DE3542034A1

DE3542034A1 - Lernregelanordnung zum regeln eines kraftfahrzeugmotors

Info

Publication number: DE3542034A1
Application number: DE19853542034
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Higashimurayama Tokio/Tokyo Abe
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1986-06-05
Also published as: GB8529156D0; JPH07107376B2; GB2168175A; JPS61132748A

Description

5/204 2> ^FuJ"i Jukogyo K.K.

Lernregelanordnung zum Regeln eines Kraftfahrzeugmotors Priorität: 29. November 1984 Japan 59-253485

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln des Betriebs eines Kraftfahrzeugmotors und insbesondere eine Lernregelanordnung zum Aktualisieren von in einer Tabelle gespeicherten Daten zum Regeln des Brennstoffverbrauchs in einem elektronischen Brennstoffeinspritzsys tem.

Bei einer elektronischen Brennstoffeinspritzregelung wird die Menge des in den Motor einzuspritzenden Brennstoffs in Übereinstimmung mit Motorbetriebsvariablen, wie der Luftmengenströmung, der Motordrehzahl und der Motorlast, bestimmt. Die Brennstoffmenge wird durch eine Brennstoff einspritzerregungszeit (Einspritζimpu I sbrei te) bestimmt. Eine Grundeinspritζimpu I sbreite Tp kann durch die folgende Formel erhalten werden:

Tp = K χ Q/N (1 ),

worin Q die durch einen Querschnitt hindurchströmende Luftmenge, N die Motordrehzahl und K eine Konstante sind.

Eine gewünschte Einspritzimpulsbreite Ti wird durch Korrigieren der Grunde inspritz impulsbreite Tp mit Motorbetriebsvariablen erhalten. Eine beispielhafte Formel zum Berechnen der gewünschten Einspritzimpulsbreite ist wie folgt:

Ti = Tp χ (COEF) χ <*. χ Ka (2),

worin COEF ein Koeffidzient ist, der durch Addieren verschiedener Korrektur- oder Kompensationskoeffizienten, wie der Koeffizienten der Kühlmitteltemperatur, der vollen Drosselöffnungsstellung, der Motorlast usw., erhalten wird, ⁰^ ein Λ -Korrekturkoeffiζient (das Integral des Rückkopplungssignals des in einem Auspuffkanal vorgesehenen O_?-Fühlers) ist und Ka

ein Korrekturkoeffizient durch Lernen (nachfolgend mit Lernregelkoeffizient bezeichnet) ist. Koeffizienten, wie der Kühl" mitte I temperaturkoeffiζient und die Motorlast, werden durch Nachschlagetabellen in Übereinstimmung mit abgetasteten Informationen erhalten. Der Wert des Lernregelkoeffizienten Ka wird aus einer Ka-Tabelte in Übereinstimmung mit der Motorlast erhalten. Alle in der Ka-Tabelle gespeicherten Koeffizienten Ka werden anfänglich auf denselben Wert, d.h. die Zahl "1", eingestellt. Dies ist durch die Tatsache bedingt, daß das Brennstoff zuführsys tem so ausgebildet ist, daß es die am meisten geeignete Menge des Brennstoffs ohne den Koeffizienten Ka ergibt. Jedoch kann jedes Kraftfahrzeug nicht so hergestellt werden, daß es eine gewünschte Funktion, die zu denselben Ergebnissen führt, hat. Der Koeffizient Ka wird demgemäß durch eine Lernregelanordnung bei jedem Kraftfahrzeug, wenn dieses tatsächlich benutzt wird, aktualisiert. Das Wiederschreiben der Ka-Tabelle wird in Übereinstimmung mit verschiedenen Variablen, so dem Ausgangssignal des 0--Fühlers, der Motordrehzahl, der Motorlast usw., ausgeführt. Wenn in einer solchen Anordnung der aktualisierte Koeffizient Ka in Übereinstimmung mit einer geringen Abweichung eines Eingangssignals wiedergeschrieben wird, was beispielsweise durch eine Fehlfunktion eines Fühlers oder eine geringe Schwankung der Motordrehzahl oder der Motorlast verursacht wird, tritt eine Rege !.Schwankung in der Lernregelanordnung auf. Die geeignete Brennstoffmenge kann deshalb nicht dem Motor zugeführt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, die Rege I sehwankungen in einer Lernregelanordnung verhindernkann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der sind

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum

Regeln des Betriebs eines Verbrennungsmotors für ein
Kraftfahrzeug,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines in der Anordnung der Erfindung verwendeten Mikrocomputersystems,

Fig. 3a eine Darstellung einer Matrix zum Bestimmen des
stetigen Zustands des Motorbetriebs,

Fig. 3b eine Tabelle für Lernregelkoeffizienten,

Fig. 4a eine Darstellung der Ausgangsspannung eines
Op-Füh lers,

Fig. 4b eine Darstellung der Ausgangsspannung eines
Int egrators,

Fig. 5 eine Darstellung einer linearen Interpolation zum Lesen der Tabelle der Fig. 3b und

Fig. 6a und 6b Flußdiagramme des Betriebs einer Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 wird ein Verbrennungsmotor 1 für ein Kraftfahrzeug
mit Luft über einen Luftreiniger 2 , ein Ansaugrohr 2a und ein
Drosselventil 5 in einem Drosselkörper 3, gemischt mit von einem Injektor 4 eingespritzen Brennstoff gespeist. Ein katalytischer
Dreiweg-Konverter 6 und ein 0 -Fühler 16 sind in einem
Auspuffkanal 2b vorgesehen. Ein Auspuffgas rückführventi I (EGR) 7 ist in einem Auspuffgasrückführkanal 8 vorgesehen.

Brennstoff in einem Brennstofftank 9 wird dem Injektor 4 durch
eine Brennstoffpumpe 10 über ein Filter 13 und einen Druckregulator 11 zugeführt. Ein Elektromagnetventil 14 ist in einem
Bypass 12 um das Drosselventil 5 vorgesehen, um die Motordrehzahl im Leerlaufbetrieb zu regeln. Ein Luftmengenstromungsmesser 17 ist an dem Ansaugrohr 2a vorgesehen und ein Drosse Istel lungsfühler 18 ist an dem Drossel körper 3 vorgesehen. Ein Kühlmitteltemperaturfühler 19 ist an dem Motor angebracht. Ausgangssignale des Luftmengenströmungsmessers 17 und der Fühler 18 und 19
werden einem Mikrocomputer 15 zugeführt. Der Mikrocomputer 15

wird auch mit einem Kurbelwinkelsignal von einem Kurbelwinkelfühler 21, der an einem Verteiler 20 angebracht ist, und einem Startersignal von einem Starterschalter 23, der elektrischen Strom von einer Batterie 24 ein- und ausschaltet, gespeist. Die Anordnung ist des weiteren mit einem Injektorrelais 25 und einem Brennstoffpumpenre lais 26 zum Betätigen des Injektors 4 und der Brennstoffpumpe 10 versehen.

Gemäß Fig. 2 enthält der Mikrocomputer 15 eine Mikroprozessoreinheit 27, einen ROM 29, einen RAM 30, einen RAM 31 mit Sicherstellung, einen A/D-Umsetzer 32 und eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle 33. Ausgangssignale des O^-Fühlers 16, des Luftmengenstromungsmesser 17 und des OrosseIste I lungsfüh lers 18 werden in digitale Signale umgesetzt und der Mikroprozessoreinheit 27 über eine Sammelschiene 28 zugeführt. Andere Signale werden der Mikroprozessoreinheit 27 über die Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle 33 zugeführt. Der Mikroprozessor verarbeitet die Eingangssignale und führt den nachfolgend beschriebenen Vorgang a us .

Bei der Anordnung der Erfindung werden die Lernrege I koeffiζienten Ka, die in einer Ka-Tabelle gespeichert sind, mit Daten aktualisiert, die während des stetigen Zustands des Motorbetriebs berechnet werden. Deshalb ist es notwendig, den stetigen Zustand festzustellen. In der Anordnung wird der stetige Zustand durch Bereiche der Motorlast und der Motordrehzahl und die Andauer eines festgestellten Zustands bestimmt. Fig. 3a zeigt eine Matrix für die Bestimmung, die beispielsweise sechzehn Unterteilungen enthält, die durch fünf Reihenlinien und fünf Spa I ten I inien begrenzt sind. Größen der Motorlast werden an fünf Punkten LO bis L4 auf der X-Achse festgelegt und Größen der MotordrehzahI werden an fünf Punkten NO bis N4 auf der Y-Achse festgelegt. Die Motorlast wird somit in vier Bereiche, d.h. LO-Lt, L1-L2, L2-L3 und L3-L4 aufgeteilt. In gleicher Weise wird die Motordrehzahl in vier Bereiche aufgeteilt.

Andererseits ändert sich die Ausgangsspannung des O_?-Fühlers 16 zyklisch um eine Bezugsspannung entsprechend einem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-VerhäItnis, siehe Fig. 4a. Die Spannung wechselt zwischen hohen und niedrigen Werten entsprechend den fetten und mageren Luft/Brennstoff-Gemisehen. Wenn in der Anordnung die Ausgangsspannung <Rückkopp lungssigna I) des 0 -Fühlers während dreier Zyklen innerhalb einer der sechzehn Unterteilungen in der Matrix andauert, wird angenommen, daß sich der Motor im stetigen Zustand befindet.

Fig. 3b zeigt eine Ka-Tabelle zum Speichern der Lernregelkoeffizienten Ka, die in dem RAM 31 der Fig. 2 enthalten ist. Die Ka-Tabelle hat Adressen al, a2, a3 und a4, die den Motorlas tbe rei chen L0-L1, L1-L2, L2-L3 und L3-L4 entsprechen. Wie voranstehend ausgeführt worden ist, ist jeder in der Tabelle _; gespeicherte Wert "1" vor dem Fahren des Kraftfahrzeugs.

Nachfolgend wird die Berechnung der Injektionsimpu I sbreite (Ti in Formel (2)) beim Starten des Motors beschrieben. Da die Temperatur des Körpers des O_?-Fühlers 16 niedrig ist, ist die Ausgangsspannung des Ο-,-Fühlers sehr niedrig. In diesem Zustand ist die Anordnung in der Lage, "1" als Wert eines Korrekturkoeffizienten zu erzeugen. Auf diese Weise berechnet der Computer die Injektionsimpulsbreite Ti aus der Luftmengenströmung Q, der Motordrehzahl N, COEF, und Ka. Wenn der Motor warmgelaufen ist und der Cu-Fühler betätigt wird, wird ein Wert relativ zu dem Integral der Ausgangsspannung des 0 -Fühlers als Wert von A erzeugt. Der Computer hat insbesondere die Funktion eines Integrators, so daß die Ausgangsspannung des Op-Fühlers integriert wird. Fig. 4b zeigt die Ausgangsspannung des Integrators. Der Koeffizient A ist das arithmetische Mittel des Maximalwerts Imax und des Minimalwerts Imi η.

Wenn bei dem Lernvorgang der von einem vorbestimmten Bezugsbereich (Totzone) abweichende Wert A im stetigen Zustand des

-V-

Motorbetriebs festgestellt wird, wird die Ka-Tabelle mit einem Minimalwert (4A) aktualisiert, der in dem Computer erhalten werden kann. Ein Bit wird nämlich zu einem BCD (binär-kodiertdezima I)-Kode, der einen gespeicherten Datenwert darstellt, addiert oder von diesem subtrahiert. In der Anordnung ist ein gewünschter Wert A "1". Der Bezugsbereich ist demgemäß ein bestimmter Bereich mit Bezug auf den gewünschten Wert "1", beispielsweise ein Bereich von + 1% von "1".

Die Arbeitsweise der Anordnung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 6a und 6b beschrieben. Das Lernprogramm wird bei einem bestimmten Intervall, beispei I sweise 40 ms, gestartet. Beim ersten Betrieb des Motors und dem ersten Fahren des Kraftfahrzeugs wird die Motordrehzahl beim Schritt

101 festgestellt. Wenn die Motordrehzahl innerhalb des Bereichs zwischen NO und N4 liegt, geht das Programm zum Schritt 102 weiter. Wenn die Motordrehzahl außerhalb des Bereichs liegt, gibt das Programm die Routine beim Schritt 122 aus. Beim Schritt

102 wird die Stelle der Reihe der Matrix in Fig. 3a, in der die festgestellte Motordrehzahl enthalten ist, festgestellt und die Stelle wird in dem RAM 30 gespeichert. Danach geht das Programm zum Schritt 103, bei dem die Motorlast festgestellt wird. Wenn die Motorlast innerhalb des Bereichs zwischen LO und L4 liegt, geht das Programm zum Schritt 104 weiter. Wenn die Motorlast außerhalb des Bereichs liegt, gibt das Programm die Routine aus. Die Stelle der Spalte entsprechend der festgestellten Motorlast wird daraufhin in der Matrix festgestellt und die Stelle wird in dem RAM gespeichert. Die Stelle der Unterteilung entsprechend dem Motorbetriebszustand, der durch die Motordrehzahl und die Motorlast dargestellt ist, wird in der Matrix bestimmt, beispielsweise wird die Unterteilung D1 in Fig. 3a bestimmt. Das Programm geht weiter zum Schritt 105, wo die bestimmte Stelle der Unterteilung mit der Unterteilung verglichen wird, die beim letzten Lernen festgestellt worden ist. Da das Lernen jedoch zum ersten Mal stattfindet, kann der Vergleich nicht ausgeführt

werden und somit gibt das Programm die Routine über die Schritte 107 und 111 aus. Beim Schritt 107 wird die Stelle der Unterteilung in einem RAM gespeichert.

Beim Lernen nach dem ersten Lernen wird die festgestellte Stelle mit der zuletzt gespeicherten Stelle der Unterteilung beim Schritt 105 verglichen. Wenn die Stelle der Unterteilung in der Matrix dieselbe wie beim letzten Lernen ist_/ geht das Programm zum Schritt 106, bei dem die Ausgangsspannung des O_-Fühlers 16 festgestellt wird. Wenn sich die Spannung von fett nach mager und umgekehrt ändert, geht das Programm zum Schritt 108, andernfalls gibt das Programm die Routine aus. Beim Schritt 108 wird die Zahl der Zyklen der Ausgangsspannung durch einen Zähler gezählt. Wenn der Zähler bis drei aufwärts zählt, geht das Programm zum Schritt 110 vom Schritt 109. Wenn die Zählung nicht drei erreicht, gibt das Programm die Routine aus. Beim Schritt 110 wird der Zähler gelöscht und das Programm geht zum Schritt 112 weiter.

Wenn andererseits die Stelle der Unterteilung nicht dieselbe wie beim letzten Lernen ist, geht das Programm zum Schritt 107, bei dem die alten Daten der Stelle durch die neuen Daten ersetzt werden. Beim Schritt 111 wird der Zähler, der beim Schritt 108 beim letzten Lernen betätigt worden ist, gelöscht.

Beim Schritt 112 wird das arithmetische Mittel A eines Maximalwerts und eines Minimalwerts des Integrals der Ausgangsspannung des Op-Fühlers während dreier Zyklen der Ausgangswellenform berechnet und der Wert A wird in einem RAM gespeichert. Danach geht das Programm zum Schritt 113, bei dem die Adresse entsprechend der Stelle der Unterteilung festgestellt wird, beispeilsweise wird die Adresse a2 entsprechend der Unterteilung D1 festgestellt und in einem RAM gespeichert.

Das Programm geht danach zum Schritt 116, bei dem bestimmt wird, ob der berechnete, in dem RAM gespeicherte Wert A größer als

"1,01" ist. Wenn A größer als "1,01" ist, geht das Programm zum Schritt 117, bei dem die Minimumeinheit ΔΑ (ein Bit) zu dem LernregeLkoeffizienten Ka in der entsprechenden Adresse addiert wird. Wenn A kleiner als "1,01" ist, geht das Programm zum Schritt 118, bei dem bestimmt wird, ob A kleiner als "0,99" ist. Wenn A kleiner als "0,99" ist, wird die Minimumeinheit Δ Α von Ka beim Schritt 119 subtrahiert. Wenn A nicht kleiner als "0,99" ist, was bedeutet, daß A annähernd "1" ist, gibt das Programm die aktualisierte Routine aus. Somit hält der Aktualisierungsvorgang an, bis der Wert A zu "1" konvergiert.

Wenn die Einspritzimpulsbreite Ti berechnet wird, wird der Lernrege Ikoeffi ζ i ent Ka aus der Ka-Tabelle in Übereinstimmung mit dem Wert der Motorlast L ausgelesen. Die Werte von Ka werden jedoch in Last Intervallen gespeichert. Fig. 5 zeigt eine Interpolation der Ka-Tabelle. Bei Motorlasten X1, X2, X3 und X4 werden aktualisierte Werte Y3 und Y4 (als Koeffizient Ka) gespeichert. Jede der Lasten wird beim Mittelwert in jedem Lastbereich eingestellt. Wenn die festgestellte Motorlast nicht mit den eingestellten Lasten X1 bis X4 zusammenfällt, wird der Koeffizient Ka durch lineare Interpolation erhalten. Beispielsweise wird der Wert Y von Ka bei der Motorlast X durch die folgende Formel erhalten:

Y = ( (X-X3) / (X4-X3) ) χ (Y4-Y3) + Y3.

Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen sich auf Brennst οffeinspritzsysteme beziehen, kann die Erfindung bei anderen Rege I anordnungen als Brennstoffeinspritzsystemen angewendet werden.

Gemäß der Anordnung der Erfindung können Regelschwankungen der Anordnung verhindert werden, nur wenn ein Rückkopp lungssignaI von einem vorbestimmten Bereich (Totzone) abweicht. Der Motorbetrieb w i r d deshalb ohne Regelschwankungen der Anordnung in geeigneter Weise geregelt.

Claims

Patentanwälte · European Patent Attorneys 5/204 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha 7-2 Nishishiηjuku 1-chome, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan Patentansprüche

1.) Anordnung zum RegeLn eines Kraftfahrzeugmotors durch aktualisierte Daten, gekennzeichnet durch

eine Daten speichernde Tabelle,

erste Einrichtungen zum Feststellen des Betriebszustands des Motors und dem Erzeugen eines Rückkopplungssignals in Abhängigkeit von dem Zustand,

zweite Einrichtungen zum Bestimmen, daß der Motorbetrieb in einem Zustand ist, der zum Aktualisieren der in der Tabelle gespeicherten Datn geeignet ist, und zum Erzeugen eines Ausgangssignals,

dritte Einrichtungen zum Bestimmen, ob das Rückkopplungssignal einen vorbestimmten Bereich in bezug auf einen gewünschten Wert übersteigt, und zum Erzeugen eines bestimmten Signals und

vierte Einrichtungen, die auf das bestimmte Signal zum Erhöhen und Verringern.eines der Daten mit einem Wert anspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Einrichtungen Einrichtungen zum Bestimmen eines stetigen Zustands des Motorbetriebs für eine vorbestimmte Zeitdauer enthalten.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen einen Fühler zum Feststellen des Betriebszustands des Motors enthalten und daß das RückkopplungssignaL ein Wert in Beziehung zum Ausgangs signaI des Fühlers ist.