DE3919778A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen, und zwar für Ottomotoren, speziell zur Regelung der Kraftstoffmenge, die in die Lufteinlaß­ leitung zu den Zylindern der Brennkraftmaschine einzusprit­ zen ist.

Konventionell erfolgte die Kraftstoffzuführung zu den Otto­ motoren von Personenkraftfahrzeugen durch Vergaser; Kraft­ stoffeinspritzdüsen haben sich in neuerer Zeit jedoch mehr und mehr durchgesetzt. Diese Einspritzdüsen können der Brennkraftmaschine eine präzise geregelte Kraftstoffmenge zuführen, so daß ein optimales Luft-Kraftstoffverhältnis erzielbar ist. Im Fall der konventionellen Einspritzdüsen wird die Kraftstoffmenge, die in die Lufteinlaßleitung zu den Zylindern eines Motors eingespritzt wird, wie folgt bestimmt:

Der Luftdruck in der Luftansaugleitung zum Motor wird von einem Luftdrucksensor erfaßt und in Luftdruckinformation umgewandelt; dann wird die Änderung der Luftdruckinforma­ tion mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, um festzustellen, ob sich der Motor im Übergangszustand befin­ det; ferner wird nach Maßgabe des Resultats dieser Fest­ stellung die einzuspritzende Kraftstoffmenge auf der Grund­ lage der obigen Druckinformation errechnet. Eine dieser errechneten Menge entsprechende Kraftstoffmenge wird syn­ chron mit einem vorbestimmten Kurbelwinkel des Motors ein­ gespritzt.

Die konventionellen Einspritzvorrichtungen weisen daher folgende Nachteile auf: Wenn die Motorlast hoch ist, werden die in der Druckinformation enthaltenen Welligkeiten (also die kleinen Schwankungen, die aus Pulsationen des Luft­ stroms in der Ansaugluftleitung zum Motor resultieren) signifikant. Fehlerhafte Erfassungen eines Übergangszu­ stands des Motors treten daher infolge dieser Welligkeiten auf; wenn dies vermieden werden soll, muß der Schwellen­ wert, mit dem die Änderung der Druckinformation verglichen wird, auf einen relativ hohen Wert eingestellt werden. Der hohe Schwellenwert resultiert jedoch in einer geringeren Empfindlichkeit für die Erfassung des Übergangszustands; dadurch wird die Erfassung des Übergangszustands des Motors verzögert, wenn sich der Motor im Niedriglastzustand befin­ det, und somit erfolgt die Anpassung der Kraftstoffein­ spritzmenge an den sich schnell ändernden Zustand des Motors zu spät. Dadurch weicht das Luft-Kraftstoffverhält­ nis vom optimalen Wert ab, und das Betriebsverhalten des Motors wird nachteilig beeinflußt.

Wenn dagegen der Schwellenwert, mit dem die Änderung der Druckinformation zu vergleichen ist, auf einen relativ niedrigen Wert eingestellt ist, wird zwar die Empfindlich­ keit hinsichtlich der Erfassung des Übergangszustands ver­ bessert, aber es besteht die Gefahr, daß fehlerhafte Erfas­ sungen von Übergangszuständen auftreten, die in einem anomal fetten Gemisch resultieren. Infolgedessen wird das Fahrverhalten nachteilig beeinflußt, und die Kraftstoff­ kosten steigen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die sehr schnell auf die Übergangszustände des Motors anspricht und bei der das Luft-Kraftstoffverhältnis ständig auf dem opti­ malen Wert gehalten werden kann; insbesondere soll dabei eine Einspritzeinrichtung angegeben werden, die durch die Welligkeiten, die in der Druckinformation aus der Luftein­ laßleitung zum Motor enthalten sind, nicht nachteilig be­ einflußt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Einrichtung zusätzlich zu einer Einspritzdüse für die Ein­ spritzung einer geregelten Kraftstoffmenge in die Luftein­ laßleitung zu den Motorzylindern folgendes aufweist: (A) einen Druckmeßabschnitt, der den Luftdruck in der Luftein­ laßleitung zum Motor mißt; (B) einen Abschnitt zur Bestim­ mung der zusätzlichen Übergangserhöhung der Kraftstoff­ menge; (C) einen Abschnitt zur Bestimmung der Grundkraft­ stoffmenge; und (D) einen Addierer, der die Übergangserhö­ hungsmenge und die Grundmenge, die von den Abschnitten (B) und (C) bestimmt wurden, addiert unter Bildung der Gesamt­ kraftstoffmenge, die von der Einspritzdüse einzuspritzen ist.

Der vorgenannte Abschnitt (B), der für die Erfindung cha­ rakteristisch ist, umfaßt: ein Druckänderungsbestimmungs­ glied, das mit dem Druckmeßabschnitt gekoppelt ist und eine Änderung der Druckinformation über einen Zeitraum bestimmt; ein Lastzustandsbestimmungsglied, das einen Lastzustand der Brennkraftmaschine bestimmt; einen mit dem Lastzustandsbe­ stimmungsglied gekoppelten Schwellenwertselektor, der nach Maßgabe des vom Lastzustandsbestimmungsglied bestimmten Lastzustands der Brennkraftmaschine einen Schwellenwert der vom Druckänderungsbestimmungsglied bestimmten Druckänderung wählt; einen Vergleicher, der die vom Druckänderungsbestim­ mungsglied bestimmte Druckänderung mit dem vom Schwellen­ wertselektor gewählten Schwellenwert vergleicht; und ein Übergangserhöhungsrechenglied, das mit dem Vergleicher gekoppelt ist und nach Maßgabe des Resultats des von diesem durchgeführten Vergleichs eine Übergangserhöhung der von der Einspritzeinrichtung einzuspritzenden Kraftstoffmenge errechnet.

Andererseits umfaßt der vorgenannte Abschnitt (C), der ebenfalls für die Erfindung charakteristisch ist, einen Mittelwertbildner, der einen Mittelwert mehrerer Druckin­ formationen, die vom Druckmeßabschnitt über ein Zeitinter­ vall ausgegeben werden, bildet; einen Druckinformations­ selektor, der mit dem Druckmeßabschnitt, dem Mittelwert­ bildner und dem Übergangserhöhungsrechenglied gekoppelt ist und nach Maßgabe der vom Übergangserhöhungsrechenglied errechneten Übergangserhöhung der Kraftstoffmenge entweder die vom Mittelwertbildner gebildete gemittelte Druckinfor­ mation oder die momentan vom Druckmeßabschnitt ausgegebene Druckinformation wählt; und ein mit dem Druckinformations­ selektor gekoppeltes Grundmengenrechenglied, das eine von der Einspritzeinrichtung einzuspritzende Grundkraftstoff­ menge errechnet, wobei die Berechnung der Grundkraftstoff­ menge auf einem vom Druckinformationsselektor gewählten Druckwert basiert.

Gemäß der Erfindung wird also der Schwellenwert, mit dem die Änderung der Druckinformation verglichen wird, nach Maßgabe des Lastzustands des Motors gewählt. Infolgedessen unterliegt die Bestimmung der Übergangserhöhung durch den Abschnitt (B) einerseits nicht den nachteiligen Auswir­ kungen der in der Druckinformation enthaltenen Welligkeiten und kann andererseits schnell an den Übergangszustand des Motors angepaßt werden. Ferner wählt der Abschnitt (C) entweder eine gemittelte oder eine momentane Druckinforma­ tion nach Maßgabe des vom Abschnitt (B) bestimmten Werts der Übergangserhöhung aus, und die Berechnung der Grund­ kraftstoffmenge erfolgt auf der Basis des ausgewählten Druckwerts (d. h. der gemittelten oder der momentanen Druckinformationen); infolgedessen unterliegt die Bestim­ mung der einzuspritzenden Grundkraftstoffmenge durch den Abschnitt (C) ebenfalls nicht den nachteiligen Auswirkungen der in der Druckinformation enthaltenen Welligkeiten und kann sehr schnell an den Übergangszustand des Motors ange­ paßt werden. Infolgedessen ist die vom Addierer errechnete Gesamteinspritzmenge derart, daß das Luft-Kraftstoffver­ hältnis ungeachtet des Betriebszustands des Motors ständig auf dem optimalen Pegel gehalten werden kann.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brenn­ kraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritz­ einrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das den Aufbau der elek­ tronischen Steuereinheit für die Steuerung des Betriebs des Motors von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ein Schema, das die Wellenformen der in der Steuerung nach den Fig. 1 und 2 erzeugten Signale zeigt;

Fig. 4 ein Blockschaltbild des funktionellen Aufbaus der Steuereinheit für die Steuerung der Kraft­ stoffeinspritzmenge gemäß dem Prinzip der Erfindung;

Fig. 5 bis 7 Flußdiagramme, die beispielhaft die Schritte zeigen, die in der Einspritzregeleinrichtung nach der Erfindung ablaufen;

Fig. 8 eine modifizierte Routine, die anstelle der Routine von Fig. 7 anwendbar ist;

Fig. 9 und 10 eine weitere abgewandelte Version von modi­ fizierten Routinen, die anstelle der Routinen der Fig. 6 bzw. 7 anwendbar sind;

Fig. 11 eine Beziehung, die in der Routine von Fig. 10 anwendbar ist;

Fig. 12 einen modifizierten Schritt zur Bestimmung des Lastzustands des Motors, wobei dieser Schritt anstelle des entsprechenden Schritts in den Routinen der Fig. 7, 8 und 10 anwendbar ist; und

Fig. 13 eine Beziehung, die in dem in Fig. 12 gezeig­ ten Schritt anwendbar ist.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile oder Schritte.

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Ottomotors mit einer Einspritzeinrichtung und einer elektronischen Steuerein­ heit; die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf einen Fall, in dem der Motor 11 ein Viertakt-Dreizylinder-Motor ist. Wenn der Motor 11 gefahren wird, wird Verbrennungsluft in die Zylinder des Motors 11 durch einen Luftfilter 12, eine Drosselklappe 13 und einen Ausgleichbehälter 14 in der genannten Reihenfolge angesaugt. Im Leerlauf dagegen ist die Drosselklappe 13 geschlossen, und die Verbrennungsluft wird in die Zylinder des Motors 11 durch eine Bypaßleitung 15 geleitet, die die Drosselklappe 13 umgeht, wobei die Öffnung der Bypaßleitung 15 durch ein Schnelleerlaufventil 16 vom Thermowax-Typ geregelt wird. Andererseits wird der Kraftstoff (d. h. Benzin) vom Kraftstoffbehälter 17 mittels einer Kraftstoffpumpe 18 über einen Kraftstoffdruckregler 19 zu Einspritzdüsen 20 gefördert, die in jeder Luftansaug­ leitung angeordnet sind und das Gemisch den jeweiligen Zylindern des Motors 11 zuführen.

Die Zündsignale werden von einer Zündtreiberschaltung 21 über eine Zündspule 22 und einen Verteiler 23 in dieser Reihenfolge an Zündkerzen (nicht gezeigt) geführt, die in jedem Zylinder des Motors 11 vorgesehen sind. Die durch die Verbrennung in den Zylindern des Motors 11 erzeugten Abgase werden durch den Abgaskrümmer 24 etc. in die Atmosphäre geleitet.

Das Sensorsystem des Motors 11 ist wie folgt aufgebaut: Ein am Verteiler 23 angeordneter Kurbelwinkelsensor 25 nimmt die Anzahl Umdrehungen pro Minute (U/min) der Kurbelwelle des Motors 11 auf und liefert ein impulsförmiges Kurbel­ winkelsignal Sc, dessen Frequenz der Anzahl Umdrehungen pro Minute entspricht; z. B. liefert der Kurbelwinkelsensor 25 ein Kurbelwinkelsignal Sc, dessen Impulse bei 70° vor OT ansteigen und am OT abklingen. Somit hat das Kurbelwinkel­ signal Sc die Wellenform entsprechend Fig. 3(a), deren Dauer T zwischen den Anstiegsflanken (die bei t ₁-t ₇ in der Figur gezeigt sind) von zwei benachbarten Impulsen sich umgekehrt proportional zur Drehzahl Ne des Motors 11 ändert. Ein Temperatursensor 26 nimmt die Temperatur des Kühlwassers des Motors 11 auf; ein Öffnungsgradsensor 27 erfaßt den Öffnungsgrad der Drosselklappe 13; ein Druck­ sensor 28, der im Ausgleichbehälter 14 angeordnet ist, nimmt den Absolutdruck in der Lufteinlaßleitung zum Motor 11 auf und liefert ein entsprechendes Drucksignal Sp; ein Ansauglufttemperatursensor 29, der am Ausgleichbehälter 14 angeordnet ist, nimmt die Ansauglufttemperatur auf; ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor 30, der im Abgaskrümmer 24 angeordnet ist, erfaßt die Sauerstoffkonzentration im Abgas, woraus das Luft-Kraftstoffverhältnis bestimmt wird; und ein Leerlaufschalter 31 liefert ein Ausgangssignal, wenn die Drosselklappe 13 im Leerlauf geschlossen ist. Die von den Sensoren 25-30 und dem Schalter 31 gelieferten Ausgangssignale werden einer elektronischen Steuereinheit bzw. ECU 32 zugeführt; daraufhin bestimmt die ECU 32 die von den Einspritzdüsen 20 einzuspritzende Kraftstoffmenge gemäß den Prinzipien der Erfindung, wie nachstehend be­ schrieben wird, und liefert ein Einspritzdüsenansteuersi­ gnal Sj an die Einspritzdüsen 20, wodurch nach Maßgabe der festgelegten einzuspritzenden Kraftstoffmenge die Zeitdauer geregelt wird, während welcher die Einspritzventile der Einspritzdüsen 20 geöffnet werden sollen. Ferner steuert die ECU 32 den Betrieb der Zündtreiberschaltung 21 in dem Fachmann bekannter Weise.

Fig. 2 zeigt den internen physischen Aufbau der ECU 32 (die funktionelle Organisation der ECU 32, insbesondere des Mikrocomputers 33, wird noch unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert). Die ECU 32 umfaßt einen Mikrocomputer 33, ein Analogfilter 34, einen A-D-Wandler 35 und einen Treiber 36. Der Mikrocomputer 33, der verschiedene Operationen und Entscheidungen ausführt (die nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5-13 erläutert werden), umfaßt: eine CPU 33 A zur Ausführung solcher Operationen und Entscheidungen; einen ROM 33 B zur Speicherung der Programme etc. solcher Operationen und Entscheidungen, wobei die Programme z. B. in den Fig. 5-7 veranschaulicht sind; einen RAM 33 C, der als Arbeitsspeicher zur Speicherung der von den Sensoren erfaßten Informationen etc. dient; und einen Zeitgeber 33 D, in den die Zeitdauern, während welcher die Ventile der Einspritzdüsen 20 zu öffnen sind, in jedem Einspritzzyklus gesetzt werden. Die Eingabe-Anschlußstellen des Mikrocom­ puters 33 sind an die Ausgänge des Kurbelwinkelsensors 25, des Leerlaufschalters 31 und des A-D-Wandlers 35 ange­ schlossen, während seine Ausgabe-Anschlußstellen an den Treiber 36 und zur Ausgabe von Referenzsignalen an den A-D- Wandler 35 angeschlossen sind.

Das Analogfilter 34, dessen Eingang mit dem Ausgang des Drucksensors 28 gekoppelt ist, umfaßt ein Tiefpaßfilter, das die Welligkeiten reduziert, die im Drucksignal Sp vom Sensor 28 enthalten sind.

Der A-D-Wandler 35 wandelt das vom Filter 34 ausgegebene Analogsignal und die analogen Meßsignale des Kühlwasser­ temperatursensors 26, des Drosselklappenöffnungsgradsensors 27, des Ansauglufttemperatursensors 29 und des Luft-Kraft­ stoffverhältnissensors 30 in Digitalsignale um. Die A-D- Umwandlung des Ausgangssignals vom Filter 34 erfolgt in einem vorbestimmten unveränderlichen Intervall t _AD (z. B. 2,5 ms), dargestellt durch das A-D-Umwandlungs-Zeitsteuer­ signal St von Fig. 3(c).

Der Treiber 36 liefert aufgrund des vom Mikrocomputer 33 ausgegebenen Einspritzsteuersignals ein impulsförmiges Ein­ spritzdüsenansteuersignal Sj. Wie Fig. 3(b) zeigt, besteht das Einspritzdüsenansteuersignal Sj aus einer Impulsfolge, deren Impulsdauer PW der Zeitdauer entspricht, während der die Ventile der Einspritzdüsen 20 zu öffnen sind; da der Motor 11 drei Zylinder hat, werden Impulse des Signals Sj synchron mit jedem dritten Impuls des Kurbelwinkelsignals Sc erzeugt. Somit spritzen die Einspritzdüsen 20 aufgrund des Einspritzdüsenansteuersignals Sj geregelte Kraftstoff­ mengen in den Intervallen PW ein, die zu den Zeitpunkten t ₁, t ₄ und t ₇ beginnen, und zwar gleichzeitig für sämtliche drei Zylinder des Motors 11.

Nachstehend soll das Prinzip der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden, die schematisch die funktio­ nelle Organisation des Mikrocomputers 33 in Verbindung mit der Organisation der ihm zugeordneten Elemente zeigt. Die Einrichtung nach der Erfindung umfaßt unter anderem drei Hauptabschnitte A bis C: einen Abschnitt A zur Gewinnung einer Druckinformation PBi, die dem Luftdruck in der An­ saugluftleitung der Maschine 11 entspricht; einen Abschnitt B zur Bestimmung der Übergangserhöhung Q _A der Kraftstoff­ menge, die aufgrund des Übergangszustands, z. B. einer sehr schnellen Beschleunigung der Maschine 11, erforderlich werden kann; und einen Abschnitt C zur Bestimmung der Grundmenge Q _B des einzuspritzenden Kraftstoffs. Zusätzlich umfaßt die Einrichtung den Kurbelwinkelsensor 25, ein Ein­ spritzmengenbestimmungsglied bzw. einen Addierer 9, der die Summe der Ausgangssignale der Abschnitte B und C (d. h. die tatsächlich einzuspritzende Kraftstoffmenge) errechnet, und die Einspritzdüse 20 zum Einspritzen der vom Addierer 9 gebildeten Kraftstoffmenge in den Lufteinlaß zur Maschine 11. (Es ist zu beachten, daß die Maschine 11 und die Ein­ spritzdüse 20 entsprechend der schematischen Darstellung von Fig. 4 mehr Teile als im Fall der Fig. 1 und 2 aufwei­ sen.)

Der Abschnitt A zur Bildung der Druckinformation PBi umfaßt den Drucksensor 28, das Analogfilter 34 und den A-D-Wandler 35. Der Drucksensor 28 liefert das Drucksignal Sp, das dem Druck in der Lufteinlaßleitung zum Motor 11 entspricht; das Analogfilter 34 verringert die im Drucksignal Sp enthal­ tenen Welligkeiten; und der A-D-Wandler 35 wandelt das Ausgangssignal des Filters 34 in ein entsprechendes Digi­ talsignal um, d. h. in die Druckinformation PBi.

Der Abschnitt B enthält ein Lastzustandsbestimmungsglied 1, das den Lastzustand der Maschine 11 bestimmt; einen Selek­ tor bzw. Umschalter 2 für die Wahl bzw. Umschaltung zwi­ schen dem ersten und dem zweiten Schwellenwert P ₁ und P ₂, die vom ersten bzw. zweiten Schwellenwertausgabeglied 2 a bzw. 2 b geliefert werden, wobei die Wahl nach Maßgabe des Ausgangssignals des Lastzustandsbestimmungsglieds 1 er­ folgt; ein Änderungsbestimmungsglied 3, das die Änderung (d. h. Erhöhung oder Verringerung) Δ P Bi der Druckinforma­ tion PBi bestimmt; einen Vergleicher 4, der die Änderung Δ PBi mit dem vom Selektor 2 gewählten Schwellenwert ver­ gleicht; und ein Rechenglied zum Errechnen der Übergangs­ erhöhung Q _A der Kraftstoffmenge, die zu der vom nachstehend erläuterten Abschnitt C ausgegebenen Grundkraftstoffmenge Q _B hinzuzuaddieren ist, um die Ist-Kraftstoffmenge Q zu erhalten.

Die Funktionsweise der Glieder 1-5 des Abschnitts B ist wie folgt:

Das Lastzustandsbestimmungsglied 1 bestimmt den Lastzustand der Maschine 11 z. B. auf der Grundlage der Druckinforma­ tion PBi, die dem Ausgangssignal Sp des Drucksensors 28 entspricht; d. h. es bestimmt beispielsweise, ob die momen­ tane Druckinformation PBin, die dem momentanen Lastzustand der Maschine 11 entspricht, über einem vorbestimmten Pegel P ₀ liegt. Wenn daher PBin nicht kleiner als P ₀ ist, be­ stimmt das Glied 1, daß sich die Maschine 11 im Hochlast­ zustand befindet; wenn dagegen PBin kleiner als P ₀ ist, bestimmt das Glied 1, daß sich die Maschine 11 im Niedrig­ lastzustand befindet. Diese Grundmethode der Funktionsweise des Glieds 1 entspricht Schritt 307 im Flußdiagramm von Fig. 7, wie noch erläutert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die im Flußdiagramm von Fig. 8(a) gezeigt ist (Schritte 307, 307 A, 307 B und 307 C), bestimmt das Last­ zustandsbestimmungsglied 1 den Lastzustand der Maschine 11 wie folgt: Wenn die Bedingung PBin P ₀ während einer vor­ bestimmten Anzahl Auftritte der Impulse des Kurbelwinkel­ signals Sc oder länger gilt, bestimmt das Glied 1, daß der Hochlastzustand die Anwendung des höheren Schwellenwerts in dem vom Vergleicher 4 durchgeführten Vergleich notwendig macht; andernfalls bestimmt es, daß der Lastzustand die Anwendung des höheren Schwellenwerts nicht erforderlich macht. Dieses bevorzugte Betriebsverfahren gemäß der Erfin­ dung stellt sicher, daß die nachteiligen Auswirkungen der Welligkeiten (d. h. der kleinen Schwankungen, die aus Pul­ sationen des Luftstroms im Ansaugluftkanal zur Maschine resultieren und die sich im Hochlastzustand der Maschine 11 stärker bemerkbar machen) im Drucksignal Sp durch das Glied 1 beseitigt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform gemäß den Flußdiagrammen der Fig. 9 und 10(a) (Schritte 307, 307 E, 307 F und 307 G von Fig. 10(a) in Ver­ bindung mit Schritt 203 A von Fig. 9), die noch erläutert werden, bestimmt das Glied 1, daß der Lastzustand der Maschine hoch ist, wenn die Bedingung PBin≧P ₀ während einer vorbestimmten Zeitdauer oder länger gilt; andernfalls bestimmt es, daß der Lastzustand niedrig ist. Wie ferner noch in Verbindung mit Fig. 12 erläutert wird, kann das Glied 1 den Lastzustand der Maschine 11 auf der Grundlage des vom Sensor 27 erfaßten Öffnungsgrads der Drosselklappe 13 bestimmen. Dieses bevorzugte, für die Erfindung spezi­ fische Betriebsverfahren stellt sicher, daß die nachteili­ gen Auswirkungen der Welligkeiten (d. h. der kleinen Schwankungen, die aus Pulsationen des Luftstroms in der Lufteinlaßleitung zum Motor resultieren und im Hochlast­ zustand der Maschine 11 deutlicher werden), die im Druck­ signal Sp enthalten sind, durch das Glied 1 beseitigt wer­ den. Ebenso bestimmt bei einer weiteren bevorzugten Aus­ führungsform, die in den Flußdiagrammen der Fig. 9 und 10(a) gezeigt ist (Schritte 307, 307 E, 307 F und 307 G von Fig. 10(a) in Verbindung mit Schritt 203 A von Fig. 9), das Glied 1, daß der Hochlastzustand der Maschine vorliegt, wenn die Bedingung PBin≧P ₀ während einer vorbestimmten Zeitdauer oder länger gilt; andernfalls wird bestimmt, daß die Last niedrig ist. Ferner kann das Glied 1, wie unter Bezugnahme auf Fig. 12 noch erläutert wird, den Lastzustand der Maschine 11 auf der Basis des Öffnungsgrads der Dros­ selklappe 13 entsprechend der Erfassung durch den Sensor 27 bestimmen.

Entsprechend dem Ergebnis der vom Lastzustandsbestimmungs­ glied 1 durchgeführten Bestimmung wählt der Schwellenwert­ selektor 2 einen der beiden Schwellenwerte aus: entweder den Niedrigwert (den ersten Schwellenwert) P ₁, der vom Glied 2 a ausgegeben wird, oder den hohen Wert (zweiten Schwellenwert) P ₂, der vom Glied 2 b ausgegeben wird. Das Änderungsbestimmungsglied 3 bestimmt die Änderung Δ PBi der Druckinformation PBi während jedes Zeitintervalls, das z. B. durch die Impulse des Kurbelwinkelsignals Sc festge­ legt ist; insbesondere kann das Änderungsbestimmungsglied 3 die Änderung Δ PBi mittels der folgenden Gleichung bestim­ men:

Δ PBi = PBin - PBio

wobei PBin der Wert der Druckinformation PBi ist, der un­ mittelbar vor der momentanen Kraftstoffeinspritzung erfaßt wurde, und PBio der Wert der Druckinformation PBi ist, der unmittelbar vor der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung erfaßt wurde. Somit vergleicht der Vergleicher 4 die Druck­ informationsänderung Δ PBi mit dem vom Selektor 2 nach Maß­ gabe der Feststellung des Lastzustandsbestimmungsglieds 1 ausgewählten Schwellenwert (P ₁ oder P ₂). D. h., der Ver­ gleicher 4 bestimmt, ob die folgende Bedingung gilt:

Δ PBi ≧ Pi

wobei Pi entweder P ₁ oder P ₂ entsprechend der Wahl durch den Selektor 2 ist; wenn diese Bedingung gilt, kann gefol­ gert werden, daß sich die Maschine 11 in einem Übergangs­ zustand befindet, z. B. in einem Zustand der schnellen Beschleunigung, in dem eine maximale Kraftstofferhöhungs­ menge Q _A benötigt wird; andernfalls befindet sich die Maschine nicht in einem schnellen Übergangszustand, so daß die Erhöhung Q _A verringert werden kann. Entsprechend dem Ergebnis des vom Vergleicher 4 durchgeführten Vergleichs errechnet das Übergangserhöhungsrechenglied 5 die Über­ gangserhöhung Q _A der Kraftstoffmenge, die einzuspritzen ist; insbesondere kann das Übergangserhöhungsrechenglied 5 die Ubergangserhöhung Q _A wie folgt errechnen: Wenn die Änderung Δ PBi nicht kleiner als Pi ist, d. h. bei Δ PBi ≧ Pi (wenn sich also die Maschine 11 in einem Übergangsbeschleu­ nigungszustand befindet, in dem sie eine maximale Erhöhung Q _A benötigt), maximiert das Glied 5 die Übergangserhöhung Q _A . Beispielsweise errechnet das Glied 5 einen neuen Kandi­ datenwert Q _{A 1} der Übergangserhöhung Q _A durch Multiplikation der Änderung Δ PBi mit einer vorbestimmten Konstanten k:

Δ Q _{A 1} = k × Δ PBi;

ferner vergleicht das Glied 5 diesen Kandidatenwert Q _{A 1} mit einem vorhergehenden Wert Q _{A 0} der Übergangserhöhung Q _A , der im RAM 33 C von Fig. 2 gespeichert ist, und wählt den grö­ ßeren der beiden Werte Q _{A 1} und Q _{A 0} als den neuen Momentan­ wert Q _A n der Übergangserhöhung Q _A , der danach im RAM 33 C gespeichert wird. Wenn dagegen die Änderung Δ PBi kleiner als Pi ist, bildet das Glied 5 den neuen Momentanwert Q _A n der Erhöhung Q _A durch Subtraktion eines vorbestimmten Werts α von dem vorhergehenden Wert Q _A0, und zwar:

Q _A n = Q _{A 0} - α,

wobei der neue Momentanwert Q _A n zu Null eingestellt wird, wenn das Resultat dieser Subtraktion negativ wird. Das Übergangserhöhungsrechenglied 5 gibt als Übergangserhöhung Q _A den neuen Momentanwert Q _A n aus, der in der vorbeschrie­ benen Weise gewonnen wurde.

Der Abschnitt C von Fig. 4 umfaßt: einen Mittelwertbildner 6 zur Bildung eines Mittelwerts P B _A der Druckinformation PBi; einen Selektor 7, der entweder die gemittelte Druck­ information P B _A oder die momentane Druckinformation PBin entsprechend dem Ausgangssignal des Übergangserhöhungsre­ chenglieds 5 wählt; und ein Grundmengenrechenglied 8, das die Grundkraftstoffmenge Q _B unter Nutzung der gemittelten Druckinformation P B _A oder der momentanen Druckinformation PBin entsprechend der Wahl durch den Selektor 7 errechnet.

Der Betrieb des Abschnitts C läuft wie folgt ab:

Der Mittelwertbildner 6, der für die Erfindung spezifisch ist, bildet einen Mittelwert der Druckinformation PBi z. B. über ein vorbestimmtes Intervall des Kurbelwinkelsignals Sc; insbesondere kann der Mittelwertbildner 6 einen Mittel­ wert P B _A aus einer Anzahl aufeinanderfolgender Druckinfor­ mationen PBi bilden, die vom A-D-Wandler 35 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzvorgängen ausge­ geben werden:

PB _A = Σ PBi / N ,

wobei N die Anzahl der Druckinformationen PBi bezeichnet, die vom A-D-Wandler 35 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einspritzvorgängen ausgegeben werden, und Σ PBi die Summe der N aufeinanderfolgenden Druckinformationen PBi bezeich­ net. Der Selektor 7 wählt entweder die gemittelte Druck­ information PB _A oder die momentane Druckinformation PBin entsprechend dem Pegel des Ausgangssignals vom Übergangserhöhungsrechenglied 5; insbesondere wählt der Selektor 7 die gemittelte Druckinformation PB _A , wenn die vom Rechenglied 5 ausgegebene Übergangserhöhung Q _A gleich Null ist, und wählt ddie momentane Druckinformation PBin, wenn die Übergangserhöhung Q _A größer als Null ist. Das Grundmengenrechenglied 8 errechnet die Grundkraftstoffmenge Q _B nach Maßgabe der vom Selektor 7 getroffenen Wahl. Wenn also der Selektor 7 die gemittelte Information PB _A wählt und ausgibt, errechnet das Grundmengenrechenglied 8 die Grundkraftstoffmenge Q _B mittels der folgenden Gleichung:

Q _B = K _Q × K _A × η _v (Ne, PB _A ) × PB _A ,

wobei K _Q der Druck-Kraftstoff-Umrechnungskoeffizient ist, K _A ein zusammengesetzter Korrekturfaktor ist, der durch Faktoren wie die vom Sensor 26 erfaßte Kühlwassertemperatur, die vom Sensor 29 erfaßte Ansauglufttemperatur und das vom Sensor 30 erfaßte Luft-Kraftstoffverhältnis bestimmt ist, und η _v (Ne, PB _A ) der Füllungsgrad entsprechend der Drehzahl Ne der Maschine 11 und der gemittelten Druckinformation PB _A ist. Wenn dagegen der Selektor 7 die momentane Druckinformation PBin wählt und ausgibt, errechnet das Rechenglied 8 die Grundkraftstoffmenge Q _B mittels der folgenden Gleichung:

Q _B = K _Q × K _A × η _v (Ne, PBin) × PBin.

Zusammenfassend gilt also: das Rechenglied 8 errechnet die Grundkraftstoffmenge Q _B auf der Basis der gemittelten Druckinformation P B _A , wenn sich die Maschine 11 nicht in einem Übergangszustand befindet; ansonsten errechnet das Glied die Grundkraftstoffmenge Q _B auf der Basis der momen­ tanen Druckinformation PBin. Somit wird die Bestimmung der Grundkraftstoffmenge Q _B durch das Rechenglied 8 nicht durch die Welligkeiten in der Druckinformation nachteilig beein­ flußt; gleichzeitig erfolgt ein schnelles Ansprechen auf eine Änderung des Lastzustands der Maschine 11.

Das Addierglied 9 bestimmt die von der Einspritzdüse 20 tatsächlich einzuspritzende Kraftstoffmenge durch Bildung der Summme

Q = Q _A + Q _B

der Übergangserhöhung Q _A und der Grundkraftstoffmenge Q _B . Aufgrund des Ausgangssignals Q des Addierglieds 9 bemißt die Einspritzvorrichtung 10 eine der Menge Q entsprechende Kraftstoffmenge und spritzt diese in die Lufteinlaßleitung zur Maschine 11.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5-7 sollen nachstehend die Schritte erläutert werden, die die Einrichtung nach Fig. 4 ausführt, wobei auch auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen wird.

Fig. 5 zeigt die Hauptroutine, der die CPU 33 bei der Bestimmung der Variablen folgt, die für die Berechnung der Grundkraftstoffmenge Q _B etc. genützt werden. In Schritt 101 werden die im RAM 33 C gespeicherten Informationen gelöscht, um die Initialisierung durchzuführen. Im folgenden Schritt 102 wird aus dem RAM 33 C der Meßwert der Dauer T des Kur­ belwinkelsignals Sc (siehe Fig. 3(a)) ausgelesen, um die Drehzahl Ne der Maschine 11 durch die Operation Ne = 1/T zu bestimmen; die so gewonnene Drehzahl Ne wird im RAM 33 C gespeichert. In Schritt 103 wird festgestellt, ob die aus dem RAM 33 C ausgelesene Übergangserhöhung Q _A (die in den Schritten 310 und 311 von Fig. 7 errechnet und gespeichert wird) gleich Null ist. Bei JA in Schritt 103 geht das Pro­ gramm zu Schritt 104 weiter, in dem die Drehzahl Ne und die gemittelte Druckinformation PB _A aus dem RAM 33 C ausgelesen werden, um auf der Basis dieser Werte den Füllgrad η _v (Ne, PB _A ) zu bestimmen. Die Füllgradwerte zum Erhalt eines vorbestimmten Luft-Kraftstoffverhältnisses sind im ROM 33 B als Funktion (d. h. Map) der Drehzahl und der Duckinforamtion gespeichert, wobei diese Funktion vorher durch eine experimentelle Methode bestimmt wird; daher kann mit der Map-Methode aus demROM 33 B der Wert des Füllgrads η _v (Ne, PB _A ) entsprechend dem Wertepaar (Ne, PB _A ) ausgelesen werden. Der so ermittele Wert des Füllgrads wird im RAM 33 C gespeichert. Bei NEIN in Schritt 103 werden dagegen die Drehzahl Ne und die momentane Druckinformation PBin aus dem RAM 33 C ausgelesen, um in Schritt 105 durch die Map- Methode im ROM 33 B den dementsprechenden Wert des Füllgrads η _v (Ne, PB _A ) zu bestimmen, der im RAM 33 C gespeichert wird. Nach Schritt 104 oder 105 zur Bestimmung des Füllgrads geht das Programm zu Schritt 106 weiter, in dem die folgenden Meßsignale einer A-D-Umwandlung im A-D-Wandler 35 unter­ worfen und im RAM 33 C gespeichert werden: das vom Wasser­ temperatursensor 26 gelieferte Kühlwasertemperatursignal; das vom Öffnungsgradsensor 27 gelieferte Drosselklappen­ öffnungsgradsignal; das vom Lufttemperatursensor 29 gelie­ ferte Ansauglufttemperatursignal; und das vom Luft-Kraft­ stoffverhältnissensor 30 gelieferte Luft-Kraftstoffverhält­ nissignal. In Schritt 107 werden ferner die für die Bestim­ mung der Grundkraftstoffmenge relevanten Meßdaten, d. h. die Kühlwassertemperatur, die Ansauglufttemperatur und das Luft-Kraftstoffverhältnis, aus dem RAM 33 C ausgelesen, um den zusammengesetzten Korrekturfaktor KA zu bestimmen, der eine Kombination von Korrekturfaktoren ist wie etwa dem der Kühlwassertemperatur entsprechenden Aufwärmkorrekturfaktor, dem der Ansauglufttemperatur entsprechenden Ansauglufttem­ peratur-Korrekturfaktor und dem auf der Basis des Luft- Kraftstoffverhältnis-Rückführungssignals bestimmten Rück­ führungskorrekturfaktor. Nach Schritt 107 springt das Pro­ gramm zu Schritt 102 zurück, um die vorstehenden Operatio­ nen der Hauptroutine zu wiederholen.

Fig. 6 zeigt eine Unterbrechungsroutine zur Bildung einer Summe einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Druckinforma­ tionen, die zur Berechnung der gemittelten Druckinformation P B _A verwendet wird; an jedem Ende der Periode t _AD des A-D- Umwandlungstakts von Fig. 3(c) wird ein Unterbrechungssi­ gnal zum Starten dieser Routine erzeugt. In Schritt 201 wird das Ausgangssignal Sp des Drucksensors 28 nach Durch­ laufen des Analogfilters 34 vom A-D-Wandler 35 in eine entsprechende digitale Druckinformation PBin umgewandelt. In Schritt 202 wird die neue oder momentane Druckinforma­ tion PBin der akkumulierenden Summe der Druckinformationen SUM, die im RAM 33 C gespeichert ist, hinzuaddiert zur Bil­ dung eines neuen Werts der akkumulierenden Summe von Druck­ information SUM; diese neue akkumulierende Summe SUM wird im RAM 33 C zusammen mit der momentanen Druckinformation PBin gespeichert, um die dementsprechenden im RAM 33 C gespeicherten Werte zu aktualisieren. Im letzten Schritt 203, der die Subroutine von Fig. 6, die von einem Zeitge­ bersignal initiiert wurde, beendet, wird der Anzahl N der Additionszeiten von Schritt 202, die durchgeführt wurden, Eins hinzuaddiert, um eine aktualisierte Anzahl N zu er­ halten, die dann im RAM 33 C gespeichert wird.

Fig. 7 zeigt eine Unterbrechungsroutine, die hauptsächlich zum Errechnen der Übergangserhöhung und der Grundkraft­ stoffmenge ausgeführt wird; jedesmal, wenn ein Impuls des Kurbelwinkelsignals Sc ansteigt, wird ein Kurbelwinkelun­ terbrechungssignal zum Starten dieser Unterbrechungsroutine erzeugt.

In Schritt 301 wird der Meßwert der Dauer T des Kurbelwin­ kelsignals Sc im RAM 33 C gespeichert; diese Dauer T kann durch einen Zeitgeber bestimmt werden, der im Mikrocomputer 33 entweder software- oder hardwaremäßig ausgeführt ist. In Schritt 302 wird der Anzahl M von Auftritten der Impulse des Kurbelwinkelsignals Sc Eins hinzuaddiert, um den Wert von M zu aktualisieren. In Schritt 303 wird bestimmt, ob die Anzahl M von Auftritten der Impulse des Kurbelwinkel­ signals Sc gleich 3 ist; wenn die Anzahl den Wert 3 noch nicht erreicht hat, wird der momentane Wert von M im RAM 33 C gespeichert, so daß die Routine von Fig. 7 in Schritt 303 beendet wird. Dagegen wird bei JA in Schritt 303 (also bei M=3) der im RAM 33 C gespeicherte Wert von M im an­ schließenden Schritt 304 auf Null rückgesetzt, so daß die Routine zu Schritt 305 weitergeht. Somit werden die fol­ genden Schritte 305-318 bei jedem dritten Impuls des Kur­ belwinkelsignals Sc ausgeführt, um eine Kraftstoffeinsprit­ zung zu bewirken.

In Schritt 305 wird der Mittelwert P B _A der Druckinformation PBin innerhalb einer Einspritzperiode (die gleich 3T ent­ sprechend Fig. 3(a) und (b) ist) gebildet durch Division der akkumulierten Summe der Druckinformation SUM (die in dem unmittelbar vorhergehenden Schritt 202 aktualisiert und im RAM 33 C gespeichert wurde) durch die Anzahl N von Addi­ tionen (die im unmittelbar vorhergehenden Schritt 203 aktualisiert und gespeichert wurde):

PB _A = SUM/N.

Im folgenden Schritt 306 werden die Werte der Summe der Druckinformationen SUM und die Anzahl Additionen N, die im RAM 33 C gespeichert sind, auf Null rückgesetzt. In Schritt 307 wird der momentane Wert der Druckinformation PBin, der im unmittelbar vorhergehenden Schritt 201 gewonnen wurde (dieser momentane Wert PBin ist der Druckinformationswert, der unmittelbar vor der momentanen Einspritzung erhalten wird, also unmittelbar vor der Anstiegsflanke des Impulses des Kurbelwinkelsignals Sc, der mit der momentanen Ein­ spritzung synchronisiert ist), mit einem Referenzpegel P ₀ verglichen; wenn PBin kleiner als P ₀ ist, geht das Programm zu Schritt 308 weiter; wenn dagegen PBin nicht kleiner als P ₀ ist, geht es zu Schritt 309 weiter. In den Schritten 308 und 309 wird die Änderung der Druckinformation, d. h. die Differenz Δ PBi = PBin - PBio, mit einem ersten (niedrige­ ren) Schwellenwert P ₁ bzw. einem zweiten (höheren) Schwel­ lenwert P ₂ verglichen; dabei ist PBin die momentane Druck­ information, die in dem obigen Schritt 307 verwendet wird, und PBio ist der Wert der Druckinformation, die unmittelbar vor der vorhergehenden Einspritzung erhalten wurde, also unmittelbar vor der Anstiegsflanke des Impulses des Kurbel­ winkelsignals Sc, der mit der vorhergehenden Einspritzung synchronisiert war. Wenn die Änderung Δ PBi nicht kleiner als die jeweiligen Schwellenwerte P ₁ und P ₂ in Schritt 308 bzw. 309 ist:

Δ PBi T Pi,

wobei Pi dem jeweiligen Schwellenwert P ₁ bzw. P ₂ ent­ spricht, der für den Vergleich in Schritt 308 bzw. 309 verwendet wurde, wird in Schritt 310 die Übergangserhöhung Q _A der Kraftstoffeinspritzmenge maximiert. Insbesondere wird ein Kandidatenwert Q _{A 1} der Übergangserhöhung errechnet durch Multiplikation der Änderung Δ PBi mit einer Konstanten k:

Q _{A 1} = k × Δ PBi,

und dieser Kandidatenwert Q _{A 1} wird mit dem vorhergehenden Wert Q _{A 0} der Übergangserhöhung verglichen, der im RAM 33 C gespeichert ist, so daß der grüßere der beiden Werte Q _{A 1} und Q _{A 0} als der neue maximierte Wert Q _A der Übergangser­ höhung ausgewählt wird; dieser neue maximierte Wert der Übergangserhöhung Q _A wird im RAM 33 C gespeichert. Fall dies bevorzugt wird, kann im übrigen der obige Kandidatenwert Q _{A 1} als der neue (maximierte) Wert der Übergangserhöhung Q _A verwendet werden, ohne ihn mit dem vorhergehenden Wert der Übergangserhöhung zu vergleichen.

Wenn dagegen die Änderung der Druckinformation kleiner als die jeweiligen Schwellenwerte in den Schritten 308 und 309 ist, und zwar:

Δ PBi < Pi,

wobei Pi den ersten Schwellenwert P ₁ in Schritt 308 oder den zweiten Schwellenwert P ₂ in Schritt 309 bezeichnet, wird in Schritt 311 die Übergangserhöhung Q _A verringert. Dabei wird der neue verringerte Wert von Q _A gebildet durch Subtraktion einer vorbestimmten Konstanten α von dem vor­ hergehenden Wert der Übergangserhöhung Q _{A 0,} der im RAM 33 C gespeichert ist:

Q _A = Q _{A 0} - α;

Wenn jedoch das Resultat der vorgenannten Subtraktion nega­ tiv ist, wird der neue verringerte Wert von Q _A zu Null gemacht. Nach den entsprechenden Schritten 310 und 310 geht das Programm zu Schritt 312 weiter.

In Schritt 312 wird bestimmt, ob der aktualisierte Wert der Übergangserhöhung Q _A , der im vorhergehenden Schritt 310 oder 311 erhalten wurde, gleich Null ist, und unmittelbar danach wird der aktualisierte Wert der Übergangserhöhung Q _A im RAM 33 C gespeichert. Bei JA in Schritt 312 (also bei Q _A = 0) geht das Programm zu Schritt 313 weiter unter Ent­ scheidung, daß sich die Maschine 11 nicht im Übergangszu­ stand befindet; bei NEIN in Schritt 312 geht das Programm zu Schritt 314 weiter unter Entscheidung, daß sich die Maschine 11 im Übergangszustand befindet. In Schritt 313 werden aus dem RAM 33 C der Korrekturfaktor K _A , der Füllungswert η _v (Ne, PB _A ) und die gemittelte Druckinformation PB _A , die in den Schritten 107 bzw. 104 bzw. 105 errechnet wurden, ausgelesen; ferner wird aus dem ROM 33 B der Druck- Kraftstoff-Umrechnungsfaktor K _Q ausgelesen, so daß die Grundeinspritzmenge Q _B mittels der folgenden Gleichung errechnet wird:

Q _B = K _Q × K _A × η _v (Ne, PB _A ) × PB _A .

Gleichermaßen werden in Schritt 314 die erforderlichen Werte aus dem RAM 33 C und dem ROM 33 B ausgelesen, um die Grundmenge Q _B auf der Basis der momentanen Druckinformation PBin zu errechnen:

Q _B = K _Q × K _A × η _v (Ne, PBin) × PBin.

Im folgenden Schritt 315 wird die einzuspritzende Kaftstoffmenge errechnet durch Addition der Übergangserhöhung Q _A zu der Grundmenge Q _B :

Q = Q _A + Q _B .

Ferner wird in Schritt 316 die Zeitdauer PW errechnet, während der die Einspritzdüse 20 angesteuert wird. Dabei werden der Einspritzansteuerzeit-Umrechnungsfaktor K _INJ und die Totzeit T _D aus dem ROM 33 B ausgelesen, um die Ansteuerzeit PW mittels der folgenden Gleichung zu errechnen:

PW = Q × K _INJ + T _D .

In Schritt 317 wird die Einspritzdüsenansteuerzeit PW in den Zeitgeber 33 D gesetzt, der somit für die Dauer PW akti­ viert wird; während der Zeit PW, in der der Zeitgeber 33 D aktiviert ist, wird der Einspritzdüse 20 über den Treiber­ kreis 36 das impulsförmige Einspritzdüsenansteuersignal Sj zugeführt, so daß die der Menge Q entsprechende Kraftstoff­ menge in den Lufteinlaß zur Maschine 11 eingespritzt wird.

In Schritt 318 wird die momentane Druckinformation PBin, die unmittelbar vor der momentanen Kraftstoffeinspritzung erhalten wurde, im RAM 33 C als der Wert PBio gespeichert, der in den Schritten 308 und 309 für die Bestimmung der Änderung der Druckinformation im nächsten Einspritzzyklus zu verwenden ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8(a) und (b) wird eine modi­ fizierte Unterbrechungsroutine erläutert, die anstelle der Unterbrechungsroutine nach den Fig. 7(a) und (b) verwendbar ist. Diese modifizierte Routine ist charakterisiert durch die Einfügung der Schritte 307 A-307 C zwischen Schritt 307 und den Schritten 308 und 309; die Schritte 301-307 und 308-318 sind mit den entsprechenden Schritten von Fig. 7 identisch und gleich bezeichnet.

Wenn in Fig. 8(a) in Schritt 307 bestimmt wird, daß die momentane Druckinformation PBin kleiner als der vorbe­ stimmte Referenzpegel P ₀ ist, geht das Programm zu Schritt 307 A weiter; andernfalls geht es zu Schritt 307 B weiter. In Schritt 307 A wird die Anzahl C jedes dritten Auftretens der Impulse des Kurbelwinkelsignals Sc auf Null rückgesetzt. In Schritt 307 B dagegen wird dieser Anzahl C Eins hinzu­ addiert, um ihren Wert zu aktualisieren. Im folgenden Schritt 307 C wird dieser in Schritt 307 B erhaltene aktuali­ sierte Wert mit einer vorbestimmten Referenzanzahl C ₁ ver­ glichen, der im ROM 33 B gespeichert ist; es wird also ent­ schieden, ob die Bedingung

C = C ₁

gilt. Bei NEIN in Schritt 307 C (d. h. C < C ₁) geht das Programm zu Schritt 308 weiter; bei JA geht es zu Schritt 309 weiter. Übrigens wird die in Schritt 307 B erhaltene Anzahl C im RAM 33 C gespeichert, unmittelbar, bevor das Programm von Schritt 307 C zum nächsten Schritt 308 oder 309 weitergeht.

Somit ist die Routine von Fig. 8 durch das folgende Merkmal gekennzeichnet: Bei der Feststellung (in Schritten 308 und 309), ob die Übergangserhöhung Q _A maximiert oder reduziert werden soll, wird der zweite (höhere) Schwellenwert P ₂ nur dann eingesetzt, wenn die Beziehung PBin≧P ₀ für eine Zeit­ dauer gilt, in der die Anzahl C jedes dritten Impulses des Kurbelwinkelsignals Sc gleich oder größer als die vorbe­ stimmte Referenzanzahl C ₁ wird; andernfalls, d. h. bis diese Anzahl C gleich C ₁ wird, wird der erste (niedrigere) Schwellenwert P ₁ auch dann benützt, wenn die Beziehung PBin≧P ₀ gilt.

Die Fig. 9 und 10(a) und (b) zeigen eine weitere Version von modifizierten Unterbrechungsroutinen, die anstelle der Routinen nach den Fig. 6 bzw. 7(a) und (b) verwendbar sind. Bei der Routine nach Fig. 9, die im übrigen der Routine von Fig. 6 vollständig entspricht, ist ein neuer Schritt 203 A vorgesehen; bei der Routine nach Fig. 10(a) und (b), die im übrigen der Routine nach Fig. 7(a) und (b) vollständig entspricht, sind zwischen Schritt 307 und den Schritten 308 und 309 die Schritte 307 E-307 H eingefügt.

In jedem Zyklus der Routine von Fig. 9 wird im letzten Schritt 203 A anschließend an den Schritt 203 dem Zeitgeber­ wert TM Eins hinzuaddiert zur Bildung eines aktualisierten Zeitgeberwerts, der dann im RAM 33 C gespeichert wird. In der Unterbrechungsroutine durch das Kurbelwinkelsignal Sc nach den Fig. 10(a) und (b) dagegen geht das Programm zu Schritt 307 E, wenn in Schritt 307 die Druckinformation PBin kleiner als der Referenzwert P ₀ (d. h. PBin<P ₀) bestimmt wurde; es geht zu Schritt 307 F, wenn in Schritt 307 be­ stimmt wird, daß die Druckinformation PBin nicht kleiner als der Referenzwert P ₀ (d. h. PBin ≧ P ₀) ist. In Schritt 307 E wird der Zeitgeberwert TM auf Null rückgesetzt, und das Programm geht zu Schritt 308. Andererseits wird in Schritt 307 F bestimmt, ob die unmittelbar vor der vorher­ gehenden Kraftstoffeinspritzung ermittelte Druckinformation PBio kleiner als der Referenzwert P ₀ ist. Bei JA in Schritt 307 F wird der Zeitgeberwert TM im folgenden Schritt 307 G auf Null rückgesetzt; dagegen geht bei NEIN in Schritt 307 F (d. h. bei PBio≧P ₁) das Programm direkt zu Schritt 307 H weiter, ohne daß der Zeitgeberwert TM rückgesetzt wird. In Schritt 307 H wird der Zeitgeberwert TM mit einem vorbe­ stimmten Referenzwert T M ₁ verglichen, der im ROM 33 ge­ speichert ist; wenn bestimmt wird, daß TM≧TM ₁ gilt, geht das Programm zu Schritt 308 weiter. Die Schritte 308 und 309 und die darauffolgenden Schritte sind identisch mit denjenigen der Routine von Fig. 7. Im übrigen ist der Schritt 307 E nicht unbedingt erforderlich und kann daher entfallen.

Die Unterbrechungsroutinen der Fig. 9 und 10(a) und (b) sind also durch das folgende Merkmal gekennzeichnet: der zweite (höhere) Schwellenwert P ₂ wird für die Bestimmung der Übergangserhöhung Q _A nur angewandt, wenn die Zeitdauer, während der die Beziehung PBin≧P ₀ gilt, gleich oder größer als die vorbestimmte Zeitdauer entsprechend dem Referenz­ wert T M ₁ des Zeitgeberwerts wird; andernfalls, wenn sich also die Maschine im Niedriglastzustand (PBin<P ₀) befindet oder die Zeitdauer, während der die vorstehende Beziehung gilt, kürzer als die vorbestimmte Zeitdauer ist, wird der erste (niedrigere) Schwellenwert P ₁ angewandt.

Bei der Routine von Fig. 9 wird im übrigen der Zeitgeber­ wert TM in jedem Schritt 203 aufwärtsgezählt, und der Wert von TM wird mit einem Einstellwert T M ₁ in Schritt 307 G in der Routine von Fig. 10(a) und (b) verglichen; es ist für den Fachmann jedoch einfach, die Routine so abzuwandeln, daß der Zeitgeberwert TM vom Einstellwert T M ₁ abwärtsge­ zählt werden kann. Ferner kann die umgekehrt proportionale Beziehung zwischen der Drehzahl Ne der Maschine und dem Einstellwert T M ₁, wie Fig. 11 zeigt, im ROM 33 B gespeichert sein; in einem solchen Fall wird der Wert von TM ₁, der der in Schritt 102 von Fig. 5 errechneten Drehzahl Ne ent­ spricht, aus dem ROM 33 B durch die Map-Methode ausgelesen, und der Zeitgeberwert TM wird mit dem in der genannten Weise gewonnenen Referenzwert T M ₁ verglichen.

Ferner wird im Lastzustandsbestimmungsschritt 307 der Fig. 7(a), 8(a) und 10(a) die Druckinformation PBin mit einem vorbestimmten Wert P ₀ verglichen, um den Lastzustand der Maschine 11 zu bestimmen; dieser Schritt 307 kann durch einen anderen Lastzustandsbestimmungsschritt 307′ entspre­ chend Fig. 12 ersetzt werden. Im Fall des Schritts 307′ wird der Drosselklappenöffnungsgrad R, der vom Öffnungs­ gradsensor 27 erfaßt und vom A-D-Wandler 35 in ein entspre­ chendes Digitalsignal umgewandelt wird, mit dem Einstell­ wert der Drosselklappe R (Ne), der aus dem ROM 33 B ausge­ lesen wird, verglichen, um so den Lastzustand zu bestimmen; bei R ≧ R (Ne) wird entschieden, daß der Lastzustand hoch ist; im übrigen wird er als niedrig angenommen. Der Ein­ stellwert R (Ne) kann eine vorbestimmte Konstante sein; er kann aber auch proportional mit der Zunahme der Drehzahl Ne vergrößert werden, wie Fig. 13 zeigt. Der Öffnungsgrad R kann in Schritt 106 der Hauptroutine von Fig. 5 oder in Schritt 307′ von Fig. 12 selbst erfaßt werden, oder er kann in einem Schritt erfaßt werden, der neu in die vom Zeit­ geber initiierte Unterbrechungsroutine eingeführt wird.

Bei der Einspritzeinrichtung nach der Erfindung werden die nachteiligen Auswirkungen der im Drucksignal Sp enthaltenen Welligkeiten sowohl durch die Mittelung der Druckinforma­ tion durch den Mittelwertbildner 6 als auch durch das Fil­ ter 34 unterdrückt, wenn z. B. die Motordrehzahl nahe bei ihrem Höchstwert liegt. Durch eine geeignete Wahl der Fil­ ter- oder Dämpfungskennlinien des Analogfilters 34 und der Dauer t _AD der zeitlichen Steuerung der A-D-Wandlung können die nachteiligen Auswirkungen der Welligkeiten minimiert werden.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich zwar auf speziel­ le Ausführungsbeispiele der Erfindung, es sind jedoch viele Modifikationen möglich. Zum Beispiel kann das Kurbelwinkelsignal Sc durch ein Zündimpulssignal auf der Primärseite der Zünd­ spule 22 ersetzt werden, das bei jedem vorbestimmten Kur­ belwinkel erzeugt wird.

Claims (11)

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Einspritzung einer geregelten Kraftstoffmenge in eine Lufteinlaßleitung zum Zylinder einer Brennkraftmaschine, z. B. eines Ottomotors,

• - einen Druckmeßabschnitt (A), der einen Druck in der Luft­ einlaßleitung zum Zylinder der Brennkraftmaschine (11) mißt und eine dem Meßdruck entsprechende Druckinformation
• - ein Druckänderungsbestimmungsglied (3), das mit dem Druckmeßabschnitt (A) gekoppelt ist und eine Änderung der Druckinformation über einen Zeitraum bestimmt;
• - ein Lastzustandsbestimmungsglied (1), das einen Lastzu­ stand der Brennkraftmaschine bestimmt;
• - einen Schwellenwertselektor (2), der mit dem Lastzu­ standsbestimmungsglied (1) gekoppelt ist und nach Maßgabe des von diesem bestimmten Lastzustands der Brennkraft­ maschine einen Schwellenwert der vom Druckänderungsbe­ stimmungsglied (3) bestimmten Druckänderung wählt;
• - einen Vergleicher (4), der die vom Druckänderungsbestim­ mungsglied (3) bestimmte Druckänderung mit dem vom Schwellenwertselektor (2) gewählten Schwellenwert ver­ gleicht;
• - ein Übergangserhöhungsrechenglied (5), das mit dem Ver­ gleicher (4) gekoppelt ist und nach Maßgabe des Resultats des von diesem durchgeführten Vergleichs eine Übergangs­ erhöhung einer von der Einspritzvorrichtung einzusprit­ zenden Kraftstoffmenge errechnet;
• - einen Mittelwertbildner (6), der einen Mittelwert aus mehreren vom Druckmeßabschnitt (A) während eines Zeit­ intervalls ausgegebenen Druckinformationen bildet;
• - einen mit dem Druckmeßabschnitt (A), dem Mittelwertbild­ ner (6) und dem Übergangserhöhungsrechenglied (5) gekop­ pelten Druckinformationsselektor (7), der nach Maßgabe der vom Übergangserhöhungsrechenglied (5) errechneten Übergangserhöhung der Kraftstoffmenge entweder die vom Mittelwertbildner (6) gebildete gemittelte Druckinforma­ tion oder die vom Druckmeßabschnitt (A) ausgegebene momentane Druckinformation wählt;
• - ein mit dem Druckinformationsselektor (7) gekoppeltes Grundmengenrechenglied (8), das eine Grundkraftstoffmenge errechnet, die von der Einspritzvorrichtung einzuspritzen ist, wobei die Berechnung der Grundkraftstoffmenge auf einem vom Druckinformationsselektor (7) gewählten Druck­ wert basiert;
• - einen mit dem Übergangserhöhungsrechenglied (5) und dem Grundmengenrechenglied (8) gekoppelten Addierer (9), der die Übergangserhöhung der Kraftstoffmenge und die Grund­ kraftstoffmenge addiert unter Bildung einer Gesamtkraft­ stoffmenge, die von der Einspritzvorrichtung einzusprit­ zen ist; und
• - eine mit dem Addierer (9) gekoppelte Einspritzdüse (20), die eine geregelte Kraftstoffmenge, die gleich der vom Addierer (9) gebildeten Gesamtkraftstoffmenge ist, in die Lufteinlaßleitung zum Zylinder der Brennkraftmaschine einspritzt.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastzustandsbestimmungsglied (1) mit einem Ausgang des Druckmeßabschnitts (A) gekoppelt ist und eine von die­ sem gelieferte momentane Druckinformation mit einem vorbe­ stimmten Referenzpegel vergleicht, um den Lastzustand der Brennkraftmaschine zu bestimmen.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastzustandsbestimmungsglied (1) folgendes be­ stimmt: daß der Lastzustand nur dann die Wahl eines höheren Schwellenwerts durch den Schwellenwertselektor (2) erfor­ derlich macht, wenn die Druckinformation über einen vor­ bestimmten Zeitabschnitt fortgesetzt nicht kleiner als der vorbestimmte Referenzpegel ist.

4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckänderungsbestimmungsglied (3) die Änderung der Druckinformation während jeder Kraftstoffeinspritzperiode zwischen zwei von der Einspritzvorrichtung durchgeführten aufeinanderfolgenden Einspritzvorgängen bestimmt.

5. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwertbildner (6) den Mittelwert der vom Druck­ meßabschnitt (A) ausgegebenen Druckinformation während jeder Einspritzperiode zwischen zwei von der Einspritzvor­ richtung durchgeführten aufeinanderfolgenden Einspritzvor­ gängen bildet.

6. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangserhöhungsrechenglied (5) die Übergangs­ erhöhung der Kraftstoffmenge maximiert, wenn als Resultat des vom Vergleicher (4) durchgeführten Vergleichs die Ände­ rung der Druckinformation nicht kleiner als der vom Schwel­ lenwertselektor (2) gewählte Schwellenwert ist, und die Übergangserhöhung der Kraftstoffmenge reduziert, wenn als Resultat des vom Vergleicher (4) durchgeführten Vergleichs die Änderung der Druckinformation kleiner als der Schwel­ lenwert ist.

7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckinformationsselektor (2) den gemittelten Druckwert wählt, wenn die vom Übergangserhöhungsrechenglied (5) errechnete Kraftstoffmengen-Übergangserhöhung gleich Null ist, und den momentanen Druckwert wählt, wenn die vom Übergangserhöhungsrechenglied (5) errechnete Kraftstoff­ mengen-Übergangserhöhung größer als Null ist.

8. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastzustandsbestimmungsglied (1) einen Hoch- und einen Niedriglastzustand der Brennkraftmaschine bestimmt und daß der Schwellenwertselektor (2) einen ersten Schwel­ lenwert wählt, wenn das Lastzustandsbestimmungsglied (1) den Niedriglastzustand feststellt, und einen zweiten Schwellenwert wählt, der höher als der erste Schwellenwert ist, wenn das Lastzustandsbestimmungsglied (1) den Hoch­ lastzustand feststellt.

9. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8 mit einem Öffnungs­ gradsensor (27), der den Öffnungsgrad einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Lastzustandsbestimmungsglied (1) den Lastzustand als hoch einstuft, wenn der vom Öffnungsgradsensor (27) aufgenommene Drosselklappenöffnungsgrad nicht kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist, und den Lastzustand als niedrig einstuft, wenn der vom Öffnungsgradsensor (27) aufgenommene Drosselklappenöffnungsgrad kleiner als der vorbestimmte Referenzwert ist.

10. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Kurbel­ winkelsensor (25), der ein Kurbelwinkelsignal (Sc) erzeugt, das einem vorbestimmten Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine entsprechende Impulse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckänderungsbestimmungsglied (3) die Änderung der Druckinformation über einen durch die Impulse des Kurbel­ winkelsignals bestimmten vorgegebenen Zeitraum bestimmt.

11. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Kurbel­ winkelsensor (25), der ein Kurbelwinkelsignal (Sc) erzeugt, das einem vorbestimmten Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine entsprechende Impulse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwertbildner (6) den Mittelwert der Druck­ information über ein durch die Impulse des Kurbelwinkel­ signals bestimmtes vorgegebenes Zeitintervall bestimmt.