DE3721911A1 - Ansaugvolumenfuehleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine und speziell auf eine Einspritzmaschine mit einer Ansaugvolumenfühleinrichtung, die es ermöglicht, die Menge der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft zu ermitteln, ohne daß es notwendig ist, große Mengen von Daten im voraus zu speichern.

Für die optimale Steuerung von Einspritzmaschinen ist es wesentlich, die der Maschine zugeführte Luftmenge genau zu ermitteln. Zu diesem Zweck gibt es zwei verschiedene Arten von Ansaugluftmengenfühleinrichtungen, nämlich (a) solche, die direkt die der Maschine zugeführte Luftmenge ermitteln und (b) solche, die die Luftmenge indirekt ermitteln, indem sie zwei oder mehr auf die Luftmenge bezogene Parameter verwenden.

Heißdrahtwirbel- und Klappen-Luftströmungssensoren fallen in die erste Kategorie. Diese Sensoren neigen jedoch dazu, übermäßig auf Druckschwingungen anzusprechen, die im Ansaugsystem auftreten, und sie haben daher den Nachteil, daß ihre Genauigkeit in großem Umfang von der Betriebsart der Maschine abhängit. Die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge wird nämlich unter Verwendung des ermittelten Ansaugvolumens bestimmt, so daß das von der Maschine erzeugte Drehmoment in unerwünschter Weise mit der Genauigkeit des Ansaugsystems schwankt.

Für die indirekte Ermittlung ist es bekannt, die Maschinendrehzahl, die Ausgabe eines Drucksensors, der den Druck in der Ansaugzweigleitung ermittelt, und den Ausgang eines Drosselklappen-Positionssensors miteinander zu kombinieren.

Um alle möglichen Parameterkombinationen abzudecken und auf diese Weise eine gute Anpassung der eingespritzten Kraftstoffmenge an die augenblickliche Betriebsart über den gesamten Betriebsbereich der Maschine zu ermöglichen, ist es notwendig, eine sehr große Datenmenge in Form eines Vier-Parameter-Systems aufzuzeichnen, bei dem jeder Wert eines Parameters drei korrespondierende Werte hat, die seine Position in einem dreidimensionalen Kennfeld bestimmen. Es ist daher erforderlich, Tabellen zu speichern, die man in Form von dreidimensionalen Kennfeldern darstellen kann. Dies erfordert einen großen Speicherplatz (ROM) und steigert die Kosten des Systems. Eine Lösung dieses Problems besteht darin, den Umfang der Daten, die aufgezeichnet werden, zu vermindern, indem man die Schritte zwischen den einzelnen aufgezeichneten Werten vergrößert, d. h. die Auflösung wird kleiner. Dies führt jedoch zu einer recht groben Regelung des Systems und beeinträchtigt dessen Genauigkeit.

Das obenerwähnte Speicherproblem wird darüberhinaus noch erschwert, wenn die Maschine mit einer Wirbelsteueranordnung ausgerüstet ist. Weil das Wirbelsteuerventil den wirksamen Querschnitt der Einlaßleitung beeinflußt, wird die Genauigkeit der Werteableitung, die unter Verwendung nur der oben erwähnten Parameter möglich ist, ernsthaft beeinträchtigt. Dementsprechend ist bei Beachtung dieser Auswirkungen die Speicherung einer zusätzlichen großen Datenmenge erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die einer Brennkraft zugeführte Luftmenge genau abgeschätzt, d. h. indirekt ermittelt werden kann, ohne daß es notwendig ist, sehr große Datenmengen in Form von Nachschlagetabellen für vier Parameter zu speichern und ein ROM od. dgl. Speichereinrichtung für eine große Datenmenge zu verwenden.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Drosselklappenstellung ermittelt, und der ermittelte Wert wird dazu verwendet, den wirksamen Querschnitt der Ansaugleitung durch Tabellennachschlag zu ermitteln. Die Daten werden in einer Tabelle oder Karte gespeichert, die in Form eines Dreiparametersystems aufgezeichnet ist. Der durch diese Technik abgeleitete Wert wird dann durch die Maschinendrehzahl geteilt oder alternativ durch ein Produkt aus der Maschinendrehzahl und dem Hubraum. Eine Grund-Luftansaugmenge wird dann durch Tabellennachschlag ermittelt. Dieser Wert wird nachfolgend unter Verwendung eines Korrekturkoeffizienten modifiziert, um der Auswirkung der Maschinendrehzahl Rechnung zu tragen. Die Auswirkungen der Einspritzdüsenposition (d. h. MPI/SPI) und/oder des Vorhandenseins eines Wirbelsteuerventils können ebenfalls durch Verwendung von geeigneten Algorithmen oder zusätzlichen Tabellen in Betracht gezogen werden, die in Form von zwei oder drei Parametern aufgezeichnet sind. Wenn eine Leerlaufregelungs-Nebenschlußleitung vorgesehen ist, dann kann das Öffnen des Ventils, das in dieser Leitung angeordnet ist, in Betracht gezogen werden, wenn der wirksame Querschnitt der Ansaugleitung ermittelt wird.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das vom Anspruch 1 angegeben wird. Ein zweiter Aspekt der Erfindung besteht in einer Einrichtung, die Gegenstand des Anspruchs 8 ist. Ausgestaltungen davon sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine, bei der die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Anwendung finden;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1, die Gestalt eines Wirbelsteuerventils zeigend, das im stromabwärtigen Abschnitt des Ansaugsystems angeordnet ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Konzepts, das der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm der Schritte, die die Ableitung der Ansaugluftmenge nach der ersten Ausführungsform der Erfindung charakterisieren;

Fig. 5 eine graphische Darstellung einer ersten Tabelle, die im Speicher in Form von Drosselklappenöffnungen und zugehörigen wirksamen Querschnitten des Ansaugkanals aufgezeichnet ist.

Fig. 6 eine graphische Darstellung einer zweiten Tabelle, die im Speicher als Leerlaufventilöffnung (%) und zugehörigem wirksamen Querschnitt einer Bypaßleitung aufgetragen ist, die um die Hauptdrosselklappe herumführt;

Fig. 7 eine graphische Darstellung einer dritten Tabelle, die im Speicher als Maschinendrehzahl, als Verhältnis des wirksamen Querschnitts des Ansaugkanals zur Maschinendrehzahl und als Wert QH aufgezeichnet ist, der die Ansaugluftmenge angibt;

Fig. 8 eine graphische Darstellung einer vierten Tabelle, die als Maschinendrehzahl, wirksamer Querschnitt und Korrekturfaktor K aufgezeichnet ist, der dazu verwendet wird, den unter Verwendung der Tabelle nach Fig. 7 abgeleiteten Wert QH zu modifizieren;

Fig. 9 ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die während der Berechnung einer Ansaugluftmenge, die zur Verwendung in SPI-Ansaugsystemen modifiziert wird, ausgeführt werden;

Fig. 10 ein Flußdiagramm, das die charakteristischen Schritte eines Programms zeigt, mit welchem die einzuspritzende Ansaugluftmenge unter Verwendung der in den Programmen nach den Fig. 4 und 9 abgeleiteten Ansaugluftmenge eingespritzt wird;

Fig. 11 ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen der Änderung der Drosselklappenstellung und der Änderung der Werte der Luftansaugmengen zeigt, die für Mehrpunkt-Einspritzsysteme (QC) und SPI-Anordnungen (Qaing) berechnet werden;

Fig. 12 ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die die Ableitung der Ansaugluftmenge gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung charakterisieren;

Fig. 13 und 14 graphische Darstellungen von Tabellen, die im Speicher zur Verwendung bei der zweiten Ausführungsform gespeichert sind;

Fig. 15 in schematischer Darstellung die Anordnung, die eine dritte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet;

Fig. 16 ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die die Betriebsweise der dritten Ausführungsform kennzeichnen;

Fig. 17 ein Flußdiagramm der Schritte, die die Berechnung der Kraftstoffmenge kennzeichnen, die unter den augenblicklich eingestellten Betriebsbedingungen einespritzt werden sollte;

Fig. 18 und 19 graphische Darstellungen von Tabellen, die im Speicher aufgezeichnet sind und in Zusammenwirken mit der dritten Ausführungsform verwendet werden;

Fig. 20 ein Flußdiagramm der Schritte, die die Betriebsweise einer vierten Ausführungsform der Erfindung kennzeichnen;

Fig. 21 bis 24 graphische Darstellungen, die vorgespeicherte ROM-Tabellen zeigen, die im Zusammenwirken mit der vierten Ausführungsform und/oder dazu verwendet werden, die mit der vierten Ausführungsform erzielbaren Vorteile zu demonstrieren;

Fig. 25 eine schematische Darstellung der Anordnung, die eine fünfte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet, und

Fig. 26 und 27 Flußdiagramme, die die Schritte zeigen, die die Betriebsweise der fünften Ausführungsform charakterisieren.

Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Brennkraftmaschine, an der die Ausführungsformen der Erfindung Anwendung finden. Bei dieser Anordnung ist ein Einpunkt-Einspritzventil 100 in dem stromaufwärtigen Abschnitt einer Ansaugzweigleitung 102 an einer Stelle stromaufwärts einer Drosselklappe 104 angeordnet. Eine Bypaß-Leitung 106 führt um die Drosselklappe 104 herum und ein Leerlaufsteuerventil 108 ist in der Bypaß-Leitung 106 angeordnet. Ein Positionssensor 110 ist wirkungsmäßig mit der Drosselklappe 104 verbunden, um den Öffnungsgrad derselben zu ermitteln. Am stromabwärtigen Ende der Zweigleitung ist ein Wirbelsteuerventil od. dgl. Vorrichtung 112 vorgesehen. Diese Vorrichtung ist wirkungsmäßig mit einem Servoantrieb 114 verbunden.

Die dargestellte Anordnung enthält fernerhin einen Temperatursensor 116, der dazu vorgesehen ist, die Temperatur des Maschinenkühlmittels zu ermitteln, das durch einen Heizmantel 118 strömt, der längs der Unterseite von Ablaufrinnen 120 angeordnet ist, die von einem Steiger der Zweigleitung 102 zu jedem der Einlaßkanäle 122 der Maschine führen.

Ein Luftkraftstoff-Verhältnissensor 124 (beispielsweise ein Sauerstoffsensor od. dgl.) ist im Abgassystem der Maschine angeordnet, um die Abgaszusammensetzung der von den Brennkammern der Maschine abgegebenen Abgase zu ermitteln.

Wirkungsmäßig mit der Kurbelwelle der Maschine oder mit dem Zündsystem ist ein Maschinendrehzahlsensor 126 verbunden.

Eine Steuereinheit 130, die bei dieser Ausführungsform einen Mikroprozessor enthält, ist dazu vorgesehen, Eingänge von den obenerwähnten Sensoren über eine Eingangs/ Ausgangs-Schnittstelle entgegenzunehmen. Der ROM des Mikroprozessors enthält verschiedene Programme und vorbestimmte Daten. Diese Programme sind, wie nachfolgend noch erläutert wird, dazu vorgesehen, die Informationen zu verarbeiten, die von den Sensoren geliefert werden und selektiv die Abgabe verschiedener Steuersignale zum Kraftstoffeinspritzer, einem Servo 132 (siehe Fig. 3), der das Leerlaufregelventil 108 betreibt und den Servo 114 der Wirbelsteueranordnung 112 hervorzurufen. Die ebenerwähnten Servos sind so eingerichtet, daß sie Rückkopplungssignale erzeugen, die der Steuereinheit über die genannte Schnittestelle zugeführt werden.

Ein Beispiel einer Wirbelerzeugungsklappe, die in Kombination mit dem Servoantrieb 114 vollendet wird, ist in Fig. 2 gezeigt. Die Klappe enthält einen Ausschnitt 134 zum Erzeugen einer Strömung relativ hoher Geschwindigkeit, die in die Brennkammer eines jeden Maschinenzylinders in einer solchen Weise eintritt, daß in der Brennkammer ein wirbelndes Strömungsmuster hervorgerufen wird. Zur weiteren Erläuterung einer solchen Vorrichtung sei auf die US-PS 46 51 693 verwiesen.

Die charakteristische Anordnung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Ausführungsform verwendet die indirekte Ableitung der der Maschine zugeführten Luftströmungsmenge unter Verwendung nur der Drosselklappenpositions- und der Maschinendrehzahl-Parameter.

Kurz gesagt, ein Wert α, der für den Drosselklappenöffnungsgrad repräsentativ ist, wird dazu verwendet, einen Wert A abzuleiten, der zu dem wirksamen Querschnitt des Ansaugkanals kennzeichnend ist. Dieser Wert wird dann durch die Maschinendrehzahl N geteilt, um einen Wert A/N zu erzeugen. Dieser Wert A/N wird nachfolgend in Kombination mit der Maschinendrehzahl N verwendet, um einen Wert QH durch Tabellennachschlag abzuleiten, der für die angesaugte Grund-Luftmenge kennzeichnend ist.

Im Falle, daß das Ansaugsystem mit einer Bypaßleitung (z. B. 106) versehen ist, die um die Drosselklappe (104 für die Leerlaufregelung herumführt, wird der Öffnungsgrad des Ventils 108, das diese Bypaßleitung steuert, ermittelt und ein Signal β, der für den Öffnungsgrad kennzeichnend ist, wird erzeugt. Diese Wert wird in Kombination mit dem Wert α dazu verwendet, den Wert von A abzuleiten.

Fig. 4 zeigt in Flußdiagrammform die Schritte, die ein Programm kennzeichnen, das in der ersten Ausführungsform dazu verwendet wird, die obenbeschriebenen Berechnungen auszuführen.

Wie dargestellt, dient der erste Schritt 1001 dazu, den Eingang vom Drosselklappensensor 110 abzutasten und ein Signal A α abzuleiten, das für den wirksamen Querschnitt der Ansaugleitung bei dem jeweiligen Drosselklappenöffnungsgrad repräsentativ ist. Bei dieser Ausführungsform wird diese Ableitung durch Tabellennachschlag unter Verwendung einer Tabelle von der Art ausgeführt, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Wie man aus dieser Tabelle erkennt, ist diese in Form von nur zwei Parametern aufgezeichnet und benötigt daher nur relativ wenig Speicherplatz.

Im Schritt 1002 wird das ISCD-Rückkoppelsignal β vom Leerlaufregelventilservo abgetastet und ein Wert Ab wird unter Verwendung einer Tabellennachschlagtechnik abgeleitet. Bei dieser Ausführungsform hat diese Tabelle die in Fig. 6 dargestellte Charakteristik.

Im Schritt 1003 werden die Werte von A und Ab summiert, um den verfügbaren Gesamtquerschnitt der den Zylindern der Maschine zuströmenden Luft zu ermitteln.

Im Anschluß an die Ableitung von A erhält man den Wert von A/N, wobei N die augenblickliche Maschinendrehzahl darstellt, wie sie durch Abtastung des Ausgangs des Maschinendrehzahlsensors ermittelt wird. Dieser Wert und der entsprechende Wert von N werden dazu verwendet, einen Tabellennachschlag unter Verwendung einer Tabelle unter Art nach Fig. 7 auszuführen. Diese Tabelle ist in Form von drei Parametern aufgezeichnet, d. h. von N, A/N und QH, wobei QH die Grund-Luftansaugmenge ist.

Im Schritt 1005 wird eine Tabellennachschlagtechnik unter Verwendung der Werte von A und N ausgeführt, um den Wert eines Korrekturkoeffizienten K zu erhalten, der die auf die Maschinendrehzahl bezogene Volumenänderung der in die Maschinenzylinder eingesaugten Luft kompensiert. Die bei diesem Vorgang verwendete Tabelle hat die in Fig. 8 dargestellte Charakteristik. Wie man aus dieser Figur erkennt, hängt die Ladecharakterstik der Zylinder über einen Drehzahlbereich von 0 bis 6000 U/min in erheblichem Maße vom Öffnungsgrad ab, mit welchem die Drosselklappe geöffnet ist. Bis z. B. die Drosselklappe 104 über einen gegebenen Betrag hinaus geöffnet ist, nimmt die in die Zylinder eingesaugte Luftmenge pro Zyklus mit steigender Drehzahl ab.

Im Schritt 1006 wird der im vorangehenden Schritt ermittelte Koeffizient K dazu verwendet, einen korrigierten Luftansaugwert (Qc) unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung zu erhalten:

Qc = QCo + K (QH - QCo) (1)

wobei QCo der Wert von QH, abgeleitet aus dem vorherigen Durchlauf des gegenwärtigen Programms (unter Gleichgewichts- Betriebsbedingungen ist. QCo = QH) ist.

Während der Wert von Qc für die Verwendung mit Mehrpunkt-Kraftspritzeinspritzanordnungen (MPI) geeignet ist, bei denen jeweils ein Einspritzventil in oder unmittelbar stromaufwärts den Maschineneinlaßöffnungen angeordnet ist, muß doch die Tatsache in Betracht gezogen werden, daß bei SPI-Systemen das Einspritzventil in einigem Abstand stromaufwärts der jeweiligen Einlaßventile angeordnet ist. In diesem Falle ist eine Korrektur erforderlich, um eine genaue Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des den Zylindern der Maschine augenblicklich zugeführten Kraftstoffgemischs zu ermöglichen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Programme vorgesehen, die diese Faktoren berücksichtigen und die entsprechenden Korrekturen ausführen, um Werte für beide Anordnungen zu erzeugen.

Die Schritte, die die soeben erwähnten Programme kennzeichnen, sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt.

Im Schritt 2001 des Flußdiagramms nach Fig. 9 wird ein Wert Δ Cm unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

Δ Cm = Kl (Qc - QCo) (2)

wobei
Cm ein Wert ist, der für die Luftmenge repräsentativ ist, die zu der Grundluftmenge hinzugefügt werden muß, um den Abstand zwischen dem SPI-Einspritzer und den Zylindern zu kompensieren;
Kl eine Konstante ist, die für jede Art von Ansaug- Zweigleitungssystem bestimmt ist und QCo und Qc die Werte sind die im Schritt 1006 des Flußdiagramms nach Fig. 4 verwendet werden.

Im Schritt 2002 wird die Berechnung eines Wertes Qaing durchgeführt und im Schritt 2003 wird der augenblickliche Wert von Qc im RAM als QCo in Vorbereitung des nächsten Programmlaufs, das in Verbindung mit den Schritten 1001 bis 1006 in Fig. 4 beschrieben worden ist, eingestellt, und der augenblickliche Lauf dieses Programms endet.

Im Schritt 3001 des Flußdiagramms nach Fig. 10 wird bestimmt, ob das Ansaugsystem, auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist, ein solches mit einem einzelnen Einspritzpunkt (SPI) oder ein solches mit einem Mehrpunkt-Einspritzsystem (MPI) ist.

Im Falle, daß das System ein MPI-System ist, geht das Programm zum Schritt 3002 über, in welchem die folgende Gleichung ausgeführt wird:

Tp = Ka × Qc × Kt × Kp (3)

wobei:
Tp die Grund-Kraftstoffeinspritzmenge ist;
Ka eine Konstante ist;
Kt ein Lufttemperatur-Korrekturkoeffizient ist; und
Kp ein Luftdruck-Korrekturkoeffizient ist.

Wenn andererseits das System ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten und mit einem einzigen Einspritzer (SPI) stromaufwärts der Drosselklappe ausgerüstet ist, dann geht das Programm zum Schritt 3003 über, in welchem die Gleichung (4) berechnet wird:

Tp = ka × Qaing × Kt × Kp (4)

Man erkennt hieraus, daß mit Ausnahme von Qc die Werte wie oben sind.

Im Schritt 3004 wird die augenblickliche Kraftstoffmenge (Ti), die beim herrschenden Maschinenzyklus einzuspritzen ist, unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt:

Ti = Tp × COEFF × LAMBDA + Ts (5)

wobei
COEFF bestimmt einen Korrekturfaktor, der dazu bestimmt ist, mehrere Koeffizienten zu kompensieren, die die Zeit beeinflussen, die der Kraftstoff benötigt, um die Brennkammer zu erreichen. Dieser Faktor enthält die Einflüsse, die durch Befeuchtung der Ansaugkanalwände, durch den Einfluß der Maschinentemperatur, die Verdampfungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs, das Aufwärmen der Maschine, den Leerlauf usw. verursacht werden;
LAMBDA ist ein Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient, der mit dem Ausgang des Luft-Kraftstoff-Verhältnissensors, der im Abgassystem der Maschine angeordnet ist, variabel ist und
Ts ist ein Korrekturfaktor, der die Ansprechzeit des Kraftstoffeinspritzers berücksichtigt und der zu der Impulsbreite (Ti) hinzugefügt wird, um die Verkürzung der Einspritzmenge zu kompensieren, die sonst auftreten würde.

Mit der obenbeschriebenen Steuerung aufgrund der Ableitung von Qc ist es möglich, die Kraftstoffeinspritzung in einer solchen Weise zu regeln, daß eine gute Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung sowohl während der Beschleunigung als auch während der Verzögerung, d. h. in Übergangsbetriebsarten, und auch im gleichförmigen Betriebszustand ausgeführt wird. Das heißt, wie aus den Zeitdiagrammen nach Fig. 11 hervorgeht, ist es mit der beschriebenen Technik möglich, sowohl die Zuführung zu großer Kraftstoffmengen als auch unzureichender Kraftstoffmengen über den gesamten Betriebsbereich der Maschine zu verhindern.

Es sei angemerkt, daß, obgleich das obige Verfahren den Zündzeitpunkt der Maschine nicht in Betracht zieht, eine Regelung desselben nicht außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt.

Fig. 12 zeigt in Flußdiagrammform die Schritte, die den Betrieb der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kennzeichnen. Wie dargestellt, wird im ersten Schritt dieses Programms (4001) ein Wert A/N in im wesentlichen der gleichen Weise wie unter Bezugnahme auf die Schritte 1001 bis 1004 des Flußdiagramms nach Fig. 4 erläutert, abgeleitet. Im Schritt 4002 wird ein Tabellennachschlag ausgeführt, um einen Wert von QHO zu bestimmen. Dieser Vorgang erfordert die Verwendung einer Tabelle, bei der ein linearisierter Wert von QHO über A/N aufgetragen ist (siehe beispielsweise Fig. 13). Im Anschluß daran wird eine Tabelle, die in N (Maschinendrehzahl) und QHO aufgetragen ist (Fig. 14), dazu verwendet, einen Korrekturkoeffizienten KFLAT zu bestimmen. Anschließend wird ein Wert QH abgeleitet, indem QHO mit dem Korrekturkoeffizienten unter Verwendung der folgenden Gleichung modifiziert wird:

QH = QHO × KFLAT (6)

Es sei angemerkt, daß obgleich der Speicherplatz, der für die QHO-Daten erforderlich ist, etwa 2 Bytes beträgt, die in Fig. 14 dargestellte Tabelle in drei Parametern aufgezeichnet ist, während die Tabelle nach Fig. 13 unter Verwendung von nur zwei Parametern erstellt ist (nämlich A/N und QHO). Dies ermöglicht eine Verminderung des erforderlichen Gesamtspeicherplatzes im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, bei der die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Tabellen in Form von drei Parametern aufgezeichnet sind.

Fig. 15 zeigt ein schematischer Form die Anordnung, die eine dritte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen ähnlich der ersten, sie sieht jedoch eine Veränderung in der Hinsicht vor, daß sie einen Wert V verwendet, der für den Maschinenhub repräsentativ ist. Wie dargestellt wird der Wert α in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, um den wirksamen Querschnitt A des Ansaugsystems zu ermitteln, nämlich durch Tabellennachschlag. Dieser Wert wird jedoch dann sowohl durch die Maschinendrehzahl auch durch den Hub dividiert und wird anschließend dazu verwendet, einen Luftansaugwert QH durch Tabellennachschlag zu finden. Dieser QH-Wert wird dann unter Verwendung eines Korrekturfaktors K 2 modifiziert, der durch Tabellennachschlag erhalten wird, um einen Wert abzuleiten, der für die augenblicklich eingestellten Betriebsbedingungen korrigiert ist.

Wie sich aus den Fig. 16 bis 20 ergibt, ist die Art, in der diese Ausführungsform den erforderlichen Ansaug-Luftmengenwert ableitet, im wesentlichen ähnlich der unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 10 dargestellten Ausführungsformen. Eine detaillierte Beschreibung derselben wird daher hier nicht wiederholt. Es sei angemerkt, daß diese Ausführungsform von Tabellen Gebrauch macht, die im wesentlichen identisch den Tabellen nach den Fig. 5 und 6 sind und die daher hier nicht nochmals wiederholt zu werden brauchen.

Fig. 20 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen ähnlich der in den Fig. 12 bis 14 dargestellten Ausführungsform. Hier jedoch wird ein Wert A/N.V in Kombination mit QHO verwendet. Wie man aus Fig. 21 erkennt, wird durch Verwendung von A/N.V anstelle von A/N eine gute Korrelation zwischen Maschinen mit großem Hubraum und mit kleinem Hubraum erzielt. Wie sich aus Fig. 22 jedoch ergibt, variiert der Wert von QHO beachtlich mit dem Maschinenhubraum, wenn nur A/N verwendet wird. Wenn A/N verwendet wird, dann ist es dementsprechend notwendig, einen Datensatz für jeden Hubraum gesondert aufzuzeichnen.

Wenn, wie sich aus Fig. 23 ergibt, die A/N.V-Werte verwendet werden, dann erscheint eine Differenz zwischen den entsprechenden Werten des Korrekturkoeffizienten KFLAT. Diese Differenzen sind jedoch ziemlich klein und eine Korrektur ist dementsprechend relativ einfach. Andererseits wird bei verwendung des Wertes A/N diese Differenz gemäß Fig. 24 merklich, und es ist daher notwendig, zwei Datensätze aufzuzeichnen.

Wie man erkennt, ermöglicht diese Ausführungsform die Verminderung der Datenmenge, die im ROM gespeichert werden müssen, indem man den Wert A/N.V verwendet, den man schnell berechnen kann, ohne daß Speicherplatz verbrauchende Tabellen oder Karten verwendet werden müssen.

Dies erlaubt eine Verminderung der Kosten im Falle, daß die gleiche Speichereinheit mit Maschinen unterschiedlicher Typen verwendet werden soll, die unterschiedliche Hubräume haben. Es ist daher die Notwendigkeit vermieden, für jede Maschine einen anderen ROM bereitstellen zu müssen.

Fig. 25 zeigt in schematischer Form die charakteristische Anordnung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist im Hinblick auf die Tatsache vorgeschlagen worden, daß wenn das Einlaßsystem mit einer Wirbelsteuereinrichtung ausgerüstet ist, es notwendig ist, die Auswirkungen derselben in Betracht zu ziehen, wenn die einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet wird. Das heißt, die Lage der Wirbelklappe oder des Wirbelventils beeinflußt den Querschnitt des Ansaugkanals und wirft daher das Problem auf, daß die Ableitung der in die Maschine einzuführenden Luftmenge unter Verwendung der obenbeschriebenen Techniken fehlerhaft wird.

Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, daß das Wirbelsteuerventil (SCV) in einer Weise gesteuert wird, die von einem Betriebszustand in einen inaktiven Zustand umschaltet, und umgekehrt. Das heißt, bei geringer Last wird die Klappe oder das Ventilelement 114 in die in Fig. 2 dargestellte Position bewegt, so daß die Strömung der eintretenden Luft gedrosselt und gleichzeitig dazu gezwungen wird, durch den Ausschnitt 134 zu strömen. Dies ruft einen Luftstrahl und/oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch (je nach Lage des Kraftstoffeinspritzers) hoher Geschwindigkeit hervor, der in die Brennkammer eintritt und darin ein wirbelndes Strömungsmuster hervorruft. Wenn umgekehrt die Maschine unter mittlerer Last bis hoher Last betrieben wird, dann wird das Ventil in seine inaktive Stellung bewegt. Hierdurch wird die Drosselung der Maschine vermindert, wodurch der Ladewirkungsgrad gesteigert werden kann.

Obgleich der Betrieb, der nachfolgend beschrieben wird, derart ist, daß eine Steuerung des SCV nur in zwei Positionen vorgesehen ist (wodurch der Umfang der zu speichernden Daten herabgesetzt ist), so ist es doch möglich, auch eine Steuerung vorzusehen, die viele Einstellpositionen zuläßt. Dies erfordert jedoch die Speicherung von Daten für jede dieser Positionen und hat daher eine Vergrößerung des Speicherraums zur Folge.

Die Schritte 8001 bis 8008 des Flußdiagramms nach Fig. 26 sind im wesentlichen identisch mit den Schritten 1001 bis 1004 nach Fig. 4 und machen von Tabellen der Art nach den Fig. 5 bis 8 Gebraucht. Im Schritt 8005 wird der augenblickliche Status des SCV abgetastet. Wenn das SCV geschlossen ist (d. h. sich in der wirksamen Stellung befindet), dann werden im Schritt 8006 die Werte von QHO und N beim Tabellennachschlag dazu verwendet, einen Korrekturfaktor KFLAT 2 zu bestimmen, der nachfolgend vorübergehend im RAM gespeichert wird. Wenn jedoch das Wirbelsteuerventil offen ist, d. h. sich in seinem inaktiven Zustand befindet, dann wird als Schritt 8007 eine Prozedur ähnlich der im Schritt 8006 ausgeführt. In diesem Falle jedoch wird der Tabellennachschlag unter Verwendung einer KFLAT1-Tabelle ausgeführt. Es sei angemerkt, daß die KFLAT1-Tabelle und die KFLAT2-Tabelle hier nicht dargestellt sind, jedoch im wesentlichen ähnlich denen in Fig. 14 sind.

Im Schritt 8008 wird eine Korrektur des im Schritt 8004 abgeleiteten Wertes ausgeführt, um dem Einfluß des SCV Rechnung zu tragen und das Programm geht zum Schritt 8009 über, wo ein Korrekturfaktor K 2 durch Tabellennachschlag erhalten wird. Im Schritt 8010 wird ein Luftansaugwert korrigiert, um dem Einfluß der Maschinendrehzahl Rechnung zu tragen, und der Programmablauf endet.

Fig. 27 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist mit Ausnahme der Adaption zur Berücksichtigung der Auswirkungen des Wirbelerzeugungsventils (SCV) im wesentlichen identisch mit der Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf die Fig. 20 bis 24 erläutert worden ist. Es sei jedoch hervorgehoben, daß zwei Tabellensätze erforderlich sind, um das Nachschlagen von QH 1, QH 2, KFLAT 1 und KFLAT 2 zu ermöglichen. Wie man aus der vorangehenden Beschreibung entnimmt, ist das erforderliche Speichervermögen dennoch klein im Vergleich zum Stand der Technik, da die Tabellen in Termen von zwei oder drei Parametern aufgezeichnet sind.

Claims (9)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit folgenden Schritte:
Abfühlen eines ersten Maschinenbetriebsparameters (α), der mit der Last der Maschine schwankt;
Erfühlen eines zweiten Maschinenbetriebsparameters (N), der mit der Drehzahl der Maschine schwankt;
Aufzeichnen eines ersten Satzes von Daten, der eine erste Tabelle definiert, die als ein zweidimensionales Kennfeld graphisch dargestellt werden kann;
Ableiten einer ersten Variablen (A) durch Vergleichen des Wertes des ersten Maschinenbetriebsparameters (α) mit dem ersten Satz aufgezeichneter Daten;
Modifizieren der ersten Variablen (A) unter Verwendung des Wertes des zweiten Maschinenbetriebsparameters (N) zur Ableitung einer zweiten Variablen (A/N),
Aufzeichnen eines zweiten Satzes von Daten, der eine zweite Tabelle definiert, die als ein zweidimensionales Kennfeld graphisch dargestellt werden kann, und
Vergleichen des Wertes der zweiten Variablen (A/N) mit dem zweiten Satz aufgezeichneter Daten, um eine dritte Variable (QH) zu erhalten, die für die in die Maschine eingesaugte Luftmenge kennzeichnend ist, wobei diese dritte Variable (QH) dazu verwendet werden kann, die Luft-Kraftstoffregelung der Maschine auszuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierungsschritt die Verwendung des Wertes des zweiten Maschinenbetriebsparameters (N) enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ableiten eines ersten Korrekturkoeffizienten (K) unter Verwendung der Werte der ersten und zweiten Betriebsparameter und
Korrigieren der dritten Variablen (QH) unter Verwendung des ersten Korrekturkoeffizienten (K).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitschritt der ersten Variablen das Vergleichen der Werte der ersten und zweiten Betriebsparameter mit einem dritten Satz aufgezeichneter Daten enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Modifizierung ein Faktor (V) verwendet wird, der für den Maschinenhubraum kennzeichnend ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Erfühlen des Zustandes einer Vorrichtung (112), die bewirkt, daß ein vorbestimmtes Maschinenbetriebsphänomen auftritt, und
selektives Korrigieren des Wertes der dritten Variablen (QH) in Abhängigkeit von dem Zustand der genannten Vorrichtung.

7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Modifizierung der dritten Variablen (QH) in Übereinstimmung mit den physikalischen Eigenschaften des Maschinenansaugsystems (SPI/MPI).

8. Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
einen ersten Sensor (110) zum Ermitteln eines ersten Maschinenbetriebsparameters (α), der mit der Last der Maschine variiert;
einen zweiten Sensor (126) zum Ermitteln eines zweiten Maschinenbetriebsparameters (N), der mit der Drehzahl der Maschine variiert, und Einrichtungen zum:
Ableiten einer ersten Variablen (A) durch Vergleichen des Wertes des ersten Maschinenbetriebsparameters (α) mit einem ersten Satz von Daten, die in Form einer ersten Tabelle aufgezeichnet sind, die als ein zweidimensionales Kennfeld graphisch dargestellt werden kann,
Modifizieren der ersten Variablen (A) unter Verwendung des Wertes des zweiten Maschinenbetriebsparameters (N), um eine zweite Variable (A/N) abzuleiten, und
Vergleichen des Wertes der zweiten Variablen (A/N) mit einem zweiten Satz aufgezeichneter Daten, um eine dritte Variable (QH) zu erhalten, die zur Ausführung der Maschinensteuerung verwendet werden kann, wobei der zweite Datensatz in Form einer zweiten Tabelle gespeichert ist, die als ein zweidimensionales Kennfeld graphisch dargestellt werden kann.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (112) zum Erzeugen des Auftretens eines vorbestimmten Maschinenbetriebsphänomens, wobei die Einrichtungen auf den Zustand der genannten Vorrichtung (112) so ansprechen, daß die Modifikation der dritten Variablen (QH) verändert wird.