DE4018800A1

DE4018800A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der steuerwerte eines mehrzylinder-verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE4018800A1
Application number: DE4018800A
Authority: DE
Inventors: Masami Nagano; Takeshi Atago
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1990-12-13
Anticipated expiration: 2010-06-13
Also published as: JPH0823333B2; DE4018800C2; US5058550A; JPH0315648A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung, mit denen die Steuerwerte der einzelnen Zylinder eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors unabhängig vonein ander bestimmt werden, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zur Steuerung der Zündzeitpunktein stellung eines eine computergestützte und elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsteuereinheit aufweisenden Benzinmotors eines Automobils geeignet sind.

Für einen Motor mit elektrischer Zündung, insbesondere einen Benzinmotor eines Automobils, wird gleichzeitig ei nerseits eine ausreichend hohe Leistung und andererseits eine Regelung zur Abgasreinigung gefordert. In früheren Jahren sind Steuervorrichtungen von einer Bauart vorge schlagen worden, die nacheinander verschiedene Arten von die jeweilige Betriebsbedingung des Motors darstellenden Daten empfängt und entsprechend diesen Daten bestimmte Steuerdaten für die einzelnen Zylinder berechnet und die zugeführten Kraftstoffmengen und die Zündzeitpunktein stellung für die einzelnen Zylinder unabhängig voneinan der steuert. Ein solches Steuersystem ist beispielsweise aus JP 56-92 330-A (HITACHI, Ltd.) bekannt.

Inzwischen werden in die Steuervorrichtungen dieser her kömmlichen Bauart verschiedene Arten von die jeweilige Betriebsbedingung des Motors darstellenden Daten zeitlich nacheinander eingegeben und in regelmäßiger Abfolge ak tualisiert; entsprechend diesen aktualisierten Daten wer den Steuervariablen wie etwa die Kraftstoffeinspritzmenge und die Zündzeitpunkteinstellung in regelmäßiger Abfolge berechnet. Bei diesem herkömmlichen Steuerverfahren be steht das folgende Problem: Wenn sich während des Zyklus (Ansaughub - Kompressionshub - Verbrennungshub - Auspuff hub) eines bestimmten Zylinders die Betriebsbedingung des Motors zwischen einer gegebenen Datenabtastzeit und einer folgenden Datenabtastzeit ändert, werden die Menge des zugeführten Kraftstoffs anhand der Daten der vorhergehen den Abtastzeit und die Zündzeitpunkteinstellung anhand der Daten der darauf folgenden Abtastzeit bestimmt. Das bedeutet, daß keine Zündzeitpunkteinstellung erhalten werden kann, die der Ansaugluftmenge dieses Zyklus zu friedenstellend entspricht. Wenn der Motor beispielsweise plötzlich beschleunigt wird, ergeben sich aufgrund der unangepaßten Zündzeitpunkteinstellung ein Klopfen oder eine Fehlzündung. Das Klopfen oder die Fehlzündung erhö hen die NO_x- und HC-Komponenten im Abgas, verursachen durch eine Änderung des Drehmoments eine Verschlechterung der Fahreigenschaften und erhöhen den Kraftstoffver brauch.

Zur bekannten Literatur über die Steuertechnik von Ver brennungsmotoren zählen unter anderem folgende Schriften:
JP 64-8 339-A (Fuji Heavy Industries, Ltd., 30. Juni 1987), JP 1-1 25 566-A (Nissan Motor Co. Ltd. und Hitachi Ltd., 9. November 1987), JP 1-1 25 567-A (Hitachi Ltd., 11. November 1987), JP 1-2 85 641-A (Eagle Industries Co. Ltd., 9. Mai 1988), JP 1-1 21 569-A (Fuji Heavy Industries Ltd., 2. November 1987), US 45 96 220-A (Oosuga u.a., 24. Juni 1986), US 41 67 923-A (Iwase u.a., 18. September 1979) und US 46 90 122-A (Sasakura u.a., 1. September 1979) .

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ver bessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, mit denen die optimalen Steuervariablen im Rah men eines solchen Motorsteuerverfahrens bestimmt werden, das in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor die Steuerva riablen für die einzelnen Zylinder unabhängig voneinander bestimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steu erverfahren eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, das die Schritte des Erfassens von die Betriebsbedingung des Motors darstellenden Daten, des Speicherns der Daten, des Bestimmens einer ersten Steuervariablen zu einem bestimm ten Zeitpunkt eines bestimmten Hubs eines jeden Zylinders entsprechend der gespeicherten Daten und des Bestimmens einer zweiten Steuervariablen zu einem späteren Zeitpunkt während dieses Hubs entsprechend derselben gespeicherten Daten umfaßt.

Die obengenannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß ge löst durch eine Steuervorrichtung eines Mehrzylinder-Ver brennungsmotors, der eine Einheit zum Erfassen von die Betriebsbedingung des Motors darstellenden Daten, ein Speicherelement zum Speichern der Daten, ein Element zum Berechnen einer ersten Steuervariablen zu einem bestimm ten Zeitpunkt eines bestimmten Hubs eines jeden Zylinders entsprechend der im Speicherelement gespeicherten Daten und ein Element zum Bestimmen einer zweiten Steuervari ablen zu einem späteren Zeitpunkt während dieses bestimm ten Hubs entsprechend derselben gespeicherten Daten um faßt.

Erfindungsgemäß ist es möglich, in einem Zyklus geeignete Steuervariablen zu bestimmen, indem die Daten, die für die Bestimmung einer ersten Steuervariablen verwendet worden sind, nochmals für die Bestimmung einer zweiten Steuervariablen zu einem späteren Zeitpunkt innerhalb ei nes vollständigen Zyklus verwendet werden.

Wenn diese Erfindung beispielsweise auf ein Zündzeitpunk teinstellungs-Steuerverfahren eines Motors angewendet wird, werden die Daten, die alle zu einem Zeitpunkt er halten wurden, zu dem sich die Motordrehzahl während ei nes Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgangs plötzlich ändert, zur Bestimmung sowohl der Werte der Kraftstoff strömungsrate als auch der Zündzeitpunkteinstellung in nerhalb eines vollständigen Zyklus verwendet, so daß ein Wert der optimalen Zündzeitpunkteinstellung, in dem die Größe der Last und die Motordrehzahl berücksichtigt ist, bestimmt werden kann. Daher können Fehlzündungen oder ein Klopfen verhindert werden, wodurch ein Anstieg der gere gelten Komponenten im Abgas, der Fahreigenschaftsver schlechterung und des Kraftstoffverbrauchs abgewendet wird. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf das im folgenden beschriebene Zündzeitpunkteinstellungs-Steuer verfahren, sondern auch auf Verfahren zur Bestimmung an derer Steuerparameter angewendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Konstruktionsübersicht, die der Er läuterung eines Beispiels eines Motor steuersystems dient, in dem eine Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Zündzeit punkteinstellungs-Steuervorrichtung ange wendet wird;

Fig. 2 eine zeitliche Darstellung zur Erläute rung des Betriebs der ersten Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Steuereinheit;

Fig. 4 eine erläuternde Analog-Darstellung einer Abbildung, die in der ersten Ausführungs form der Erfindung verwendet wird;

Fig. 5 eine erläuternde Digital-Darstellung der in Fig. 4 gezeigten Abbildung;

Fig. 6 ein Kennliniendiagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Zündzeitpunk teinstellung und dem Motordrehmoment;

Fig. 7 eine zeitliche Darstellung zur Erläute rung des Betriebs einer Vorrichtung des Standes der Technik;

Fig. 8 ein Kennliniendiagramm zur Erläuterung des Unterschiedes zwischen der Ausfüh rungsform der Erfindung und einem Bei spiel einer herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 9A, 9B Flußdiagramme zur Erläuterung des Be triebs der ersten Ausführungsform der Er findung;

Fig. 10A, 10B Flußdiagramme zur Erläuterung des Be triebs einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 eine Steuertabelle der gegen die Ven tilöffnungsänderungsrate aufgetragenen Unterbrechungs-Einspritzimpulsbreite; und

Fig. 12, 13 Kennnliniendiagramme, die als Steuerta bellen dienen.

In Fig. 1 ist ein Beispiel eines Motorsteuersystems ge zeigt, in dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt. Wie in Fig. 1 gezeigt, tritt die vom Motor ange saugte Luft durch eine Lufteintrittsöffnung 2 eines Luft filters 1 ein. Die Luft strömt durch einen Hitzdraht- Luftströmungsmesser 3, der die Ansaugluftströmung ermit telt, einen Luftkanal 4 und ein Drosselklappengehäuse, das eine die Ansaugluftströmung steuernde Drosselklappe 5 enthält, und tritt dann in einen Sammler oder eine Luft kammer 6 ein. Von diesem Sammler aus wird die Luft auf die mit den Zylindern eines Motors 7 verbundenen Ein laßkanäle 8 verteilt und in die Zylinder eingelassen.

Andererseits wird von einem Kraftstofftank 9 Kraftstoff angesaugt, durch eine Kraftstoffpumpe 10 unter Druck ge setzt und anschließend einem Kraftstoffsystem, das eine Kraftstoffklappe 11, einen Kraftstoffilter 12, ein Kraft stoffeinspritzventil (Einspritzdüse) 13 und einen Kraft stoffdruckregler 14 aufweist, zugeführt. Der Kraftstoff wird durch den Kraftstoffdruckregler 14 auf einen kon stanten Druck geregelt und von den in den Einlaßkanälen 8 vorgesehen Einspritzdüsen 13 in die Einlaßkanäle 8 einge spritzt.

Der Luftströmungsmesser 3 gibt die Ansaugluftströmungs rate darstellende Signale aus, die in eine Steuereinheit 15 eingegeben werden.

Die Drosselklappe 5 ist mit einem Drosselklappensensor 18 verbunden, der den Öffnungswinkel der Drosselklappe 5 er mittelt. Die Ausgangssignale des Drosselklappensensors 18 werden ebenfalls in die Steuereinheit 15 eingegeben.

Ferner ist in einen Verteiler 16 ein Kurbelwellenwinkel sensor 19 eingebaut, der ein die Drehposition der Kurbel welle darstellendes Bezugswinkelsignal REF und ein Win kelsignal POS zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit (Drehzahl) ausgibt. Auch diese Signale werden in die Steuereinheit 15 eingegeben.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt der Hauptteil der Steuereinheit 15 einen Mikrocomputer, der aus einer Mi kropozessoreinheit MPU, einem Festwertspeicher ROM und einer einen A/D-Wandler und Eingangs-/Ausgangsschaltungen usw. enthaltenden LSI-Schaltung aufgebaut ist.

Die Steuereinheit 15 empfängt die Betriebsbedingung des Motors darstellende Eingangssignale wie etwa die Signale vom Luftströmungssensor 3, dem Verteiler 16 und dem Dros selklappensensor 18. Ferner führt die Steuereinheit 15 bestimmte arithmetische Prozesse aus, gibt verschiedene, die Ergebnisse der arithmetischen Prozesse darstellenden Steuersignale aus, sieht für die Einspritzdüse 13 und eine Zündspule 17 bestimmte Steuersignale vor und steuert die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs und die Zündzeit punkteinstellung.

Nun werden diese Steuerungen beschrieben. Für die Berech nung der Zündzeitpunkteinstellung wird zunächst unter Verwendung derjenigen Daten, die aus den Abbildungen er halten werden, deren Abszisse von der Motordrehzahl und deren Ordinate von der Basisimpulsbreite Tp der Basis werte der Kraftstoffeinspritzmenge gebildet wird, die Zündzeitpunkteinstellung berechnet. Die Abbildungen sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. In Fig. 4 ist eine Analog- Abbildung gezeigt, während in Fig. 5 eine Digital-Abbil dung gezeigt ist. Diese Abbildungen zeigen im wesentli chen den gleichen Sachverhalt. Die Basisimpulsbreite Tp auf der Ordinatenachse gibt Daten an, die die Last des Motors darstellen. Daher ist es möglich, anstatt der Heranziehung der Basisimpulsbreite Tp eine Abbildungsin formationswiedergewinnung auszuführen, indem entweder der Ansaugluftunterdruck Pc oder die direkt die Last des Mo tors darstellenden Daten LDATA verwendet werden.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist diese Abbildung sowohl auf der Ordinatenachse als auch auf der Abszissenachse in 16 Be reiche unterteilt und besitzt daher insgesamt 256 Werte. In jedem Bereich ist ein Wert gespeichert, der sich nahe am MBT-Punkt (minimale Vorzündung für optimales Drehmo ment) befindet und der aus der Beziehung zwischen den Zündzeitpunkteinstellungswerten ADV und dem (in Fig. 6 gezeigten) erzeugten Drehmoment für den in einer konstan ten Betriebsbedingung gehaltenen Motor erhalten wird, wo bei die Beziehung im voraus gemessen wird.

Die zeitliche Beziehung zwischen der Berechnung der Ein spritzmenge und der Berechnung der Zündzeitpunkteinstel lung wird im einzelnen beschrieben, indem eine in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der Erfindung mit einem in Fig. 7 gezeigten herkömmlichen Ausführungsbeispiel verglichen wird.

Der Mikrocomputer in der Steuereinheit 15 ist so aufge baut, daß er einen 10-ms-(Millisekunden-)Rechenprozeß und zwei Unterbrechungsprozesse IRQ₁ und IRQ₂ ausführt, um die Einspritzmenge und die Zündzeitpunkteinstellung zu berechnen. Der IRQ₁ tritt bei einer Kraftstoffeinspritz zeiteinstellung auf, während der IRQ₂ bei einer Zündzeit punkteinstellung auftritt.

Wie aus den Fig. 2 und 7 ersichtlich, führt der Mikrocom puter nacheinander alle 10 ms einen 10-ms-Rechenprozeß aus, in den die Ansaugluftströmung und die Motordrehzahl Ne eingegeben werden, und die Unterbrechungsprozesse IRQ₁ und IRQ₂, mit denen eine Basisimpulsbreite Tp, eine mo mentane Kraftstoffeinspritzimpulsbreite Ti und eine Zünd zeitpunkteinstellung ADV berechnet werden. Bei der Be rechnung der Zündzeitpunkteinstellung wird die oben er wähnte Abbildungsinformationswiedergewinnung verwendet. Die Basisimpulsbreite Tp stellt die Einspritzdüsenan triebsimpulsbreite dar, durch die sich die Basiskraft stoffeinspritzmenge ergibt; sie ist durch die folgende Formel gegeben:

Tp=k Qa/Ne

Hierbei ist k ein Koeffizient. Die tatsächliche Ein spritzmenge wird durch Hinzufügung eines Korrekturwerts für die Luft/Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung, eines der Wassertemperatur entsprechenden Korrekturwerts und eines Anfangskorrekturwerts zur Basiseinspritzmenge Tp bestimmt. Diese tatsächliche Einspritzmenge wird durch die Einspritzimpulsbreite Ti dargestellt.

Nun wird ein Zyklus des dritten Zylinders betrachtet, der zum Zeiptunkt t_o beginnt und zum Zeitpunkt t_n endet. Im herkömmlichen Beispiel, das in Fig. 7 gezeigt ist, wird in einem bestimmten Einspritzzeitpunkt ti eine Einsprit zimpulsbreite Ti₁ entsprechend der Ansaugluftströmung Qa₁ und der Motordrehzahl Ne₁ bei der Abtastzeit t₁ des vor hergehenden 10-ms-Rechenprozesses berechnet, während zum Zündzeitpunkt dieses Zyklus desselben Zylinders Zündzeit punkteinstellungsdaten ADV₂ entsprechend der Ansaugluft strömung Qa₂ und der Motordrehzahl Ne₂, die bei einer un mittelbar hinter der Abtastzeit t₁ liegenden Abtastzeit t₂ des 10-ms-Rechenprozesses eingegeben werden, berechnet werden; das heißt, daß die letzteren Daten auf die Werte Tp₂ und Ne₂ gestützt sind.

Wenn für die Betriebsbedingung des Motors zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ keine bedeutende Änderung auftritt, entsteht dabei kein Problem.

Wenn jedoch, wie in Fig. 7 gezeigt ist, der Motor zum Zeitpunkt t_a, der bezüglich des Zeitpunkts t₁ später ist, beschleunigt wird, indem die Drosselklappe geöffnet wird, und wenn zwischen den die Betriebsbedingungen des Motors zur Abtastzeit t₁ bzw. zur Abtastzeit t₂ darstellenden Daten Unterschiede auftreten, entsteht zwischen den Daten der Zündzeitpunkteinstellung dieses dritten Zylinders zwischen ADV₁ und ADV₂ eine große Differenz. Das heißt, daß sich die Drehzahl nach der Beschleunigungszeit t_a zum Zeitpunkt t₂ nicht erhöht, weshalb die Motordrehzahldaten Ne₁ und Ne₂ gleich sind. Andererseits ändert sich die An saugluftströmung Qa beträchtlich von Qa₁ zu Qa₂. Daher ist Tp₂ größer als Tp₁. Die Zündzeitpunkteinstellungs werte ADV, die aus den in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ab bildungen unter Verwendung der Daten Tp₁ und Ne₁ zum Zeitpunkt t₁ bzw. der Daten Tp₂ und Ne₂ (=Ne₁) zum Zeit punkt t₂ wiedergewonnen werden, sind durch ADV₁ bzw. ADV₂ gegeben; die Größe der Vorzündung für die Zündzeitpunk teinstellungsdaten ADV₂ ist groß.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Einspritz menge für diesen Zyklus durch die Daten Ti₁ bestimmt wor den ist, während die Zündzeitpunkteinstellungsdaten ADV₂ desselben Zyklus den Daten Ti₂ entsprechen. Die in diesem Zyklus angesaugte Luftströmungsrate ist Qa_1. Daher sind eine der Ansaugluftströmungsrate Qa₁ vor der Beschleuni gung entsprechende Einspritzmenge und ein der Ansaugluft strömungsrate Qa₂ während der Beschleunigung entsprechen der Zündzeitpunkteinstellungswert innerhalb eines Zyklus gegeben. Folglich findet direkt nach der Beschleunigung des Motors eine Zündung mit einer übermäßigen Vorzündung im dritten Zylinder statt. Wenn sich folglich die Ansaug luftströmungsrate Qa während eines einer Beschleunigung oder einer Verzögerung entsprechenden Zyklus plötzlich ändert, erfolgt die Zündung mit ungeeigneter Zeiteinstel lung. Manchmal erfolgt die Zündung mit einer vom Wert der Ansaugluftströmungsrate abhängigen übermäßigen Nachzün dung. Eine solche ungeeignete Zündzeitpunkteinstellung hat Fehlzündungen oder ein Klopfen zur Folge. In Fig. 8 sind die Ergebnisse eines an einem normalen Fahrzeug aus geführten Experiments gezeigt. Die durchgezogene Linie zeigt, daß in zwei Zylindern eine Fehlzündung auftrat, die eine Änderung des Drehmoments zur Folge hatte. Die Änderung des Drehmoments verschlechtert die Fahreigen schaften, während die Fehlzündung den HC-Anteil im Abgas und den Kraftstoffverbrauch erhöht.

Nun wird eine Ausführungsform der Erfindung betrachtet. Die Steuereinheit 15 arbeitet Prozesse ab, wie sie in den Fig. 9A und 9B gezeigt sind und später beschrieben wer den. Für denselben Zyklus desselben Zylinders sind die Unterbrechungsprozesse IRQ₁ und IRQ₂ Rechenprozesse, die unter Verwendung derselben Daten abgearbeitet werden. In diesem Fall sind die optimalen Zündzeitpunkteinstellungs daten ADV₁ durch die Basiseinspritzimpulsbreite gegeben. In dieser Ausführungsform ist die der Basiseinspritzmenge Tp (die der Last entspricht) entsprechende Zündzeitpunk teinstellung selbst dann stets gegeben, wenn bei den die Betriebsbedingung des Motors darstellenden Daten bei spielsweise aufgrund einer Beschleunigung eine plötzliche Änderung auftritt. Wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 8 gezeigt, kann eine gleichmäßige und ausreichende Beschleunigung erzielt werden, ohne daß eine Fehlzündung auftritt.

In Fig. 9A sind die oben erwähnten 10-ms-Rechenprozesse gezeigt. Im Schritt 91 werden die Daten, die die Ansaug luftströmungsrate Qa des Motors, die Drehzahl Ne des Mo tors und den Drosselklappenöffnungswert R_TH vom Drossel klappensensor 18 darstellen, in 10-ms-Intervallen einge lesen. In den nachfolgenden Schritten 92, 93 und 94 wer den eine Basisimpulsbreite Tp, eine Einspritzimpulsbreite Ti und Zündzeitpunkteinstellungsdaten ADV berechnet. Aus diesen Elementen werden die Zündzeitpunkteinstellungsda ten ADV aus der in Fig. 5 gezeigten Abbildung erhalten, nacheinander durch das Schreiben neuer Daten aktualisiert und in einem bestimmten Speicher wie etwa einem Register gespeichert.

In Fig. 9B werden in den Schritten 96 und 97 für die Un terbrechungsprozesse IRQ₁ und IRQ₂ für Steuerzwecke Daten in den bestimmten Registern INJ#n und IGN#n gesetzt, so daß die Einspritzmenge und die Zündzeitpunkteinstellung durch Daten derselben Abtastzeit gesteuert werden. "n" be zeichnet dabei die Nummer des jeweiligen Zylinders.

Da in dieser Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigte Steu erbetrieb selbst während einer vorübergehenden Beschleu nigungsphase zuverlässig ausgeführt wird, kann stets eine genaue Zündzeitpunkteinstellungssteuerung bewerkstelligt werden, so daß ein Auftreten von Fehlzündungen oder von Klopfen verhindert werden kann und eine ausreichende Be schleunigung gewährleistet ist.

Nun wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung be schrieben.

Wenn ein Steuerbetrieb ausgeführt wird, der die schnelle Erhöhung der Motordrehzahl, etwa beim Beschleunigen eines Fahrzeugs, zum Ziel hat, ist es wünschenswert, die zuge führte Kraftstoffmenge schnell zu erhöhen, um die An sprechverzögerung zu verringern. Eine wohlbekannte Maß nahme hierfür besteht darin, eine sogenannte Unterbre chungs-Einspritzsteuerung anzuwenden.

Die in den Fig. 10A und 10B gezeigte Ausführungsform stellt einen Fall dar, in dem die Erfindung auf ein Mo torsteuersystem angewendet wird, in welchem eine Unter brechungs-Einspritzsteuerung implementiert ist. Diese Ausführungsform wird im folgenden beschrieben. Der in Fig. 10A gezeigte 10-ms-Rechenprozeß wird 10-ms-Job ge nannt und enthält die Schritte 100, 110, 120 und 130; diese Schritte in der in Fig. 9A gezeigten Ausführungs form nicht enthalten. Die in in Fig. 10B gezeigten Unter brechungsprozesse IRQ₁ und IRQ₂ sind, von geringen Ände rungen abgesehen, zu den in Fig. 9B Prozessen äquivalent. Diese Prozesse werden in der Steuereinheit 15 entspre chend dem Programm abgearbeitet. Die Beschreibung der Schritte, die mit den in den Fig. 9A und 9B gezeigten Schritten übereinstimmen, werden weggelassen.

Wenn in der in Fig. 10A gezeigte Ausführungsform ein Un terbrechungs-Einspritzvorgang mittels einer (nicht ge zeigten) Hilfsdüse ausgeführt wird, wird im Entschei dungsschritt 100 entschieden, ob ein Unterbrechungs-Ein spritzvorgang ausgeführt worden ist. Diese Entscheidung kann beispielsweise dadurch getroffen werden, daß ermit telt wird, ob ein Ventilöffnungsantriebssignal für die Hilfsdüse vorliegt oder nicht. Ein solches Ventilöff nungsantriebssignal wird durch die Steuereinheit 15 er zeugt, wenn die Änderungsrate dR_TH/dt der Drosselklappen öffnung R_TH einen vorgegebenen Wert erreicht. Danach wird eine Unterbrechungs-Einspritzimpulsbreite Tia festgelegt; diese Unterbrechungs-Einspritzimpulsbreite Tia stellt eine dem Wert der Drosselklappenänderungsrate dR_TH/dt entsprechende Erhöhung der Beschleunigung dar und wird aus der in Fig. 11 gezeigten Tabelle, die im EPROM vorge sehen und gespeichert ist, entnommen. Wenn entschieden worden ist, daß ein Unterbrechungs-Einspritzvorgang stattgefunden hat, wird im Schritt 110 ein Vorzündungs korrekturwert ΔADV_Ti bestimmt, der der Unterbrechungs- Einspritzimpulsbreite Tia entspricht. Dieser Vorzündungs korrekturwert ΔADV_Ti wird zu den im Schritt 94 berechne ten Zündzeitpunkteinstellungsdaten ADV addiert, um so korrigierte Zündzeitpunkteinstellungsdaten HADV zu erhal ten.

Dann geht der Prozeß weiter zum Schritt 120, in dem die Anstiegsrate dNe/dt der der Beschleunigung entsprechenden Motordrehzahl Ne ermittelt wird und in dem entschieden wird, ob der ermittelte Wert einen vorgegebenen Wert Ne- REF übersteigt. Wenn die Anstiegsrate dNe/dt größer als der vorgegebene Wert NeREF ist, wird im Schritt 130 ein der Anstiegsrate dNe/dt entsprechender Vorzündungskorrek turwert ΔADV_Ne bestimmt; dann wird ein Vorzündungskorrek turprozeß ausgeführt, indem zu dem im Schritt 94 erhalte nen Zündzeitpunkteinstellungsdaten ADV oder zu den im Schritt 110 erhaltenen korrigierten Zündzeitpunkteinstel lungsdaten HADV der Vorzündungskorrekturwert ΔADV_Ne ad diert wird, um korrigierte Zündzeitpunktsdaten HADV zu erhalten.

In den Unterbrechungsprozessen IRQ₁ und IRQ₂ wird im Schritt 150 in einem Register INJ#n eine Einspritzim pulsbreite Tin gesetzt. Gleichzeitig wird in einem Regi ster eine Unterbrechungs-Einspritzimpulsbreite Tia für eine Erhöhung der Beschleunigung gesetzt. Weiterhin wer den im Schritt 160 entweder die im Schritt 94 bestimmten Zündzeitpunkteinstellungsdaten ADVn (n gibt die Nummer des Zylinders an) oder die in den Schritten 110 oder 130 bestimmten korrigierten Zündzeitpunkt-Einstellungsdaten HADVn in einem Register IGN#n gesetzt.

Die im Schritt 110 korrigierten Zündzeitpunkteinstel lungsdaten HADV werden auf die folgende Weise berechnet: Aus der im EPROM gespeicherten Tabelle, die dem in Fig. 12 gezeigten Kennliniendiagramm entspricht, wird der der jeweiligen Unterbrechungs-Einspritzimpulsbreite Tia ent sprechende Korrekturwert ΔADV_Ti entnommen und mit den Zündzeitpunkteinstellungsdaten ADV gemäß der folgenden Gleichung kombiniert:

HADV=ADV+ΔADV_Ti

Aufgrund einer Erhöhung der Drehzahl des Motors nach des sen Beschleunigung werden im Schritt 130 korrigierte Zündzeitpunkteinstellungsdaten HADV auf die folgende Weise erhalten: Aus der im EPROM gespeicherten Tabelle, die dem in Fig. 13 gezeigten Kennliniendiagramm ent spricht, wird ein der jeweiligen Änderungsrate dNe/dt der Motordrehzahl pro Einheitszeit entsprechender Korrektur betrag ΔADV_Ne entnommen und mit den Zündzeitpunkteinstel lungsdaten ADV oder HADV gemäß der folgenden Gleichungen korrigiert:

HADV=ADV+ΔADV_Ne
bzw.
HADV=HADV (Schritt 110)+ΔADV_Ne

Die Korrekturprozesse sind nicht auf die zwei oben er wähnten Korrekturprozesse beschränkt, einer von diesen Prozessen kann jedoch verwendet werden.

Da gemäß der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform die Be schleunigung begleitende Korrekturen ausgeführt werden, wird für die Zündzeitpunkteinstellung eine genaue Vorzün dungskorrektur ausgeführt. Daher können Fehlzündungen und ein Klopfen zuverlässig verhindert werden; da ferner die tatsächliche Beschleunigung ausreichend ist, kann leicht eine gleichmäßige und stabile Beschleunigung erhalten werden.

Erfindungsgemäß wird in einem eine Mehrzahl von Zylindern aufweisenden Motor die Zündzeit so eingestellt, daß sie den an die einzelnen Zylinder zugeführten Kraftstoffmen gen genau entspricht, so daß Fehlzündungen oder ein Klop fen bei der Beschleunigung des Motors im wesentlichen un terdrückt werden können, leicht ein ausgezeichnetes und stabiles Beschleunigungsverhalten bewirkt wird und die Fahrstabilität und die Emissionssteuerfunktion beträcht lich verbessert werden können.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung von Steuervariablen ei nes jeden Zylinders in einem Steuersystem eines Mehrzy linder-Verbrennungsmotors, wobei die Steuervariablen ent sprechend den die Betriebsbedingung des Motors (7) dar stellenden Daten unabhängig für jeden Zylinder bestimmt werden und wobei diese Daten mit vorgegebener Zeitein stellung ermittelt werden, gekennzeichnet durch die Schritte
des Ermittelns (91) von die Betriebsbedingung des Motors (7) darstellenden Daten;
des Speicherns dieser Daten in Speichermitteln (15);
des Bestimmens (92, 93) einer ersten Steuervari ablen zu einem bestimmten Zeitpunkt eines bestimmten Hubs eines jeden Zylinders entsprechend der in den Speicher mitteln (15) gespeicherten Daten; und
des Bestimmens (94) einer zweiten Steuervariablen zu einem gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt späteren Zeitpunkt während des bestimmten Hubs gemäß derselben in den Speichermitteln (15) gespeicherten Daten.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Ermittelns (91) der Daten einen Schritt des Ermittelns der Motordrehzahl (Ne) und eines wenigstens die Last des Motors (7) darstellenden Parame ters (Tp) umfaßt und der Schritt des Bestimmens (94) der zweiten Steuervariablen einen Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunkteinstellung eines jeden Zylinders umfaßt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunktein stellung einen Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunk teinstellung eines jeden Zylinders umfaßt, in welchem auf die Beziehung zwischen "die Last des Motors bzw. die Drehzahl des Motors darstellenden Werten und der optima len Zündzeitpunkteinstellung" enthaltende Datenabbildun gen (Fig. 4 und Fig. 5) Bezug genommen wird, wobei diese Abbildungen im voraus erzeugt werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Ermittelns (91) der Daten einen Schritt des Ermittelns wenigstens einer Ansaugluftmenge (Qa) und der Motordrehzahl (Ne) des Motors (7) umfaßt, der Schritt des Bestimmens (92, 93) der ersten Steuerva riablen einen Schritt des Bestimmens einer Basiskraft stoffströmungrate (Tp), mit der der Kraftstoff an die Zy linder des Motors (7) geliefert wird, umfaßt und der Schritt des Bestimmens (94) der zweiten Steuervariablen einen Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunkteinstellung (ADV) eines jeden Zylinders umfaßt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunktein stellung einen Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunk teinstellung eines jeden Zylinders umfaßt, in welchem auf die Beziehung zwischen "der Basis-Kraftstoffströmungsrate bzw. der Motordrehzahl und der optimalen Zündzeitpunk teinstellung" enthaltende Datenabbildungen (Fig. 4 bzw. Fig. 5) Bezug genommen wird, wobei diese Abbildungen im voraus erzeugt werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Ermittelns (91) der die Be triebsbedingung des Motors (7) darstellenden Daten einen Schritt (100) umfaßt, in dem ermittelt wird, daß der Mo tor (7) beschleunigt worden ist, und das Verfahren ferner einen Schritt des Bestimmens eines einer Beschleunigung des Motors entsprechenden Kraftstoffströmungszuwachses (Tia) aufgrund der Ermittlung dieser Beschleunigung um faßt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Ermittelns der Beschleunigung einen Schritt umfaßt, in dem entschieden wird, daß der Motor beschleunigt worden ist, wenn eine Drosselklap penänderung pro Einheitszeit der Drosselklappe (dR_th/dt) des Motors einen vorgegebenen Wert übersteigt, und der Schritt des Bestimmens des Beschleunigungszuwachses einen Schritt (110) des Bestimmens einer Erhöhung der zugeführ ten Kraftstoffmenge anhand des Wertes der Drosselklap penänderung umfaßt.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Schritt (110) des Bestimmens eines ersten Korrek turwerts (ΔADV_Ti) für die Zündzeitpunkteinstellung gemäß der Erhöhung (Tia) der zugeführten Kraftstoffmenge.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Ermittelns der die Betriebsbe dingung des Motors (7) darstellenden Daten einen Schritt (120) umfaßt, in dem die Steigerungsrate der Motordreh zahl (dNe/dt) ermittelt wird, wenn eine Beschleunigung des Motors ermittelt worden ist, und das Verfahren einen Schritt (130) des Bestimmens eines zweiten Korrekturwerts der Zündzeitpunkteinstellung (ΔADV_Ne) entsprechend der Anstiegsrate umfaßt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, das die Schritte des Bestimmens des ersten und des zweiten Korrekturwerts die Bezugnahme auf entsprechende Kennliniendiagramme umfaßt, welche die Beziehung zwischen "der Erhöhung der Kraftstoffmenge und dem ersten Korrek turwert" (Fig. 12) bzw. zwischen "der Anstiegsrate der Drehzahl und dem zweiten Korrekturwert" (Fig. 13) angeben und im voraus erzeugt werden.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Bestimmens der Zündzeitpunktein stellung Schritte (110, 130, 160) zur Gewinnung korri gierter Zündzeitpunkteinstellungen eines jeden Zylinders des Motors umfaßt, in welchen zu den aus den Datenabbil dungen erhaltenen Zündzeitpunkteinstellungsdaten der er ste Korrekturwert bzw. der zweite Korrekturwert addiert wird.

12. Steuervorrichtung eines Mehrzylinder-Verbren nungsmotors (7) zur computergestützten Bestimmung der Steuervariablen des Motors (7) unabhängig für jeden Zy linder des Motors entsprechend der die Betriebsbedingung des Mehrzylinder-Verbrennungsmotors darstellenden Daten, wobei die Daten mit vorgegebener Zeiteinstellung ermit telt werden, gekennzeichnet durch
Mittel (3, 18, 19) zum Erfassen von die Betriebs bedingung des Motors (7) darstellenden Daten;
Speichermittel (RAM) zum Speichern der Daten;
Rechenmittel (MPU, ROM, Fig. 9A, Fig. 9B) zum Bestimmen einer ersten Steuervariablen zu einem bestimm ten Zeitpunkt während eines bestimmten Hubs eines jeden Zylinders entsprechend der in den Speichermitteln (RAM) gespeicherten Daten; und
Mittel (MPU, ROM, Fig. 9A, Fig. 9B) zum Bestimmen einer zweiten Steuervariablen zu einem gegenüber dem be stimmten Zeitpunkt späteren Zeitpunkt während des be stimmten Hubs entsprechend derselben in den Speichermit teln (RAM) gespeicherten Daten.

13. Zündzeitpunkteinstellungs-Steuervorrichtung eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors zur computergestützten Bestimmung der Steuervariablen des Motors unabhängig für jeden Zylinder entsprechend den die Betriebsbedingung des Mehrzylinder-Verbrennungsmotors darstellenden Daten, wo bei die Daten mit vorgegebener Zeiteinstellung ermittelt werden, gekennzeichnet durch
Sensormittel (3, 19) zum Ermitteln von Daten we nigstens der Ansaugluftströmungsrate (Qa) und der Motor drehzahl (Ne);
Speichermittel (RAM) zum Speichern der Daten;
Rechenmittel (MPU, ROM, Fig. 9A, Fig. 9B) zum Be stimmen einer Basis-Kraftstoffströmungsrate (Ti) zu einem bestimmten Zeitpunkt eines bestimmten Hubs eines jeden Zylinders entsprechend der in den Speichermitteln (RAM) gespeicherten Daten; und
Mittel (MPU, ROM Fig. 9A, Fig. 9B) zum Bestimmen der Zündzeitpunkteinstellungsdaten (ADV) zu einem gegen über dem bestimmten Zeitpunkt späteren Zeitpunkt während des bestimmten Hubs entsprechend der Basis-Kraftstoff strömungsrate und der in den Speichermitteln (RAM) ge speicherten Daten.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß in den Speichermitteln (RAM) Datenabbildun gen (Fig. 4, Fig. 5) gespeichert sind, die die Beziehung zwischen "der Basis-Kraftstoffströmungsrate bzw. der Motordrehzahl und der optimalen Zündzeitpunkteinstellung" zeigen, wobei die Mittel zum Bestimmen der Zündzeitpunk teinstellung Mittel (MPU, ROM, 94) umfassen, mit denen die Zündzeitpunkteinstellung eines jeden Zylinders durch Bezugnahme auf die Datenabbildungen bestimmt wird.