DE4100334C2

DE4100334C2 -

Info

Publication number: DE4100334C2
Application number: DE4100334A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Kondo; Yasuhiko Himeji Hyogo Jp Ishida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1992-06-11
Also published as: DE4100334A1; JPH03233157A; US5060612A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Einlaßluftmenge-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Einlaßluftmenge für die Maschine umfaßt, eine Kurbelwinkel-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Kurbelwinkels der Maschine, und eine Brennstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in die Maschine in einer von einer Berechnungsvorrichtung erhaltenen Brennstoffeinspritzmenge, sowie eine Abfragevorrichtung zum Abfragen der Einlaßluftmenge zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer elektronischen Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen (1) einen Luftfilter, das Bezugszeichen (2) einen Hitzdraht-Luftströmungssensor, das Bezugszeichen (3) einen Einlaßluft-Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der angesaugten Luft, das Bezugszeichen (4) eine in einem Lufteinlaßrohr angeordnete Drosselklappe zur Steuerung einer in die Maschine (16) anzusaugende Luftmenge, das Bezugszeichen (5) einen Drosselklappenöffnungswinkelsensor, der mit der Drosselklappe (4) verbunden ist, um einen Öffnungswinkel der Drosselklappe zu erfassen, das Bezugszeichen (6) einen Zwischenbehälter, das Bezugszeichen (7) ein Nebenluftmenge-Einstellventil, das in einer Luftleitung (14) angeordnet ist, die den Zuström- und den Abströmbereich der Drosselklappe (4) miteinander verbindet, das Bezugszeichen (8) einen Einlaßverteiler, das Bezugszeichen (9) einen Wassertemperatursensor, der an einer Kühlwasserleitung befestigt ist, in der Kühlwasser zum Kühlen der Maschine (16) strömt, das Bezugszeichen (10) eine an jedem Zylinder befestigte Einspritzdüse, das Bezugszeichen (11) ein durch einen (nicht dargestellten) Nocken angetriebenes Lufteinlaßventil, das Bezugszeichen (12) einen Zylinder, das Bezugszeichen (13) einen Kurbelwinkelsensor zum Erfassen eines Kurbelwinkels und der Umlaufgeschwindigkeit der Maschine (16), und das Bezugszeichen (15) eine Regeleinheit (ECU).

Die Betriebsweise der Brennstoffregelvorrichtung, wie sie in ähnlicher Weise aus DE 36 09 070 A1 bekannt ist, wird nunmehr beschrieben.

Die Regeleinheit (15) soll eine Brennstoffzufuhrmenge zur Maschine auf der Grundlage einer Einlaßluftmenge bestimmen, die durch den Luftströmungssensor (2) erfaßt wird, sowie eines Kurbelwinkelsignals, das vom Kurbelwinkelsensor (13) erzeugt wird und einer Kühlwassertemperatur, die vom Wassertemperatursensor (9) erfaßt wird, und die Einspritzdüse (10) veranlassen, Brennstoff synchron mit dem Kurbelwinkelsignal einzuspritzen. Die Ausgangssignale des Einlaßlufttemperatursensors (3) und des Drosselklappenöffnungswinkelsensors (5) werden als Hilfsparameter verwendet. Die Regeleinheit (15) reguliert ferner das Nebenluftmenge-Einstellventil (7). Jedoch werden die Einzelheiten des Betriebes bezüglich der Regelung des Einstellventils (7) weggelassen.

Bei der Berechnung der Einlaßluftmenge durch die Regeleinheit (15) erfolgt die Berechnung der Einlaßluftmenge (Q) derart, daß die vom Luftströmungssensor (2) erfaßte Einlaßluftmenge (Q) in konstanten Zeitabständen abgefragt und der Mittelwert (Q_A) der abgefragten Einlaßluftmengen synchron mit einer vorderen Flanke (oder hinteren Flanke), beispielsweise einem Punkt (B) eines Kurbelwinkelsignals, erhalten wurde. Anders ausgedrückt, der Mittelwert (Q_A) der Einlaßluftmengen wurde in der Zeitspanne zwischen benachbarten Vorderflanken, beispielsweise den Punkten (A, B) des Kurbelwinkels erhalten. Somit gilt:

Somit wurde eine Brennstoffmenge für die Maschine auf der Grundlage dieses Wertes erhalten.

Da die vorstehend aufgeführte bekannte Vorrichtung derart betrieben wurde, daß die Brennstoffmenge für die Maschine auf der Grundlage des Mittelwertes der Einlaßluftmengen berechnet wurde, die zwischen gegebenen Kurbelwinkeln abgefragt wurde, wurde bei Betrieb der Maschine mit hohen Umlaufzahlen gemäß Fig. 3 die Periode eines Kurbelwinkelsignals kurz. Dies führt zu einer Verringerung der Anzahl der Abfragen der Einlaßluftmenge. Entsprechend haben, selbst wenn jede Einlaßluftmenge für die Maschine bei gleichmäßigem Betrieb konstant ist, eine am Punkt (D) berechnete Einlaßluftmenge (QAD) und eine am Punkt (E) berechnete Einlaßluftmenge (QAE) jeweils Werte (Q10/1 und Q20/1); somit sind die Werte (QAD) und (QAE) von der tatsächlichen Einlaßluftmenge verschieden. Dies liegt daran, daß die Anzahl der Abfragen relativ zu einer Kurbelwinkelperiode zu klein ist. Um eine ausreichende Anzahl von Abfragen zu gewährleisten, kann in Betracht gezogen werden, daß eine Berechnungsperiode eines Kurbelwinkels zwei- oder dreimal so lang wie eine Kurbelwinkelsignalsperiode sein sollte. In diesem Falle ist jedoch das Problem eines schlechten Ansprechens vorhanden, da die Anzahl der Abfragen zu groß ist, wenn die Maschine bei einer niedrigen Drehzahl betrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, die Einlaßluftmenge in einem Bereich von einer niedrigen Drehzahl bis zu einer hohen Drehzahl der Maschine korrekt und rasch zu berechnen und die Brennstoffeinspritzung zuverlässig zu regeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine erste Berechnungsvorrichtung zur Berechnung eines Mittelwertes der abgefragten Werte jedesmal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, eine Schaltvorrichtung zur Änderung des Wertes des vorbestimmten Kurbelwinkels entsprechend der Maschinendrehzahl, und eine zweite Berechnungsvorrichtung zur Berechnung einer Brennstoffeinspritzmenge auf der Grundlage des berechneten Mittelwertes.

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler ihrer begleitenden Vorteile ergibt sich zum besseren Verständnis derselben aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektronischen Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die den gleichen Aufbau wie die erfindungsgemäße Vorrichtung hat;

Fig. 2 eine Darstellung des Betriebes einer bekannten Brennstoffregelvorrichtung;

Fig. 3 eine Darstellung des Betriebes, die eine Schwierigkeit der bekannten Vorrichtung angibt; und

Fig. 4 und 5 jeweils Ablaufdarstellungen, die den Betrieb einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffregelvorrichtung angeben.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoffregelvorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Aufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennstoffregelvorrichtung ist der gleiche wie in Fig. 1 angegeben.

In einer Ablaufdarstellung, die Abfragevorgänge angibt, die gemäß Fig. 4 in konstanten Zeitabständen durchgeführt werden, ist es erwünscht, daß die Abfrageperiode kürzer ist als die kleinste Periode, die als Periode eines Kurbelwinkelsignals betrachtet werden kann.

In der Stufe (S1) wird eine Einlaßluftmenge (Q) aus einem Ausgangssignal des Luftströmungssensors (2) erhalten. In der Stufe (S2) wird die abgefragte Einlaßluftmenge (Q) zu einem integrierten Wert (QSUM) addiert und der vom Zähler gezählte Wert (N) wird auf (N+1) gestellt. Somit ist die Behandlung beendet.

Fig. 5 ist eine Ablaufdarstellung, um synchron mit den vorderen oder hinteren Flanken des Kurbelwinkelsignals den Durchschnitt der zu führenden Einlaßluftmengen zu nehmen.

In der Stufe (S10) wird bestimmt, ob die Drehzahl der Maschine einen vorgegebenen oder höheren Wert aufweist oder nicht aufweist. Ist die Maschinendrehzahl niedriger als der vorgegebene Wert, womit die Kurbelwinkelperiode ausreichend lang ist, geht die nachfolgende Stufe zur Stufe (S11), in welcher ein Mittelwert (QA) der Einlaßluftmenge erhalten wird, indem der integrierte Wert der Einlaßluftmenge (QSUM) durch die Anzahl (N) der Abfragen in einer Kurbelwinkelperiode geteilt wird.

Hat die Maschinendrehzahl einen vorgegebenen oder größeren Wert, d. h. daß in diesem Falle die Periode des Kurbelwinkelsignals kurz ist, so geht die folgende Stufe zur Stufe (S12). In der Stufe (S12) werden die Anzahl (N) der Abfragen in einer vorliegenden Periode des Kurbelwinkelsignals, die Anzahl (N(i-1)) der Abfragen in einer vorhergehenden Periode und die Anzahl (N(i-2)) in einer vor der vorhergehenden Periode liegenden Periode summiert. Andererseits werden die integrierten Werte der Einlaßluftmenge (QSUM, QSUM(i-1) und QSUM(i-2)) in den vorstehend aufgeführten Kurbelwinkelperioden summiert. Anschließend wird ein Mittelwert der Einlaßluftmenge erhalten, indem der durch Summierung der integrierten Werte der Einlaßluftmenge erhaltene Wert durch die Größe erhalten wird, die durch Summierung der Anzahl der Abfragen erhalten wird.

In der Stufe (S13) werden sowohl der integrierte Wert (QSUM) und der gezählte Wert (N) auf Null gelöscht, die folgende Stufe geht zur nächsten weiter.

In der vorstehend aufgeführten Ausführungsform werden die in einer Kurbelwinkelperiode abgefragten Einlaßluftmengen gemittelt, da bei niedriger Maschinendrehzahl die Kurbelwinkelperiode lang ist. Ist andererseits die Maschinendrehzahl hoch, d. h. die Kurbelwinkelperiode kurz, so wird eine Durchschnittsermittlung der Einlaßluftmengen über drei Kurbelwinkelperioden hinweg durchgeführt. Somit können die Nachteile eines schlechten Ansprechens bei niedriger Maschinendrehzahl und von nicht korrekten Daten bezüglich der Einlaßluftmenge bei hoher Maschinendrehzahl vermieden werden.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein einzelner vorgegebener Wert bezüglich der Maschinendrehzahl verwendet wird, wird eine Beurteilung zur Mittelung der Einlaßluftmengen einmal durchgeführt, abhängig davon, ob die Maschinendrehzahl höher oder niedriger als der vorgegebene Wert ist. Jedoch können eine Anzahl vorgegebener Werte derart verwendet werden, indem diese so unterteilt werden, daß eine Beurteilung eine Anzahl von Male durchgeführt wird. Ferner kann die Kurbelwinkelperiode ebenfalls abhängig von einem verwendeten System geändert werden. Schließlich ist es weiter möglich, die Einlaßluftmengen abhängig von der Kurbelwinkelperiode zu mitteln.

Somit wird erfindungsgemäß der Kurbelwinkel abhängig von der Maschinendrehzahl geändert und es wird ein Mittelwert der abgefragten Einlaßluftmengen, entsprechend dem durch die Maschinendrehzahl bestimmten Zustand, berechnet. Der Kurbelwinkel zur Mittelung der Einlaßluftmenge wird groß gemacht, wenn die Maschinendrehzahl hoch ist, und er wird klein gemacht, wenn diese niedrig ist. Somit kann eine geeignete Anzahl Abfragen in einem Bereich von niedriger Drehzahl bis zu hoher Drehzahl vorgesehen werden und die Berechnung der Einlaßluftmenge kann korrekt und rasch erhalten werden. Ferner kann die Brennstoffregelung ebenfalls erhalten werden.

Claims

1. Brennstoffregelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Einlaßluftmenge-Erfassungsvorrichtung (2) zum Erfassen einer Einlaßluftmenge für die Maschine umfaßt, eine Kurbelwinkel-Erfassungsvorrichtung (13) zum Erfassen eines Kurbelwinkels der Maschine, und eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (10) zum Einspritzen von Brennstoff in die Maschine in einer von einer Berechnungsvorrichtung (15) erhaltenen Brennstoffeinspritzmenge, sowie eine Abfragevorrichtung zum Abfragen der Einlaßluftmenge zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt, gekennzeichnet durch eine erste Berechnungsvorrichtung zur Berechnung eines Mittelwertes der abgefragten Werte jedesmal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, eine Schaltvorrichtung zur Änderung des Wertes des vorbestimmten Kurbelwinkels entsprechend der Maschinendrehzahl, und eine zweite Berechnungsvorrichtung zur Berechnung einer Brennstoffeinspritzmenge auf der Grundlage des berechneten Mittelwertes.

2. Brennstoffregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Maschinendrehzahl einen vorgegebenen oder höheren Wert hat, der Mittelwert erhalten wird, indem die Summe der gesammelten Werte der Lufteinlaßmenge (QSUM) infolge der Abfrage in einer gegenwärtig vorliegenden Kurbelwinkelperiode und der gesammelten Werte der Lufteinlaßmenge infolge der Abfrage in zumindest einer vorausgehenden Kurbelwinkelperiode durch die Summe der Anzahl (N) der gegenwärtigen Abfragen und die Anzahl (N(i-1)) zumindest der vorausgehenden Abfrage geteilt wird.