DE3838047A1

DE3838047A1 - Kraftstoffeinspritzregelung fuer kraftfahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE3838047A1
Application number: DE3838047A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Sogawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1989-05-18
Also published as: GB2212297A; US4884546A; GB8826120D0; JPH01125537A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Kraftstoffeinspritzung bei einem Kraft fahrzeugmotor mit einer Einlaßleitung, einem Drossel ventil in der Einlaßleitung, sowie mit einer Kraft stoffeinspriztvorrichtung.

Ganz allgemein bezieht sie sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Kraftstoffeinspritzung bei einem Kraftfahzeugmotor in Abhängigkeit vom Drosselöff nungswinkel und von der Motordrehzahl.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanalge wird in Abhängigkeit vom Drosselöffnungswinkel R und der Motordrehzahl N ein Impulsbreite- bzw. ein Impuls dauersignal T _p für einen Grundeinspritzimpuls rechne risch ermittel. Die Werte für die Dauer des Grund einspritzimpulses T _p sind dabei in einer in Fig. 4 dargestellten Tabelle gespeichert und werden während des Motorbetriebs zur Regelung der Kraftstoffein spritzung entsprechend abgerufen bzw. abgeleitet. Während eines labilen Übergangszustands bei der Ein regelung des Motorbetriebszustands wird die Impuls dauer T _p des Grundeinspritzimpulses in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie Motordrehzahl, Druck in einer Einlaßleitung, Kühlmitteltemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit so korrigiert und eingere gelt, daß eine optimale Einstellung des Luft-Kraft stoff-Verhältnisses erreicht wird; hierzu wird u. a. auf die japanische Offenlegungsschrift 55-32913 ver wiesen.

Bei dieser Anlage muß jedoch die Tabelle, in der die Impulsdauer des Grundeinspritzimpulses erfaßt ist, unter Berücksichtigung des Öffnungsgrades R und der Motordrehzahl N eine große Anzahl von Rastern aufwei sen. Der Grund hierfür ist, wie aus Fig. 4 erkennbar wird, darin zu suchen, daß die Impulsdauer T _p des Grundeinspritzimpulses eine nicht-stetige Veränderung erfährt. Insbesondere verändert sich bei niedriger Motordrehzahl und bei kleiner Durchlaßbreite des Drosselventils die Impulsdauer stark. Somit erfordert die Tabelle einen Speicher mit großer Aufnahmefähig keit.

Dazu kommt noch, daß es unmöglich ist, eine optimale Dauer des Grundeinspritzimpulses zu erreichen, wenn die Variablen R und N unter extremen Bedingungen über den in der Tabelle erfaßten Bereich hinausgehen, bei spielsweise bei extrem niedriger Motordrehzahl, die nur geringfügig über der Drehzahl liegt, bei der der Motor unter Umständen zum Stillstand kommt.

Demgegenüber liegt nun der Erfindung die Aufgabe zu grunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei einem Motor ge steuert werden kann, während andererseits die Kapa zität eines eingebauten Datenspeichers unter Umstän den verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Einrich tung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Kurbelwinkelmesser zur Erfassung der Motordreh zahl in Abhängigkeit von dieser ein Motordrehzahlsig nal erzeugt; daß in Abhängigkeit von der Öffnungs stellung des Drosselventils ein Drosselstellungs- Signalgeber ein Drosselstellungs-Signal erzeugt; daß ein Luftdruckmesser ein Luftdrucksignal erzeugt; daß eine erste Rechnereinrichtung zur Ableitung eines Impulsdauersignals für den ersten Grundeinspritzim puls in Abhängigkeit vom Motordrehzahlsignal vom Drosselstellungssignal und vom Luftdrucksignal vorge sehen ist; daß in einem ersten Speicher von der Mo tordrehzahl abhängige Korrekturkoeffizienten gespei chert sind; daß eine Einrichtung zur Ableitung eines Korrekturkoeffizienten aus dem ersten Speicher im Ansprechen auf das Motordrehzahlsignal vorgesehen ist, und daß zur Korrektur des ersten Impulsdauer signals für den ersten Grundeinspritzimpuls unter Anwendung des abgeleiteten Korrekturkoeffizienten und zur Erzeugung eines Impulsdauersignals für den Kraftstoffeinspritzimpuls zum Betrieb der Kraftstoff einspritzvorrichtung vorgesehen ist.

Damit wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Impulsdauer des Grundeinspritzimpulses nicht direkt aus einem Speicher abgerufen, sondern vielmehr auf der Grundlage des Drosselöffnungswinkels R und der Motordrehzal N als erster Wert der Impulsdauer des Grundeinspritzimpulses rechnerisch ermittelt. Dieser erste Wert wird anschließend unter Anwendung eines Korrekturfaktors korrigiert, der aus einem Speicher abgerufen wird, in dem die verschiedenen Korrektur koeffizienten erfaßt sind; auf diese Weise erhält man einen optimalen Wert für die Impulsdauer des Grundeinspritzimpulses.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zu sätzlich eine zweite Speichereinrichtung zur Erfas sung von Drosselöffnungswerten in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Drosselventils vorgese hen, sowie eine Einrichtung zur Ableitung eines Dros seldurchlaßsignals in Abhängigkeit vom Drosselstel lungssignal, wobei die Impulsdauer des ersten Grund einspritzimpulses auf der Grundlage des Motordreh zahlsignals, des Drosseldurchlaßsignals und des Luft drucksignals ermittelbar ist.

Weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt;

Fig. 1 eine schematische Übersicht der erfindungs gemäßen Einrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuerung;

Fig. 3 eine Kurve zur Darstellung der Charakteristik eines Ausgangssignals eines O₂-Sensors; und

Fig. 4 eine Wertetabelle, aus der die Dauer des Grundeinspritzimpulses abzulesen ist.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß in der Einlaßleitung 2 eines Motors 1 eine Drosselkammer 5 abströmseitig von einem Drosselventil 3 vorgesehen ist, welche die intermittierend auftretenden Stöße der Ansaugluft auffängt. In der Einlaßleitung sind neben dem Einlaß ventil mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 6 zur Versorgung jedes Zylinders im Motor 1 mit Kraft stoff angeordnet. Zur Erfassung der jeweils herr schenden Betriebsparameter sind verschiedene Senso ren, Meßfühler und Signalgeber vorgesehen, nämlich ein Drosselstellungs-Signalgeber 7, ein Kühlmittel- Temperaturfühler 8, ein Kurbelwinkelmesser 9, ein Frischluftfühler 10 und ein Luftdruckmesser 4. In einer Auslaßleitung 22 befindet sich außerdem ein O₂-Sensor 11 mit der in Fig. 3 dargestellten Charak teristik. Die von den verschiedenen Meßfühlern, Sen soren und Signalgebern abgegebenen Signale werden einer Steuerung 12 zugeführt, die mit einem Mikrocom puter ausgerüstet ist und zur Betriebssteuerung der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 6 und einer Zünd spule 13 dient.

Nachstehend wird das Prinzip erläutert, auf dem die Erfindung aufbaut. Die Beziehung zwischen der in ei nen Zylinder des Motors angesaugten Luftmenge Q und dem Druck P in der Einlaßleitung läßt sich mit

Q = KPN

ausdrücken, wobei K eine vom Füllungsgrad abhängige Konstante ist. Eine durch das Drosselventil strömende Menge Q′ läßt sich mit folgender Beziehung ausdrücken:

Q′ = ε A √ (1)

wobei P₀ den Luftdruck darstellt, A die Durchlaßöff nung des Drosselventils und ε ein Mischkoeffizient ist. Die Gleichung wird durch Näherung an die nach stehende Gleichung herangeführt, daß die Rechnung für den Computer vereinfacht wird:

Q′ = γ ε A (P₀ - P) (2)

wobei γ einen Koeffizienten zur Vereinfachung der Gleichung (1) darstellt. Unter der Voraussetzung, daß die Größe Q gleich der Größe Q′ sein, läßt sich der Druck P wie folgt ausdrücken:

P = [ γ ε A / (KN + γ ε A) ] × P₀

Da die Impulsdauer des Grundeinspritzimpulses

T _p = Q/N = KP

beträgt, läßt sich eine erste Impulsdauer T _p 1 für den Grundimpuls auf folgende Weise ableiten:

T _p 1 = [(K γ ε A) / (KN + γ ε A) ] × P₀ (3)

Die Steuerung 12 führt dabei die vorbeschriebenen Rechnungsvorgänge aus.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Steuerung 12 ei nen ROM-Speicher in einer Einrichtung 14 zum Erfassen der Durchlaßöffnung des Drosselventils aufweist, wo bei in diesem ROM-Speicher in Form einer ersten Ta belle die Werte für die Durchlaßöffnung A des Dros selventils in Abhängigkeit vom Drosselöffnungswinkel gespeichert sind. Die Drosselöffnungsfläche A wird hierzu in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Dros selstellungs-Signalgebers 7 aus der ersten Tabelle entnommen. Die Flächengröße A, das vom Luftdruckmes ser 4 kommende Luftdrucksignal P₀ und das Signal für die aus dem Signal, das vom Kurbelwinkelmesser 9 kommt, errechnete Motordrehzahl werden einem Rechner 15 zur Berechnung der Impulsdauer des ersten Grund einspritzimpulswertes zugeführt. Unter Verwendung der vorstehenden Gleichung (3) wird die Impulsdauer T _p 1 für den ersten Grundeinspritzimpuls in vorbe schriebener Weise rechnerisch ermittelt, wobei die Größen γ, ε und K als Konstante eingesetzt werden.

Das Signal für die Motordrehzahl N wird einer Ein richtung 17 zur Ermittlung des Korrekturkoeffizienten zugeführt, wobei sich in dieser Einrichtung eine zweite Tabelle befindet, in welcher die Werte des Korrekturkoeffizienten K _TR als Funktion der Motor drehzahl N gespeichert sind. Der Korrekturkoeffizient K _TR wird aus der zweiten Tabelle im ROM-Speicher aus gelesen. Er schwankt in Abhängigkeit von den Motor betriebsbedingungen, wie sie durch die Größen γ, ε und K definiert werden. Die Impulsdauer T _p 1 des er sten Grundeinspritzimpulses wird zusammen mit dem Korrekturkoeffizienten K _TR einem Rechner 16 zur Er mittlung der Impulsdauer eines zweiten Grundeinspritzimpulses zugeführt, in welchem die optimale Impulsdauer T _p des zweiten Grund-Kraftstoffeinspritz-Impulses nach folgender Beziehung berechnet wird:

T _p = K _TR × T _p 1

Die Steuerung 12 umfaßt außerdem einen weiteren Rech ner 18 zur Ermittlung eines Mischkoeffizienten K _COEF zur Korrektur in Abhängigkeit vom Luftdruck P₀, der Kühlmitteltemperatur T _w und der Frischlufttemperatur T _A, die von den Sensoren und Meßfühlern, 4, 8 und 10 gemeldet werden. Zur Berechnung eines Regelungs-Kor rekturkoeffizienten K _FB in Abhängigkeit von einer Spannung, die der O₂-Sensor 11 abgibt, ist ein eige ner Rechner 19 vorgesehen.

Der korrigierte Wert der Impulsdauer T _p des Grundein spritzimpulses wird zusammen mit den Korrekturkoef fizienten K _COEF und K _FB einem Rechenwerk 20 zuge führt, in welchem die Impulsdauer des abzugebenden Einspritzimpulses berechnet wird. Die berechnete Im pulsdauer des abzugebenden Einspritzimpulses wird anschließend der Einspritzvorrichtung 6 zugeführt, so daß der Kraftstoff mit der jweils vorgegebenen Impulsdauer zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird die Impulsdauer des Grundein spritzimpulses durch eine einfache Gleichung berech net. Dementsprechend werden in einem Speicher nur Korrekturkoeffizienten als Funktion der Motordrehzahl erfaßt, so daß die Speicherkapazität geringer ausge legt werden kann als bei einer Anlage, in der die Impulsdauer des Grundeinspritzimpulses direkt aus einer Tabelle ausgelesen wird. Daneben ist es mög lich, bei jeder Fahrbedingung immer eine optimale Impulsdauer für den Kraftstoff-Einspritz-Grundimpuls zu erhalten.

Auch wenn vorstehend nur ein bevorzugtes Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt und erläutert wur de, so handelt es sich hier klar erkannbar nur um ein Anschauungsbeispiel, wobei verschiedene Verände rungen und Modifizierungen im Rahmen der Erfindung möglich sind, wie er in den beiligenden Ansprüchen umrissen wird.

Claims

1. Einrichtung zum Regeln der Kraftstoffeinsprit zung bei einem Kraftfahrzeugmotor mit einer Einlaß leitung, einem Drosselventil in der Einlaßleitung, sowie mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, da durch gekennzeichnet, daß ein Kurbelwinkelmesser (9) zur Erfassung der Motordrehzahl in Abhängigkeit von dieser ein Motordrehzahlsignal (N) erzeugt; daß in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung des Drosselven tils (3) ein Drosselstellungs-Signalgeber (7) ein Drosselstellungs-Signal (A) erzeugt; daß ein Luft druckmesser ein Luftdrucksignal (P₀) erzeugt; daß eine erste Rechnereinrichtung (15) zur Ableitung ei nes Impulsdauersignals (T _p 1) für den ersten Grundein spritzimpuls in Abhängigkeit vom Motordrehzahlsignal (N), vom Drosselstellungssignal (A) und vom Luft drucksignal (P₀) vorgesehen ist; daß in einem ersten Speicher (ROM in 14) von der Motordrehzahl (N) ab hängige Korrekturkoeffizienten gespeichert sind; daß eine Einrichtung (17) zur Ableitung eines Korrektur koeffizienten (K _TR) aus dem ersten Speicher im An sprechen auf das Motordrehzahlsignal (N) vorgesehen ist, und daß zur Korrektur des ersten Impulsdauer signals für den ersten Grundeinspritzimpuls unter Anwendung des abgeleiteten Korrekturkoeffizienten und zur Erzeugung eines Impulsdauersignals für den Kraftstoffeinspritzimpuls zum Betrieb der Kraftstoff einspritzvorrichtung (6) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zusätzlich eine zweite Speichereinrich tung (17) zur Erfassung von Drosselöffnungswerten (A) in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Drosselventils (3) vorgesehen ist, sowie eine Ein richtung zur Ableitung eines Drosseldurchlaßsignals in Abhängigkeit vom Drosselstellungssignal, wobei die Impulsdauer (T _p 1) des ersten Grundeinspritzimpul ses auf der Grundlage des Motordrehzahlsignals (N), des Drosseldurchlaßsignals (A) und des Luftdrucksig nals (P₀) ermittelbar ist.