DE3590028T - Lernfähige Brennstoffeinspritz-Regelvorrichtung - Google Patents

Lernfähige Brennstoffeinspritz-Regelvorrichtung

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TERMEER-MU L L ER-S T ElNMEI ST ER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng, F. E. Müller Mauerkircherstr. ^5 D-8OOO MÜNCHEN 80 Mü/Ur/cb PCT/JP84/00024 Case 58501 Dipl.-lng. H. Steinmeister Artur-Ladebeck-Strasse 51 D-48OO BIELEFELD 1 23. September 1985 JAPAN ELECTRONIC CONTROL SYSTEM CO., LTD. 1671-1, Kasukawa-cho Isesaki-shi, Gunma 372/Japan Lernfähige Brennstoffeinspritz-Rege!vorrichtung Priorität: 24. Januar 1984, Japan, Nr. 59-0009443 (P) 24. Januar 1984, Japan, Nr. 59-0009445 (P) 24. Januar 1984, Japan, Nr. 59-0009446 (P) Patentansprüche
1.J Lernfähige Regelvorrichtung zur Regelung des Luft-Jrennstoff-Verhältnisses eines Luft-Brennstoff-Gemisches für einen Verbrennungsmotor mit elektronischer Einspritzung, gekennzeichnet durch - eine Einrichtung zur Ermittlung des Motorbetriebszustandes mit wenigstens
- einer ersten Meßeinrichtung (21) zur Messung der Durchflußmenge (Q) der zum Motor angesaugten Luft,
- einer zweiten Meßeinrichtung (31) zur Messung der Drehzahl (N) des Motors, und
- einer dritten Meßeinrichtung (26) zur Messung des mo-
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mentanen Luft-Brenstoff-Verhältnisses (λ) des vom Motor angesaugten Luft-Brennstoff-Geraisches durch Messung der Konzentration einer Abgaskomponente,
- eine Brennstoffeinspritzeinrichtung (25) zur Einspritzung bzw. Lieferung von Brennstoff zum Motor in Übereinstimmung mit einem sie öffnenden bzw. schließenden Steuerpulssignal (Cl),
- eine Basis-Brennstoffeinspritzmengen-Ermittlungseinrichtung (201) zur Ermittlung einer Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp) des zum Motor zu liefernden Brennstoffs auf der Grundlage der durch die erste Meßeinrichtung (21) ausgegebenen Durchflußmenge (Q) der in den Motor eingesaugten Luft und der durch die zweite Meßeinrichtung (31) gemessenen Drehzahl (N) des Motors, - eine wiederholt ladbare Speichereinrichtung (205), in der im voraus für jeden Motorbetriebszustandsbereich vorbestimmter Größe ein Lernkorrekturkoeffizient (do) zur Korrektur der Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp) gespeichert ist,
- eine Lernkorrekturkoeffizienten-Aufsucheinrichtung
(206) zum Aufsuchen des Lernkorrekturkoeffizienten (o(o) aus der ladbaren Speichereinrichtung (205) in Übereinstimmung mit dem momentan ermittelten Motorbetriebszustand,
- eine Rückkopplungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinrichtung (202) zur Vergrößerung oder Verkleinerung und Einstellung eines Rückkopplungskorrektureffizienten ( o( ) zur Korrektur der Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp), derart, daß das durch die dritte Meßeinrichtung (26) ausgegebene momentane Luft-Brennstoff-Verhältnis (λ) an ein voreingestelltes gewünschtes Luft-Brennstoff-Verhältnis (Kt) angeglichen wird,
- eine Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung
(207) zur Einstellung eines neuen Lernkorrekturkoeffizienten (o(o (neu)), der auf der Grundlage des durch die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinrich-
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tung (202) eingestellten Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (d) und des durch die Lernkorrekturkoeffizienten-Aufsucheinrichtung (206) in Übereinstimmung mit dem ermittelten Motorbetriebszustand aufgesuchten Lernkorrekturkoeffizienten (do) als Lernkorrekturkoeffizient (o(o) für den entsprechenden Motorbetriebszustandsbereich der ladbaren Speichereinrichtung (205) ermittelt wird,
- eine Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) zur Bestimmung des Lernfortschrittsgrads in jedem Motorbetriebszustandsbereich anhand der Frequenz (C) der Erneuerung des Lernkorrekturkoeffizienten durch die Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (207),
- eine Abschätzlernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (210) zur Ermittlung eines abgeschätzten Lernkorrekturkoeffizienten (o( ) für den Motorbetriebszustandbereich, für den durch die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) ein geringer Lernfortschrittsgrad festgestellt wurde, aus dem für diesen Motorbetriebszustandsbereich vorliegenden Lernkorrekturkoeffizienten (0(0) , der dazu in eine bestimmte Beziehung zu einem Lernkorrekturkoeffizienten (c( ο ) eines Motorbetriebszustandsbereichs gesetzt wird, für den durch die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) ein hoher Lernfortschrittsgrad festgestellt wurde, und zum Einsatz des abgeschätzten Lernkorrekturkoeffizienten (d. ) als Lernkorrekturkoeffizient (c( o) für den entsprechenden Motorbetriebszustandsbereich der ladbaren Speichereinrichtung (205),
- eine Brennstoffeinspritzmengen-Ermittlungseinrichtung (203) zur Korrektur der Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp) in Abhängigkeit des aufgesuchten oder nach Aufsuchung erneuerten Lernkorrekturkoeffizienten (0(0 ) sowie in Abhängigkeit des durch die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinrichtung (202) eingestellten Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (o() , und zur Ermittlung der Brennstoffeinspritzmenge (Ti) auf der
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Grundlage dieses korrigierten Werts, und durch - eine Steuerpulssignal-Ausgabeeinrichtung (204) zur Ausgabe eines der ermittelten Brennstoffeinspritzmenge (Ti) entsprechenden Steuerpulssignals (Cl) an die Brennstoffeinspritzeinrichtung (25).
2. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die wiederholt ladbare Speichereinrichtung (205) eine Einrichtung zur Speicherung des Lernkorrekturkoeffizienten (o(o ) ist, der für jeden bestimmten Bereich durch die Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp) und die Motordrehzahl (N) bestimmt ist.
3. . Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Meßeinrichtung (26) einen 0,,-Sensor zur Messung der 0„-Konzentration des Motorabgases und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Ausgangsspannung des 0_-Sensors mit einer vorbestimmten Grenzpegelspannung (SL) besitzt.
4. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch ], dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Ermittlung des Motorbetriebszustands weiterhin eine vierte Detektoreinrichtung zur Ermittlung eines stationären Motorbetriebszustands besitzt, und daß die Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (207) dann in Betrieb setzbar ist, wenn sich der Motor in einem stationären Betriebszustand befindet.
5. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die vierte Detektoreinrichtung einen Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsmesser (35), eine Einrichtung (33) zur Ermittlung der neutralen Stellung eines Getriebes und eine Einrichtung
(34) zur Ermittlung des Öffnungsgrads einer in einem Einlaßkanal des Motors angeordneten Drosselklappe umfaßt, und
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daß ein stationärer Motorbetriebszustand dann als vorliegend angenommen wird, wenn sich die konstante Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der neutralen Stellung des Getriebes verschiedene Gangstufe und der konstante Öffnungsgrad der Drosselklappe über eine vorbestimmte Zeit nicht ändern.
6. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die vierte Detektoreinrichtung feststellbar ist, ob die durch die zweite Meßeinrichtung (31) gelieferte Drehzahl (N) des Motors und die durch die Basis-Brennstoffeinspritzmengen-Ermittlungseinrichtung (201) ermittelte Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp) für eine vorbestimmte Zeit innerhalb eines bestimmten Motorbetriebszustandsbereichs der ladbaren Speichereinrichtung (205) liegen.
7. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Meßeinrichtung (26) einen 0„-Sensor zur Messung der 0„-Konzentration des Motorabgases und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Ausgangsspannung des 0„-Sensors mit einer vorbestimmten Grenzpegelspannung (SL) besitzt, durch die vierte Detektoreinrichtung feststellbar ist, ob die durch die zweite Meßeinrichtung (31) gelieferte Drehzahl
(N) des Motors und die durch die Basis-Brennstoffeinspritzmengen-Ermittlungseinrichtung (201) ermittelte Basis-Brennstoff einspritzmenge (Tp) für eine vorbestimmte Zeit innerhalb eines bestimmten Motorbetriebszustandsbereichs liegen, und daß die vorbestimmte Zeit durch die Frequenz der Umkehrungen des auf- und absteigenden Ausgangssignals des 0„-Sensors gezählt bzw. bestimmt wird.
8. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Basis-Brennstoffeinspritzmengen-Ermittlungseinrichtung (201) die Basis-Brennstoff einspritzmenge (Tp) entsprechend der Glei-
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chung Tp = K · Q/N berechnet, wobei K eine Konstante ist.
9. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Brennstoffeinspritzmengen-Ermittlungseinrichtung (203) die Brennstoffeinspritzmenge (Ti) nach folgender Gleichung berechnet:
Ti = Tp χ COEF χ o(o χ o( +Ts,
wobei COEF eine Funktion verschiedener Korrekturkoeffizien ten zur Erhöhung der Brennstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Motorbetriebszustand und Ts ein Korrektur wert ist, der von Schwankungen der Versorgungsspannung abhängt.
10. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinrichtung (202) der Rückkopplungskorrekturkoeffizient (o() wenigstens durch Erhöhung oder Verminderung der Integrationskomponente einstellbar ist.
11. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (207) die Erneuerung des bzw. Bildung eines erneuerten Lernkorrekturkoeffizienten gemäß der Gleichung
d ο (neu) «· do +Ad/M
durchführbar ist, wobei Δο( die Abweichung zwischen dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (d, ) und einem Standardwert (dl) und M eine Konstante sind. 35
12. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da-
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durch gekennzeichnet , daß durch die Abschätz lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (210) der Lernkorrekturkoeffizient (o(o) für den Betriebszustandsbereich mit geringem Lernfortschrittsgrad durch Interpolation der Lernkorrekturkoeffizienten (o(o) einer Mehrzahl von Betriebszustandsbereichen mit hohem Lernfortschrittsgrad ermittelbar ist, die in der Nachbarschaft des Betriebszustandsbereichs mit kleinem Lernfortschrittsgrad liegen, wobei der Lernfortschrittsgrad durch die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) feststellbar ist.
13. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,daß die Abschätzlernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (210) eine Bereichsaufsucheinrichtung (210a) zum Aufsuchen anderer Betriebszustandsbereiche mit der gleichen Basis-Brennstoff einspritzmenge (Tp) wie die Basis-Brennstoffeinspritzmenge (Tp) des Betriebszustandsbereichs besitzt, in dem der Lernkorrekturkoeffizient (o(o) durch die Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (207) korrigiert worden ist, und daß sie eine Abschätzerneuerungseinrichtung (210b) zum Einsetzen des Lernkorrekturkoeffizienten (do) des erneuerten Betriebszustandsbereichs als Lernkorrekturkoeffizienten des Betriebszustandsbereichs umfaßt, für den aus den aufgesuchten Betriebszustandsbereichen durch die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) entschieden worden ist, daß er einen geringen Lernfortschrittsgrad besitzt.
14. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschätzlernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (210) eine Betriebsaufsucheinrichtung (210a) zum Aufsuchen anderer Betriebszustandsbereiche mit der gleichen eingeleiteten Luftdurchflußmenge (Q) wie die durch die erste Meßeinrichtung
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(21) gemessene Luftdurchflußmenge (Q) in dem Betriebszustandsbereich besitzt, in dem der Lernkorrekturkoeffzient (do) durch die Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (207) korrigiert worden ist, und daß sie eine Ab-Schätzerneuerungseinrichtung (210b) zum Einsetzen des Lernkorrekturkoeffizienten (do ) des erneuerten Betriebszustandsbereichs als Lernkorrekturkoeffizienten des Betriebszustandsbereichs umfaßt, für den aus den aufgesuchten Betriebszustandsbereichen durch die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) entschieden worden ist, daß er einen geringen Lernfortschrittsgrad besitzt.
15. Lernfähige Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13 udn 14, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) der Lernfortschrittsgrad durch Vergleich der Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungsfrequenz (C) mit einem vorbestimmten Wert (Cl) bestimmbar ist.
16. Lernfähige Regelvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der vorbestimmte Wert (Cl) der Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungsfrequenz arithmetisch als bzw. auf der Grundlage des Mittelwerts der Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungsfrequen- zen (C) aller Betriebszustandsbereiche bestimmbar ist.
17. Lernfähige Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Lernfortschrittsgrad-Entscheidungseinrichtung (209) eine Vergleichseinrichtung (209a) zum Vergleich des Lernfortschrittsgrads in dem durch die Lernkorrekturkoeffizienten-Erneuerungseinrichtung (207) erneuerten Betriebszustandsbereich mit dem Lernfortschrittsgrad in den anderen Betriebszustandsbereichen besitzt.
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