DE3627308A1

DE3627308A1 - Elektronisch gesteuertes gemischbildungssystem

Info

Publication number: DE3627308A1
Application number: DE19863627308
Authority: DE
Inventors: Manfred Henning; Guenter Gilz
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-02-18
Also published as: EP0259544A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Gemischbildungssystem für Brenn kraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Verfahren und Gemischbildungssysteme bekannt, bei denen die für Beschleuni gungsfälle erforderliche Gemischzusammensetzung auf einen Wert eingestellt wird, der gutes Fahrverhalten und vertretbare Abgas- und Schadstoffemissionswerte sicherstellt.

Aus der DE-OS 30 42 246 ist ein elektronisch gesteuertes Brennstoff-Zumeßsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Beschleunigungskorrektur durch Multi plikation einer Grundeinspritzzeit mit drehzahl-, last- und temperaturabhängigen Kor rekturwerten erfolgt, wenn der aktuelle Quotient aus Luftdurchsatz zu Drehzahl gegenüber dem vorhergehenden einen größeren Betrag aufweist, wobei die Korrektur werte in Abhängigkeit des Differenzbetrages und der Drehzahl aus wenigstens einem Kennfeld entnommen werden.

Insbesondere bei der Bestimmung der Last- oder Leistungsabgabe aus Signalen träg heitsarmer Sensoren, wie Hitzdraht, Wirbelzähler, Druckmesser, wobei die Signale in elektronischen Signalerzeugerstufen (Steuergeräten) verarbeitet werden, ergeben sich für dieses Zumeßsystem jedoch Nachteile für den Fall zu plötzlicher Leistungsforde rung, da sich die Signale sofort mit einem Sprung ändern, so daß eine Beschleunigungs korrektur nur kurzzeitig wirksam sein kann.

Es kann gefolgert werden, daß die Korrektur nur über eine kurzzeitige überhöhte Brennstoffmehrmenge erreichbar ist, die einer feinfühligen Korrektur entgegensteht und sogenannte CO-Spitzen, die bei Abgasmessungen auffallen, bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gattungsgemäßen Gemischbildungssy stems, mit dem die beschriebenen Nachteile überwunden und eine länger wirksame, über die Zeit bei der eine Differenz der Signalwerte vorliegt, hinausgehende Beschleu nigungskorrektur erreicht werden kann.

Darüber hinaus sollte eine feinere Abstimmung der bei Beschleunigung oder Verzöge rung zuzugebenden Brennstoffmenge erreichbar sein.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Gemischbildungssystem durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 genannten, kennzeichnenden Merkmale gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung als Unteransprüche genannt sind.

Durch die Erfindung ist das der Brennkraftmaschine zuzuführende Brenngemisch auch bei Beschleunigungs- und Verzögerungsfällen auf einen Wert einzustellen, der eine gute Fahrbarkeit und niedrigsten Schadstoffanteil im Abgas sicherstellt. Die Erfindung ist durch Einsatz einer Rechnersteuerung per Software billig zu realisieren.

Es ergeben sich die Vorteile:
Vieldimensionale Korrektur ermöglicht exakte Gemischzusammensetzung über das ge samte motorspezifische Kennfeld;
geringere Brennstoffablagerung im Ansaugrohr und geringerer Schadstoffausstoß.

Weitere Vorteile werden in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele hervorgehoben, die anhand der Zeichnung nachfolgend beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 ein elektronisches Gemischbildungssystem basierend auf einer Zentralein spritzung.

Fig. 2 + 3 Blockschaltbilder.

Fig. 4 Diagramme.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes elektronisch gesteuertes Gemischbildungssystem für einen Motor 1, mit einem Luftansaugkanal 2 mit willkürlich betätigbarer Drosselklappe 3 und stromauf davon angeordnetem Einspritzventil 4, das nach Maßgabe der angesaugten Luftmenge und anderer Faktoren durch elektrische Zußmeßsignale einer Signalerzeu gerstufe 5 (Steuergerät) betätigt wird und ein für den Motorbetrieb geeignetes Brenn stoff-Luftgemisch sicherstellt.

Die Signalerzeugerstufe 5 ist mit den Signalen diverser Betriebsparameter anzeigender, nicht dargestellter Sensoren beaufschlagt.

Die der Bildung des Zumeßsignals zugrundeliegende angesaugte Luftmenge kann direkt durch Stauklappe, Hitzdraht, Wirbelzähler usw. oder indirekt aus mit Betriebsparame tern adressierten Kennfeldspeichern ermittelt werden, letzteres über Drosselklappen winkel bzw. Motordrehzahl und Druck im Luftansaugkanal 2 stromab der Drosselklappe 3.

Es wurde erkannt, daß der Luftansaugkanal 2 durch Wandniederschlag und Rückpulsation in jedem Betriebspunkt eine andere Brennstoffmenge speichert, wodurch bei Änderung des Betriebspunktes eine kurzzeitige Abmagerung oder Anfettung des Brenngemischs erfolgt, deren Zeitdauer dem Unterschied der für die jeweiligen Be triebspunkte vorliegenden Speichermengen entspricht, die im übrigen von der Motor temperatur abhängig sind. Während dieser Zeitdauer verringert sich der Unterschied jedoch stetig, was bei der angestrebten Korrektur der Brenngemischzusammensetzung berücksichtigt werden muß.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, durch eine noch später zu beschreibende Ein richtung der Zumeßsignalstufe 5 (Steuergerät), den direkt oder indirekt ermittelten, die angesaugte Luftmenge angebenden Signalwert nach einer aus der Regelungstechnik (Dubbel, Taschenbuch für den Mdaschinenbau, 15. Auflage, Seite 1270) bekannten PT₁- oder e-Funktion mit vorgebbarer Zeitkonstante zu verzögern, wenn dieser Signalwert eine Last- oder Leistungsänderung anzeigt, den verzögerten Wert vom aktuellen Signalwert zu subtrahieren, das Subtraktionsergebnis mit einer Konstanten zu multiplizieren zu einem dimensionslosen Beschleunigungs-Verzögerungs-Korrekturwert und diesen Korrekturwert mit dem wenigstens in bezug auf Beschleunigung oder Verzögerung unkorrigierten, auf der Basis des aktuellen Signalwerts gebildeten Zumeßsignals zu addieren bzw. zu multiplizieren.

Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungen dieser näher zu beschreibenden Einrichtung der Zumeßsignalstufe 5 (Steuergerät), im Blockschaltbild dargestellt, als Hardware-Lösung oder, im Falle einer Rechnersteuerung, auch als Software-Lösung.

Der die Luftmenge angebende Signalwert wird in Fig. 2 über einen Abzweigstrang 6 einem Verzögerungsglied 7 zugeführt, in dem ein sich ändernder Signalwert nach einer angenäherten e-Funktion zeitlich verzögert dem geänderten Signalwert nachgeführt wird. Während dieser Nachführzeit wird der Ausgangswert des Verzögerungsgliedes 7 vom aktuellen Signalwert in einem Subtraktionsglied 8 abgezogen und das Ergebnis in einem Multiplizierglied 9 mit einer Konstanten multipliziert zu einem dimensionslosen Korrekturwert. In einem Addier- oder Multiplizierglied 10 wird dieser Korrekturwert mit dem aus dem aktuellen Signalwert gebildeten Zumeßsignal addiert oder multipli ziert zu einem in bezug auf Beschleunigung oder Verzögerung korrigierten Zumeß signal, das dem Einspritzventil zugeführt wird.

Fig. 3 zeigt vorteilhafte Weiterbildungen der Einrichtung nach Fig. 2, bei der nach dem Multiplizierglied 9 ein weiteres Multiplizierglied 11 eingefügt ist, in dem der dimensionslose Wert mit einem Korrekturfaktor multipliziert wird, bevor er dem Addier- bzw. Multiplizierglied 10 zugeführt wird.

Ein Bewertungsglied 12 entscheidet nach Vorzeichen oder Größe des im Subtraktions glied vorliegenden Ergebnisses, ob Beschleunigung oder Verzögerung vorliegt, so daß Schaltglieder 13, 14 die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 7 und den Korrektur faktor des Multipliziergliedes 11 auswählen können.

Zeitkonstanten und Korrekturfaktoren werden aus für Beschleunigung und Verzögerung vorgesehene Kennfeldspeicher 15, 16, 17, 18 entnommen, die mit dem aktuellen, die Luftmenge angebenden Signalwert oder den aktuellen Betriebsparametersignalen adressiert sind.

Zeitkonstante und Korrekturfaktor für Beschleunigung werden in Multiplikationsglie dern 19, 20 mit Faktoren multipliziert, die jeweils mit der Motortemperatur adressier ten Tabellenspeichern 21, 22 entnommen sind.

Fig. 4 zeigt in Diagrammen über der Zeitachse harmonisierte Signalkennlinien für eine Beschleunigung
a) für den aktuellen Signalwert Luftmenge
b) für den verzögerten Signalwert
c) für das Subtraktionsergebnis
d) für das Zumeßsignal,
wobei die schraffierte Fläche der eine Brenngemisch-Anfet tung bewirkenden Brennstoffmehrmenge entspricht.

Entsprechend den Signalkennlinien für Beschleunigung ergeben sich die Signalkennlinien bei einer Verzögerung, jedoch in umgekehrter Richtung, so daß das Zumeßsignal auf einen geringeren Wert korrigiert wird.

Die Bildung des Zumeßsignals erfolgt üblicherweise mit einer festgelegten Frequenz für das Gemischbildungssystem nach Fig. 1 und für Gemischbildungssysteme mit Beeinflussung der Gemischzusammensetzung durch ein Stellglied eines Vergasers oder mit einer von der Motordrehzahl abhängigen Frequenz, insbesondere für Gemischbildungssysteme mit mehreren Einspritzventilen.

Claims

1. Elektronisch gesteuertes Gemischbildungssystem für Brennkraftmaschinen mit wenig stens für den Beschleunigungsfall korrigiertem Zumeßsignal einer Signalerzeugerstufe (Steuergerät), in der wenigstens ein die Leistungsabgabe bestimmender Betriebspara meter- oder Kennfeldwert für Luftdurchsatz, Brennstoffdurchsatz oder Ansaugdruck verarbeitet wird, gekennzeichnet durch

a) Verzögerung des einer Last- oder Leistungsänderung folgenden Betriebsparameter- oder Kennfeldwertes nach einer PT₁- oder e-Funktion mit vorgebbarer Zeitkonstante in einem Verzögerungsglied (7),
b) Subtraktion des verzögerten Wertes vom aktuellen Betriebsparameter - oder Kenn feldwert in einem Subtraktionsglied (8),
c) Multiplikation des Subtraktionsergebnisses mit einer Konstanten zu einem dimen sionslosen Beschleunigungs- oder Verzögerungskorrekturwert in einem Multiplika tionsglied (9),
d) Addition bzw. Multiplikation des Korrekturwertes mit dem wenigstens in bezug auf Beschleunigung oder Verzögerung unkorrigierten Zumeßsignal in einem Addier- bzw. Multiplizierglied (10).

2. Gemischbildungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch

a) Verzögerung des einer Last- oder Leistungsänderung folgenden Betriebsparameter oder Kennfeldwertes nach einer PT₁- oder e-Funktion mit vorgebbarer Zeitkon stante in einem Verzögerungsglied (7),
b) Subtraktion des verzögerten Wertes vom aktuellen Betriebsparameter- oder Kenn feldwert in einem Subtraktionsglied (8),
c) Multiplikation des Subtraktionsergebnisses mit einer Konstanten zu einem dimen sionslosen Zahlenwert in einem Multiplikationsglied (9),
d) Multiplikation des Zahlenwertes mit einem vorgegebenen Korrekturfaktor zu einem Beschleunigungs- oder Verzögerungskorrekturwert in einem Multiplikationsglied (11),
e) Addition bzw. Multiplikation des Korrekturwertes mit dem wenigstens in bezug auf Beschleunigung oder Verzögerung unkorrigierten Zumeßsignal in einem Addier- bzw. Multiplizierglied (10).

3. Gemischbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter a) vollzogene Verzögerung mit für Beschleunigung und Verzögerung vorgegebenen Zeit konstanten erfolgt.

4. Gemischbildungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der Zeitkonstanten abhängig vom aktuellen Betriebsparameter- oder Kennfeldwert erfolgt.

5. Gemischbildungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Zeitkonstanten mit von der Motortemperatur abhängigem Faktor multipliziert wird.

6. Gemischbildungssystem nach Anspruch 2 oder einem der auf diesen bezogenen An sprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter d) vollzogene Multiplikation mit für Beschleunigung und Verzögerung vorgegebenen Korrekturfaktoren erfolgt.

7. Gemischbildungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswah¹ der Korrekturfaktoren abhängig vom aktuellen Betriebsparameter- oder Kennfeldwert er folgt.

8. Gemischbildungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Korrekturfaktoren mit von der Motortemperatur abhängigem Faktor multipliziert wird.

9. Gemischbildungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zuleitung des Zumeßsignals an ein oder mehrere Einspritzventile oder ein die Gemisch zusammensetzung beeinflussendes Stellglied eines Vergasers.