DE3513086C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung für eine
fremdgezündete Brennkraftmaschine nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Derartige Vorrichtungen werden bereits
von verschiedenen Kraftfahrzeugherstellern zur Beein
flussung von Betriebsparametern verschiedener Brenn
kraftmaschinentypen in Serie eingesetzt. Zu diesen Kraft
fahrzeugen gehören unter anderem der Volvo B200E (Europa)
sowie der Audi 200 Turbo und der VW Rabbit GTI, die beide
nach USA exportiert werden. Durch die Verwendung von zwei
Steuergeräten, von denen das eine wenigstens für die Be
einflussung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraft
stoff-Luft-Gemisches und das andere für die Beeinflussung
der Zündung der Brennkraftmaschine verantwortlich ist, wird
eine hohe Flexibilität dadurch erreicht, daß jedes der bei
den Steuergeräte individuell an verschiedene Anfor
derungen der Kraftfahrzeughersteller angepaßt werden
kann. Da die beiden Steuergeräte weitgehend unab
hängig voneinander arbeiten, sozusagen als eigenständige Komponenten
auch einzeln eingesetzt werden können, liegt beim gemeinsamen Ein
satz der beiden Steuergeräte der Sachverhalt vor, daß für ein und
dieselbe Steuergeräteeingangsinformation zwei verschiedene Sensoren
eingesetzt werden. So ist es beispielsweise üblich, für das Steuer
gerät, das im wesentlichen für die Zündung zuständig ist, als Last
signalsensor einen im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angebrachten
Drucksensor zu verwenden. Für das das der Brenn
kraftmaschine zugeführte Kraftstoffluftgemisch beeinflussende zweite
Steuergerät kann als Lastsensor natürlich auch ein Drucksensor ein
gesetzt werden, es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, als
Lastinformation die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmenge
zu erfassen. Hierzu wird beispielsweise ein an sich bekannter Luft
mengenmesser, der als Klappe im Saugrohr der Brennkraftmaschine aus
gebildet ist, oder ein Hitzdraht-Luftmassenmesser verwendet. Natür
lich sind auch andere Arten der Lasterfassung, beispielsweise eine
Erfassung der Drosselkappenstellung oder ähnliches, denkbar. Aus der
US-PS 44 03 584 ist es bekannt, mittels einem einzigen Steuergerät
sowohl die Zündung als auch die Einspritzung zu steuern. Die
Steuerung erfolgt über einen Rechner, dem sowohl ein Signal eines
Luftmengenmessers als auch ein Signal eines Drucksensors zuzuführen
ist. Bei der genannten Vorrichtung ist es daher ebenfalls üblich,
bei einem Steuergerät zur Steuerung von Betriebswerten eines Kraft
fahrzeuges zwei Drucksignale zuzuführen, aus denen dann in Ver
bindung mit anderen Größen Steuersignale für die Brennkraftmaschine
gebildet werden.
Aus der DE-OS 30 36 107 bzw. 30 06 633 ist es bekannt, in einem
Steuergerät Rechenfunktionen vorzusehen, mittels denen Additionen
und Multiplikationen vornehmbar sind. Schließlich ist es aus der
DE-OS 34 08 215 bekannt, Kennfeldwerte zur Steuerung von Betriebs
kenngrößen einer Brennkraftmaschine korrigierend zu beeinflussen.
Es besteht nun das Bestreben, anstelle von zwei verschiedenen Last
sensoren nur einen einzigen Lastsensor für beide Steuergeräte einzu
setzen, um eine noch wirtschaftlichere Fertigung dieser Systeme zu
gewährleisten. Allerdings sollen dadurch keine oder nur minimale,
insbesondere hardwaremäßige Änderungen im Aufbau der Steuergeräte
durchgeführt werden, da beide Steuergeräte an sich eigenständige
Komponenten bleiben und zur wirtschaftlichen Fertigung auch weit
gehend gleiche Bauteile unabhängig vom speziellen Einsatz aufweisen
sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen,
die es erlaubt, zwei weitgehend voneinander unabhängig arbeitende
Steuergeräte zur Steuerung bzw. Regelung von Betriebsparametern
unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Gesichtspunkte bei der
Herstellung
und des Einsatzes im Kraftfahrzeug unter Beibehaltung wenig
stens der Genauigkeit der herkömmlichen Systeme und unter
Minimierung des Änderungsaufwandes miteinander zu kombi
nieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Hauptanspruchs gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs läßt sich eine erheblich preisgünstigere
Fertigung der Steuergeräte erreichen. Darüber hinaus werden
Fehlerquellen aufgrund von Ausfällen von Sensoren redu
ziert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in
der Tatsache, daß die Lastinformation vom zweiten Steuer
gerät als Relativwert verarbeitet wird. Hierdurch werden
Exemplarstreuungen des Lastsensors weitgehend entschärft.
Als sehr vorteilhaft hat sich erwiesen, die Ausgangs
signale des Lastsensors mit additiven bzw. multiplika
tiven Größen zu beaufschlagen, die darüber hinaus noch
eine Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine
aufweisen können. Durch geeignete Festlegung dieser
Größen, die in vorteilhafter Weise in Speichermitteln des
Steuergerätes abgelegt sind, kann eine Anpassung des
Wertevorrates der Ausgangssignale des Lastsensors an
die Gegebenheiten des Steuergerätes erzielt werden unter
Gewährleistung einer sehr hohen Verarbeitungsgenauigkeit
bei einem minimalen hardwaremäßigen Aufwand.
Darüber hinaus hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen,
die Ausgangssignale des Lastsensors einer korrigierenden
Beeinflussung zu unterwerfen, die auf einem Vergleich
der Soll- und Istwertlastkennlinie des Lastsensors beruht.
Hierdurch wird eine hervorragende Stabilität des Sensor
systems bezogen auf die Zeit garantiert.
Weitere Vorteile der Erfindung und zweckmäßige Ausge
staltungen ergeben sich in Verbindung mit den Unteran
sprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung der Aus
führungsbeispiele.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine
mit zwei Steuergeräten und verschiedenen Signalgebern,
Fig. 1a den bekannten Stand der Technik bezüglich der Last
signalgewinnung für die beiden Steuergeräte,
Fig. 1b die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung der
Lastinformation für die beiden Steuergeräte,
Fig. 2 ein grobes Blockschaltbild der beiden Steuergeräte
mit einer Signalanpassung für die Ausgangssignale des Last
sensors,
Fig. 3a ein Drehzahllastkennfeld für beispielsweise den Zünd
zeitpunkt, wobei das Lastsignal entsprechend dem bekannten
Stand der Technik von einem Drucksensor abgeleitet wird,
Fig. 3b ein zu Fig. 3a äquivalentes Kennfeld, wobei in
diesem Fall die Lastinformation von einem Luftmengenmesser
abgeleitet wird,
Fig. 4 einen Ausschnitt der Fig. 3b zur Erläuterung der
korrigierenden Beeinflussung der Ausgangssignale des Last
sensors.
In Fig. 1 ist eine symbolisch dargestellte Brennkraft
maschine mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Ein
gangsseitig tritt durch ein Ansaugrohr 11 die zur Ver
brennung des Kraftstoffs notwendige Luft in die Brennkraft
maschine 10 ein. Im Ansaugrohr 11 ist ein Sensor 12 zur
Erfassung der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft
menge, stromab vom Sensor 12 eine Drosselklappe 13 mit
einem Drosselklappenschalter 14 sowie stromab von der
Drosselklappe 13 ein Sensor 15 zur Erfassung des im
Ansaugrohr 11 vorhandenen Drucks angebracht. Ausgangs
seitig der Brennkraftmaschine 10 ist ein Abgaskanal 16
für den Auslaß der Abgase der Brennkraftmaschine 10 vor
gesehen.
Ein erstes Steuergerät 17 dient zur Beeinflussung des
Kraftstoff-Luft-Gemisches und liefert im vorliegenden
Ausführungsbeispiel Signale zur Ansteuerung von Ein
spritzventilen 18 a und beeinflußt dadurch die in die
Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine eingespritzte
Kraftstoffmenge. Natürlich ist die Erfindung nicht auf
eine Einzelzylindereinspritzanlage, wie sie im Aus
führungsbeispiel der Fig. 1 dargestellt ist, beschränkt.
Sie läßt sich aufgrund der vorliegenden Offenbarung des
Erfindungsgedankens ohne erfinderisches Zutun ebensogut
auf Anlagen mit Saugrohreinspritzung oder mit konti
nuierlicher Einzelzylindereinspritzung (im Gegensatz
zur intermittierender Einzelzylindereinspritzung) über
tragen.
Dem ersten Steuergerät 17 werden verschiedene Eingangs
informationen, nämlich Informationen 19 bezüglich der
Batteriespannung, Informationen 20 bezüglich der Dreh
zahl, Informationen 21 bezüglich der Last, die im
vorliegenden Ausführungsbeispiel vom Sensor 12 abge
leitet werden, Informationen 22 bezüglich der Ansaug
lufttemperatur, Informationen 23 bezüglich der Drossel
klappenstellung der Drosselklappe 13, die vom Drossel
klappenstellungssensor 14 abgeleitet werden, Informationen
24 bezüglich der Motortemperatur und weitere nicht näher
spezifizierte Informationen 26 zugeführt. Neben der Aus
gabe der Einspritzzeiten für die Einspritzventile 18 a
sind weitere Ausgabegrößen 27 vorgesehen, mit denen das
Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu beeinflussen ist. Bei
spielsweise kann mittels dieser Ausgabegrößen eine Dreh
zahlregelung über einen in der Zeichnung nicht darge
stellten steuerbaren Luftbypaß oder eine Steuerung einer
Abgasrückführung durchgeführt werden. Der Einfachheit
halber soll im weiteren jedoch nur auf die Steuerung
der Kraftstoffzumessung eingegangen werden.
Das zweite Steuergerät 18 liefert im wesentlichen Ausgangs
signale zur Ansteuerung der Zündungseinheiten 29 der Brenn
kraftmaschine in Abhängigkeit von der Eingangsinformation
Drehzahl bzw. Grad Kurbelwellenwinkel 20, der Batterie
spannung 19 und von anderen nicht näher spezifizierten
Eingangsgrößen 30, die Informationen über die Kraftstoff
zumessung oder über den Ladedruck eines in der Zeichnung
nicht dargestellten Laders oder über die Klopfneigung der
Brennkraftmaschine beinhalten. Weitere Ausgabegrößen können
zur Regelung des Ladedrucks oder anderer Betriebsparameter
der Brennkraftmaschine oder für eine Klopfregelung dienen.
In Fig. 1a ist als Stand der Technik dargestellt, von wel
chen Sensoren die beiden Steuergeräte ihre Lastinformation
beziehen. Während das erste Steuergerät 17 seine Lastinfor
mation vom Sensor 12 für die angesaugte Luftmenge bezieht,
wird die Lastinformation für das zweite Steuergerät 18 vom
Drucksensor 15 zur Messung des Ansaugdrucks im Ansaugrohr
11 der Brennkraftmaschine 10 abgeleitet.
In Fig. 1b ist ein Teil der Verbesserung der vorlie
genden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik darge
stellt, derart, daß die Lastinformation für das zweite
Steuergerät 18 ebenfalls vom Sensor 12 zur Messung der
von der Brennkraftmaschine 10 angesaugten Luftmenge ab
geleitet wird. Hierdurch wird, wie symbolisch in der
Fig. 1b dargestellt ist, der Drucksensor 15 eingespart
und damit eine wirtschaftlichere Fertigung und größere
Störsicherheit der Kombination der beiden Steuergeräte
gewährleistet. Allerdings besteht die Erfindung nicht
ausschließlich in einem Austausch des Lastsensors für das
zweite Steuergerät 18, sondern auch darin, eine insbesondere
hardwaremäßig unaufwendige Anpassung dieses zweiten Steuer
gerätes 18 an die geänderte Charakteristik der Last
eingangsinformation des Sensors 12 zu erzielen. Für
eine Anpassung stehen folgende Kriterien im Vorder
grund: Aufgrund der geänderten Lasteingangsinformation
sollen keine weitgreifenden Änderungen im hardware
mäßigem Aufbau des zweiten Steuergerätes 18 durchge
führt werden. Die Anpassung soll vielmehr im wesent
lichen durch softwaremäßige Änderungen realisiert
werden. Die Ansprechgenauigkeit des zweiten Steuer
gerätes 18 auf die neue Lastinformation soll sich
gegenüber der Version gemäß dem Stand der Technik
wenigstens nicht verschlechtern und es soll eine
weitgehende Unabhängigkeit von Fertigungsstreuungen
des Sensors 12 gewährleistet sein.
In Fig. 2 ist der blockschaltmäßige Aufbau der beiden
Steuergeräte 17, 18 schematisch dargestellt. Da das
Innenleben des ersten Steuergerätes 17 für die Be
stimmung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im vorliegenden
Fall nicht näher interessiert, ist es durch einen Block
40 (black box) dargestellt. Diesem Block 40 werden
die schon erwähnten Eingangsinformationen, insbeson
dere Informationen 19 bezüglich der Batteriespannung
und Informationen 21 bezüglich der Last zugeführt.
Alle weiteren Eingangsinformationen sollen für die
folgende Betrachtung außer Acht bleiben. Ausgangs
seitig steuert der Block 40 Endstufen 41 an, die
ihrerseits an die Einspritzventile 18 a angeschlossen
sind. Weitere Endstufen 42 zur Betätigung weiterer
Stellglieder 43 sind vorgesehen.
Vom Sensor 12 zur Erfassung der angesaugten Luftmenge
wird ein Lastsignal abgenommen, das am Mittelabgriff
eines mit dem beweglichen Teil des Luftmengenmessers
gekoppelten Potentiometers zur Verfügung steht. Dieses
Potentiometer des Sensors 12 liegt in Serie mit einem
Schutzwiderstand R 1, der seinerseits an eine Referenz
spannungsquelle U 1, die von der Batteriespannung UB ge
speist wird, angeschlossen ist. Die am Mittelabgriff des
Potentiometers des Sensors 12 anliegende Spannung ist
somit ein Maß für die Auslenkung des beweglichen Teils
des Luftmengenmessers und beinhaltet somit eine Information
über die Last. Sollten Sensoren zur Erfassung der angesaug
ten Luftmenge der Brennkraftmaschine eingesetzt werden,
die auf einem anderen Meßprinzip beispielsweise auf dem
Hitzdrahtprinzip oder dem Vortexprinzip basieren, so
werden diese als äquivalente Lastinformationen weiter
verarbeitet.
Der Aufbau des zweiten Steuergerätes 18 ist in Fig. 2
etwas detaillierter dargestellt. Die Eingangsgrößen 19,
21 und weitere Eingangsgrößen 30, beispielsweise für eine
Klopfregelung, werden in einem Analog-Digital-Wandler 45
in digitale Größen umgesetzt. Die aufgrund der Geber
charakteristik schon weitgehend digital vorliegende
Informationen 20 über die Drehzahl und die Kurbelwellen
winkelgrade werden einem Impulsformer 46 zugeführt,
der die Pulsform der Eingangspulse im wesentlichen nor
miert. Alle in digitaler Form vorliegenden Signale
werden einer Eingabeeinheit 47 zugeführt, die über
eine Ein/Ausgabe-Einheit 48 mit einer Ausgabeeinheit
49 in Verbindung steht. Diese Einheiten 47, 48, 49 bil
den die Peripherie einer digitalen Signalverarbeitungs
einheit, die aus der Zentraleinheit 50, Festwertspei
chern 51, Betriebsdatenspeichern 52, einem Bus 53,
die alle datenmäßig miteinander in Verbindung stehen, auf
gebaut ist. Im Festwertspeicher 51 sind alle Programme und
alle Kenndaten, Kennliniensollwerte usw. unverlierbar
gespeichert, während im Schreib/Lese-Speicher 52 die von
den Sensoren gelieferten Daten gespeichert werden, bis
sie vom Mikroprozessor abgerufen oder durch aktuellere
Daten ersetzt werden. In der Zentraleinheit 50 werden
die arithmetischen und logischen Operationen mit den
eingespeisten Daten durchgeführt. Die Ausgabeeinheit 49
steuert ihrerseits wiederum verschiedene Endstufen 54,
55 an, die zur Zündung 56 oder zur Ansteuerung anderer
Stellglieder 57, beispielsweise zur Steuerung des Lade
drucks dienen.
Dem zweiten Steuergerät wird ebenfalls als Lastinformation
21 das Ausgangssignal des Sensors 12 zur Erfassung der
Ansaugluftmenge zugeführt. Da das zweite Steuergerät 18
eine von der Referenzspannungsquelle U 1 des ersten Steu
ergerätes 17 unabhängige Referenzspannungsquelle U 2 auf
weist, muß wegen der Toleranz in der Ausgangsspannung
dieser Referenzspannungsquellen dafür Sorge getragen
werden, daß das Eingangssignal für das zweite Steuer
gerät 18 in keinem Fall Werte annimmt, die oberhalb
dem aktuellen Wert der Referenzspannungsquelle U 2 liegen.
Aus diesem Grunde ist eine Spannungsteilerschaltung
bestehend aus den Widerständen R 2 und R 3 vorgesehen,
die die Ausgangsspannung des Lastsensors um einen ge
wissen Anteil herunterteilt. Damit darüber hinaus eine
Unabhängigkeit des Lastsignals vom Absolutwert des im
Sensor 12 angeordneten Potentiometers gegeben ist, ist
ein zweiter Signalpfad 58 vorgesehen, der die am
Gesamtwiderstand des Potentiometers des Sensors 12
anliegende Spannung dem zweiten Steuergerät 18 zuführt.
Damit auch dieser Spannungswert den Referenzspannungs
wert U 2 nicht überschreiten kann, ist eine weitere Span
nungsteilerschaltung bestehend aus den Widerständen R 2′, R 3′
vorgesehen. Im Steuergerät 18 werden diese beiden Infor
mationen 21, 58 im wesentlichen durch einander dividiert,
so daß eine vom Absolutwert des Gesamtwiderstandes des
Potentiometers des Sensor 12 unabhängige Meßgröße als Last
information zur Verfügung steht. In Abhängigkeit von den
verschiedenen Eingangsinformationen berechnen nun beide
Steuergeräte Ausgabegrößen zur Ansteuerung der Stellglieder.
Hierfür sind insbesondere beim hier interessierenden zwei
ten Steuergerät 18 Kennfelder vorgesehen, in denen bei
spielsweise der Zündzeitpunkt in Grad Kurbelwellenwinkel
als Funktion der Last und Drehzahl in den Festwert
speichermitteln 51, 52 abgelegt sind.
Ein Beispiel für ein derartiges Kennfeld ist in Fig. 3a
dargestellt, in dem die Kennfeldwerte als Funktion der
Drehzahl und der Ausgangssignale eines Drucksensors als
Lastsensor abgelegt sind. In Abhängigkeit vom Ausgangs
signal des Drucksensors können im vorliegenden Fall acht
Lastbereiche L 1 bis L 8 und acht Drehzahlbereiche unter
schieden werden, so daß insgesamt 64 Kennfeldwerte ab
gespeichert sind. Natürlich ist es möglich, zur feineren
Abstufung zwischen den einzelnen Kennfeldwerten zu inter
polieren. Werden nun die Lastsignale zur Kennfeldan
steuerung anstelle von einem Drucksensor von einem Luft
mengensensor, insbesondere von einem Luftklappensensor
abgeleitet, so nimmt das Kennfeld aufgrund der völlig
anderen Ausgangssignalcharakteristik des Luftmengen
sensors die in Fig. 3b dargestellte Form an. Insbeson
dere verdeutlicht diese Figur, daß ein Lastbereich,
beispielsweise der Lastbereich L 1 nicht mehr durch einen
festen Ausgangsspannungswert über den ganzen Drehzahl
bereich beschreibbar ist, sondern daß die Spannungswerte
pro Lastbereich eine weite, drehzahlabhängige Bandbreite
annehmen. Darüber hinaus wird verdeutlicht, daß die Ausgangs
signalcharakteristik des Luftmengensensors derart ge
staltet ist, daß die Ausgangswerte des Luftmengensen
sors in den verschiedenen Drehzahlbereichen gar nicht
die volle maximale mögliche Bandbreite der möglichen Aus
gangswerte annehmen. Hieraus folgt, daß zur Erzielung der
gleichen Auflösung, wie sie mit einem Drucksensor als Last
sensor möglich ist, ein wesentlich größerer Speicher zur
Abspeicherung der Kennfeldwerte erforderlich ist. Da der
Speicherplatz der heutigen Systeme noch rar ist, und auch
hardwaremäßigen Änderungen, beispielsweise durch Einbau
weiterer Speicherbausteine im Steuergerät, vermieden werden
sollen, werden erfindungsgemäß die Ausgangssignale des
Sensors 12 im zweiten Steuergerät durch Rechenfunktionen
beeinflußt, so daß die Ausgangscharakteristik des Sen
sors 12 änderbar ist. Dadurch wird letztendlich erreicht,
daß der Wertevorrat der Ausgangssignale des Luftmengen
sensors in der Weise drehzahlabhängig komprimiert und
verschoben wird, daß eine optimale Nutzung des vor
handenen Speicherplatzes bei gleichbleibender Auflösung
gegenüber einer Drucksensor-Version zur Lasterfassung
gewährleistet ist. Das Verfahren zur Änderung der Aus
gangssignalcharakteristik des Luftmengensensors wird im
folgenden anhand der Fig. 3b näher erläutert.
Der in den einzelnen Drehzahlbereichen mögliche Wertevor
rat der Ausgangswerte des Luftmengensensors wird mit
einzelnen, insbesondere drehzahlabhängigen additiven
Größen C 1 (n 1), . . ., C 1 (n 8), . . . derart beaufschlagt,
daß beispielsweise die niedrigsten Werte aller Werte
bereiche einen gemeinsamen gleichen Wert annehmen. Dies
kann beispielsweise die Nullinie im abgebildeten Koordi
natensystem oder aber auch eine andere, vorteilhaft er
scheinende Basisgröße sein. In einem zweiten Schritt
werden die einzelnen möglichen Werte eines jeden drehzahl
abhängigen Wertebereiches durch die Beaufschlagung mit
einer insbesondere drehzahlabhängigen multiplikativen Größe
C 2 (n 1), . . ., C 2 (n 8), . . . beaufschlagt, um die drehzahl
abhängigen Wertebereiche aneinander anzupassen. In
einer einfachen Version kann die multiplikative Kon
stante C 2 auch einen für alle Drehzahlbereiche kon
stanten Wert annehmen, insbesondere dann, wenn die Vari
ation der einzelnen drehzahlabhängigen Wertbereiche
der Ausgangssignale des Luftmengensensors im wesent
lichen gleich ist oder vernachlässigbare Unterschiede
voneinander aufweist. Durch diese additive und/oder
multiplikative Änderung der Ausgangssignale des Luft
mengensensors wird erreicht, daß der Wertevorrat in den
einzelnen Drehzahlbereichen im wesentlichen identisch wird.
Nach einer experimentiellen Bestimmung der Größen C 1 (n)
und C 2 (n) und Abspeicherung dieser Größen in den
Festwertspeichermitteln 51 bzw. 52 ist dann eine Anord
nung der Kennfeldwerte möglich, wie sie in Fig. 3a in
bezug auf die Druckgeberversion dargestellt ist. Auch
die Genauigkeit, d. h. die Quantisierung, bleibt erhalten,
so daß mittels dieser softwaremäßigen Transformation
der Ausgangssignale des Luftmengensensors eine zur Druck
geber-Version identische Kennfeldanordnung möglich
ist. Darüber hinaus ist es möglich, diese Größen C 1
(n), C 2 (n) mittels adaptiver Regelstrategien an zeit
liche Veränderung anzupassen. Derartige adaptive Regel
strategien sind beispielsweise in der auf eine ältere Patentanmeldung zurückgehenden
DE-OS 34 08 215 dargestellt, die als Referenz vom Fach
mann herangezogen werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
wird anhand der Fig. 4 im folgenden näher erläutert.
Mögliche Fehlerquellen in den Ausgangswerten des Luft
mengensensors sind beispielsweise darin begründet, daß
sich die Stellung des Potentiometers in bezug auf die
Stellung der Klappe des Luftmengenmessers im Ansaug
kanal verändern kann. Eine hieraus resultierende Dejustage
würde zu einer falschen Zuordnung von Kennfeldwerten und
Last führen. Auch andere Langzeiteinflüsse können eine
Verfälschung des Ausgangssignals des Sensors herbei
führen. Um diese Effekte zu eliminieren, wird erfin
dungsgemäß eine Plausibilitätsprüfung des Luftmengen
sensorsignals durchgeführt, indem die Werte einer in den
Festwertspeichermitteln 51, 52 abgespeicherten Lastkenn
linie mit den Istwerten des Luftmengensensors insbesondere
drehzahlabhängig verglichen werden. Wird dabei eine nach
der Plausibilitätsprüfung noch zulässige Abweichung gegenüber
einem der Sollwerte festgestellt, so läßt sich durch
Addition eines Korrekturgliedes Δ C 1 zu den Größen zur
additiven Beeinflussung C 1 (n) eine Übereinstimmung
zwischen Soll- und Istwert erreichen. Als Sollwertkenn
linie kann insbesondere die Vollastkennlinie abge
speichert werden, wobei zur Detektion des Vollast
falles die Stellung der Drosselklappe 13 mittels des
Drosselklappenstellungssensors 14 überwacht wird. Ist
die Drosselklappe voll geöffnet, so liegt der Vollast
fall vor und der beschriebene Soll-Istwertvergleich kann
durchgeführt werden. Diese Korrektur kann in erster
Näherung für den gesamten Drehzahlbereich gültig sein,
d. h. daß alle additiven C 1 (n) mit ein und demselben
Korrekturwert Δ C 1 modifiziert werden. In einer höheren
Näherung ist es darüber hinaus möglich und sehr vorteil
haft, auch den Korrekturwert Δ C 1 drehzahlabhängig zu
bestimmen, so daß für jeden Drehzahlbereich ein Korrektur
wert Δ C 1 (n) gültig ist. Darüber hinaus hat es sich in
verschiedenen Anwendungsfällen als vorteilhaft erwiesen,
eine multiplikative Korrekturgröße Δ C 2 einzuführen, die
in analoger Weise C 2 (n) drehzahlabhängig bzw. -unabhängig
beeinflußt. Mittels dieser adaptiven Korrekturen der Ist
wert-Vollastlinie des Luftmengensensors mit einer im
Speicher abgelegten Sollwert-Vollastkennlinie ist es mög
lich, trotz Toleranzen im Meßsystem des Luftmengensensors
die korrekten Vollast bzw. oberen Teillastwerte eines Kenn
feldes auszugeben. Die Bestimmung des Korrekturwertes
Δ C 1/2 (n) erfolgt in der Weise, daß die Differenz zwi
schen dem Soll- und Istwert der Lastkennlinie eliminiert
wird. Insgesamt gesehen läßt sich durch die Erfindung
ein Luftmengensensor anstelle eines zusätzlichen Druck
sensors zur Lasterfassung einsetzen, ohne Einbußen in
der Genauigkeit und Langzeitstabilität aufzuweisen. Die
Erfindung ist nicht nur auf Kennfeldgrößen, wie beispiels
weise die in den Ausführungsbeispielen genannten Zünd
winkel beschränkt, sondern läßt sich auf Kennfelder
für alle möglichen Betriebsparameter einer Brennkraft
maschine, wie beispielsweise für Abgasregelgrößen, Klopf
regelgrößen, Ladedruckregelgrößen, Kraftstoffzumeßgrößen,
die in Festwertspeichermitteln abgelegt sind, anwenden.
Claims (19)
1. Vorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einem
ersten Steuergerät zur Steuerung wenigstens des der Brennkraftma
schine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches wenigstens in Abhängig
keit von einer die Last der Brennkraftmaschine charakterisierenden
Größe, wobei dem ersten Steuergerät die Lastinformationen als Aus
gangssignale eines Luftmengensensors für die von der Brennkraftma
schine angesaugte Luftmenge zugeführt werden, und mit einem im
Funktionsablauf vom ersten Steuergerät im wesentlichen unabhängigen
zweiten Steuergerät zur Steuerung wenigstens des Zündzeitpunktes der
Brennkraftmaschine, wobei das zweite Steuergerät wenigstens einen
Mikrocomputer und Speichermittel aufweist und in den Speichermitteln
wenigstens Daten für den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine als
Funktion von wenigstens Last- und Drehzahlinformationen abgelegt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastinformationen für das
zweite Steuergerät (18) vom Luftmengensensor (12), der die Lastin
formation für das erste Steuergerät (17) liefert, bezogen werden und
im zweiten Steuergerät (18) Rechenfunktionen zur Beeinflussung der
Werte der Ausgangssignale des Luftmengensensors (12) für die in den
Speichermitteln abgelegten Lastinformationen vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wer
te der Ausgangssignale des Luftmengensensors (12) mit einer additi
ven Größe (C 1) beaufschlagt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Werte der Ausgangssignale des Luftmengensensors (12) mit einer
multiplikativen Größe (C 2) beaufschlagt werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Größen (C 1, C 2) eine funktionelle Abhängigkeit von
der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Größen (C 1, C 2) zusätzlich über adaptive Regel
strategien bestimmt werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Größen (C 1, C 2) in Speichermitteln abgelegt sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß additive (C 1) bzw. multiplikative Größen (C 2) zur
Beeinflussung der Werte der Ausgangssignale des Luftmengensensors
(12) vorgesehen sind, die derart festgelegt werden, daß der Werte
vorrat der Ausgangssignale des Luftmengensensors (12) im wesent
lichen keine Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine
aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Lastinformation für
das zweite Steuergerät (18) als Relativwert in der Weise zu verar
beiten, daß Fehler aufgrund von Fertigungsstreuungen des Luftmengen
sensors reduziert bzw. eliminiert werden.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Luftmengensensor (12) ein Potentiometer auf
weist, an dem die Lastinformation abgegriffen wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die am
Mittelabgriff des Potentiometers auftretende Spannung und die über
den gesamten Potentiometerwiderstand abfallende Spannung dem zweiten
Steuergerät (18) zur Verarbeitung zugeführt werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden dem zweiten Steuergerät (18) zugeführten Spannungen durch
einander dividiert werden.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß für einen bestimmten Lastbetrieb der Brennkraft
maschine die Istwerte des Luftmengensensors (12) mit einer abge
speicherten Sollwert-Lastkennlinie verglichen werden und in Ab
hängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleiches eine korrigierende Beein
flussung (Δ C) der Ausgangssignale des Luftmengensensors (12) mög
lich ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
bestimmte Lastbetrieb der Brennkraftmaschine über die Stellung der
Drosselklappe (13) erfaßt wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur korrigierenden Beeinflussung additive Korrektur
werte (Δ C 1) dem Ausgangssignal des Luftmengensensors (12) zugefügt
werden.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur korrigierenden Beeinflussung multiplikative
Korrekturwerte (Δ C 2) dem Ausgangssignal des Luftmengensensors (12)
zugefügt werden.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrekturwerte (Δ C 1, Δ C 2) eine funktionelle Ab
hängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufweisen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die korrigierende Beeinflussung im Vollast- bzw.
oberen Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die korrigierende Beeinflussung derart durchgeführt
wird, daß die Differenz zwischen den Soll- und Istwerten der Last
kennlinien minimiert wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet
durch ihre Verwendung für alle Kennfeldgrößen zur Ansteuerung von
Brennkraftmaschinen, die in Abhängigkeit von der Last in Kennfeldern
abgelegt sind, wie Zündwinkelgrößen, Abgasregelgrößen, Klopfregel
größen, Ladedruckregelgrößen, Kraftstoffzumeßgrößen.
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