DE3904028C2

DE3904028C2 - System zur Erfassung und Beseitigung von Störungen im Ansaugbereich eines Kraftfahrzeugmotors

Info

Publication number: DE3904028C2
Application number: DE3904028A
Authority: DE
Inventors: Hiroya Ohkumo; Shuji Miyama
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2009-02-11
Also published as: DE3904028A1; US4989562A; GB2215869A; GB8902968D0; GB2215869B; JPH01208549A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Erfassung und Besei tigung von Störungen im Ansaugbereich eines Kraftfahrzeug motors.

Für Kraftfahrzeuge wird ein Kraftstoffeinspritzsystem ver wendet, bei dem eine Basiskraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit vom Druck in einem Ansaugrohr und der Drehzahl des Motors bestimmt wird. Wenn in einem solchen System eine Störung im Ansaugrohr auftritt, wie z. B. das Aufgehen eines Blinddeckels im Ansaugsystem stromabwärts von der Drossel klappe, was durch Fehlzündungen hervorgerufen werden kann, so wird Luft in das Ansaugrohr eingeleitet, die durch ein Loch für den Blinddeckel hindurchgeht, ohne durch die Drosselklappe hindurchzugehen. Damit steigt der Druck im Ansaugrohr durch die eingeleitete Luft. Infolgedessen arbeitet das Kraftstoffeinspritzsystem so, daß es die Basis kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von dem hohen Ansaugrohrdruck erhöht, was eine anormale Steigerung der Drehzahl des Motors unabhängig von der Absicht des Fahrers hervorruft.

Aus der US 46 35 607 ist eine Einrichtung bekannt, die bei niedrigen Drosselklappenwinkeln, ins besondere im Leerlauf, und gleichzeitig festge stellten Fehlern im Luftansaugsystem die Motordrehzahl durch Abschaltung der Kraft stoffzufuhr auf einen Sollwert begrenzt. Diese Erkennung von Fremdluft und die entsprechende Begrenzung der Motordrehzahl sind bei großen Drosselklappenwinkeln nicht möglich.

Aus der EP 135 680 A2 ist bereits ein System zur Erfassung und Beseitigung von Störungen im Ansaugbereich eines mit einer Drosselklappe ausgerüsteten Kraftfahrzeug motors bekannt, umfassend einen Druckfühler zur Messung des Druckes in einem Ansaugrohr des Motors, einen Motordrehzahlfühler zur Erzeugung eines Motordrehzahlsignals, einen Drosselklappen-Stellungsfühler zur Messung des Öffnungsrades der Drosselklappe und zur Er zeugung eines Drosselklappen-Stellungssignals, eine Referenzeinrichtung zur Ableitung eines Referenzwertes in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Ausgangssignals des Druckfühlers mit einem ge speicherten Wert und zum Erzeugen eines Betriebs sicherheitssignals, wenn der gemessene Wert höher als der gespeicherte Wert ist, wobei ein Speicher vorgesehen ist, in welchem eine Vielzahl von Referenzwerten für den Druck in einem Ansaugrohr des Motors in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Drossel klappe und der Motordrehzahl gespeichert sind, wobei die Referenzeinrichtung den Referenzwert aus dem Speicher ableitet und die Vergleichseinrichtung den Druck, der vom Fühler gemessen wird, mit dem abgeleiteten Referenzwert zum Erzeugen des Betriebssicherheitssignals vergleicht.

Durch die in der Druckschrift angege benen Sicherheitsmaßnahmen ist es bei Vorliegen von Fremdluft je doch nicht möglich, Fehlzündungen und ein Hochdrehen des Motors sicher zu ver meiden.

In der JP-OS 58-214 632 ist ein System zur Lösung eines solchen Problems beschrieben. Das System speichert Referenz daten über den Ansaugrohrdruck, bestimmt durch den Öffnungs grad der Drosselklappe und die Motordrehzahl. Der gemessene Ansaugrohrdruck wird mit einem gespeicherten Referenzdruck verglichen. Wenn der gemessene Druck höher ist als der Referenzdruck, so wird die Basiskraftstoffeinspritzmenge auf einen vorgegebenen Wert fixiert, so daß dadurch ein anor males Ansteigen der Motordrehzahl verhindert wird.

Wenn jedoch in diesem herkömmlichen System eine anormal große Menge von Ansaugluft in der Ansaugleitung strömt, so wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch mager, da die Basiskraft stoffeinspritzmenge auf den vorgegebenen Wert festgelegt ist. Wenn das Gemisch extrem mager wird, treten Fehlzün dungen auf. Häufige Fehlzündungen bewirken jedoch einen anormalen Temperaturanstieg der Abgase und führen zu Aus fällen im Auspuffsystem sowie Beschädigungen eines Katalysators im Auspuffrohr.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System zur Erfassung und Beseitigung von Störungen im Ansaugbereich eines Kraft fahrzeugmotors anzugeben, mit dem unter Vermeidung von Fehlzündungen verhindert wird, daß die Motordrehzahl übermäßig hoch wird, wenn in dem Ansaugsystem eine Anormalität festgestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 ge nannten Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, an Hand der Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Steuer einheit für das System gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuereinheit;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung zur schematischen Erläuterung einer dreidimensionalen Tabelle; und in

Fig. 5 Diagramme zur Erläuterung von Änderungen der Motor drehzahl, des Drosselklappenöffnungsgrades, des Referenzdruckes und des tatsächlichen Druckes in einem Ansaugrohr,

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Kraftfahrzeugmotor 1 mit einem Kühlmitteltemperaturfühler 2 an seiner Wasserkühlung, einer Kraftstoffeinspritzdüse 3 sowie einem Drosselklappen stellungsfühler 5 versehen, um den Öffnungsgrad einer Dros selklappe 4 in einem Ansaugrohr 20 zu messen. Eine Bypass- Leitung 6, die mit einem Leerlaufsteuerventil 7 ausgerüstet ist, ist zur Umgehung der Drosselklappe 4 vorgesehen. Weiterhin sind ein Kurbelwinkelfühler 9 als Motordrehzahl fühler, ein Luftfilter 11, ein Lufttemperaturfühler 10, ein Druckfühler 12 zur Messung des Druckes in dem Ansaugrohr 20 stromabwärts von der Drosselklappe 4 sowie ein O₂-Fühler 13 vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration des Abgases in einem Auspuffrohr 21 zu messen. Die Ausgangssignale von diesen verschiedenen Fühlern werden einer Steuereinheit 8 zugeführt, die Signale zur Betätigung der Kraftstoffein spritzdüse 3 sowie des Leerlaufsteuerventils 7 erzeugt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein Motordrehzahlrechner 81 vorgesehen, der die Ausgangssignale von dem Kurbelwinkel fühler 9 erhält, um ein Motordrehzahlsignal zu erzeugen. Die Ausgangssignale vom Kühlmitteltemperaturfühler 2, vom Dros selklappenstellungsfühler 5 und vom Motordrehzahlrechner 81 werden einem Rechner 80 für den Öffnungsgrad des Leerlauf steuerventils 7 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Rechners 80 wird an das Leerlauf steuerventil 7 angelegt, um für den ordnungsgemäßen Öffnungsgrad zu sorgen. Das Ausgangssignal wird ferner an einen Rechner 82 für die Öffnungsfläche des Leerlaufsteuer ventils angelegt, wobei die Fläche SQ einer zu bildenden Öffnung berechnet wird. Die Öffnungsfläche SQ und die Dros selklappenstellung THR* vom Drosselklappenstellungsfühler 5 werden an einen Rechner 83 für die Korrektur des Drossel klappenöffnungsgrades angelegt.

Der Rechner 83 hat eine Speichertabelle, in der korrigierte Drosselklappenöffnungsgrade in Abhängigkeit von der Drossel klappenstellung THR* und der Öffnungsfläche SQ gespeichert sind, und er leitet die Drosselklappenöffnungsgrade aus dieser Tabelle ab. Ein korrigierter Drosselklappenöffnungs grad THR = f (THR*, SQ) wird mit einer Interpolationsrech nung berechnet, und zwar auf der Basis der abgeleiteten Drosselklappenöffnungsgrade, wenn das Leerlaufsteuerventil 7 beim Leerlauf geöffnet wird, so daß die Menge von Ansaugluft dadurch erhöht wird.

Das Ausgangssignal Ne des Motordrehzahlrechners 81 und der korrigierte Drosselklappenöffnungsgrad THR werden an einen Referenzdruckrechner 84 gegeben. Der Rechner 84 hat eine dreidimensionale Speichertabelle, in der Referenz-Ansaug rohrdrücke in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne sowie dem korrigierten Drosselklappenöffnungsgrad THR gespeichert sind, wie es Fig. 4 zeigt.

In Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne und dem korrigier ten Drosselklappenöffnungsgrad THR werden Referenzdrücke aus der Tabelle abgeleitet. Ferner wird ein Referenzdruck PMR für den Druck im Ansaugrohr durch eine Interpolationsrech nung berechnet, und zwar auf der Basis des abgeleiteten Referenzdruckes PMR = f (Ne, THR). Der tatsächliche Druck PM, der von dem Druckfühler 12 gemessen wird, wird mit dem korrigierten Referenzdruck PMR in einem Komparator 86 verglichen.

Wenn der korrigierte Referenzdruck PMR höher ist als der Druck PM im Ansaugrohr, ist das Ansaugsystem in einem Normalzustand. Wenn der Druck PM höher ist als der Referenz druck PMR, wird festgestellt, daß irgendeine Störung in dem Ansaugsystem vorliegt. Der Komparator 86 erzeugt ein Be triebssicherheitssignal, um dementsprechend einen Normal betrieb des Motors beizubehalten.

Das Betriebssicherheitssignal wird an einen Motordrehzahl komparator 85 angelegt, wo die Motordrehzahl Ne vom Motor drehzahlrechner 81 mit einer vorgegebenen Referenz-Motor drehzahl von beispielsweise 1500 min^-1 verglichen wird. Wenn die Motordrehzahl Ne höher ist als 1500 min^-1, so erzeugt der Motordrehzahlkomparator 85 ein Motordrehzahl-Reduzie rungssignal, das einer Kraftstoff-Einspritz-Abschalteinheit 87 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Abschalteinheit 87 wird an die Kraftstoffeinspritzdüsen 3 angelegt, um die Kraftstoffzufuhr abzuschalten.

Die Wirkungsweise des oben beschriebenen Systems wird nach stehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert. Nach dem Start werden die Motordrehzahl Ne sowie der Referenz druck PMR bei den Schritten S101 bzw. S102 erhalten. Bei einem Schritt S103 wird festgestellt, ob der tatsächliche Druck PM höher ist als der Referenzdruck PMR oder nicht. Wenn PMR < PM gilt, so geht das Programm zu einem Schritt S104 weiter, wo eine Basiskraftstoffeinspritzmenge Tp berechnet wird, und zwar in Abhängigkeit von der Beziehung Tp = f₂ (Ne, PM).

Wenn die Beziehung PMR < PM gilt, so liegt eine Anormalität in dem Ansaugsystem vor. Es wird dann anschließend bei einem Schritt S105 festgestellt, ob die Motordrehzahl Ne bei spielsweise höher ist als 1500 min^-1. Wenn die Motordrehzahl Ne niedriger ist als 1500 min ^-1, so geht das Programm zum Schritt S104 weiter. Wenn andererseits die Motordrehzahl Ne höher ist als 1500 min ^-1, so wird die Kraftstoffeinspritzung bei einem Schritt S106 abgeschaltet.

Im folgenden wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Wenn festge stellt wird, daß eine Anormalität im Ansaugsystem vorliegt und daß die Motordrehzahl höher ist als die Referenz-Motor drehzahl, so wird der Kraftstoff abgeschaltet. Wenn die Motordrehzahl unter die Referenz-Motordrehzahl abnimmt, wird der Kraftstoff wieder eingespritzt. Somit wird der Kraft stoff intermittierend eingespritzt, so daß die Motordrehzahl bei einer niedrigen Drehzahl um die Referenzdrehzahl gehalten wird.

Um den Öffnungsgrad der Drosselklappe festzustellen, kann eine Kombination von mehreren Schaltern, wie z. B. ein Leerlaufschalter, ein Schalter zur Feststellung einer teilweise offenen Drosselklappe sowie ein Schalter zur Feststellung einer weit geöffneten Drosselklappe verwendet werden und den Drosselklappenstellungsfühler gegebenenfalls ersetzen.

Die Anormalität im Ansaugsystem kann auch ermittelt werden über den Öffnungsgrad oder die Motordrehzahl. Genauer gesagt, es werden dabei Referenz-Drosselklappenöffnungsgrade in einer Tabelle gespeichert, bei der auf der X-Achse die Ansaugdrücke und auf der Y-Achse die Motordrehzahlen aufge tragen sind, und der tatsächliche Drosselklappenöffnungsgrad wird mit einem abgeleiteten Referenz-Drosselklappenöffnungs grad verglichen. Wenn der Ansaugdruck einen anormal hohen Wert hat, so weicht der abgeleitete Referenz-Drosselklappen öffnungsgrad stark von dem tatsächlichen Öffnungsgrad ab.

Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, daß gemäß der Erfindung ein System angegeben wird, bei dem die Motordreh zahl unter einer vorgegebenen Drehzahl gehalten werden kann, wenn eines Anormalität in dem Ansaugsystem festgestellt wird. Dementsprechend kann zuverlässig verhindert werden, daß das Kraftfahrzeug plötzlich startet oder rasch beschleunigt. Wenn die Motordrehzahl niedriger ist als eine vorgegebene Drehzahl, weil die Basiskraftstoffeinspritzmenge entspre chend der Menge von Ansaugluft verwendet wird, so kann verhindert werden, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch übermäßig mager wird. Infolgedessen können Fehlzündungen sowie Zünd ausfälle verhindert werden. Außerdem behält das Kraftfahr zeug trotz einer Störung im Ansaugsystem ein bestimmtes minimales Fahrvermögen und ist in der Lage, sich zum Straßenrand fahren zu lassen.

Claims

1. System zur Erfassung und Beseitigung von Störungen im Ansaugbereich eines mit einer Drosselklappe (4) ausge rüsteten Kraftfahrzeugmotors, umfassend

- einen Druckfühler (12) zur Messung des Druckes in einem Ansaugrohr (20) des Motors (1);
- einen Motordrehzahlfühler (9) zur Erzeugung eines Motor drehzahlsignals (Ne);
- einen Drosselklappen-Stellungsfühler (5) zur Messung des Öffnungsgrades der Drosselklappe (4) und zur Er zeugung eines Drosselklappen-Stellungssignals (THR);
- eine Referenzeinrichtung (84) zur Ableitung eines Referenz wertes in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern;
- eine Vergleichseinrichtung (86) zum Vergleichen des Ausgangssignals des Druckfühlers (12) mit einem gespei cherten Wert und zum Erzeugen eines Betriebssicherheits signals bei Vorliegen einer Anormalität im Ansaugsystem, wenn der gemessenen Wert höher ist als der ge speicherte Wert;
- eine Abtasteinrichtung (85), die auf das Betriebssicher heitssignal anspricht, um ein Motordrehzahl-Reduzierungs signal zu erzeugen; und
- eine Kraftstoff-Abschalteinheit (87), die auf das Motor drehzahl-Reduzierungssignal anspricht, um die Kraftstoff zufuhr zu beeinflussen,

und wobei ein Speicher (8) vorgesehen ist, in welchem eine Vielzahl von Referenzwerten für einen Parameter gespeichert sind, gewählt aus den Drücken in einem Ansaugrohr (20) des Motors (1), dem Öffnungsgrad der Drosselklappe (4) und der Motordrehzahl (Ne), die so vorgesehen sind, daß sie in Abhängigkeit von anderen Parametern als dem gewählten Parameter abgeleitet werden,
daß die Referenzeinrichtung (84) den Referenzwert aus dem Speicher in Abhängigkeit von den nicht gewählten gemessenen Parametern ableitet,
daß die Vergleichseinrichtung (86) den Wert, der vom Fühler (12) für den gewählten Parameter gemessen wird, mit dem abgeleiteten Referenzwert zum Erzeugen des Betriebssicherheitssignals vergleicht, und
daß bei einer Anormalität im Ansaugsystem die Kraftstoffzufuhr derart beeinflußt wird, daß die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl höher ist als eine Referenz- Motordrehzahl und die Basiskraftstoffeinspritz menge entsprechend der Menge von Ansaugluft verwendet wird, wenn die Motordrehzahl niedriger ist, als die Referenz-Motordrehzahl.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewählte Parameter der Druck (PM) im Ansaugrohr (20) ist.