DE3710081C2

DE3710081C2 -

Info

Publication number: DE3710081C2
Application number: DE3710081A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Denz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1992-10-15
Also published as: JPS63253138A; JP2610641B2; KR0121285B1; US4803966A; KR880011453A; DE3710081A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuerungssystem gemäß der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist z. B. aus Bosch Technische Unterrichtung: Motronic. 2. Auflage 1985, S. 31, bekannt, die Kraftstoffeinspritzung bei Verbrennungsmotoren in Ab hängigkeit von der jeweiligen Betriebshöhe zu steuern. Je nach tatsächlicher Betriebshöhe über Normalnull wird eine sogenannte Höhenkorrektur vorgenommen, um so die jeweils zugeführte Kraftstoffmenge zur Aufrechterhal tung vorgegebener Mischungsanteile des Kraftstoffluft gemisches bei abnehmender Luftdichte entsprechend anzupassen, also ebenfalls zu reduzieren. Es wird da durch vermieden, daß einem Kraftfahrzeug, welches sich in unterschiedlichen Höhen bewegt, beispielsweise von der Ebene ausgehend eine Bergfahrt unternimmt, ein zu nehmend fetteres Gemisch zugeführt wird, was neben ei ner Verbrauchserhöhung auch eine Leistungsreduzierung bewirkt.

Bei Kraftstoffeinspritzanlagen sind zur Erfassung der dem Verbrennungsmotor tatsächlich zugeführten Luftmasse unterschiedliche Lastsensoren vorgesehen. Das vom Last sensor abgegebene Lastsignal wird üblicherweise mit weiteren betriebskennzeichnenden Parametern verknüpft und daraus die Einspritzdauer bzw. die Einspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Um nun zur Vermeidung von Überfettungen eine höhenabhängige Redu zierung der Einspritzmenge vornehmen zu können, ist es bekannt im Kraftfahrzeug einen Höhenmesser anzuordnen und in Abhängigkeit von dessen Meßsignal die Kraftstoff-Einspritzmenge oder den Zündwinkel zu korrigieren. Eine derartige Höhenkorrektur erfordert einen zusätzlichen Höhengeber und damit einen entspre chenden Kostenmehraufwand.

Vorteile der Erfindung

Ein Motorsteuerungssystem mit den Merkmalen des Haupt anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß kein Hö henmesser benötigt wird, da indirekt über das maximale vom Lastsensor festgestellte Füllungssignal verschiede ne Betriebshöhen erkannt werden. Außerdem werden ver schiedenen Höhenwerten zugeordnete und in einen Spei cher abgelegte Kennlinien für das maximale Füllungs signal mit den Istwerten der maximalen Füllung bei Vollastsignal verglichen und sobald die Istwerte die zugehörigen Werte einer Kennlinie unterschreiten wird eine bestimmte Höhe erkannt. Dabei kann es sich bei spielsweise um eine Kennlinie handeln, die den Fül lungsverlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl für eine Höhe von 1000 m über Normalnull angibt. Der Füllungs verlauf ist vom jeweiligen Motortyp abhängig, weshalb die Kennlinien für jeden Motortyp ermittelt werden müssen, um diese Kennlinien dann als motorspezifische Daten in einem Speicher ablegen zu können.

Um ein dauerndes Hin- und Herschalten zwischen ver schiedenen Höhen zu vermeiden, ist weiterhin vorgesehen, daß die Füllmengenbegrenzung erst nach ei ner Wartezeit nach dem Unterschreiten einer Kennlinie abzüglich eines Hysteresewertes auf diese Kennlinie um geschaltet wird. Das System erhält dadurch eine Hysterese, die ein "Schwingen" im Grenzbereich verhindert.

Eine Umschaltung auf eine höhere Kennlinie kann dann erfolgen, wenn die gemessenen Istwerte des Füllungs signals eine benachbarte höhere Kennlinie überschreiten.

Die bevorzugte Ausführungsform sieht weiterhin vor, daß ein unterer Drehzahlbereich festgelegt ist, innerhalb dessen eine Höhenumschaltung in Abhängigkeit des momen tanen Füllsignals unterbleibt. Bei niedrigeren Drehzah len treten nämlich Pulsationen auf, die einzelnen An saughüben des Motors entsprechen und zu einem hohen Füllungssignal führen. Daher kann man den unteren Dreh zahlbereich auch als Pulsations-Drehzahlbereich bezeichnen. Um hier eine Überfettung auch in der Höhe zu verhindern, wird nach erkannter Höhe eine für diesen Bereich spezielle Füllmengenbegrenzung vorgenommen, die geringfügig über den Werten der entsprechenden, abge speicherten Kennlinie liegt.

Eine Optimierung der Höhenkorrektur wird durch entspre chende höhenabhängige Zündwinkelkorrektur erreicht. Hierfür können ebenfalls höhenabhängige Zündwinkelkenn linien als motorspezifische Kennlinien abgespeichert sein, die dann in der jeweils erkannten Betriebshöhe zur Zündwinkeleinstellung verwendet werden. Gleicherma ßen können bei Systemen, bei denen keine höhenabhängige Gemischkorrektur erfolgt, z. B. bei Luftmengen- und Druck-Systemen ohne Lambdaregelung, in Abhängigkeit von der erkannten Höhe Korrekturfaktoren aufgerufen werden.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den drehzahlabhängigen Verlauf des Füllungs signals ohne höhenabhängige Kennlinien für maximale Füllung,

Fig. 2 den drehzahlabhängigen Verlauf des Füllungs signals und mehrere Kennlinien zur Erkennung von ver schiedenen Höhen,

Fig. 3 den drehzahlabhängigen Verlauf des Füllungs signals mit spezieller Füllungsbegrenzung im Pulsationsbereich,

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Motorsteuerungssystems und

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur höhenabhängigen Zündwinkeleinstellung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Diagramm ist der von der Drehzahl n abhängige Verlauf des Füllungssignals tL dargestellt. Das Füllungssignal tL stellt einen der Mo torfüllung entsprechenden Wert dar, der eine Grundein spritzzeit zur Bestimmung der Einspritzdauer darstellt, die durch verschiedene Faktoren korrigiert wird. Die Einspritzdauer und somit auch die Kraftstoff- Einspritzmenge sind linear von dem Füllungssignal tL abhängig.

Die Kennlinie tLmax(H0) gibt die maximale Füllmenge auf Meereshöhe an. Die geringfügig über dieser Kennlinie tLmax(H0) verlaufende unterbrochene Kennlinie stellt eine tLmax-Begrenzung dar. Die darunter angeordnete Kennlinie tLmax1(H1)-Kennlinie gibt den drehzahlabhän gigen Verlauf der Istwerte für die Füllmenge in einer bestimmten Höhe an.

Durch Pulsationen oder Rückströmfehler können im Dreh zahlbereich n1 bis n2 Überfettungen des Luftgemisches auftreten, deren Überfettung durch schraffierte Flächen dargestellt ist.

In Fig. 2 ist eine drehzahlabhängige Kennlinie TLM angegeben, die geringfügig über der die auf Normalnull erreichten tLmax-Werte enthaltenden Kennlinie tLmax liegt. Die TLM-Kennlinie ist in einem Speicher des Mo torsteuerungssystems abgespeichert.

Um Motorstreuungen zu berücksichtigen, ist es erforderlich, daß ein gewisser Abstand zwischen den beiden Kennlinien TLM und tLmax eingehalten wird, der beispielsweise 0,5 ms betragen kann. Die Kennlinie TLm gibt somit die maximale Füllung auf Meereshöhe für vollgeöffnete Drosselklappe an, d. h. daß diese Kennli nie dann wirksam ist, wenn ein die Drosselklappenstel lung überwachender Vollastschalter geschlossen oder ein drehzahlabhängiger Winkel eines Drosselklappenpotentio meters überschritten ist.

Weiterhin sind Kennlinien TLH1 und TLH2 angegeben, die ebenfalls im Speicher des Motorsteuerungssystems abge legt sind. Die beiden Kennlinien TLH1 und TLH2 reprä sentieren den drehzahlabhängigen Verlauf der maximalen Füllung auf zwei verschiedene Höhen H1 und H2. Kommt das Fahrzeug in eine gewisse Höhe in der bei Vollast signal in einem Bereich n < n1 oder n < n2, beispiels weise bei einer Drehzahl n3, nur noch die Füllung tL2 erreicht wird, dann ist die Höhe H2 erkannt. Entspre chendes gilt bei Unterschreiten der Kennlinie TLH1 um einen Wert y. Dabei ist eine gewisse Wartezeit vorgesehen, mit der die Kennlinienumschaltung verzögert erfolgt. Dadurch ergibt sich eine Hysterese für das System, die ein Schwingen des Regelsystems verhindert. Eine Zurückschaltung auf die nächst größere Höhe er folgt erst dann wieder, wenn die Istwerte von TL im Be reich n < n1 oder n < n2 die Kennlinienwerte der gera de wirksamen Kennlinie TLH2 bzw. TLH1 bei Vollastsignal überschreiten.

Der Bereich n1 < n < n2 ist eingeführt, um bei Motoren mit starken Pulsationsfehlern ein fehlerhaftes Um schalten zu verhindern. In diesem Bereich wird bei er kannter Höhe H1 oder H2 auch bei Überschreiten der Wer te der Kennlinien TLH1 und TLH2 nicht auf die nächst niedrigere Höhe zurückgeschaltet. Für Normalhöhe wird im Pulsations-Drehzahlbereich n1 bis n2 durch die Kennli nie TLM die Füllmenge TL begrenzt und eine wesentliche Überfettung verhindert. Um nun hier eine Überfettung auch in der Höhe zu verhindern, wird nach erkannter Hö he H1 bzw. H2 die maximale Füllung tL auf den Wert TLH1 + y1 bzw. TLH2 + y2 begrenzt. y1 und y2 können da bei auch gleich groß und auch gleich Null sein. Ein entsprechendes Beispiel ist in Fig. 3 dargestellt.

Die Funktion der Höhenkorrektur kann zeitlich so ablaufen, daß sie beim Öffnen des Vollastschalters ge speichert bleibt. Bei Bergfahrten mit häufigem Vollast betrieb würde eine Höhenanpassung erfolgen, die bei der anschließenden Talfahrt ohne Vollastbetrieb nicht zu rückkommen würde. Bei anschließendem Vollastbetrieb auf niedriger Höhe könnte dies zu unerwünschtem Klopfen führen. Daher ist hier insbesondere vorgesehen, die Hö henkorrektur nur für den jeweiligen Vollastbetrieb durchzuführen und nach dem Öffnen des Vollastschalters zunächst wieder auf Normalhöhe zurückzuschalten.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Motorsteuerungssystems. Die Istwerte des Füllungs signals tL werden einer Bereichserkennung B zugeführt, deren weitere Eingänge das Vollastsignal VS aus Vollastschalter oder Drosselklappenpotentiometer über wachen und Werte der Kennlinien TLM, TLH1, TLH2 und des Schwellwertes y erhalten. Auch die Drehzahl n wird einem Eingang der Bereichserkennung B zugeführt. Wei terhin ist eine Einrichtung E1 vorgesehen, die für den Pulsationsbereich n1 bis n2 eine Beibehaltung der je weils erkannten Höhe vornimmt. Der Ausgang dieser Ein richtung E1 ist mit dem Eingang einer tLmax-Begrenzung tB, einer Einrichtung E2 und einer weiteren Einrichtung E3 verbunden. Die Einrichtung E2 bildet einen höhenab hängigen Faktor FH, der zusammen mit dem begrenzten tL- Wert einer Einrichtung E4 zugeführt, die die Einspritz dauer ti aus den ihr zugeführten Faktoren bestimmt. Die weiteren die der Einrichtung E4 zugeführten motorspezi fischen und gegebenenfalls drehzahlabhängigen Faktoren Fn werden aus der hier nicht näher dargestellten Ein richtung E5 abgeleitet. Der den tL-Wert begrenzenden Einrichtung tB wird eingangsseitig außerdem der Wert y1 und/oder y2 zugeführt, der im Pulsationsbereich die Überfettung begrenzt.

Zur drehzahlabhängigen und höhenabhängigen Einstellung des Zündwinkels bei Vollast ist die Einrichtung E3 vorgesehen, die ausführlicher in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Einrichtung E 3 besteht aus einer Schaltungsanord nung 1 zur Bestimmung des Vollast-Zündwinkels αVn, der von der Drehzahl n abhängig ist. Weiterhin wird mittels einer Schaltungsanordnung 2 in Abhängigkeit von der je weiligen Höhe H die den Höhenwert H0, H1 oder H2 bei spielsweise haben kann, eine vorzugsweise drehzahlab hängige Winkelkorrektur Δαn bestimmt, die in einer weiteren Schaltungsanordnung 3 mit dem Zündwinkel αVn bei Vollast zum Vollastzündwinkel αz verknüpft wird.

Eine Erweiterung des Systems bei Lastsignalen, die kei ne Pulsationsfehler enthalten, kann darin bestehen, daß statt der beschriebenen zwei erkennbaren Höhen H1 und H2 kontinuierlich die Höhe ermittelt wird. Die Korrektur-Zündwinkel bzw. die entsprechenden Korrektur faktoren können dann ebenfalls kontinuierliche Kennli nien bzw. Kennfelder in Abhängigkeit von der Höhe und/oder der Drehzahl sein.

Claims

1. Motorsteuerungssystem mit höhenabhängiger Kraftstoffeinspritzung, das einen die Motorfüllung feststellenden Lastsensor und einen Drehzahlgeber umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehzahlabhängige, die maximale Füllmenge repräsentie rende Kennlinie (TLM) abgespeichert ist, deren drehzahl abhängige Werte geringfügig über den tatsächlich auf Meereshöhe (H0) erreichten Werten (tLmax) liegen; daß weitere, anderen Höhen (H1, H2) zugeordnete Kennlinien (TLH1, TLH2) für die maximale Motorfüllung abgespei chert sind; und daß der bei Vollast gemessene Istwert des Lastsignals mit den abgespeicherten Kennlinien (TLM, TLH1, TLH2) verglichen und bei Unterschreiten einzelner Kennlinien (TLH1, TLH2) die momentane Höhe (H1, H2) erkannt wird.

2. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach einer Wartezeit, während der das Füllungssignal bei Vollast um einen Hysterese wert (y) unter den einzelnen Kennlinien (TLH1, TLH2) liegt, ein Übergang von einer auf eine andere Höhe (H1, H2) erfolgt.

3. Motorsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalten auf eine größere Höhe (H0, H1) nach Überschreiten der be nachbarten niederwertigeren Kennlinie (TLH1, TLH2) erfolgt.

4. Motorsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Drehzahlbereich (n1 bis n2) festgelegt ist, innerhalb dessen eine Höhenumschaltung in Abhängigkeit des momen tanen Füllungssignals unterbleibt.

5. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem unteren Drehzahlbereich (n1 bis n2) bei Überschreitung der Kennlinien (TLH1, TLH2) durch das Füllungssignal eine geringfügig über deren Werte liegende Füllmengenbegrenzung erfolgt.

6. Motorsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von den erkannten Höhenwerten (H0, H1, H2) bei Über- oder Unterschreitung der verschiedenen Kennlinien (TLM, TLH1, TLH2) eine Umschaltung auf jeweils zugeordnete Zündwinkelkennlinien (αz) erfolgt.

7. Motorsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von unterschiedlichen Höhen eine Zugschaltung eines Hö henkorrekturfaktors erfolgt.

8. Motorsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für ein System ohne Pulsationsfehler eine kontinuierliche Höhenkorrek tur erfolgt.

9. Motorsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Drosselklappenpotentiometers als Vollastsignalge ber ein drehzahlabhängiger Winkel für die Erzeugung des Vollastsignals eingestellt wird.