DE3901109A1 - Adaptive regeleinrichtung fuer das luft-kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine - Google Patents

Adaptive regeleinrichtung fuer das luft-kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Verwendung mit einem für ein Kraftfahrzeug geeigneten Benzinmotor.
Die Erfindung betrifft eine adaptive Regeleinrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine, wobei das der Maschine zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch während einer Übergangsperiode des Mischungsverhältnisses korrigiert bzw. kompensiert wird.
Von einer Einspritzdüse zugeführter Kraftstoff wird in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine eingespritzt und unter einem Winkel in diese gesprüht. Da der Kraftstoff an einem umgebenden Mantelabschnitt eines Ansaugventils eingespritzt wird, haftet ein Teil des Kraftstoffs an dem Ansaugventil und an einem Innenwandflächenabschnitt der Ansaugleitung. Infolgedessen vermindert sich der tatsächlich in einen Zylinder der Maschine gesaugte Kraftstoff.
Dadurch können Fehlzündungen während einer Beschleunigung der Maschine auftreten, und die Funktionsfähigkeit der Maschine kann beeinträchtigt werden.
Der am Ansaugventil und an der Ansaugleitung haften bleibende Prozentsatz (kurz: Haftprozentsatz) des eingespritzten Kraftstoffs hat die Tendenz, sich im Laufe der Zeit zu erhöhen, und zwar aufgrund der Ablagerung von Kohlenstoff od. dgl. an dem umgebenden Außenflächenabschnitt des Ansaugventils; die Kraftstoffmenge muß daher zum Ausgleich korrigiert werden. Konventionelle Brennkraftmaschinen berücksichtigen jedoch nicht den Ausgleich der Kraftstoffzuführung infolge von durch haftenden Kraftstoff im Lauf der Zeit eintretende Änderungen.
Ein bekanntes Verfahren, das das vorgenannte Haften von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine betrifft, ist z. B. in der US-PS 43 88 906 angegeben; dabei wird eine Kraftstoffzuführmengen-Kompensation während einer Übergangsperiode, z. B. zum Zeitpunkt einer Beschleunigung der Maschine, nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes bzw. einer Haftmenge von eingespritztem Kraftstoff und einer Verdampfung-Charakteristik von haftendem Kraftstoff durchgeführt.
Dieses bekannte Verfahren berücksichtigt jedoch nicht eine konkrete Entscheidung hinsichtlich des Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff und des Prozentsatzes der Haftung von eingespritztem Kraftstoff bei einer durch Zeitablauf bedingten Änderung; das führt zu dem Problem, daß eine Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrektur in einer Übergangsperiode nicht zufriedenstellend ausgeführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer adaptiven Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einer Brennkraftmaschine, bei der eine Verhältniskorrektur in einer Übergangsperiode zufriedenstellend durchführbar ist; weiter soll dabei der Haftprozentsatz von eingespritztem Kraftstoff durch lernende Regelung gewonnen werden; dabei soll die Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrektur an eine zeitablaufbedingte Änderung, die durch die Ansammlung von Kohlenstoff od. dgl. hervorgerufen ist, angepaßt werden; ferner soll die Verhältniskorrektur in einer Übergangsperiode zu jedem Fahrzeitpunkt stufenlos durchgeführt werden; außerdem soll eine Schwankung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während einer Beschleunigungs- oder Bremsphase in wirksamer Weise korrigiert bzw. kompensiert werden; schließlich soll eine Schwankung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während einer Verhältnis-Übergangsperiode minimiert werden.
Die adaptive Regeleinrichtung nach der Erfindung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführeinheit, die automatisch eine Kraftstoffzuführmenge zu der Maschine bestimmt, wobei eine eine Charakteristik der Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung in der Maschine beeinflussende Größe erfaßt wird, die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe einer erfaßten charakteristischen Verhältnisregelgröße geregelt wird, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor in der Abgasanlage der Maschine angeordnet ist, wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff, der an einem Innenwandflächenteil des Ansaugsystems der Maschine haftet, sowie einer Verdampfungs-Charakteristik von haftendem Kraftstoff korrigiert wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe eines Schwankungswertes der von der Kraftstoffzuführeinheit zugeführten Kraftstoffzuführmenge zu einem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektors rückgeführt wird, und eines Schwankungswertes des von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor bestimmten Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird.
Die die Charakteristiken der Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung beeinflussende Größe ist dabei wenigstens eine der folgenden Größen: die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Kühlwassertemperatur und die Maschinenlast. Letztere umfaßt wenigstens den Drosselklappenöffnungsgrad oder den Druck in der Ansaugleitung oder eine Luftmenge pro Ansaugvorgang.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe eines Schwankungswerts eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten und eines Schwankungswerts des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektors bestimmt, und der gewonnene Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs wird in einem Speicherteil der Steuereinheit gespeichert, der einem Teilbereich einer momentanen Kühlwassertemperatur und eines momentanen Drosselklappenöffnungsgrads entspricht.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe eines Schwankungswerts eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten und eines Schwankungswerts des Ausgangssignals des Sauerstoffmengenfühlers bestimmt, und der gewonnene Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs wird in einem Speicherteil der Steuereinheit gespeichert, der einem Teilbereich einer momentanen Kühlwassertemperatur und eines momentanen Drosselklappenöffnungsgrads entspricht.
Gemäß der Erfindung ist es also möglich, die Größe der Haftmenge bzw. den Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs zu lernen, und daher kann eine Korrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einer Übergangsperiode des Fahrbetriebs stufenlos durchgeführt werden. Insbesondere kann die Verhältniskorrektur gemäß der Erfindung an eine mit dem Zeitablauf aufgrund einer Ansammlung von Kohlenstoff od. dgl. eintretende Änderung angepaßt werden, so daß zu jedem Zeitpunkt des Fahrbetriebs ein geeignetes Mischungsverhältnis erhalten wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein konkretes Blockdiagramm eines Einspritzsystems für einen Vergasermotor, wobei eine Ausführungsform der adaptiven Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Brennkraftmaschine implementiert ist;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Abschnitt mit einer Ansaugleitung und einem Ansaugventil während der Kraftstoffeinspritzung, wobei der von der Einspritzvorrichtung zugeführte Kraftstoff in die Ansaugleitung eingespritzt wird;
Fig. 3 ein Regelungs-Blockdiagramm der adaptiven Regelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für einen Vergasermotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Charakteristik-Speicher-Map eines Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Charakteristik-Map einer Verdampfungszeitkonstanten τ für haftenden Kraftstoff gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine erläuternde Darstellung, die eine Methode zur Bestimmung des Haftprozentsatzes X von eingespritztem Kraftstoff unter Anwendung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühlers zeigt;
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm für die Berechnung eines Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs unter Nutzung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühlers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 eine erläuternde Darstellung, die eine Methode zur Bestimmung des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs unter Anwendung eines Sauerstoffmengenfühlers zeigt;
Fig. 9 eine Charakteristik zwischen einer Schwankungsperiode und einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schwankungsdauer eines Sauerstoffmengenfühlers; und
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm für die Berechnung des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs unter Anwendung eines Sauerstoffmengenfühlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein konkretes Beispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage für einen Vergasermotor, wobei eine Ausführungsform der adaptiven Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet wird.
Die Saugluftmenge einer Brennkraftmaschine 9 wird durch den Öffnungsgrad einer Drosselklappe 1 bestimmt. Die Drosselklappe 1 wird entsprechend der Fahrpedalbetätigung durch einen Fahrer verstellt, und der Ist-Öffnungsgrad R th der Drosselklappe 1 wird von einem Drosselklappenfühler 2 erfaßt. Ein Leerlaufregelventil 13 regelt die die Drosselklappe 1 umgehende Luftmenge und stellt eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl ein.
Ferner wird die Ist-Saugluftmenge Q a der Maschine 9 von einem Saugluftmengenfühler 7 erfaßt. Die Drehzahl N der Maschine 9 wird von einem Drehzahlfühler 5 erfaßt, und die Kühlwassertemperatur T w der Maschine 9 wird von einem Kühlwassertemperaturfühler 4 erfaßt.
Eine Steuereinheit 8 dient hauptsächlich als steuernder Rechner für die Maschine 9 und weist als Hauptelement einen Mikroprozessor auf. Die Steuereinheit 8 empfängt verschiedene Signalarten, z. B. die Ist-Saugluftmenge Q a, die Maschinendrehzahl N, die Kühlwassertemperatur T w od. dgl, von den vorgenannten verschiedenen Fühlern und führt eine vorbestimmte Abarbeitung durch.
Die Steuereinheit 8 errechnet in jedem Augenblick eine Kraftstoffzuführmenge für die Maschine 9 und führt einer Einspritzeinheit (Einspritzventil) 6 ein Signal zu, das die Kraftstoffzuführmenge entsprechend der resultierenden errechneten Kraftstoffzuführmenge bezeichnet. Parallel mit dieser Abarbeitung erhält die Steuereinheit 8 ferner ein Signal von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühler 3 A (oder einem Sauerstoffmengenfühler 3 B), so daß eine vorgegebene Verhältnisregelung für die Maschine 9 unterhalten wird.
Der Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühler 3 A erfaßt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Wenn der Sauerstoffmengenfühler 3 B eingesetzt wird, liefert dieser ein Fett- oder ein Mager-Signal.
Die Steuereinheit 8 errechnet eine Impulsdauer T i zur Kraftstoffeinspritzung in die Maschine 9, und die so erhaltene Einspritzimpulsdauer T i wird dem Einspritzventil 6 zugeführt.
Vom Einspritzventil 6 zugeführter Kraftstoff wird in die Ansaugleitung 10 der Maschine 9 eingespritzt und unter einem Winkel β gestreut (Fig. 2). Da der Kraftstoff auf einen umgebenden Außenflächenabschnitt eines Ansaugventils 11 gespritzt wird, haftet ein Teil des Kraftstoffs an dem Ansaugventil 11 und einer Innenwandfläche der Ansaugleitung 10. Infolgedessen vermindert sich die tatsächlich in den Zylinder der Maschine 9 gesaugte Kraftstoffmenge.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Kühlwassertemperatur als Motortemperatur dargestellt, es kann aber auch eine Saugleitungstemperatur, eine Motoröltemperatur od. dgl. verwendet werden. Ferner wird die vom Luftmengenfühler 7 erfaßte Saugluftmenge Q a als Luftdurchflußmenge bezeichnet, es kann aber auch eine Luftdurchflußmenge verwendet werden, die aus dem Druck in der Saugleitung 10, dem Drosselklappenöffnungsgrad R th , der Maschinendrehzahl N od. dgl. abgeleitet ist.
Nachstehend wird im einzelnen die adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erläutert.
Fig. 3 ist ein Regelungs-Blockdiagramm, das ein adaptives Regelverfahren gemäß der Erfindung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wiedergibt. Ein Drosselklappenöffnungsgrad R th zur Einstellung der Ist-Saugluftmenge Q a der Maschine 9 wird vom Fahrer bestimmt. Infolgedessen ändern sich die Ist-Saugluftmenge Q a, die Maschinendrehzahl N und die Kühlwassertemperatur T w je nach dem Drosselklappenöffnungsgrad R th .
Diese Werte werden der Steuereinheit 8 zugeführt, und diese bestimmt daraufhin eine Flüssigkeitsfilmmenge (eine Haftkraftstoffmenge) M f des eingespritzten Kraftstoffs, einen Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs und eine Verdampfungszeitkonstante τ des haftenden Kraftstoffs, der aus der Flüssigkeitsfilmmenge verdampft. Eine erforderliche Kraftstoffzuführmenge G f zur Zuführung zur Maschine 9 wird aus diesen Werten ermittelt. Schließlich wird an das Einspritzventil 6 eine Einspritzimpulsdauer T i (in ms) geliefert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nachstehend das adaptive Regelverfahren für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erläutert. Dabei ist in der Steuereinheit 8 eine Soll-Mischungsverhältnis-Tabelle gespeichert.
Die Flüssigkeitsfilmmenge M f, die die Haftmenge des eingespritzten Kraftstoffs an der Innenwandfläche der Saugleitung 10 oder der Außenwandfläche des Ansaugventils 11 bezeichnet, wird nach Maßgabe der folgenden Gleichung geschätzt:
Dabei bezeichnet M f (k) eine momentane Flüssigkeitsfilmmenge, M f (k-1) bezeichnet eine vorhergehende Flüssigkeitsfilmmenge, τ bezeichnet eine Verdampfungszeitkonstante von verdampftem Kraftstoff, die der Flüssigkeitsfilmmenge M f proportional ist, und Δ T bezeichnet eine zeitliche Differenz zwischen dem momentanen Zeitpunkt und dem vorhergehenden Zeitpunkt, d. h. Δ T = (momentaner Zeitpunkt - vorhergehender Zeitpunkt). G f (k-1) bezeichnet eine vorhergehende erforderliche Kraftstoffmenge für die Maschine, und α bezeichnet einen Korrekturkoeffizienten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F). α ist ferner ein Regelungs-Korrekturkoeffizient eines Überschußluftverhältnisses λ. Die momentane Flüssigkeitsfilmmenge oder die momentane Haftmenge des eingespritzten Kraftstoffs M f (k) wird nach Maßgabe der vorhergehenden Flüssigkeitsfilmmenge oder der vorhergehenden Haftmenge des eingespritzten Kraftstoffs, M f (k-1), bestimmt, so daß eine lernende Regelung durchgeführt wird.
Die erforderliche Kraftstoffzuführmenge G f wird gemäß der folgenden Gleichung errechnet:
Die Einspritzimpulsdauer T i wird gemäß der folgenden Gleichung errechnet:
In der vorgenannten Gleichung bezeichnet K₁ einen Koeffizienten, und T s bezeichnet einen Korrekturkoeffizienten der Batterie (Spannung).
Die Größe des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs wird gemäß der folgenden Gleichung errechnet:
Die in den vorstehenden Gleichungen aufgeführten Terme und sowie ₁ und ₂ werden später noch erläutert.
Daher wird der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs ebenfalls durch einen Lernvorgang nach Maßgabe der vorgenannten Gleichung gewonnen. Damit wird die lernende Wertberechnung des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs bei dieser Ausführungsform der Erfindung durchgeführt.
Fig. 4 ist eine Kennlinien-Speichermap bezüglich des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs. Der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs, der X 00, X 01, . . . und X 44 umfaßt, ist in einem RAM der Steuereinheit 8 gespeichert.
Jeder Haftprozentsatz X 00, X 01, . . ., X 44 des eingespritzten Kraftstoffs wird nach Maßgabe des Drosselklappenöffnungsgrads R th und der Kühlwassertemperatur T w bestimmt und wird aufgeteilt und jeweils in einem Teilbereich von Fig. 4 gespeichert.
Der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs mit den Haftprozentsätzen X 00, X 01, . . . und X 44 ist im Speicher der Steuereinheit 8 entsprechend einem Teilbereich des Fahrbereichs gespeichert, in dem der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs errechnet wird.
Fig. 5 ist eine Charakteristik-Map bezüglich der Verdampfungszeitkonstanten τ des haftenden Kraftstoffs. Die Verdampfungszeitkonstante τ des haftenden Kraftstoffs wird nach Maßgabe eines Verhältniswerts (Q a/N) der Ist-Saugluftmenge Q a und der Maschinendrehzahl N sowie der Kühlwassertemperatur T w bestimmt.
Bei der vorgenannten Ausführungsform erfolgt also die lernende Größenkorrektur des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs in der Steuereinheit 8 unter Nutzung der Charakteristik-Map des Haftprozentsatzes X des eingespritzten Kraftstoffs gemäß Fig. 4 und der Charakteristik-Speichermap bezüglich der Verdampfungszeitkonstanten τ des haftenden Kraftstoffs gemäß Fig. 5.
Fig. 6 erläutert eine Methode der Bestimmung des Haftprozentsatzes unter Verwendung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühlers 3 A gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 6 zeigt den Schwankungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α und den Schwankungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnissignals (A/F).
In Fig. 6 ändert sich der Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizient α als α R 1, α R 2, α R 3 und α R 4 im angereicherten bzw. fetten Zustand der Maschine 9 sowie als α L 1, α L 2, α L 3 und α L 4 im mageren Zustand der Maschine 9. Der Schwankungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α ist dem Schwankungswert der der Maschine 9 zugeführten Kraftstoffmenge proportional.
Im Fall des Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühlers 3 A ändert sich der Schwankungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) als (A/F) R 1, (A/F) R 2, (A/F) R 3 und (A/F) R 4 im angereicherten bzw. fetten Zustand der Maschine und als (A/F) L 1, (A/F) L 2, (A/F) L 3 und (A/F) L 4 im mageren Zustand der Maschine 9.
Eine Kraftstoffzuführmenge G fe zur Zuführung in den Zylinder der Maschine 9 ist durch die folgende Gleichung (6) gegeben. Ein Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) ist durch die folgende Gleichung (7) gegeben.
Beim normalen Fahren werden die Ist-Saugluftmenge Q a, die erforderliche Kraftstoffzuführmenge G f und eine Größe M f als im wesentlichen konstant angenommen. Der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs wird entsprechend den folgenden simultanen Gleichungen (8) bestimmt:
wobei
Fig. 7 ist ein Ablaufplan des Steuerprogramms für die adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei wird der Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühler 3 A eingesetzt, und das Steuerprogramm wird jeweils zu einer vorbestimmten Periode aktiviert.
In Schritt 20 A werden zuerst die Ist-Saugluftmenge Q a, der Drosselklappenöffnungsgrad R th und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissignal (A/F) vom Verhältnisfühler 3 A und den übrigen genannten Fühlern abgenommen.
In Schritt 21 A wird die Saugluft-Schwankungsmenge Δ Q a zu einem vorbestimmten Zeitpunkt danach bestimmt, ob sie kleiner als ein vorbestimmter Wert ε ist. Wenn die Saugluft-Schwankungsmenge Δ Q a zu einem vorbestimmten Zeitpunkt kleiner als der vorbestimmte Wert ε bzw. wenn die Antwort JA ist, wird ein normaler Fahrzustand der Maschine 9 angenommen.
In Schritt 22 A wird das Abtasten der Werte des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α R 1, α R 2, α R 3 und α R 4 und das Abtasten der Werte des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α L 1, α L 2, α L 3 und a L 4 ausgeführt. Außerdem werden die Größen der Durchschnittswerte und errechnet.
In Schritt 23 A wird das Abtasten der Werte von (A/F) R 1, (A/F) R 2, (A/F) R 3 und (A/F) R 4 sowie der Werte von (A/F) L 1, (A/F) L 2, (A/F) L 3 und (A/F) L 4 durchgeführt. Außerdem werden die Durchschnittswerte von ₁ und ₂ errechnet.
In Schritt 24 A wird der Haftprozentsatz X von eingespritztem Kraftstoff nach Maßgabe der obigen simultanen Gleichungen (8) errechnet. Der errechnete Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs wird in einem Teilbereich im Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert, der der momentanen Kühlwassertemperatur T w und dem momentanen Drosselklappenöffnungsgrad R th entspricht.
Der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs wird entsprechend den vorgenannten Schritten 22 A, 23 A und 24 A errechnet. Der errechnete Haftprozentsatz X wird im Speicher in dem Teilbereich der Steuereinheit 8 gespeichert, der einem Fahrbereich entspricht, in dem der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs errechnet wird.
Fig. 8 erläutert eine Methode zur Ermittlung des Haftprozentsatzes unter Anwendung des Sauerstoffmengenfühlers 3 B gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 8 zeigt einen Schwankungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α und den Schwankungswert des Sauerstoffmengensignals, das ein Ausgangssignal des Sauerstoffmengenfühlers 3 B ist.
In Fig. 8 ändert sich der Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizient α als α R 1, α R 2, α R 3 und α R 4 im angereicherten bzw. fetten Zustand und als α L 1, α L 2, a L 3 und α L 4 im mageren Zustand der Maschine 9. Der Schwankungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten a entspricht dem Schwankungswert der Kraftstoffzuführmenge zur Maschine 9.
Im Fall des Sauerstoffmengenfühlers (O₂-Fühlers) 3 B ändert sich der Schwankungswert des Sauerstoffmengensignals T₁, T₂, T₃ und T₄ entsprechend dem Ausgang des Sauerstoffmengenfühlers 3 B.
Fig. 9 zeigt eine Charakteristik des Verhältnisses zwischen der Schwankungsperiode des Sauerstoffmengenfühlers 3 B und der Schwankungsdauer Δ (A/F) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Wenn anstelle des Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühlers 3 A ein Sauerstoffmengenfühler 3 B verwendet wird, wird eine Luft- Kraftstoff-Schwankungsdauer Δ (A/F) aus einem Mittelwert der Sauerstoffmengenfühler-Schwankungsperiode
{ = (T₁ + T₂ + T₃ + T₄)/4}
geschätzt. Der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs wird aus der folgenden Gleichung anstelle der Werte ₁ und ₂ der vorhergehenden Gleichung (8) gewonnen.
Fig. 10 ist ein Ablaufplan des Steuerprogramms für die adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei wird der Sauerstoffmengenfühler (O₂-Fühler) verwendet, und dieses Steuerprogramm wird jeweils zu einer vorbestimmten Periode aktiviert.
In Schritt 20 B werden zuerst die Ist-Saugluftmenge Q a, der Drosselklappenöffnungsgrad R th und die Sauerstoffmenge mittels der vorher genannten Fühler erfaßt.
In Schritt 21 B wird die Saugluft-Schwankungsmenge Δ Q a zu einem vorbestimmten Zeitpunkt dahingehend ermittelt, ob sie kleiner als ein vorbestimmter Wert ε ist. Wenn sie zu dem vorbestimmten Zeitpunkt kleiner als der vorbestimmte Wert ε bzw. wenn die Antwort JA ist, wird der normale Fahrzustand der Maschine 9 angenommen.
In Schritt 22 B werden die Werte des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α R 1, a R 2, α R 3 und α R 4 und des Luft-Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten α L 1, α L 2, α L 3 und α L 4 abgetastet. Außerdem werden die Größen der Durchschnittswerte und errechnet.
In Schritt 23 B wird die Abtastung der Werte zu den Zeitpunkten T₁, T₂, T₃ und T₄ des Sauerstoffmengenfühlers 3 B durchgeführt. Außerdem werden die Werte ₁ und ₂ errechnet nach Maßgabe des Kurvenverlaufs zwischen der Schwankungsperiode und der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schwankungsdauer von Fig. 9.
In Schritt 24 B wird der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe der obigen simultanen Gleichungen (11) errechnet. Der errechnete Haftprozentsatz X wird in dem Teilbereich des Speichers der Steuereinheit 8 gespeichert, der der momentanen Kühlwassertemperatur T w und dem momentanen Drosselklappenöffnungsgrad R th entspricht.
Der Haftprozentsatz X des eingespritzten Kraftstoffs wird entsprechend den Schritten 22 B, 23 B und 24 B errechnet. Der errechnete Haftprozentsatz X wird im Speicher der Steuereinheit 8 in einem Teilbereich gespeichert.

Claims (10)

1. Adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführeinheit, die automatisch eine Kraftstoffzuführmenge zu der Maschine bestimmt, wobei eine eine Charakteristik der Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung in der Maschine beeinflussende Größe erfaßt wird, die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe einer erfaßten charakteristischen Verhältnisregelgröße geregelt wird, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor in der Abgasanlage der Maschine angeordnet ist, wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff, der an einem Innenwandflächenteil des Ansaugsystems der Maschine haftet, sowie einer Verdampfungs-Charakteristik von haftendem Kraftstoff korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe eines Schwankungswerts der von der Kraftstoffzuführeinheit zugeführten Kraftstoffzuführmenge zu einem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektors rückgeführt wird, und eines Schwankungswerts des von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor bestimmten Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird.
2. Adaptive Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Charakteristik der Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung beeinflussende Größe wenigstens eine der folgenden Größen ist: Saugluftmenge, Maschinendrehzahl, Maschinentemperatur oder Maschinenlast.
3. Adaptive Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor wenigstens ein Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühler oder ein Sauerstoffmengenfühler ist.
4. Adaptive Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenlast wenigstens den Drosselklappenöffnungsgrad oder den Druck in der Saugleitung oder eine Luftmenge je Ansaugvorgang umfaßt.
5. Adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführeinheit zur automatischen Einstellung einer der Maschine zugeführten Kraftstoffzuführmenge, wobei die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Maschinentemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad erfaßt werden und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor in der Abgasanlage der Maschine angeordnet ist, mit einer Steuereinheit, in die die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Maschinentemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad eingebbar sind, wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit geregelt wird nach Maßgabe einer erfaßten Saugluftmenge, einer erfaßten Maschinendrehzahl, einer erfaßten Maschinentemperatur, eines erfaßten Drosselklappenöffnungsgrads und eines Ausgangssignals vom Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor und wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff, der an einem Innenwandflächenteil des Ansaugsystems der Maschine haftet, und einer Verdampfungs-Charakteristik von haftendem Kraftstoff korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe eines Schwankungswerts eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten und eines Schwankungswerts des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektors bestimmt und der gewonnene Haftprozentsatz in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert wird, der einem Teilbereich einer momentanen Maschinentemperatur und eines momentanen Drosselklappenöffnungsgrads entspricht.
6. Adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführeinheit zur automatischen Einstellung einer der Maschine zugeführten Kraftstoffzuführmenge, wobei die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Maschinentemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad erfaßt werden und ein Sauerstoffmengenfühler in der Abgasanlage der Maschine angeordnet ist, mit einer Steuereinheit, in die die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Maschinentemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad eingebbar sind, wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit geregelt wird nach Maßgabe einer erfaßten Saugluftmenge, einer erfaßten Maschinendrehzahl, einer erfaßten Maschinentemperatur, eines erfaßten Drosselklappenöffnungsgrads und eines Ausgangssignals des Sauerstoffmengenfühlers und wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff, der an einem Innenwandflächenteil des Ansaugsystems der Maschine haftet, und einer Verdampfungs-Charakteristik von haftendem Kraftstoff korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs nach Maßgabe eines Schwankungswerts eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten und eines Schwankungswerts des Ausgangssignals des Sauerstoffmengenfühlers bestimmt und der gewonnene Haftprozentsatz in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert wird, der einem Teilbereich einer momentanen Maschinentemperatur und eines momentanen Drosselklappenöffnungsgrads entspricht.
7. Adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführeinheit zur automatischen Einstellung einer der Maschine zugeführten Kraftstoffzuführmenge, wobei die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Kühlwassertemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad erfaßt werden und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor in der Abgasanlage der Maschine angeordnet ist, mit einer Steuereinheit, in die die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Kühlwassertemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad eingebbar sind, wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit geregelt wird nach Maßgabe einer erfaßten Saugluftmenge, einer erfaßten Maschinendrehzahl, einer erfaßten Kühlwassertemperatur, eines erfaßten Drosselklappenöffnungsgrads und eines Ausgangssignals vom Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor und wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff, der an einem Innenwandflächenteil des Ansaugsystems der Maschine haftet, und einer Verdampfungs-Charakteristik von haftendem Kraftstoff korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs danach bestimmt wird, ob ein Schwankungswert der Saugluftmenge zu einem vorbestimmten Zeitpunkt kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und, wenn dieser Schwankungswert der Saugluftmenge zu dem vorbestimmten Zeitpunkt kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient abgetastet und ein Mittelwert dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten errechnet wird und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis abgetastet und ein Mittelwert dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnisses errechnet wird, und daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs in der Steuereinheit nach Maßgabe eines Schwankungswerts des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten und eines Schwankungswerts des Ausgangssignals vom Luft-Kraftstoff-Verhältnisdetektor errechnet wird und der gewonnene Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert wird, der einem Teilbereich einer momentanen Kühlmitteltemperatur und eines momentanen Drosselklappenöffnungsgrads entspricht.
8. Adaptive Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs in der Steuereinheit nach Maßgabe der folgenden simultanen Gleichungen errechnet wird: wobei X ein Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs, ein Mittelwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, Q a die Saugluftmenge, G f eine erforderliche Kraftstoffzuführmenge, α ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient, M f eine Flüssigkeitsfilmmenge und τ eine Verdampfungszeitkonstante des haftenden Kraftstoffs ist.
9. Adaptive Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine mit mit einer Kraftstoffzuführeinheit zur automatischen Einstellung einer der Maschine zugeführten Kraftstoffzuführmenge, wobei die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Kühlwassertemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad erfaßt werden und ein Sauerstoffmengenfühler in der Abgasanlage der Maschine angeordnet ist, mit einer Steuereinheit, in die die Saugluftmenge, die Maschinendrehzahl, die Kühlwassertemperatur und der Drosselklappenöffnungsgrad eingebbar sind, wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit geregelt wird nach Maßgabe einer erfaßten Saugluftmenge, einer erfaßten Maschinendrehzahl, einer erfaßten Kühlwassertemperatur, eines erfaßten Drosselklappenöffnungsgrads und eines Ausgangssignals vom Sauerstoffmengenfühler und wobei die Kraftstoffzuführmenge der Kraftstoffzuführeinheit nach Maßgabe eines Haftprozentsatzes von eingespritztem Kraftstoff, der an einem Innenwandflächenteil des Ansaugsystems der Maschine haftet, und einer Verdampfungs-Charakteristik von haftendem Kraftstoff korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, der der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs danach bestimmt wird, ob ein Schwankungswert der Saugluftmenge zu einem vorbestimmten Zeitpunkt kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und, wenn dieser Schwankungswert der Saugluftmenge zu dem vorbestimmten Zeitpunkt kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient abgetastet und ein Mittelwert dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten errechnet wird und eine Periode des Sauerstoffmengenfühlers abgetastet und ein Mittelwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses errechnet wird, und daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs in der Steuereinheit nach Maßgabe eines Schwankungswerts des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten und eines Schwankungswerts des Ausgangssignals des Sauerstoffmengenfühlers errechnet wird und der gewonnene Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert wird, der einem Teilbereich einer momentanen Kühlwassertemperatur und eines momentanen Drosselklappenöffnungsgrads entspricht.
10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs in der Steuereinheit nach Maßgabe der folgenden simultanen Gleichungen errechnet wird: wobei X ein Haftprozentsatz des eingespritzten Kraftstoffs, ein Mittelwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, Q a eine Saugluftmenge, G f eine erforderliche Kraftstoffzuführmenge, α ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient, M f eine Flüssigkeitsfilmmenge und τ eine Verdampfungszeitkonstante des haftenden Kraftstoffs ist.
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