DE3432379A1

DE3432379A1 - Verfahren zur elektronischen regelung einer betriebsgroesse einer der regelung des betriebs einer verbrennungskraftmaschine dienenden betriebsregelanordnung

Info

Publication number: DE3432379A1
Application number: DE19843432379
Authority: DE
Inventors: Takashi Saitama Koumura; Toyohei Shiki Saitama Nakajima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-09-06
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1985-03-28
Also published as: US4513713A; DE3432379C2; GB2146142B; GB2146142A; GB8422454D0; FR2551498A1; FR2551498B1

Description

- Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 5

Dabei handelt es sich speziell, um ein Verfahren, das zur Einstellung einer gewünschten Betriebsgröße für eine Be- triebsregelanordnung geeignet ist, wobei diese gewünschte Betriebsgröße für einen Betriebszustand einer Maschine in einem vorgegebenen niedrigen Betriebsbereich optimal ist, um einen glatten Maschinenbetrieb zu gewährleisten.

Beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 57-137633 und 53-8434 sind Verfahren beschrieben, bei denen eine grundlegende Betriebsgröße einer Betriebsregelanordnung zur Regelung des Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine bestimmt wird, wobei es sich beispielsweise um eine der Maschine durch ein Kraftstoffzufuhr-Regelsystem zuzuführende grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge, einen grundlegenden Wert der durch ein Zündzeit-Regelsystem geregelten Zündzeit oder einen grundlegenden durch ein Abgasumwelt-Regelsystem zu regelnden Abgas-Umweltwert handelt. Die Regelung erfolgt dabei als Funktion der Werte von Maschinenbetriebsparametern, die ein Maß für Lastzustände der Maschine sind. Dabei kann es sich beispielsweise um den Absolutdruck im Ansaugrohr der Maschine oder die Maschinendrehzahl handeln. Die so bestimmte grundlegende Betriebsgröße wird als Funktion beispielsweise der Temperatur der angesaugten Luft oder der Kühlwassertemperatur der Maschine korrigiert, wodurch eine gewünschte Betriebsgröße für die Betriebsregelanordnung genau eingestellt wird.

Es ist weiterhin bekannt, das Ansaugrohr der Maschine, speziell den Teil in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe mit einem so großen Volumen auszulegen, daß der

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Druckverlust der durch das Ansaugrohr strömenden Luft minimal gehalten wird ^—wodurch die Ladekapazität des Ansaugrohrs vergrößert und damit eine verbesserte Betriebscharakteristik der Maschine, beispielsweise eine erhöhte Ausgangsleistung, erreicht wirdV^

Die Vergrößerung des—Volumens des Ansaugrohrs in einem Teil in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe führt jedoch zu einer reduzierten zeitlichen Änderungsrate des Absolutdrucks im Ansaugrohr in.Bezug auf eine zeitliche Änderungsrate der Maschinendrehzahl, wenn die Maschine in einem niedrigen Lastzustand, wie beispielsweise im Leerlauf, arbeitet. Bei dem oben genannten Verfahren, zur Bestimmung von Betriebsgrößen der Betriebsregelanordnung als Funktion des Ansaugrohr-Absolutdruckes und der Maschinendrehzahl (im folgenden kurz Drehzahl-Dichte-Verfahren genannt) ist es daher schwierig, eine Betriebsgröße, beispielsweise eine Kraftstoffzufuhrmenge, genau in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen der Maschine einzustellen, wodurch ein Pendeln der Maschinenrotation hervorgerufen werden kann.

Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes ist., beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr. 52-6414 ein Verfahren (im folgenden als "KMe-Verfahren" bezeichnet) angegeben worden, das auf der Erkenntnis basiert, daß die durch die Drosselklappe strömende Ansaugluftmenge nicht vom Druck PBA im Ansaugrohr in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe oder vom Druck der Auspuffgase abhängt, wenn die Maschine in einem bestimmten Lastzustand arbeitet, in dem das Verhältnis des Ansaugrohrdruckes PA' in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe zum Ansaugrohrdruck PBA in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe unter einem kritischen Druckverhältnis (gleich 0,528) liegt, bei dem die angesaugte Luft eine Schallströmung bildet und daher die Ansaugluftmenge allein als Funktion der Öffnung der Drosselklappe bestimmt werden kann. Bei diesem Vorfahren wird also allein die Öffnung der Drosselklappe er-

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faßt, um damit genau die Ansaugluftmenge zu erfassen, wenn

. ^ die Maschine in dem vorgenannten speziellen niedrigen Lastzustand arbeitet, wobei sodann auf der Basis des erfaßten Wertes der Ansaugluftmenge eine Betriebsgröße, beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzmenge, eingestellt wird. Wird jedoch beispielsweise die Art der Einstellung der Kraftstoff.einspritzmenge schlagartig unmittelbar dann von dem erstgenannten Verfahren (Drehzahl-Dichte-Verfahren oder kurz SD-Verfahren) auf das KMe-Verfahren umgeschaltet, wenn die Maschine in den oben genannten speziellen niedrigen Lastzustand von einem von "diesem Zustand verschiedenen Zustand eintritt, so kann .eine abrupte Änderung der Kraftstbffeinspritzmenge auftreten, wodurch ein Schlagen und Abwürgen der Maschine auftreten kann.

Weiterhin ist beispielsweise in einer schwebenden US-Patentanmeldung mit der Nummer 491 208 der Anmelderin ein Leerlaufdrehzahl-Regelverfahren beschrieben, das zur Aufrechterhaltung der Leerlaufdrehzahl der Maschine mit einen konstanten Wert dient. Dies erfolgt durch Regelung der der Maschine zugeführten Menge an Zusatzluft über ein einen Nebenschluß zur Drosselklappe bildendes Zusatzluftrohr, wodurch auch die Startfähigkeit der Maschine im kalten Zustand durch Regelung der Leerlaufdrehzahl auf einen gegenüber einem gewünschten Wert für Normaltemperatur höheren Wert verbessert wird. Wenn also die der Maschine zugeführte angesaugte Luft nicht nur durch die die Drosselklappe durchströmende Luft sondern weiterhin auch durch Zusatzluft gebildet wird, welche durch' ein Regelventil in dem einen Nebenschluß für.die Drosselklappe bildenden Zusatzluftrohr durchströmt, so kann die der Maschine zugeführte gesamte Ansaugluftmenge nicht mehr allein durch Erfassung der Öffnung der Drosselklappe bestimmt werden. Durch das genannte KMe-Verfahren ist es daher nicht möglich, die Betriebsgröße einer Betriebsregelanordnung, beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzmenge, genau einzustellen.

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, mit dem eine gewünschte Betriebsgröße für die Betriebsregelanordnung als Funktion von Betriebszuständen der Maschine, beispielsweise der der Maschine tatsächlich zugeführten Luftmenge genau einstellbar ist, wenn die Maschine in einem vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitet, wodurch ein stabiler und glatter Maschinenbetrieb erreichbar wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen eines derartigen Verfahrens sind in Unteransprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind bei einem Verfahren zur elektronischen Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 die Maßnahmen gemäß dessen kennzeichnendem Teil vorgesehen.

Weiterbildungen einer solchen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Ansprüchen 7 bis 11 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung eines bei konventionellen Verfahren auftretenden nachteiligen Phänomens, das dann auftreten kann, wenn die Regelung der Betriebsgröße einer Betriebsregelanordnung

während eines niedrigen Lastzustandes der Maschine

von dem oben genannten SD-Verfahren auf das KMe-Verfahren umgeschaltet wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Kraftstoffeinspritz-Regelsystems für Verbrennungskraftmaschineny~bei dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar ist;

Fig. 3 ein Schaltbild der Innenschaltung einer elekro-' nischen Regeleinheit nach -Fig. 2;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines in der elektronischen Regeleinheit abgearbeiteten Programms zur Berechnung einer Kraftstoffeinspritzperiode TOUT; Γ5

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen einem Referenzwert PBAC des Absolutdrucks im Ansaugrohr und des Atmosphärendrucks PA;

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Art der Festlegung eines grundlegenden Kraftstoffeinspritzperioden-Wertes Tic gemäß dem KMe-Verfahren, was in einem Schritt (7) gemäß Fig. 4 erfolgt;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung einer Tabelle des Zusammenhangs zwischen einem von dem Öffnungsbereich der Drosselklappe abhängenden Koeffizienten ΚΘ und der Drosselklappenöffnung ΘΤΗ;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung einer Tabelle des Zusammenhangs zwischen einem Koeffizienten KAIC, der vom Öffnungsbereich eines ersten Regelventils gemäß Fig. 2 abhängt, und einem Ventilöffnungs-Einschaltdauerverhältnis DOUT für dieses

Regelventil;

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Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung einer Tabelle des Zusammenhangs zwischen einem Koeffizienten KFI, der vom Durchlaßöffnungsbereich einer schnellen Drehzahlregeleinrichtung gemäß Fig. 2 abhängt und der Maschinen-Kühlwassertemperatur TW; und -

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung von Änderungen im Maschinenbetrieb, welche während des Betriebes in einem niedrigen Lastzustand auftreten können.

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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie ein Maschinenschlag bzw. ein Abwürgen der Maschine bei einem konventionellen Verfahren auftritt, wenn eine Änderung in der Einstellung der Betriebsgröße einer Betriebsregelanordnung zur "Regelung des Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine eintritt.

Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Art der Bestimmung einer in die Maschine mittels eines Kraftstoffzufuhr-Regelsystems einzuspritzenden Kraftstoffmenge von dem genannten SD-Verfahren auf das genannte KMe-Verfahren umgeschaltet wird, was zu einer plötzlichen Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge führen kann, wodurch ein Maschinenschlag oder ein Abwürgen der Maschine auftreten kann.

Es wird angenommen, daß die Maschine von einem Leerlaufpunkt A auf einen Punkt B beschleunigt wird und danach den Leerlaufpunkt A erneut erreicht. Der Leerlaufpunkt A liegt auf einer Maschinenbetriebskurve, längs der die Maschine betrieben wird, wenn die Öffnung einer Drosselklappe in einer voll geschlossenen Stellung 01 gehalten wird. Obwohl die Maschinendrehzahl einmal längs einer Betriebskurve I zunimmt, wenn die Drosselklappenöffnung ΘΤΗ von der voll geschlossenen Stellung 01 in eine offene Stellung 02 geändert wird, nimmt die Maschinenlast in eingekuppelten Zustand ebenfalls zu, wodurch die Maschinendrehzahl verringert wird. Daher verschiebt sich dor Re-

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triebszustnnd der Maschine zum Punkt B, welcher auf einer . Kurve liegt, längs der die Maschine bei Aufrechterhaltung der konstanten offenen Stellung 02 der Drosselklappe betrieben wird. Beim Übergang des Maschinenbetriebs längs der Betriebskurve I wird die in die Maschine einzuspritzende Kraftstoffmenge durch das SD-Verfahren bestimmt, da die Maschine dann bef'offener Drosselklappe in einem Beschleunigungszustand arbeitet.

Wird die Drosselklappe von der offenen Stellung 02 in die voll geschlossene Stellung QV gebracht und sodann eine Auskupplung vorgenommen, so wird die Maschine dann als in einem vorgegebenem niedrigen Lastzustand arbeitend bestimmt. Bei dem vorgegebenen niedrigen Lastbetriebszustand,mit dem sich die vorliegende Erfindung befäß~t, handelt ess sich beispielsweise um einen Maschinenbetriebszustand, bei dem die Drosselklappenöffnung kleiner als ein vorgegebener Wert zur Bestimmung der Beschleunigung der Maschine ist, der Absolutdruck im Ansaugrohr der Maschine in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe kleiner als ein Referenzwert PBAC ist, bei dem Ansaugluft eine Schallströmung im Ansaugrohr im Bereich der Drosselklappe bildet, und gleichzeitig die Maschinendrehzahl„.kleiner als ein vorgegebener Wert NIDL ist, der seinerseits größer als die Leerlaufdrehzahl ist. Wird die Art der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge unmittelbar dann vom SD-Verfahren auf das KMe-Verfahren umgeschaltet, wenn der vorgenannte vorgegebene Lastzustand der Maschine bestimmt ist, so wird der im Punkte B betriebenen Maschine eine Kraftstoffmenge zugeführt, die gerade der Drosselklappenöffnüng Θ1 entspricht. Das bedeutet, daß der Maschine eine einem Maschinenbetriebspunkt B' auf der Maschinendrehzahlkurve des Punktes B entsprechende Kraftstoffmenge zugeführt wird, wobei dieser Punkt auf einer stetigen Kurve liegt, längs der die Maschine bei in voll geschlossener Stellung 01 •gehaltener Drosselklappe betrieben wird, was zu einer Zu-

1. fuhr eines mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches zur Maschine und einem entsprechenden plötzlichen Abfall der Maschinendrehzahl längs einer Betriebskurve II führt, was oft sogar zu einem Abwürgen der Maschine führt.

Eine Betriebskurve III lh*Fig. 1 stellt eine Kurve dar, längs der die Maschine gestartet wird. Das heißt, die Maschine wird durch die Betätigung eines Maschinenstarters in einem den unwirksamen Zustand der Maschine repräsentierenden Punkt C gestartet, wonach durch den unabhängigen Betrieb der Maschine deren Betriebszustand längs der Betriebskurve III zum Leerlaufpunkt A verschoben wird. Dies unterscheidet sich von der vorgenannten Kurve 01 für stetigen Betrieb, längs der die Maschine mit--in voll geschlossener Stellung Θ1 gehaltener Drosselklappe betrieben wird. Dies ist deshalb der Fall, weil das Ansaugrohr in einem Bereich in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe mit einem großen Volumen ausgelegt ist, wie dies oben bereits erläutert wurde. Der Druck im Ans'augrohr nimmt daher beim Start der Maschine nicht sofort ab. Wird die Art der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge beim Betrieb der Maschine längs der Betriebskurve III gegen den Leerlaufpunkt A unmittelbar dann vom SD-Verfahren auf das KMe-Verfahren umgeschaltet, wenn der vorgenannte niedrige Lastzustand aufgrund eines Abfalls des · Absolutdrucks PBA im Ansaugrohr unter den Referenzwert PBAC (entsprechend einem Punkt D auf der Betriebskurve III) erfaßt, so wird der im Punkt D betriebenen Maschine eine Kraftstoffmenge zugeführt, die gerade einem Maschinenbetriebspunkt D¹ entspricht, wobei dieser Punkt auf der gleichen Maschinendrehzahlkurve wie der auf der Kurve für stetigen Betrieb liegende Punkt D liegt. Das Luft/ Kraftstoff-Gemisch wird daher in der gleichen Weise, wie dies oben beschrieben wurde, mager, wodurch das Erreichen des Leerlaufpunktes A verzögert wird, wie dies durch eine Betriebskurve III¹ in Fig. 1 dargestellt ist. Dies führt

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oft zu einem Abwürgen der Maschine.

Es sei nun angenommen, daß die Maschine beim Abwärtsfahren auf einer langen sanften Steigung in einem Reisebetriebszustand entsprechend einem Betriebspunkt E in Fig. 1 arbeitet, der auf der Betriebskurve Θ1 für stetigen Betrieb liegt, wobei die Drosselklappe in der voll geschlossenem Stellung Θ1 gehalten wird. Bei Maschinenbetrieb in einem derartigen Betriebszustand nimmt der Absolutdruck PBA im Ansaugrohr bei abrupten Abfall der Maschinendrehzahl beispielsweise aufgrund eines Abbrerhsens nicht sofort zu, da das Ansaugrohr mit großem Volumen ausgelegt ist. Der Maschinenbetriebszustand verschiebt sich daher zum Leerlaufpunkt A hin längs einer Betriebskurve IV, die in

IQ Bezug auf- die Betriebskurve Θ1 auf der tief eren "Maschimenlastseite liegt. Bei sich auf der Betriebskurve IV verschiebender Maschinenbetriebsbedingung gegen den Leerlaufpunkt A wird der Maschine eine überschüssige Menge an Kraftstoff zugeführt, wenn die Art der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge unmittelbar dann vom SD-Verfahren auf das KMe-Verfahren umgeschaltet wird, wenn der vorgenannte vorgegebene niedrige Lastbetriebszustand der Maschine aufgrund eines Abfalls der Maschinendrehzahl Ne unter den vorgegebenen Wert NIDL erfaßt wird. Die Zufuhr einer überschüssigen Menge an Kraftstoff erfolgt dabei gegensinnig zum oben beschriebenen Startzustand der Maschine, wodurch aufgrund einer abrupten Zunahme der Kraftstoffzufuhrmenge ein Maschinenschlag auftritt, wodurch ein glatter Betrieb der Maschine verhindert wird.

Fig. 2 zeigt schematisch die Gesamtanordnung eines Kraftstoff einspritz-Regelsystems für Verbrennungskraftmaschinen, in dem eine Vielzahl von Regelventilen zur Regelung der der Maschine zugeführten Menge an Zusatzluft vorge-3g sehen ist. In Fig. 2 ist mit 1 eine Verbrennungskraftmaschine bezeichnet, bei der es sich beispielsweise um

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einen-Vierzylindermotor handeln kann. Mit der Maschine 1 sind ein an seinem-^nsaugende mit einem Luftfilter 2 versehenes Ansaugrohr 3 sowie ein Auspuffrohr 4 verbunden. Im Ansaugrohr 3 ist eine Drosselklappe 5 angeordnet. Ein erstes Luftrohr 8 sowie ein-^zweites Luftrohr 8' münden ^ an einer Stelle in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 5 in das Ansaugrohr .3 _f wobei diese Rohre mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Das erste Luftrohr 8 ist an seinem sich in die Atmosphäre öffnenden Ende mit einem Luftfilter 7 versehen. Am ersten Luftrohr 8 ist ein erstes Zusatzluftmengen-Regelventil 6 (im folgenden als "erstes Regelventil" bezeichnet) vorgesehen, bei dem es sicn um ein elektromagnetisches Ruheventil handelt, das durch einen Hubmagneten 6a und einen Ventilkörper 6b gebildet wird. Dieser Ventilkörper 6b- dient zur Öffnung des ersten Luftrohres 8, wenn der Hubmagnet 6a erregt wird, wobei dieser Hubmagnet 6a elektrisch mit einer elektronischen Regeleinheit 9 verbunden ist..

Vom zweiten Luftrohr 8¹ zweigt ein drittes Luftrohr 8" ab. Das zweite Luftrohr 8' und das dritte Luftrohr 8" besitzen an ihrem sich in die Atmosphäre öffnenden Ende jeweils ein Luftfilter 7¹ bzw. 7". Ein zweites Zusatzluftmenaen-Regelventil 6' (im folgenden als "zweites Regelventil" bezeichnet) ist am zweiten Luftrohr 8¹ an einer Stelle zwischen dessen Verbindung mit dem dritten Luftrohr 8" und seinem sich in die Atmosphäre öffnenden Ende vorgesehen, während ein drittes Zusatzluftmengen-Recelventil 6" (im folgenden als "drittes Regelventil" bezeichnet) am dritten Luftrohr 8" vorgesehen ist. Diese beiden Regelventile 6" und 6" sind elektromagnetische Ruheventile mit dem ersten Regelventil 6 entsprechendem Aufbau. Die Regelventile 6' und 6" besitzen jeweils einen Kubmagneten 6'a und 6"a sowie einen Ventilkörper 6'b und 6"b, wobei durch diesen Ventilkörper das entsprechende Luftrohr bei Erregung des entsprechenden Ilubmnqnoten b'a tv/.w.

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6"a geöffnet wird. Die Hubmagneten 6'a und 6"a der Regel- ^-" ventile 6' und 6" sind an einem Ende geerdet und mit dem anderen Ende über einen Schalter 18 bzw. 19 mit einer Gleichspannungsquelle 20 und darüber hinaus mit der elektronischen Regeleinheit 9 verbunden.

Vom ersten Luftrohr 8 zweigt an einer Stelle in Strömungsrichtung hinter dem_ersten Regelventil 6 ein Verzweigungsrohr 8b ab, an dessen sich in die Atmosphäre öffnenden Ende ein Luftfilter vorgesehen ist.^ Im Abzweigrohr 8b ist eine schnelle Leerlaufregeleinrichtung 10 vorgesehen, die wie dargestellt folgende Elemente aufweist: einen durch eine Feder 10c gegen einen Ventilsitz 10b gedrückten Ventilkörper 10a, wodurch das Abzweigrohr 8b verschließbar ist, einen auf die Temperatur des Maschinenkühlwassers ansprechenden Sensor 10d, der mit einem Arm 10d' im Kontakt steht, und einen über die Bewegung des Armes 10d schwenkbaren Hebel 10e, wodurch der Ventilkörper 10a in eine geschlossene oder geöffnete Stellung bewegbar ist.

An einer Stelle zwischen der Maschine 1 und dem offenen Ende 8a des ersten Luftrohres 8 sowie dem offenen Ende 8'a des zweiten Luftrohres 8' sind Kraftstoffeinspritzventile 12 und ein Ansauglufttemperatur-Sensor 24 (TA-Sensor) vorgesehen. Ein Ansaugrohr-Absolutdruck-Sensor 1.6 (PBA-Sensor) steht über ein Rohr 15 mit dem Inneren des Ansaugrohres 3 an einer Stelle zwischen der Maschine 1 und den offenen Enden 8a und 8'a in Verbindung. Die Kraftstoff einspritzventile 12 sind mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der elektronischen Regeleinheit 9 verbunden, während der PBA-Sensor 16 und der TA-Sensor 24 elektrisch der elektronischen Regeleinheit 9 verbunden sind. Ein Drosselklappenöffnungs-Sensor 17 (ΘΤΗ-Sensor) steht mit der Drosselklappe 5 in Wirkverbindung, während ein Maschinen-Kühlwassertemperatur-Sensor

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13 (TW-Sensor) auf dem Block der Maschine 1 montiert ist. Der letztgenannte Sensor 13 kann beispielsweise durch einen Thermistor gebildet werden und in die Umfangswand eines Maschinenzylinders eingesetzt sein, dessen Inneres mit Kühlwasser gefüllt ist. Ein ein Maß für den Wert der Kühlwassertemperatur darstellendes Ausgangssignal dieses Sensors 13 wird in die elektronische Regeleinheit 9 eingespeist.

An einer (nicht dargestellten) Nockenwelle oder einer Kurbelwele des Motors ist ein Maschinendrehzahl-Sensor 14 (im folgenden Ne-Sensor genannt) angeordnet, der zur Erzeugung eines Impulses als oberes Totpunktsignal (TDC-Signal) bei einer vorgegebenen Kurbelwinkelstellung der Kurbelwelle bei jeder Drehung dieser Kurbelwelle um 180° dient.

Dieser Impuls wird in die elektronische Regeleinheit 9 eingespeist.

In Fig. 2 sind mit 21 elektrische Geräte, wie beispielsweise Scheinwerfer, Bremsleuchten und ein Kühlventilator bezeichnet, die über Schalter 22 mit der elektronischen Regeleinheit 9 verbunden sind. Mit 23 ist ein Atmosphärendruck-Sensor (PA-Sensor) bezeichnet, dessen Ausgangssignal ein Maß für den erfaßten Atmosphärendruck ist und in die elektronische Regeleinheit 9 eingespeist wird.

Das vorstehend beschriebene Kraftstoffeinspritz-Regelsystem arbeitet folgendermaßen: Zunächst liefert ein Schalter 18, der in Wirkverbindung mit einem -nicht dargestellten, zur Ein- und Ausschaltung einer Klimaanlage dienenden Schalter steht, ein Signal zur elektronischen Regeleinheit 9, das den eingeschalteten Zustand der Klimaanlage anzeigt. Dieser Schalter wird als Funktion des Einschaltens der Klimaanlage geschlossen. Gleichzeitig bewirkt der geschlossene Schalter 18 die Erregung des Hubmagneten 6'a des zweiten Regelventils 6', um den Ven-

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tilkÖrper 6'b zu öffnen, so daß eine vorgegebene Menge .-■ an Zμsatzluft zur Maschine 1 geführt wird, was einer Zunahme der Maschinenbelastung aufgrund des Betriebs der Klimaanlage im Leerlauf der Maschine bedeutet. öer Schalter 19, welcher auf einem nicht dargestellten Betätigungshebel eines automatischen Getriebes der Maschine 1 montiert sein kann,, wird geschlossen, um ein Einschaltsignal (Im folgenden "D-Bereichssignal" bezeichnet) zu erzeugen, das den Betrieb des automatischen Getriebes anzeigt, wenn dessen Betätigungshebel in eine entsprechende Stellung bewegt wird. Gleichzeitig bewirkt der geschlossene Schalter 19 die Erregung des Hubmagneten 6"a des dritten Regelventils 6", um dessen Veritilkörper 6"b zu offnen, so daß eine vorgegebene Menge an Zusatzluft zur Maschine 1 geführt wird, was einer Zunahme der durch das automatische Getriebe bewirkten Maschinenbelastung im Leerlauf entspricht.

Wie vorstehend ausgeführt, sind das zweite Regelventil und das dritte Regelventil für die Klimaanlage bzw. das automatische Getriebe vorgesehen, wobei es sich bei den letztgenannten Komponenten um direkt durch die Maschine angetriebene mechanische Hilfsteile handelt, die entsprechend große Belastungen für die Maschine hervorrufen. Über die genannten Regelventile wird die Maschinendrehzahl im Leerlauf auch bei Wirksamkeit einer oder beider Belastungen auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten.

Die schnelle Leerlaufregeleinrichtung 10 wird betätigt, wenn die Maschinen-Kühlwassertemperatur kleiner als ein vorgegebener Wert (beispielsweise 50° C) etwa beim Start bei kaltem Wetter ist. Speziell betätigt der Sensor 1Od den Arm 1Od¹ als Funktion der Maschinen-Kühlwassertemperatur. Bei diesem Sensor kann es sich um jede Art von Sensoreinrichtung, beispielsweise um in ein thermisch dehnbares Gehäuse gefülltes Wachs handeln. Ist die Ma-

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schinen-Kühlwassertemperatur kleiner als der vorgenannte vorgegebene Wert, so befindet sich der Arm 1Od¹ in einem zurückgezogenen Zustand, wobei der Hebel 10e durch die Kraft der Feder 10f in eine solche Richtung gedruckt wird, daß der Ventilkörper 10a in Fig. 2 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 10c bewegt wird, wodurch das Abzweigrohr 8b geöffnet^wird. Da über das offene Abzweigrohr 8b - die Zuführung einer ausreichenden Menge von Zusatzluft zur Maschine über das Filter 11 und die Rohre 8b und 8 möglich ist, kann die Maschinendrehzahl im.Vergleich zur normalen Leerlaufdrehzahl auf einem höheren Wert gehalten . werden, wodurch ein stabiler Leerlaufbetrieb ohne die Möglichkeit eines Abwürgens der Maschine bei kaltem Wetter sichergestellt wird. -

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Wird der Arm 1Od¹ des Sensors 10d bei einer thermischen Ausdehnung des Sensormediums aufgrund einer Erhöhung der Maschinen-Kühlwassertemperatur bei aufgewärmter Maschine gespannt, so drückt er den Hebel 10e in Fig. 2, gesehen nach oben, wodurch er im Uhrzeigersinn gedreht wird. Dabei wird der Ventilkörper 10a in Fig. 2 gesehen, gegen die Wirkung der Feder 10c nach links bewegt, übersteigt die Maschinen-Kühlwassertemperatur den vorgegebenen Wert, so gelangt der Ventilkörper 10a in Kontakt mit dem Ventilsitz 10b, wodurch das Abzweigrohr 8b geschlossen und damit die Zufuhr von Zusatzluft über die schnelle Leerlaufregeleinrichtung 10 unterbrochen wird.

Das erste Regelventil 6 dient zur Rückkopplungsregelung der Zusatzluftmenge, wobei diese Luftmenge so variiert wird, daß die Maschinendrehzahl genau auf einer gewünschten Leerlaufdrehzahl gehalten wird. Weiterhin dient dieses

.Regelventil zur Erhöhung der Zusatzluftmenge um einen

- ■ vorgegebenen Betrag entsprechend der elektrischen Be-. lastung der Maschine, welche relativ klein ist. Dabei handelt es sich um eine Belastung durch Einschaltung

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mindestens eines elektrischen Gerätes 21, wie beispielsweise Scheinwerfer, Bremsleuchte od,er Kühlventilator. Die elektrische Regeleinheit 9 arbeitet auf Werte verschiedener Signale, welche Betriebszustände der Maschine anzeigen. Dabei handelt es sich um die Signale, die vom ΘΤΗ-Sensor 17, vom PBA-Sensor_16, vom TW-Sensor 13, vom Ne-Sensor 14 sowie vom FBÄ-Sensor 23 geliefert werden. Weiterhin handelt es sich um ein elektrisches Lastsignal, das von den elektrischen Geräten 21 synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals vom Ne-Sensor 14 geliefert wird, um zu bestimmen, ob die Maschine in einem Betriebszustand arbeitet oder nicht, welcher die Zufuhr von Zusatzluft über das erste Regelventil 6 erfordert. Dabei wird auch ein gewünschter Leerlaufdrehzahlwert eingestellt. Ist bestimmt, daß die Maschine in eine"m~die Zufuhr von Zusatzluft fordernden Betriebszustand arbeitet, so berechnet die elektronische Regeleinheit 9 einen der Maschine zuzuführenden Zusatzluft-Mengenwert, d.h. ein Ventilöffnungsverhältnis DOUT für das erste Regelventil 6 als Funktion der Differenz zwischen dem tatsächlichen Maschinendrehzahlwert und dem bestimmten gewünschten Leerlaufdrehzahlwert im Sinne einer Minimierung dieser Differenz und liefert ein entsprechendes Treibersignal zum ersten Regelventil 6 zwecks dessen Betätigung.

Der Hubmagnet 6a des ersten Regelventils 6 wird für eine Ventilöffnungsperiode entsprechend dem oben genannten * berechneten Öffnungsverhältnis DOUT erregt, um das erste Luftrohr 8 zu öffnen, so daß eine erforderliche Menge an Zusatzluft entsprechend der Ventilöffnungsperiode des Ventils 6 über das erste Luftrohr 8 und das Ansaugrohr 3 zur Maschine 1 geführt wird.

Andererseits arbeitet die elektronische Regeleinheit 9 auch auf Werte der vorgenannten verschiedenen Maschinenbetriebsparameter, Signale synchron mit der Erzeugung von

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Impulsen des TE^C-Signals zur Berechnung einer Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 12 auf der Basis foglender Gleichung:

" TOUT = Ti χ K1 + K2 ._. (1 )

darin bedeutet Ti eine grundlegende Kraftstoffeinspritzperiode, welche gemäß dem vorgenannten SD-Verfahren oder dem KMe-Verfahren bestimmt wird, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Maschine in einem Betr'iebsbereich arbeitet oder nicht, in dem eine vorgegebene Leerlaufbedingung erfüllt ist, wie"dies im folgenden noch genauer beschrieben wird.

In der vorstehend angegebenen Gleichung bedeuten K1 und K2 Korrekturkoeffizienten bzw. Korrekturvariable, die auf der Basis von Werten der Maschinenbetriebsparameter-Signale von den vorgenannten Sensoren, beispielsweise dem ΘΤΗ-Sensor 17, dem PA-Sensor 23 oder dem TA-Sensor 24 berechnet werden. Beispielsweise wird der Korrekturkoeffizient K1 mittels folgender Gleichung berechnet:

K1 = KTA X KPA X KTW χ KWOT (2)

darin bedeuten KTA einen von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten und KPA einen vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten. Diese Korrekturkoeffizienten KTA und KPA werden mittels vorgegebener Gleichungen bestimmt, welche selektiv für das entsprechende Verfahren, d.h., daß SD-Verfahren oder daß KMe-Verfahren gelten. Die Koeffizienten KTA und KPA werden also auf für die genannten Verfahren geeignete Werte eingestellt, wie dies im folgenden noch genauer erläutert wird.

In der obigen Gleichung (2) bedeuten KTW einen Koeffizien-

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ten zur Erhöhung der Kraftstoffzufuhrmenge, dessen Wert --'als Funktion der durch den TW-Sensor 13 erfaßten Maschinen-Kühlwassertemperatur TW bestimmt wird, und KWOT einen Mischungsanreicherungskoeffizienten mit konstantem Wert, der für einen Maschinenbetrieb mit weit offener Drosselklappe zur Anwendung kommt. _

Die elektronische Regeleinheit 9 speist die Kraftstoffeinspritzventile 12 mit Treibersignalen entsprechend der im obigen Sinne berechneten Kraftstoffeinspritzperiode TOUT zwecks deren Öffnung.

Fig. 3 zeigt eine Innenschaltung der elektronischen Regeleinheit 9 gemäß Fig. 2. Ein Ausgangssignal des Ne-Sensors 14 wird in eine Signalformerstufe 901 eingespeist, in der eine Impulsformung stattfindet. Deren Ausgangssignal wird als TDC-Signal in einen Zentralprozessor 903 (im folgenden "CPU" genannt) sowie in einen Me-Wert-Zähler 902 eingespeist. Dieser Me-Wert-Zähler 902 zahlt das Zeitintervall zwischen einem vorhergehenden Impuls des TDC-Signals und eines vom Ne-Sensors 14 eingegebenen vorhandenen Impuls dieses Signals, so daß der gezählte Wert Me proportional zum Kehrwert der tatsächlichen Maschinendrehzahl Ne ist. Der Me-Wert-Zähler 902 liefert den gezählten Wert Me über einen Datenbus 910 zur CPU 903.

Die Ausgangssignale des ΘΤΗ-Sensors 17, des PBA-Sensors 16, des TW-Sensors 13, des PA-Sensors 23 sowie des TA-S.ensors 24 gemäß Fig. 2 werden in ihren Spannungspegeln über eine Pegelschiebereinheit 904 auf einen vorgegebenen Spannungspegel geschoben und sodann über einen Multiplexer 905 sukzessive in einen Analog-Digital-Wandler 906 eingespeist. Dieser Analog-Digital-Wandler 906 überführt die analogen Ausgangsspannungen der vorgenannten verschiedenen Sensoren in Digitalsignale, wobei diese resultierenden Digitalsignale über den Datenbus 910 in die CPU

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903 eingespeist werden.

Ein-Aus-Signale vom Schalter 18 zur Öffnung des zweiten Regelventils 6¹ während des Betriebs der Klimaanlage, vom Schalter 19 zur Öffnung, des dritten Regelventils 6" während der Wirksamkeit des automatischen Getriebes sowie von dem Schalter 22 für die elektrischen Geräte 21 gemäß Fig. 2 werden in eine weitere Pegelschiebereinheit 912 eingespeist, in der die Spannungspegel auf einen vorgegebenen Spannungspegel ge'schoben werden und

sodann eine Verarbeitung der hinsichtlich der Spannungspegel geschobenen Signale in einer Dateneingangsschaltung 913 und sodann eine Einspeisung über den Datenbus 910 in '' die CPU 903 erfolgt. : ·

An die CPU 903 sind weiterhin über den Datenbus 910 ein Festwertspeicher 907 (im folgenden als "ROM" bezeichnet), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff 908 (im folgenden als "RAM" bezeichnet) sowie Treiberschaltungen 909 und 911 angekoppelt. Das RAM 908 dient zur Zwischenspeicherung verschiedener durch die CPU 903 berechneter Werte, während das ROM 907 zur Speicherung eines in der CPU abgearbeiteten Regelprogramms dient.

Die CPU 903 arbeitet das im ROM 907 gespeicherte Regelprogramm zur Bestimmung von Betriebszuständen der Maschine aus Werten der vorgenannten verschiedenen Maschinen-Betriebsparameter-Signale und der Ein-Aus-Signale von den Schaltern 18, 19 und 22 ab, um das Ventilöffnungsverhältnis DOUT für das erste Regelventil 6 sowie die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 12 gemäß den bestimmten Betriebszuständen der Maschine in im folgenden noch genauer zu beschreibender Weise zu berechnen. Diesen berechneten Werten entsprechende Regelsignale werden über den Datenbus 910 in die Treiberschaltungen 911 und 909 eingespeist. Diese Treiberschal-

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tungen 911 und 909 liefern Treibersignale für das erste „. Regelventil 6 und die Kraftstoffeinspritzventile 12,, um diese für die Dauer der Einspeisung der entsprechenden

Regelsignale zu öffnen.
5

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm_eines Programms zur Berechnung der Ventilöffnungsperiode TOUT der Kraftstoffeinspritzventile 12, das in der CPU 903 gemäß Fig. 3 synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals abgearbeitet wird. Zunächst wird in einem Schritt 1 gemäß Fig. 4 eine grundlegende Kraftstoffeinspritzperiode TiMAP gemäß dem SD-Verfahren bestimmt. Die Bestimmung dieser.grundlegenden Kraftstdffeirtspritzperiode TiMAP durch das SD-Verfahren wird durch Auslesung eines TiMAP-Wertes ent-

15- sprechend der erfaßten Werte des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA und der Maschinendrehzahl NE aus einer im ROM 907 gemäß Fig. 3 gespeicherten grundlegenden Kraftstoffeinspritzperioden-Tabelle durchgeführt. Sodann werden Schritte 2 bis 4 zur Bestimmung abgearbeitet, ob die oben genannte vorgegebene Leerlaufbedingung der Maschine erfüllt ist oder nicht. Im Schritt 2 erfolgt eine Bestimmung, ob die Maschinendrehzahl Ne unter einem vorgegebenen Wert NIDL (von beispielsweise 1000 Umdrehungen pro Minute) liegt. Liefert diese Bestimmung ein negatives Ergebnis (nein), so wird dies als Nichterfüllung der vorgegebenen Leerlaufbedingung angesehen, wobei das Programm zu im folgenden zu erläuternden Schritten 5 und 6 springt. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 2 ja, so schreitet das Programm zum Schritt 3 fort, indem bestimmt wird, ob der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA in Bezug auf einen vorgegebenen Referenzwert PBAC auf der niedrigeren Maschinenlastseite liegt oder nicht, d.h. ob der erstgenannte Wert kleiner als der letztgenannte Wert ist oder nicht. Der vorgegebene Referenzdruck PBAC wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß bestimmt werden kann, ob das Verhältnis (PBA/PA¹) des Absolutdrucks PBA im Ansaugrohr 3 in Strömungsrichtung hinter der Drossel-

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\--""' klappe 5 zum Absolutdruck PBA¹ im Ansaugrohr in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 5 kleiner als ein kritisches Druckverhältnis (gleich 0,528) ist oder nicht, wobei bei diesem kritischen Druckverhältnis die Strömungsgeschwindigkeit der die Drosselklappe_jxJamströmenden Ansaugluft gleich der Schallgeschwindigkeit ist. Der Referenzdruckwert PBAC ist durch folgende Gleichung gegeben:

PBAC = PA¹ x (kritisches Druckverhältnis) jc_

= PA" χΙ12/(κ+1£Ι^Κ~¹ = 0.528 χ PA ... (3)

darin bedeutet κ das Verhältnis der spezifischen Wärme von Luft (gleich 1,4). Da der Absolutdruck PBA^1-"im "An- _ saugrohr 3 in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 5 näherungsweise bzw. im wesentlichen gleich dem durch den PA-Sensor 23 gemäß Fig. 2 erfaßten Atmosphärendruck PA ist, gilt der Zusammenhang gemäß der vorstehenden Gleichung (3). Dieser Zusammenhang zwischen dem Referenzdruck PBAC und dem Atmosphärendruck PA gemäß Gleichung (3) ist in Fig. 5 dargestellt.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 3 gemäß Fig. 4 negativ bzw. nein, so wird dies als Nichterfüllung der vorgegebenen Leerlaufbedingung angesehen, wobei das Programm zu den Schritten 5 und 6 fortschreitet. Ist die Antwort jedoch ja, so wird Schritt 4 abgearbeitet. Ih diesem Schritt 4 erfolgt eine Bestimmung, ob die Ventilöffnung ΘΤΗ der Drosselklappe 5 kleiner als ein vorgegebener Wert 0IDLH ist oder nicht. Diese Bestimmung ist aus folgendem Grunde notwendig: Für den Fall, daß der Maschinenbetriebszustand sich von einem Leerlaufzustand, in dem die Drosselklappe 5 fast geschlossen ist, zu einem Beschleunigungszustand verschiebt, bei dem die Drosselklappe von einer fast geschlossenen Stellung plötzlich geöffnet wird, so ergibt sich eine Erfassungsverzögerung

- aufgrund der Ansprechverzögerung des PBA-Sensors 16, • --'wenn dieser Übergang in den Beschleunigungszustand allein ~ aus Änderungen der Maschinendrehzahl und des Ansaugrohr-Absolutdrucks gemäß den vorgenannten Schritten 2 und 3 erfaßt wird. Wird auf diese Weise bestimmt, daß die Ma-' schine in einen Beschleunigungszuständ eingetreten ist,

so muß gemäß dem SD-Verfahren eine erforderliche Kraft- — stoffmenge für die Zufuhr zur Maschine berechnet werden.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 4 negativ bzw. nein, so wird die vorgegebene Leerlaufbedingung als nicht erfüllt angesehen, wobei dann die Schritte 5 und 6 abgearbeitet werden/ Ist die Antwort jedoch ja, so wird Schritt 7 abgearbeitet.

Im Schritt 5, der abgearbeitet wird, wenn die vorgegebene Leerlaufbedingung nicht erfüllt ist, wird der Wert einer im folgenden noch zu erläuternden Regelvariablen Xn auf 0 gesetzt, wobei diese Variable in der laufenden Schleife der Abarbeitung des Programms gewonnen worden ist. Sodann werden im Schritt 6 die Werte des vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPA und des von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten KTA auf für das SD-Verfahren verwendbare Werte KPA1 und KTA1 gesetzt und der Produkttherm Ti χ KPA χ KTA unter Ausnutzung der im Schritt 1 erhaltenen grundlegenden Kraftstoffeinspritzperiode TiMAP als Ti-Wert für die oben genannte Gleichung (1) berechnet:

Ti χ KPA χ KTA = TiMAP χ ΚΡΑ1 χ ΚΤΑ1 ■ (4)

Der für das SD-Verfahren verwendbare Wert KPA1 des vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPA ist durch die folgende, in der japanischen Patentanmeldung Nr. 58-85337 beschriebene Formel gegeben:

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)(Pa/PBA)^1/fc £55

l-CL/sJjPAO/PBA)

darin bedeutet PA den tatsächlichen Atmosphärendruck CÄbsolutdruck), PAO den Standard-Atmosphärendruck, ε das Komvpressionsverhältnis und κ das Verhältnis der spezifischen Wärme von Luft. Die Berechnung des Wertes des vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KPA1 mittels der

-^g vorgenannten Gleichung (5) basiert auf der Erkenntnis, daß -die pro Saughub in die Maschine gesaugte Luftmenge theoretisch aus dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA und dem Absolutdruck im Auspuffrohr bestimmt werden kann, wobei der letztgenannte Druck als dem Atmosphärendruck PA fast gleich angesehen werden kann und wobei die Kraftstoffziifuhrmenge mit einem Betrag geändert werden kann, der gleich dem Verhältnis der Ansaugluftmenge beim tatsächlichen Atmosphärendruck PA zur Ansaugluftmenge beim Standard-Atmosphärendruck PAO ist.

Gilt der Zusammenhang PA < PAO in Gleichung (5), so ist der Wert KPA1 des vom Atmosphärendruck abhängigen Koeffizienten KPA größer als 1. Solange der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA gleich bleibt, wird die in die Maschine angesaugte Luftmenge größer als im Flachland, da der Atmosphärendruck PA in größerer Höhe kleiner als der Standard-Atmosphärendruck PAO ist. Wird der Maschine eine Kraftstoffmenge zugeführt, die als Funktion des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA und der Maschinendrehzahl Ne bei kleinem Atmosphären- _ druck, etwa in großen Höhen ist, so kann dies daher zu

einem mageren Luft-Kraftstoffgemisch führen. Ein derartiges Abmagern der Mischung kann jedoch durch Ausnutzung des vorgenannten Kraftstofferhöhungs-Koeffizientenwertes KPAI vermieden werden.

Andererseits ist der für das SD-Verfahren verwendbare Wert

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KTAT des von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrektur- ^- 'koeffizienten KTA durch die in der US-PS 4 465 051 beschriebene Gleichung gegeben:

_ KTA1 = ] (6)

- 1 + CTAMAP(TA-TAO)

darin bedeutet TA die Temperatur (⁰C) der durch das Ansaugrohr strömenden Ansaugluft und TAO eine Eichvariable, welche beispielsweise auf 50° C eingestellt ist.CTAMAP bedeutet einen Eichkoeffizienten, dessen Wert in Abhängigkeit von den Betriebseigenschaften der Maschine konstant gehalten wird (beispielsweise 1,26 χ 10~ ). Da der Wert CTAMAP(TA-TAO) kleiner 1 ist, kann in der obigen. Gleichung (6) der Koeffizient KTA1 näherungsweise durch die folgende Gleichung bestimmt werden:

KTA1 = 1 - CTAMAP(TA-TAO) (7)

Wenn alle Bestimmungen in den Schritten 2 bis 4 gemäß Fig. 4 zu bestätigenden Antworten führen und daher die vorgegebene Leerlaufbedingung der Maschine als erfüllt angesehen wird, wird Schritt 7 abgearbeitet, um den Wert der grundlegenden Kraftstoffeinspritzperiode· TiC nach dem KMe-Verfahren zu berechnen.

Fig. 6 zeigt die Art der Bestimmung des grundlegenden Kraftstoffeinspritzperioden-Wertes TiC gemäß dem KMe-Verfahren, was im Schritt 7 gemäß Fig. 4 erfolgt. Zu-30

nächst wird eine Gleichung zur Berechnung des grundlegenden Kraftstoffeinspritzperioden-Wertes TiC gemäß den KMe-Verfahren wie folgt aufgestellt: . :

Wenn der Absolutdruck in einem Ansaugrohr einer verbrennungskraftmaschine in Strömungsrichtung hinter einer im Ansaugrohr angeordneten Drosseleinrichtung, wie beispiels-

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weise einer Drosselklappe, kleiner als ein im Schritt 3 gemäß Fig. 4 verwendeter kritischer Wert ist, so bildet die die Drosseleinrichtung umströmende Ansaugluft eine Schallströmung bzw. eine kritische Strömung, so daß die Strömungsrate von Luft Ga(Aj^ durch die Drosseleinrichtung pro Zeiteinheit (in Masse'bzw. Gewicht) solange konstant bleibt, wie der Öffnungsbereich A der Drosseleinrichtung konstant bleibt. Wahrend des Leerlaufs der Maschine ist andererseits die Strömungsrate von der Maschine pro Zeiteinheit zugeführtem Kraftstoff Gf (in Masse bzw. Gewicht), die zur Erzielung eines vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (A/F)o erforderlich ist, durch folgende Beziehung gegeben:

^Gf -

(A/F)o

Die gleiche KraftstoffStrömungsrate Gf kann auch durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

darin bedeuten 2Ne/60 die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen in einen Vierzylindermotor pro Zeiteinheit (Sekunde) γί das spezifische Gewicht des Kraftstoffes, (AQ/ATi) eine Volumenmenge von durch die Kraftstoffeinspritzventile 12 pro Einheit Ventilöffnungsperiode eingespritzten Kraftstoffs, Ti die grundlegende Kraftstoffeinspritzperiode (ms) und Me die Impulspause des TDC-Signals (ms). Die Impulspause Me kann aus der Maschinendrehzahl Ne mittels einer Gleichung Me = 60/2Ne bestimmt werden. Aus den vorgenannten Gleichungen (8) und (9) wird folgende Gleichung abgeleitet:

_m. Ga(A)

^{TlC =} (A/F)o x

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-ae- ZZ

Ein. Öffnungsbereichskoeffizient K(A) der Drosseleinrich- - tung ist durch die folgende Gleichung gegeben:

K(A) = ^Ga(A)

(A/F)o x

Daher kann Tic durch folgende Beziehung ausgedrückt werden:

Tic = K(A) χ Me 10)

. , -

Da der Öffnungsbereichskoeffizient K(A) einen den Öffnungsbereich A der Drosseleinrichtung proportionalen Wert besitzt, kann aus Gleichung (10) folgende Gleichung abgeleitet werden, wenn die Qffnungsbereichskoeffizienten der Dros-

1'5 seiklappe 5, des ersten bis dritten Regelventils und der schnellen Leerlaufregeleinrichtung 10 mit ΚΘ, KAIC, KAC, KAT bzw. KFI bezeichnet werden:

Tic = K(A) XMe= (Κθ + KAIC + KAC + KAT + KFI) χ Me (10')

In Fig. 6 dient der Schritt 1 zur Bestimmung des Wertes des Öffnungsbereichskoeffizienten ΚΘ der Drosselklappe 5. Der gleiche Wert K wird aus einem Diagramm bzw. einer Tabelle nach Fig. 7 bestimmt, welche den Zusammenhang zwischen der Drosselklappenöffnung ΘΤΗ und dem Öffnungsbereichskoeffizienten Κθ zeigt. Als praktische Größe zur Realisierung dieses Sachverhaltes speichert beispielsweise das ROM 907 in der elektronischen Regeleinheit 9 zunächst vorgegebene Werte ΚΘ1 bis ΚΘ5 als Wert K entsprechend vorgegebener Drosselklappenöffnungs-Werte 9c1 bis 6c5. Zwei der tatsächlichen Drosselklappenöffnung ΘΤΗ eng benachbarte Werte ΚΘ werden aus dem ROM 907 ausgelesen und einer Interpolation unterworfen, um einen Koeffizientenwert ΚΘ zu bestimmen, der exakt dem tatsächlichen Drosselklappenöffnungs-Wert ΘΤΗ entspricht.

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Sodann wird im Schritt 2 gemäß Fig. 6 der Wert KAIC des Ventilöffnungsbereichs-Koeffizienten des ersten Regelventils 6 bestimmt. Der Ventilöffnungsbereich des ersten Regelventils 6 und daher der Wert KAIC können als Funktion des Ventilöffnungsverhältnisses DOUT bestimmt werden. Fig. zeigt eine Tabelle .des Zusammenhangs zwischen dem Ventilöffnungsverhältnis DOUT des ersten Regelventils 6 und des Ventilöffnungsbereichs-Koeffizienten KAIC. In gleicher Weise, wie der Wert des Ventilöffnungsbereichs-Koeffizienten Κθ der Drosselklappe bestimmt wird, kann auch der Ventilöf friungsbereichs-Koeffizient KAIC entsprechend demVentilöffnungsverhältnis des ersten Regelventils 6 und daher entsprechend dessen Ventilöffnungsbereich bestimmt werden.

"L5 Im Schritt 3 gemäß Fig. 6 wird der Rohröffnungsbereichs-Koeffizient KFI der schnellen Leerlaufregeleinrichtung 10 gemäß Fig. 2 bestimmt.Der Rohröffnungsbereich und entsprechend der Wert KFI der schnellen Leerlaufregeleinrichtung 10 kann als Funktion der Maschinen-Kühlwassertemperatur TW bestimmt werden. Fig. 9 zeigt ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen der Maschinen-Kühlwassertemperatür TW und dem Rohröffnungsbereichs-Köeffizienten KFI. Ebenso, wie der Ventilöffnungsbereichs-Koeffizient Κθ der Drosselklappe in der oben beschriebenen Weise bestimmt wird, kann auch der Wert des Rohröffnungsbereichs-Koeffizienten KFI der schnellen Leerlaufregeleinrichtung 10 bestimmt werden.

Im Schritt 4 wird der Wert des Ventilöffnungsbereichs-Koef f izienten KAC des zweiten Regelventils 6' bestimmt.

gO Da das zweite Regelventil 6' als Funktion des durch den Klimaanlagenschalter betätigten Ein-Aus-Schalters 18 voll geöffnet oder voll geschlossen ist, wird ein vorgegebener Wert KAC entsprechend einem Wert des Ventilöffnungsbereichs des zweiten Regelventils 6' in voll offener Stellung aus dem ROM 907 ausgelesen, wenn der Schalter 18 offen oder geschlossen ist.

EPOCOPY g

■ΈΨ-

Der Schritt 5 wird lediglich dann abgearbeitet, wenn das ^- erfindungsgemäße Verfahren für eine mit einem automatischen Getriebe ausgerüstete Verbrennungskraftmaschine verwendet wird. Wenn das dritte Regelventil 6" durch ein Signal, das den eingeschalteten Zustand des Schalters 19 anzeigt, voll geöffnet^wird, wodurch die Wirksamkeit des automatischen Getriebes angezeigt wird, so wird ein vorgegebener Wert JSAT entsprechend einem Wert des Ventilöffnungsbereiches des dritten Regelventils 6" in voll offener Stellung aus dem ROM 907 ausgelesen.

Die CPU 903 berechnet auf der Basis der Gleichung (10¹) eine Summe der im vorgenannten Sinne bestimmten Öffnungsbereichskoeffizienten und multipliziert diese Summe mit T5 einem vom Me-Wert-Zähler 902 gelieferten Wert Me zur Berechnung der grundlegenden Kraftstoffeinspritzperiode TiC im Schritt 6.

In Fig. 4 schreitet das Programm nach Berechnung der grundlegenden Kraftstoffeinspritzperiode TiC nach dem KMe-Verfahren im Schritt 7 zum Schritt 8 fort, um zu bestimmen, ob der Wert der Kraftstoffeinspritzperiode in der vorhergehenden Schleife nach dem KMe-Verfahren bestimmt wurde oder nicht. Wurde der Wert der Kraftstoffeinspritzperiode in der vorhergehenden Schleife gemäß dem KMe-Verfahren bestimmt (im folgenden "Leerlaufberechnungsart" genannt), so springt das Programm ohne Abarbeitung der im folgenden noch zu erläuternden Schritte 9 bis 13 zum Schritt 14, während bei Erhalt einer negativen Antwort gemäß der Be-Stimmung im Schritt 8, d.fi". , wenn die vorhergehende Schleife nicht gemäß der Leerlaufberechnungsart ausgeführt wurde, das Programm zu den Schritten 9 bis 13 fortschreitet, mit denen sich die vorliegende Erfindung befaßt.

In den Schritten 9 und 11 werden die für das SD-Verfahren verwendbaren Werte KPA1 des vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten bzw. KTA1 des von der Ansaug-

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Lufttemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten in der gleichen Weise wie im oben erläuterten Schritt 6 bestimmt, wobei weiterhin auch für das KMe-Verfahren verwendbare Werte KPA2 des. vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten bzw. KTA2^des-von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten bestimmt werden. Diese Koeffizientenwerte„KPA2 und KTA2 werden folgendermaßen bestimmt:

Wenn das Verhältnis (PBA/PA¹) des Ansaugrohrdrucks PBA in Strömungsrichtung hinter der Drosseleinrichtung, bei- "—-spielsweise einer Drosselklappe, zum Ansaugrohrdruck PA¹ in Strömungsrichtung vor der Drosseleinrichtung kleiner als das kritische Druckverhältnis (=0,528) ist, so bildet die die Drosseleinrichtung umströmende Ansaugluft eine Schallströmung. Die Strömungsgeschwindigkeit Ga(g/s) der Ansaugluft kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

X+1

/ 2 ^1C~¹ Q* ··· ⁽¹¹⁾

Ga = A χ C χ PA χ Λ/(ΐ7ΓΤ> · ^x r(TAF+273)

Darin bedeutet A einen äquivalenten Öffnungsbereich

2
(mm ) der Drosseleinrichtung, beispielsweise der Drosselklappe, C einen Korrekturkoeffizienten, dessen Wert u.a. durch die Konfiguration der Drosseleinrichtung gegeben ist, PA den Atmosphärendruck (PA '= PA', mmHg) , κ das Ver-■.hältnis der spezifischen Wärme von Luft, R die Gaskonstante von Luft, TAF die Temperatur (⁰C) der Ansaugluft in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drosseleinrichtung

und g die Erdbeschleunigung (m/s ). Solange die Ansauglufttemperatur TAF und der Öffnungsbereich A konstant ' bleiben, kann das Verhältnis der Strömungsrate der Ansaugluft Ga (in Masse oder Gewicht) beim tatsächlichen Atmosphärendruck PA zur Strömungsrate der Ansaugluft GaO (in Masse oder Gewicht) bei Standard-Atmospährendruck PAO

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folgendermaßen ausgedrückt werden

Ga PA

GaO " PAO

Wird die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge mit einer dem vorgenannten Verhältnis der Strömungsrate der Ansaugluft gleichen Rate geändert, so wird das resultierende

Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einem konstanten Wert ge-,Q halten. Die Strömungsrate Gf des Kraftstoffs kann daher aus der Strömungsrate GfO bei Standard-Atmosphärendruck PAO (= 760 mmHg) gemäß folgender Beziehung bestimmt werden:

Gf = GfO χ f|₀

Ab ■ " '

Der Wert KPA2 des vom Atmosphärendruck abhängenden Korrekturkoeffizienten kann theoretisch folgendermaßen angegeben werden:

^KPA2 = ftö

In der Praxis müssen jedoch verschiedene Fehler, die sich u.a. aus der Konfiguration des Ansaugrohrs ergeben, in Betracht gezogen werden, so daß die vorgenannte Gleichung folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

KPA2 = 1 + CPA χ — z—P- (12)

/ DU

Darin bedeutet CPA eine experimentell bestimmte Eich-

variable.

Gilt der Zusammenhang PA <760 mmHg, so ist gemäß Gleichung (12) der Korrekturkoeffizient KPA2 kleiner als 1. Da die

Ansaugluftmenge cemäß dem KMe-Verfahren allein durch den 35

äquivalenten Öffnungsbereich A der Drosseleinrichtung

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im Ansaugrohr in Bezug auf den Standard-Atmosphärendruck PAO bestimmt wird, J2±mmt__sie._ proportional zu einer Abnahme des Atmoshphärendrucks PA ab, wie dies beispielsweise in großen Höhen der. Fall ist, in denen der Atmosphärendruck PA kleiner als der Standard-Atmosphärendruck PAO ist. Wird die Kraftstoffmenge als Funktion des vorgenannten Öffnungsbereiches A._eingestellt, so wird das resultierende Luft/Kraftstoff-Gemisch in einer zum SD-Verfahren gegensinnigen Weise fett bzw. angereichert,. Eine derartige Anreicherung der Mischung kann durch Ausnutzung des vorgenantnen Korrekturkoeffizienten-Wertes KPA2 vermieden werden. .

Solange der Atmosphärendruck PA und der Öffnungsbereich A konstant bleiben, ist das Verhältnis der Strömungsrate GAO der Ansaugluft unter der Annahme, daß die Temperatur der Luft in Strömungsrichtung vor der Drosseleinrichtung gleich einer Referenztemperatur TAFO ist, zur Strömungsra-te Ga der Ansaugluft bei einer gegebenen Temperatur TAF durch folgende Gleichung bestimmt:

Gao V

TAFO +273 TAF + 273

Wird die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge mit einer dem vorgenannten Verhältnis der Strömungsrate der Ansaugluft gleichen Rate variiert, so wird das resultierende Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen konstanten Wert gehalten. Daher kann die Strömungsrate Gf des Kraftstoffs aus der Strömugnsrate GfO bei der Referenztemperatur TAFO gemäß folgender Gleichung bestimmt werden:

Gf = GfO ^{TAF0 + 273}

TAF +27 3

Der temperaturabhängige Korrekturkoeffizienten-Wert KT.A2 kann hier folgendermaßen ausgedrückt werden:

TAFO + 273

] + 273

^!

Daher kann der Korrekturkoeffizienten-Wert KTA2 näherungsweise durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

— . I

^KTA2 *= ^λ - '=' ^λ ~ tf^(TAF-^TA*O) *·· ^<13) ί

Der vorgenannte Korrekturkoeffizienten-Wert KTA2 wird daher als Funktion der Temperatur TAF der Ansaugluft ~ in Strömungsrichtung vor der Drosseleinrichtung bestimmt. Es wrude experimentell bestätigt, daß der funktionale Λ6 Zusammenhang zwischen der Ansauglufttemperatur TAF in Strömungsrichtung vor der Drosseleinrichtung und der Ansauglufttemperatur TA in Strömungsrichtung hinter der Drosseleinrichtung näherungsweise durch folgende Gleichung angegeben werden kann, wenn der Motor im Leerlaufbetrieb arbeitet:

TAF = a χ TA + b (14)

darin bedeuten a und b Konstanten. Unter Berücksichtigung der Beziehung TAFO = a χ TAO + b kann Gleichung (13) durch Einsetzen von Gleichung (14) in Gleichung (13) folgendermaßen geschrieben werden:

KTA2 =1 - a χ α(TA - TAO)
= 1 - CTAC(TA - TAO) (15)

Damit kann der temperaturabhängige Korrekturkoeffizienten-Wert KTA2 durch die vereinfachte Gleichung (15) angegeben werden.

Unter Verwendung der im vorgenannten Sinne bestimmten Kor-

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, -ft- -

rekturkoeffizienten-Werte sowie der in den Schritten 1 und 7 erhaltenen grundlegenden Kraftstoffeinspritzperioden-Werte TiMAP und TiC wird gemäß Fig. 4 bestimmt, ob ein Wert des gemäß dem SD-Verfahrens berechneten Produktterms Ti χ KPA χ KTA gleich einenu Wert dieses gemäß dem KMe-Verfahren berechneten Produktterms ist. Speziell wird im Schritt 9 eine Bestimmung durchgeführt, ob der gemäß dem SD-Verfahren berechnete Produktwert TiMAP χ KPA1 χ KTA1 kleiner oder gleich einem Wert ist, der durch Multiplikation des gemäß dem KMe-Verfahren berechneten Produktwertes TiC χ KPA2 χ KTA2 und eines vorgegebenen oberen Grenzkoeffizienten CH (beispielsweise 1 ,05). erhalten wird. Sodann wird im Schritt 11 bestimmt, ob der vorgenannte Produktwert TiMAP χ KPA2 χ KTA1 größer oder gleich einem Wert ist, der durch Multiplikation des gemäß dem KMe-Verfahren erhaltenen Produktwertes TiC χ KPA1 χ KTA2 und eines vorgegebenen unteren Grenzkoeffizienten CL (beispielsweise gleich 0,995) erhalten wird.

Der vorgegebene obere und untere Grenzkoeffizient CH bzw. CL wird experimentell bestimmt und im Sinne eines glatten und stabilen Maschinenbetriebs auf jeweils einen optimalen Wert eingestellt.

Wenn die beiden Bestimmungen in den Schritten 9 und 11 zu bestätigenden Antworten führen, so wird davon ausgegangen, daß der durch das SD-Verfahren berechnete Produkt-. wert TiMAP χ KPA1 χ KTA1 gleich dem durch das KMe-Verfahren berechneten Produktwert TiC χ KPA2 χ KTA2 ist.

Das Programm schreitet sodann zum Schritt 14 fort, indem die nach dem KMe-Verfahren berechneten Werte der grundlegenden Kraftstoffeinspritzperiode TiC sowie der Korrekturkoeffizienten KPA2 und KTA2 für den Produktterm Ti χ KPA χ KTA gemäß der obigen Gleichung (1) eingesetzt werden:

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_..-- Ti χ KPA χ KTA = Tic χ ΚΡΑ2 χ ΚΤΑ2 (16)

Fig. 10 zeigt ein dem Diagramm nach Fig. 1 entsprechendes Diagramm, aus dem der Zusammenhang zwischen den Ergebnissen von den Schritten 9 bis 13 gemäß Fig. 4 durchgeführten Bestimmungen und verschiedenen Betriebszuständen der Maschine dargestellt ist, die durch den Ansaugrohr-Absolutdruck PBA und die Maschinendrehzahl Ne repräsentiert sind. In den vorgenannten Schritten 9 und 11 erhaltene bestätigende Ergebnisse bedeuten, daß beispielsweise zwischen der Abarbeitung der vorhergehenden Schleife und der vorhandenen Schleife der Betriebspunkt der Maschine vom Punkt A oder B in der Figur zu einem Punkt a oder b verschoben wurde, welche auf einer Kurve für stetigen Ma-

X5 schinenbetrieb liegend betrachtet werden können, längs der die Ventilöffnung der Drosselklappe auf einem' um

T kleineren Wert als der vorgenannte vorgegebene Wert 6IDLH gehalten wird (in Fig. 10 liegen die Punkte a und b in einem zwischen zwei gestrichelten Kurven definierten Bereich, wobei diese Kurven so eingestellt sind, daß sie dem vorgenannten oberen und unteren Grenzkoeffizienten CH bzw. CL entsprechen). Wenn derartige bestätigende Bestimmungen erhalten werden, d.h., wenn die Antworten auf die. Frage in den Schritten 9 und 11 beide ja sind, so tritt daher eine abrupte Änderung in der Kraftstoffzufuhrmenge selbst dann nicht auf, wenn die Art der Bestimmung der Kraftstoffzufuhrmenge vom SD-Verfahren auf das KMe-Verfahren umgeschaltet wird. Daher wird bei einem übergang von einem Kraftstoffzufuhr-Regelverfahren auf das andere ein glatter Maschinenbetrieb aufrechterhalten.

Is die Antwort auf die Frage im Schritt 9 gemäß Fig. 4 negativ bzw. nein, so wird der Wert der vorgenannten Regelvatiablen Xn in der vorhandenen Schleife (Schritt 10) auf 3 gesetzt, während diese Variable auf 2 (Schritt 12) gesetzt wird, wenn die Antwort auf die Frage im Schritt

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nein.ist. Sodann wird im Schritt 13 bestimmt, ob die Differenz zwischen_dem in der vorhergehenden Schleife angenommenen Wert Xn-1 der Regelvariablen und der in der vorhandenen Schleife im Schritt 10 oder 12 eingestellte Wert Xn dieser Regelvatiablen gleich 1 ist oder nicht. Diese Bestimmung dient wiederum der Bestimmung, ob sich der Betriebspunkt der Maschine zwischen der vorhergehenden Schleife und der vorhadnenen Schleife längs der Kurve für stetigen Betrieb verschoben hat oder nicht, längs der die Drosselklappenöffnung den in der vorhandenen Schleife erfaßten Wert ΘΤ behält. Das bedeutet, daß bestimmt wird, daß der Betriebspunkt der Maschine sich zwischen der vorhergehenden Schleife und der vorhandenen Schleife nicht über die Kurve für stetigen Betrieb ver-

15' schoben hat, längs der die Drosselklappenöffnung den in der vorhandenen Schleife erfaßten Wert ΘΤ behält (Betriebskurven E-s-e, F-*-f in Fig. 10). Dies gilt, wenn die vorgegebene Leerlaufbedingung der Maschine in der vorhergehenden Schleife nicht erfüllt war (d.h., Xn-1 = gemäß dem Setzen in Schritt 5 in der vorhergehenden Schleife) und der Wert der Regelvariablen Xn in der laufenden Schleife (Schritt 10 als Ergebnis einer negativen Bestimmung in Schritt 9 auf 3 gesetzt wird, wenn die Bestimmungen im Schritt 9 sowohl in der vorhandenen und in der vorhergehenden Schleife negative Antworten ergeben (d.h. Xn = Xn-1 = 3) oder wenn die Bestimmungen im Schritt sowohl in der laufenden Schleife und der vorhergehenden Schleife bestätigende Antworten ergeben und gleichzeitig die Bestimmung im Schritt"11 eine negative Antwort ergibt (d.h., Xn = Xn-1 =2). In diesen Fällen wird die Antwort auf die Frage im Schritt 13 negativ, wobei das SD-Verfahren kontinuierlich zur Anwendung kommt, um die Kraftstoffeinspritzperiode zu berechnen (oben angeführter Schritt 6).

Andererseits wird bestimmt, daß der Betriebspunkt der Ma-

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schine sich zwischen der vorhergehenden Schleife und der

·-'vorhandenen Schleife über die Kurve für stetigen Betrieb verschoben hat, längs der die in der vorhandenen Schleife erfaßte Drosselklappenöffnung den Wert ΘΤ behält (d.h., Betriebskurven Otc, D+d in Fig. 10), und zwar, für folgende Fälle: Wenn die Antworten-auf die Fragen in den Schritten 9 und 11 in der vorhergehenden Schleife ja bzw. nein waren (d.h., Xn-1 = 2) und_ gleichzeitig der Wert der Regelvariablen Xn in der vorhandenen Schleife als Ergebnis einer negativen Bestimmung im Schritt 9 auf„3 gesetzt wird, oder wenn in der vorhergehenden Schleife Schritt 10 abgearbeitet wurde (d.h., Xn-1-= 3) und gleichzeitig Schritt 12 in der vorhandenen Schleife (d.h., Xn = 2) abgearbeitet wird. Das bedeutet, daß in diesen Fällen der berechnete Kraftstoffeinspritzperioden-Wert unabhängig von der Anwendung des SD-Verfahrens oder des KMe-Verfahrens im wesentlichen der gleiche ist, wenn die Berechnung in einem Zwischenzeitpunkt zwischen der vorhergehenden und der vorhandenen Schleife durchgeführt wird. In diesen Fällen sollte daher die Kraftstoffzufuhrregelung vorzugsweise prompt auf das KMe-Verfahren umgeschaltet werden. Wenn die Bestimmung im Schritt 13 eine bestätigende Antwort liefert, so wird daher die gemäß dem KMe-Verfahren durchgeführte Berechnung des Produktterms Ti χ KPA χ KTA im oben genannten Schritt 14 durchgeführt.

Sodann wird der im Schritt 6 oder 1^4 erhaltene resultierende Wert des Produktterms Ti χ KPA χ KTA in die obige Gleichung (1) eingeführt und es werden gleichzeitig Werte der in Gleichung (2) vorkommenden Korrekturkoeffizienten und Korrekturvariablen berechnet, um im Schritt 15 die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 12 zu bestimmen, worauf die Abarbeitung des Programms beendet wird.

In den oben genannten Schritten 2 bis 4 können die ent-

^EpO copy

sprechenden vorgegebenen Werte der Parameter zur Bestimmung der vorgegebenen Leerlaufbedingung der Maschine zwischen dem Eintreten des Maschinenbetriebs in einem Bereich, in dem die vorgegebene Leerlaufbedingung erfüllt ist, und eine Abweichung von diesem Betrieb jeweils auf unterschiedliche Werte eingestellt werden, so daß beim Übergang "~"~ vom KMe-Verfahren zum SD-Verfahren oder umgekehrt, eine Hysterese vorhanden ist, wodurch eine stabile Regelung des Maschinenbetriebs gewährleistet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf eine Kraftstoffeinspritzmengen-Regelung für das Kraftsto.f feinspritz-Regelsystem im oben beschriebenen Sinne beschränkt. Es ist vielmehr auch auf Betriebsregeleinrichtungen von'Maschinen, beispielsweise ein Zündzeit-Regelsystem oder ein Auspuffgasumwelt-Regelsystem anwendbar, soweit die Betriebsgrößen derartiger Systeme als Funktion der Ansaugluftmenge bestimmt werden.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H.^'iicim \k'n; Ώϊρ i,.-?^ es. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska _t Dipl.-piiys. Dr. J. Preektei

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Verfahren zur elektronischen Regelung einer Betriebsgröße einer der Regelung des Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine dienenden Betriebsregel anordnung

Patentansprüche

Verfahren zur elektronischen Regelung einer Betriebsgröße einer der Regelung des Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine (1) dienenden Betriebsregelanordnung ,
dadurch gekennzeichnet, daß

(!) ein Wert eines ersten, Lastzustände der Maschine (1) anzeigenden Maschinenbetriebsparameters erfaßt wird,

(2) ein Wert eines zweiten, Lastzustände der Maschine (1) anzeigendes Maschinenbetriehsparameters erfaßt wird,

(3) bestimmt wird, ob die Maschine (1) in einem vorgegebenen niedrigen lastzustand arbeitet oder nicht,

(4) als Funktion des im Schritt (1) erfaßten Wertes des ersten Maschinenbetriebsparameters eine qe-

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' . wünschte Betriebsgröße der Betriebsregelanordnung ^- bestimmt wird, wenn die Maschine (1) als in dem vorgegebenejn_n_ledrigen Lastzustand arbeitend bestimmt ist,

(5)- als Funktion des im Schritt (2) erfaßten Wertes .des zweiten Maschinenbetriebsparameters die ge-· wünschte Betriebsgröße der Betriebsregelanordnung

~~~ bestimmt wirdj wenn__die Maschine (1) als nicht in

dem vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitend bestimmt ist, . ,„ - '

(6) als Funktion der erfaßten Werte des ersten und zweiten Maschinenbetriebsparameters eine erste und~-zweite provisorische gewünschte Betriebsgröße der Be-Betriebsregelanordnung bestimmt wird, wenn bestimmt

J5 ist, daß die Maschine (1) in den vorgegebenen niedrigen Lastzustand aus einem von diesem verschiedenen Zustand eingetreten ist,

(7) die erste bestimmte provisorische gewünschte Betriebsgröße mit der zweiten bestimmten provisori-

^ sehen gewünschten Betriebsgröße verglichen wird,

(8) als Funktion der bestimmten zweiten provisorischen gewünschten Betriebsgröße die gewünschte Betriebsgröße der Betriebsregelanordnung bestimmt wird, und zwar von dem Zeitpunkt an, in dem bestimmt ist,

. daß die Maschine (1) in den vorgegebenen niedrigen Lastzustand eingetreten ist, bis zu dem Zeitpunkt, in dem die bestimmte zweite provisorische gewünschte Betriebsgröße im wesentlichen gleich der bestimmten ersten provisorischen gewünschten Betriebsgröße wird,

"

selbst wenn die Maschine (1) tatsächlich in dem vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitet, und

(9) die Betriebsgröße der Betriebsregelanordnung auf der Basis der im Schritt (4), (5), (8) bestimmten

gewünschten Betriebsgröße geregelt wird. 35

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.12- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße—4ex—Betriebsregelanordnung auf der Basis der im Schritt (4) bestimmten gewünschten Betriebsgröße geregelt wird, wenn die im Schritt (6) bestimmte zweite provisoEis-ahe gewünschte Betriebsgröße, über einen Wert hinaus abnimmt, der im wesentlichen gleich der—im-Schritt (6) bestimmten ersten provisorischen gewünschten Betriebsgröße ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße der Betriebsregelanordnung auf der Basis der im Schritt (4) bestimmten gewünschten Betriebsgröße geregelt wird, wenn die im Schritt (6) bestimmte zweite provisorische gewünschte Betriebsgröße einen Wert übersteigt, der im wesentlichen gleich der im Schritt (6) bestimmten ersten provisorischen gewünschten Betriebsgröße ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die gewünschte Betriebsgröße der Betriebsregelanordnung als Funktion des erfaßten Wertes des ersten Maschinenbetriebsparameters nach der Bestimmung, daß die Maschine in den vorgegebenen niedrigen Lastzustand eingetreten ist, bestimmt ist, die 3etriebsgröße der Betriebsregelanordnung auf der Basis der im Schritt (4) bestimmten gewünschten Betriebsgröße kontinuierlich oder wiederholt geregelt wird, bis die Maschine als in einem von dem vorgegebenen niedrigen Lastzustand verschiedenen Zustand befindlich

^ou bestimmt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsregelanordnung als Kraftstoffzufuhr-Regelanordnung zur Regelung der der

Maschine (1) zugeführten Kraftstoffmenge dient.

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6. Verfahren zur elektronischen Regelung der Kraftstoff- ^- zufuhr zu. einer Verbrennungskraftmaschine (1), bei dem eine erforderliche Kraftstoffmenge synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorgegebenen, vorgegebene Kurbelwinkel anzeigenden Regelsignals in die Maschine (1) eingespritzt-.wird, wobei diese Maschine

ein Ansaugrohr (3), eine im Ansaugrohr (3) angeordnete Drosselklappe (5), mindestens ein sich in das Ansaugrohr (3) an einer Stelle in S.trömungs-

richtung hinter der Drosselklappe (5) öffnendes mit der Atmosphäre kommunizierendes Zusatzluftrohr (beispielsweise 8) sowie mindestens ein im Zusatzluftrohr (beispielsweise 8) angeordnetes -15 Regelventil (beispielsweise 6) zur Regelung der

der Maschine (1) über das Zusatzluftrohr (beispielsweise 8) und das Ansaugrohr (3) zugeführten Zusatzluftraenge,

aufweist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein der tatsächlichen Öffnung der Drosselklappe (5) entsprechender Öffnungsbereichswert erfaßt wird,
(b) ein der tatsächlichen Öffnung des Regelventils (beispielsweise 6) entsprechender Öffnungsbereichswert erfaßt wird,

(c) ein Zeitintervall zwischen der Erzeugung eines

vorhergehenden Impulses des vorgegebenen Regeion

^ov signals und der Erzeugung eines vorhandenen Impulses dieses Signals erfaßt wird,

(d) der Druck im Ansaugrohr (3) in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe (5) erfaßt wird,

(e) bestimmt wird, ob die Maschine (1) in einem vor-

gegebenen niedrigen Lastzustand arbeitet oder nicht,

1_,- (f) als Funktion des im Schritt (a) erfaßten Öffnungsbereichswertes der Drosselklappe (5) und des im Schritt (b) erfaßten Öffnungsbereichswertes des Regelventils (beispielsweise 6) jeweils ein Wert eines ersten und zweiten Koeffizienten bestimmt wird, wenn die Maschine (Ί) als im vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitend erfaßt ist, (g) als Funktion einer Summe der im Schritt (f) erhaltenen Werte des ersten und zweiten Koeffizienten sowie des im Schritt (c) erfaßten Zeitintervallwertes zwischen der Erzeugung eines vorhergehenden Impulses des vorgegebenen Regelsignals und der Erzeugung eines vorhandenen Wertes dieses Signals eine gewünschte Menge von in die Maschine (1) einzuspritzenden Kraftstoffs bestimmt wird,

(h) wenigstens als Funktion des im Schritt (d) erfaßten Druckwertes im Ansaugrohr (3) die gewünschte in die Maschine (1) einzuspritzende Kraftstoffmenge bestimmt wird, wenn die Maschine als nicht in dem vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitend bestimmt ist,

(i) als Funktion der Summe der Werte des ersten und zweiten Koeffizienten, welche dem erfaßten Öffnungsbereichswert der Drosselklappe (5) bzw. dem ^zo erfaßten Öffnungsbereichswert des Regelventils (beispielsweise 6) entsprechen, sowie des erfaßten Zeitintervallwertes zwischen der Erzeugung eines vorhergehenden Impulses des vorgegebenen Regelsignals und eines vorhandenen Impulses dieses

Signals eine erste provisorische gewünschte Kraftstoffmenge und wenigstens .als Funktion des erfaßten Druckwertes im Ansaugrohr (3) eine zweite provisorische gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt werden, wenn bestimmt ist, daß die Ma-

schine (1) in den vorgegebenen niedrigen Lastzustand aus einem von diesem verschiedenen Zu-

stand eingetreten ist,

(j) die bestimmte erste provisorische gewünschte Kraftstoff einspr_i_tzmenge. mit der bestimmten zweiten provisorischen gev/ünschten Kraftstoffeinspritz-. menge verglichen wird,

(k) als Funktion der bestimmten zweiten provisorischen gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenqe bestimmt wird, und zwar von dem Zeitpunkt an, in dem bestimmt ist, daß die " Maschine in den vorgegebenen ,jiiedrigen Lastzustawä eingetreten ist, bis zu dem Zeitpunkt, in dem die bestimmte zweite provisorische gewünschte Kraftstoff einspritzmenge im wesentlichen gleich der bestimmten ersten provisorischen Kraftstoffeinspritz- -15 menge wird, selbst wenn die Maschine (1) tatsächlich in dem vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitet, und
(1) die in die Maschine (1) einzuspritzende Kraftstoffmenge auf der Basis der im Schritt (g), (h) oder (k) bestimmten gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge geregelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge als Funktion eines Produktwertes bestimmt wird, der durch Multiplikation der Summe der bestimmten Werte des ersten und zweiten Koeffizienten sowie des erfaßten Zeitintervallwertes zwischen der Erzeugung eines vorhergehenden Im- - .pulses des vorgegebenen Regelsignals und der Erzeugung eines vorhandenen Impulses dieses Signals"erhalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Regelventil (beispielsweise

6) in Form eines elektromagnetisch ein- und ausschaltenden Ventils ein der tatsachlcihen ventilöffnung entsprechender Öffnungsbereichswert als Funktion eines

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.Ζ -7-

Ventilöffnungs-Einschaltverhältnisses bestimnt wird.

9- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Zusatzluftrohren (8, 8*, 8") mit jeweils einem Regelventil (6, 6', 6"l zur Regelung der der Maschine (1) über die Zusatzluftrohre (8, 8', 8") und das Ansaugrohr (3)~zugeführten Zusatzluftmenge der Wert des zweiten Koeffizienten als Funktion einer Gesamtsumme der Ventilöffnungsbereichswerte TO entsprechend den entsprechenden Ventilöffnungen der Regelventile (6, 6¹, 6") bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, daß der Wert des zweiten Koeffizlen-• 5 ten als eine Summe von Koeffizientenwerten bestimmt wird, welche als Funktion von entsprechenden Öffnungsbereichswerten entsprechend den tatsächlichen Öffnungen der Regelventile (6, 6', 6") eingestellt sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (e) folgende Einzelschritte ausgeführt werden:

Es wird ein Wert des Drucks im Ansaugrohr (3) in Stro-^XJ mungsrichtung vor der Drosselklappe (5) erfa3t, als Funktion des erfaßten Wertes des Druckes im Ansaugrohr (3) in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe (5) ein ~Referenzdruckwert eingestellt, der Referenzdruckwert mit dem im Schritt (d) erfaßten Druckwert -im Ansaugrohr

(3) in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe (5) verglichen und die Maschine (1) als in dem vorgegebenen niedrigen Lastzustand arbeitend bestimmt, wenn der erfaßte Druck im Ansaugrohr (3) in Strömugnsrichtung hinter der Drosselklappe (5) einen Wert zeigt, der

in Bezug auf den Referenzdruckwert eine niedrigere Maschine anzeigt.

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