DE3832270A1 - Kraftstoffzufuhrsteuersystem fuer einen verbrennungsmotor mit verbesserten antwortcharakteristika bei einer veraenderung des ansaugluftdruckes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffzufuhrsteuersystem für einen Motor mit innerer Verbrennung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kraftstoffzufuhrsteuersystem, das die Kraftstoffzufuhrmenge auf der Grundlage eines Ansaugluftdruckes und einer Motordrehzahl steuert. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Kraftstoffzufuhrsteuerung, die eine genaue und schnell ansprechende Kraftstoffzufuhrsteuerung bei minimaler Speicherkapazität bildet.

Bei einem üblichen Kraftstoffsteuersystem werden der Ansaugluftdruck und die Motordrehzahl als grundlegende Parameter für die Berechnung einer grundlegenden Kraftstoffzufuhrmenge gemessen. Üblicherweise wird die grundlegende Kraftstoffzufuhrmenge durch Auslesen einer zweidimensionalen Tabelle mittels des Ansaugluftdruckes und der Motordrehzahl erzeugt. Jedoch erfordert die Berechnung der grundlegenden Kraftstoffzufuhrmenge aufgrund des Mischungsvolumenwirkungsgrades ein komplizierteres Verfahren, der der Wirkungsgrad ist, mit dem eine Luft/Kraftstoff-Mischung einer Brennkammer zugeleitet wird. Um eine ausreichend genaue Steuerung der Kraftstoffzufuhrmenge zu erzielen, wird eine vergleichsweise große, zweidimensionale Auslesetabelle benötigt. Dies führt nicht nur zu vergleichsweise höheren Kosten, sondern bewirkt auch eine Verlängerung der Verarbeitungszeit, die eine Verzögerung bei der Beschleunigung oder der Verzögerung bewirkt, wodurch das Verhalten der Kraftstoffsteuerung beeinträchtigt wird.

Aufgrund der langen Verarbeitungsdauer zum Einstellen der grundlegenden Kraftstoffzufuhrmenge wird der Tabellenzugriff allgemein als sogenannter "Background-Job" ausgeführt. In einem derartigen Fall wird das Auf-den-neuesten- Stand-bringen der grundlegenden Kraftstoffzufuhrmenge in Abhängigkeit von dem Ansaugluftdruck und der Motordrehzahl nicht häufig genug ausgeführt, um das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in der Nähe des stöchiometrischen Wertes eines Motorbetriebszustandes zu halten, was eine häufige Unterbrechung des "Background-Job" erfordert.

Um dieses Problem zu beseitigen, wird in den ersten (ungeprüften) japanischen Patentveröffentlichungen (Tokkai) 58-41 230 und 59-32 634 die Verwendung eindimensionaler Tabellen vorgeschlagen, die getrennt für einen separaten Zugriff in Abhängigkeit von dem Ansaugluftdruck und der Motordrehzahl zum Berechnen des Ansaugvolumenwirkungsgrades eingestellt sind. Der Ansaugvolumenwirkungsgrad wird in Abhängigkeit von dem Ansaugdruck berechnet und mit demjenigen multipliziert, der in Abhängigkeit von der Drehzahl berechnet wird. Bei einem anderen Lösungsweg werden sowohl eine zweidimensionale Tabelle wie auch eindimensionale Tabellen derart verwendet, daß eine Berechnung des Ansaugvolumenwirkungsgrades oder Zufuhrvolumenwirkungsgrades unter Verwenden der zweidimensionalen Tabelle ausgeführt wird, solange der Motor in seinem niederen Drehzahlbereich ist, und unter Verwenden der eindimensionalen Tabellen ausgeführt wird, während sich der Motor in einem hohen Drehzahlbereich befindet. Jedoch ist in beiden Fällen die Genauigkeit des Pegels bei der Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuerung nicht ausreichend hoch.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffzufuhrsteuersystem zu schaffen, mit dem eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit bei verminderter, benötigter Speicherkapazität und eine hochgenaue Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftstoffzufuhrsteuersystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrsteuersystem wird ein grundlegender Ansaugvolumenwirkungsgrad, der nachfolgend als Ansaugvolumenverhältnis bezeichnet wird, auf der Grundlage des Ansaugluftdruckes berechnet und mit einem Korrekturwert verändert, der auf der Grundlage der Motordrehzahl und des Ansaugluftdruckes errechnet wird. Ein Ansaugvolumenverhältnis wird auf der Grundlage des veränderten grundlegenden Ansaugvolumenverhältnisses berechnet, wobei das erhaltene Ansaugvolumenverhältnis zum Berechnen einer grundlegenden Kraftstoffzufuhrmenge mit dem Ansaugdruck verwendet wird. Die auf diese Weise berechnete grundlegende Kraftstoffzufuhrmenge wird zum Steuern der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor verwendet.

Bei dem bevorzugten Verfahren wird eine Berechnung des grundlegenden Ansaugvolumenverhältnisses durch eine Inter­ rupt-Routine (Unterbrechungsprogramm) zu vorbestimmten Zeitpunkten ausgeführt, die in Abhängigkeit von der Zeit oder in Synchronisation mit dem Motordrehzyklus berechnet werden. Der Korrekturwert kann in einem "Background-Job" berechnet werden. Da der Veränderungsbereich des Korrekturwertes vergleichsweise klein bezüglich der Variation des grundlegenden Ansaugvolumenverhältnisses ist, wird eine kleinere Speicherkapazität auch dann benötigt, wenn der Korrekturwert in Form einer zweidimensionalen Tabelle abgespeichert wird. In diesem Fall kann die Speicherkapazität zum Einstellen der zweidimensionalen Tabelle kleingehalten werden, wobei dennoch eine ausreichend hohe Präzision bei der Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erreicht wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der neben- und untergeordneten Patentansprüche.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrsteuersystems;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Details einer Steuereinheit des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Kraftstoffzufuhrsteuersystems gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Ansaugluftdruckes auf der Grundlage eines den Ansaugluftdruck anzeigenden Signals eines Ansaugluftdrucksensors;

Fig. 4(A) und 4(B) Flußdiagramme der Abfolge einer Interrupt- Routine zum Berechnen der Kraftstoffeinspritz­ menge;

Fig. 5(A) und 5(B) Flußdiagramme einer Interrupt- Routine zum Einstellen des Lastverhältnisses, das den Motorleerlauf steuert, und zum Annehmen einer Höhe für die höhenabhängige Korrektur der Kraftstoffzufuhrmenge;

Fig. 6 ein Flußdiagramm einer Interrupt-Routine zum Berechnen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungskorrekturkoeffizienten auf der Grundlage einer Sauerstoffkonzentration in dem Abgas;

Fig. 7(A) und 7(B) Flußdiagramme der Abfolge eines "Background- Job", der durch die Steuereinheit gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 8 ein Flußdiagramm einer Routine zum Berechnen einer mittleren angenommenen Höhe;

Fig. 9 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge Tp und einem Drossel­ ventilwinkel;

Fig. 10 eine graphische Darstellung eines grundlegenden Ansaugvolumenverhältnisses bezogen auf den Ansaugluftdruck, die experimentell erhalten worden ist;

Fig. 11 eine graphische Darstellung eines experimentell erhaltenen Ansaugvolumenverhältniskorrekturwertes bezogen auf die Motordrehzahl;

Fig. 12 eine graphische Darstellung eines experimentell erhaltenen Ansaugvolumenverhältnisses; und

Fig. 13 eine graphische Darstellung einer experimentell erhaltenen grundlegenden Kraftstoff­ einspritzmenge.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffzufuhrsteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Kraftstoffzufuhrsteuerung eines Motors mit Kraftstoffeinspritzung erläutert. Der Einspritzmotor 1 hat ein Luftansaugsystem mit einem Luftfilter 2, einer Ansaugröhre 3, einer Drosselkammer 4 und einem Einlaßkrümmer 5. Ein Ansauglufttemperaturfühler 6 liegt im Luftfilter 2 zum Überwachen der Temperatur der Ansaugluft zum Erzeugen eines die Ansauglufttemperatur anzeigenden Si­ gnales.

Ein Drosselventil 7 liegt drehbar innerhalb der Drosselkammer 4 zum Einstellen der Querschnittsfläche des Ansaugluftweges in Abhängigkeit von dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals (nicht dargestellt). Ein Drosselwinkelfühler 8 ist dem Drosselventil 7 zugeordnet, um die Winkellage des Drosselventils zu überwachen und um ein den Drosselventil anzeigendes Signal TVO zu erzeugen. Der Drosselwinkelfühler 8 beinhaltet einen Leerlaufschalter 8 A, mit dem die Drosselventilwinkellage in ihrer im wesentlichen geschlossenen Lage erfaßbar ist. In der Praxis bleibt der Leerlaufschalter 8 A ausgeschaltet, wenn der Drosselventilöffnungswinkel größer als ein vorbestimmtes Motorleerlaufkriterium ist, und ist eingeschaltet, wenn der Drosselventilöffnungswinkel kleiner oder gleich dem Motorleerlaufkriterium ist. Ein Ansaugluftdrucksensor 9 liegt in der Ansaugröhre 3 strömungsmäßig hinter dem Drosselventil 7 zum Überwachen des Druckes des Ansaugluftflusses durch das Drosselventil 7 zum Erzeugen eines den Ansaugluftdruck anzeigenden Signales.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (lediglich eines ist dargestellt) 10 vorgesehen, die in den jeweiligen Verzweigungswegen des Ansaugkrümmers 5 liegen, um eine gesteuerte Kraftstoffeinspritzmenge für den jeweils zugeordneten Motorzylinder einzuspritzen. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 10 ist mit einer Steuereinheit 11, die einen Mikroprozessor enthält, verbunden. Die Steuereinheit 11 erzeugt Kraftstoffeinspritzpulse für jedes Kraftstoffeinspritzventil 10 zu gesteuerten Zeitpunkten in Synchronisation mit dem Motordrehzyklus zum Ausführen der Kraftstoffeinspritzung.

Die Steuereinheit 11 ist gleichfalls mit einem Motorkühlmitteltemperatursensor 12 verbunden, der in eine Motorkühlmittelkammer des Motorblockes eingesetzt ist, um die Temperatur des Motorkühlmittels zu überwachen und um ein die Motorkühlmitteltemperatur anzeigendes Signal Tw zu erzeugen. Die Steuereinheit 11 ist ferner mit einem Sauerstoffühler 14 verbunden, der innerhalb eines Abgasweges 13 des Motores liegt. Der Sauerstoffühler 14 überwacht die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, das durch den Abgasweg 13 fließt, um ein die Sauerstoffkonzentration anzeigendes Signal zu erzeugen. Die Steuereinheit ist ferner mit einem Kurbelwinkelfühler 15, einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 16 und einem Neutralschalter für das Getriebe 17 verbunden. Der Kurbelwinkelfühler 15 überwacht den Kurbelwinkel der Kurbelwelle und erzeugt daher ein Winkelsignal für den Motorumdrehungszyklus, um ein Kurbelbezugssignal R _ref zu jeder vorbestimmten Winkellage zu erzeugen, wie beispielsweise bei einer Kurbelwinkellage von 70° vor dem oberen Totpunkt (BTDC), und erzeugt ferner ein Kurbelpositionssignal oder Kurbellagesignal für jeden vorbestimmten Winkel von beispielsweise 1° der Motorumdrehung. Der Getriebeneutralschalter 17 erfaßt die Einstellung einer Neutrallage eines Leistungsgetriebes (nicht dargestellt) und erzeugt ausgangsseitig ein die neutrale Getriebelage darstellendes Signal N _T mit hohem Pegel.

Ferner empfängt die Steuereinheit 11 das die Ansauglufttemperatur anzeigende Signal von dem Ansauglufttemperatursensor 6 und das die Drosselwinkellage anzeigende Signal von dem Drosselwinkelfühler 8, dem Leerlaufschalter 8 A und dem Ansaugluftdruckfühler 9.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Hilfsluftweg 18 zu dem Luftansaugsystem vorgesehen, der parallel zum Drosselventil 7 zum Zuführen einer Hilfsluft vorgesehen ist. Ein für die Einstellung der Drehzahl dienendes Hilfsluftstromsteuerventil 19 liegt in dem Hilfsluftweg 18. Das Hilfsluftflußsteuerventil 19 ist ferner mit der Steuereinheit 11 verbunden, um ein Leerlaufdrehzahlsteuersignal zu empfangen, das ein Pulszug ist, der eine Ein- und Aus-Zeitdauer aufweist, die veränderlich in Abhängigkeit von dem Motorantriebsverhältnis sind, um das Lastverhältnis der eingeschalteten Zeitdauer des Hilfsluftflußsteuerventiles 19 einzustellen. Daher kann durch das Leerlaufdrehzahlsteuersignal während dessen Vorliegen die Motordrehzahl eingestellt werden.

Allgemein beinhaltet die Steuereinheit 11 eine CPU 101, ein RAM 102, ein ROM 103 und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 104. Die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 104 hat einen Analog- Digital (A/D)-Wandler 105, einen Motordrehzahlzähler 106 und eine Kraftstoffeinspritzsignalausgabeschaltung 107. Der A/D- Wandler 105 dient zum Umwandeln von analog vorliegenden Eingangssignalen, wie beispielsweise dem die Ansauglufttemperatur anzeigenden Signal Ta von dem Ansauglufttemperaturfühler 6, den die Kühlmitteltemperatur anzeigenden Signal T _w von dem Motorkühlmitteltemperaturfühler 12, dem die Steuerstoffkonzentration anzeigenden Signal O₂, einem die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Signal VSP des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 16 usw. Der Motordrehzahlzähler 106 zählt Taktpulse zum Messen des Intervalls des Auftretens des Kurbelbezugssignales R _ref zum Erzeugen von Motordrehzahldaten N auf der Grundlage des Kehrwertes der gemessenen Zeitdauer. Die Kraftstoffeinspritzsignalausgabeschaltung 107 beinhaltet ein Zwischenregister, dem die Kraftstoffeinspritzpulsbreite für die jeweiligen Kraftstoffeinspritzventile 10 eingegeben werden und das ein Treibersignal für das Kraftstoffeinspritzsignal zu gesteuerten Zeitpunkten ausgangsseitig erzeugt, das auf der Grundlage der eingestellten Kraftstoffeinspritzpulsbreite und den vorbestimmten Ansaugventilöffnungszeiten berechnet wird.

Einzelheiten der genauen Form der Bauweise der Steuereinheit werden nachfolgend von Zeit zu Zeit bei der Erläuterung des bevorzugten Verfahrens zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mittels der Steuereinheit erläutert. Das Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 13 dis­ kutiert.

Fig. 3 zeigt eine Routine zum Berechnen von Ansaugluftdruckdaten P _B auf der Grundlage des den Ansaugluftdruck anzeigenden Signales V _PB , das ein Spannungssignal ist, das sich in Abhängigkeit von der Größe des Ansaugluftdruckes ändert. Die in Fig. 3 gezeigte Routine wird alle 4 ms getriggert und ausgeführt, wobei ein "Background-Job" unterbrochen wird, der eine Routine enthalten kann, um die Triggerzeitpunkte von verschiedenen Interrupt-Routinen zu steuern, worauf nachfolgend eingegangen wird.

Unmittelbar nach dem Beginn der Ausführung der Routine gemäß Fig. 3 wird das den Ansaugluftdruck anzeigende Signal V _PB beim Schritt S 1 ausgelesen. Dann wird auf eine Ansaugluftdrucktabelle 110, die in dem ROM 103 in Form einer eindimensionalen Tabelle abgespeichert ist, bei einem Schritt S 2 Zugriff genommen. Bei dem Schritt S 2 wird ein Tabellenzugriff mittels des den Ansaugluftdruck anzeigenden Signales V _PB durchgeführt, um Ansaugluftdruckdaten PB zu erzeugen. Nach dem Erzeugen der Ansaugluftdruckdaten PB (mmHg) geht das Verfahren zurück zum "Background-Job".

Die Fig. 4(A) und 4(B) zeigen eine Abfolge der Berechnungsroutine für die Kraftstoffeinspritzmenge Ti, die alle 10 ms ausgeführt wird. Unmittelbar nach dem Beginn der Ausführung werden Eingangssensorsignale mit dem den Drosselventil anzeigenden Signal TVO beim Schritt S 11 ausgelesen. Beim Schritt S 11 werden gleichfalls Ansaugluftdruckdaten PB, die durch die Routine gemäß Fig. 3 berechnet werden, ausgelesen. Bei einem Schritt S 12 wird eine Drosselventilwinkelverstellrate DELTA TVO berechnet. In der Praxis wird die Drossel­ winkelverstellrate DELTA TVO durch Vergleich des den Drosselwinkel anzeigenden Signalwertes TVO, der beim Schritt S 11 gelesen wurde, mit dem den Drosselwinkel anzeigenden Signalwert, der in dem unmittelbar vorhergehenden Ausführungszyklus gelesen wurde, berechnet. Zu diesem Zweck hat das RAM 102 eine Speicheradresse 111 zum Speichern des den Drosselwinkel anzeigenden Signalwertes TVO zur Verwendung bei der Berechnung der Drosselwinkelverstellrate DELTA TVO beim nächsten Ausführungszyklus. Daher wird am Ende des Verfahrens bei dem Schritt S 12 der Inhalt der TVO-speichernden Speicheradresse 111 durch den den Drosselwinkel anzeigenden Signalwert, der bei dem Schritt S 11 gelesen wird, auf den neuesten Stand gebracht. Dann wird die Drosselwinkelverstellrate DELTA TVO mit einem Beschleunigungsschwellenwert und mit einem Verzögerungsschwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob eine Beschleunigung oder Verzögerung des Motors gewünscht ist oder nicht, was beim Schritt S 13 ge­ schieht.

Wenn die Drosselwinkelverstellrate DELTA TVO größer oder gleich bezogen auf den Beschleunigungsschwellenwert oder kleiner als der Verzögerungsschwellenwert ist, was beim Schritt S 13 überprüft wird, so wird eine weitere Prüfung beim Schritt S 14 ausgeführt, ob der momentane Zyklus der erste Zyklus ist, bei der eine gewünschte Beschleunigung oder Verzögerung erfaßt wird. Um diese Beurteilung zu ermöglichen, wird eine Flagge FLACC in einem Flaggenregister 112 in der CPU 101 gesetzt, wenn zum erstenmal eine gewünschte Beschleunigung oder Verzögerung erfaßt wird. Obwohl keine Routine des Rücksetzens der FLACC-Flagge in dem Flaggenregister 112 gezeigt ist, kann es wünschenswert sein, die FLACC-Flagge nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Beendigung der gewünschten Beschleunigung oder Verzögerung rückzusetzen.

Wenn erstmals beim Schritt S 15 eine gewünschte Beschleunigung oder Verzögerung erfaßt wird, wird ein Zeitgeber 113 zum Messen einer Zeitdauer, während der eine gewünschte Beschleunigung oder Verzögerung aufrechterhalten wird, rückgesetzt, um einen Zeitgeberwert TACC auf null (0) zu löschen. Nach dem Schritt S 14 wird eine Flagge FALT in einem Flaggenregister 114 in dem Schritt S 16 rückgesetzt, die einen lernbereiten Zustand für eine geschätzte Höhe in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand anzeigt und im rückgesetzten Zustand einen nicht-lernbereiten Zustand anzeigt.

Wenn andererseits nicht der Wunsch nach einer Beschleunigung oder Verzögerung gemäß der Prüfung beim Schritt S 13 erfaßt wird, oder wenn die FLACC-Flagge des FLACC-Flaggenregisters gemäß Schritt S 14 überprüft wird, wird der Zeitgeberwert TACC des TACC-Zeitgebers 113 um 1 beim Schritt S 17 inkrementiert. Daraufhin wird der Zeitgeberwert TACC mit einem eine Verzögerungszeit darstellenden Bezugswert TDEL verglichen, die eine Verzögerungszeit zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Zeitpunkt der Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motorzylinder darstellt, was bei Schritt S 18 geschieht. Dementsprechend ist der die Zeit darstellende Bezugswert TDEL in Abhängigkeit von den Zerstäubungscharakteristika des Kraftstoffes veränderlich. Wenn der Zeitgeberwert TACC größer als der die Zeit anzeigende Bezugswert TDEL ist, geht das Verfahren zum Schritt S 16. Wenn andererseits der Zeitgeberwert TACC kleiner oder gleich dem die Zeit anzeigenden Bezugswert ist, wird die Flagge FALT bei einem Schritt S 19 gesetzt.

Nach einem der Schritte S 16 und S 19 geht das Verfahren zu einem Schritt S 20 in Fig. 4(B). Bei dem Schritt S 20 wird ein grundlegendes Ansaugvolumenverhältnis ETA _vo (%) in Abhängigkeit von den Ansaugluftdruckdaten PB berechnet. Die experimentell berechnete Beziehung zwischen dem Ansaugluftdruck PB und dem Ansaugvolumenverhältnis ETA _vo ist in Fig. 10 gezeigt. Um das grundlegende Ansaugvolumenverhältnis ETA _vo zu berechnen, wird eine eindimensionale Tabelle in dem Speicherblock 115 des ROM 103 eingespeichert, wobei dieser Spei­ cherblock nachfolgend als ETA _vo -Tabelle bezeichnet wird. Bei einem Schritt S 21 wird ein vom Motorzustand abhängiger volumetrischer Wirkungsgradkorrekturkoeffizient K _ALT , der nachfolgend als K _FLAT -Korrekturkoeffizient bezeichnet wird, und ein höhenabhängiger Korrekturkoeffizient K _ALT , der nachfolgend als K _ALT -Korrekturkoeffizient bezeichnet wird, ausgelesen. Daraufhin wird bei einem Schritt S 22 das Ansaugvolumenverhältnis Q _CYL durch folgende Gleichung errechnet:

Q _CYL = ETA _vo × K _FLAT × K _ALT

Nach dem Schritt 22, bei dem der Ansaugvolumenwirkungsgrad bzw. das Ansaugvolumenverhältnis Q _CYL berechnet wird, wird bei einem Schritt S 23 der Ansauglufttemperatursignalwert Ta ausgelesen. Bei einem Schritt S 23 wird gleichfalls ein von der Ansauglufttemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient K _TA , der nachfolgend als K _TA -Korrekturkoeffizient bezeichnet wird, berechnet. Im praktischen Ausführungsbeispiel wird die Berechnung des von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrekturkoeffizienten K _TA mittels einer Tabelle ausgeführt, auf die mittels einer Speicheradresse 116 des ROM 103 zugegriffen wird, wobei in dieser Tabelle der von der Ansauglufttemperatur abhängige Korrekturkoeffizient K _TA bezüglich der Ansauglufttemperatur Ta abgespeichert ist.

Eine grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge Tp wird beim Schritt S 24 gemäß folgender Gleichung berechnet:

Tp = K _con × PB × Q _CYL × K _TA

Beim Schritt S 25 werden ein Korrekturkoeffizient COEF, der einen Beschleunigungsanreichungskorrekturkoeffizienten, einen Korrekturkoeffizienten für die Anreicherung bei kaltem Motor und dgl. beinhaltet und ein Batteriespannungskompensationskorrekturwert Ts berechnet. Die Berechnung des Korrekturkoeffizienten COEF wird in einer an sich im Stand der Technik bekannten Weise durchgeführt, die nicht weiter erläutert werden muß. Bei einem Schritt S 26 wird ein vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis abhängiger Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA , der nachfolgend als K _LAMBDA - Korrekturkoeffizient bezeichnet wird, ausgelesen. Ferner wird ein Lernkorrekturkoeffizient K _LRN ausgelesen, der durch ein nachfolgend erläutertes Lernverfahren ermittelt wird und nachfolgend als K _LRN -Korrekturkoeffizient bezeichnet wird. Daraufhin wird beim Schritt S 27 die Kraftstoffeinspritzmenge Ti gemäß folgender Gleichung berechnet:

Ti = Tp × K _LAMBDA × K _LRN × COEF + Ts

Die Steuereinheit 11 erzeugt Kraftstoffeinspritzpulse mit einer Pulsbreite entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge Ti und speichert Kraftstoffeinspritzpulse in dem Zwischenregister in der Kraftstoffeinspritzsignalausgabeschaltung 107.

Die Fig. 5(A) und 5(B) zeigen Abfolgen einer Routine zum Ableiten eines Leerlaufdrehzahlsteuerpulssignals und zum Schätzen der Höhe. Die dargestellte Routine gemäß den Fig. 5(A) und 5(B) wird alle 10 ms ausgeführt. Die Triggerzeitpunkte dieser Routine sind in ihrer Phase um 5 ms bezüglich der Routine gemäß den Fig. 4(A) und Fig. 4(B) verschoben, so daß sich diese Programmroutinen nicht miteinander überschneiden oder einander beeinträchtigen.

Unmittelbar nach dem Beginn der Ausführung wird ein Signalpegel des Leerlaufschaltsignal S _IDL von dem Leerlaufschalter 8 a beim Schritt S 31 ausgelesen. Dann wird der Leerlaufschaltsignalpegel S _IDL überprüft, ob dieser eins (1) ist, was einen Motorleerlaufzustand darstellt, oder ob dies nicht der Fall ist, wobei diese Überprüfung beim Schritt S 32 durchgeführt wird. Wenn der Leerlaufschaltsignalpegel S _IDL null (0) ist, was sich bei der Prüfung gemäß Schritt S 32 ergibt und damit angezeigt wird, daß der Motor nicht in einem Leerlaufzustand ist, wird eine Hilfsluftflußrate ISC _L mit einem gegebenen Festwert eingestellt, die auf der Grundlage eines vorbestimmten Hilfsluftsteuerparameters, wie beispielsweise der Motorkühlmitteltemperatur Tw bei einem Schritt S 33 eingestellt wird. Wenn andererseits die Überprüfung beim Schritt S 32 ergibt, daß der Leerlaufschaltsignalpegel S _IDL eins ist und somit einen Motorleerlaufzustand darstellt, so wird der Motorbetriebszustand bei einem Schritt S 34 daraufhin überprüft, ob ein vorbestimmter Rückkopplungssteuerzustand, der nachfolgend als ISC-Zustand bezeichnet wird, erfüllt ist oder nicht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Motordrehzahldaten N, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten VSP und das die Neutralstellung des Getriebes mit einem hohen Pegel anzeigende Schaltsignal N _T als bestimmende Parameter des ISC-Zustandes ausgewählt. Insbesondere ist nämlich der ISC-Zustand erfüllt, wenn die Motordrehzahldaten N kleiner oder gleich als ein Leerlaufdrehzahlkriterium sind, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten VSP kleiner als ein unteres Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium von beispielsweise 8 km/h sind und wenn der Schaltsignalpegel für die neutrale Getriebestellung hoch ist.

Wenn der ISC-Zustand nicht erfüllt ist, was sich bei der Überprüfung bei Schritt S 34 ergibt, wird das Steuersignal für den Hilfsluftfluß ISC _L auf einen Rückkopplungssteuerwert F.B. eingestellt, der zur Reduktion der Differenz zwischen der tatsächlichen Motordrehzahl und eine Soll- Motordrehzahl dient, wobei dieser Wert auf der Grundlage der Motorkühlmitteltemperatur bei einem Schritt S 35 berechnet wird. Wenn andererseits der ISC-Zustand gemäß der Überprüfung bei Schritt S 34 erfüllt ist, wird eine Zusatzsteuerungshilfsluftflußrate ISC _BCV auf einen Wert eingestellt, der auf der Grundlage der die Motordrehzahl anzeigenden Daten N und der Ansauglufttemperatur Ta ermittelt ist, um eine Zusatzsteuerung zum Beibehalten des Unterdruckes in dem Ansaugkrümmer auf einem konstanten Wert durchzuführen, was bei einem Schritt S 36 geschieht. Wie in dem Block gemäß Schritt S 36 in Fig. 5(A) zu sehen ist, ist die Hilfsluftflußrate (m³/h) grundsätzlich auf der Grundlage der die Motordrehzahl anzeigenden Daten N berechnet und wird mittels eines Korrekturkoeffizienten (%) korrigiert, der auf der Grundlage der Ansauglufttemperatur Ta berechnet wird.

Bei einem Schritt S 37 wird eine stabile Motorhilfsluftflußrate ISC _E bei einem Wert berechnet, der ein Absterben des Motors verhindert und einen stabilen Motorzustand beibehält. Daraufhin wird die stabile Motorhilfsluftflußrate ISC _E mit der Zusatzsteuerungshilfsluftflußrate ISC _BCV bei einem Schritt S 38 verglichen. Wenn die Zusatzsteuerungshilfsluftflußrate ISC _BCV größer oder gleich als die stabile Motorhilfsluftflußrate ISC _E ist, wird die Zusatzsteuerungshilfsluftflußrate ISC _BCV bei einem Schritt S 39 als Hilfsluftsteuersignalwert ISC _L gesetzt. Wenn andererseits die stabile Motorhilfsluftflußrate ISC _E größer als die Zusatzsteuerungshilfsluftflußrate ISC _BCV ist, wird der Hilfsluftsteuersignalwert ISC _L auf den Wert der stabilen Motorhilfsluftflußrate ISC _E bei einem Schritt S 40 gesetzt.

Nach einem der Schritt S 39 und S 40 wird die FALT-Flagge bei einem Schritt S 41 überprüft. Wenn bei dieser Überprüfung bei Schritt S 41 erfaßt wird, daß die FALT-Flagge gesetzt ist, wird der Ansaugluftdruck P _BD während der Verzögerung in Abhängigkeit von den die Motordrehzahl anzeigenden Daten N bei einem Schritt S42 berechnet, wobei dieser Ansaugluftdruck nachfolgend als Verzögerungsansaugluftdruck bezeichnet wird. In der Praxis wird der Verzögerungsansaugluftdruck P _BD in einer eindimensionalen Tabelle in einem Speicherblock 117 in dem ROM 103 gespeichert. Auf die P _BD -Tabelle wird mit den die Motordrehzahl anzeigenden Daten N zugegriffen. Daraufhin wird eine Differenz des Ansaugluftdruckes P _B und des Verzögerungsansaugluftdruckes P _BD bei einem Schritt S 43 berechnet, wobei diese Differenz nachfolgend als Druckdifferenzdaten DELTA BOOST bezeichnet wird. Unter Verwenden dieser Druckdifferenzdaten DELTA BOOST gemäß Schritt S 43 werden geschätzten Höhendaten ALT₀ (m) berechnet. Die geschätzten Höhendaten ALT₀ sind in Form einer Tabelle in einem Speicherblock 118 abgespeichert, so daß auf diese mit den Druckdifferenzdaten DELTA BOOST zugegriffen werden kann.

Nach einem der Schritt S 33, S 35 und S 44 oder in dem Fall, daß die Überprüfung bei Schritt S 41 ergibt, daß die FALT- Flagge nicht gesetzt ist, wird eine Hilfsluftsteuerpulsbreite ISC _DY berechnet, die das Lastverhältnis der geöffneten Zeitdauer zu der geschlossenen Zeitdauer des Hilfsluftsteuerventiles 19 angibt, wobei diese Berechnung auf der Grundlage des Hilfsluftsteuersignalwertes bei einem Schritt S 45 erfolgt.

Fig. 6 zeigt eine Routine zum Berechnen des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten K _LAMBDA . Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA besteht aus einer proportionalen (P) Komponente und aus einer integralen (I) Komponente. Die dargestellte Routine wird zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt getriggert, um regelmäßig den Rückkopplungssteuerkoeffizienten K _LAMBDA auf den neuesten Stand zu bringen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Triggerzeitpunkt der dargestellten Routine in Synchronisation mit dem Motorumdrehungszyklus ermittelt. Der Rückkopplungssteuerkoeffizienten K _LAMBDA ist in einem Speicherblock 118 gesteuert und wird zyklisch während einer Zeitdauer auf den neuesten Stand gebracht, während der eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird.

Bei einem Schritt S 51 wird der Motorbetriebszustand daraufhin überprüft, ob er eine vorbestimmte Bedingung für die Durchführung des vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis abhängigen Rückkopplungssteuerung der Kraftstoffversorgung erfüllt. In der Praxis wird eine Routine (nicht dargestellt) ausgeführt, mit der die Steuerbetriebsart zwischen einer Rückkopplungssteuerbetriebsart und einer Steuerbetriebsart mit offener Regelschleife auf der Grundlage des Motorbetriebszustandes umschaltet. Grundsätzlich findet die Rückkopplungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses statt, während der Motor unter Last und bei niedriger Drehzahl betrieben wird, während die Steuerung mit offener Regelschleife ansonsten durchgeführt wird. Zum selektiven Ausführen der Rückkopplungssteuerung und der Steuerung mit offener Regelschleife wird die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge Tp als Parameter für die Erfassung des Motorbetriebszustandes verwendet. Zum Unterscheiden der Motorbetriebszustände ist eine Tabelle in einem geeigneten Speicherblock des ROM abgespeichert, in der ein den Rückkopplungszustand anzeigendes Kriterium Tp _ref abgespeichert ist. Auf die Tabelle wird mittels der Motordrehzahl N zugegriffen. Die den Rückkopplungszustand anzeigenden Kriterien, die in der Tabelle gespeichert sind, werden experimentell erhalten und definieren einen Motorbetriebszustand zum Durchführen der Rückkopplungs­ steuerung.

Die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge Tp, die berechnet worden ist, wird dann mit dem den Rückkopplungszustand anzeigenden Kriterium Tp _ref verglichen. Wenn die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge Tp kleiner oder gleich bezogen auf das den Rückkopplungszustand anzeigende Kriterium T _pref ist, wird ein Verzögerungszeitgeber in der Steuereinheit, der an einen Taktgenerator angeschlossen ist, rückgesetzt, um den Verzögerungszeitgeberwert zu löschen. Wenn andererseits die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge Tp größer als das den Rückkopplungszustand anzeigende Kriterium T _pref ist, wird der Verzögerungszeitgeberwert T _DELAY gelesen und mit einem Zeitgeberwert T _ref verglichen. Wenn der Verzögerungszeitgeberwert T _DELAY kleiner oder gleich bezüglich des Zeitgeberwertes T _ref ist, werden die Motordrehzahldaten N gelesen und mit einem Motordrehzahlbezugswert N _ref verglichen. Der Motordrehzahlbezugswert N _ref stellt das Motordrehzahlkriterium zwischen einem hohen Motordrehzahlbereich und einem niedrigen Motordrehzahlbereich dar. In der Praxis wird der Motordrehzahlbezugswert N _ref auf einen Wert entsprechend einem Hoch/Niedrig-Motordrehzahlkriterium von beispielsweise 3800 UpM eingestellt. Wenn die die Motordrehzahl anzeigende Date N kleiner ist als der Motordrehzahlbezugswert N _ref oder aber nach dem Schritt 1106 wird eine den Rückkopplungszustand anzeigende Flagge FL _FEEDBACK gesetzt, die in einem Flaggenregister 119 in der Steuereinheit 100 ist. Wenn der Verzögerungszeitgeberwert t _DELAY größer ist als der Zeitgeberbezugswert t _ref , wird die den Rückkopplungszustand anzeigende Flagge FL _FEEDBACK gesetzt.

Ein Springen in der Auswahl der Steuerbetriebsart kann durch Vorsehen des Verzögerungszeitgebers zum Schalten der Betriebsart der Steuerung zwischen der Rückkopplungsbetriebsart und der Steuerbetriebsart mit offener Regelschleife erfolgreich verhindert werden. Ferner kann durch Vorsehen des Verzögerungszeitgebers für das Verzögern des Schaltzeitpunktes der Steuerbetriebsart von der Rückkopplungssteuerung zu der Steuerung mit offener Regelschleife die Rückkopplungssteuerung für eine Zeitdauer beibehalten werden, die der Zeitdauer entspricht, die durch den Bezugswert definiert ist. Dies verlängert die Zeitdauer zum Durchführen der Rückkopplungssteuerung und zum Durchführen des Lernens.

Daher wird bei einem Schritt S 51 eine den Rückkopplungszustand anzeigende Flagge FL _FEEDBACK überprüft. Wenn die den Rückkopplungszustand anzeigende Flagge FL _FEEDBACK nicht gesetzt ist, was sich aus der Überprüfung beim Schritt S 51 ergibt, so bedeutet dies, daß die weitergehende Steuerbetriebsart die offene Regelschleife ist. Daher geht das Verfahren direkt zum Ende. Da bei dieser Gelegenheit der Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA nicht auf den neuesten Stand gebracht ist, wird der Inhalt des Speicherblocks 118 zum Speichern des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten unverändert beibehalten.

Wenn die den Rückkopplungszustand anzeigende Flagge FL _FEEDBACK beim Schritt S 51 gesetzt wird, wird das die Sauerstoffkonzentration anzeigende Signal 0₂ von dem Sauer­ stoffühler 14 bei einem Schritt S 52 gelesen. Der die Sauerstoffkonzentration anzeigende Signalwert 0₂ wird daraufhin mit einem vorbestimmten Fett/Mager-Kriterium V _ref verglichen, das einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis mit einem stöchiometrischen Wert entspricht, was bei einem Schritt S 53 geschieht. In der Praxis wird bei diesem Verfahren eine Beurteilung dahingehende ausgeführt, daß die Luft/Kraftstoff- Mischung mager ist, wenn der die Sauerstoffkonzentration anzeigende Signalwert 0₂ kleiner als das Fett/Mager-Kriterium V _ref ist, wobei bei einem Schritt S 54 eine eine magere Mischung anzeigende Flagge FL _LEAN überprüft wird, die in einem Register 120 für die die magere Mischung anzeigende Flagge in der Steuereinheit 100 gespeichert ist.

Wenn andererseits die die magere Mischung anzeigende Flagge FL _LEAN gemäß der Überprüfung bei Schritt S 54 gesetzt ist, wird ein Zählerwert C eines Fehlersensorerfassungszeitgebers 121 in der Steuereinheit 100 um eins (1) bei einem Schritt S 55 inkrementiert. Der Zählerwert C wird nachfolgend als Fehlerzeitgeberwert bezeichnet. Der Fehlerzeitgeber C wird mit einem vorgegebenen Fehlerzeitgeberkriterium C₀ verglichen, das die hinnehmbare maximale Zeitdauer zum Aufrechterhalten eines eine magere Mischung anzeigenden O₂- Sensorsignals darstellt, während dessen der Sauerstoffkühler 20 in einem normalen Zustand bei einem Schritt S 56 arbeitet. Wenn der Fehlerzeitgeberwert C kleiner als Fehlerzeitgeberkriterium C₀ ist, wird die die Fett/Mager-Umkehrung anzeigende Flagge FL _INV bei einem Schritt S 57 rückgesetzt. Danach wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA durch Addieren einer gegebenen Integralkonstante (I konstant) bei einem Schritt S 58 auf den neuesten Stand gebracht. Wenn andererseits der Fehlerzeitgeberwert C gemäß der Überprüfung bei Schritt S 56 größer als und gleich bezogen auf das Fehlerzeitgeberkriterium C₀ ist, wird eine Fehlersensoranzeigeflagge FL _ABNORMAL in einem Flaggenregister 123 bei einem Schritt S 59 gesetzt. Nach dem Setzen der Fehlersensoranzeigeflagge FL _ABNORMAL geht das Verfahren zum Ende.

Wenn andererseits gemäß der Überprüfung bei Schritt S 54 die die magere Mischung anzeigende Flagge FL _LEAN nicht gesetzt ist, was bedeutet, daß das Luft/Kraftstoff-Mischungsverhältnis derart eingestellt ist, daß es sich von fett nach mager ändert, so wird die die Fett/Mager-Umkehrung anzeigende Flagge FL _INV , die in einem Flaggenregister 122 in der Steuereinheit 100 gesetzt ist, bei einem Schritt S 60 gesetzt. Danach wird eine eine fette Mischung anzeigende Flagge FL _RICH , die in einem Flaggenregister 124 gesetzt ist, rückgesetzt und die die magere Mischung anzeigende Flagge FL _LEAN gesetzt, was bei einem Schritt S 61 geschieht. Danach wird der Fehlerzeitgeberwert C in dem Fehlersensorerfassungszeitgeber 121 rückgesetzt und die Fehlersensoranzeigeflagge FL _ABNORMAL rückgesetzt, was bei einem Schritt S 62 geschieht. Dann wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA durch Addieren einer Proportionalkonstante (P konstant) bei einem Schritt S 63 verändert.

Wenn andererseits der die Sauerstoffkonzentration anzeigende Signalwert 0₂ größer oder gleich bezogen auf das Fett/Mager- Kriterium V _ref gemäß Schritt S 53 ist, wird eine eine fette Mischung anzeigende Flagge FL _RICH , die in einem eine fette Mischung anzeigenden Flaggenregister 124 in der Steuereinheit 100 gesetzt ist, bei einem Schritt S 64 überprüft.

Wenn die die fette Mischung anzeigende Flagge FL _RICH gemäß der Überprüfung beim Schritt S 64 gesetzt ist, wird der Zählerwert C des Fehlersensorerfassungszeitgebers 121 in der Steuereinheit 100 um eins (1) bei einem Schritt S 65 inkrementiert. Daraufhin wird der Fehlerzeitgeberwert C mit dem voreingestellten Fehlerzeitgeberkriterium C₀ verglichen, was bei einem Schritt S 66 geschieht. Wenn der Fehlerzeitgeberwert C kleiner als das Fehlerzeitgeberkriterium C₀ ist, wird die die Fett/Mager-Umwandlung anzeigende Flagge FL _INV bei einem Schritt S 67 rückgesetzt. Daraufhin wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA durch Subtrahieren der I- Konstante bei einem Schritt S 68 auf den neuesten Stand ge­ bracht.

Wenn andererseits der Fehlerzeitgeberwert C gemäß der Überprüfung beim Schritt S 66 größer oder gleich dem Fehlerzeitgeberkriterium C₀ ist, wird die Fehlersensoranzeigeflagge FL _ABNORMAL bei einem Schritt S 69 gesetzt. Nach dem Setzen der Fehlersensoranzeigeflagge FL _ABNORMAL geht das Verfahren zum Ende.

Wenn die die fette Mischung anzeigende Flagge FL _RICH gemäß der Überprüfung beim Schritt S 64 nicht gesetzt ist, bedeutet dies, daß sich das Luft/Kraftstoff-Mischungsverhältnis gerade von mager nach fett geändert hat, so wird eine die Fett/Mager-Umwandlung anzeigende Flagge FL _INV in einem Flaggenregister 122 in der Steuereinheit 100 bei einem Schritt S 70 gesetzt. Danach wird die die magere Mischung anzeigende Flagge FL _LEAN rückgesetzt und die die fette Mischung anzeigende Flagge FL _RICH bei einem Schritt S 71 gesetzt. Daraufhin wird der Fehlerzeitgeberwert C in dem Fehlersensorerfassungszeitgeber 121 rückgesetzt und die Fehlersensoranzeigeflagge FL _ABNORMAL bei einem Schritt S 72 rückgesetzt. Dann wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient K _LAMBDA durch Subtrahieren der P-Konstante bei einem Schritt S 73 verändert.

Nach Ablauf einer der Verfahrensschritte S 58, S 59, S 63, S 68, S 69 und S 73 geht das Verfahren zum Ende.

Es sei angemerkt, daß bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die P-Komponente auf einen Wert eingestellt ist, der erheblich größer ist als derjenige der I-Komponente.

Die Fig. 7(A) und 7(B) zeigen eine Abfolge einer Routine, die ein Teil des Hauptprogrammes ist, das durch die Steuereinheit 11 als "Background-Job" auszuführen ist. Die dargestellte Routine berechnet den K _FLAT -Korrekturkoeffizienten, den K _LRN -Korrekturkoeffizienten und einen höhenabhängigen Korrekturkoeffizienten zur Berechnung einer geschätzten Höhe.

Bei einem Schritt S 81, der unmittelbar nach dem Beginn der gezeigten Routine getriggert wird, wird der K _FLAT -Korrekturkoeffizient auf der Grundlage der Motordrehzahldaten N und der Ansaugluftdruckdaten PB zur Korrektur des grundlegenden Ansaugvolumenverhältnisses ETA _vo berechnet. In der Praxis sind die K _FLAT -Korrekturkoeffizienten in Form einer zweidimensionalen Tabelle in einem Speicherblock 125 des ROM 102 gespeichert. Daher werden die K _FLAT -Korrekturkoeffizienten durch Zugriff auf die Tabelle mittels der Motordrehzahldaten N und der Ansaugluftdruckdaten PB ausgelesen.

Die Größe der Variation des Ansaugvolumenverhältnisses bezogen auf die Variation der Drehzahl ist vergleichsweise klein. Daher kann der K _FLAT -Korrekturkoeffizient als Funktion des Ansaugluftdruckes PB eingestellt werden. In diesem Fall kann der Veränderungsbereich des K _FLAT -Korrekturkoeffizienten in der Nähe von eins (1) konzentriert werden. Daher kann die Anzahl von Unterteilungen für die Speicherung der Korrekturkoeffizientenwerte zum Erzeugen des K _FLAT - Korrekturkoeffizienten bezogen auf die Drehzahl und den Ansaugluftdruck klein sein. Da ferner die Verzögerung bei der Erneuerung des K _FLAT -Korrekturkoeffizienten keinen wesentlichen Fehler verursachen kann, können die Intervalle zum Auf-den-neuesten-Stand-bringen des K _FLAT -Korrekturkoeffizienten lang genug sein, um innerhalb des "Background-Job" ausgeführt zu werden. Obwohl die Intervalle des Auf-den- neuesten-Stand-bringens relativ lang sind, kann die Genauigkeit bei der Berechnung des Ansaugvolumenverhältnisses oder Ansaugvolumenwirkungsgrades erheblich verbessert werden verglichen mit der Art der Berechnung in der eingangs genannten japanischen Schrift zum Stand der Technik Nr. 58-41 230 (Tokkai), bei der der Korrekturkoeffizient allein auf der Grundlage der Drehzahl berechnet wird, da der K _FLAT - Korrekturkoeffizient, der in der gezeigten Routine berechnet wird, nicht nur von den Drehzahldaten N abhängig variabel ist, sondern ebenfalls von dem Ansaugluftdruck PB abhängt.

Bei einem Schritt S 82 wird der K _LRN -Korrekturkoeffizient auf der Grundlage der Motordrehzahldaten N und der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge PB berechnet. Um dies zu ermöglichen, werden K _LRN -Korrekturkoeffizienten in Form einer zweidimensionalen Tabelle an einer Speicheradresse 126 in einem RAM 103 gespeichert. Der bei dem Schritt S 82 berechnete K _LRN -Korrekturkoeffizient wird durch Addieren eines vorgegebenen Wertes verändert, der als Funktion des Mittelwertes des K _LAMBDA -Korrekturkoeffizienten berechnet wird, um den Inhalt der Adresse des Speicherblockes 126 entsprechend des momentanen Motorbetriebsbereiches bei einem Schritt S 83 auf den neuesten Stand zu bringen. In der Praxis wird das Auf- den-neuesten-Stand-bringen der Werte K _LRN(neu) des K _LRN - Korrekturkoeffizienten durch folgende Gleichung durchge­ führt:

K _LRN(neu) = K _LRN + K _LAMBDA /M

Hierbei ist M ein gegebener konstanter Wert.

Danach wird die FALT-Flagge bei einem Schritt S 84 überprüft. Wenn die FALT-Flagge nicht gesetzt ist, geht das Verfahren zum Ende. Wenn andererseits die FALT-Flagge gesetzt ist, wie sich aus der Überprüfung beim Schritt S 84 ergibt, wird ein Fehlerwert DELTA LAMBDA _ALT bei einem Schritt S 85 berechnet, der einen Fehler gegenüber einem Bezugs-Luft/Kraftstoff- Verhältnis (LAMBDA=1) aufgrund der Höhenvariation darstellt. Bei dem während des Schrittes S 85 ausgeführten Verfahrens entspricht der Fehlerwert DELTA LAMBDA _ALT einem Produkt durch Multiplizieren des Mittelwertes K _LAMBDA des modifizierten K _LRN -Korrekturkoeffizienten K _LRN(neu) und des K _ALT -Korrekturkoeffizienten.

Bei einem Schritt S 86 wird eine Ansaugluftflußratendate Q durch Multiplizieren der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge Tp mit den Motordrehzahldaten N erhalten. Dann wird auf der Grundlage des Fehlerwertes DELTA LAMBDA _ALT , der beim Schritt S 85 berechnet wird, und der beim Schritt S 86 berechneten Ansaugluftflußratendate Q eine eine Höhe anzeigende Date ALT₀ von einer zweidimensionalen Tabelle ausgelesen, die in einem Speicherblock 127 des RAM 103 gespeichert ist.

Wie man erkennt, wird der Fehlerwert DELTA LAMBDA _ALT mit ansteigender Höhe, die eine Abnahme der Luftdichte verursacht, erhöht. Andererseits wird der Fehlerwert DELTA LAMBDA _ALT mit zunehmender Ansaugluftflußrate Q abgesenkt. Daher beeinflußt die Variation der Höhe in einem erheblichen Ausmaß den Fehlerwert DELTA LAMBDA _ALT : Aus diesem Grunde nimmt die geschätzte Höhe ALT₀, die im Schritt S 87 berechnet werden soll, mit abnehmender Ansaugluftflußrate Q und mit ansteigendem Fehlerwert DELTA LAMBDA _ALT zu.

Die geschätzten Höhendaten ALT₀ werden in einem Schieberegister 128 gespeichert.

Während eines Schrittes S 88 wird der Mittelwert der geschätzten ALT₀ von einer gegebenen Anzahl (i) von zuvor berechneten geschätzten Höhendaten ALT₀ berechnet. Um dies zu ermöglichen, wird die Interrupt-Routine gemäß Fig. 8 zu vorgegebenen Zeitpunkten von beispielsweise 10 s ausgeführt. Bei der Routine gemäß Fig. 8 wird ein Sortieren der gespeicherten geschätzten Höhendaten ALT bei einem Schritt S 91 ausgeführt. Das Schieberegister 128 wird nämlich betrieben, um die geschätzten Höhendaten ALT in der Reihenfolge ihrer Berechnungszeitpunkte zu sortieren. Es werden nämlich die jüngsten Daten als ALT₁ und die ältesten Daten als ALT _i ge­ speichert.

Bei dem Schritt S 88 werden gemittelte Höhendaten gemäß folgender Gleichung berechnet:

= W₀ × ALT₀ + W₁ × ALT₁ . . . W _i × ALT _i

Hierbei sind W₀, W₁ . . . W _i Konstanten. Es gilt:

(W₀ < W₁ . . . < W _i ; W₀ + W₁ . . . W _i = 1).

Unter Verwenden der Ansaugluftflußratendate Q, die beim Schritt S 86 berechnet ist, und der gemittelten Höhendaten , die beim Schritt S 86 berechnet werden, wird der K _ALT - Korrekturkoeffizient beim Schritt S 89 berechnet. Bei dem Verfahren gemäß Schritt S 89 wird ein Tabellenauslesen einer zweidimensionalen Tabelle in dem Speicherblock 129 des ROM 102 in Abhängigkeit von der Ansaugluftflußrate Q und der gemittelten Höhendate ausgeführt.

Man erkennt daher, daß bei ansteigender Höhe der atmosphärische Druck abnimmt und den Widerstand des Abgases vermindert. Daher steigt bei ansteigender Höhe das Ansaugvolumenverhältnis bzw. der Ansaugvolumenwirkungsgrad selbst dann an, wenn der Ansaugluftdruck gegenüber demjenigen bei einer niedrigeren Höhe gleich bleibt. Aufgrund dieser Tatsache wird das dem Motorzylinder zugeführte Luft/Kraftstoff- Mischungsverhältnis magerer. Andererseits wird der Abgasdruck bei abnehmender Ansaugluftflußrate geringer und ist daher einem stärkeren Einfluß bezüglich der Variation des atmosphärischen Druckes unterworfen. Aus diesem Grunde wird der K _ALT -Korrekturkoeffizient derart eingestellt, daß er sich mit einer höheren Rate erhöht als die gemittelten Höhendaten ansteigen und als die Ansaugluftflußrate Q abnimmt.

Zusammengefaßt kann festgestellt werden, daß die Kraftstoffeinspritzmenge bei einer Kraftstoffeinspritzung des L-Jetronic-Types auf der Grundlage der Motordrehzahl N und der Ansaugluftflußrate Q berechnet wird. Wie an sich bekannt ist, wird die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge folgendermaßen berechnet:

Tp = K _CONL × Q/N

Hierbei ist: K _CONL =F/A (F/I-Gradient)×1/60×(Anzahl der Zylinder).

F/A: Kehrwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses;
F/I: Gradient (ms/kg) =l/(Kraftstoffflußrate pro Einspritzung (1)×RHO)
RHO: spezifisches Gewicht von Kraftstoff.

Daher kann die Ansaugluftflußrate Q durch folgende Gleichung festgestellt werden:

Q = ETA = PV/RT = (P _n × V₀ × ETA _v × N)/2R _m × Tm.

Hierbei gilt

P _n = P
V = 1/2 V₀ × ETA _v × N
ETA _v ist der volumetrische Wirkungsgrad
R = Rm (= 29,27)
T = Tm
PV = nRT × K × M (Gaszustandsgleichung)
V₀: gesamte Gasmenge (M)
Tm: Absoluttemperatur der Ansaugluft T
n: Ansaugluftgewicht K
R: Gaskonstante M T ^-1.

Aus der obigen Gleichung kann die Gleichung zur Berechnung von Tp folgendermaßen umgeformt werden:

Tp = K _CONL × [(N × 60 × V₀)/(2 Rm × Tm _ref ) × Pn × ETA _n × K _TA ]/N

Hierbei gilt: l/m = K _TA /Tm _ref

Tm _ref ist eine Bezugstemperatur von beispielsweise 30°C.

K _TA ist ein von der Ansauglufttemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient, der 1 wird, wenn die Ansauglufttemperatur der Bezugstemperatur entspricht und der bei Absenkung bei Ansauglufttemperatur unterhalb der Bezugstemperatur ansteigt und bei Ansteigen der Ansauglufttemperatur oberhalb der Bezugstemperatur abnimmt.

Es soll nun folgende Annahme getroffen werden:

K _COND = K _CONL × (60 × V₀)/(1 Rm × 303° K)

Unter dieser Voraussetzung kann die Gleichung zum Berechnen von Tp folgendermaßen abgeändert werden:

K _COND = K _CONL × (60 × V₀)/(2 Rm × 303° K)

ETA _v = (Ansaugluftvolumen)/(Zylindervolumen)
= K _PB × K _FLAT × K _ALT

K _ALT = (Ansaugluftvolumen)/(Bezugsansaugluftvolumen)
= (Vro - Vr′)/(Vro - Vr′ _ref )
= [Vro × (1 - Vr′/Vro)]/[VRO × (1 - Vr′ _ref /Vro)]

Hierbei ist Vro das Zylindervolumen beim unteren Totpunkt;
Vr′ das beim unteren Totpunkt verbleibende Abgasvolumen;
Vr′ _ref das standardmäßig verbleibende Abgasvolumen
= [1 - 1/E × (Vr′/Vr)]/[1 - 1/E × (Vr′ _ref /Vr)]
Vr ist das Zylindervolumen beim oberen Totpunkt.

Vr = 1/E × Vro
= [1 - 1/E × (Pr/PB)]/[1 - 1/E × (Pr _ref /PB)]
Vr′/Vr = (Pr/PB) ^1/K

Hierbei gilt:

E: Kompressionsverhältnis;
K: relative Temperatur;
Pr: Abgasdruck (abs)

Wie man aus der obigen Beschreibung erkennt, kann durch Verwenden des K _ALT -Korrekturkoeffizienten ein Fehler in der LAMBDA-Steuerung, ein höhenabhängiger Fehler bezogen auf den Ansaugluftdruck beim Verzögern oder Beschleunigen bei einer bestimmten Höhe bezogen auf die Standardhöhe in zufriedenstellender Weise kompensiert werden, ohne daß man einen Abgasdrucksensor oder einen Atmosphärendrucksensor benötigt.

Nachfolgend wird Bezug genommen auf die Fig. 11 und 12. Fig. 11 zeigt Daten, die experimentell unter Verwenden des gezeigten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Kraftstoffzufuhrsteuersystems erhalten wurden. Fig. 12 zeigt Daten, die von Experimenten erhalten wurden, bei denen das bekannte Kraftstoffzufuhrsteuersystem verwendet wird, das eine zweidimensionale Tabelle zum Berechnen des volumetrischen Wirkungsgrades in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Ansaugluftdruck verwendet. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ergab sich ein Fehler des volumetrischen Wirkungsgrades während der Ansaugluftdruckschwankung von -400 mmHg bis 4/4 mmHg bei einer Drehzahl von 800 UpM von 7% des K _FALT , da sich der volumetrische Wirkungsgrad allgemein in Abhängigkeit von dem Ansaugluftdruck bei im wesentlichen der gleichen Motordrehzahl aufgrund einer Verzögerung in der Antwortcharakteristik der Motorbeschleunigung ändert. Andererseits ändert sich im Falle der Fig. 12 die grundlegende Kraftstoffeinspritzpulsbreite von 1,71 ms bei -400 mmHg auf 4,35 ms bei 4/4 mmHg und verursacht eine Veränderung von 254% bei einer Drehzahl von 800 UpM. Daher ändert sich bei Verwenden der zweidimensionalen Tabelle beim Stand der Technik das Luft/Kraftstoff-Verhältnis weit gegenüber dem Soll- Wert, wie man in Fig. 9 erkennt.

Da bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die grundlegende Kraftstoffeinspritzpulsbreite Tp auf der Grundlage des Ansaugluftdruckes und des volumetrischen Wirkungsgrades oder des Ansaugvolumenverhältnisses berechnet wird, entspricht die grundlegende Kraftstoffeinspritzpulsbreite genau dem gewünschten Motorverhalten, wie man von Fig. 13 entnehmen kann.

Da erfindungsgemäß die Höhe auf der Grundlage des K _LRN - Korrekturkoeffizienten während der Bergfahrt geschätzt werden kann und auf der Druckdifferenz zwischen dem gespeicherten Ansaugluftdruck und dem tatsächlichen Ansaugluftdruck während einer Talfahrt geschätzt werden kann, kann die Höhe bei jedem Fahrzustand mit ausreichender Genauigkeit geschätzt werden. Bei ausreichender Präzision der geschätzten Höhe ist der K _ALT -Korrekturkoeffizient genau genug, um den Ansaugvolumenwirkungsgrad oder das Ansaugvolumenverhältnis präzise einzustellen.

Ferner berechnet das gezeigte Ausführungsbeispiel des Kraftstoffzufuhrsteuersystems die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge durch Multiplizieren des Ansaugluftdruckes PB mittels des Ansaugvolumenwirkungsgrades Q _CYL , durch Modifizieren des Produktes von dem von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrekturfaktor K _TA und durch Multiplizieren des modifizierten Produktes mit der Konstante K _CON , so daß der sich ergebende Wert für die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge genau genug ist.

Es sei hervorgehoben, daß die Erfindung nicht nur auf eine spezielle Bauweise des Kraftstoffeinspritzsteuersystems anwendbar ist, sondern für jegliche Bauweise des Kraftstoffeinspritzsystems geeignet ist. So kann die Erfindung angewendet werden auf Steuersysteme, wie sie in den US-Patentanmeldungen SN 1 71 022 und 1 97 843 vom 18. und 24. März 1988 beschrieben sind.

Claims (14)

1. Kraftstoffzufuhrsteuersystem für einen Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung mit folgenden Merkmalen:

• - einer Einrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Kraftstoffmenge zu einem Ansaugsystem des Verbren­ nungsmotores;
• - einer Einrichtung zum Überwachen eines Motorbetriebszustandes einschließlich der Motordrehzahl und des Ansaugluftdruckes;
• - einer Einrichtung zum Erhalten eines grundlegenden volumetrischen Wirkungsgrades auf der Grundlage entweder der Drehzahl oder des Ansaugluftdruckes;
• - einer Einrichtung zum Erhalten eines Korrekturwertes des grundlegenden volumetrischen Wirkungsgrades auf der Grundlage der Drehzahl und des Ansaugluftdruckes und zum Modifizieren des volumetrischen Wirkungsgrades mit dem Korrekturwert zum Erhalten eines modifizierten volumetrischen Wirkungsgrades;
• - einer Einrichtung zum Erhalten einer Kraftstoffzufuhrmenge auf der Grundlage der Kraftstoffzufuhrsteuerparameter, die durch die Überwachungseinrichtung überwacht werden, einschließlich den Ansaugluftdruck und den modifizierten volumetrischen Wirkungsgrad; und
• - einer Einrichtung zum Steuern der Zufuhreinrichtung zum Anpassen der zu dem Ansaugsystem zuzuführenden Kraftstoffmenge an den erhaltenen Wert.

2. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln des grundlegenden volumetrischen Wirkungsgrades diesen auf der Grundlage des Ansaugluftdruckes ermittelt.

3. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln des grundlegenden volumetrischen Wirkungsgrades mit einer Frequenz arbeitet, die höher oder gleich ist bezogen auf diejenige der Einrichtung zum Ermitteln des Korrekturwertes.

4. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zum Schätzen einer Höhe auf der Grundlage eines einen vorbestimmten Motorbetriebszustand anzeigenden Parameters, der durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird, beinhaltet.

5. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe schätzende Einrichtung die Höhe auf der Grundlage eines von der Motordrehzahl abhängigen Bezugsdruckes und eines momentanen, durch die Überwachungseinrichtung gemessenen Ansaugluftdruckes ermittelt.

6. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes auf der Grundlage der ermittelten Höhe zum Korrigieren der Kraftstoffzufuhrmenge.

7. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung ferner die Ansauglufttemperatur überwacht und daß ferner eine Einrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes auf der Grundlage der Ansauglufttemperatur zum Korrigieren der Kraftstoffzufuhrmenge vorgesehen ist.

8. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung ferner die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas überwacht und daß das System ferner eine Einrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in der Weise, daß die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas in der Nähe eines vorbestimmten Wertes bleibt, der einem stöchiometrischen Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses entspricht, enthält.

9. Kraftstoffzufuhrsteuersystem für einen Motor mit innerer Verbrennung mit folgenden Merkmalen:

• - einer Kraftstoffzufuhreinrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Kraftstoffmenge zu einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors;
• - einer Überwachungseinrichtung zum Überwachen eines Motorbetriebszustandes einschließlich einer Drehzahl und eines Ansaugluftdruckes;
• - einer ersten Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Wertes, der einen grundlegenden volumetrischen Wirkungsgrad darstellt, auf der Grundlage des Ansaugluftdruckes, wobei die erste Einrichtung mit einer ersten Frequenz arbeitet;
• - einer zweiten Einrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes für den ersten Wert auf der Grundlage der Motordrehzahl und des Ansaugluftdruckes und zum Modifizieren des ersten Wertes mit einem Korrekturwert zum Erzeugen eines zweiten Wertes, wobei die zweite Einrichtung mit einer zweiten Frequenz arbeitet, die niedriger als die erste Frequenz ist;
• - einer dritten Einrichtung zum Ermitteln einer grundlegenden Kraftstoffzufuhrmenge auf der Grundlage des Ansaugluftdruckes und des zweiten Wertes;
• - einer vierten Einrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes für die grundlegende Kraftstoffzufuhrmenge auf der Grundlage eines Korrekturparameters, der durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird, zum Ermitteln eines Steuerwertes zum Steuern der Zufuhreinrichtung; und
• - einer fünften Einrichtung zum Steuern der Zufuhreinrichtung zum Anpassen der zu dem Ansaugsystem zuzuführenden Kraftstoffmenge an den ermittelten Wert.

10. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zum Ermitteln einer Höhe auf der Grundlage eines einen vorbestimmten Motorbetriebszustand anzeigenden Parameters, der durch die Überwachungseinrichtung überwacht wird, vorgesehen ist.

11. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Höhe ermittelnde Einrichtung eine Höhe auf der Grundlage eines von der Motordrehzahl abhängigen Bezugsdruckes und eines momentanten Ansaugluftdruckes, der durch die Überwachungseinrichtung gemessen wird, ermittelt.

12. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach Anspruch 11, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes auf der Grundlage der ermittelten Höhe zum Korrigieren der Kraftstoff­ zufuhrmenge.

13. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung ferner die Ansaugtemperatur überwacht und daß ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, um einen Korrekturwert auf der Grundlage der Ansauglufttemperatur zum Korrigieren der Kraftstoffzufuhrmenge zu ermitteln.

14. Kraftstoffzufuhrsteuersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung ferner eine Sauerstoffkonzentration in einem Abgas überwacht und daß das System ferner eine Einrichtung beinhaltet, um einen Korrekturwert auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in der Weise zu ermitteln, daß die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas in der Nähe eines vorbestimmten Wertes gehalten wird, der dem stöchiometrischen Wert eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ent­ spricht.