DE4134522C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Anlassen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzsteuerung beim Anlas­ sen einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 (Vorrichtung) bzw. des Patentanspruchs 9 (Ver­ fahren) angegebenen Gattung.

Bei herkömmlichen elektronischen Kraftstoffeinspritzsteue­ rungen wird die beim Anlassen der Brennkraftmaschine einzu­ spritzende Kraftstoffmenge durch elektrische Impulse kon­ stanter Länge unabhängig von der den Zylindern zugeführte Luftmenge bestimmt. Da sich die Ansaugluftmenge für die einzelnen Zylinder mit der Motortemperatur und mit der Mo­ tordrehzahl ändert, müßten die Impulse so eingestellt wer­ den, daß ein Anlassen der Brennkraftmaschine unter allen Bedingungen sichergestellt ist. Für die Anlaßphase wurde den Einflüssen der Betriebsparameter der Einspritzeinrich­ tung und der Brennkraftmaschine sowie von unterschiedlichen Kraftstoffarten, wie etwa schweres Benzin oder leichtes Benzin, keine Beachtung geschenkt, so daß das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis während des Anlaßvorganges stark streute und sich die Anlaßeigenschaften der Brennkraftmaschine von einem Fahrzeug zum anderen und auch von einem geographi­ schen Gebiet zum anderen veränderten.

Aus JP 63-21 816 B2 ist eine Einspritzsteuerung für den An­ laßvorgang einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Anlaßphase in eine be­ stimmte Korrelation zu einem ersten Zeitintervall T₁, das sich bis zur ersten Explosion erstreckt, und zu einem zwei­ ten Zeitintervall T₂, das sich von der ersten Explosion bis zu einem vollständigen Verbrennungsvorgang erstreckt, ge­ setzt wird. Zum Anlassen wird ein gespeicherter Kraftstoff­ korrekturwert verwendet, der einer erfaßten Motor-Wasser­ temperatur entspricht. Ferner werden die erfaßten Zeitin­ tervalle T₁ und T₂ mit vorhergehenden Werten für die gleiche Motor-Wassertemperatur verglichen. Daraufhin wird der ge­ speicherte Kraftstoffkorrekturwert auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses und mit Bezug auf die bewiesene Kor­ relation modifiziert und für den nächsten Motoranlaßvorgang bei der entsprechenden Motor-Wassertemperatur gespeichert. In Versuchen hat sich jedoch für diese Steuereinrichtung gezeigt, daß die Anlaßzeit selbst bei einem optimalen Luft- Kraftstoff-Verhältnis um ungefähr 0,3 s streut und daß bei einem abgemagerten Luft-Kraftstoff-Verhältnis die Streuung zunimmt. Wenn das Zeitintervall T₁ relativ lang und das Zeitintervall T₂ relativ kurz ist, wird das Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis während des Anlassens als mager einge­ stuft. Wenn jedoch durch Nachtropfen während der Still­ standszeit Kraftstoff im Ansaugrohr vorhanden ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim Anlassen übermäßig fett, so daß die erste Explosion erst nach Ausspülen der vorhandenen Kraftstoffmenge erfolgt. In diesem Fall wird das erste Zeitintervall T₁ bis zur ersten Explosion lang und das Zeitintervall T₂ bis zum vollständigen Verbrennungsvorgang kurz, auch wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim Anlas­ sen fett ist. Dies hat wiederum zur Folge, daß das Luft- Kraftstoff-Verhältnis beim Anlassen des Motors von der Steuereinrichtung fehlerhaft bestimmt werden kann. Die An­ laßzeit hängt stark von der jeweiligen Motortemperatur bei geringen Temperaturen ab, weil die Viskosität des Motoröls hoch und die Batteriespannung gering sind. Aus diesem Grund müssen in dieser Steuereinrichtung umfangreiche Datensätze für die Zeitintervalle T₁, T₂ und für die Kraftstoffkorrek­ turwerte bei unterschiedlichen Temperaturen in einem RAM gespeichert werden, was eine hohe Speicherkapazität erfor­ dert.

Aus der DE 38 17 593 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Anlaßbetriebes einer Brennkraftmaschine bekannt, die eine Einheit zum Erfassen des Startzustandes sowie Sensoren zum Erfassen weiterer Betriebsparameter, z. B. der Motortem­ peratur, enthält. Die für das Anlassen der Brennkraftma­ schine erforderliche Kraftstoffmenge wird auf der Grundlage der Startsignale der Erfassungseinrichtung und der von den Sensoren gemessenen Betriebsparameter berechnet. Die seit Beginn eines Startvorganges verstrichene Zeit wird in einem Zähler erfaßt, durch dessen Ausgangssignale die errechnete Kraftstoffmenge zum Starten der Brennkraftmaschine verrin­ gert wird, wobei die im Zähler erfaßte Anlaßzeit zur Kor­ rektur des momentanen Anlaßvorganges verwendet wird.

Die JP 01-151 739 A1 befaßt sich mit dem Problem der Vermei­ dung von mehreren erfolglosen Startversuchen, wobei zu die­ sem Zweck die jeweils zugeführte Kraftstoffmenge erhöht wird, wenn vorhergehende Startversuche nicht zum Anspringen der Brennkraftmaschine geführt haben. Abgesehen von dem allgemeinen Merkmal der Kraftstoffmengen-Regelung bestehen keine weiteren Berührungspunkte zum Erfindungsgegenstand.

In der US 4 705 004 A ist eine Steuerung der Kraftstoffzu­ fuhr während eines Anlaßvorganges bei kalter Brennkraftma­ schine beschrieben, bei welcher die einem Kaltstart-Ein­ spritzventil zugeführte Kraftstoffmenge über die Zeit und in Abhängigkeit von der erfaßten - niedrigen - Motortempe­ ratur gesteuert wird, wobei hier keine Unterteilung der An­ laßphase in bestimmte Zeitperioden erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Anlas­ sen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Ver­ gleichmäßigung der Anlaßvorgänge und der Anlaßzeiten auch bei wechselnden Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und Änderungen der Kraftstoffzusammensetzung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patent­ ansprüchen 1 (Vorrichtung) und 9 (Verfahren) angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale und Maßnahmen wird ei­ ne möglichst kurze Anlaß-Zeitdauer für unter unterschiedli­ chen Bedingungen ablaufende Anlaßvorgänge erreicht, um zu verhindern, daß der Anlasser-Motor längere Zeit läuft und dadurch die Batterie entleert. Diese Notwendigkeit ergibt sich dann, wenn das in die jeweiligen Zylinder eingespritz­ te Gemisch zu mager oder zu fett, d. h. zündunwillig, ist. Gemäß der Erfindung wird die Wirksamkeit des Parameters, der die Kraftstoffeinspritzungsfaktoren entsprechend der Laufzeit des Anlasser-Motors (d. h. der Anlaßzeit) bestimmt und die für den nächst folgenden Anlaßvorgang benötigte Kraftstoffmenge so modifiziert, daß sich eine gleichblei­ bend kurze Laufzeit des Anlasser-Motors ergibt. Zu diesem Zweck wird eine vorgegebene Anlaß-Zeitspanne in mehrere gleiche Zeitabschnitte, d. h. Zeitränge, unterteilt und die Werte von mehreren sich während dieser Anlaßzeit ändernden Einflußfaktoren werden den jeweiligen Zeiträngen zugeord­ net, um jeweils einen Korrekturfaktor für jeden dieser Zeitränge zu erhalten. Ein Grund für die Aufteilung in meh­ rere Zeitabschnitte liegt darin, daß sich die Größe der einzelnen Einflußfaktoren und damit auch die Beeinflussung der Kraftstoffmenge mit dem Typ der jeweiligen Brennkraft­ maschine ändert. Wenn demgemäß die Wertigkeit der jeweili­ gen Einflußfaktoren vorher bestimmt und die Kraftstoffmenge für einen Anlaßvorgang zur Kompensation dieses vorbestimm­ ten Einflußfaktors korrigiert wird, kann ein genaues Luft- Kraftstoff-Verhältnis für den jeweils nachfolgenden Anlaß­ vorgang erhalten werden.

In den Unteransprüchen sind besondere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Brennkraftmaschine mit einer im Blockschaltbild dargestellten Steuervorrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuervorrich­ tung nach Fig. 1;

Fig. 3 im Blockschaltbild einen Funktionsablauf der Steuervorgänge;

Fig. 4, 5 graphisch Beziehungen zwischen der Motor­ drehzahl und der Zeit bei einem Anlaßvor­ gang zur Bestimmung der Motoranlaßzeit;

Fig. 6 graphisch die Beziehung zwischen einem Korrekturkoeffizienten K_TM der Anlaßzeit und der Wassertemperatur T_w;

Fig. 7 graphisch die Beziehung zwischen einem Korrekturkoeffizienten K_REV und dem Dreh­ winkel;

Fig. 8 graphisch die erfindungsgemäß verwendete Beziehung zwischen einem Anlaßzeitrang SR und einer Standard-Anlaßzeit S_Zeit;

Fig. 9 graphisch die erfindungsgemäß verwendete Beziehung zwischen einem Korrekturkoeffi­ zienten K_CNT und einem Korrekturzählstand CNT;

Fig. 10 graphisch die zur Bestimmung der Benzinart erfindungsgemäß verwendete Beziehung zwi­ schen einem Anlaßimpuls-Korrekturkoeffi­ zienten K_START und einem Anlaßzeitrang SR;

Fig. 11 im Flußdiagramm die einzelnen Funktions­ abläufe der Steuerung gemäß Fig. 3;

Fig. 12 im Flußdiagramm die Funktionsabläufe bei der Ermittlung der Korrekturkoeffizienten und der Auswahl des Anlaßzeitrangs bei der Steuerung nach Fig. 3;

Fig. 13 im Flußdiagramm die Berechnung des den jeweiligen Anlaßzeitrang repräsentierenden Korrekturwertes K_SUM bei der Steuerung nach Fig. 3;

Fig. 14 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Be­ stimmung der Kraftstoffart im Blockschalt­ bild nach Fig. 3;

Fig. 15 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Er­ fassung der Betriebsbedingungen, der Be­ rechnung der Kraftstoffeinspritzung, der Korrektur der Kraftstoffeinspritzung und der Erzeugung der Einspritzimpulse in der An­ laßperiode im Blockschaltbild nach Fig. 3; und

Fig. 16 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Betriebsbedingungserfassung, der Kraftstoff­ einspritzberechnung, der Korrektur der Kraftstoffeinspritzberechnung und der Kraft­ stoffeinspritzimpulserzeugung nach der An­ laßperiode auf der Grundlage der Kraftstoff­ artbestimmung in dem in Fig. 3 gezeigten Blockschaltbild.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Brennkraftma­ schine mit einer elektronischen Kraftstoffeinspritzsteue­ rung wird Ansaugluft in einen Einlaßkanal 2 eines Luftfil­ ters 1 angesaugt und strömt über einen Hitzdraht-Luftströ­ mungsmesser 3 zum Erfassen der Luftmenge, einen Kanal 4 und eine Drosselklappe 5 in einen Sammler 6. Im Sammler 6 wird die Luft auf mehrere in die Brennkraftmaschine 7 führende Ansaugrohre 8 aufgeteilt und in die entsprechenden Zylinder geschickt. Der Kraftstoff wird von einer Kraftstoffpumpe 10 aus einem Kraftstofftank 9 über ein Schwimmerventil 11 und einen Filter 12 zu Einspritz-Ventilen 13 in den Ansaugroh­ ren 8 gefördert und in die Zylinder eingespritzt. Einer Steuereinheit 15 werden Signale zugeführt, welche die Be­ triebsbedingungen der Brennkraftmaschine 7, wie etwa die Ausgangssignale Q_a des Hitzdraht-Luftmengenmessers 3, die Ausgangssignale T_w eines Wassertemperatur-Sensors 19, die Ausgangssignale eines in einen Verteiler 16 eingebauten Drehzahlsensors, und die Ausgangssignale θ eines Drossel­ klappensensors 18, kennzeichnen.

Die in Fig. 2 im einzelnen gezeigte Steuereinheit 15 be­ rechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge und stellt die Ven­ tilöffnungszeiten der Einspritzeinrichtungen 13 dementspre­ chend ein. In der Steuereinheit 15 erarbeitet eine MPU 100 die Kraftstoffeinspritzwerte und die Zündzeitpunkte auf der Grundlage verschiedener Arten von Eingangssignalen, die über einen Bus 104 von einer E/A-LSI-Schaltung 103 ge­ schickt werden. Ferner ist die MPU 100 über einen Bus 104 mit einem ROM 101 verbunden, in dem Verarbeitungsabfolgen und für die Verarbeitung notwendige feste Informationen ge­ speichert sind. Außerdem ist die MPU 100 über einen Bus 104 mit einem RAM 102 (Schreib-/Lese-LSI-Speicher) verbunden, in dem verschiedene Arten von in der MPU 100 verarbeiteten Informationen gespeichert sind und das stets mit elektri­ scher Leistung versorgt wird, selbst wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, so daß der Speicherinhalt gehalten wird. Die E/A-Schaltung 103 umfaßt einen A/D-Umsetzer, durch den analoge Signale vom Hitzdraht-Luftströmungsmesser 3, von einem O₂-Sensor, vom Wassertemperatursensor 19, von einem Batteriespannungsdetektor und vom Drosselklappensensor 18 in digitale Signale umgewandelt werden und an die MPU 100 geschickt werden. Ferner werden in der E/A-Schaltung 103 EIN-AUS-Signale vom Kurbelwinkelsensor, von einem Leerlauf­ schalter und von einem Anlasserschalter verarbeitet. Ande­ rerseits dient die E/A-Schaltung 103 dazu, die von der MPU 100 verarbeitete Kraftstoffeinspritzinformation zu empfan­ gen und Ventilöffnungssignale an die Einspritzeinrichtungen 13 zu senden.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektro­ nischen Kraftstoffeinspritzsteuerung wird mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben. In einer Erfassungseinrichtung S1 wer­ den die Meßsignale der vorstehend genannten Sensoren verar­ beitet. Eine Recheneinheit S2 berechnet die von den Ein­ spritzventilen 13 in die einzelnen Zylinder zu injizieren­ den Kraftstoffmengen anhand einer vorgegebenen arithmeti­ schen Beziehung und der verarbeiteten Meßsignale. Die er­ rechneten Werte der Kraftstoffmengen werden in einer Kor­ rektureinrichtung S3 durch gespeicherte Korrekturwerte kor­ rigiert und anschließend in einer Einrichtung S4 in Impuls­ signale zum Öffnen der Einspritzventile 13 umgewandelt und an die Einspritzventile 13 geliefert.

In einer Erfassungseinheit S5 wird die Anlaßzeit der Brenn­ kraftmaschine 7 auf der Grundlage einer Drehzahl N_c und ei­ ner zugerechneten Zeitverzögerung T_v bestimmt, wobei diese Drehzahl N_c einen Zustand kennzeichnet, bei dem die Brenn­ kraftmaschine 7 ohne Unterstützung durch den Anlassermotor selbsttätig weiterläuft.

In dieser Einheit S5 wird der Zeitpunkt t₁ gespeichert, in dem die Drehzahl N_c erreicht wird. Wenn nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitverzögerung T_v die Motordrehzahl über die­ ser Drehzahl N_c bleibt. Die vorgegebene Verzögerungszeit T_v verhindert eine fehlerhafte Bestimmung der Anlaßzeit, was nach Fig. 5 dann auftreten kann, wenn die Motordrehzahl in den Zeitpunkten t₁ oder t₂ die Drehzahl N_c zufällig über­ steigt und erst der Zeitpunkt t₃ die tatsächliche Anlaßzeit darstellt.

Die erfaßte Anlaßzeit wird durch Multiplikation mit einem Korrekturkoeffizienten K_TM standardisiert, der gemäß Fig. 6 auf der Grundlage der Kühlwasser-Temperatur T_w erhalten wird und der durch die Motortemperatur bedingte Änderungen der Anlaßzeit kompensiert. Ferner wird die Anlaßzeit mit einem weiteren Korrekturkoeffizienten K_REV gemäß Fig. 7 mul­ tipliziert, der auf der Grundlage des Motordrehwinkels REV bis zu einem vollständigen Verbrennungsvorgang erhalten wird, und durch den eine Verlängerung der Anlaßzeit auf­ grund einer durch einen Abfall der Batteriespannung verur­ sachte Drehzahlverringerung kompensiert wird. Im Ergebnis wird eine Standardanlaßzeit S_Zeit erhalten.

Anschließend wird in einer Beurteilungseinheit S6 ein An­ laßzeitrang für die errechnete Standardanlaßzeit auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Anlaßzeitrang und der Standardanlaßzeit gemäß Fig. 8 bestimmt. Um eine Ver­ längerung der Standardanlaßzeit bei magerem Luft-Kraft­ stoff-Gemisch zu vermeiden, werden die Standardanlaßzeit­ bänder mit zunehmendem Anlaßzeitrang verlängert.

In einer weiteren Recheneinheit S7 wird ein Korrekturwert in Abhängigkeit von einem Anlaßzeitrang berechnet, welcher eine erhaltene Standardanlaßzeit repräsentiert. Die den An­ laßzeitrang beeinflussenden in der Tabelle 1 angegebenen Hauptfaktoren sind durch Variable als eine Funktion ihres Einflusses angegeben. Die jeweiligen Variablen zur Korrek­ tur der jeweiligen Faktoren werden so bestimmt, daß beim Anlaßvorgang eine Annäherung an ein optimales Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis erzielt wird. Zu diesem Zweck werden die jeweiligen Variablen so eingestellt, daß die Standardanlaß­ zeit gegen einen Wert konvergiert, der dem Anlaßzeitrang 2 oder 3 entspricht. In dieser Recheneinheit 7 wird die Summe der Variablen der jeweiligen Faktoren auf der Grundlage des erhaltenen Anlaßzeitrangs SR berechnet.

Im folgenden werden die zur Bestimmung des Korrekturwertes für eine Anlaßzeitspanne relevanten Hauptfaktoren und eini­ ge ihrer Variablen erläutert. Die fertigungsbedingten Strö­ mungsänderungen in den Kraftstoffeinspritzanlagen sind ei­ ner dieser Hauptfaktoren, welche die Standardanlaßzeit be­ stimmen. Der Faktor INJ_L kennzeichnet eine geringere Strö­ mungsmenge in einer Einspritzanlage, die ein mageres Luft- Kraftstoff-Gemisch ergibt, durch das die Anlaßzeit verlän­ gert wird. Dementsprechend ergibt sich ein positiver Kor­ rekturwert von +1% (+0,01) für den Anlaßzeitrang 3 und von +3% (+0,03) für den Anlaßzeitrang 4. Dieser positive Kor­ rekturwert besagt, daß die Kraftstoffmenge für den nächsten Anlaßvorgang nach oben korrigiert werden muß. Der Faktor INJ_R repräsentiert einen höheren Strömungsdurchsatz bei ei­ ner anderen Kraftstoffeinspritzanlage, durch den das Luft- Kraftstoff-Gemisch während der Anlaßperiode fett ist und die Anlaßzeit verkürzt wird, so daß dem Anlaßzeitrang 1 ein negativer Korrekturwert von -3% (-0,03) und dem Anlaßzeit­ rang 2 ein negativer Korrekturwert von -1% (-0,01) zuge­ ordnet wird. Der Faktor POI kennzeichnet einen den Kraft­ stoffdurchfluß vermindernden Verstopfungsgrad der Ein­ spritzanlage, bei dessen Zunahme die Durchflußmenge abnimmt und das Luft-Kraftstoff-Gemisch beim Anlassen abmagert, so daß bei zunehmendem Zeitrang ein größerer positiver Korrek­ turwert erhalten wird. Ferner sind in Tabelle 1 ein Faktor LEAK für das Niederschlagen von Kraftstoff an den Saugrohr­ wänden, ein Faktor HGAS für ein schweres Benzin und ein Faktor LGAS für leichtes Benzin angegeben.

Es wurde festgestellt, daß der Faktor LEAK praktisch nur im Temperaturbereich zwischen 50°C und 75°C beim Anlassen wirksam ist, so daß dieser LEAK-Faktor nur in diesem Tempe­ raturbereich berücksichtigt werden muß.

Ein vom erhaltenen Anlaßzeitrang abhängiger Gesamtkorrek­ turkoeffizient K_SUM wird durch Addition der Werte der Ein­ flußfaktoren erhalten und mit einem Korrekturkoeffizienten K_CNT multipliziert, der durch den in Fig. 9 gezeigten Kor­ rekturzählstand CNT bestimmt wird. Die Korrekturkoeffizien­ ten K_CNT verringern sich mit zunehmendem Korrekturzählstand, um eine Überkompensation zu vermeiden.

Nach Beendigung der obigen Operation wird schließlich ein Anlaßimpuls-Korrekturwert K_START für den nächsten Anlaßvor­ gang der Brennkraftmaschine gemäß der folgenden Gleichung bestimmt, in welcher der für die momentane Anlaßperiode des Motors verwendete Korrekturwert K_{START(momentan)} und das Produkt K_SUM · K_CNT verwendet werden:

K_START = K_{START(momentan)} + K_SUM · K_CNT.

Der einem Speicher S9 entnommene Anlaßimpuls-Korrekturwert K_{START(momentan)}, der für den momentanen Motoranlaßvorgang ver­ wendet worden ist, wird mittels einer Aktualisierungsein­ heit S8 mit dem neuesten Anlaßimpuls-Korrekturwert aktuali­ siert und beim nächsten Anlaßvorgang verwendet.

Anschließend wird in einer Bestimmungseinheit S10 festge­ stellt, ob schweres oder leichtes Benzin verwendet wird, und zwar aufgrund der Zeitränge und des Korrekturkoeffizi­ enten K_START. Da schweres Benzin schlechter als leichtes Benzin verdampft, wird das zündfähige Luft-Kraftstoff- Gemisch magerer, wodurch sich die Anlaßzeit verlängert. Durch eine Verlängerung der Anlaßzeit erhöht sich der An­ laßzeitrang, so daß auch der Anlaßimpuls-Korrekturkoeffi­ zient K_START auf einen größeren Wert korrigiert werden muß. Bei hohen Anlaßzeiträngen und großen Korrekturkoeffizienten K_START wird gefolgert, daß schweres Benzin verwendet wird. Um jedoch eine fehlerhafte Beurteilung zu verhindern, wird das Ergebnis erst dann für die Steuerung verwendet, wenn eine vorgegebene Anzahl gleicher Beurteilungen erfolgt ist. Wenn in der Bestimmungseinheit S10 das verwendete Benzin als schweres Benzin bestimmt worden ist, wird die Kraft­ stoffeinspritzmenge während des Fahrzeugbetriebs nach der Anlaßperiode mittels der Korrektureinrichtung S3 erhöht, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu optimieren und den Motor­ betrieb zu stabilisieren. Wenn andererseits leichtes Benzin verwendet wird, erfolgt eine gegensinnige Korrektur.

Durch diese Adaptivregelung wird eine Verschlechterung der Anlaßcharakteristik aufgrund von Änderungen der Betriebspa­ rameter und der eingespritzten Kraftstoffmengen kompen­ siert, die durch Fertigungstoleranzen und die Verwendung von schwerem Benzin bedingt sind, so daß ein stabiler Be­ trieb während und nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine erhalten wird.

Das in Fig. 11 dargestellte Flußdiagramm gibt die Datenver­ arbeitung in der Erfassungseinheit S5 nach Fig. 3 an, die jeweils nach einem vorgegebenen Zeitintervall initiiert wird. Im Schritt 1000 wird anhand der EIN-AUS-Signale des Startschalters festgestellt, ob ein Anlaßvorgang beginnen soll. Wenn der Startschalter in die EIN-Position einge­ schaltet worden ist, wird mit einem Anlaßvorgang begonnen und im Schritt 1001 ein Anlaßanzeige-Zustandsbit START auf den Wert "1" gesetzt, was die momentane Anlaßbetriebsart anzeigt. Das Anlaßanzeige-Zustandsbit wird solange auf dem Wert "1" gehalten, bis im Schritt 1009 ein vollständiger Verbrennungsvorgang festgestellt wird, wobei zu Beginn die­ ser Routine im nächsten Zyklus das Anlaßanzeige-Zustandsbit im Schritt 1002 geprüft wird, auch wenn sich der Start­ schalter in der AUS-Position befindet und wenn hierbei das Anlaßanzeige-Zustandsbit den Wert "1" besitzt, geht die Verarbeitung zum Schritt 1003 weiter, so daß die gleiche Verarbeitungsroutine wie bei EIN-geschaltetem Starterschal­ ter abläuft, so daß durch die EIN-AUS-Signale des Start­ schalters die Feststellung eines vollständigen Verbren­ nungsvorgangs verhindert wird. Anschließend wird im Schritt 1003 die Motoranlaßzeit berechnet. Da die momentane Routine in jedem vorgegebenen Zeitintervall initiiert wird, wird in diesem Schritt ein Verfahren der Inkrementierung von T ver­ wendet.

Anschließend geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 1004, in dem die Motordrehzahl N und der Motordrehwinkel REV be­ rechnet werden. Danach geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 1005, in dem geprüft wird, ob die momentane Motor­ drehzahl N die einen vollständigen Verbrennungsvorgang an­ zeigende Drehzahl N_c übersteigt. Entsprechend dem Prüfer­ gebnis geht die Verarbeitung entweder weiter zum Schritt 1006, falls die Motordrehzahl N die Drehzahl N_c übersteigt, oder zum Schritt 1007, wenn noch kein Zeitpunkt t für einen vollständigen Verbrennungsvorgang gesetzt worden ist, wobei in diesem Schritt 1007 das bis zu diesem Zeitpunkt sich er­ streckende Zeitintervall T als Zeit t für einen vollständi­ gen Verbrennungsvorgang gesetzt wird; anschließend ist die Verarbeitung beendet. Wenn dagegen im Schritt 1006 ein Zeitpunkt t für eine vollständige Verbrennung gesetzt wor­ den ist, wird im Schritt 1008 geprüft, ob das Zeitinter­ vall, in dem die momentane Motordrehzahl N die Drehzahl N_c übersteigt, die vorgegebene Zeitspanne T_Verzögerung über­ steigt. Wenn das Zeitintervall diese Zeitspanne T_Verzögerung überschritten hat, wird im Schritt 1009 ein vollständiger Verbrennungsvorgang festgestellt und das Anlaßanzeige-Zu­ standsbit START wird auf den Wert "O" zurückgesetzt. Wenn anschließend die momentane Routine erneut initiiert wird, ist die Antwort im Schritt 1002 negativ, so daß keine dem Schritt 1003 folgenden Verarbeitungen ausgeführt werden und die Zeit t für einen vollständigen Verbrennungsvorgang bis zum Anhalten des Motors aufrechterhalten wird. Wenn die mo­ mentane Motordrehzahl N die Drehzahl N_c nicht übersteigt, wird im Schritt 1010 die gesetzte Zeit t₁ oder t₂ bis zu einem vollständigen Verbrennungsvorgang gemäß Fig. 5 ge­ löscht, um auf einen nächsten Zeitpunkt t₃ bis zu einem vollständigen Verbrennungsvorgang, beispielsweise t₃ in Fig. 5, zu warten.

In Fig. 12 ist ein Flußdiagramm für eine in der Anlaßzeit­ rang- Beurteilungseinrichtung S6 ausgeführte Verarbeitung gezeigt, die nach der Feststellung eines vollständigen Ver­ brennungsvorgangs einmal abgearbeitet wird. Zunächst wird im Schritt 2002 der in Fig. 6 erläuterte Korrekturkoeffizi­ ent K_TM aus einem Speicher ROM abgerufen, in welchem die in Fig. 6 gezeigten Daten in Form einer Tabelle abgelegt sind. Im folgenden Schritt 2003 wird der Motordrehwinkel REV bis zum vollständigen Verbrennungsvorgang unter Verwendung des Berechnungsergebnisses des Schrittes 1004 von Fig. 11 ein­ gelesen. Anschließend wird im Schritt 2004 der weitere Kor­ rekturkoeffizient K_REV abgerufen, dessen Berechnung unter Bezugnahme auf die in Fig. 7 gezeigten tabellierten Daten mittels eines ähnlichen Verfahrens wie beim Korrekturkoef­ fizienten K_TM ausgeführt wird. Danach wird im Schritt 2005 die Standard-Anlaßzeit S_Zeit erhalten, indem die im Schritt 1007 in Fig. 11 erhaltene Zeit t für einen vollständigen Verbrennungsvorgang mit den Anlaßzeit-Korrekturkoeffizien­ ten K_TM und K_REV multipliziert wird. Die auf den Schritt 2006 folgenden Schritte stellen eine Routine für die Be­ rechnung des Anlaßzeitrangs dar, die auf die in Fig. 8 ge­ zeigte Beziehung zurückgreift. Zunächst wird im Schritt 2006 ein Anlaßzeitrang SR von 1 angenommen. Wenn sich im Schritt 2007 zeigt, daß die Standardanlaßzeit S_Zeit unter 0,5 s liegt, ist die betrachtete Routine beendet, wobei der Anlaßzeitrang SR auf den Wert "1" gesetzt wird. Wenn die Antwort im Schritt 2007 negativ ist, wird im Schritt 2008 ein Anlaßzeitrang SR von "2" angenommen, wobei die Routine dann beendet ist, wenn im Schritt 2009 festgestellt wird, daß die Standardanlaßzeit S_Zeit unter 1,0 s liegt; in diesem Fall wird der Anlaßzeitrang SR auf "2" gesetzt.

Die gleichen Verarbeitungen werden bis zum Schritt 2020 wiederholt, um auf diese Weise den Anlaßzeitrang festzu­ stellen. Die Standard-Anlaßzeiten von 0,5 s, 1,0 s, 1,25 s, 1,5 s, 2,0 s, 3,0 s und 4,0 s für die jeweiligen Anlaß­ zeitränge, die in den Schritten 2007, 2009, 2011, 2013, 2015, 2017 und 2019 beispielhaft dargestellt sind, verän­ dern sich in Abhängigkeit von Merkmalen der jeweiligen Brennkraftmaschine wie etwa der Konfiguration der Verbren­ nungskammer, der Position der Zündkerzen und dem Vorhanden­ sein oder Nichtvorhandensein einer Verwirbelung, so daß diese Werte für die jeweiligen Motortypen experimentell ge­ wonnen werden müssen.

In Fig. 13 ist eine Routine für die Berechnung des Korrek­ turkoeffizienten K_START in der in Fig. 3 gezeigten Rechen­ einheit S7 dargestellt, die auf der Grundlage des in Fig. 12 erhaltenen Anlaßzeitrangs SR ausgeführt wird. Zunächst wird im Schritt 3000 der festgestellte Anlaßzeitrang einge­ lesen. In den Schritten 3001 bis 3005 werden die jeweiligen Werte der Faktoren IN_L, INJ_R, POI, HGAS und LGAS aus der Tabelle 1 abgerufen. Anschließend wird im Schritt 3006 die erfaßte Wassertemperatur T_WST eingelesen, die hier für die Bewertung des Faktors LEAK benötigt wird. Wenn im Schritt 3007 festgestellt wird, daß die Wassertemperatur T_WST zwi­ schen 50°C und 75°C liegt, werden im Schritt 3008 die Werte des LEAK-Faktors für den jeweiligen Anlaßzeitrang aus der Tabelle 1 abgerufen. Falls im Schritt 3007 die Antwort negativ ist, bleibt der LEAK-Faktor unberücksichtigt, so daß im Schritt 3009 die Werte der Faktoren INJ_L bis LEAK zu dem Korrekturkoeffizienten K_SUM addiert werden, der zur Be­ stimmung der Kraftstoffmenge verwendet wird, die für den nächstfolgenden Anlaßvorgang benötigt wird.

Die Schritte 3010 bis 3012 sollen eine Überkompensation durch den Korrekturkoeffizienten K_SUM vermeiden. Zunächst wird im Schritt 3010 der Korrekturzählstand CNT bis zum mo­ mentanen Zeitpunkt eingelesen, wobei der Anfangswert "0" ist. Durch die Inkrementierung des Korrekturzählstandes CNT im nächsten Schritt 3011 kann erkannt werden, wie oft der Gesamtkorrekturkoeffizient K_SUM, d. h. der tatsächliche An­ laßimpuls-Korrekturkoeffizient K_START, korrigiert worden ist. Im Schritt 3012 wird der Korrekturkoeffizient K_CNT un­ ter Bezugnahme auf die in Fig. 9 gezeigte Beziehung abgeru­ fen, während im Schritt 3013 ein Anlaßimpuls-Korrektur­ koeffizient K_START für die Kraftstoffmenge der nächsten An­ laßperiode berechnet wird. Anschließend ist die vorliegende Routine beendet.

In Fig. 14 ist eine Routine für die Bestimmung der verwen­ deten Kraftstoffart gezeigt, die in der Bestimmungseinrich­ tung S10 in Fig. 3 ausgeführt wird, wobei auf den bestimm­ ten Anlaßzeitrang SR und den Anlaßimpuls-Korrekturkoeffi­ zienten K_START zurückgegriffen wird. In den Schritten 4000 bzw. 4001 werden der jeweilige Anlaßzeitrang SR bzw. der Anlaßimpuls-Korrekturkoeffizient K_START eingelesen. An­ schließend wird im Schritt 4002 auf der Grundlage dieser beiden Datensätze unter Bezugnahme auf die in Fig. 10 ge­ zeigte Kraftstoffart-Abbildung die Art des verwendeten Kraftstoffs festgestellt. Im Schritt 4003 wird die Verar­ beitung zum Schritt 4004 geleitet, wenn sich bei der Beur­ teilung ergeben hat, daß schwerer Kraftstoff verwendet wird, andernfalls geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 4009.

Die Schritte nach dem Schritt 4004 bzw. nach dem Schritt 4009 dienen der Erhöhung der Zuverlässigkeit der obigen Be­ urteilung, wobei nach der wiederholten Bestätigung dessel­ ben Beurteilungsergebnisses in einer vorgegebenen Anzahl dieses Beurteilungsergebnis für die Steuerung verwendet wird. Zunächst wird im Schritt 4004 geprüft, ob die vorher­ gehende Beurteilung das Vorhandensein von schwerem Kraft­ stoff anzeigt. Wenn dies der Fall ist, geht die Verarbei­ tung weiter zum Schritt 4005, um einen Zuverlässigkeitszäh­ ler SCNT zu inkrementieren. Wenn anschließend im Schritt 4006 der Zuverlässigkeitszähler einen Wert größer oder gleich 5 besitzt, wird im Schritt 4007 ein Zustandsbit für schweren Kraftstoff auf den Wert "1" gesetzt, wobei ent­ schieden wird, daß momentan schwerer Kraftstoff verwendet wird. Wenn andererseits im Schritt 4004 die vorhergehende Beurteilung keinen schweren Kraftstoff anzeigt, wird die Zuverlässigkeit des Beurteilungsergebnisses als niedrig be­ trachtet, so daß die Verarbeitung zum Schritt 4008 weiter­ geht, in dem der Zuverlässigkeitszähler SCNT auf den Wert "0" zurückgesetzt wird, woraufhin die momentane Routine be­ endet ist. Die Schritte nach dem Schritt 4009 beziehen sich auf leichten Kraftstoff und stellen eine äquivalente Verar­ beitung wie bei schwerem Kraftstoff dar, so daß eine genaue Erläuterung dieser Verarbeitung weggelassen wird.

In Fig. 15 ist ein Flußdiagramm gezeigt, in dem der in der in Verbindung mit Fig. 13 erläuterten Routine erhaltene An­ laßimpuls-Korrekturkoeffizient K_START seinen Niederschlag im Anlaßimpuls der nächsten Anlaßperiode findet, wobei die Schritte 5000 und 5001 aus einer herkömmlichen Anlaßimpuls- Berechnungsroutine übernommen worden sind. Zunächst wird im Schritt 5000 die Wassertemperatur des Motors eingelesen, woraufhin auf der Grundlage dieser eingelesenen Daten ein Basis-Anlaßimpuls T_BST abgerufen wird. Dieser Basis-Anlaß­ impuls T_BST ist als Funktion der Wassertemperatur tabel­ liert, wobei bei abnehmender Wassertemperatur der Wert des Basisanlaßimpulses T_BST zunimmt. Anschließend wird im Schritt 5002 ein Anlaßimpuls-Korrekturkoeffizient K_START eingelesen, woraufhin im Schritt 5003 ein Anlaßimpuls T_ST als Produkt des Basis-Anlaßimpulses T_BST und des Anlaßim­ puls-Korrekturkoeffizienten K_START berechnet wird. Dieser Anlaßimpuls T_ST stellt eine Treiber-Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen dar, wobei über die in Fig. 2 gezeigte E/A-Schaltung 103 während der Dauer des An­ laßimpulses T_ST eine vorgegebene Spannung an die Kraft­ stoffeinspritzeinrichtungen angelegt wird, um in den Motor Kraftstoff zu liefern.

In Fig. 16 ist eine nach dem Anlassen des Motors ausgeführ­ te Routine gezeigt, mit der durch die Korrektur der Kraft­ stoffzuführungsmenge in steigender oder fallender Richtung auf der Grundlage der Kraftstoffart, die in der in Fig. 14 gezeigten Routine bestimmt worden ist, eine optimale Ver­ brennungsbedingung aufrechterhalten wird.

Die Schritte 6000 bis 6002 stellen eine herkömmliche Routi­ ne dar, in der eine Einspritzimpulsbreite während einer normalen Betriebsbedingung bestimmt wird. Das heißt, daß im Schritt 6000 ein Basiseinspritzimpuls T_p berechnet wird, anschließend im Schritt 6001 ein Kraftstoffzunahmekoeffizi­ ent nach dem Anlassen K_as berechnet wird und im Schritt 6002 ein von der Wassertemperatur abhängiger Kraftstoffzu­ nahmekoeffizient K_tw berechnet wird. Danach wird im Schritt 6003 das in der in Fig. 14 gezeigten Routine bestimmte Kraftstoffart-Zustandsbit geprüft. Wenn die Prüfung das Er­ gebnis hat, daß schwerer Kraftstoff verwendet wird, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 6004, in dem ein Ein­ spritzimpuls-Korrekturkoeffizient K_Gas = 1,2 bestimmt wird, um die Kraftstoffmenge zu erhöhen. Wenn im Gegensatz hierzu das Prüfungsergebnis im Schritt 6003 anzeigt, daß leichter Kraftstoff verwendet wird, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 6005, in dem ein Einspritzimpuls-Korrekturkoeffi­ zient K_Gas = 0,8 bestimmt wird, um die Kraftstoffmenge zu erniedrigen. Die Korrektur der Kraftstoffmenge in Abhängig­ keit von der verwendeten Kraftstoffart wird insbesondere durch die Berücksichtigung des Einspritzimpuls-Korrektur­ koeffizienten K_Gas in einem Kraftstofferhöhungskoeffizienten KT_w im nächsten Schritt 6006 erzielt. Im Schritt 6007 wer­ den andere Arten von Korrekturkoeffizienten COEF berechnet, schließlich wird im Schritt 6008 auf der Grundlage der ge­ zeigten arithmetischen Gleichung eine Einspritzimpulsbreite T_i berechnet.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Anlassen einer Brennkraftmaschine,

• - mit Sensoren (3, 18, 19) zum Erfassen bestimmter Be­ triebsparameter der Brennkraftmaschine, wie Kühlwasser- Temperatur (T_W) Motordrehzahl (N),
• - mit einer Recheneinheit (S2) zur Berechnung der jeweils einzuspritzenden Kraftstoffmengen auf der Grundlage der erfaßten Betriebsparameter (T_W und N),
• - mit einer Einheit (S5) zum Bestimmen der für die Anlaß­ vorgänge benötigten Anlaßzeiten (T),
• - mit einer Korrektureinheit (S3) zur Korrektur der er­ rechneten Einspritzmengen auf der Grundlage der für einen vorhergehenden Anlaßvorgang bestimmten Anlaßzeit und
• - mit einer Betätigungseinheit (S4) zur Betätigung der Einspritzventile auf der Grundlage der Ausgangssignale der Korrektureinheit (S3),

dadurch gekennzeichnet

• - daß der Korrektureinheit (S3) eine Zeitrang-Bestim­ mungs-Einheit (S6) zugeordnet ist, in der eine vorge­ gebene Anlaß-Zeitspanne in mehrere Zeitränge (Sz) un­ terteilt abgelegt ist und jedem Zeitrang (Sz) Werte eines sich zeitabhängig ändernden Korrekturfaktors (K_SUM) zugeordnet sind,
• - wobei in dieser Zeitrang-Bestimmungs-Einheit (S6) ein der zuvor bestimmten Anlaßzeit (T) entsprechender Zeit­ rang (Sz) und der zugehörige Korrekturwert (K_SUM) be­ stimmt werden, und
• - daß der Korrektureinheit (S3) eine weitere Rechenein­ heit (S7, S8) mit einem Speicher (59) für die Korrek­ turwerte zugeordnet ist, die auf der Grundlage der in der Recheneinheit (S2) bestimmten Einspritzmengen-Werte und des Korrekturfaktors (K_SUM) eines vorhergehenden Startvorganges einen Korrekturwert (K_START) für einen folgenden Startvorgang errechnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Anlaßzeit (T) durch Korrekturkoeffizien­ ten (K_TM und K_REV) standardisiert wird, welche die Kühl­ wassertemperatur (T_W) der Brennkraftmaschine beim Anlaß­ vorgang und den Motordrehwinkel (R_EV) während des Anlaß­ vorganges kennzeichnen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zeit abhängig ändernde Korrekturfaktor (K_SUM) aus mindestens zwei Einflußfaktoren (INJ_L, INJ_R, POI, LEAK, HGAS, LGAS) bestimmt, die das Luft-Kraftstoff-Ver­ hältnis beim Anlassen der Brennkraftmaschine beeinflus­ sen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einflußfaktoren fertigungsbedingte Durchfluß­ schwankungen (INJ_L; INJ_R) und betriebsbedingte Ver­ stopfungen (POI) der Einspritzanlagen, Kraftstoffanlage­ rungen an den Leitungswänden (LEAK) und die verwendete Kraftstoffart (HGAS; LGAS) kennzeichnen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Überkompensation der Korrektur­ faktor (K_SUM) durch einen Koeffizienten (K_CNT) modifi­ ziert wird, dessen Wert sich mit der Anzahl an Korrek­ turvorgängen vermindert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrektureinheit (S3) eine Einheit (S10) zuge­ ordnet ist, welche die verwendete Kraftstoffart auf der Grundlage des Zeitranges (Sz) und dem für einen nächst­ folgenden Anlaßvorgang bestimmten Korrekturwert bestimmt und den in der Recheneinheit (52) ermittelten Wert der Einspritzmenge entsprechend korrigiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der verwendeten Kraftstoffart durch wiederholte Durchführung bestätigt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffanlagerungen an einer Leitungswand kennzeichnende Einflußfaktor (LEAK) nur in einem Tempe­ raturbereich von 50 bis 75°C bei der Bestimmung des Korrekturfaktors (K_SUM) berücksichtigt wird.

9. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Anlassen einer Brennkraftmaschine, bei welchem

• - bestimmte Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie Kühlwasser-Temperatur (T_W) und Motordrehzahl (N), während eines Anlaßvorganges erfaßt werden,
• - die jeweils einzuspritzenden Kraftstoffmengen auf der Grundlage dieser erfaßten Betriebsparameter (T_W) und (N) berechnet werden,
• - die für die Anlaßvorgänge benötigten Anlaßzeiten (T) bestimmt werden,
• - die errechneten Einspritzmengen auf der Grundlage der für einen vorhergehenden Anlaßvorgang bestimmten An­ laßzeit korrigiert werden und
• - die Einspritzventile auf der Grundlage der korrigier­ ten Werte für die einzuspritzenden Kraftstoffmengen betätigt werden,

dadurch gekennzeichnet,
daß der erfaßten Anlaßzeit (T) ein Zeitrang (Sz) und ein zugehöriger Korrekturwert (K_SUM) zugeordnet wird, wobei dieser Zeitrang den Teil einer vorgegebenen Anlaß-Zeit­ spanne bildet und
daß ein Korrekturwert für einen folgenden Startvorgang auf der Grundlage der errechneten Einspritzmengen-Werte und des dem jeweiligen Zeitrang entsprechenden Korrek­ turfaktors (K_SUM) eines vorhergehenden Startvorganges berechnet wird.