DE4338572C2 - Verfahren zur Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 32 07 787 C2 bekannt. Dabei wird mit Beginn der Lambda-Regelung vor Erreichen der Arbeitstemperatur der Lambda-Sonde die Warmlaufanreicherung zurückgenommen oder ganz abgeschaltet. Dies deshalb, damit bei Übergang in den Regelungsbetrieb der Regelungshub nicht übermäßig hoch ist und somit ein stabiler Lambda-Wert sich relativ schnell einstellt.
Die Warmlaufanreicherung soll während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine die Kondensation des Kraftstoffes an den kalten Wandungen durch ein fetteres Gemisch ausgleichen. Um diesen erhöhten Kraftstoffbedarf bei kaltem Motor abzudecken, wird die Einspritzung mit der Warmlaufanreicherung beispielsweise durch entsprechende Verlängerung der Impuls­ dauer der Einspritzimpulse der Einspritzventile korrigiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kraftstoffzumessung während Übergangszuständen von Betrieb mit Gemischanreicherung auf Lambda-Regelung anzugeben, bei dem die dabei auftretende Regelabweichung minimiert ist.
Gelöst wird dies mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Der Anreicherungsfaktor, mit dem über die Ventilöffnungszeit die eingespritzte Kraftstoffmenge im Sinne einer Ge­ mischanreicherung korrigiert wird, dient gemäß der Erfindung beim Übergang von Steuerungsbetrieb auf Lambda-Regelungsbe­ trieb als Startwert für die Lambda-Regelung.
Dadurch erübrigt sich jegliche Abregelfunktion der Warmlauf­ anreicherung und es stellt sich kein Gemischsprung, sondern ein weicher, weil stetiger Übergang von Gemischanreicherung auf Lambda-Regelungsbetrieb ein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild für das Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird und
Fig. 2 den qualitativen Verlauf der Einspritzzeitkorrektur abhängig von der Zeit.
Bei dem in der Fig. 1 in vereinfachter Form dargestellten Blockschaltbild sind nur diejenigen Teile gezeichnet, die für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahren notwendig sind. Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Brennkraftmaschine bezeichnet, der verschiedene Sensoren zur Gewinnung von aktuellen Maschinenparametern zugeordnet sind. Es sind dies im einzelnen ein Drehzahlsensor 12, ein Kühlmitteltemperatur­ sensor 13, und ein Abgassensor in Form einer Lambda-Sonde 14 im Abgastrakt der Brennkraftmaschine.
Außerdem ist im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine ein Luft­ massenmesser 11 angeordnet, der beispielsweise als Hitzdraht- Luftmassenmesser realisiert sein kann. Die Ausgangsgrößen dieser Sensoren, die Drehzahl N der Maschine, die Kühlmittel­ temperatur TKW, das Signal UL der Lambda-Sonde, sowie das vom Luftmassenmesser gelieferte Signal LM für den Luftdurchsatz werden als zu verarbeitende Parameter über eine entsprechende Schnittstelle und eine Signalaufbereitungsschaltung 15 einem elektronischen Steuergerät 16 zugeführt.
Solche elektronischen Steuerungseinrichtungen für Brennkraft­ maschinen, die neben der Kraftstoffeinspritzung auch noch eine Vielzahl weiterer Aufgaben (z. B. Zündungsregelung, Leerlaufregelung) übernehmen können, sind an sich bekannt, so daß im folgenden nur auf den im Zusammenhang mit der vorlie­ genden Erfindung stehenden Aufbau und die Wirkungsweise ein­ gegangen wird.
Kernstück der elektronischen Steuerungseinrichtung 16 ist ein Mikrocomputer, der nach einem festgelegten Programm die er­ forderlichen Funktionen steuert, wie beispielsweise die Ein­ stellung des Kraftstoff-Luftgemisches auf ein stöchiome­ trisches Verhältnis mit Hilfe einer Lambda-Regelungseinrich­ tung 17.
Über eine weitere Signalaufbereitungsschaltung 20 werden die zur Steuerung der Brennkraftmaschine benötigten Aktoren z. B. die Einspritzventile 19 über entsprechende Endstufen ange­ steuert.
Zur Berechnung der Einspritzzeit für die Einspritzventile 19 der Brennkraftmaschine 10 werden die aktuellen Werte für die Drehzahl N und die Luftmasse LM in einen Arbeitsspeicher des Mikrocomputers eingelesen. Anschließend wird dann aus dem in einem Festwertspeicher 18 abgelegten Basiskennfeld KFB(N, LM) abhängig von den aktuellen Werten für die Drehzahl N und der angesaugten Luftmasse LM eine Grund- oder Basiseinspritzzeit TIB ausgelesen.
Die Gesamteinspritzzeit TI, während dessen durch die Ein­ spritzventile 19 Kraftstoff der angesaugten Luft zugemessen wird, setzt sich zusammen aus dieser Basiseinspritzzeit TIB und einer Reihe von Korrekturfaktoren, welche die unter­ schiedlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 10 berücksichtigen.
Um den erhöhten Kraftstoffbedarf bei kaltem Motor abzudecken, wird beim Betriebszustand "Warmlauf" die Basiseinspritzzeit TIB mit der sogenannten Warmlaufanreicherung korrigiert. In der für die Berechnung der Gesamteinspritzzeit maßgebenden Formel
TI = TIB * . . . *(1 + TIWL + . . . ) (1)
wird daher der Warmlauf der Maschine durch den Warmlaufan­ reicherungsfaktor TIWL berücksichtigt. Weitere Korrektur­ faktoren, die zum Beispiel eine Startanreicherung, Beschleu­ nigungsanreicherung, Vollastanreicherung und die Lambda­ Regelung berücksichtigen, sind aus Gründen der Übersichtlich­ keit in der Formel (1) weggelassen.
Der Warmlaufanreicherungsfaktor TIWL setzt sich multiplikativ zusammen aus einem Faktor TIWLL, der die Last der Maschine berücksichtigt und in einem Warmlaufkennfeld KFWLL(N,LM) innerhalb eines Speichers der Steuerungseinrichtung abgelegt ist und einem Faktor TIWLT, der die Kühlmitteltemperatur der Maschine berücksichtigt. Auch dieser Faktor ist in einem Kennfeld KFWL(TKW) abgelegt
TIWL = TIWLL * TIWLT (2).
Der Übergang vom gesteuerten Warmlaufbetrieb mit Gemischan­ reicherung auf Lambda-Regelung der Brennkraftmaschine erfolgt dann, wenn bestimmte Freigabebedingungen für den Lambda­ Regler erfüllt sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Lambda-Sonde ihre Betriebstemperatur erreicht hat und eine vorgegebene Temperaturschwelle für die Kühlmittel­ temperatur erstmalig überschritten wird.
Ab dem Zeitpunkt der Reglerfreigabe wird in der Formel (1) für die Berechnung der Einspritzzeit TI der Warmlaufanrei­ cherungsfaktor TIWL nicht mehr berücksichtigt. Der letzte Wert für den Warmlaufanreicherungsfaktor wird dann als Startwert TILAM für den Lambda-Regler übernommen und keine weitere Warmlaufkorrektur mehr vorgenommen. Die Einspritz­ zeitkorrektur durch den Lambda-Regler beim Übergang vom Be­ triebszustand Warmlauf in den Regelungsbetrieb entspricht bei der Warmlaufkorrektur durch den Anreicherungsfaktor TILAM = TIWL.
In Fig. 2 ist qualitativ die Einspritzzeitkorrektur durch die Warmlaufanreicherung und durch die Lambda-Regelung dar­ gestellt. Bis zum Zeitpunkt t1 befindet sich die Brenn­ kraftmaschine im Betriebszustand Warmlauf und das Gemisch wird mit Hilfe des Warmlaufanreicherungsfaktors TIWL angefet­ tet (λ < 1). Sind die Freigabebedingungen für die Lambda­ Regelung erfüllt (Zeitpunkt t1), stellt die Lambda-Regelung das der Maschine zugeführte Kraftstoff/Luft-Gemisch auf das stöchiometrische Mischungsverhältnis entsprechend λ = 1 ein. Handelt es sich bei dem Lambda-Regler um einen Proportio­ nal/Integralregler, so ergibt sich ein Verlauf, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Der Setzwert oder Startwert TILAM = TIWL für den Lambda-Regler zum Zeitpunkt t1 ist mit einem Sternsymbol gekennzeichnet.
Wird der Lambda-Regler durch einen Betriebszustandswechsel gesetzt, oder läuft der Lambda-Regler bei Freigabe der Re­ gelung an eine Reglergrenze, wird der Warmlaufanreicherungs­ faktor in der Formel (1) für die Einspritzzeitberechnung wie­ der berücksichtigt. Die Regelung bleibt solange blockiert, bis ein Lambdawechsel auftritt. Der Lambda-Regler wird um den Faktor TIWL zurückgesetzt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Kraftstoffzumessung für Brennkraftmaschinen (10)
  • - mit einer Lambda-Regelungseinrichtung (17), wobei abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (10) vom Steuerungsbetrieb auf Regelungsbetrieb übergegangen wird,
  • - mit einer Warmlaufanreicherung, die bis zum Einsetzen des Regelungsbetriebes über einen Warmlaufanreicherungsfaktor (TIWL) das Kraftstoff-Luftgemisch anreichert und die bei Beginn des Regelungsbetriebes bei der Kraftstoffzumessung berücksichtigt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - beim Regelungsbeginn der Warmlaufanreicherungsfaktor (TIWL) als Startwert (TILAM) für einen Lambda-Regler der Rege­ lungseinrichtung (17) dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter die Temperatur einer Abgassonde (14) der Lambda-Regelungseinrichtung (17) herangezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter die Temperatur der Brennkraftmaschine (10) oder eine von dieser Temperatur abgeleitete Größe heran­ gezogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als abgeleitete Größe die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine (10) herangezogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter die Zeit seit dem Motorstart herange­ zogen wird.
DE19934338572 1992-11-16 1993-11-11 Verfahren zur Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE4338572C2 (de)

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