Differenz für alle Zylinder gleich wird bzw. allen !Zylindern gemeinsam ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Steuerns bzw. Regeins folgende Schritte aufweist:

a) Bestimmen eines Mittelwertes der Differenzen für die Mehrzahl von Sätzen der Drehzahldaten,

b) Vergleichen einer jeden dieser Differenzen mit dem Mittelwert, um eine Abweichung einer jeden der Differenzen von dem Mittelwert zu bestimmen

c) Vermindern der Menge an Brennstoff, die eingebe spritzt werden soll, wenn die Differenz größer ist als der Mittelwert, und

d) Erhöhen der Menge an Brennstoff, die eingespritzt werden soll, wenn die Differenz kleiner ist als der Mittelwert.
3. Verfahren nach, Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Verfahrensschritte zum Vermindern bzw. Erhöhen der Menge an Brennstoff folgende Schritte aufweist:

a) Auslesen vorgespeicherter Daten aus einem Speicher gemäß der Abweichung, und

b) Aktualisieren einer Variablen durch Addierung

der Daten, die aus dem Speicher ausgelesen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zum Vermindern oder Erhöhen der Menge an Brennstoff folgende Schritte aufweisen:

a) Bestimmen, ob die Abweichung entweder einen positiven oder einen negativen Wert annimmt,

b) Vermindern einer Variablen um einen Einheitswert, wenn die Abweichung einen positiven Wert annimmt, und

c) Erhöhen der Variablen um einen Einheitswert, wenn die Abweichung einen negativen Wert annimmt.
5. Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Menge an Brennstoff, die in einen Mehrzylindermotor eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet,

a) daß eine Einrichtung (Drehzahlsensor 5) zum Erfassen der Drehzahl eines Motors (1) bei einer Mehrzahl von vorbestimmten Winkeln der Kurbelwelle des Motors (1) zum Produzieren einer Mehrzahl von

3Q Drehzahldaten vorgesehen ist, deren Zahl gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Zahl der Zylinder des Motors (1) ist,

b) daß eine Einrichtung zum Erfassen von Betriebsgg parametern des Motors (1) vorgesehen ist,

c) daß eine Datenverarbeitungseinrichtung (Computer 9) vorgesehen ist,

die entweder maximale oder minimale Drehzahldaten unter der Mehrzahl von Drehzahldaten bestimmt,

die den Schritt des Bestimmens einer Mehrzahl von Zeitpunkten,₍ ,welche gleich der Zahl der Zylinder sind, wiederholt, um eine Mehrzahl von Sätzen der Drehzahldaten zu erhalten,

die den Rang der Drehzahldaten bestimmt, die entweder einen maximalen oder minimalen Drehzahlwert innerhalb deir Mehrzahl der Drehzahlwerte darstellen, nur wenn der Rang einer Majorität der Mehrzahl von Sätzen der Drehzahldaten gemeinsam ist,

die die Differenz zwischen einem maximalen Dreh

zahlwert unc

einem minimalen Drehzahl für jeden

Satz von Drehzahlwerten bestimmt,

I
die Korrekturbeträge, welche die Erhöhung oder Ver-

minderung der Menge an Brennstoff zur Folge haben,

für jeden Sa die Differen

tz von Drehzahldaten erzeugt, so daß ζ allen Zylindern gemeinsam wird, und

die ein Steuersignal durch Berechnen einer Basis-Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung der Be

triebspar ame Korrigieren

ter des Motors (1) erzeugt und dann ein der Basis-Brennstoffeinspritzmenge

um den Korrekturwert durchführt, und

d) daß eine Eir

irichtung zum Steuern bzw. Regeln der

Menge an Brennstoff vorgesehen ist, die in die Motorzylinder gemäß dem Steuersignal eingespritzt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenvejrarbeitungseinrichtung (Computer 9) zur Ausführung!folgender Verarbeitungsschritte vorge-

sehen ist:

a) Bestimmen eines Mittelwertes der Differenzen für die Mehrzahl von Sätzen von Drehzahldaten,

b) Vergleichen einer jeden der Differenzen mit dem Mittelwert zum Erhalten einer Abweichung einer jeden der Differenzen von dem Mittelwert,

c) Vermindern der Menge an einzuspritzendem Brennstoff, wenn die Differenz größer ist als der Mittelwert, und

d) Erhöhen der einzuspritzenden Brennstoffmenge, wenn die Differenz kleiner ist als der Mittelwert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (Computer 9) zur Ausführung eines jeden der Schritte zum Vermindern oder Erhöhen der Menge an Brennstoff durch Ausführen folgender Schritte vorgesehen ist:

a) Auslesen vor gespeicherter Daten aus einem Speicher gemäß der Abweichung, und

b) Aktualisieren einer Variablen durch Addieren der aus dem Speicher ausgelesenen Daten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (9) zum Ausführen eines jeden der Schritte zum Vermindern oder Erhöhen der Menge an Brennstoff durch Ausführen folgender Schritte vorgesehen ist:

gg a) Bestimmen, ob die Abweichung entweder einen positiven oder einen negativen Wert annimmt,

b) Vermindern einer Variablen um einen Einheitsbetrag, wenn die Abweichung einen positiven Wert annimmt, und

c) Erhöhen der Variablen um einen Einheitswert, wenn die Abweichung einen negativen Wert annimmt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung folgende Einrichtungen aufweist:

a) eine gezahnte Scheibe (6), die synchron zur Kurbelwelle des Motors (1) dreht, und

b) eine elektromagnetische Abtasteinrichtung (5), die auf den Vorbeilauf eines jeden Zahnes (6a) der Scheibe (6) anspricht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern bzw. Regeln eine Verteiler-Einspritzpumpe (2) mit einem Überlaufring (21) aufweist, der mittels einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (11) in Abhängigkeit von dem Steuersignal betätigbar ist.