DE3833122A1 - Vorrichtung zur ueberwachung des luft/kraftstoff-verhaeltnisses in einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung - Google Patents

Vorrichtung zur ueberwachung des luft/kraftstoff-verhaeltnisses in einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung

Info

Publication number
DE3833122A1
DE3833122A1 DE3833122A DE3833122A DE3833122A1 DE 3833122 A1 DE3833122 A1 DE 3833122A1 DE 3833122 A DE3833122 A DE 3833122A DE 3833122 A DE3833122 A DE 3833122A DE 3833122 A1 DE3833122 A1 DE 3833122A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
air
value
fuel ratio
crank angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3833122A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3833122C2 (de
Inventor
Shoichi Washino
Satoru Ohkubo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP62246563A external-priority patent/JPS6487842A/ja
Priority claimed from JP62246562A external-priority patent/JP2811667B2/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE3833122A1 publication Critical patent/DE3833122A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3833122C2 publication Critical patent/DE3833122C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Über­ wachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem der Brennkraft­ maschine zugeführten Gasgemisch überwacht wird.
Es sind verschiedene Arten von Kraftstoffüberwachungs­ vorrichtungen vorgeschlagen worden. Nachstehend sei unter Bezugnahme auf Fig. 16 eine herkömmliche Kraftstoffüberwachungsvorrichtung beschrieben, wie sie in der JP-OS 2 12 643/1985 offenbart ist.
Folgende Elemente sind in Fig. 16 dargestellt: Ein Luftfilter 1, ein Luftströmungsmesser 2 zum Messen der Menge der angesaugten Luft, eine Drossel­ klappe 3, ein Luftansaugstutzen 4, ein Zylinder 5, ein Wassertemperatursensor 6 für die Kühlwasser­ temperatur, ein Kurbelwinkelsensor 7, ein Abgas­ krümmer 8, ein Abgassensor 9 zum Erfassen der Kon­ zentration einer Komponente (beispielsweise Sauer­ stoff) im Abgas, ein Kraftstoffeinspritzventil 10, eine Zündkerze 11 und eine Überwachungseinrichtung 12.
Der Kurbelwinkelsensor gibt jeweils für Bezugs­ positionen des Kurbelwinkels (180° für eine vier­ zylindrige und 120° für eine sechs-zylindrige Brenn­ kraftmaschine) einen Bezugspositionsimpuls und für jeden Einheitswinkel (beispielsweise 1°) einen Einheitswinkelimpuls ab.
Ein Kurbelwinkel kann dadurch ermittelt werden, daß die Anzahl der Einheitswinkelimpulse nach einem Bezugspositionsimpuls von der Überwachungseinrichtung 12 gelesen wird. Ferner wird die Maschinendrehzahl durch Messen der Frequenz oder der Periode der Einheitswinkelimpulse bestimmt. In dem Beispiel nach Fig. 16 ist der Kurbelwinkelsensor 7 in einem Verteiler angeordnet.
Die Überwachungseinrichtung 12 wird von einem Mikro­ computer gebildet, der beispielsweise eine CPU, einen RAM, einen ROM und eine Eingang/Ausgang-Schnitt­ stelle umfaßt. Die Überwachungseinrichtung 12 empfängt ein Ansaugluftmengensignal S 1 von dem Luftströmungs­ messer 2, ein Wassertemperatursignal S 2 von dem Wassertemperatursensor 6, ein Kurbelwinkelsignal S 3 von dem Kurbelwinkelsensor 7, ein Abgassignal S 4 von dem Abgassensor 9, ein Batteriespannungssignal, ein Signal dafür, daß die Drosselklappe ganz geöffnet ist, usw. und ermittelt aus den Signalen einen Wert für die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge, wobei sie ein Einspritzsignal S 5 abgibt. Das Kraftstoffeinspritzsignal S 5 steuert das Einspritzventil 10 an, wodurch der Brennkraft­ maschine eine vorbestimmte Kraftstoffmenge zugeführt wird.
Die Kraftstoffeinspritzmenge T i wird von der Über­ wachungseinrichtung 12 auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet:
T i=T p×(1+F t+KMR/100)×β+T s (1)
In der Gleichung stehen T p für eine grundlegende Einspritzmenge, welche sich aus der Gleichung T p=K×Q/N ergibt, wobei Q für den Ansaugluftdurchsatz und N für die Maschinendrehzahl stehen, während K eine Konstante ist. F t stellt einen der Kühlwasser­ temperatur der Brennkraftmaschine entsprechenden Korrekturkoeffizienten dar, der einen größeren Wert annimmt, wenn die Wassertemperatur sinkt. KMR ist ein Korrekturkoeffizient für den Schwerlast­ betrieb (beispielsweise wird er in einer Datentabelle als ein Wert gespeichert, der sowohl von der grund­ legenden Einspritzmenge T p als auch von der Maschinen­ drehzahl N abhängt, wobei der Koeffizient aus der Datentabelle herauslesbar ist). T s ist ein abhängig von der Batteriespannung schwankender Korrektur­ koeffizient, der dazu dient, Schwankungen in der Spannung zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu kompensieren. β ist ein Korrekturkoeffizient für das Abgassignal S 4 von dem Abgassensor 9, mit Hilfe dessen eine Regelung des Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnisses eines Gasgemisches derart vorgenommen werden kann, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen vorbestimmten Wert, d. h. auf oder nahe einem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,6 gehalten wird.
Da das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gasgemisches mittels der Regelung auf einem konstanten Wert gehalten wird, ist eine Korrektur mittels der Korrekturkoeffizienten für die Kühlwassertemperatur und die Schwerlast bedeutungslos. Dementsprechend kann die Regelung mittels des Abgassignals S 4 nur ausgeführt werden, wenn der Korrekturkoeffizient F t der Wassertemperatur und der Korrekturkoeffizient KMR der Schwerlast Null sind. Fig. 18 zeigt die Beziehung zwischen den Einzelkorrekturen und den Sensoren.
Bei der herkömmlichen Kraftstoffüberwachungsvor­ richtung wird bei hoher Last entsprechend der grund­ legenden Kraftstoffeinspritzmenge T p und der Maschinen­ drehzahl N, d. h. der Ansaugluftmenge Q und der Maschinendrehzahl N korrigiert, während entsprechend dem Signal des Abgassensors eine Regelung durchgeführt wird. Mit anderen Worten stellt die Korrektur einen offenen Steuerkreis dar. Demzufolge besteht die Möglichkeit, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von dem optimalen Wert abweicht (das optimale Luft/ Kraftstoff-Verhältnis ist dasjenige, bei dem das größte Drehmoment erzeugt wird und das üblicherweise einen Wert von ca. 13 annimmt, der sich von dem Wert eines geregelten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unterscheidet), weil der Luftströmungsmesser oder das Kraftstoffeinspritzventil mit großen Streuungen behaftet und zeitlichen Schwankungen unterworfen sind. Unter diesen Bedingungen kann kein stabiler Betriebszustand der Maschine erreicht werden.
Da ferner der Luftströmungsmesser sowohl die in dem Luftansaugstutzen verbleibende Luftmenge als auch die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmenge mißt, entspricht der von der Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses angenommene Wert nicht dem tatsächlichen Wert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Überwachen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung zu schaffen, die in der Lage ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis unabhängig vom Betriebszu­ stand der Brennkraftmaschine auf einen Soll-Wert zu regeln.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bzw. 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2A eine Draufsicht auf ein Ausführungsbei­ spiel eines Drucksensors für das Aus­ führungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 1;
Fig. 2B eine vertikale Schnittansicht des Drucksensors nach Fig. 2A;
Fig. 3 eine teilweise weggebrochene Ansicht des Drucksensors nach Fig. 2 in einge­ bautem Zustand;
Fig. 4 die Beziehung zwischen dem Maximalwert des Druckanstiegs in einem Zündzyklus und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, um das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zu erläutern;
Fig. 5 die Beziehung zwischen graphisch darge­ stellten effektiven Durchschnitts­ drücken P i und Luft/Kraftstoff-Verhält­ nissen, um das vorgenannte Ausführungs­ beispiel zu erläutern;
Fig. 6 die Beziehung des Mittelwertes der Maximalwerte P max des Zylinderinnendrucks in einem Zündzyklus zu dem Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis, um das vorgenannte Ausführungsbeispiel zu erläutern;
Fig. 7a, 7b Flußdiagramme des Betriebs des vor­ genannten Ausführungsbeispiels;
Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 9 die charakteristische Beziehung zwischen dem Mittelwert P maxb des Maximalwertes des Zylinderinnendrucks in einem Zünd­ zyklus und den Luft/Kraftstoff-Verhält­ nissen;
Fig. 10 die Beziehung zwischen dem Mittelwert P maxb der Maximalwerte des Zylinderinnen­ drucks in einem Zündzyklus, der Abgas­ temperaturen T eb und den Luft/Kraft­ stoff-Verhältnissen;
Fig. 11A, 11B Flußdiagramme des Betriebs des Aus­ führungsbeispiels nach Fig. 8;
Fig. 12A, 12B Flußdiagramme des Betriebs eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung;
Fig. 13 die Beziehung zwischen den Mittelwerten graphisch dargestellter effektiver Durchschnittsdrücke, den Abgastemperaturen T eb und den Luft/Kraftstoff-Verhältnissen, um das Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 zu erläutern;
Fig. 14A, 14B Flußdiagramme des Betriebs eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 15 die Beziehung zwischen den Mittelwerten Q b der Heizwerte, den Abgastemperaturen T eb und den Luft/Kraftstoff-Verhältnissen, um das Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 zu erläutern;
Fig. 16 eine herkömmliche Vorrichtung zur Überwachung des Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnisses;
Fig. 17 eine Wertetabelle betreffend die Beziehung zwischen Maschinendrehzahlen und grund­ legenden Einspritzmengen, um den Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 16 zu er­ läutern; und
Fig. 18 die Beziehung zwischen einzelnen Korrek­ turvorgängen und Sensoren in der her­ kömmlichen Vorrichtung zur Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.
In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Elemente durchgehend mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Bezugszahlen 1 bis 12 in Fig. 1 bezeichnen gleiche oder entsprechende Elemente wie diejenigen in Fig. 16. Diese Elemente sind nicht mehr näher erläutert.
Bezugszahl 13 in Fig. 1 bezeichnet einen Drucksensor für den Zylinderinnendruck. Der Drucksensor 13 wird anstelle eines Metallblättchens für die Zünd­ kerze 11 verwendet. Der Drucksensor erfaßt Ver­ änderungen des Drucks in einem Zylinder und gibt elektrische Signale ab. Die Überwachungseinrichtung 12 umfaßt beispielsweise einen Mikrocomputer und empfängt das Ansaugluftmengensignal S 1 des Luft­ strömungsmessers 2, das Wassertemperatursignal S 2 des Wassertemperatursensors 6, das Kurbelwinkel­ signal S 3 des Kurbelwinkelsensors 7, das Abgassignal S 4 des Abgassensors 9 und das Drucksignal S 6 des Drucksensors 13 und verarbeitet die Signale, wobei das Kraftstoffeinspritzventil 10 mittels eines Kraftstoffeinspritzsignals S 5 gesteuert wird.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Drucksensors 13, wobei Fig. 2A eine Frontansicht und Fig. 2B eine vertikale Schnittansicht von Fig. 2A zeigen.
In Fig. 2B bezeichnet Bezugszahl 13 A ein piezo­ elektrisches Element, Bezugszahl 13 B ein Paar negative Elektroden und Bezugszahl 13 C eine positive Elektrode.
Fig. 3 zeigt, daß der Drucksensor 13 an einem Zylinderkopf 14 durch Befestigen der Zündkerze 11 angebracht wird.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis und dem Maximalwert des Druckanstiegs dP/dR in einem Zylinder innerhalb eines Zündzyklus als wesentliches Merkmal der Erfindung. Auf der Ordinate ist der Maximalwert des Druckanstiegs (dP/dR ) und auf der Abszisse das Luft/Kraftstoff- Verhältnis abgetragen. Fig. 4 ist zu entnehmen, daß das Verhältnis zwischen dem Maximalwert und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis unabhängig von der Last oder der Drehzahl der Maschine in einer Kurve darstellbar ist.
Die Erfinder haben diese Tatsache als Ergebnis weitreichender Experimente herausgefunden. Es zeigt sich, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit hoch und der Maximalwert des Druckanstiegs groß ist, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, während andererseits die Verbrennungsgeschwindigkeit gering und der Maximalwert des Druckanstiegs klein ist, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Demzufolge stehen der Maximalwert des Druckanstiegs (dP/dR ) max in einem Zylinder während eines Zündzyklus und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zueinander im Verhältnis 1 : 1, unabhängig von der Last und der Drehzahl der Maschine. Insbesondere ist dies in der Nähe des theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhält­ nisses bemerkbar.
Erfindungsgemäß kann das Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis innerhalb eines Zündzyklus oder innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen dadurch erhalten werden, daß der Maximalwert des Druckanstiegs (dP/dR ) max in einem Zylinder während eines Zündzyklus oder dessen Mittelwert (dP/dR ) max in einer vorbe­ stimmten Anzahl von Zyklen erfaßt wird, wodurch ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in jedem einzelnen Zyklus oder in einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen dadurch überwacht werden kann, daß der Maximalwert (dP/dR ) max des Druckanstiegs innerhalb eines Zündzyklus oder der Mittelwert für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen erfaßt wird.
Weil zwischen einem Kurbelwinkel R und der Zeit t die Beziehung R=6 Nt gilt, folgt: dR=Ndt. Demzufolge gilt: (dP/dR ) max=(dP/dt) max/(6 N) wenn die Maschinendrehzahl N konstant ist. Somit ist es möglich (dP/dt) max anstelle von (dP/dR ) max zur Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in jedem einzelnen Zyklus zu erfassen. Demzufolge ist es durch Erfassung von (dP/dt) max möglich, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht nur unter großer Last sondern auch während einer vorübergehenden Betätigung des Gaspedals zu überwachen.
Neben dem beschriebenen Verfahren des Erfassens von (dP/dR ) max ist eine Überwachung des Luft/Kraft­ stoff-Verhältnisses durch Erfassen des Innendrucks in den Zylindern innerhalb eines Zündzyklus ebenfalls durch Messen des maximalen Innendrucks P max in den Zylindern während eines Zündzyklus oder eines graphisch dargestellten effektiven Mittelwertes P i möglich.
Fig. 5 und 6 zeigen die Beziehung zwischen einem graphisch dargestellten Mittelwert des Drucks P i und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bzw. zwischen einem Maximaldruck P max und dem Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnis. Anhand der Zeichnungen ist es möglich, ein Verfahren zum Überwachen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses zu entwickeln, bei dem der graphisch dargestellte effektive Mittelwert des Drucks P i in ein Maximaldruck P max in dem Zylinder innerhalb eines Zündzyklus gemessen werden. Da aber der effektive Mittelwert des Drucks P i und der Maximalwert des Innendrucks P max nur einen Extrempunkt bezüglich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses haben, ist es normalerweise zusätzlich erforderlich, festzustellen, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett oder mager ist. An der Erfindung ist vorteilhaft, daß es nicht nötig ist, festzustellen, ob das Luft/Kraftstoff- Verhältnis fett oder mager ist, weil der Maximalwert (dP/dR ) max bezüglich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses keinen einzelnen Extrempunkt besitzt.
Ferner ist es bei Anwendung der Erfindung nicht nötig, einen graphisch dargestellten effektiven Mittelwert des Drucks P i oder einen Maximaldruck P max entsprechend dem Lastzustand zu regulieren, wenn der Wert (dP/dR ) max verwendet wird.
Fig. 7a zeigt ein Flußdiagramm betreffend den Betrieb eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, insbesondere das Flußdiagramm, das die Ermittlung des Wertes (dP/dR ) max während eines Zündzyklus betrifft. Genauer gesagt wird nach dem Flußdiagramm nach Fig. 7a je ein Grad des Kurbelwinkels einmal abgetastet und von einem Koprozessor eine Berechnung vorgenommen, wobei ein Zyklus als eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen genommen wird.
In einer Routine (Koprozessor) nach Fig. 7a, auf welche die Hauptroutine (Hauptprozessor) folgt, wird in Schritt 100 ein Kurbelwinkel gelesen. In Schritt 101 wird festgestellt, ob der in Schritt 100 gewonnene Kurbelwinkel in einem Kompressionshub oder einem Verbrennungshub (Expansionshub) liegt. Ist die Antwort "JA", wird in Schritt 102 ein Zylinder­ druck P( R ) gelesen. Ist die Antwort "NEIN", wird zu Schritt 100 zurückgekehrt, um Informationen betreffend den Kurbelwinkel zu empfangen.
In Schritt 103 wird festgestellt, ob der Kurbelwinkel in einem Ansaughub vT liegt. Ist die Antwort "JA", werden P 1 zu P( R ) und Δ P zu Null gesetzt, wobei die Daten für den Zylinderdruck P( R ) verwendet werden, und die Daten für P 1 und Δ P werden gespei­ chert (Schritt 104). Daraufhin wird unmittelbar zu Schritt 100 zurückgekehrt.
Ist die Antwort in Schritt 103 "NEIN", wird in Schritt 105 festgestellt, ob der Kurbelwinkel in einem Verbrennungshub (Expansion) vT liegt. Ist die Antwort "NEIN", werden Δ P 2=P( R )-P 1 und Δ P= Δ P 2-Δ P 1 berechnet und die resultierenden Werte Δ P 2 und Δ P gespeichert. Daraufhin wird zu Schritt 107 übergegangen.
Ist die Antwort "JA" (d. h. im Verbrennungshub oder Expansionshub), verläuft die weitere Verarbeitung entsprechend dem Flußdiagramm in Fig. 7b.
In Schritt 107 wird festgestellt, ob Δ P≧0 ist. Ist die Antwort "JA", wird Δ P 1 zu Δ P 2 gesetzt, um den gespeicherten Wert Δ P 1 zu erneuern (Schritt 108), woraufhin die Bearbeitung, wie in dem Fall, daß die Antwort "NEIN" ist, zu P 100 zurückkehrt. Durch Abarbeiten der beschriebenen Schritte kann der Maximalwert für den Druckanstieg (dP/dR ) max in einem Zylinder ermittelt werden. Dann nämlich, wenn die Antwort in Schritt 105 "JA" ist, kann der Maximalwert des Anstiegs des Innendrucks des Zylinders in Form des gespeicherten Wertes von Δ P 1 gewonnen werden. Da gemäß diesem Ausführungs­ beispiel der Kurbelwinkel einmal pro 1 Grad abgetastet wird, sind die Werte für die Druckdifferenz dP und die Druckänderung (dP/dR ) bei jedem Abtastwinkel gleich. Demzufolge ist es nicht erforderlich die Druckdifferenz dP durch einen abgetasteten Kurbelwinkel zu teilen.
Wird die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl betrieben, so daß es nicht möglich ist, den Kurbel­ winkel einmal pro 1 Grad abzutasten (beispielsweise bei mehr als 3000 U/min ist eine Abtastung einmal pro 2 Grad Kurbelwinkel erforderlich), kann der Maximalwert (dP/dR ) max in der gleichen Weise wie bei der Abtastung bei jeweils 1 Grad des Kurbelwinkels dadurch ermittelt werden, daß die Werte von Δ P 1, Δ P 2, Δ P in Schritt 106, 107 und 108 durch den abgetasteten Kurbelwinkelabstand geteilt werden.
Viele der beschriebenen Berechnungen müssen mit extrem hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden (beispielsweise muß die Routine nach Fig. 7a innerhalb der Zeitspanne zum Überstreichen eines Kurbelwinkels von 1 Grad abgearbeitet werden). Solche Hochgeschwin­ digkeitsberechnungen sind beispielsweise mit Hilfe eines Datenflußprozessors (µPD7281 von Nippon Denki Kabushiki Kaisha) als Koprozessor möglich.
Ein Hauptprozessor (Neumann-Prozessor) kann verwendet werden, um verschiedene Operationen auszuführen, wie beispielsweise den Arbeitspunkt der Maschine feststellen, die Kraftstoffeinspritzmenge T i nach Fig. 7b berechnen und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis überwachen und die Routine nach Fig. 7a ausführen.
Bei einem Datenflußprozessor werden Operationen mittels Daten vorgenommen. Die Verbindung zu der Routine nach Fig. 7a kann daher wie folgt vorgenommen werden. Beispielsweise dann, wenn ein Kurbelwinkel­ signal an den Hauptprozessor gegeben wird, sendet dieser Daten betreffend den Kurbelwinkel und den Innendruck des Zylinders P( R ) an einen Koprozessor, der das Betriebsprogramm nach Fig. 7a speichert. Das ist deshalb möglich, weil der Datenflußprozessor automatisch arbeiten kann, wenn die benötigten Daten zur Verfügung stehen.
Wenn in Fig. 7a R 1 erreicht ist, d. h. wenn die Antwort in Schritt 105 "JA" ist, genügt es, daß der Datenflußprozessor die bei Δ P 1 gespeicherten Daten betreffend dem Maximalwert des Druckanstiegs (dP/dR ) max des Zylinders an den Hauptprozessor zurückgibt. Der Hauptprozessor überwacht das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 7b.
Wird ein selbständiger Datenflußprozessor als Haupt­ prozessor verwendet, ist es möglich, den Maximalwert des Druckanstiegs (dP/dR ) max des Zylinders dadurch zu ermitteln, daß das Betriebsprogramm nach Fig. 7a ausgeführt wird, welches mittels der Daten betreffend den Kurbelwinkel aktiviert wird.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Maximalwert (dP/dR ) max mittels eines Betriebs­ programms gewonnen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Maximalwert mit einer Schaltung, wie einer Scheitelwerthalteschaltung zu gewinnen.
Das Flußdiagramm nach Fig. 7b stellt ein Beispiel für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Überwachung dar, welche von einem Hauptprozessor vorgenommen wird. In Schritt 109 wird festgestellt, ob der mittels des Programms nach Fig. 7a gewonnene Maximal­ wert für den Druckanstieg (dP/dR ) max in einem vorbe­ stimmten Bereich liegt. Liegt der Maximalwert in diesem Bereich, wird zu Schritt 110 übergegangen. Ist die Antwort "NEIN", wird in Schritt 116 eine Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, welche die grund­ legende Kraftstoffeinspritzmenge ist, und die Über­ wachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird gestoppt. In Schritt 110 wird auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der angesaugten Luftmenge Q oder dem Druck P b im Luftansaugstutzen der Arbeits­ punkt der Brennkraftmaschine bestimmt; ein dem Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine entsprechendes Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird mittels einer Wertetabelle gewonnen (Schritt 111) und in Schritt 112 in der Weise umgewandelt, daß es dem Maximalwert des Druckanstiegs (dP/dR ) max entspricht. Der Maximal­ wert (dP/dR ) max wird in Schritt 113 gespeichert. In Schritt 114 wird e=r-Δ P 1 berechnet, wodurch ein Fehlersignal gewonnen wird, das zur Ausführung der Regelung und darauf einer PI-(proportional, integral) oder PID-(proportional, integral, diffe­ rential) Regelung dient.
Bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung wurde bisher angenommen, daß der Zylinder­ innendruck erfaßt werden kann. Die Erfindung ist aber auch dann anwendbar, wenn die Druckänderung erfaßt wird.
Da das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Weise arbeitet, daß ein Luft/Kraftstoff- Verhältnis dadurch überwacht wird, daß der Maximal­ wert des Druckanstiegs (dP/dR ) max in einem Zylinder innerhalb eines Zündzyklus oder der Mittelwert der Maximalwerte in einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen erfaßt wird, wird das Luft/Kraftstoff- Verhältnis unabhängig von dem Lastzustand der Brenn­ kraftmaschine oder der Maschinendrehzahl korrekt überwacht.
Im folgenden ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
Fig. 8 zeigt schematisch den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Aufbau der Vor­ richtung nach Fig. 8 ist der gleiche wie der des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, außer daß ein Abgastemperatursensor im Auspuff vorgesehen ist, so daß ein Temperatursignal S 7 an eine Über­ wachungseinrichtung 12 gegeben und wie die anderen Signale der verschiedenen Sensoren verarbeitet wird.
Nachstehend ist der Betrieb des zweiten Ausführungs­ beispiels beschrieben.
Fig. 9 zeigt die Beziehung zwischen Luft/Kraftstoff- Verhältnissen (A/F) und den Mittelwerten von maximalen Zylinderdrücken P maxb. Gemäß Fig. 9 weisen die Mittelwerte P maxb ein einziges Maximum bezogen auf die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse auf, weshalb ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht allein aus dem Mittelwert P maxb ermittelt werden kann. Es ist deshalb erforderlich, unabhängig davon zusätzlich festzustellen, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett oder mager ist.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis korrekt erfaßt werden, indem die Abgastemperatur als zweiter Parameter zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhält­ nisses verwendet wird.
Fig. 10 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Mittel­ wert P maxb des maximalen Zylinderinnendrucks (Abszisse) und der Abgastemperatur T eb (Ordinate). Auch dann, wenn die Werte für den Lastzustand und die Drehzahl der Brennkraftmaschine schwanken, kann das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis erfaßt werden. Demzufolge kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch überwacht werden, daß das Verhältnis zwischen der Abgastemperatur T eb und dem Mittelwert P maxb erfaßt wird, das ab­ hängig von dem Betriebszustand der Maschine schwankt, wobei die Daten betreffend die beschriebene Beziehung in einer Datentabelle in Form einer Matrix vorhanden sind.
Der Mittelwert P maxb des maximalen Zylinderinnendrucks kann durch Dividieren der Werte des maximalen Innen­ drucks durch eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen bestimmt werden, wenn ein Kurbelwinkel R gemessen wird, und durch Dividieren der Werte durch eine vorbestimmte Zeitspanne, wenn der Kurbelwinkel R nicht gemessen wird.
Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm eines Beispiels zum Gewinnen des Mittelwerts, wobei Zylinderinnen­ drücke beispielsweise bei jeder Abtastzeit ent­ sprechend einem Kurbelwinkel von 1 Grad gemessen werden. Die Kurbelwinkelabtastung kann entsprechend den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine wechseln. Eine Reihe von Berechnungsschritten innerhalb des Flußdiagramms wird in einer Unterbrechungsroutine vorgenommen, wenn die Bedingungen für Schwerlast in dem Hauptprogramm des Hauptprozessors erfüllt sind, welcher die Gesamtheit des Maschinenbetriebs überwacht.
In Fig. 11 bezeichnen Symbole P 1, P 2, P 3 . . . Ver­ arbeitungsschritte entsprechend der Bearbeitungs­ reihenfolge.
In Fig. 11A wird die Anzahl n von Abtastzyklen zu "1" gesetzt. Ein Speicher, welcher einen Kumulier­ wert P maxt des maximalen Zylinderinnendrucks und einen Kumulierwert T et der Abgastemperatur speichert, wird auf Null zurückgesetzt.
In Schritt P 2 wird ein Kurbelwinkel R gelesen. Dann wird in Schritt P 3 festgestellt, ob der in Schritt P 2 gelesene Kurbelwinkel R im Ansaughub vT liegt.
Ist in Schritt P 3 die Antwort "JA" (Bestätigung), wird in Schritt P 4 der Maximalwert P maxn des Zylinder­ innendrucks zu Null gesetzt. Daraufhin wird in Schritt P 5 der Zylinderinnendruck P( R ) zum Zeitpunkt der Zunullsetzung gelesen.
Ist in Schritt P 3 die Antwort "NEIN" (Negierung), wird in Schritt P 5 der Wert P( R ) gelesen.
In Schritt P 6 wird festgestellt, ob der in Schritt P 5 gelesene Zylinderinnendruck P( R ) größer als der bis zu den vorhergegangenen Berechnungsschritten maximale Innendruck P maxn ist. Ist die Antwort in Schritt P 6 "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 8 übergegangen. Ist die Antwort in Schritt P 6 jedoch "JA", wird in Schritt P 7 der aktuelle Zylinderinnen­ druck P( R ) als neu festgelegter Maximalwert P maxn des Zylinderinnendrucks gespeichert.
In Schritt P 8 wird festgestellt, ob der Kurbelwinkel R am Ende eines Ausstoßhubes liegt. Ist die Antwort "JA", wird angenommen, daß ein Zündzyklus beendet ist, und zu Schritt P 9 übergegangen. Ist jedoch die Antwort in Schritt P 6 "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 2 zurückgekehrt und der beschriebene Vorgang wiederholt.
In Schritt P 9 wird die Abgastemperatur T e gelesen und der gelesene Wert als aktuelle Abgastemperatur T en gespeichert (Schritt P 10).
Um den Mittelwert P maxn des maximalen Zylinderinnen­ drucks zu erhalten, wird ein Kumulierwert des Maximal­ wertes P maxt berechnet und gespeichert (Schritt P 11). In gleicher Weise wird ein Kumulierwert der Abgastemperatur T et berechnet und gespeichert (P 12).
In Schritt P 13 wird festgestellt, ob die Anzahl n der Zyklen einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Der vorbestimmte Wert ist mit nmax bezeichnet und ändert sich in Abhängigkeit vom Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine zu dem Zeitpunkt, wenn das Hauptprogramm im Hauptprozessor durch das Programm nach Fig. 11A unterbrochen wird, wobei die Anzahl n der Zyklen in Schritt P 1 gegeben worden ist.
Ist in Schritt P 13 die Antwort "JA", wird unmittelbar zu Schritt P 16 in Fig. 11B übergegangen. Ist jedoch die Antwort in Schritt P 13 "NEIN", wird zu Schritt (14) übergegangen, in dem festgestellt wird, ob der Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine derselbe ist wie vorher.
Ist die Antwort in Schritt P 14 "JA", wird die Anzahl n von Abtastzyklen zu n=n+1 gesetzt (Schritt P 15). Daraufhin wird unmittelbar zu Schritt P 2 zurückgekehrt.
Ist die Antwort in Schritt P 14 "NEIN", wird festge­ stellt, daß sich der Arbeitspunkt der Maschine während des Abtastens geändert hat, und das Haupt­ programm wird ausgeführt.
Fig. 11B zeigt ein Flußdiagramm für die Über­ wachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. In Schritt P 16 wird der Mittelwert P maxb des maximalen Zylinder­ innendrucks aus dem in Schritt P 11 gewonnenen Kumulier­ wert P maxt und der Anzahl n von Abtastzyklen ermittelt.
In Schritt P 17 wird der Mittelwert T eb der Abgas­ temperaturen aus den in Schritt P 12 gewonnenen Kumulierwert T et und der Anzahl n von Zyklen ermittelt.
In Schritt P 18 wird ein Wert (A/F)b des Luft/Kraft­ stoff-Verhältnisses aus der Beziehung zwischen dem im Schritt P 16 gewonnenen Mittelwert P maxb und dem in Schritt P 17 gewonnenen Mittelwert T eb durch Verarbeitungen einer Wertetabelle ermittelt.
Demgegenüber wird der Arbeitspunkt der Brennkraft­ maschine aus der Maschinendrehzahl N und einer Ansaugluftmenge Ga oder einem Druck Pb in dem Luft­ ansaugstutzen gewonnen (Schritt P 19). Ein Soll-Luft/ Kraftstoff-Verhältnis (A/F)m wird einer Wertetabelle entsprechend dem Arbeitpunkt der Brennkraftmaschine entnommen.
In Schritt P 21 wird ein für eine Regelung erforder­ liches Fehlersignal dadurch gewonnen, daß e=(A/F)b -(A/F)m berechnet wird; dieser Wert entspricht der Differenz zwischen dem in Schritt P 19 gewonnenen Wert (A/F)b und dem in Schritt P 20 gewonnenen Wert (A/F)m. In Schritt P 22 wird eine PI-(proportional, integral) oder eine PID-(proportional, integral, differenzial) Regelung vorgenommen.
Mit Hilfe der Operationen nach Fig. 11A und 11B kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einer Brenn­ kraftmaschine präzise überwacht und ein Soll-Luft/ Kraftstoff-Verhältnis durch eine Regelung des genannten Verhältnisses dadurch gehalten werden, daß der Mittelwert des maximalen Zylinderinnendrucks P max und der Abgastemperatur Te verwendet werden.
In der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung werden ein Hauptprozessor und ein Koprozessor zur Ausführung der Routinen und einer Überwachung des Prozeßablaufs nach den Fig. 11A und 11B verwendet.
Fig. 12 zeigt eine Modifikation des Betriebs des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In Schritt P 1-1 in Fig. 12A wird die Anzahl n der Abtastzyklen zu "1" gesetzt und ein Speicher zum Ablegen des Betrags des graphisch dargestellten effektiven Durchschnittsdrucks P it und des Betrags der Abgastemperatur T et wird auf Null zurückgesetzt.
In Schritt P 2 wird ein Kurbelwinkel R gelesen. In Schritt P 2-1 wird die Änderung Δ V des Brennraums in einer Zeitspanne, in der sich der in Schritt P 2 gelesene Kurbelwinkel R um einen vorbestimmten Winkel (beispielsweise 1°) ändert, berechnet. Der Änderungsbetrag Δ V kann einer Wertetabelle entnommen werden, die entsprechend den Kurbelwinkeln vorher angelegt worden ist. In Schritt P 3 wird festgestellt, ob der in Schritt P 2 gelesene Kurbelwinkel R am Anfang des Ansaughubes liegt (Ansaug-oT). Ist die Antwort in Schritt P 3 "JA" (Bestätigung), wird zu Schritt P 4-1 übergegangen, wo der graphisch dargestellte effektive Durchschnittsdruck P in auf Null zurückgesetzt wird, und der Zylinderinnendruck P( R ) zum Zeitpunkt der Zurücksetzung wird in Schritt P 5 gelesen. Ist die Antwort in Schritt P 3 jedoch "NEIN" (Negation), wird direkt zu Schritt P 5 überge­ gangen und der Zylinderinnendruck P( R ) gelesen.
Dann wird in Schritt P 6-1 der graphisch dargestellte effektive Durchschnittsdruck P in berechnet. Der graphisch dargestellte effektive Durchschnitts­ druck P in wird durch Division der Arbeit eines Kolbens infolge der Verbrennung von Gas in einem Zündzyklus durch das Hubvolumen gewonnen. Der effektive Durchschnittsdruck P in kann nährungsweise durch Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt werden:
P in = P in + Δ V + P( R ) (1)
wobei P( R ) der Zylinderinnendruck bei dem jeweiligen Kurbelwinkel und Δ V die Änderung des Hubvolumens in der Zeitspanne, in der sich der Kurbelwinkel um einen Einheitswinkel (beispielsweise 1°) ändert, bedeuten.
Das heißt, daß der jeweils durch Berechnung gewonnene Zylinderinnendruck P( R ) der Änderung des Hubvolumens Δ V zuaddiert und die Summe zu dem effektiven Durchschnittsdruck P in addiert wird, der vorher (einen Kurbelwinkel von 1° zurück) ermittelt worden ist, wodurch der aktuelle Wert P in gewonnen werden kann (es ist empfehlenswert, einen Datenflußprozessor zu verwenden, um eine hohe Datenverarbeitungsge­ schwindigkeit zu gewährleisten).
In Schritt P 8 wird festgestellt, ob der in Schritt P 2 gelesene Kurbelwinkel das Ende des Ausstoßhubes erreicht.
Ist die Antwort in Schritt P 8 "JA", zeigt dies, daß ein Zündzyklus beendet ist, weshalb dann zu Schritt P 9 übergegangen wird. Ist die Antwort in Schritt P 8 jedoch "NEIN", wird zu Schritt P 2 zurück­ gekehrt und der beschriebene Prozeß wiederholt.
Die Schritte P 9 bis P 13 in Fig. 12A entsprechen denjenigen in Fig. 11A, wobei der Wert P maxt durch den Wert P it ersetzt ist. Ferner entsprechen die Schritte P 16 bis P 22 in Fig. 12B in denjenigen in Fig. 11B, wobei der Wert P maxt und der Mittelwert P maxb durch den Wert P it bzw. den Wert P ib ersetzt sind.
Demnach kann durch die Verarbeitungsschritte nach den Fig. 12A und 12B das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einer Brennkraftmaschine präzise überwacht und ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten werden, weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis unter Verwendung des graphisch dargestellten effektiven Durchschnitts­ drucks P i und der Abgastemperatur T i geregelt wird. Die Beziehungen zwischen P i, T e und dem Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis ist in Fig. 13 dargestellt.
Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels des Betriebs nach der Erfindung.
In Schritt P 1-2 in Fig. 14A wird die Anzahl n der Abtastzyklen zu "1" gesetzt und ein Speicher, der einen kumulierten Heizwert Q t und einen Kumulier­ wert der Abgastemperatur T et speichert, wird auf Null zurückgesetzt.
In Schritt P 2 wird der Kurbelwinkel R gelesen. In Schritt P 2-1 wird die Änderung Δ V des Hubvolumens bei Änderung des Kurbelwinkels R (der in Schritt P 2 gelesen worden ist) um einen vorbestimmten Winkel (beispielsweise 1°) berechnet.
In Schritt P 3-1 wird festgestellt, ob der in Schritt P 2 gelesene Kurbelwinkel am Anfang des Kompressions­ hubes (Kompression-uT) liegt. Ist die Antwort in Schritt P 3-1 "JA" (Bestätigung), wird ein Heizwert Q n in Schritt P 4-2 auf Null zurückgesetzt und in Schritt P 5 der Zylinderinnendruck P( R ) zur Zeit der Zurücksetzung gelesen. Ist jedoch die Antwort in Schritt P 3-1 "NEIN" (Negierung), wird der Wert P( R ) direkt in Schritt P 5 gelesen.
In Schritt P 5-1 wird die Änderung Δ P des Zylinder­ innendrucks in der Zeit der Änderung des Kurbelwinkels R (in Schritt P 2 gelesen) um einen vorbestimmten Winkel (beispielsweise 1°) berechnet.
Dann wird der Heizwert Q n unter Verwendung der in Schritt P 2-1 gewonnenen Änderung des Hubvolumens und der in Schritt P 5-1 gewonnenen Änderung Δ P des Zylinderinnendrucks berechnet. Der Heizwert Q n ist die Differenz zwischen einem von der Verbrennung von Brennstoff in einem Zündzyklus erzeugten Wärme Q r und der von der Zylinderwand und dem Kolben aufgenommenen Wärme Q c (vgl. Gleichung (2)). Der Heizwert Q n kann näherungsweise durch Verwendung von Gleichung (3) ermittelt werden, wobei die Änderung des Hubvolumens bei Änderung des Kurbelwinkels um einen Einheitswinkel (beispielsweise 1°) mit Δ V und die Änderung des Zylinderinnendrucks mit Δ P bezeichnet sind.
Es wird festgestellt, ob der in Schritt P 2 gelesene Kurbelwinkel das Ende des Verbrennungshubes erreicht hat (Schritt P 8-1). Ist die Antwort in Schritt P 8-1 "JA", zeigt dies, daß eine Zeitspanne, in welcher in einem Zündzyklus Wärme erzeugt wird, beendet ist, woraufhin zu Schritt P 9 übergegangen wird.
Ist jedoch in Schritt P 8-1 die Antwort "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 2 zurückgekehrt und der beschriebene Prozeß wiederholt.
Die Schritte P 9 bis P 13 nach Fig. 14A sind die selben wie diejenigen in Fig. 11A, wobei der Wert P maxt durch den Wert Q t ersetzt ist. Ferner sind die Schritte P 16 bis P 22 nach Fig. 14B dieselben wie diejenigen nach Fig. 11B, wobei der Mittelwert P maxb und der Gesamtwert P maxt durch die Werte Q b bzw. Q t ersetzt sind.
Daher kann durch Berechnung bestimmter Werte nach den Fig. 14A und 14B das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einer Brennkraftmaschine präzise überwacht werden und ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten werden, weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis unter Verwendung des Heizwertes Q und der Abgastemperatur T e geregelt wird.
Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen den Heizwerten Q b, der Abgastemperatur T ed und den Luft/Kraftstoff- Verhältnissen. Soll der graphisch dargestellte effektive Durchschnittsdruck P in berechnet werden, ist es nötig, den Zylinderinnendruck während eines Zündzyklus zu messen. Wird jedoch der Heizwert Q n berechnet, genügt es, jeweils den Zylinderinnendruck in einem Kompressionshub in bezug auf die Verbrennung und einem Verbrennungshub zu messen. Dadurch werden die Kosten für die Hardware und die Messung erheblich verringert.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist nur ein Zylinder gezeigt. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, die korrekte Kraftstoffeinspritzmenge für jeden einzelnen Zylinder entsprechend Signalen von einem Drucksensor und einem Lastsensor zu über­ wachen, welche im Falle einer Mehrzylindermaschine an jedem einzelnen Zylinder angebracht sind.
Erfindungsgemäß kann die Kraftstoffeinspritzmenge durch Messen des mittels eines Drucksensors erfaßten Innendrucks korrigiert werden, wobei ein Drucksensor an jedem Zylinder oder nur an einem Zylinder angebracht sein kann.
Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Erfassen einer Zustandsgröße geregelt werden, welche aus dem Zylinderinnendruck und der Abgastemperatur gewonnen wird. Demzufolge kann in der Brennkraft­ maschine auch dann ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten werden, wenn die Abmessungen der strukturellen Maschinenelemente schwanken oder das Material der Maschinenelemente altert bzw. verschleißt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Überwachen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die die Menge der angesaugten Luft und die Maschinendrehzahl mißt, aus den gemessenen Werten eine grundlegende Kraftstoff­ einspritzmenge bestimmt und ein Befehlssignal für das Einspritzen einer Kraftstoffmenge in einen Zylinder (5) abgibt, gekennzeich­ net durch Druckerfassungsmittel (13) zum Erfassen des Zylinderinnendrucks, Mittel (7) zum Erfassen des Kurbelwinkels der Brennkraft­ maschine und eine Überwachungseinrichtung (12), welche die Ausgangssignale der Druckerfassungsmittel (13) und der Mittel (7) zum Erfassen des Kurbel­ winkels empfängt, um den Maximalwert des Druck­ anstiegs in einem Zündzyklus der Brennkraftmaschine oder den Mittelwert der Maximalwerte einer vor­ bestimmten Anzahl von Zyklen der Maschine zu ermitteln und die Kraftstoffeinspritzmenge ent­ sprechend dem ermittelten Maximal- oder Mittelwert zu überwachen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Überwachungsein­ richtung (12) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mittels des Maximalwerts des Druckanstiegs oder des Mittelwerts der Maximalwerte in einer vorbe­ stimmten Anzahl von Zyklen regelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung des Druck­ anstiegs pro Kurbelwinkeleinheit in einem Zünd­ zyklus oder des Druckanstiegs pro Zeiteinheit zum Ermitteln des Maximalwertes.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (12) die Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses stoppt, wenn der Maximalwert des Druckanstiegs oder der Mittelwert der Maximalwerte einer vorbestimmten Anzahl von Zündzyklen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
5. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch Drucker­ fassungsmittel (13) zum Erfassen des Zylinderinnen­ drucks, Mittel (7) zum Erfassen des Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine, Mittel (9) zum Erfassen der Abgastemperatur und eine Überwachungseinrichtung (12), welche die Ausgangssignale der Druck­ erfassungsmittel (13), der Mittel (7) zum Erfassen des Kurbelwinkels und der Mittel (9) zum Erfassen der Abgastemperatur empfängt, um aus den Signalen betreffend den Zylinderinnendruck in einem Zünd­ zyklus die eine Zustandsgröße zu bestimmen und mittels der Zustandsgröße und der Abgastemperatur T e, die mittels des Ausgangssignals der Mittel (9) zum Erfassen der Abgastemperatur gewonnen wird, eine Kraftstoffeinspritzmenge zu überwachen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Maximalwert P max des Zylinderinnendrucks in einem Zünd­ zyklus, ein graphisch dargestellter effektiver Durchschnittsdruck P i oder ein Heizwert Q ermittelt wird, um einen Mittelwert T eb für eine vorbestimmte Zeitspanne zu ermitteln, und daß das Luft/Kraft­ stoff-Verhältnis auf der Grundlage der Zustandsgröße der Abgastemperatur T e und dem Mittelwert T eb in einer vorbestimmten Zeitspanne geregelt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitspanne zum Ermitteln des Mittelwerts des maximalen Zylinderinnendrucks P maxb eine vorbe­ stimmte Anzahl von Zyklen oder eine vorbestimmte Zeitspanne und die vorbestimmte Periode für den graphisch dargestellten effektiven Durch­ schnittsdruck P i oder den Heizwert Q eine vorbe­ stimmte Anzahl von Zyklen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl von Zyklen oder die vorbestimmte Zeitspanne von dem Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine abhängt.
DE3833122A 1987-09-29 1988-09-29 Vorrichtung zur ueberwachung des luft/kraftstoff-verhaeltnisses in einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung Granted DE3833122A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62246563A JPS6487842A (en) 1987-09-29 1987-09-29 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP62246562A JP2811667B2 (ja) 1987-09-29 1987-09-29 内燃機関の空燃比制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3833122A1 true DE3833122A1 (de) 1989-04-13
DE3833122C2 DE3833122C2 (de) 1991-11-21

Family

ID=26537788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3833122A Granted DE3833122A1 (de) 1987-09-29 1988-09-29 Vorrichtung zur ueberwachung des luft/kraftstoff-verhaeltnisses in einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4903665A (de)
KR (1) KR940002956B1 (de)
DE (1) DE3833122A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4008140A1 (de) * 1989-03-15 1990-09-27 Mitsubishi Electric Corp Zuendzeitpunktsteuervorrichtung fuer einen verbrennungsmotor
WO1991000955A1 (de) * 1989-07-08 1991-01-24 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur regelung, steuerung und/oder überwachung der verbrennung in brennkraftmaschinen
DE4036080A1 (de) * 1989-11-21 1991-05-23 Mitsubishi Electric Corp Steuereinrichtung und -verfahren fuer eine brennkraftmaschine
DE4113582A1 (de) * 1990-04-26 1991-11-07 Mitsubishi Electric Corp Regelvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine
DE4119262A1 (de) * 1990-06-25 1992-01-09 Honda Motor Co Ltd Einspritzmengen-steuerung fuer zweitaktmotor
EP0747590A2 (de) * 1995-06-06 1996-12-11 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Verbrennungsablaufs bei einem Otto-Verbrennungsmotor

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02102377A (ja) * 1988-10-12 1990-04-13 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置
JPH03290043A (ja) * 1990-04-04 1991-12-19 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置
JP2751559B2 (ja) * 1990-04-19 1998-05-18 三菱電機株式会社 エンジンの燃料制御装置
JPH04224260A (ja) * 1990-12-26 1992-08-13 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の燃焼状態検出装置
JPH0672187A (ja) * 1992-05-28 1994-03-15 Mitsubishi Electric Corp 自動変速機付車両用エンジン制御装置及びその制御方法
DE4344715A1 (de) * 1992-12-28 1994-06-30 Mazda Motor Gaskraftstoffmotor und Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem für den Motor
DE4330324A1 (de) * 1993-09-08 1995-03-09 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungsluftverhältnisses eines Kolbenverbrennungsmotors
JP3226720B2 (ja) * 1994-06-24 2001-11-05 三信工業株式会社 2サイクルエンジンの燃焼制御装置
US5765532A (en) * 1996-12-27 1998-06-16 Cummins Engine Company, Inc. Cylinder pressure based air-fuel ratio and engine control
US5983866A (en) * 1997-10-27 1999-11-16 Caterpillar Inc. Diagnostic apparatus and method for a combustion sensor feedback system
DE10063752A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Durchsatzes eines strömenden Mediums
EP1477651A1 (de) * 2003-05-12 2004-11-17 STMicroelectronics S.r.l. Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung des Drucks im Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine, und zur Regelung der Kraftstoffseinspritzung in der Brennkraftmaschine
JP2008274883A (ja) * 2007-05-01 2008-11-13 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
US9279406B2 (en) 2012-06-22 2016-03-08 Illinois Tool Works, Inc. System and method for analyzing carbon build up in an engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1256944B (de) * 1961-12-22 1967-12-21 Frank Thoma Dipl Ing Einrichtung zur Kraftstoff-Luft-Gemischregelung von Brennkraftmaschinen
US4356551A (en) * 1979-09-05 1982-10-26 Nippon Soken, Inc. Knock detecting method
DE3212669A1 (de) * 1982-04-05 1983-10-06 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum regeln einer brennkraftmaschine
DE3635963A1 (de) * 1985-10-22 1987-05-21 Nissan Motor Einrichtung und verfahren zum regeln des zuendzeitpunktes einer brennkraftmaschine
DE3704839A1 (de) * 1986-02-19 1987-08-20 Honda Motor Co Ltd Vorrichtung zum regeln des zuendzeitpunktes in einer brennkraftmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60212643A (ja) * 1984-04-07 1985-10-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
JPS6133932U (ja) * 1984-07-31 1986-03-01 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの異常検出装置
JPH0663497B2 (ja) * 1985-04-18 1994-08-22 日本電装株式会社 内燃機関用ノツキング制御装置
US4843556A (en) * 1985-07-23 1989-06-27 Lucas Industries Public Limited Company Method and apparatus for controlling an internal combustion engine
US4711212A (en) * 1985-11-26 1987-12-08 Nippondenso Co., Ltd. Anti-knocking in internal combustion engine
JPS62130331A (ja) * 1985-12-02 1987-06-12 Honda Motor Co Ltd 気筒内圧力検出方法
JPS62265445A (ja) * 1986-05-10 1987-11-18 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃料制御装置
JPH0831603B2 (ja) * 1986-07-07 1996-03-27 セイコー電子工業株式会社 Pmisトランジスタ−の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1256944B (de) * 1961-12-22 1967-12-21 Frank Thoma Dipl Ing Einrichtung zur Kraftstoff-Luft-Gemischregelung von Brennkraftmaschinen
US4356551A (en) * 1979-09-05 1982-10-26 Nippon Soken, Inc. Knock detecting method
DE3212669A1 (de) * 1982-04-05 1983-10-06 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum regeln einer brennkraftmaschine
DE3635963A1 (de) * 1985-10-22 1987-05-21 Nissan Motor Einrichtung und verfahren zum regeln des zuendzeitpunktes einer brennkraftmaschine
DE3704839A1 (de) * 1986-02-19 1987-08-20 Honda Motor Co Ltd Vorrichtung zum regeln des zuendzeitpunktes in einer brennkraftmaschine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4008140A1 (de) * 1989-03-15 1990-09-27 Mitsubishi Electric Corp Zuendzeitpunktsteuervorrichtung fuer einen verbrennungsmotor
WO1991000955A1 (de) * 1989-07-08 1991-01-24 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur regelung, steuerung und/oder überwachung der verbrennung in brennkraftmaschinen
DE4036080A1 (de) * 1989-11-21 1991-05-23 Mitsubishi Electric Corp Steuereinrichtung und -verfahren fuer eine brennkraftmaschine
DE4113582A1 (de) * 1990-04-26 1991-11-07 Mitsubishi Electric Corp Regelvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine
DE4119262A1 (de) * 1990-06-25 1992-01-09 Honda Motor Co Ltd Einspritzmengen-steuerung fuer zweitaktmotor
EP0747590A2 (de) * 1995-06-06 1996-12-11 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Verbrennungsablaufs bei einem Otto-Verbrennungsmotor
EP0747590A3 (de) * 1995-06-06 1999-02-03 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Verbrennungsablaufs bei einem Otto-Verbrennungsmotor

Also Published As

Publication number Publication date
US4903665A (en) 1990-02-27
KR940002956B1 (ko) 1994-04-09
DE3833122C2 (de) 1991-11-21
KR890005378A (ko) 1989-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3833122C2 (de)
DE3833124C2 (de)
DE3201372C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern
DE4036080C2 (de) Vorrichtung zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge einer Brennkraftmaschine
DE4109561C2 (de)
DE3833123C2 (de)
DE68927935T2 (de) System zum regeln der leistung eines motors
DE69410043T2 (de) Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE69019338T2 (de) Verfahren und einrichtung zum lernen und steuern des luft/kraftstoffverhältnisses in einem innenverbrennungsmotor.
DE68923526T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektronischen Steuerung einer Maschine mit mehreren Zylindern.
DE3910326C2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge
EP1664512B1 (de) Verfahren zur steuerung und regelung einer brennkraftmaschine
DE3912579C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine
DE4429763B4 (de) Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE3918772A1 (de) Motor-regelgeraet
DE4330481A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung, insbesondere einer Schraubverbindung
DE3929104C2 (de)
DE10006341C2 (de) Regelsystem für eine Brennkraftmaschine
DE3721910C2 (de) Verfahren zum indirekten Abschätzen der in eine Brennkraftmaschine eingeführten Luftmenge
DE19749815A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der eingespritzten Kraftstoffmenge
DE4319677C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine
DE69407701T2 (de) Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Kalkulator für eine Bremskraftmaschine
DE10141022A1 (de) Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE3833084A1 (de) Vorrichtung zur ueberwachung des zuendzeitpunkts in einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung
DE3873921T2 (de) Verfahren zur atmosphaerischen luftdruckerfassung bei druckgesteuerten kraftstoffeinspritzsystemen.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings