DE3423110C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bemessen der einer Brennkraftmaschine bei Beschleunigung zuzuführenden zusätzlichen Kraftstoffmenge mit dem Merkmal 1) des Anspruchs 1.

Bei einem nach der DE-OS 30 24 385 bekannten Verfahren dieser Art wird bei jedem eines Steuersignals ein Korrekturvariablenwert aus einer der Tabellen abgelesen und verarbeitet.

Nach der DE-OS 29 03 799 ist es bekannt, die Beschleunigungsanrichterungsmenge betriebszustandsabhängig, be­ triebskenngrößenabhängig und/oder zeitabhängig zu steuern. Insbesondere ist es nach dieser Offenlegungsschrift bekannt, die Beschleunigungsanreicherungsmenge proportional zur zeitlichen Änderung des Winkels zu steuern, mit dem eine Drosselklappe zur Beschleinigung der Brennkraftmaschine verstellt wird.

Nach der DE-OS 28 41 268 ist es bekannt, die Beschleunigungsanreicherungsmenge mittels eines ein Differenzierglied und ein Proportionalglied enthaltenden Beschleunigungsdetektors zu steuern. Dabei wird die Zeitkonstante des Differenziergliedes wenigstens drehzahl- und/oder luftdurchsatzabhängig gemacht und insbesondere dafür gesorgt, daß die Zeitkonstante mit größer werdender Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. größer werdendem Luftdurchsatz der Brennkraftmaschine abnimmt. Nach dieser Offenlegungsschrift wird bei einem Beschleunigungsvorgang aus dem Schubbbetrieb heraus die Kraftstoffmenge zusätzlich erhöht. Hierzu ist eine Schubbetriebserkennungsstufe mit einer Beschleunigungsanreicherungsstufe ge­ koppelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren eingangs genannter Art anzugeben, mit dem eine Reduzierung des Zeit­ intervalls zwischen dem Erfassen einer Beschleunigungsbedingung der Brennkraftmaschine und dem Auftreten einer Zunahme des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine auf einen die Beschleunigung der Brennkraftmaschine wirksamen Wert möglich ist, um damit die Beschleunigungsfähigkeit der Brennkraftmaschine zu verbessern, andererseits aber ein hartes Kippen der Brennkraftmaschine in ihrer Lagerung bei Beschleunigung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird mit Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit eine Mehrzahl von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine, die nach dem Stand der Technik gesteuert wird.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine Steuerungsanordnung einer Brennkraftmaschine.

Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild den elektronischen Teil der Steuerung nach Fig. 2. Die

Fig. 4A und 4B zeigen ein Programm zur Ermittlung der Beschleunigungsanreicherungsmenge.

Fig. 5 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit den Verlauf der Beschleunigungsanreicherungsmenge in einem Beispielfall.

Fig. 6 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit eine Mehrzahl von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist der zeitliche Verlauf von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik bei Beschleunigung der Maschine dargestellt. Wird eine Beschleunigung der Maschine erfaßt, so wird eine die Erhöhung der zugeführten Kraftstoffmenge bewirkende Korrekturvariable TACC auf einen Wert TACC′ entsprechend der Änderungsrate ΔR der Öffnungsweite R _TH einer Drosselklappe eingestellt. Der eingestellte Wert TACC′ der Korrekturperiode TACC wird dem Wert TOUT′ einer Ventilöffnungsperiode TOUT hinzuaddiert, der durch Betriebsparameter, wie etwa den Ansaugrohr-Absolutdruck PBA und die Maschinendrehzahl Ne bestimmt ist. Die gestrichelte Kurve (b) in Fig. 1 stellt die Summe der Werte TOUT′ und TACC′ dar.

Wird der Maschine bei Beschleunigung Kraftstoff nur gemäß der Ventilöffnungsperioden-Werten TOUT′ (ohne Addition der Korrekturvariablenwerte TACC′ entsprechend der ausgezogenen Kurve (b) zugeführt, so verhalten sich die Kippstellung des Motorblocks und die Maschinendrehzahl Ne gemäß den ausgezogenen Kurven (e) und (d). Der Ventil­ öffnungsperioden-Wert TOUT′ verläuft dabei entsprechend der Zunahme des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA, der durch die Änderungsrate ΔR der Öffnungsweite R _TH der Drossellklappe gemäß Kurve (c) hervorgerufen wird. Zwischen dem Zeitpunkt (A), zu dem der Ventilöffnungsperiodenwert TOUT′ zuzunehmen beginnt, und dem Zeitpunkt B, zu dem die Maschinendrehzahl Ne zuzunehmen beginnt, bzw. deren Kehrwert 1/Ne gemäß Kurve (d) abzunehmen beginnt und eine Zumahme des Ausgangsdrehmoments der Maschine auftritt, liegt ein Zeitintervall A-B. Dieses Zeitintervall A-B entspricht im dargestellten Beipsiel acht Impulsen eines TDC-Steuersignals (Kolben-Totpunktsignals) gemäß Kurve (a) und ist nicht nur durch eine Verzögerung zwischen der vergrößerten Kraftstoffzufuhr zur Maschine und der Verbrennung des Kraftstoffes in den Maschinenzylindern bedingt, sondern auch durch eine verzögerte Erfassung von Betriebsparametern der Maschine durch Sensoren sowie durch die Verzögerung zwischen der Vergrößerung der Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe und der Zunahme der Ladekapazität der Maschinenzylinder, die zur Beschleunigung der Maschine erforderlich ist. Besonders bei mit elektronisch geregelten Kraftstoffeinspitzeinrichtungen versehenen Maschinen, in denen im Ansaugrohr hinter der Drosselklappe zur Erhöhung des Ansaugrohrvolumens zwecks Vermeidung von Fluktuationen des Ansaugrohrdrucks und damit zwecks Reduzierung der resultierenden Fluktuationen der Ansaugluftmenge ein großer Raum vorgesehen ist, ist die Verzögerung zwischen der Vergrößerung der Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe und der Zunahme der Ladekapazität groß. Das bedeutet, daß bei elektronisch geregelten Maschinen das Zeitintervall A-B zwischen den Punkten A und B groß ist.

Während des Zeitintervals A-B in Fig. 1 kann die Ansaugluftmenge wegen der verzögerten Erfassung der Betriebsparameter durch Sensoren, insbesondere der verzögerten Erfassung des Ansaugrohr-Absolutdrucks PBA durch einen Sensor, nicht genau ermittelt werden, wodurch es unmöglich wird, der Masachine während des Zeitintervalls A-B diejenige Kraftstoffmenge zuzuführen, die eine beste Verbrennung in den Zylindern gewährleistet. Wie bereits ausgeführt, ist die Zunahme der Ladekapazität der Zylinder während des Zeitintervalls A-B zu klein, um eine ausreichende Beschleunigung der Maschine durch eine Zunahme ihres Ausgangsdrehmoments zu bewirken. Hat aber die Ladekapazität der Zylinder dann so zugenommen, daß das Ausgangsdrehmoment der Maschine erhöht wird, was hinter dem Punkt B in Fig. 1 der Fall ist, so kippt plötzlich der Motorblock auf seinem Lager um die Kurbelwelle. Dieses Kippen des Motorblocks tritt unmittelbar hinter dem Punkt B gemäß der Kurve (e) auf und wird erst hinter einem Punkt C stabilisiert, wenn die Maschinendrehzahl Ne gleichmäßig zunimmt. Das plötzliche Kippen des Motorblocks im Zeitintervall A-B führt zu einem Schlag auf das Fahrwerk über die Lagerung des Motorblocks. Die Größe dieses Schlages entspricht dem Betrag des Überschwingens des Motorblocks über seine der Beschleunigung entsprechende stabile Kippstellung, wie sie im gestrichelten Teil der Kurve (e) dargestellt ist. Die Größe des Schlages kann gewöhnlich die Kapazität eines Stoßdämpfers für den Motorblock übersteigen, was für Fahrer und Mitfahrer unangenehm ist.

Wird zu dem Ventilöffnungsperiodenwert TOUT′ der Korrektur­ variablenwert TACC′ addiert, der sich mit der Änderungsrate ΔR der Öffnugsweite R _TH der Drosselklappe gemäß dem gestrichelten Teil der Kurve (b) ändert, so kann das Zeitintervall A-B geringfügig reduziert werden, da die Einführung der Korrekturvariablen TACC die verzögerte Erfassung des Ansaugrohr-Absolutdrucks und die entsprechende verzögerte Erhöhung der Kraftstoffzufuhr teilweise kompensiert. Da jedoch die Korrekturvariable TACC lediglich eine Funktion der Änderungsrate ΔR der Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe ist und nicht vom Kippen des Motorblocks abhängt, trägt die Einführung der Korrekturvariablen TACC nicht wesentlich zur Verbesserung der Kurve (d) bei und kann sogar zu einer Verstärkung des Schlages aufgrund des Kippens des Motorblocks führen, wie dies der gestrichelte Teil der Kurve (e) zeigt.

Fig. 2 zeigt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine 1, beispielsweise einer Vier­ zylindermaschine, deren Motorblock mittels eines (nicht dargestellten) beispielsweise aus Gummi gebildeten, elastischen Stoßdämpfers an einem Fahrgestell gelagert ist. Zu der Maschine 1 führt ein Ansaugrohr 2, in dem ein eine Drosselklappe 3′ enthaltender Drosselklappenblock 3 angeordnet ist. Der mit Drosselklappe 3′ ist ein Drosselklappen­ öffnungs-Sensor 4 (R _TH -Sensor) zur Erfassung der Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe 3′ und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Signals verbunden, das in eine elektronische Regeleinheit 5 gegeben wird.

Im Ansaugrohr 2 münden zwischen der Maschine 1 und dem Drosselklappenblock 3 Kraftstoffeinspritzventile 6, deren Anzahl der Anzahl der Zylinder entspricht, geringfügig vor (nicht dargestellten) Ansaugventilen der Zylinder. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer (nicht dargestellten) Kraftstoffpumpe sowie mit der ihre Ventilöffnungsperioden TOUT bestimmenden elektronischen Regeleinheit 5 verbunden.

Über eine Leitung 7 steht mit dem Inneren des Ansaugrohrs 2 unmittelbar hinter der Drosselklappe 3′ ein Absolutdruck- Sensor 8 (PBA-Sensor) in Verbindung, der ein dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA entsprechendes elektrisches Signal an die elektronische Regeleinheit 5 gibt. Im Ansaugrohr 2 ist hinter dem PBA-Sensor 8 ein Ansaug­ rohrtemperatur-Sensor 9 (TA-Sensor) angeordnet, der an die elektronische Regeleinheit 5 ein der Ansauglufttemperatur TA entsprechendes elektrisches Signal gibt.

In den Motorblock der Maschine 1 ist ein Maschinentemperatur-Sensor 10 (TW-Sensor), beispielsweise ein Thermistor, eingebettet, der ein der Maschinentemperatur TW entsprechendes elektrisches Signal an die elektronische Regeleinheit 5 gibt.

In Wirkverbindung mit einer (nicht dargestellten) Nockenwelle der Maschine 1 stehen ein Maschinendrehzahl-Sensor 11 (Ne-Sensor) und ein Zylinderunterscheidungs-Sensor 12 (CYL-Sensor). Der Ne-Sensor 11 erzeugt bei bestimmten Nockenstellungswinkeln der Maschine, die einen Abstand von 180° haben, Impulse, die das o. g. TDC-Steuersignal bilden. Der CYL-Sensor 12 erzeugt jeweils einen Impuls bei einem bestimmten Nockenwinkel eines bestimmten Zylinders. Die durch die Sensoren 11 und 12 erzeugten Impulse werden an die elektronische Regeleinheit 5 gegeben.

In einem vom Motorblock der Maschine 1 ausgehenden Auspuffrohr 13 liegt ein Dreiweg-Katalysator 14 zur Reinigung der Abgase von HC, CO und NOx. Vor dem Dreiweg- Katalysator 14 befindet sich ein Sauerstoffkonzentrations- Sensor 15 (O₂-Sensor), der ein der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen entsprechendes elektrisches Signal an die elektronische Regeleinheit 5 gibt. In die elektronische Regeleinheit 5 gibt weiterhin ein Atmosphärendruck- Sensor 16 (PA-Sensor) ein dem Atmosphärendruck PA entsprechendes elektrisches Signal.

Die elektronische Regeleinheit 5 verarbeitet die vorgenannten Signale zur Festlegung von Betriebsbedingungen der Maschine, beispielsweise einer Beschleunigungsbedingung und einer eine Kraftstoffabschaltung bewirkenden Bedingung und berechnet die Ventilöffnungsperioden TOUT der Einspritzventile 6 gemäß der folgenden Gleichung synchron zu den Impulsen des TDC-Steuersignals:

TOUT = Ti × K₁ + TACC × K₂ + K₃ (1).

In dieser Formel kennzeichnen Ti einen Grundwert der Ventilöffnungsperioden TOUT für die Einspritzventile 6, der durch die Maschinerndrehzahl Ne und den Ansaugrohr-Absoulutdruck PBA festgelegt wird, TACC die die Beschleuigung der Maschine 1 bewirkende Korrekturvariable, K₁, K₂ und K₃ Korrekturkoeffizienten, deren Werte mittels entsprechender Gleichung aus den genannten Signalen zur Optimierung von Betriebseigenschaften der Maschine berechnet werden, wie beispielsweise von deren Startfähigkeit, Abgasreinheit, Kraftstoffverbrauch und Beschleunigungsfähigkeit.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der elektronischen Regeleinheit 5 nach Fig. 2. Das Signal des Ne-Sensors 11 wird in einer Signalformerstufe 501 umgeformt und sodann als TDC-Steuersignal in eine Zentralprozessoreinheit 503 (CPU) sowie in einen Me-Zähler 502 gegeben. Der Me-Zähler 502 ermittelt die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des TDC-Steuersignals. Diese Zeitintervalle sind proportional zum Kehrwert der Maschinendrehzahl Ne. Der Me-Zähler 502 gibt entsprechende Zählwerte Me über einen Datenbus 501 an die CPU 503.

Die Signale des R _TH -Sensors 4, des PBA-Sensors 8 und des TW-Sensors 10 werden durch eine Pegelschieberstufe 504 nacheinander auf einen vorgegebenen Spannungspegel gebracht und sodann nacheinander über einen Multiplexer 505 in einen Analog-Digital-Wandler 506 gegeben.

Über den Datenbus 510 sind weiterhin ein Festwertspeicher ROM 507, ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 508 und eine Treiberschaltung 509 mit der CPU 503 verbunden. Der RAM 508 dient zur Zwischenspeicherung der Signale der vorgenannten Sensoren sowie verschiedener in der CPU 503 berechneter Werte. Der ROM 507 dient zur Speicherung eines in der CPU 503 abzuarbeitenden Programms, einer Tabelle der Grundwerte Ti der Ventilöffnungsperioden TOUT und eines Satzes von Tabellen #1 bis #37 für die Korrekturvariable TACC. Die CPU 503 arbeitet das aus dem ROM 507 abgelesene Programm zur Berechnung der Ventilöffnungsperioden TOUT nach Maßgabe der genannten Signale mittels der Korrekturvariablenwerte TACC′ ab und gibt die berechneten Werte TOUT′ der Ventilöffnungsperioden TOUT über den Datenbus 510 an die Treiberschaltung 509. Die Treiberschaltung 509 gibt entsprechende Treibersignale an die Einspritzventile 6.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms zur Berechnung der Ventilöffnungsperioden TOUT. In einem Schritt 1 werden aktuelle Werte der Maschinendrehzahl Ne und der Öffnungsweite R _n der Drosselklappe 3′ synchron mit den Impulsen des TDC-Steuersignals und gleichzeitig die beim jeweils vorhergehenden Impuls des TDC-Steuersignals in dem RAM 508 gespeicherte Öffnungsweite R _n-1 der Drosselklappe 3′ abgelesen. Sodann wird in einem Schritt 2 die Änderungsrate ΔR _n zwischen den beiden Öffnungsweiten R _n und ΔR _n-1 berechnet. Sodann wird synchron mit dem TDC- Steuersignal in einem Schritt 3 gefragt, ob die Änderungsrate ΔR _n kleiner als ein vorgegebener negativer Wert G ^- ist, der einer negativen Beschleunigung entspricht. Ist die Antwort nein, so wird in einem Schritt 4 festgestellt, ob ein Beschleunigungskennzeichen auf 1 gesetzt ist oder nicht. Das Beschleunigungskennzeichen zeigt an, ob der Fahrer die Maschine zu beschleunigen wünscht oder nicht. Das Beschleunigungskennzeichen wird auf 1 gesetzt, wenn eine vorgegebene positive Beschleunigungsbedingung G⁺ erfüllt ist, und auf 0 gesetzt, wenn die vorgegebene negative Beschleunigungsbedingung G ^- erfüllt ist oder wenn eine Zufuhr einer zusätzlichen Kraftstoffmenge zur Beschleunigung der Maschine 1 abgeschlossen ist.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 4 nein, so wird in einem Schritt 5 gefragt, ob beim letzten Programmdurchlauf (Schleife) eine Kraftstoffabschaltung vorlag oder nicht. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 5 nein, so wird in einem Schritt 6 gefragt, ob der in der letzten Schleife erfaßte Ansaugsrohr-Absolutdruck PBA _n-1 kleiner war als eine vorgegebene obere Grenze PBAACC, unterhalb der eine zusätzliche Kraftstoffmenge zugeführt werden soll. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 6 ja, so wird in einem Schritt 7 gefragt, ob die in der letzten Schleife erfaßte Öffnungsweite R _n-1 der Drosselklappe 3′ kleiner war als eine vorgegebene obere Grenze R ACC unterhalb der eine zusätzliche Kraftstoffmenge zugeführt werden soll.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 7 ja, so steht fest, daß die Maschine 1 unmittelbar vor der laufenden Schleife nicht hoch belastet war, und es wird in einem Schritt 8 gefragt, ob die Maschine 1 in der letzten Schleife die Beschleunigungsbedingung G⁺ erfüllte oder nicht, wozu synchron mit dem TDC-Steuersignal bestimmt wird, ob die Änderungsrate ΔR _n-1 zwischen der Öffnungsweite R _n-1 in der letzten Schleife und der Öffnungsweite R _n-2 in der vorletzten Schleife größer als G⁺ war oder nicht. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 8 ja, so wird in einem Schritt 11 oder 24 ein Korrekturvariablenwert TACC′ einer Tabelle entnommen, die der erfaßten Öffnungsweite R _n und der erfaßten Maschinendrehzahl Ne entspricht. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 8 nein, so wird in einem Schritt 23 die Korrekturvariable TACC auf Null gesetzt. Da die Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe 3′ synchron mit den Impulsen des TDC-Steuersignals erfaßt wird, kann bei Beschleunigung der Maschine 1 mit schnell zunehmender Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe 3′ die erfaßte Öffnungsweite R _n von dem Zeitintervall zwischen dem Beginn der Öffnung der Drosselklappe 3′ bei Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer und dem Zeitpunkt des Impulses des TDC-Steuersignals, bei dem die Öffnungsweite R _n erfaßt wird, abhängen, selbst wenn die Beschleunigung unverändert bleibt. Deswegen ist der der Tabelle entnommene Korrekturvariablen-Wert TACC′ nicht immer passend: Je kleiner nämlich die erfaßte Öffnungsweite R _n ist, desto größter ist der Einfluß des Zeitpunkts des Beginns der Öffnung der Drosselklappe 3′ auf die erfaßte Öffnungsweite R _n und entsprechend größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß der Tabelle ein falscher Korrekturvariablenwert TACC′ entommen wird.

Daher erfolgt eine Auswahl einer von mehreren Tabellen #1 . . . 19 mit dem ersten Impuls des TDC-Steuersignals, der dem erstmaligen Feststellen der Beschleunigungsbedingung G⁺ unmittelbar folgt, da die Möglichkeit der Auswahl einer falschen Tabelle zum Zeitpunkt des Auftretens dieses ersten Impulses besonders klein ist. Die beim unmittelbar folgenden Impuls erfaßte Öffnungsweite R _n ist größer als die beim ersten Impuls erfaßte Öffnungsweite R _n , wenn die Beschleunigungsbedingung G⁺ fortbesteht. Daher wird der Einfluß des Zeitpunkts des Beginns der Öffnung der Drosselklappe 3′ auf die Genauigkeit der erfaßten Öffnungsweite R _n mininimal, ob ein dem laufenden Impuls des TDC-Steuersignals unmittelbar vorangehender Impuls der erste Impuls war, bei dem die Beschleunigungsbedingung G⁺ erstmalig erfaßt wurde.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 8 ja, so wird das Beschleunigungskennzeichen in einem Schritt 9 auf 1 gesetzt, worauf in einem Schritt 10 gefragt wird, ob die erfaßte Maschinentemperatur TW kleiner als ein vorgegebener Wert TWACC ist.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 10 nein, ist also die Maschine 1 nicht kalt, so wird im Schritt 11 eine der Tabellen #1 . . . 18 entsprechend der im Schritt 11 abgelesenen Öffnungsweite R _n und Maschinendrehzahl Ne ausgewählt. Würde nur eine einzige Tabelle verwendet, so könnte das oben beschriebene plötzliche Kippen des Motorblocks auftreten. Um dies zu vermeiden, ist der Gesamtbetriebsbereich der Maschine 1 in Abhängigkeit von der Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe 3′ und der Maschinendrehzahl Ne in eine Mehrzahl von Betriebsteilbereichen aufgeteilt, denen je eine der Tabellen #1 . . . 18 von Korrekturvariablenwerten TACC′ zugeordnet ist. Wie in Fig. 5 als Beispiel dargestellt, enthält jede der Tabellen #1 . . . 18 eine Gruppe von Korrekturvariablenwerten TACC′ und TPACC 1 . . . TPAC 8, die in Abhängigkeit von der Zeit nacheinander verarbeitet werden und die Kraftstoffmenge längs einer von der Maschine 1 bei einer Beschleunigung geforderten Betriebscharakteristik erhöhen. Die jeweilige Betriebscharakteristik ist durch die unmittelbar vor dem Beginn der Beschleunigung der Maschine 1 erfaßten Werte von R _n und Ne bestimmt. Die entsprechend ausgewählte Tabelle enthält diejenigen Korrekturvariablenwerte TACC′ und TPACC, die der Betriebscharakteristik genügen.

In der folgenden Tabellenübersicht entsprechen achtzehn Tabellen #1 bis #18 achtzehn Betriebsteilbereichen in Abhängigkeit von Werten R _n und Ne, die im ROM 507 gespeichert sind. Die Werte Ne 0 bis Ne 4 der Maschinendrehzahl Ne sind auf 850, 1000, 1250, 1500, 1700 Umdrehungen pro Minute eingestellt. Die Werte R₀, R₁ und R₂ der Öffnungsweite R _TH der Drosselklappe 3′ sind auf 3°, 30°, 80° eingestellt. Die Tabellen #1 bis #18 werden jeweils durch eine Gruppe einer Korrekturvariablen TACC, bestehend jeweils aus einem Beschleunigungs-Korrekturvariablenwert TACC′ und acht Nachbeschleuigungs-Korrekturvariablenwerten TPACCi (i=1, 2, . . . 8), sowie einem Tabellenkennzeichen 1 gebildet, das anzeigt, daß in der letzten Schleife keine Kraftstoffabschaltung vorlag. Sind die in der laufenden Schleife erfaßten Werte R _n und Ne 20° und 800 Umdrehungen pro Minute, so wird die Tabelle #1 (das ist die Fig. 5 entsprechende Tabelle) ausgewählt.

TABELLENÜBERSICHT

Nach der Wahl der Tabelle im Schritt 11 wird in einem Schritt 12 aus der Tabelle ein erster Korrekturvariablenwert TACC′ abgelesen und in einem Schritt 13 gefragt, ob dieser Korrekturvariablenwert TACC′ gleich 0 ist oder nicht. Ist die Antwort nein, so wird in einem Schritt 14 der Korrekturvariablenwert TACC′ mit dem vorgenannten Korrekturkoeffizienten K₂ multipliziert, um den Wert des zweiten Terms in Gleichung (1) zu bestimmen. In einem Schritt 15 wird dann die Kraftstoffabschaltung beendet. In einem folgenden Schritt 16 wird gefragt, ob das Tabellenkennzeichen gleich 0 ist oder nicht. Da das in jeder Tabelle enthaltene Tabellenkennzeichen gleich 1 ist, ist die Antwort auf die Frage im Schritt 16 natürlich nein. Folgend auf den Schritt 16 wird in einem Schritt 17 der Grundwert Ti der Ventilöffnungsperiode TOUT aus den erfaßten Werten des Ansaugrohr-Absoultdruckes PBA und der Maschinendrehzahl Ne berechnet. In einem Schritt 18 wird dann die Ventilöffnungsperiode TOUT für die Einspritzventile 6 nach der Gleichung (1) vollständig berechnet, wonach die laufende Schleife des Programms beendet ist.

Beim nächsten Impuls des TDC-Steuersignals beginnt eine neue Schleife mit den Schritten 1 bis 4 und geht dann auf einen Schritt 20 über, da das Beschleunigungskennzeichensignal im Schritt 9 der vorigen Schleife auf 1 gesetzt wurde, weil die Maschine 1 dort bereits die Beschleunigungsbedingung G⁺ erfüllte. Im Schritt 20 wird der erste Nachbeschleunigungs-Korrekturvariablenwert TPACC 1 aus der ausgewählten Tabelle abgelesen, worauf im Schritt 13 gefragt wird, ob dieser Wert gleich 0 ist. Ist die Antwort nein, so folgen die Schritte 14 bis 18 mit dem Korrekturvariablenwert TPACC 1, wonach die zweite Schleife des Programms beendet ist. Wird im Schritt 13 festgestellt, daß ein im Schritt 11 aus der ausgewählten Tabelle abgelesener Korrekturwert TPACCi (i=2, 3 . . . 8), beispielsweise der Korrekturwert TPACC 2 aus der ersten Tabelle #1, gleich 0 ist, so schreitet das Programm in einer nachfolgenden Schleife auf den Schritt 21 fort, in dem aufgrund der Änderungsrate ΔR _n gefragt wird, ob die Maschine 1 noch der Beschleunigungsbedingung G⁺ genügt. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 21 nein, so wird im Schritt 22 das Beschleunigungskennzeichen auf 0 rückgesetzt; ist die Antwort ja, so wird im Schritt 23 die Korrekturvariable TACC in der Gleichung (1) auf 0 gesetzt, worauf die Schritte 17 und 18 ausgeführt werden und damit die laufenden Schleife beendet ist. Durch diese Steuerung werden die zusätzlichen Kraftstoffmengen und das Kippen des Motorblocks bei Beschleunigung genau auf Werte eingestellt, die einen sonst bei Beschleunigung der Maschine 1 auftretenden Schlag verhindern und auch die Beschleunigung der Maschine 1 verbessern.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 10 ja, steht also fest, daß die Maschine 1 kalt ist, so wird in einem Schritt 24 eine Tabelle #19 mit Korrekturvariablenwerten TACC′ und TPACC 1 bis TPACC 8 gewählt, die den Beschleunigungs­ anforderungen der kalten Maschine 1 entsprechen und ein plötzliches Kippen des Motorblocks verhindern. Nach Wahl der Tabelle #19 schreitet das Programm zum Schritt 12 fort.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 5 ja, lag also bei der letzten Schleife eine Kraftstoffabschaltung vor, so wird in einem Schritt 25 gefragt, ob die Maschine 1 der Beschleunigungsbedingung G⁺ genügt, ob also die Änderungsrate ΔR _n größer als G⁺ ist oder nicht. Ist die Anwort ja, so wird in einem Schritt 26 das Beschleunigungskennzeichen auf 1 gesetzt und in einem Schritt 27 eine Tabelle aus einem weiteren Satz von achtzehn Tabellen #20 bis #37 ausgewählt, die der erfaßten Öffnungsweite R _n und der Maschinendrehzahl Ne entspricht. Dieser Satz von Tabellen #20 bis #37 ist achtzehn Betriebsteilbereichen der Maschine 1 zugeordnet, die in gleicher Weise wie die Betriebsteilbereiche der Tabellen #1 bis #8 unterteilt sind. Dem Schritt 27 folgt dann der Schritt 12.

Die Tabellen #20 bis #37 enthalten jeweils Korrekturvariablenwerte TACC′ und TPACC 1 bis TPACC 8, die nacheinander mit den Impulsen des TDC-Steuersignals abgelesen werden und in ihrer Folge abnehmen. Einige dieser Tabellen sind unteren Drehzahlbereichen der Maschine 1 zugeordnet. Jede Tabelle enthält ein Tabellenkennzeichen 0, das anzeigt, daß bei der letzten Schleife eine Kraftstoffabschaltung vorlag. Wenn nach dem Schritt 27 die Schritte 12 bis 15 durchlaufen sind und der Schritt 16 erreicht ist, so ist die Antwort auf die Frage im Schritt 16 ja, und es wird im Schritt 28 der Grundwert Ti der Ventilöffnungsperiode auf 0 gesetzt, da der zweite Term in der Gleichung (1) einen weit größeren Wert hat als der erste Term. Die Korrekturvariable TACC allein reicht also zur Beschleunigung der Maschine 1 unmittelbar nach einer Kraftstoffabschaltung aus. Dies erfolgt, da der Grundwert Ti dem unteren Drehzahlbereich der Maschine 1 nicht immer angepaßt ist, weil er durch den Ansaugrohr-Absolutdruck PBA festgelegt wird, dessen Wert vom Zeitinervall zwischen dem Beginn der Öffnung der Drosselklappe 3′ und dem Erfassen des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA abhängt. Die Korrekturvariable TACC nimmt hingegen einen gerade der Beschleunigungsanforderung der Maschine 1 genügenden Wert an. Daher wird die aus den Tabellen für die unteren Drehzahlbereiche der Maschine 1 ausgelesene Korrekturvariable TACC auf relativ große Werte eingestellt, die ein Äquivalent zum Grundwert Ti bilden, und es wird im Schritt 28 der Grundwert Ti auf 0 gesetzt. Nachdem der Grundwert Ti auf 0 gesetzt worden ist, wird der Schritt 18 ausgeführt, wonach die laufende Schleife beendet ist.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 3 ja, ist also die Änderungsrate ΔR _n kleiner als G ^-, so wird in einem Schritt 29 das Beschleunigungskennzeichen auf 0 gesetzt, worauf der Schritt 23 ausgeführt wird. Wird die Beschleunigungsbedingung G⁺ erfaßt, während die zugeführte Kraftstoffmenge erhöht wird, so wird daher die Erhöhung der Kraftstoffmenge bei Erfassen von G ^- unterbrochen. Weiterhin wird der Schritt 23 ausgeführt, wenn im Schritt 25 bestimmt wurde, daß die Maschine 1 der Beschleunigungsbedingung G⁺ genügt. Ist in einem der Schritte 6 bis 8 die Antwort nein, so steht fest, daß sich die Maschine 1 in einem Hochbelastbetrieb befindet oder daß sie sich weder im Hochlastbetrieb befindet noch der Beschleunigungsbedingung G⁺ genügt, und es wird der Schritt 23 ausgeführt. In diesem Schritt 23 wird die Korrekturvariable TACC auf 0 gesetzt, worauf die Schritte 17 und 18 ausgeführt werden und die laufende Schleife beendet wird.

Fig. 6 zeigt die mit der Steuerung gemäß Fig. 4 erzielten Betriebseigenschaften der Maschine 1. Gemäß Fig. 6 wird der Beginn der Öffnung der Drosselklappe 3′ zum erstenmal bei einem Impuls des TDC-Steuersignals im Zeitpunkt A′ der Kurve (a) erfaßt. Die Änderungrate ΔR _n-1 der Öffnungsweite R _TH ist in diesem Zeitpunkt A′ größer als G⁺, d. h. die Maschine 1 genügt der Beschleunigungsbedingung G⁺. Eine Vergrößerung der Ventilöffnungsperiode TOUT durch die Korrekturvariable TACC erfolgt jedoch erst zum Zeitpunkt A beim nächsten Impuls des TDC-Steuersignals. Der entsprechende Korrekturvariablenwert TACC′ wird einer Tabelle entnommen, die der im Zeitpunkt A erfaßten Öffnungsweite R _n und Maschinendrehzahl Ne entspricht. Dadurch wird die Korrekturvariable TACC nach dem Zeitpunkt A optimiert.

Durch diese Art der Steuerung ist es möglich, das Maschinendrehmoment praktisch unmittelbar nach Erfassen der Beschleunigungsbedingung G⁺ zu erhöhen, um eine Zunahme der Maschinendrehzahl Ne, d. h. eine Abnahme des Wertes von 1/Ne gemäß Kurve (d) innerhalb einer kurzen Zeitperiode zu erreichen, die vier Impulsen des TDC-Steuersignals zwischen den Punkten A und B entspricht.

Da die Korrekturvariablenwert TACC′ zeitlich aufeinanderfolgend auftretenden Betriebsbedindungen der Maschine 1 entsprechen, ist es möglich, das Drehmonemt der Maschine den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt zu vergrößern. Die bei Erfüllen der Beschleunigungsbedingung G⁺ zusätzlich zugeführten Kraftstoffmengen werden auf Werte eingestellt, die zwei- bis viermal so groß sind wie die normalen Grundwerte (Ti×K₁) und fünf- bis zehnmal so groß wie die normalen Werte unmittelbar nach Beendigung einer Kraftstoffabschaltung. Dadurch wird eine Verkürzung der Dauer der Drehmomenterhöhung (Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten D und B) unmittelbar nach der Erfassung der Beschleunigungsbedingung G⁺ (Zeitpunkt A′) erzielt. Dabei kann die Anfangszunahme des Drehmoments zum Zeitpunkt der Auslösung der Beschleunigung der Maschine 1 klein gehalten werden, wodurch Stöße im Getriebe minimal gehalten werden. Außerdem gelangt der Motorblock zu einem früheren Zeitpunkt kurz nach dem Erfassen der Beschleunigungsbedingung G⁺ der Maschine 1, nämlich schon beim Punkt B, in eine Zwischenstellung zu seiner stabilen Stellung auf der Beschleunigungsseite (Pegel y₀ in Kurve (e)), in der er gehalten wird, bis das zum Erreichen der Beschleunigung der Maschine 1 erforderliche wirksame Drehmoment vorliegt. Das Kippen des Motorblocks auf seiner Lagerung um die Kurbelwelle verläuft daher längs einer glatten Kurve (e), wodurch Schläge des Motorblocks auf seine Lagerung sowie Stöße im Getriebe gemindert werden.

Bei einer Steuerung nach dem Stand der Technik gemäß dem gestrichelten Teil der Kurve (e) schlägt die Maschine 1 nach dem Punkt C auf ihre Lagerung und gelangt dann durch die bei diesem Schlag auftretende Reaktionskraft in ihre stabile Stellung Pegel y₀ in Kurve (e)). Dadurch wird die Übertragung des beschleunigenden Drehmomentes auf das Antriebssystem verzögert. Wie der ausgezogene Teil der Kurve (e) in Fig. 6 zeigt, wird bei der Steuerung gemäß Fig. 4 der Motorblock ohne Schlag in seine stabile Stellung über eine Zwischenstellung verkippt, in der er verbleibt, bis das gewünschte Drehmoment erreicht ist, was überdies zu einer verbesserten Beschleunigungsfähigkeit der Maschine 1 führt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Bemessen der einer Brennkraftmaschine (1) bei Beschleunigung zuzuführenden zusätzlichen Kraftstoffmenge (Beschleunigungsanreicherungsmenge) mit folgendem Schritt:

• 1) Aufstellen einer Vielzahl von Tabellen (#1 . . . 37) mit vorgegebenen Korrekturvariablenwerten (TACC′, TPACC 1 . . . 8) für die Bemessung der Beschleunigungsanreicherungsmenge jeweils in Abhängigkeit von wenigstens zwei Betriebsparamertern (Ne; R _n ), wobei in jeder Tabelle (#1 . . . 37) abhängig von der abgelaufenen Zeit seit dem Feststellen des Vorliegens einer Beschleunigungsbedindung ( ΔR _n-1<G⁺) eine Mehrzahl von Korrekturvariablenwerten (TACC′; TPACC 1 . . . 8) vorgegeben wird;

mit folgenden weiteren Schritten:

• 2) Erfassen der Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter (Ne; R _n);
• 3) Festellen, ob eine vorgegebene Beschleunigungsbedingung ( ΔR _n-1<G⁺) vorliegt oder nicht;
  beim Vorliegen der Beschleunigungsbedingung:
• 4) Auswählen derjenigen Tabelle (#1 . . . 37), die den erfaßten Werten (Ne; R _n) der Betriebsparameter (Ne; R _n ) unmittelbar nach dem ersten Feststellen des Vorliegens der Beschleunigungsbedingung ( ΔR _n-1<G⁺) entspricht;
• 5) Bestimmen desjenigen Korrekturvariablenwerts (TACC′, TPACC 1 . . . 8) als Wert für die Bemessung der Beschleunigungs­ anreicherungsmenge in der im Schritt 4 ausgewählten Tabelle (#1 . . . 37), der der abgelaufenen Zeit seit dem ersten Feststellen des Vorliegens der Beschleunigungsbedingung ( ΔR _n-1<G⁺) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Betriebsparamter (Ne; R _n) bei der Aufstellung der Vielzahl von Tabellen (#1 . . . 37) von Korrekturvariablenwerten (TACC′, TPACC 1 . . . 8) die Drehzahl (Ne) der Maschine (1) und die Öffnungsweite ( R _TH ) der Drosselklappe (3′) sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seit dem ersten Feststellen des Vorliegens der Beschleunigungsbedingung ( ΔR _n-1<G⁺) abgelaufene Zeit bestimmt wird durch synchron mit der Drehung der Kurbelwelle der Maschine (1) erzeugte Steuersignale (TDC).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufstellung der Vielzahl von Tabellen (#1 . . . 18 und 19) mit vorgegebenen Korrekturvariablenwerten (TACC) als weitere Betriebsparamter die Temperatur (Tw) der Maschine (1) berücksichtigt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufstellung der Vielzahl von Tabellen (#1 . . . 37) mit vorgegebenen Korrekturvariablenwerten (TACC′, TPACC 1 . . . 8) eine Gruppe von Tabellen (#20 . . . 37) aufgestellt wird für den Fall, daß unmittelbar vor dem Feststellen der Beschleunigungsbedingung ( ΔR _n-1<G⁺) ein Betrieb mit Kraftstoffabschaltung vorlag.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschine (1) allein die Beschleunigungsanreicherungsmenge zugeführt wird, wenn unmittelbar vor dem Feststellen der Beschleunigungsbedingung ( ΔR _n-1<G⁺) ein Betrieb mit der Kraftstoffabschaltung vorlag.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Tabelle (#1 . . . 37) die Größe der Korrekturvariablenwerte (TACC′, TPACC 1 . . . 8) mit der abgelaufenen Zeit abnimmt (Fig. 5).