DE4325844A1

DE4325844A1 - Verfahren und Vorrichtung zur ergänzenden Kraftstoffzumessung bei einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE4325844A1
Application number: DE19934325844
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl Ing Clement; Gerd Dipl Ing Kretzschmar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-07-31
Filing date: 1993-07-31
Publication date: 1995-02-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ergänzenden Kraftstoffmessung bei einem Verbrennungsmo tor, auch Beschleunigungsanreicherung genannt. Eine derarti ge ergänzende Kraftstoffzumessung ist immer dann erforder lich, wenn das Fahrpedal im Kraftfahrzeug, in dem der Ver brennungsmotor angeordnet ist, plötzlich stärker niederge drückt wird, sei es zum Beschleunigen oder zum Beibehalten der Geschwindigkeit beim Erreichen einer Steigung. Wenn das Fahrpedal stärker niedergedrückt wird, bedeutet dies, daß der Kraftstoffdurchsatz durch den Motor erhöht werden soll. Geschieht der Übergang von einem kleineren zu einem größeren Kraftstoffdurchsatz schlagartig, ist im Saugrohr des Ver brennungsmotors zunächst ein Kraftstoffwandfilm aufzubauen, bevor im Motor tatsächlich ein höherer Durchsatz bemerkbar wird. Für diesen Wandfilmaufbau wird eine ergänzende Kraft stoffzumessung vorgenommen.

Stand der Technik

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfolgt die ergän zende Kraftstoffzumessung durch zwei Einzelmaßnahmen. Die eine ist die, daß der angesaugten Luft eine zusätzliche, vorbestimmte Menge an Kraftstoff zugesetzt wird. Dies kann nur über wenige Motorumdrehungen oder zeitlich abklingend über einige Sekunden hinweg erfolgen. Die zweite Maßnahme ist die, daß das Ausgangssignal des Gemischreglers auf sei nen Neutralwert gesetzt wird, wenn der aktuelle Wert unter dem Neutralwert liegt. Der Neutralwert ist dabei derjenige Wert, den der Regler ausgibt, wenn das Gemisch gerade die gewünschte Zusammensetzung hat. Wird das Ausgangssignal des Gemischreglers multiplikativ weiterverarbeitet, wie bei der zeitigen Luftzahlreglungen üblich, hat der Neutralwert den Wert 1.

Die vorstehend genannten Maßnahmen gelten unabhängig davon, ob der Gemischregler ein stetiger Regler oder ein Zweipunkt regler ist.

Es hat sich gezeigt, daß die vorstehenden Maßnahmen nicht immer voll zufriedenstellend sind.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ergänzenden Kraftstoffzumessung bei ei nem Verbrennungsmotor anzugeben, die in einem weiten Bereich von Betriebszuständen des Verbrennungsmotors zu zufrieden stellendem Betrieb desselben bei plötzlicher Erhöhung des ihm zugeführten Kraftstoff-Volumenstroms führen.

Die Erfindung ist für das Verfahren durch die Merkmale von Anspruch 1 und für die Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 3 gegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der oben genannte Schwellenwert nicht mehr der Neutral wert, sondern ein von der Motortemperatur abhängiger Schwel lenwert ist. Vorzugsweise sind dabei alle Schwellenwerte kleiner als der Neutralwert des Ausgangssignals des Gemisch reglers.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von be kannten Vorrichtungen durch einen Kennlinienspeicher für von der Motortemperatur abhängige Schwellenwerte, und dadurch, daß der Gemischregler dann, wenn ergänzende Kraftstoffzumes sung vorzunehmen ist und sein Ausgangssignal unter dem Schwellenwert gemäß der abgespeicherten Kennlinie liegt, er diesen Schwellenwert übernimmt.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in gleicher Weise sowohl auf einen stetigen als auch auf ei nen Zweipunkt-Gemischregler anwendbar. Es ist auch unerheb lich, ob das Ausgangssignal des Gemischreglers als Rege lungsfaktor oder als Regelungssummand verwendet wird.

Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein Blockfunktionsdiagramm eines Ausführungs beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur ergänzenden Kraftstoffzumessung;

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels ei nes erfindungsgemäßen Verfahrens zur ergänzenden Kraftstoff zumessung; und

Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des vom Gemischregler in Fig. 1 ausgegebenen Regelungsfaktors FR für verschiedene Fälle.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Das Blockfunktionsdiagramm von Fig. 1 zeigt u. a. einen Motor 10 mit Saugrohr 11 und Abgasrohr 12. Im Saugrohr 11 sind ei ne Drosselklappe 12 und eine Einspritzeinrichtung 13 als spezielle Art einer Kraftstoffzumeßeinrichtung angeordnet. Im Abgasrohr 12 befindet sich eine Luftzahlsonde 14. Am Mo tor ist ein Temperatursensor 15 angebracht, der ein Signal zur aktuellen Motortemperatur ϑ_MOT ausgibt. Die Einrichtung zum Zumessen der Kraftstoffmenge verfügt über einen Vor steuerkennfeld-Speicher 16, einen Gemischregler 17, ein Re gelfaktor-Multiplizierglied 18, eine Beschleunigungsanrei cherungseinrichtung 19, ein Anreicherungsfaktor-Multipli zierglied 20, einen Drosselklappensensor 21, einen Kompara tor 22 und einen Kennlinienspeicher 23.

Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 10 wird aus dem Vorsteuerkennfeld-Speicher 16 dauernd der aktuelle Wert für die Einspritzzeit zum Betreiben der Einspritzeinrichtung 13 abhängig von aktuellen Werten von Betriebsgrößen des Motors 10 ausgelesen. Als derartige Betriebsgrößen können z. B. die Motordrehzahl und die Stellung der Drosselklappe 12 verwen det werden. Mit Hilfe der Luftzahlsonde 14 und des Gemisch reglers 17 wird festgestellt, ob das Luft/Kraftstoff-Ver hältnis einen Sollwert einnimmt. Ist dies der Fall, gibt der Gemischregler 17 als Regelungfaktor FR seinen Neutralwert, d. h. den Wert 1 aus. Mit diesem wird der vom Vorsteuerkenn feld-Speicher 16 ausgegebene Wert im Regelungsfaktor-Multi plizierglied 18 multipliziert, und das Multiplikationsergeb nis wird unverändert (jedenfalls beim vereinfachten Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 1) an die Einspritzeinrichtung 13 gegeben.

Beschleunigungsfälle werden mit Hilfe des Drosselklappensen sors 21 erkannt. Sobald die zeitliche Änderung der Drossel klappenstellung einen Schwellenwert überschreitet, gibt der Drosselklappensensor ein Beschleunigung anzeigendes Signal aus. Dieses veranlaßt die Beschleunigungsanreicherungsein richtung 19 dazu, einen Anreicherungsfaktor AF < 1 auszuge ben, mit dem der vorstehend genannte, der Einspritzeinrich tung 13 zugeführte Wert im Anreicherungsfaktor-Multiplizier glied 20 multipliziert wird. Das genannte Ausgangssignal des Drosselklappensensors 21 gelangt auch an den Komparator 22, dem sowohl der aktuelle Regelungsfaktor FR als auch der ak tuelle Regelungsfaktor-Schwellenwert FR_SW abhängig von der aktuellen Motortemperatur ϑ_MOT aus dem Kennlinienspeicher 23 zugeführt wird. Wenn der Regelungsfaktor FR kleiner als der aktuelle Schwellenwert FR_SW ist, wird der letztgenannte Wert an den Gemischregler 17 ausgegeben, der ihn als neuen Regelungsfaktor FR übernimmt. Dann arbeitet die Gemischrege lung normal weiter.

Der Kennlinienspeicher speichert mindestens zwei Regelungs faktor-Achwellenwerte abhängig von der Motortemperatur. Für andere Temperaturen wird entweder interpoliert oder es wird der nächstliegende Temperaturwert oder der nächsthöhere oder -tiefere verwendet.

Das eben geschilderte Verfahren wird auch durch Fig. 2 ver anschaulicht. Dieses Verfahren wird gestartet, sobald der Drosselklappensensor 21 einen Beschleunigungsfall anzeigt. In einem Schritt S1 werden die aktuelle Motortemperatur ϑ_MOT und der aktuelle Wert des Regelungsfaktors FR erfaßt. In einem Schritt S2 wird der Regelungsfaktor-Schwellenwert FR_SW abhängig von der erfaßten Motortemperatur ϑ_MOT be stimmt. Dies geschieht durch Auslesen aus dem Kennlinien speicher 23, unter Umständen unterstützt durch eine zusätz liche Interpolation. In einem Schritt S3 wird untersucht, ob der aktuelle Regelungsfaktor FR kleiner ist als der so be stimmte Schwellenwert FR_SW. Ist dies der Fall, wird in ei nem Schritt S4 der Regelungsfaktor FR auf den Wert FR_SW ge setzt. Abschließend wird, unabhängig davon, ob der Schritt S4 erreicht wird oder nicht, in einem Schritt S5 dafür ge sorgt, daß eine zusätzliche Menge an Kraftstoff eingespritzt wird. Dies geschieht durch die Funktion der Beschleunigungs anreicherungseinrichtung 19.

Fig. 3 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf des Regelungs faktors FR für verschiedene Fälle. Etwa in der Mitte des Diagramms verläuft horizontal eine Linie, die den Neutral wert FR_N des Regelungsfaktors anzeigt, bei dem es sich ge mäß dem bisherigen Beispiel um den Wert 1 handelt. Etwas da runter ist der aktuelle, von der aktuellen Motortemperatur abhängige Schwellenwert FR_SW dargestellt. Dieser beträgt bei einer Motortemperatur von 20°C z. B. 0,88 und bei einer Motortemperatur von 80°C 0,94.

Im ersten Fall liege vor einem Zeitpunkt a ein Regelungsfak tor FR_a vor. Zum genannten Zeitpunkt a trete ein Beschleu nigungsfall auf einen neuen stationären Betriebszustand ein. Für diesen gelte der Regelungsfaktor FR_e1. Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, läuft der Regelungsfaktor FR nach dem Zeit punkt a vom zunächst vorliegenden Faktor FR_a auf den neuen stationären Wert FR_e1 hin.

Der zweite Fall ist dem ersten sehr ähnlich, lediglich mit dem Unterschied, daß der anfängliche Regelungsfaktor FR_b nicht mehr über dem Neutralwert FR_N, sondern darunter liegt, jedoch über dem aktuell geltenden Schwellenwert FR_SW. Der Beschleunigungsfall trete zu einem Zeitpunkt b ein, und zwar auf denselben stationären Endzustand hin wie im ersten Fall. Es ist erkennbar, wie nun der Regler den Re gelungsfaktor ausgehend vom Wert FR_b wieder auf den Wert FR_e1 zieht.

Verschieden zu den vorigen Fällen verläuft der dritte Fall, bei dem von einem Regelungsfaktor FR_c1 ausgegangen wird, der unter dem Schwellenwert FR_SW liegt. Der Beschleuni gungsfall trete nun zu einem Zeitpunkt c ein. Wie aus Fig. 3 erkennbar, springt nun der Regelungfaktor FR direkt vom Wert FR_c1 auf den Schwellenwert FR_SW und läuft erst von dort durch die Funktion des Gemischreglers 17 auf den stationären Endwert FR_e1 hin.

Der vierte Fall geht von einem Wert FR_c2 aus, der mit dem Wert FR_c1 übereinstimmt. Der Beschleunigungsfall tritt nun zu einem Zeitpunkt c2 ein. Wiederum wird der Regelungsfaktor zum Zeitpunkt des Beschleunigungsbeginns schlagartig auf den Schwellenwert FR_SW gesetzt. Nun sei jedoch ein stationärer Zustand mit einem Regelungsfaktor FR_e2 zu erreichen, der noch unter dem Wert FR_c2 liegt. Dann muß der Gemischregler 17 den fälschlicherweise erhöhten Regelungsfaktor wieder nach unten ziehen.

Aus dem eben geschilderten vierten Fall ist erkennbar, daß die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfin dungsgemäße Verfahren bewirkte Maßnahme nicht in allen Fäl len optimal ist. Es ist jedoch zu beachten, daß die irrtüm liche Maßnahme gemäß dem vierten Fall das Fahrverhalten überhaupt nicht und die Abgaswerte nur geringfügig ver schlechtert. Im dritten Fall wird dagegen eine Verbesserung der Abgaswerte bei gutem Fahrverhalten erzielt. Dieses Ver halten entspricht der Art nach demjenigen, wie es bei be kannten Verfahren und Vorrichtungen auftritt. Die Maßnahme gemäß der Erfindung hat jedoch den Vorteil, daß der Schwel lenwert FR_SW Motortemperatur abhängig bestimmt wird, was zur Folge hat, daß der Sprung auf den Schwellenwert nicht in allen Fällen auftritt, in denen gemäß dem Stand der Technik ein solcher Sprung vorgenommen wird, was seinerseits zur Folge hat, daß irrtümliche Sprünge seltener auftreten.

Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Regelung mit stetigem Regler. Für Betrieb mit einem Zweipunktregler gilt alles Er läuterte entsprechend, lediglich mit dem Detailunterschied, daß der von einem Zweipunktregler ausgegebene Regelungsfak tor um die in Fig. 3 eingezeichneten Linien hin- und her schwingt.

Beim Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des Ge mischreglers als Regelungsfaktor FR verwendet. Das Ausgangs signal könnte jedoch auch als Summand verwendet werden. Dann hätte der Neutralwert den Wert 0. Wenn durch einen Sprung auf einen Schwellenwert wieder in etwa eine prozentuale Än derung der Gemischzusammensetzung erwünscht ist, kann es von Vorteil sein, den Schwellenwert nicht nur motortempera turabhängig sondern auch abhängig vom aktuellen Betriebszu stand des Motors zu bestimmen.

Claims

1. Verfahren zur ergänzenden Kraftstoffzumessung bei einem Verbrennungsmotor mit Gemischregler, bei dem

- der vom Motor angesaugten Luft eine zusätzliche, vorbe stimmte Menge an Kraftstoff zugesetzt wird und
- das Ausgangssignal des Gemischreglers auf einen Schwellen wert gesetzt wird, wenn sein aktueller Wert unter dem Schwellenwert liegt;

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert abhängig von der Temperatur des Motors vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schwellenwerte kleiner als der Neutralwert des Aus gangssignals des Gemischreglers sind.

3. Vorrichtung zur ergänzenden Kraftstoffzumessung bei ei nem Verbrennungsmotor, mit

- einem Gemischregler (17);
- einer Einrichtung (19, 20) zum Zumessen einer zusätzlichen Kraftstoffmenge zu der vom Verbrennungsmotor angesaugten Luft;
- einer Vergleichseinrichtung (22) zum Vergleichen des Aus gangssignals des Gemischreglers mit einem Schwellenwert, und zum Veranlassen des Gemischreglers, sein Ausgangssignal auf den Schwellenwert zu setzen, falls der aktuelle Wert unter dem Schwellenwert liegt; und
- eine Einrichtung (15) zum Erfassen der Motortemperatur;
gekennzeichnet durch
- einen Kennlinienspeicher (23) zum Speichern von Schwellen werten abhängig von der Motortemperatur und zum Zuführen dieser Schwellenwerte zum Gemischregler.