DE3721910C2

DE3721910C2 - Verfahren zum indirekten Abschätzen der in eine Brennkraftmaschine eingeführten Luftmenge

Info

Publication number: DE3721910C2
Application number: DE3721910A
Authority: DE
Inventors: Hatsuo Nagaishi; Hiroshi Sanbuichi; Masaaki Uchida; Hiromichi Miwa; Toshio Takahata; Yasuo Seimiya; Hiromasa Kubo
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-07-02
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2007-07-03
Also published as: US4951209A; DE3721910A1

Description

Um Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung optimal zu steuern, ist es Voraussetzung, die Menge der in die Maschine angesaugten Luft genau zu erfassen. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, die Luftmenge, die angesaugt wird, unter Verwendung von Hitzdraht-, Wirbel- und Klappen-Luftströmungssensoren direkt zu erfassen.

Diese Sensoren neigen jedoch zu einer übermäßigen Abhängigkeit von Druckpulsationen, die in dem Ansaugsystem auftreten. Entsprechend hängt die Genauigkeit der Erfassung weiterhin vom Betriebszustand und von der momentanen Betriebsweise der Maschine ab. Dieses bringt den Nachteil mit sich, daß dann, wenn die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge unter Verwendung des erfaßten Ansaugvolumens bestimmt wird Fett-/Ma ger-Gemischspitzen in der Luft/Kraftstoff- Steuerungscharakteristik auftreten. Dies führt dazu, daß das durch die Maschine erzeugte Drehmoment in nachteiliger Weise schwankt.

Als Alternative zu der vorerwähnten Direkterfassungstechnik ist es auch bekannt, die angesaugte Luftmenge indirekt durch Erfassung einer Anzahl von Betriebsparametern der Maschine zu erfassen, um die angesaugte Luftmenge auf der Grundlage von vorgespeicherten Daten abzuschätzen.

Aus der MTZ 47 (1986), S. 179 ist ein Verfahren bekannt, für die Abschätzung der angesaugten Luftmenge ein Kennfeld zu verwenden, das aus der Drosselklappenstellung und der Maschinendrehzahl abgeleitet wird. Eine Feinanpassung des Kennfelds wird in einer Optimierungsschaltung vorgenommen, wofür das beschriebene System über eine Selbstadaption verfügt, die es ermöglicht, Abweichungen vom Sollwert selbst zu erkennen und zu korrigieren. Als Referenz gilt das Spannungssignal einer Lambda-Sonde im Abgasleitungssystem der Maschine. Zusatzfunktionen, wie Kaltstart-, Warmlauf-, Beschleunigungsanreicherung sowie Schubabstellung und Leerlaufregelung werden speziellen Betriebsbedingungen Rechnung getragen.

Bei Verfahren mit Kennfeldsteuerung tritt jedoch das Problem auf, daß die Zusammenstellung der Datentabellen, die in Form eines Vierparametersystems gespeichert sind und die in Form einer dreidimensionalen Profildarstellung abgerufen werden können, beträchtliche Mengen wertvollen Speicherraum beanspruchen.

Aus der DE-OS 34 38 429 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine für die Kraftstoffmenge maßgebliche Größe ermittelt wird, in dem ein erster Betriebs parameter, der eine äquivalente Öffnungsfläche repräsentiert, unter Verwendung des Wertes eines zweiten Betriebsparameters, der umgekehrt proportional zur Drehzahl ist, modifiziert wird.

Die EP 0 142 856 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraft maschine, das folgende Schritte aufweist: Erfassen eines ersten Betriebspara meters, der sich mit der Belastung der Brennkraftmaschine ändert, Erfassen eines zweiten Betriebsparameters, der sich mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ändert, und Ermitteln einer Variablen, die die Luftmenge repräsentiert, die für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist, wobei diese Variable verwendet wird, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuerung der Brennkraftmaschine auszuführen durch Vergleich der beiden Variablen mit einer gespeicherten Datenmenge.

Die US-PS 45 94 987 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraft maschine mit einem Heißdrahtluftströmungssensor, bei der auch bei niedriger Drehzahl und bei voll geöffneter Drosselklappe das Ausgangssignal des Luftströ mungssensors in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Drosselklappe und der Maschinendrehzahl auf der Grundlage eines vorbestimmten Verhältnisses zwischen diesen beiden Größen korrigiert wird, um ein geeignetes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen.

Die DE 28 47 794 A1 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraft maschine, die eine Schaltung enthält, mit der die Verzögerung zwischen einer sprunghaften Änderung der Drosselklappenstellung und dem tatsächlichen Luft durchsatz kompensiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abschätzen der einer Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge anzugeben, das ohne Speicherung umfangreicher Datenmenge auskommt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläu tert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Ein richtung, die nach einem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet,

Fig. 2 ein Schema des dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zugrunde liegenden Wirkmecha nismus,

Fig. 3 und Fig. 4 Flußdiagramme mit den Verfahrens schritten, die die Ableitung der Luft ansaug- und Kraftstoffeinspritzmengen entsprechend dem ersten Ausführungs beispiel charakterisieren,

Fig. 5 eine grafische Darstellung einer ersten Datentabelle, die im Speicher in Ein heiten des Drosselklappenöffnungsgrades und des wirksamen Querschnittes, der für die Luftströmung im Ansaugrohr bei gege benem Öffnungsgrad der Drosselklappe zu Verfügung steht, gespeichert ist,

Fig. 6 eine grafische Darstellung einer zweiten Datentabelle, die im Speicher gespeichert ist, in Einheiten des Öffnungsgrades des Leerlaufventiles (ISCD %) und des zuge hörigen wirksamen Querschnittes eines Bypasses, der die Drosselklappe überbrückt,

Fig. 7 eine grafische Darstellung einer dritten Tabelle, die im Speicher in Einheiten der Motordrehzahl, des Verhältnisses der wirk samen Querschnittsfläche des Ansaugrohres zur Motordrehzahl und eines Wertes QH ge speichert ist, der für die angesaugte Luft menge repräsentativ ist,

Fig. 8 eine grafische Darstellung einer vierten Datentabelle, die in Einheiten der Motor drehzahl, der wirksamen Querschnitts fläche und eines Korrekturfaktors K ge speichert ist, der verwendet wird, um den Wert QH zu modifizieren, der unter Ver wendung der Tabelle, die in Fig. 7 darge stellt ist, abgeleitet wurde,

Fig. 9 ein Zeitdiagramm, das die Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Steuerung verdeutlicht, die durch Verwendung des Wertes von Qc erhalten wird, der auf der Grundlage des ersten Aus führungsbeispieles der Erfindung ab geleitet wird,

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung, die nach einem zweiten Aus führungsbeispiel der Erfindung arbeitet,

Fig. 11 ein Blockdiagramm des Wirkmechanismus des zweiten Ausführungsbeispieles der Erfin dung,

Fig. 12 und 13 Flußdiagramme, die die Schritte darstellen, die während der Berechnung einer Ansaug luftmenge ausgeführt werden, die durch Verwendung eines Einpunkteinspritzsystems entsprechend dem zweiten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung modi fiziert wird,

Fig. 14 ein Zeitdiagramm, das die Verbesserung in der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Ver hältnisses zeigt, die auf der Grundlage des zweiten Ausführungsbeispieles der vor liegenden Erfindung möglich ist,

Fig. 15 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung, die nach einem dritten Aus führungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung arbeitet,

Fig. 16 ein Blockdiagramm, das den Wirkmechnis mus des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung verdeutlicht,

Fig. 17 ein Flußdiagramm, das die Schritte ver deutlicht, die die Arbeitsweise des dritten Ausführungsbeispieles der Erfin dung charakterisieren,

Fig. 18 und 19 grafische Darstellungen der Datentabellen, die im Speicher gespeichert sind, um die Ablesung der Luftmenge, die in den Motor angesaugt wird, und die Ab leitung eines Korrekturfaktors zu ge statten, der verwendet wird, um den Ansauggrundwert, der unter Verwendung des Schaubildes nach Fig. 18 bestimmt wurde, weiter zu modifizieren,

Fig. 20 eine grafische Darstellung, die die Verän derung der Strömungscharakteristik dar stellt, die auftritt, wenn ein Verstär kersteuerventil (BCV) in Abhängigkeit davon öffnet, daß der Ansaugunterdruck ein vorbestimmtes Niveau überschreitet,

Fig. 21 ein Blockdiagramm, das den Wirkmechanis mus eines vierten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung erläutert und

Fig. 22 ein Diagramm, das die Wirkungen erläutert, die mit dem vierten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Fig. 1 zeigt im Teilschnitt partiell eine Brennkraftmaschine (nachfolgend Motor genannt), die mit einer Einrichtung versehen ist, die nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet. In dieser Anordnung ist eine Mehrzahl von sogenannten Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzeinheiten 100 (von denen nur eine gezeigt ist) nahe dem abstromseitigen Ende eines Ansaugsammelrohrs (Einlaßkrümmer) 102 angeordnet. Eine Drosselklappe 104, ein Bypasskanal 106, der die Drosselklappe 104 überbrückt, und ein Leerlaufsteuerventil 108, das in dem Bypasskanal 106 angeordnet ist, sind am einlaßseitigen, stromaufseitigen Ende des Ansaugrohres 102 so angeordnet, wie dies aus der Fig. 1 hervorgeht. Ein Stellungssensor 110 ist mit der Drosselklappe 104 verbunden, um deren Öfnungsgrad 104 zu erfassen.

Die gezeigte Anordnung umfaßt außerdem einen Temperatursensor 112, der dazu dient, die Temperatur des Motorkühlmittels zu erfassen, das durch einen Kühlmittelmantel 114 umgewälzt wird, der sich entlang der Unterseite von Zuführungen 116 erstreckt, die sich von einem aufsteigenden Teil des Ansaug rohrs 102 zu jedem Einlaßkanal des Motors er strecken.

Im Abgassystem ist ein Erfassungssensor 118 für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (zum Beispiel ein O₂-Sensor oder eine ähnliche Vorrichtung) ange ordnet, um den Sauerstoffanteil im Abgas bzw. die Zusammensetzung des aus dem Verbrennungsraum bzw. den Verbrennungsräumen des Motors abgegebenen Ab gases zu erfassen und ein die Abgaszusammensetzung bzw. den O₂-Gehalt repräsentierendes Signal zu er zeugen. Ein die Motordrehzahl erfassender Sensor 120 ist der Kurbelwelle des Motors oder dem Zündsystem zugeordnet.

Eine Steuereinheit 130, die in diesem Ausführungsbei spiel einen Mikroprozessor enthält, wird über eine E/A-Schnittstelle mit Eingangssignalen von den vorerwähnten Sensoren gespeist. Der Festwertspeicher bzw. Mikroprogrammspeicher (ROM) des Mikroprozessors enthält verschiedene Programme und vorgegebene Daten. Wie nachfolgend noch weiter verdeutlicht wird, dienen diese Programme dazu, die durch die Sensoren erfaßten In formationen zu verarbeiten und wahlweise verschie dene Ausgangs-Befehlssignale zu den Kraftstoffein spritzeinheiten und einem (hier nicht gezeigten) Servoantrieb zu geben, der das Leerlaufsteuerven til 108 betätigt. Die Servoeinrichtung ist so aus gelegt, daß sie ein Rückkopplungssignal erzeugt, das über die E/A-Schnittstelle der Steuereinheit 130 zugeführt wird.

Das Wirkschaltbild der Anordnung für das Arbeiten nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet die indirekte Ableitung der Luftmenge, die vom Motor angesaugt wird, unter Verwendung der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl als Parameter.

Kurz gesagt wird ein Wert α, der den Öffnungsgrad der Drosselklappe 104 repräsentiert, verwendet, um als eine erste Variable einen Wert Aα abzuleiten, der den wirksamen Querschnitt des Ansaugrohrs 102 wiederspiegelt. Dieser Wert Aα wird dann durch die Motordrehzahl N geteilt, um als eine zweite Variable einen Wert Aα/N zu ergeben. Dieses Verhältnis Aα/N wird nachfolgend in Verbindung mit der Motordrehzahl N weiterverwendet, über Tafel- bzw. Diagrammablesung als eine dritte Variable, einen Wert QH abzuleiten, der die Lufteinführungsgrundmenge repräsentiert.

Im Falle, daß das Ansaugsystem mit einem Bypasskanal, wie dem Bypasskanal 106, versehen ist, der die Drosselklappe 104 zum Zwecke der Leerlaufsteuerung überbrückt, wird der Öffnungsgrad β eines Leerlaufsteuerventiles 108, das diesen Bypasskanal 106 steuert, und ein Signal Aβ wird erzeugt, das für den wirksamen Öffnungsquerschnitt des Leerlaufsteuerventiles 108 repräsentativ ist. Dieser Wert Aβ wird in Verbindung mit dem Wert Aα verwendet, um einen Wert A = Aα + Aβ abzuleiten, der dem wirksamen Gesamtansaugquerschnitt entspricht und die erste Variable bildet. Der aus dem Verhältnis Aα/N bzw. A/N abgeleitete, die Lufteinführgrundmenge repräsentierende Wert QH wird dann unter Verwendung eines Korrekturfaktors K modifiziert, so daß ein Wert Q_C erzeugt wird, der die Luftmenge repräsentiert, die in die Zylinder des Motors tatsächlich angesaugt wird. Der Korrekturfaktor wird weiter unten erläutert.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm als Beispiel eines Programmes, das im Rahmen des ersten Ausführungs beispiels verwendet wird, um die vorerwähnten Be rechnungen auszuführen.

Wie gezeigt besteht der erste Schritt 1001 dieses Programmes darin, das Eingangssignal von dem Lage sensor 110 aufzunehmen und aus diesem Eingangssig nal ein Signal Aα abzuleiten, das die wirksame Querschnittsfläche im Ansaugrohr 102 bei der Momentan- Stellung α der Drosselklappe 104 repräsentiert. In diesem Ausführungsbeispiel wird diese Bestimmung bzw. Ableitung durch Tabellenablesen unter Verwendung eines Diagramms nach der Art, wie es in Fig. 5 ge zeigt ist, vorgenommen. Dieses Diagramm kann in Form von Parameterpaaren von nur zwei Parametern gespeichert sein und erfordert daher verhältnismäßig wenig Speicherplatz. Anschließend wird im Schritt 1002 das ISCD-Rückkopplungssignal β vom Leerlaufsteuer ventil 108 erfaßt und ein Wert Aβ unter Verwendung einer Tabellenablesetechnik abgeleitet. In diesem Aus führungsbeispiel wird eine Tabelle nach der Art des Diagramms gemäß Fig. 6 zu diesem Zwecke verwen det.

Im Schritt 1003 werden die Werte Aα und Aβ sum miert, um den verfügbaren Gesamtquerschnitt A für die Luftströmung in Richtung der Zylinder des Motors zu bestimmen.

Nach der Bestimmung dieses verfügbaren Gesamtquer schnittes A wird das Verhältnis A/N erhalten, in dem N die momentane Motordrehzahl repräsentiert, die mittels des Ausgangssignales des Motordreh zahlsensors 120 erfaßt wird. Dieser Wert und der ent sprechende Wert für N werden verwendet, um einen Tabellenwert QH auszulesen, unter Verwendung einer Ta belle in der Art des Diagrammes, das in Fig. 7 ge zeigt ist. Dieses Diagramm ist in drei-parameteriger Darstellung gespeichert, d. h. in Werten von N, A/N und QH, worin QH wieder die Lufteinführgrundmenge ist.

Im Schritt 1005 wird eine Tabellenlesetechnik unter Verwendung der Werte von A und N verwendet, um den, Wert des Korrekturfaktors K abzuleiten, der die drehzahlbezogene Veränderung im Luftvolumen, das in die Motorzylinder angesaugt wird, ausgleicht. Die Tabelle, die für diesen Vorgang verwendet wird, entspricht dem Diagramm, das in Fig. 8 gezeigt ist. Wie aus Fig. 8 deutlich wird, variieren die Auf ladungskennlinien der Zylinder über einen Motordreh zahlbereich von 0 bis 6000 U/min ganz beträcht lich in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad dem Drossel klappe 104. D.h. bis zu einem bestimmten Öffnungsgrad der Drosselklappe 104 nimmt die Luftmenge, die pro Arbeitshub in die Zylinder angesaugt wird tatsächlich mit zunehmender Motordrehzahl ab.

Im Schritt 1006 wird der Wert des Korrekturkoeffi zienten K, der im vorangegangenen Schritt bestimmt wurde, verwendet, um eine korrigierte Lufteinführ menge Q_czu erhalten, und zwar unter Verwendung der folgenden Gleichung:

Q_c= Q_Co + K (QH - Q_Co) (1)

wobei
Q_Co der Wert von QH ist, der beim vorangegangenen Ablauf des gegenwärtigen Programms unter stationären Motorbetriebsbedingungen (Q_Co = QH) erhalten wurde.

Fig. 4 zeigt in Form eines Flußdiagrammes die Schritte, die die Berechnung der über das Mehrpunkt- Kraftstoffeinspritzsystem einzuspritzenden Kraft stoffmenge charakterisieren. In diesen Ausführungs beispiel ist die nachfolgende Gleichung verwendet.

T_p = K_a × Q_c × K_t × K_p (2),

wobei
T_p die Kraftstoffeinspritzgrundmenge,
K_a eine Konstante,
K_t ein Korrekturfaktor für die Lufttemperatur,
K_p ein Korrekturfaktor für den Luftdruck ist.

Im Schritt 2002 wird die tatsächliche Kraftstoff menge (T_i) bestimmt, die während des momentanen Arbeitshubes in den Motor einzuspritzen ist, nach folgender Gleichung:

T_i = T_p × Korrekturfaktor × Lambda + T_s (3).

In der Gleichung (3) sind:
der Korrekturfaktor ein Faktor, der eine Mehrzahl von Einflüssen und Koeffizienten ausgleichen soll, die die Zeit beeinflussen, die für den Kraftstoff erforderlich ist, um die Verbrennungskammern zu er reichen. Dieser Faktor umfaßt daher die Einflüsse und Wirkungen, die durch Benetzung der Wandungen des Ansaugrohres 102, den Einfluß der Motortemperatur, die Verdampfungsrate des Kraftstoffes, Motorstart bedingungen, Leerlauf etc. entstehen.

Lambda ist ein Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient, der entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors zur Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der im Abgassystem angeordnet ist, veränderlich ist, und
T_s ist ein Korrekturfaktor, der die Ansprechzeit der Kraftstoffeinspritzeinheit berücksichtigt und der zur Impulsbreite addiert wird, um die Verringerung der tatsächlichen Einspritzmenge zu kompensieren, die sonst auftreten würde.

Wie aus Fig. 9 deutlich wird, wird mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine beträcht liche Verbesserung der Steuerung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses erreicht. Wie diese Figur zeigt, steigt, wenn eine Beschleunigung erfolgen soll, die zum Beispiel durch eine plötzliche Öffnung der Drossel klappe (vergleiche oberen Linienzug α) ange zeigt wird, der Wert QH entsprechend. Über die Modifikation unter Ver wendung des Korrekturfaktors K ist es möglich, genauer als bisher die tatsächliche Luftmenge abzuschätzen, die unter der momentanen Betriebsbe dingung in jeden der Zylinder angesaugt wird, und somit entsprechend den Wert Q_c abzuleiten, der sich wie gezeigt verändert. Die resultierende Luft/Kraft stoff-Steuerung ist in gestrichelter Linie im untersten Linienzug gezeigt. Wie sich hieraus zeigt, ist es mit der Anordnung nach dem ersten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mög lich, die plötzliche Magergemischspitze und die nachfolgende große Anreicherung des Luft/Kraft stoff-Gemisches, wie es tendenziell bei den Er fassungstechniken in Stand der Technik auftritt, zu vermeiden, und es wird eine verhältnismäßig ausgefüllte, gleichmäßige Steuerungscharakteristik erreicht.

Fig. 10 zeigt ein Motorsystem, in dem eine Einrichtung angeordnet ist, die zur Ausführung eines zweiten Ausführungsbeispiels bestimmt ist. Diese Einrichtung unterscheidet sich grundsätzlich von der vorangegangenen darin, daß das Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem durch ein Einpunkt-Kraftstoffein spritzsystem ersetzt ist. Wie entsprechend aus dem Blockdiagramm gemäß Fig. 11 deutlich wird, werden die Werte für QH und Q_c im wesentlichen auf die gleiche Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel er halten, es wird jedoch einem weitere Korrektur zur Berücksichtigung des Abstandes zwischen der Einpunkt- Kraftstoffeinspritzeinheit 200 und den Ansaug kanälen der jeweiligen Motorzylinder ausgeführt.

Aus Gründen der Vereinfachung der Dar stellung wird daher auf eine nochmalige Wiedergabe eines Flußdiagrammes, wie Fig. 3 beinhaltet, verzich tet.

Im Schritt 3001 von Fig. 2 wird ΔC_m unter Ver wendung der folgenden Gleichung bestimmt:

ΔC_m = K₁ (Q_c - Q_Co) (4),

wobei:ΔC_m ein Wert ist, der die Luftmenge repräsentiert, die zur Lufteinführgrundmenge hinzugefügt werden muß, um die Entfernung zwischen der Einpunkt-Kraftstoff einspritzeinheit 200 und den Motorzylindern zu kom pensieren, und
K₁ eine Konstante ist, die für jeden Typ (Ein spritztechnik) des Ansaugrohr-Einspritzsystems be stimmt ist, und
Q_Co und Q_c sind Werte, die im Schritt 1006 des Flußdiagrammes gemäß Fig. 3 bereits verwendet wurden.

Im Schritt 3002 wird die Berechnung eines Wertes Q_a ausgeführt, und im Schritt 3003 wird der Momentan wert von Q_c im Direktzugriffsspeicher (RAM) als Wert Q_Co in Vorbereitung der nächsten Abarbeitung des Programmes gesetzt, das in Verbindung mit den Schritten 1001 bis 1006 nach Fig. 3 bereits beschrie ben wurde, die momentane Abarbeitung des Programmes wird nunmehr beendet.

Fig. 13 zeigt einen Programmablauf, der vorgesehen ist, um die vorliegende Ausführungsform der Erfin dung mit entweder einem Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritz system oder einem Einpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem verwenden zu können. Wie gezeigt, besteht der erste Schritt 4001 dieses Programmes darin zu bestimmen, welches dieser beiden Systeme bei dem gerade zu steuernden Motor angewandt wird.

Im Falle, daß der Motor mit einem Mehrpunkt-Kraft stoffeinspritzsystem ausgerüstet ist, geht anschließend das Programm zum Schritt 4002 über, indem die fol gende Gleichung berechnet wird:

T_p = K_a × Q_c × K_t × K_p (5),

worin:T_p die Kraftstoffeinspritzgrundmenge bezeichnet,
K_a eine Konstante ist,
K_t ein Korrekturkoeffizient für die Lufttempe ratur ist, und
K_p ein Korrekturkoeffizient für den Luftdruck ist.

Andererseits, wenn ein Einpunkt-Kraftstoffeinspritz system verwendet wird, geht anschließend das Pro gramm zum Schritt 4003 über, indem die Gleichung (6) berechnet wird:

T_p = K_a × Q_a × K_t × K_p (6).

Mit Ausnahme des Wertes Q_c entspricht die Gleichung ersichtlich der Gleichung (5), die Werte sind die oben erläuterten.

Im Schritt 4004 wird die Menge der tatsächlichen Kraftstoffmenge (T_i), die in dem Momentantakt des Motors eingespritzt werden soll, nach der folgen den Gleichung bestimmt:

T_i = T_p × Korrekturfaktor × Lambda + T_s (7).

Mit der vorerläuterten Steuerung ist es infolge der Ableitung von Q_a möglich, die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in geeigneter Weise und so vorzunehmen, daß eine gute Steuerung des Luft/Kraft stoff-Verhältnisses sowohl während Beschleuni gung und Abbremsung, d. h. momentanen, vorübergehen den Betriebsweisen, wie auch während eines im wesent lichen stetigen Betriebszustandes des Motors erreicht wird. D.h., wie aus den zeitlichen Verläufen, gezeigt in Fig. 14 deutlich ist, ist es mit der vorerläuterten Technik möglich, sowohl die Zuführung von übermäßigen als auch kurzzeitig unzureichenden Kraft stoffmengen über den gesamten Betriebsbereich der Motorbetätigung zu vermeiden.

Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl das vorer läuterte Verfahren keine Steuerung des Zündzeitpunktes des Motors beinhaltet, eine derartige Steuerung nicht außerhalb der hier geschützten Erfindung liegt und in deren Ausführungsbeispiele eingeführt werden kann, ohne hierdurch den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Fig. 15 und 16 zeigen ein Motorsystem für ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung. Wie gezeigt, enthält dieses Ausführungsbeispiel eine Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzung und ein Auf ladungs-Verstärkungssteuerventil BCV 300 sowie eine Leitungsanordnung 302, die in einem Bypass die Drosselklappe 104 überbrückt, und zwar zusätzlich zum Bypasskanal 106 für die Leerlaufsteuerung. Es ist deutlich, daß das Verstärkungssteuerventil 300, wie in Fig. 20 gezeigt, dazu eingerichtet ist, bei einem bestimmten sich einstellenden Ladeunterdruck zu öffnen und einen scharfen, aber begrenzten An stieg der Luftmenge, die unter diesen Umständen zum Motor strömen kann, zu gestatten. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, die Entstehung eines über mäßig hohen Ansaugunterdruckes zu vermeiden, der zu einer Zunahme des Emissionsniveaus von Kohlen wasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) führen würde. Für den Fall, daß solch ein Ventil 300 vorgesehen ist, ist es erforderlich, seine Wirkung zu berück sichtigen, da das Signal α, das den Öffnungsgrad der Drosselklappe 104 anzeigt, vom Öffnen oder Schließen dieses Verstär kungssteuerventiles 300 unberührt bleibt.

Fig. 17 zeigt in Form eines Flußdiagrammes die Schritte, die die Wirkungsweise der voranstehend erläuterten Ausführungsform charakterisieren. Die Schritte 5001 bis 5003 sind im wesentlichen die gleichen wie die Schritte 1001 bis 1003 gemäß Fig. 3 Im Schritt 5004 ist jedoch eine Tabellen ablesung vorgesehen, um einen Wert QH0 zu erhalten. Es wird darauf hingewiesen, daß Werte QH0 (Lufteinführ grundmenge) in Abhängigkeit von einem einzigen Parameter A/N (siehe Fig. 18) abgespeichert sind und daher einen vergleichsweise kleinen Speicherraumbedarf haben. Anschließend wird im Schritt 5005 ein Korekturfaktor K über Tabellenauslesen gefunden, wie er qualitativ in Fig. 19 dargestellt ist. Im Schritt 5007 wird ein zweiter Korrekturfaktor K2 zur Modifikation des Wertes von QH, der in dem vorangegangenen Schritt 5006 durch Korrektur von QHO mit dem ersten Korrekturfaktor K durch Tabellenablesen ermittelt wurde, bestimmt. Dieser zweite Korrekturfaktor ist vorgesehen, um den Wert von QH in einer Weise zu korrigieren, daß sich die Luftmenge Q_c ergibt, die gerade in jeden Motorzylinder angesaugt wird (siehe Schritt 1006 in Fig. 3).

Im Schritt 5009 wird eine Tabelleablesung ausgeführt, um festzustellen, wieviel Luft (Q_cmin) bei der augen blicklichen Motordrehzahl zum Motor geführt würde, wenn die Drosselklappe 104 geschlossen wäre. Obwohl nicht gezeigt, ist die Tabelle bzw. das Diagramm, das in diesem Schritt verwendet wird, in Einheiten der Luftmenge Q_cmin und der Motordrehzahl N ge speichert. Es wird darauf hingewiesen, daß unterhalb einer bestimmten Motordrehzahl der Ansaugunterdruck den Wert nicht übersteigt, bei dem das Verstärkungs steuerventil 300 öffnet und somit genauso groß ist, als wenn das Verstärkungssteuerventil 300 mit der zugehörigen Leitungsanordnung 302 tatsächlich nicht vorgesehen wäre.

Oberhalb dieser Motordrehzahl neigt der Unterdruck jedoch dazu, auf ein Niveau anzusteigen, auf dem das Ventil 300 öffnet und eine markante, plötzliche Zu nahme der (minimalen) Luftmenge gestattet, die zur Strömung in Richtung der Motorzylinder zugelassen ist.

Im Schritt 5010 wird der Wert von Q_cmin mit dem Wert von Q_c verglichen, der im Schritt 5008 abgeleitet wurde. Wenn der Wert von Q_c kleiner ist als Q_cmin, wird der Wert von Q_cmin im Direktzugriffsspeicher (RAM) anstelle des Momentanwertes von Q_c gesetzt, während für den Fall, daß Q_c größer ist, dieser Wert selbst verwendet wird.

D.h., wenn Q_c geringem als Q_cmin ist, kann ange nommen werden, daß die Drosselklappe 104 geschlossen ist und daß, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, die Luftmenge, die in den Motor eintritt, vom Be triebszustand des Verstärkungssteuerventiles 300 ab hängt.

Fig. 21 zeigt schematisch eine Anordnung, die ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung zum Inhalt hat. Diese Anordnung ist grund sätzlich eine Variante des zweiten Ausführungsbei spieles und symbolisiert eine Anordnung, in der die Werte für QH und Q_c und Q_a abgeleitet werden und somit gestatten, daß die gleiche Steuerungssoftware für beide Kraftstoffeinspritzsysteme (Einzelpunktein spritzung, Mehrpunkteinspritzung) verwendet werden kann.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch darin, daß der Wert von Q_H der zum Beispiel im Schritt 1004 in Fig. 3 abgeleitet wird, direkt zum Wert ΔC_m addiert wird, ohne Modifikation durch den Korrekturfaktor K. D.h., das Flußdiagramm (nicht gezeigt) für diese Berechnung ist im wesentlichen das gleiche, wie das in Fig. 13 dargestellte, mit der Ausnahme, daß im Schritt 3002 der Wert Q_c durch den Wert Q_H ersetzt ist. Der Wert für Q_c wird unter Verwendung der gleichen Technik abgeleitet, wie diese in Zusammenhang mit Fig. 13 dargestellt und erläutert ist. Da ΔC_m unter Verwendung von Q_c abgeleitet wurde, dessen Ableitung seinerseits die Verwendung des Korrekturfaktors K beinhaltet, ist die Wirkung dieses Korrekturfaktors K impliziert auch im Wert ΔC_m enthalten.

Fig. 22 zeigt die Art und Weise, in der im Rahmen des vierten Ausführungsbeispieles die Luftan saugwerte leicht und allmählich modifiziert werden, und zwar für die Einpunkt-Kraftstoffeinspritzung (Q_a) und die Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzung (Q_c) (vergleiche die Streckenzüge für Q_a in Fig. 14 und Q_c in Fig. 9).

Claims

1. Verfahren zum indirekten Abschätzen der in eine Brennkraftmaschine eingeführten Luftmenge durch Messung der Drosselklappenstellung α und Messung der Maschinendrehzahl N und Bestimmen einer ersten Variablen Aα aus einem ersten Satz vorgespeicherter Daten, die in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung α aufgezeichnet sind, wobei die Variable Aα der wirksamen Querschnittsfläche des Ansaugkanals entspricht,
Bestimmung einer zweiten Variablen Aα/N durch Division der ersten Variablen Aα durch die Maschinendrehzahl N, und
Bestimmung einer dritten Variablen (QH oder (QH0) aus einem zweiten Satz vorgespeicherter Daten, die entweder in Abhängigkeit von der Maschinendrehzal N und der zweiten Variablen Aα/N oder in Abhängigkeit von der zweiten Variablen Aα/N aufgezeichnet sind, wobei die dritte Variable (QH oder QH0) der Lufteinführgrundmenge entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Messung des Öffnungsgrades des Leerlaufregelventils (108) in einer Nebenschlußleitung (106), die die Drosselklappe (104) überbrückt, und Erzeugen eines dafür kennzeichnenden Signals (3,
Bestimmung der wirksamen Querschnittsfläche Aβ der Nebenschlußleitung (106) aus einem Satz vorgespeicherter Daten, die in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad des Leerlaufregelventils (108) aufgezeichnet sind, und
Addieren der ersten Variablen Aα zur wirksamen Querschnittsfläche Aβ und Verwendung der dadurch gebildeten Summe A = Aα + Aβ anstelle der ersten Variablen Aα bei der Bestimmung der zweiten und dritten Variablen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
Bestimmung eines Korrekturfaktors K aus einem dritten Satz vorgespeicherter Daten, die in Abhängigkeit von der ersten Variablen (Aα bzw. A) und der Maschinendrehzahl (N) aufgezeichnet sind, und
Verwenden des Korrekturfaktors K zur Korrektur der dritten Variablen (QH) zur Erzielung einer vierten Variablen Q_c gemäßQ_c = Q_co + K × (QH - Q_co)wobei Q_co der im vorangehenden Zyklus abgeleitete Wert von QH ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3 zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff an nur einer Stelle in das Ansaugsystem geleitet wird, gekennzeichnet durch
Bestimmung einer Korrekturgröße ΔCm aus der vierten Variablen Q_c gemäßΔCm = K₁ × (Q_c - Q_Co),wobei K₁ eine Konstante ist, die vom Ansaug- und Einspritzsystem abhängt, und
Addieren der Korrekturgröße ΔCm zur vierten Variablen Q_c zur Erzielung einer fünften Variablen Q_a, die zur Steuerung der Kraftstoffzumessung verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine, bei der eine Druckreduzierleitung (302) mit einem darin befindlichen Druckreduzierventil (300) die Drosselklappe (104) überbrückt, wobei das Druckreduzierventil (300) bei einem vorgegebenen Druckgrenzwert öffnet, gekennzeichnet durch
Bestimmung eines minimal zulässigen Wertes Q_cmin für die vierte Variable Q_c aus einem vierten Satz vorgespeicherter Daten, die in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl (N) gespeichert sind,
und Verwendung des größeren der zwei Werte von Q_c bzw. Q_cmin zur Kraftstoffzumessung.