DE3638564A1 - Motorsteuerungssystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur optimalen Steuerung
des Betriebs einer Brennkraftmaschine durch Steuerung des
Nettoflusses der Einlaßluft, die von der Maschine angesaugt
wird oder der Ladeeffizienz von Einlaßluft.
In Fig. 9 ist ein herkömmliches Benzineinspritzsystem für
eine Brennkraftmaschine gezeigt, das einen Luftströmungssensor
(im folgenden AFS genannt) aufweist, der die Strömungsrate
von angesaugter Luft zur Maschine detektieren kann. Das
in Fig. 9 gezeigte Benzineinspritzsystem umfaßt einen Luftfilter
1, ein Hitzdrahtanemometer als AFS 2, eine Drosselklappe
3, zur Steuerung der Ansaugluft-Rate der Maschine,
einen Druckausgleichsbehälter 4, einen Einlaßkrümmer 5, ein
Einlaßventil 6, das von einer (nicht gezeigten) Nockenwelle
betätigbar ist und zwar über Zwischenschaltung eines
Ventilbetätigungsmechanismus (nicht gezeigt), eine
Vielzahl von Maschinenzylindern 7, von denen nur einer
der Einfachheit halber gezeigt ist, eine Einspritzdüse 8,
für jeden Zylinder 7 und eine Steuereinheit 9 (im folgenden
ECU genannt) zum Steuern der von jeder Einspritzdüse
8 eingespritzten Benzinmenge für jeden Zylinder 7 in einem
entsprechenden Verhältnis zur einströmenden Flußmenge,
die vom jeweiligen Zylinder 7 angesaugt wird, so daß
ein vorbestimmtes Luft-Brennstoffverhältnis sichergestellt
ist. Die ECU 9 ist so ausgebildet, daß sie die
Menge an eingespritztem Treibstoff für die jeweiligen
Einspritzdüsen 8 auf der Basis von Steuersignalen vom AFS
2, einem Kurbelwellenwinkelfühler 10 zum Feststellen
des Drehwinkels der Kurbelwelle (nicht gezeigt), einem
Starterschalter 11 und einem Temperatursensor 12 bestimmt,
der die Temperatur des Motorkühlmittels detektiert.
Darüber hinaus bestimmt die ECU 9 auch die Pulsbreite
eines elektrischen Pulssignals für jede Einspritzdüse
8 in Synchronisation mit einem Signal, das vom
Kurbelwellenwinkelfühler 10 kommt. Hierbei kann der
Kurbelwellenwinkelfühler 10 in bekannter Art ausgebildet
sein, wobei dieser Sensor ein Rechtecksignal ausgibt,
das beim oberen Totpunkt (im folgenden TDC genannt)
abfällt und beim unteren Totpunkt (im folgenden BDC genannt)
bei der Maschinendrehung ansteigt.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm zur genaueren Erklärung
der Wirkungsweise der ECU 9. Gemäß dieser Abbildung umfaßt
die ECU 9 einen Drehzahldetektierabschnitt 9 a, zur
Feststellung der Maschinendrehzahl durch Messung eines
Zyklus von Rechtecksignalen zwischen aufeinanderfolgenden
TDC′s; einen Detektierabschnitt 9 b zum Feststellen
der mittleren Luftansaugmenge, um die Ausgangssignale
des AFS 2 zwischen aufeinanderfolgenden TDC′s des betreffenden
Rechtecksignals aus dem Kurbelwellenwinkelsensor
10 zu ermitteln; eine Recheneinheit 9 c zur Feststellung
einer Basis-Pulsbreite über die Teilung einer
mittleren Luftströmungsrate, die als Ausgang aus dem Detektierabschnitt
9 b für die mittlere Luftansaugmenge
kommt, wobei die mittlere Luftansaugmenge durch das Ausgangsergebnis
des Drehzahldetektierabschnittes 9 a dividiert
wird; eine Korrekturschaltung 9 d für den Aufwärmvorgang,
die so ausgebildet ist, daß sie einen Korrekturkoeffizienten
entsprechend der Kühlmitteltemperatur
(festgestellt durch den Temperatursensor 12) zum Korrigieren
der Basispulsbreite abgibt, der von der Recheneinheit
9 c für die Basispulsbreite abgegeben wird, wobei
der Korrekturkoeffizient damit addiert bzw. multipliziert
wird, so daß man eine optimale Einspritzpulsbreite
bekommt; eine Recheneinheit 9 f für die Startpulsbreite,
zur Bestimmung einer geeigneten Startpulsbreite,
abhängig von der festgestellten Temperatur des Motorenkühlmittels;
einen Schalter 9 g, um entweder die Einspritzpulsbreite
oder die Startpulsbreite abhängig von einem
Ausgangssignal des Starterschalters 11 auszuwählen, der
den Startzeitpunkt der Maschine detektieren kann; und
einen Zeitschalter 9 h, der derart ausgebildet ist, daß
die Einspritzpulsbreite oder die Starterpulsbreite (je
nachdem welcher ausgewählt ist) in Form eines Monoflop-
Pulses bei Abfall (TDC) des Ausgangssignals des Kurbelwellenwinkelfühlers
10 abgegeben wird, wodurch die Einspritzdüsen
8 über die Einspritztreiberschaltug 9 i betätigt
werden.
Bekanntermaßen ist die Grundmenge von Treibstoff, der
von jeder der Einspritzdüsen 8 eingespritzt wird, proportional
der in jeden der Zylinder 7 pro Umdrehung der
Maschine angesaugten Luftmenge (oder der Ladeeffizienz
der Einlaßluft). Im folgenden wird anhand der Fig. 11
ein Verfahren für den rechnerischen Festlegungsvorgang
für die Basistreibstoffmenge beschrieben, die von jeder
Einspritzdüse 8 eingespritzt wird.
Wie in Fig. 11a gezeigt, kommt vom Kurbelwellenwinkelsensor
10 ein Rechtecksignal, dessen abfallende Flanken
mit den TDC's und dessen ansteigende Flanken mit den
BDC's über einstimmen, wobei das Intervall zwischen zwei
TDC's einem Kurbelwellenwinkel von 180° entspricht. In
Fig. 11b ist die Änderung der Flußrate von einströmender
Luft bei Beschleunigung der Maschine gezeigt, wobei die
durchgezogene Kurve A dem Ausgangssignal des AFS 2 entspricht,
die strichpunktierte Linie B dem Ausgangssignal
des Detektierabschnittes für die mittlere Luftansaugmenge
9 b, die den Mittelwert des AFS-Signals A zwischen aufeinanderfolgenden
TDC's darstellt und auf deren Basis
die richtige Menge von einzuspritzendem Treibstoff berechnet
wird. Die unterbrochene (strichlierte) Kurve C
zeigt ein Unterdrucksignal, das den Unterdruck im Einlaßkrümmer
5 darstellt, der etwa der Nettoflußrate von
Luft entspricht, die tatsächlich in den betreffenden Zylinder
7 angesaugt wird.
Aus Fig. 11 kann man sehen, daß während der Übergangsphasen
der Maschine, z. B. beim Beschleunigen die Flußrate
der Luft (Kurve A), die durch den AFS 2 gemessen
wird, wesentlich größer als die Nettoflußrate der Luft
(Kurve C) wird, die tatsächlich in den betreffenden Zylinder
7 gesaugt wird. Dies rührt daher, daß die Flußrate,
die vom AFS 2 gemessen wird, zusätzlich zur Flußrate
von Luft, die dem jeweiligen Zylinder 7 zugeführt
wird, die Flußrate an Luft umfaßt, welche in diejenigen
Abschnitte des Ansaugdurchlasses geladen wird, die unterhalb
bzw. nach der Drosselklappe 3 angeordnet sind, wobei
diese Abschnitte den Ausgleichsbehälter 4 und den
Einlaßkrümmer 5 umfassen. Ein solcher Unterschied wird
dann merkbar, wenn die Einlaßanordnung eine Auslegung
hat, bei der das Volumen des ansaugenden Zylinders 7
groß ist im Verhältnis zum Volumen des Ausgleichsbehälters
4.
Die Fig. 11c bis 11f zeigen Einspritzpulse, wenn Benzin
simultan in die betreffenden Zylinder 7 über die betreffenden
Einspritzdüsen 8 in einen Vierzylindermotor eingespritzt
wird, wobei die durchgezogenen Linien Pulse
darstellen, die auf der Nettoflußrate von tatsächlich in
den betreffenden Zylinder 7 angesaugter Luft basieren
und wobei die unterbrochenen Linien Pulse darstellen,
die auf derjenigen Flußrate von Luft basieren, die an
die Flußrate von Luft gekoppelt sind, wenn das Drosselventil
3 ganz geöffnet ist. In dieser Art werden die
überschüssigen Beträge an Pulsbreiten direkt über die
Flußrate von Einlaßluft (Kurve A), gemessen durch den
AFS, unterdrückt.
Mit der oben beschriebenen herkömmlichen Benzineinspritzsteuerung
vom Typ L Jetronic wird die Flußrate
von angesaugter Luft, die durch den AFS 2 gemessen und
durch die Drehzahl dividiert wird, als Basis für die
Benzineinspritzmenge verwendet, so daß im Übergangszustand
der Maschine, wie z. B. bei deren Beschleunigung,
eine Steuerung der Maschine in Übereinstimmung mit der
Nettoflußrate von tatsächlich in den betreffenden Zylinder
7 angesaugter Luft schwierig ist.
Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bzw.
ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß eine exaktere Benzineinspritzsteuerung
erreicht wird, als dies bisher möglich war.
Insbesondere dreht es sich darum, ein System aufzuzeigen,
um die Nettoflußrate der tatsächlich angesaugten Luft
präzis zu bestimmen, so daß man die Maschinensteuerung
in exakter Übereinstimmung mit der Nettoflußrate auch
während der Übergangphasen der Maschinen (Lastwechsel)
exakter beherrschbar macht.
Diese Aufgabe wird durch ein Motoren-Steuerungssystem
gelöst, das folgende Merkmale umfaßt:
Einen Luft-Strömungssensor, zum Feststellen der Strömungsrate
von eingelassener Luft, die von der Maschine
angesaugt wird;
einen Sensor zur Feststellung der Maschinenumdrehungen;
Mittel zur Feststellung der mittleren Flußrate der eingelassenen Luft durch Abtasten der Flußrate von Einlaßluft, die vom Strömungssensor detektiert wird, bei dem Zyklus, der durch den Maschinendrehzahlsensor festgestellt wird; und
Mittel zum Feststellen der Nettoflußrate von eingelassener Luft, die tatsächlich von der Maschine angesaugt wird, als Parameter, der die (Maschinen-) Last auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die festzustellende Nettoflußrate von Einlaßluft über die Nettoflußrate von vorher festgestellter Einlaßluft unter Verwendung des spezifischen Volumens eines Einlaßdurchlasses unterhalb eines Drosselventiles, des Kompressionsverhältnisses, des Hubraumes der Maschine, der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch eine Detektiereinheit für die mittlere Luftansaugmenge und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch einen Drehzahldetektiersensor festgestellt wird.
einen Sensor zur Feststellung der Maschinenumdrehungen;
Mittel zur Feststellung der mittleren Flußrate der eingelassenen Luft durch Abtasten der Flußrate von Einlaßluft, die vom Strömungssensor detektiert wird, bei dem Zyklus, der durch den Maschinendrehzahlsensor festgestellt wird; und
Mittel zum Feststellen der Nettoflußrate von eingelassener Luft, die tatsächlich von der Maschine angesaugt wird, als Parameter, der die (Maschinen-) Last auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die festzustellende Nettoflußrate von Einlaßluft über die Nettoflußrate von vorher festgestellter Einlaßluft unter Verwendung des spezifischen Volumens eines Einlaßdurchlasses unterhalb eines Drosselventiles, des Kompressionsverhältnisses, des Hubraumes der Maschine, der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch eine Detektiereinheit für die mittlere Luftansaugmenge und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch einen Drehzahldetektiersensor festgestellt wird.
Vorzugsweise wird die folgende Formel verwendet:
Hierin bedeuten: Vs das Volumen des Ansaugdurchlasses
unterhalb der Drosselklappe, Vh Hubraum, ε Kompressionsverhältnis,
A(n) mittlere Flußrate von Ansaugluft, T(n)
Maschinendrehzyklus, E(n) festzustellende Nettoflußrate
von Einlaßluft, E(n-1) Nettoflußrate von Einlaßluft beim
vorherigen Zyklus.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
durch welche die oben genannte Aufgabe gelöst
wird, umfaßt das System:
Einen Luftströmungssensor zum Feststellen der Strömungsrate
von Luft, die von der Maschine angesaugt wird;
einen Sensor zum Feststellen des Zyklus der Maschinenumdrehung;
Mittel zur Feststellung der mittleren Flußrate von Einlaßluft
durch Abtasten der Flußrate von eingelassener
Luft, die vom Strömungssensor detektiert wird, beim
Zyklus, der durch den Maschinen-Drehzyklussensor festgestellt
wird;
Mittel zum Feststellen der Nettoflußrate von Einlaßluft,
die tatsächlich in die Maschine gesaugt wird, als Parameter,
der die Maschinenlast darstellt und zwar auf der
Basis einer vorbestimmten Formel, in der die Nettoflußrate
von zu bestimmender Einlaßluft über die Nettoflußrate
von vorher festgestellter Einlaßluft unter Verwendung
des spezifischen Volumens des unterhalb eines Drosselventiles
liegenden Einlaßdurchlasses, des Kompressionsverhältnisses,
des Hubraums der Maschine, der mittleren
Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch eine Detektiereinheit
für die mittlere Luftansaugmenge und den
Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch
einen Drehzahldetektiersensor festgestellt wird;
Mittel zum Festlegen einer oberen Grenze für die mittlere
Flußrate der Einlaßluft;
Begrenzungsmittel zum Begrenzen der mittleren Flußrate
der Einlaßluft bei der oberen Grenze, die von den Mitteln
zum Festlegen der oberen Grenze festgelegt wurde;
einen Beschleunigungssensor für die Maschine, zum Feststellen
deren Beschleunigung; und
Inhibiermittel zum Inhibieren der Festlegung der oberen
Grenze für die mittlere Flußrate von Einlaßluft, bis eine
vorgegebene Anzahl von Zündungen oder eine vorbestimmte
Zeitperiode von dem Moment an vergangen ist, bei dem die
Beschleunigung der Maschine durch den Beschleunigungssensor
festgestellt wurde.
Vorzugsweise lautet die vorbestimmte Formel wie folgt:
Hierin bedeuten: Vs das Volumen des Ansaugdurchlasses
unterhalb der Drosselklappe, Vh Hubraum, ε Kompressionsverhältnis,
A(n) mittlere Flußrate von Ansaugluft, T(n)
Maschinendrehzyklus, E(n) festzustellende Nettoflußrate
von Einlaßluft, E(n-1) Nettoflußrate von Einlaßluft beim
vorherigen Zyklus.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das
Steuerungsssystem folgende Merkmale:
Einen Luft-Strömungssensor zum Feststellen der Strömungsrate
von eingelassener Luft, die von der Maschine angesaugt
wird;
einen Sensor zur Feststellung der Maschinenumdrehung bzw.
deren Zyklen;
Mittel zum Feststellen der mittleren Flußrate der eingelassenen
Luft durch Abtasten der Flußrate von Einlaßluft,
die vom Strömungssensor detektiert wird, bei dem Zyklus,
der durch den Maschinendrehzahlsensor festgestellt wird;
und
Mittel zum Feststellen der Ladeeffizienz von Einlaßluft
als Parameter, der die (Maschinen-) Last auf der Basis
einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die
festzustellende Ladeeffizienz über die zuvor festgestellte
Ladeeffizienz unter Verwendung des spezifischen Volumens
eines Einlaßdurchlasses unterhalb eines Drosselventiles,
des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums
der Maschine, der Standarddichte der Atmosphäre, der
mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch eine
Detektiereinheit für die mittlere Luftansaugmenge und
den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die
durch einen Drehzahldetektiersensor festgestellt wird.
Vorzugsweise wird hierbei folgende Formel verwendet:
CE(n)=K·CE(n-1)+(1-K)·A(n)·T(n)· KA;
wobei
Hierbei bedeutet: Vs das Volumen des Einlaßdurchlasses
unterhalb des Drosselventils, Vh den Hubraum, ε das
Kompressionsverhältnis, A(n) die mittlere Flußrate an
Einlaßluft, ρ o die Standarddichte der Atmosphäre, T(n)
den Maschinendrehzyklus, CE(n) die festzulegende Ladeeffizienz,
CE(n-1) die zuvor festgestellte Ladeeffizienz.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
Einen Luft-Strömungssensor, zum Feststellen der Strömungsrate
von eingelassener Luft, die von der Maschine
angesaugt wird;
einen Sensor zum Feststellen der Maschinenumdrehung;
Mittel zum Feststellen der mittleren Flußrate der eingelassenen
Luft durch Abtasten der Flußrate von Einlaßluft,
die vom Strömungssensor detektiert wird bei dem Zyklus,
der durch den Maschinendrehzahlsensor festgestellt wird;
Mittel zum Feststellen der Ladeeffizienz von Einlaßluft
als Parameter, der die (Maschinen-) Last auf der Basis
einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die
festzustellende Ladeeffizienz über die Ladeeffizienz von
vorher festgestellter Einlaßluft unter Verwendung des
spezifischen Volumens eines Einlaßdurchlasses unterhalb
eines Drosselventils, des Kompressionsverhältnisses,
des Hubraums der Maschine, der Standarddichte der Atmosphäre,
der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt
durch eine Detektiereinheit für die mittlere Luftansaugmenge
und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt
wird, die durch einen Drehzahldetektiersensor festgestellt
wird.
Mittel zum Festlegen einer oberen Grenze für die mittlere
Flußrate von Einlaßluft;
Begrenzungsmittel zum Begrenzen der mittleren Flußrate
von Einlaßluft auf die obere Grenze, die von der vorgenannten
Einheit festgelegt wurde;
einen Beschleunigungssensor zum Feststellen der Beschleunigung
der Maschine; und
Inhibierungsmittel zum Inhibieren der Festlegung einer
oberen Grenze für die mittlere Flußrate an Einlaßluft,
bis eine vorbestimmte Anzahl von Zündungen oder eine
vorbestimmte Zeitperiode von dem Moment an vergangen
ist, zu dem die Maschinenbeschleunigung durch den Beschleunigungssensor
festgestellt wurde.
Vorzugsweise wird folgende Formel verwendet:
CE(n)=K·CE(n-1)+1-K)·A(n)·T(n)·KA;
wobei
Hierbei bedeutet: Vs das Volumen des Einlaßdurchlasses
unterhalb des Drosselventils, Vh den Hubraum, ε das
Kompressionsverhältnis, A(n) die mittlere Flußrate an
Einlaßluft, ρ o die Standarddichte der Atmosphäre, T(n)
den Maschinendrehzyklus, CE(n) die festzulegende Ladeeffizienz,
CE(n-1) die zuvor festgestellte Ladeeffizienz.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus
den übrigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung,
die anhand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei
zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der elektronischen Steuereinheit;
Fig. 2 Flußdiagramme zur Erklärung der Wirkungsweise
der Steuerung nach Fig. 1;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer TDC-
Unterbrechungsroutine gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Begrenzungsprozesses
gemäß einer zweiten und einer dritten
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 bis 8 Flußdiagramme von Steuerungsprogrammen, die
verschiedene TDC Unterbrechungsroutinen zur
Durchführung der zweiten und der dritten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung zeigen;
Fig. 9 einen schematisierten Teil-Längsschnitt eines
Ansaug-Einspritzsystems, das mit der vorliegenden
Erfindung betrieben werden kann;
Fig. 10 eine herkömmliche Steuereinheit, die in der
Ausführungsform gemäß Fig. 9 bisher verwendet
wird; und
Fig. 11 ein Diagramm zur Beschreibung der Wirkungsweise
von Benzineinspritzungen.
Die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann
mit einer Anordnung, wie sie bereits eingangs anhand von
Fig. 9 beschrieben wurde, verwendet werden. Intern umfaßt
hierbei die Steuereinheit Halbleiterbauteile, wie sie in
Fig. 1 beschrieben sind, wobei der Steuerungsprozeß in
den Fig. 2 bis 4 und 6 bis 8 beschrieben ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Steuerungsanordnung ein
Digitalinterface 901, das digitale Signale des Sensors 10
an der Nocken- oder an der Kurbelwelle und die Signale
des Starterschalters 11 aufnehmen kann. Ein Analoginterface
902 ist vorgesehen, das die Analogsignale des AFS 2
und des Temperatursensors 12 aufnehmen kann; weiterhin
sind ein Multiplexer 903, ein A/D-Wandler 904 zum sukzessivem
Wandeln der Analogsignale aus dem AFS 2 und dem
Temperatursensor 12 über das Interface 902 und den Multiplexer
903 in digitale Signale vorgesehen. Eine CPU 905
mit einem ROM 905 a, einem RAM 905 b und einem Zeitgeber
905 c sowie einem Zähler 905 d ist vorgesehen und so ausgebildet,
daß sie eine korrekte Pulsbreite für die Benzineinspritzung
über ein Programm berechnen kann, das weiter
unten anhand der Fig. 2 bis 4 und 6 bis 8 erläutert
wird, wobei die Basis hierfür Signale bilden, die über
das Digitalinterface 901 und den A/D-Wandler 904 eingehen.
Es ist eine Einspritz-Treiberschaltung 906 zum
Treiben der Einspritzdüsen 8 mit der Pulsbreite vorgesehen,
die von der CPU 905 errechnet wird. Die Einspritz-
Treiberschaltung 906 kann der mit 9 i in Fig. 10 bezeichneten
entsprechen.
Im folgenden werden Wirkungsprinzipien der Erfindung erläutert,
die für alle dargestellten Ausführungsformen
gelten.
Die folgenden Definitionen gelten für den n-ten Zyklus
zwischen aufeinander folgenden TDC's (als ein Zyklus).
In diesem Fall berechnet sich die Flußrate von Luft E(n),
die in den jeweiligen Zylinder gesaugt wird beim n-Zyklus
wie folgt:
hierbei bedeutet η v eine volumetrische Effizienz, die wie
folgt ausgedrückt ist:
Ein Anwachsen der Flußrate von Luft im Abschnitt des Einlaßdurchlasses
mit einem Volumen Vs unterhalb der Drosselklappe
3 ist gleich der mittleren Flußrate A(n), die
vom AFS 2 gemessen wird und von der die Flußrate von Luft
subtrahiert wird, die in die jeweiligen Zylinder 7 gesaugt
wird, so daß sich eine gesteigerte Flußrate wie folgt
ergibt:
Wenn die Gleichungen (1) und (2) nach P(n) aufgelöst werden,
so ergibt sich
Für den (n-1)ten Zyklus ergibt sich Gleichung (4) wie
folgt:
Wenn man die Gleichungen (4) und (5) in die Gleichung
(3) einsetzt, so ergibt sich die Flußrate E(n) wie folgt:
Nachdem die Änderungsraten der Temperatur und des Drucks
des Abgases zwischen TDC′s wesentlich kleiner als diejenigen
für die mittlere Flußrate A(n), den Ladedruck P(n),
die Luft-Flußrate E(n) und den Zyklus T(n) sind, folgt,
daß in Gleichung (6) t i (n-1)≈t i (n); t r (n-1)≈t r (n);
und P r (n-1)≈P r (n) sind. Daraus wiederum folgt, daß der
dritte Ausdruck in Gleichung (6) vernachlässigt werden
kann, so daß die Gleichung (6) folgendermaßen angenähert
werden kann:
Hierbei ist K eine Konstante, die durch die Bauart der
Maschine bestimmt ist.
Aus der obigen Gleichung (7) kann geschlossen werden, daß
der Flußrate von Luft E(n), die jeweils in einen Zylinder
7 gesaugt wird, aus der Konstante K, der mittleren Flußrate
A(n), gemessen durch den AFS, und den Maschinendrehzyklus
T(n) berechenbar ist.
Wenn die Ladeeffizienz CE(n) von Einlaßluft für eine
Flußrate von angesaugter Luft berechnet wird, so ergibt
sie sich wie folgt:
Wenn man die Gleichung (8) in die obige Gleichung (7) einsetzt,
so ergibt sich die folgende Gleichung (9):
CE(n) = K·CE(n-1)+(1-K)·A(n)·T(n)· K A (9)
worin
Hierbei kann festgestellt werden, daß die Ladeeffizienz
CE(n) keinen dividierten Ausdruck umfaßt und somit viel
angenehmer hinsichtlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit
verwendet werden kann. Nachdem außerdem der Parameter
der Ladeeffizienz CE(n) als Parameter verwendet werden
kann, der die Maschinenlast repräsentiert, kann in einem
Benzineinspritzsystem ein Diagramm für das Basisluft/
Kraftstoffverhältnis erstellt werden, das z. B. als zweidimensionales
Diagramm zwischen der Anzahl von Umdrehungen
und der Ladeeffizienz verwendbar ist.
Im folgenden wird anhand der Flußdiagramme gemäß den
Fig. 2 bis 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
näher beschrieben.
Fig. 2 zeigt die Hauptroutinen, die nach Einschalten einer
elektrischen Stromversorgung ablaufen. Das System
wird beim Schritt S 501 initialisiert. Im Schritt S 502
wird ein Abwürge-Prozeß durchgeführt, im Schritt S 503
wird festgestellt, ob die Maschine abgewürgt wurde. Wenn
die Maschine abgewürgt wurde, so kehrt das System zum
Schritt S 502 zurück, so daß die Schritte S 502 und S 503
wiederholt werden, bis die Maschine nicht mehr abgewürgt
wird. Wenn die Maschine nicht abgewürgt wurde, wird über
das Starten der Maschine im Schritt S 504 entsprechend
dem Zustand des Startschalters 11 entschieden, so daß
dann, wenn entschieden wurde, daß sich die Maschine in
der Anlaßperiode befindet, eine Startpulsbreite τ ST im
Schritt S 505 festgelegt wird und zwar auf der Basis der
Temperatur des Motor-Kühlmittels, die vom Temperatursensor
12 (Fig. 9) festgestellt wurde, ähnlich dem vorher
erwähnten Steuersystem, wie es in Fig. 10 gezeigt ist,
worauf das System zum Schritt S 503 zurückkehrt. Wenn
aber im Schritt S 504 festgestellt wurde, daß die Maschine
nicht gestartet ist, so berechnet das System verschiedene
Korrekturkoeffizienten C, sowie z. B. den Anwärm-
Koeffizient und kehrt dann zum Schritt S 503 zurück. Daraufhin
wird im Betrieb der Maschine der Prozeß vom
Schritt S 503 zum Schritt S 506 immer wieder ausgeführt.
Fig. 3 zeigt eine Unterbrechungsroutine (für 1 ms), bei
der im Schritt S 601 das Ausgangssignal des AFS 2 über das
Analoginterface 902, den Multiplexer 903 und den A/D-
Wandler 904 eingegeben wird, in dem es in ein digitales
Signal mit einem Betrag Vi umgesetzt wird, daraufhin
wird im Schritt S 602 eine korrekte Flußrate Qi für die
Spannung Vi über eine Umrechnungstabelle errechnet, die
im ROM 905 a gespeichert ist. Daraufhin wird im Schritt
S 603 eine Flußrate für die Einlaßluft Qi für jede 1 ms
über die Integration der so erhaltenen Flußraten berechnet
und als "S" im ROM 905 b gespeichert und zwar zusammen
mit der Anzahl von Integrationen, die als "i" ebenfalls
im ROM 905 b gespeichert wird. In diesem Zusammenhang ist
es von Wichtigkeit, daß die Schritte S 604 und S 605 dafür
vorgesehen sind, um ein Temperatursignal umzuwandeln,
das die Temperatur des Maschinen-Kühlmittels darstellt
und in Form eines Analogsignals (wie das AFS-Signal) vorliegt.
Fig. 4 zeigt eine Unterbrechungsroutine, die für jeden
TDC des Kurbelwellensignals, bei der im Schritt S 701 ein
Zyklus T(n) zwischen aufeinander folgenden TDC′s berechnet
wird. Im Schritt S 702 wird die Flußrate von eingelassener
Luft S, die über die 1 ms Unterbrechungsroutine
nach Fig. 3 als Integration berechnet wurde, durch die
Anzahl der Integrationen "i" dividiert, so daß eine mittlere
Flußrate von Einlaßluft A(n) zwischen aufeinander
folgenden TDC′s erhalten wird, woraufhin dann im Speicher
(RAM 905 b) diese Werte S und i zurückgesetzt werden. Daraufhin
wird im Schritt S 703 entschieden, ob eine vorbestimmte
Zeitdauer verstrichen ist, nach welcher der Zündschlüssel
(nicht gezeigt) zum Anschalten der elektrischen
Energie umgedreht wurde. Wenn nicht, so geht das System
zum Schritt S 704 weiter, indem es initialisiert wird,
wobei die Flußrate von Einlaßluft E(n), welche in die
Maschinenzylinder angesaugt wird, aus der Flußrate von
Einlaßluft A(n) berechnet wird, die durch den AFS gemessen
wird. Wenn aber diese Zeitperiode noch nicht vergangen
ist (Schritt S 703), so geht das System zum Schritt
S 705 weiter, in dem eine Nettoflußrate von Einlaßluft
E(n) aus der vorgenannten Gleichung (7) berechnet wird
und zwar unter Verwendung von A(n), E(n-1), T(n), T(n-1)
und K, wie dies oben definiert wurde. Im Schritt S 706
wird festgestellt, ob die Maschine gestartet wurde oder
nicht. Wenn sie gestartet wurde, so geht das System zum
Schritt S 707 weiter, wo die Startpulse τ ST , die schon
in der Hauptroutine, wie sie in Fig. 2 beschrieben wurde,
festgestellt wurde, wobei dann diese Pulsbreite als Einspritzpulsbreite
τ in das RAM 905 b geladen wird.
Wenn im Schritt S 706 festgestellt wurde, daß die Maschine
sich nicht im Startbetrieb befindet, so geht das System
zum Schritt S 708 weiter, in dem eine arithmetische Operation
stattfindet, um die Basispulsbreite
(τ B = E(n)·T(n)·K F ) zu berechnen. Hierbei ist K F
eine Konstante, die entsprechend der Einspritzcharakteristik
der jeweiligen Einspritzdüse 8 bestimmt ist. Daraufhin
wird im Schritt S 709 eine Einspritzpulsbreite
τ aus der Gleichung τ = τ B ·C (C = Konstante) festgelegt,
wie dies im Aufwärts-Korrekturabschnitt 9 d der Fall ist.
Danach folgt ein Schritt S 710, in dem die entsprechende
Aufteilung der Einspritzdüsen 8 erfolgt. Hierbei wird
über gerade oder ungerade Nummer des Zylinders entschieden,
so daß jede Einspritzdüse bei jeder zweiten TDC-
Unterbrechung einspritzt. Im Schritt S 711 wird die Einspritzpulsbreite
τ, die im Schritt S 709 erhalten wurde,
in das Zeitglied 905 c eingesetzt. Daraufhin wird im
Schritt S 712 E(n) und T(n), die vorher erhalten wurden,
in das ROM 905 b als E(n-1) und T(n-1) für die nächste
TDC-Unterbrechung gespeichert. Hierbei muß bemerkt werden,
daß der Prozeß in den Schritten S 701, S 702 und S 706
bis S 709 gleich sind denen im Fall nach Fig. 10.
Es kann auch der Fall auftreten, bei dem der AFS 2 eine
Fehlmessung aufgrund von Pulsation oder Zurückblasen
der Einlaßluft bei niedriger Geschwindigkeit oder im
Hochlastbereich durchgeführt (z. B. 1000 bis 3000 U/m und
50 mm Hg bis 0 mm Hg bei einem Turbolader). Fig. 5zeigt
eine solchen Fall, in dem der Ausgang des Hitzdrahtanemometers
AFS 2 jede ms gesammelt und in eine Flußrate
konvertiert wird, die auf der Ordinate dargestellt ist.
Die so erhaltene Flußrate wird über einen Einlaßhub der
Maschine gemittelt, um so einen Ladedruck anzuzeigen,
der auf der Abzisse dargestellt ist, wobei die Drehzahl
der Maschine als Parameter verwendet wird. Wie in Fig. 5
gezeigt, erhält die Flußrate von Einlaßluft A(n) einen
recht hohen Wert aufgrund des Zurückblasens von Einlaßluft
und zwar für die oben erwähnte niedrige Geschwindigkeit
oder den Bereich hoher Last der Maschine. Um dem
vorzubeugen, wird vorzugsweise eine obere Grenze für die
Drehzahl festgesetzt, bei der die Flußrate der Einlaßluft
mit einem Ladedruck von 0 mm Hg oder einer vorbestimmten
Ladeeffizienz von Einlaßluft (z. B. 0,9) auf den
linearen Fortsetzungen der entspechenden Flußraten/
Ladedruckkennlinien festgelegt wird, wie dies mit den
unterbrochenen Linien in Fig. 5 gezeigt ist. Auf diese
Weise kann die Flußrate von Einlaßluft begrenzt werden.
Dementsprechend wird über Einstellung der Flußrate von
Einlaßluft und der Begrenzung für die Flußrate an Einlaßluft
A(n) in Gleichung (7) eine korrekte Flußrate von
Einlaßluft eingestellt, wenn sich die Maschine im stetigen
Betrieb befindet, auch wenn dies bei niedrigen Drehzahlen
oder bei hoher Last der Fall ist.
Während Übergangsperioden, wie z. B. der Beschleunigung
der Maschine, kann es ein Überschwingen der Flußrate
geben, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. Wenn der vorgenannte
Begrenzungsprozeß in diesem Fall ausgeführt wird,
so verliert die obige Gleichung (7) die ihr zugedachte
Rolle. D. h., es wird dann also schwierig, eine korrekte
Flußrate festzulegen, um die Anforderungen bei Beschleunigung
der Maschine zu erfüllen.
Um diese Situation zu vermeiden, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung der o. g. Begrenzungsprozeß während eines
vorbestimmten Intervalls von Zündungen nicht durchgeführt.
Der normale Begrenzungsbetrieb wird dann von dem Moment
an fortgesetzt, wenn die Beschleunigung der Maschine beendet
ist. Die Einleitung des Beschleunigungsprozesses
kann festgestellt werden, indem man eine Veränderung der
Flußrate von Einlaßluft A(n) oder eine Veränderung der
Drosselklappenposition feststellt. Es ist auch möglich,
den Begrenzungsprozeß über eine vorbestimmte Zeitdauer
durchzuführen (z. B. eine Periode von 0,1 bis 0,2 sec,
während der die Kurven A oder B über der Begrenzungskurve
D in Fig. 11 liegen), so daß im stetigen Betrieb der Maschine
bei niedrigen Geschwindigkeiten oder hoher Last
oder auch während der Übergangsphasen ein exakter Steuerungsbetrieb
gewährleistet ist.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das einen abweichenden
Verlauf von dem in Fig. 4 beschriebenen bietet. Hierbei
werden zwischen die Schritte S 703 und S 705 nach Fig. 4 die
Schritte S 801 bis S 806 eingeschoben, so daß der Schritt
S 712 in Fig. 4 teilweise verändert wird.
Im Schritt S 801 wird abgefragt, ob die Maschine beschleunigt,
wobei Acc den notwendigen Betrag der Beschleunigung
darstellt. Wenn verschiedene Bedingungen gewährleistet
sind und festgestellt wurde, daß die Maschine beschleunigt,
so wird im Schritt S 802 der Zähler 905 d für die
Beschleunigungszeitperiode entsprechend der oben erwähnten
Zeitperiode gesetzt. Im Schritt S 803 zählt der Zähler
905 d einen vorbestimmten Betrag herunter, welcher der
oben genannten Beschleunigungszeit entspricht. Wenn aber
im Schritt S 801 festgestellt wurde, daß die Maschine nicht
beschleunigt, so wird im Schritt S 804 abgefragt, ob der
Beschleunigungszeit-Zähler 905 d zurückgesetzt ist (Zählerinhalt
= 0) und, wenn nein, entscheidet das System,
daß die Maschine beschleunigt und geht zum Schritt S 803
weiter. Wenn der Zähler 905 d zurückgesetzt ist, die Beschleunigung
beendet oder die Maschine nicht im Beschleunigungszustand
ist, so werden im Schritt S 805 die im ROM
905 a gespeicherten Daten (entsprechend den mit den unterbrochenen
Linien in Fig. 5 gezeigten) gelesen, um die
obere Grenze der Flußrate von Einlaßluft A max festzustellen,
die dann mit der Flußrate von Einlaßluft A(n) verglichen
wird, welche durch den AFS 2 im Schritt S 806 festgestellt
wird. Wenn A(n) gleich oder größer ist als A max ,
so wird im Schritt S 807 die Flußrate für Einlaßluft A(n)
beim Wert A max festgehalten. Wenn A(n) kleiner ist als
A max , so wird der Wert nicht fest begrenzt. So geht das
Kontrollprogramm weiter zum Schritt S 705.
Daraufhin führt das System die Schritte S 706 bis S 711
ähnlich denen in Fig. 4 durch und geht weiter zum Schritt
S 808, bei dem die Flußrate von Einlaßluft A(n) festgestellt
und im RAM 905 b als A(n-1) für den nächsten TDC-
Unterbrechungsprozeß gespeichert wird.
Bei den Beispielen, die anhand der Fig. 2 bis 4 und 6
beschrieben wurden, wurde die Flußrate von angesaugter
Einlaßluft als Lastparameter für die Maschine verwendet.
Man kann aber auch (bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung) den Betrag von Treibstoff, der
von jeder Einspritzdüse eingespritzt wird, auf der Basis
der Ladeeffizienz oder Aufladung von Einlaßluft anstelle
der Flußrate verwenden, wie dies vorher beschrieben wurde.
Ein Beispiel hierfür wird im folgenden anhand von Fig. 7
näher beschrieben, wobei sich dieses Verfahren von dem
nach Fig. 4 nur in den Schritten S 901 bis S 903 unterscheidet.
In diesen Schritten werden arithmetische Operationen
entsprechend der vorher beschriebenen Gleichung
(8) und (9) durchgeführt. Ansonsten ist das Verfahren
das gleiche wie das nach Fig. 4.
Fig. 8 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung, die von der nach Fig. 7 insofern abweicht,
als die Begrenzungsschritte S 801 bis S 807, ähnlich denen
nach Fig. 6, zugeführt werden. Das übrige Verfahren
gleicht dem nach Fig. 7.
Bei den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden das Zylindervolumen bzw. der Hubraum
Vh, das Volumen des Einlasses unterhalb der Drosselklappe
Vs und das Kompressionsverhältnis ε als Basis-Maschinenparameter
verwendet. Es ist aber auch möglich, die Temperatur
am Einlaßkrümmer t i (n) und die Temperatur des Abgases
t r (n) zuzufügen, um so ein noch präzisieres Modell
zu erhalten, wie dies in Gleichung (6) beschrieben ist.
Bei den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
wurden darüber hinaus verschiedene Prozesse zwischen aufeinander
folgenden TDC′s durchgeführt. Anstelle dessen
kann man auch zwischen nacheinander kommenden Zündzeitpunkten
arbeiten, was zum selben Resultat führt.
Weiterhin wurde oben der Sensor für die Luftströmungsgeschwindigkeit
AFS als Hitzdrahtanemometer beschrieben.
Man kann selbstverständlich auch ein Karman oder ein anderes
Strömungsmeßgerät verwenden.
Wenn man keinen Ausgleichsbehälter aufweist, z. B. wenn
nur eine einzige Einspritzdüse verwendet wird, so kann
man die selben Resultate erhalten, wenn das Volumen des
Einlasses unterhalb der Drosselklappe nicht vernachlässigbar
ist.
Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch
auf andere Maschinensteuerungen angewendet werden, wie
z. B. auf ein System zur Steuerung der Zündung oder dergleichen.
In diesem Fall wäre dieses ein System zur
Steuerung der Maschine mittels der Bestimmung des Zündzeitpunktes,
der eine Funktion von E(n) und T(n) ist.
Weiterhin kann das System auch zur Steuerung einer Aufladung
verwendet werden, wobei es sich hier um eine Optimierung
der Steuerung des Ladedrucks handelt, der auf
E(n) basiert.
Die vorliegende Erfindung hat neben den offensichtlichen
noch folgende Vorteile.
Die Nettoflußrate von Luft, die tatsächlich in die jeweiligen
Zylinder gesaugt wird, oder die Ladeeffizienz
(Füllung) wird durch eine arithmetische Operation festgestellt,
so daß eine präzise und optimierte Steuerung des
Maschinenbetriebs auch dann möglich ist, wenn die Maschine
sich in Übergangszuständen befindet. Darüber hinaus
kann während der Übergangszustände der Maschine, wie z. B.
bei deren Beschleunigung oder bei niedriger Geschwindigkeit
oder bei hoher Last das Kraftstoffeinspritzsteuersystem
geeignet betrieben werden, ohne hier begrenzen zu
müssen, wodurch eine präzise Flußrate von Einlaßluft, die
tatsächlich in die jeweiligen Zylinder gesaugt wird,
auch während der Übergangsphasen bestimmbar ist, so daß
eine optimale Steuerung der Maschine erfolgt.
- Bezugszeichenliste
1 Luftfilter
2 Strömungssensor
3 Drosselklappe
4 Druckausgleichsbehälter
5 Einlaßkrümer
6 Einlaßventil
7 Zylinder
8 Einspritzdüse
9 (ECU) Elektronische Steuereinheit
10 Kurbelwellenwinkelfühler
11 Startschalter
12 Temperaturfühler
9 a Drehzahldetektierabschnitt
9 b Detektierabschnitt für die mittlere Luftansaugmenge
9 c Recheneinheit (Basispulsbreite)
9 d Korrekturschaltung für den Aufwärmvorgang
9 f Recheneinheit (Startpulsbreite)
9 g Schalter
9 h Zeitschalter
9 i Einspritztreiberschaltung
90 Steuerschaltung
901 Interface
902 Analog-Interface
903 Multiplexer
904 A/D-Wandler
905 CPU
905 a ROM
905 b RAM
905 c Timer
905 d Zähler
906 Einspritztreiber
Claims (11)
1. Motor-Steuerungssystem, mit einem Luft-Strömungssensor (2),
zum Feststellen der Strömungsrate von eingelassener Luft,
die von der Maschine angesaugt wird und einem Sensor (10)
zur Feststellung der Maschinenumdrehung,
gekennzeichnet durch
Mittel (9 b) zur Feststellung der mittleren Flußrate der eingelassenen Luft durch Abtasten der Flußrate von Einlaßluft, die vom Strömungssensor (2) detektiert wird bei dem Zyklus, der durch den Maschinendrehzahlsensor (10) festgestellt wird;
und Mittel (90) zum Feststellen der Nettoflußrate von eingelassener Luft, die tatsächlich von der Maschine angesaugt wird, als Parameter, der die Maschinenlast auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die festzustellende Nettoflußrate von Einlaßluft über die Nettoflußrate von vorher festgestellter Einlaßluft unter Einbeziehung des spezifischen Volumens eines Einlaßdurchlasses unterhalb einer Drosselklappe (3), des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums der Maschine, der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch die Mittel (9 b) zur Feststellung der mittleren Luftansaugmenge und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch den Sensor (10) festgestellt wird.
Mittel (9 b) zur Feststellung der mittleren Flußrate der eingelassenen Luft durch Abtasten der Flußrate von Einlaßluft, die vom Strömungssensor (2) detektiert wird bei dem Zyklus, der durch den Maschinendrehzahlsensor (10) festgestellt wird;
und Mittel (90) zum Feststellen der Nettoflußrate von eingelassener Luft, die tatsächlich von der Maschine angesaugt wird, als Parameter, der die Maschinenlast auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die festzustellende Nettoflußrate von Einlaßluft über die Nettoflußrate von vorher festgestellter Einlaßluft unter Einbeziehung des spezifischen Volumens eines Einlaßdurchlasses unterhalb einer Drosselklappe (3), des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums der Maschine, der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch die Mittel (9 b) zur Feststellung der mittleren Luftansaugmenge und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch den Sensor (10) festgestellt wird.
2. Motor-Steuerungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß weiterhin vorgesehen sind
Mittel (90) zur Festlegung einer oberen Grenze für die mittlere Flußrate von eingelassener Luft, entsprechend der Anzahl von Maschinenumdrehungen bzw. der Drehzahl,
Begrenzungsmittel zur Begrenzung der mittleren Flußrate von Einlaßluft auf die festgesetzte obere Grenze,
ein Beschleunigungssensor zum Feststellen der Beschleunigung der Maschine, und
Inhibiermittel zum Verhindern der Festlegung der oberen Grenze für die mittlere Flußrate von eingelassener Luft so lange, bis eine vorbestimmte Anzahl von Zündpunkten bzw. Zündungen oder ein vorbestimmtes Zeitintervall von dem Moment an vergangen ist, zu dem die Beschleunigung der Maschine vom Beschleunigungssensor festgestellt wurde.
Mittel (90) zur Festlegung einer oberen Grenze für die mittlere Flußrate von eingelassener Luft, entsprechend der Anzahl von Maschinenumdrehungen bzw. der Drehzahl,
Begrenzungsmittel zur Begrenzung der mittleren Flußrate von Einlaßluft auf die festgesetzte obere Grenze,
ein Beschleunigungssensor zum Feststellen der Beschleunigung der Maschine, und
Inhibiermittel zum Verhindern der Festlegung der oberen Grenze für die mittlere Flußrate von eingelassener Luft so lange, bis eine vorbestimmte Anzahl von Zündpunkten bzw. Zündungen oder ein vorbestimmtes Zeitintervall von dem Moment an vergangen ist, zu dem die Beschleunigung der Maschine vom Beschleunigungssensor festgestellt wurde.
3. Motor-Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmte Formel zur Verknüpfung der Parameter
lautet:
Hierbei bedeuten Vs das Volumen des Einlaßdurchlasses
unterhalb des Drosselventils, Vh Hubraum, ε Kompressionsverhältnis,
A(n) mittlere Flußrate von Einlaßluft,
T(n) Maschinendrehzyklus, E(n) festzustellende
Nettoflußrate von Einlaßluft, E(n-1) zuvor festgestellte
Nettoflußrate von Einlaßluft.
4. Motor-Steuerungssystem mit einem Luft-Strömungssensor
(2) zum Feststellen der Strömungsrate von eingelassener
Luft, die von der Maschine angesaugt wird, und
einem Sensor (10) zur Feststellung der Maschinenumdrehungen,
gekennzeichnet
durch
Mittel (9 b) zur Feststellung bzw. Abtastung der mittleren Flußrate von Einlaßluft, die vom Strömungssensor (2) detektiert wird bei dem Zyklus, der durch den Maschinendrehzahlsensor (10) festgestellt wird, und
Mittel (90) zum Feststellen der Ladeeffizienz (Aufladung) der Maschine als Parameter, der die (Maschinen-) Last auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die zu bestimmende Ladeeffizienz über die zuvor festgestellte Ladeeffizienz unter Einbeziehung des spezifischen Volumens eines Abschnitts des Einlaßdurchlasses unterhalb einer Drosselklappe (3), des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums der Maschine, der Standarddichte der Atmosphäre, der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch die Mittel (9 b) zur Feststellung der mittleren Luftansaugmenge und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch den Sensor (10) festgestellt wird.
Mittel (9 b) zur Feststellung bzw. Abtastung der mittleren Flußrate von Einlaßluft, die vom Strömungssensor (2) detektiert wird bei dem Zyklus, der durch den Maschinendrehzahlsensor (10) festgestellt wird, und
Mittel (90) zum Feststellen der Ladeeffizienz (Aufladung) der Maschine als Parameter, der die (Maschinen-) Last auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die zu bestimmende Ladeeffizienz über die zuvor festgestellte Ladeeffizienz unter Einbeziehung des spezifischen Volumens eines Abschnitts des Einlaßdurchlasses unterhalb einer Drosselklappe (3), des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums der Maschine, der Standarddichte der Atmosphäre, der mittleren Flußrate von Einlaßluft, bestimmt durch die Mittel (9 b) zur Feststellung der mittleren Luftansaugmenge und den Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird, die durch den Sensor (10) festgestellt wird.
5. Motor-Steuerungssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß weiterhin vorgesehen sind
Mittel (90) zur Festlegung einer oberen Grenze für die mittlere Flußrate von angesaugter Luft, entsprechend der Anzahl von Maschinenumdrehung bzw. der Drehzahl,
Begrenzungsmittel zur Begrenzung der mittleren Flußrate von angesaugter Luft auf die festgelegte obere Grenze,
ein Beschleunigungssensor zum Feststellen der Beschleunigung der Maschine und
Inhibiermittel zum Verhindern der Festlegung der oberen Grenze für die mittlere Flußrate von eingelassener Luft so lange bis eine vorbestimmte Anzahl von Zündzeitpunkten bzw. Zündungen oder ein vorbestimmtes Zeitintervall von dem Moment an vergangen ist, zu dem die Beschleunigung der Maschine vom Beschleunigungssensor festgestellt wurde.
Mittel (90) zur Festlegung einer oberen Grenze für die mittlere Flußrate von angesaugter Luft, entsprechend der Anzahl von Maschinenumdrehung bzw. der Drehzahl,
Begrenzungsmittel zur Begrenzung der mittleren Flußrate von angesaugter Luft auf die festgelegte obere Grenze,
ein Beschleunigungssensor zum Feststellen der Beschleunigung der Maschine und
Inhibiermittel zum Verhindern der Festlegung der oberen Grenze für die mittlere Flußrate von eingelassener Luft so lange bis eine vorbestimmte Anzahl von Zündzeitpunkten bzw. Zündungen oder ein vorbestimmtes Zeitintervall von dem Moment an vergangen ist, zu dem die Beschleunigung der Maschine vom Beschleunigungssensor festgestellt wurde.
6. Motor-Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 4
oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmte Formel zur Verknüpfung der Parameter
lautet
CE(n)=K·CE(n-1)+(1-K)·A(n)·T(n), K A worin
Hierin bedeuten Vs das Volumen des Einlaßdurchlasses
unterhalb der Drosselklappe, Vh Hubraum, ε Kompressionsverhältnis,
A(n) mittlere Flußrate von eingelassener
Luft, ρ o Standarddichte der Atmosphäre, T(n)
Maschinendrehzyklus, CE(n) festzustellende Ladeeffizienz,
CE(n-1) Zufuhr festgestellte Ladeeffizienz.
7. Verfahren zum Steuern eines Motors mit einem Luftströmungssensor
zum Feststellen der Strömungsrate
von eingelassener Luft, die von der Maschine angesaugt
wird, und einem Sensor zur Feststellung der Maschinenumdrehung,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte
man stellt die mittlere Flußrate von eingelassener Luft bei einem Maschinenzyklus fest,
man stellt die Nettoflußrate von Luft fest, die tatsächlich von der Maschine angesaugt wird, und bestimmt daraus die (Maschinen-) Last und zwar auf der Basis einer vorbestimmten Formel, in der die festzustellende Nettoflußrate von Einlaßluft über die Nettoflußrate von zuvor (beim vorhergehenden Maschinenzyklus) festgestellter Einlaßluft unter Einbeziehung des spezifischen Volumens des Ansaugkanals unterhalb der Drosselklappe, des Kompressionsverhältnisses, des Maschinenhubraums, der mittleren Flußrate von Einlaßluft und dem Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird.
man stellt die mittlere Flußrate von eingelassener Luft bei einem Maschinenzyklus fest,
man stellt die Nettoflußrate von Luft fest, die tatsächlich von der Maschine angesaugt wird, und bestimmt daraus die (Maschinen-) Last und zwar auf der Basis einer vorbestimmten Formel, in der die festzustellende Nettoflußrate von Einlaßluft über die Nettoflußrate von zuvor (beim vorhergehenden Maschinenzyklus) festgestellter Einlaßluft unter Einbeziehung des spezifischen Volumens des Ansaugkanals unterhalb der Drosselklappe, des Kompressionsverhältnisses, des Maschinenhubraums, der mittleren Flußrate von Einlaßluft und dem Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmte Formel zur Verknüpfung der Parameter
lautet:
Hierbei bedeuten Vs das Volumen des Einlaßdurchlasses
unterhalb des Drosselventils, Vh Hubraum, ε Kompressionsverhältnis,
A(n) mittlere Flußrate von Einlaßluft,
T(n) Maschinendrehzyklus, E(n) festzustellende
Nettoflußrate von Einlaßluft, E(n-1) zuvor festgestellte
Nettoflußrate von Einlaßluft.
9. Verfahren zur Steuerung eines Motors mit einem Luft-
Strömungssensor zum Feststellen der Strömungsrate von
eingelassener Luft, die von der Maschine angesaugt
wird und einem Sensor zur Feststellung der Maschinenumdrehungen,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte
man stellt die mittlere Flußrate der eingelassenen Luft bei einem Maschinenzyklus fest,
man stellt die Ladeeffizienz der Maschine als Parameter fest, der die (Maschinen-) Last auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die festzustellende Ladeeffizienz über die zuvor festgestellte Ladeeffzienz unter Einbeziehung des spezifischen Volumens des Einlaßdurchlasses unterhalb der Drosselklappe, des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums der Maschine, der Standarddichte der Atmosphäre, der mittleren Flußrate von Einlaßluft bei einem Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird.
man stellt die mittlere Flußrate der eingelassenen Luft bei einem Maschinenzyklus fest,
man stellt die Ladeeffizienz der Maschine als Parameter fest, der die (Maschinen-) Last auf der Basis einer vorbestimmten Formel repräsentiert, in der die festzustellende Ladeeffizienz über die zuvor festgestellte Ladeeffzienz unter Einbeziehung des spezifischen Volumens des Einlaßdurchlasses unterhalb der Drosselklappe, des Kompressionsverhältnisses, des Hubraums der Maschine, der Standarddichte der Atmosphäre, der mittleren Flußrate von Einlaßluft bei einem Zyklus der Maschinenumdrehung dargestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmte Formel zur Verknüpfung der Parameter
lautet
CE(n)=K·CE(n-1)+1-K)·A(n)·T(n) ·K A worin
Hierin bedeuten Vs das Volumen des Einlaßdurchlasses
unterhalb der Drosselklappe, Vh Hubraum, ε Kompressionsverhältnis,
A(n) mittlere Flußrate von eingelassener
Luft, ρ o Standarddichte der Atmosphäre, T(n)
Maschinendrehzyklus, CE(n) festzustellende Ladeeffizienz,
CE(n-1) Zufuhr festgestellte Ladeeffizienz.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß man weiterhin eine obere Grenze für die mittlere
Flußrate von Einlaßluft entsprechend der Maschinendrehzahl
dann festlegt, wenn festgestellt wurde, daß
die Maschine beschleunigt und daß man die mittlere
Flußrate auf diesen Grenzwert entweder für eine vorbestimmte
Anzahl von Zündungen oder eine vorbestimmte
Zeitperiode begrenzt.
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