DE4427203C2 - System zur Steuerung der Ausgangsleistung von Verbrennungsmotoren - Google Patents
System zur Steuerung der Ausgangsleistung von VerbrennungsmotorenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Steuerung der Aus
gangsleistung von Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Für die Absenkung des Ausgangsdrehmoments eines Verbrennungsmo
tors zur Steuerung der Motorausgangsleistung ist ein Verfahren be
kannt, bei dem einige oder sämtliche Zylinder des Motors in den Ruhe
zustand versetzt werden, indem eine Unterbrechung der Kraftstoffzu
fuhr (F/C) oder der Zündung ausgeführt wird.
Um in diesem Fall den Absenkbetrag des Motorausgangsdrehmoments
schrittweise zu steuern, muß die Anzahl der Zylinder des Motors, die
jeweils in den Ruhezustand versetzt werden, gesteuert werden.
Aus den japanischen Dokumenten JP SHO 58-8436-A und
JP HEI 1-130018-A ist ein solches Motorausgangsleistungs-Steuersy
stem bekannt, bei dem die Zylinder, die in den Ruhezustand versetzt
werden sollen, im voraus festgelegt sind.
In diesem Fall werden die in den Ruhezustand zu versetzenden Zylin
der für die jeweiligen Betriebsbedingungen in Abhängigkeit vom Ab
senkbetrag des Motorausgangsdrehmoments im voraus festgelegt. Bei
spielsweise kann für den Fall eines Vierzylindermotors ein Kennfeld,
wie es in Fig. 16 gezeigt ist, verwendet werden. In Fig. 16 bezeichnen
die Symbole #1, #2, #3 und #4 den ersten bis vierten Zylinder. Wei
terhin bezeichnet O die Kraftstoffzufuhr, während x die Kraftstoffun
terbrechung, d. h. F/C bezeichnet. Es wird darauf hingewiesen, daß O
und x in der folgenden Beschreibung stets die gleiche Bedeutung ha
ben.
Das obenbeschriebene Motorausgangsleistungs-Steuersystem hat jedoch
bei Beginn der Steuerung kein zufriedenstellendes Antwortverhalten.
Wenn beispielsweise, wie in Fig. 17(A) gezeigt, ein Befehl für die Be
triebsart 1 ausgegeben wird, in der die Kraftstoffunterbrechung für
einen Zylinder ausgeführt werden soll und wenn der Verbrennungshub
des Zylinders, für den die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt werden
soll, für einen Zeitpunkt unmittelbar nach dem Auftreten des Befehls
vorgesehen ist, kann die Kraftstoffunterbrechung für den #1-Zylinder
ausgeführt werden. Wenn jedoch, wie in Fig. 17(B) gezeigt, der Ver
brennungszeitpunkt des Zylinders, für den die Kraftstoffunterbrechung
ausgeführt werden soll, unmittelbar vor dem Auftreten des Befehls liegt
(mit anderen Worten, wenn der Zylinder einen Verbrennungshub aus
führt und unmittelbar danach der Befehl auftritt, daß dieser Zylinder
direkt nach der Verbrennung in den Ruhezustand versetzt werden soll),
wird das Zeitintervall (das zwei Umdrehungen der Kurbelwelle, d. h.
einem Motorzyklus entspricht) bis zum nächsten Auftreten des Ver
brennungshubes verschwendet. In einem solchen Fall ist das Ansprech
verhalten der Motorausgangsleistungs-Steuerung schlecht.
Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, ein System zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Brenn
kraftmaschine zu schaffen, welche sich durch ein verbessertes Ansprechverhalten
auszeichnet.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den
abhängigen Ansprüchen angegeben, die sich auf bevorzugte Ausfüh
rungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs
formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung in Form eines Flußdiagramms zur
Erläuterung des grundlegenden Aufbaus des Sy
stems zur Steuerung der Ausgangsleistung von
Verbrennungsmotoren gemäß der vorliegenden Er
findung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des
Systems zur Steuerung der Ausgangsleistung von
Verbrennungsmotoren gemäß der vorliegenden Er
findung,
Fig. 3 eine diagrammartige Darstellung zur Erläuterung
der Ausführungsform des Motorausgangsleistungs-
Steuersystems in Form von Funktionsblöcken,
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Teils eines Steuerpro
gramms, das von einer Steuereinheit der gezeigten
Ausführungsform abgearbeitet werden muß, um ei
nen Schlupf zu berechnen,
Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Beispiels eines Steuerpro
gramms für die Bestimmung einer Betriebsart zum
Befehlen eines Antriebsdrehmoment-Absenkbetra
ges, das von der Steuereinheit in der gezeigten
Ausführungsform abgearbeitet werden muß,
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Beispiels eines Steuerpro
gramms für die Beurteilung eines Motorbetriebs
zustandes, das von der Steuereinheit in der gezeig
ten Ausführungsform abgearbeitet werden muß,
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Beispiels eines Steuerpro
gramms zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr, das
von der Steuereinheit in der gezeigten Ausfüh
rungsform abgearbeitet werden muß,
Fig. 8 ein beispielhaftes Zeitablaufdiagramm zur Erläute
rung des Gehaltes der Steuerung, wobei das Zeitab
laufdiagramm bei Beginn der Kraftstoffunterbre
chung dargestellt ist,
Fig. 9 ein Zeitablaufdiagramm für den beispielhaften Fall,
in dem die Betriebsart heruntergestuft wird,
Fig. 10 ein Zeitablaufdiagramm für den beispielhaften Fall,
in dem die Betriebsart heraufgestuft wird,
Fig. 11 ein Flußdiagramm, in dem beispielhaft der Haupt
teil eines Steuerprogramms gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ge
zeigt ist,
Fig. 12 ein Zeitablaufdiagramm des beispielhaften Gehaltes
einer Steuerung, die von der Ausführungsform von
Fig. 11 ausgeführt werden muß,
Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung des grundlegen
den Prinzips der Motorausgangsleistungs-Steuerung
des Typs mit gleitendem ruhenden Zylinder,
Fig. 14 eine Darstellung zur Erläuterung der Steuerung bei
Wiederaufnahme des Betriebs dem Zylinder in der
Motorausgangsleistungs-Steuerung des Typs mit
gleitendem ruhenden Zylinder,
Fig. 15 eine Darstellung zur Erläuterung eines weiteren
Prozesses in der Motorausgangsleistungs-Steuerung
des Typs mit gleitendem ruhenden Zylinder,
Fig. 16 die bereits erwähnte Darstellung eines Beispiels
eines Kennfeldes des herkömmlichen Motoraus
gangsleistungs-Steuersystems des Typs mit festem
ruhenden Zylinders und
Fig. 17(A) und Fig. 17(B) die bereits erwähnten Darstellungen, in denen die
Gehalte der Steuerung des zitierten Standes der
Technik veranschaulicht sind.
Im folgenden werden zahlreiche besondere Einzelheiten angegeben, um
ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermögli
chen. Für den Fachmann ist jedoch offensichtlich, daß die vorliegende
Erfindung ohne diese besonderen Einzelheiten ausgeführt werden kann.
Bei anderer Gelegenheit sind die wohlbekannten Strukturen nicht im
einzelnen gezeigt, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung
nicht unnötig zu belasten.
Das erfindungsgemäße System zur Steuerung der Ausgangsleistung von
Verbrennungsmotoren verwendet bei der Ausführung der Motoraus
gangsleistungs-Steuerung zur Bestimmung des in den Ruhezustand zu
versetzenden Zylinders grundsätzlich eine variable Zylinderzuordnung.
Das Prinzip ist in Fig. 13 gezeigt. Den Zylindern des Motors sind zu
sätzlich zu den physikalischen oder normalen Zylindernummern virtu
elle Zylindernummern zugeordnet. Grundsätzlich werden im aktiven
Zustand der Motorausgangsleistungs-Steuerung die virtuellen Zylinder
nummern in Abhängigkeit vom Zeitpunkt, in dem eine Forderung zur
Motorausgangsleistungs-Steuerung auftritt, und in Abhängigkeit vom
Motorumdrehungszyklus neu zugeordnet. D.h., daß bei Auftreten der
Forderung nach einer Motorausgangsleistungs-Steuerung die virtuelle
Zylindernummer neu zugeordnet wird, so daß dem Zylinder, der un
mittelbar nach dem Beginn der Motorausgangsleistungs-Steuerung ei
nen Verbrennungshub ausführt, die virtuelle Zylindernummer #1 zuge
ordnet wird. Bei Verwendung dieser virtuellen Zylindernummer kann
das in Fig. 16 gezeigte Kennfeld für die Bestimmung des in Abhängig
keit von einer Steuerbetriebsart in den Ruhezustand zu versetzenden
Zylinders verwendet werden. In dem in Fig. 13 gezeigten Fall wird
daher unter der Annahme, daß die Motorausgangsleistungs-Steuerung
nach dem Verbrennungshub des Zylinders, der die physikalische Zy
lindernummer #1 besitzt, in der Betriebsart 1 begonnen wird, um den
#1-Zylinder in den Ruhezustand zu versetzen, dem #2-Zylinder, der
unmittelbar nach dem Beginn der Motorausgangsleistungs-Steuerung
den Verbrennungshub ausführen soll, die virtuelle Zylindernummer #1
zugeordnet. Wie aus Fig. 16 hervorgeht, kann die Kraftstoffunterbre
chung für den Zylinder mit der physikalischen Nummer #2, dem die
virtuelle Zylindernummer #1 zugeordnet ist, ausgeführt werden, da die
Kraftstoffunterbrechung in der Betriebsart 1 für den #1-Zylinder vorge
sehen ist. Mit diesem Prozeß kann die Kraftstoffunterbrechung sofort
bei Beginn der Operation der Motorausgangsleistungs-Steuerung ausge
führt werden. Das Prinzip, die Hardwarekonstruktion und der Steuer
prozeß, mit denen der obige Ablauf ausgeführt werden kann, ist aus
der JP HEI 4-298731-A bekannt. Auf die Offenbarung dieser parallel
anhängigen Anmeldung wird hier Bezug genommen. Der Typ des er
findungsgemäßen Systems zur Steuerung der Ausgangsleistung von
Verbrennungsmotoren wird im folgenden mit "Motorausgangsleistungs-
Steuersystem des Typs mit gleitendem ruhenden Zylinder" bezeichnet.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann mit dem erfin
dungsgemäßen Motorausgangsleistungs-Steuersystem des Typs mit
gleitendem ruhenden Zylinder das verschwendete Zeitintervall nach
Beginn der Motorausgangsleistungs-Steuerung minimiert oder sogar
beseitigt werden, wodurch das Ansprechverhalten bei Beginn der Mo
torausgangsleistungs-Steuerung verbessert werden kann, da die Kraft
stoffunterbrechung unmittelbar nach dem Beginn der Steuerung ausge
führt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine weitere Verbesserung des oben
erwähnten Motorausgangsleistungs-Steuersystems des Typs mit glei
tendem ruhenden Zylinder gerichtet. Fig. 1 zeigt die grundlegende und
konzeptionelle Konstruktion des erfindungsgemäßen Motorausgangs
leistungs-Steuersystems. Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält das Motoraus
gangsleistungs-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen
Motorausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuerabschnitt, der einen Mo
torausgangsleistungs-Steuerbefehl ausgibt, der den Absenkbetrag der
Motorausgangsleistung angibt, einen Motorbetriebsbedingung-Beurtei
lungsabschnitt, der auf den Motorausgangsleistungs-Steuerbefehl vom
Motorausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuerabschnitt anspricht und in
jedem Verbrennungszeitpunkt aktiv ist, um zu beurteilen, ob der für die
nächste Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezustand ver
setzt werden soll oder nicht, einen Zylinderdeaktivierungsabschnitt, der
die Verbrennung in dem Verbrennungszeitpunkt verhindert, in dem für
den betreffenden Zylinder vom Motorbetriebsbedingung-Beurteilungs
abschnitt ein Ruhezustand bestimmt worden ist, sowie einen Speicher
abschnitt zum Speichern der Ergebnisse der Beurteilungen, die von
dem Motorbetriebsbedingung-Beurteilungsabschnitt ausgeführt wurden,
für eine vorgegebene Anzahl von unmittelbar vorhergehenden Ver
brennungszeitpunkten. Der Motorbetriebsbedingung-Beurteilungsab
schnitt vergleicht einen Motorausgangsleistungs-Absenkbetrag, der von
dem vom Motorausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuerabschnitt ausge
gebenen Motorausgangsleistungs-Steuerbefehl befohlen ist, mit den
Ergebnissen vergangener Beurteilungen, die in dem Speicherabschnitt
gespeichert sind, um auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zu
beurteilen, ob der für die nächste Verbrennung vorgesehene Zylinder
in den Ruhezustand versetzt werden soll oder nicht.
Unabhängig von dem früher vorgeschlagenen Motorausgangsleistungs-
Steuersystem des Typs mit gleitendem ruhenden Zylinder schlägt die
vorliegende Erfindung ein Prinzip vor, bei dem anstatt der Verwendung
der virtuellen Zylindernummer unabhängig von der Zylindernummer
bestimmt wird, ob die Motorausgangsleistungs-Steuerung ausgeführt
werden soll oder nicht. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird
im folgenden mit Bezug auf Fig. 2 erläutert.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Systems zur Steuerung der
Ausgangsleistung von Verbrennungsmotoren gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Es wird bemerkt, daß die gezeigte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Motorausgangsleistungs-Steuersystems auf ein
Traktionssteuersystem angewendet wird, das ein Durchdrehen der An
triebsräder verhindert. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt die
Einstellung des Antriebsdrehmoments durch eine Kraftstoffunterbre
chung für einen oder mehrere ausgewählte Zylinder des Motors.
In Fig. 2 bezeichnen 1L und 1R ein linkes Vorderrad bzw. ein rechtes
Vorderrad eines Kraftfahrzeugs, während 2L und 2R ein linkes Hinter
rad bzw. ein rechtes Hinterrad bezeichnen. Das Bezugszeichen 3 be
zeichnet einen Verbrennungsmotor, der die Kraftmaschine des Fahr
zeugs darstellt. Es wird bemerkt, daß die gezeigte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf einen Vierzylinder-Verbrennungsmotor
angewendet wird und daß das Fahrzeug eine Kraftübertragungsausle
gung vom FH-Typ (Frontmotor/Hinterradantrieb) für den Antrieb des
linken Hinterrades 2L und des rechten Hinterrades 2R besitzt. Für die
jeweiligen Räder 1L, 1R, 2L und 2R sind Radgeschwindigkeitssenso
ren 4, 5, 6 bzw. 7 vorgesehen.
Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl die gezeigte Ausführungs
form des Motorausgangsleistungs-Steuersystems auf ein Fahrzeug mit
einer Kraftübertragungsauslegung vom FH-Typ angewendet wird, sie
gleichermaßen auf Fahrzeuge mit einer Kraftübertragungsauslegung
jeglichen anderen Typs wie etwa des FV-Typs
(Frontmotor/Vorderradantrieb), des 4WD-Typs (Vierradantrieb) und
dergleichen anwendbar ist.
Die Radgeschwindigkeitssensoren 4 bis 7 erfassen die Umdrehungsge
schwindigkeiten der entsprechenden Räder und erzeugen Impulssignale,
deren Frequenzen der jeweiligen Umdrehungsgeschwindigkeit der Rä
der entsprechen, wobei die Radgeschwindigkeitssignale entsprechend
mit VFL, VFR, VRL und VRR bezeichnet sind. Die Radgeschwindig
keitssignale VFL, VFR, VRL und VRR werden in einen Frequenz-
/Spannungs-Umsetzer (F/V-Umsetzer) 9, der in einer Steuereinheit 8
vorgesehen ist, eingegeben. Die Steuereinheit 8 enthält diesen F/V-
Umsetzer und außerdem einen Analog-/Digital-Umsetzer (A/D-Umset
zer) 10 sowie eine CPU 11, die einen Mikrocomputer bildet. Der F/V-
Umsetzer 9 führt die Frequenz-/Spannungs-Umsetzung für die Radge
schwindigkeitssignale VFL, VFR, VRL und VRR aus, wobei die ent
sprechenden Spannungssignale, die die Radgeschwindigkeiten angeben,
in den A/D-Umsetzer 10 eingegeben werden. Der A/D-Umsetzer 10
wandelt die die jeweiligen Radgeschwindigkeiten angebenden Span
nungssignale in digitale Radgeschwindigkeitsdaten um und gibt sie in
die CPU 11 ein.
Die CPU 11 erfaßt auf der Grundlage der Radgeschwindigkeitsdaten
VFL, VFR, VRL und VRR einen Radschlupf und führt eine Motoraus
gangsleistungs-Absenksteuerung aus, um die Antriebskraft in der Weise
zu steuern, daß ein Durchdrehen der Räder verhindert wird. In der
gezeigten Ausführungsform wird das Ausgangsdrehmoment des Motors
3 eingestellt, um das Antriebsdrehmoment, das an die Antriebsräder 2L
und 2R verteilt wird, anzupassen. Um das Motorausgangsdrehmoment
abzusenken, führt die gezeigte Ausführungsform eine Kraftstoffzufuhr-
Steuerung aus, um eine Kraftstoffunterbrechung zu bewerkstelligen, so
daß einige oder sämtliche der Motorzylinder in den Ruhezustand ver
setzt werden.
Die Kraftstoffunterbrechung kann erzielt werden, indem ein Kraftstof
funterbrechungssignal von der CPU 11 an eine Kraftstoffzufuhr-Steu
ereinrichtung 12 ausgegeben wird, die eine Kraftstoffeinspritzung aus
führt. In der Praxis werden die Kraftstoffeinspritzimpulse Ip, die an die
jeweiligen Zylinder (#1, #2, #3 und #4) 13-1 bis 13-4 des Motors 3
ausgegeben werden, wahlweise für den oder die Zylinder, für die die
Kraftstoffunterbrechung auszuführen ist, unterbrochen. Durch Unter
brechen der Kraftstoffeinspritzimpulse kann die Kraftstoffunterbre
chung ausgeführt werden. Durch Versetzen eines oder mehrerer aus
gewählter Zylinder in den Ruhezustand kann das Motorausgangs
drehmoment abgesenkt werden. Alternativ kann die Kraftstoffunterbre
chung auch durch Zurücksetzen der von der CPU 11 abgeleiteten Kr
aftstoffeinspritzperiode Ti auf Null auf der Grundlage der Ergebnisse
der Abarbeitung des Programms der gezeigten Ausführungsform, das
in den Fig. 4 bis 7 dargestellt ist, erfolgen, wenn die Kraftstoffein
spritzperiode Ti entsprechend einer Kraftstoffeinspritzmenge berechnet
wird, die von einem Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsprogramm
berechnet wird, welches seinerseits synchron mit einem Motorumdre
hungszyklus (Verbrennungszyklus) abgearbeitet wird.
In der Kraftstoffunterbrechungssteuerung für die Einstellung der An
triebskraft rechnet die CPU 11 einen Radschlupf und leitet einen not
wendigen Absenkbetrag für das Antriebsdrehmoment auf der Grund
lage des Radschlupfes ab. Auf der Grundlage des abgeleiteten erfor
derlichen Antriebsdrehmoment-Absenkbetrags führt die CPU 11 eine
Beurteilung aus, ob der für die nächste Verbrennung vorgesehene Zy
linder in jedem Verbrennungszeitpunkt des Vierzylindermotors in den
Ruhezustand versetzt werden soll. Wenn die Beurteilung ergibt, daß
der Zylinder in den Ruhezustand versetzt werden soll, wird die Kraft
stoffunterbrechung ausgeführt. In Verbindung damit arbeitet die CPU
11 in der Weise, daß sie das Ergebnis der Beurteilung der Betriebsbe
dingung für eine vorgegebene Anzahl früherer Beurteilungen speichert.
Bei der Beurteilung der Betriebsbedingung wird die gespeicherte ver
gangene Beurteilung berücksichtigt, so daß der momentan erhaltene
Antriebsdrehmomentabsenkbetrag und die gespeicherte vergangene
Beurteilung miteinander verglichen werden, um den momentanen Be
triebszustand zu beurteilen und so die geeignete Kraftstoffunterbre
chungsoperation auszuführen.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die von der gezeigten Ausführungs
form des Motorausgangsleistungs-Steuersystems der vorliegenden Er
findung auszuführenden Steuerfunktionen in Form eines Diagramms
von Funktionsblöcken zeigt. In Fig. 3 enthält das Motorausgangslei
stungs-Steuersystem einen Radschlupf-Erfassungsabschnitt 100a, einen
Antriebsdrehmoment-Absenkbetrag-Steuerabschnitt 100b (Ausgangs
leistung-Absenkbetrag-Steuerabschnitt), einen Betriebsbedingungs-
Beurteilungsabschnitt 100c (Motorbetriebsbedingungs-Beurteilungsab
schnitt) sowie einen Kraftstoffsteuerabschnitt 100d (Abschnitt zur
Versetzung von Zylindern in den Ruhezustand). Der Radschlupf-
Erfassungsabschnitt 100a erfaßt einen Radschlupf auf der Grundlage
der Radgeschwindigkeiten. Abhängig von dem vom Radschlupf-Erfas
sungsabschnitt 100a abgeleiteten erfaßten Radschlupfbetrag bestimmt
der Antriebsdrehmoment-Absenkbetrag-Steuerabschnitt 100b einen
Antriebsdrehmoment-Absenkbetrag, um den Betriebsbedingungs-Beur
teilungsabschnitt 100c zu steuern.
Der Betriebsbedingungs-Beurteilungsabschnitt 100c spricht auf den
Befehl an und führt in jedem Motorzylinder die Beurteilung aus, ob
dieser Zylinder bei jeder Verbrennung in den Ruhezustand versetzt
werden soll. Der Betriebsbedingungs-Beurteilungsabschnitt 100c ent
hält einen Speicherabschnitt zum Speichern einer vorgegebenen Anzahl
der letzten Beurteilungsergebnisse. Der Betriebsbedingungs-Beurtei
lungsabschnitt 100c vergleicht den momentan befohlenen Motoraus
gangsleistungs-Absenkbetrag mit den vergangenen Beurteilungsergeb
nissen, die in dem Speicherabschnitt gespeichert sind, um für die mo
mentane Verbrennung eine Betriebsbedingungsbeurteilung auszuführen.
Der Kraftstoffsteuerabschnitt 100d führt die Kraftstoffunterbrechung
für den oder die Zylinder aus, für die festgestellt worden ist, daß sie in
den Ruhezustand versetzt werden sollen. In der gezeigten Ausführungs
form verwenden der Betriebsbedingungs-Beurteilungsabschnitt 100c
und der Kraftstoffsteuerabschnitt 100d einen F/C-Merker, der einen
Kraftstoffunterbrechungszustand bzw. einen Kraftstoffzufuhrzustand
anzeigt. Der F/C-Merker wird außerdem zum Speichern der Ergeb
nisse der Betriebsbedingungsbeurteilung verwendet.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen ein Beispiel eines konkreten Steuerprogramms,
das in der Praxis abgearbeitet wird und das den obenbeschriebenen
Abschnitten 100a bis 100d entspricht.
Es wird angemerkt, daß in den folgenden Programmbeispielen die ge
zeigte Ausführungsform nur auf die Steuerung der Anzahl der in den
Ruhezustand versetzten Zylinder angewendet wird, um den Motoraus
gangsdrehmoment-Absenkbetrag schrittweise zu steuern. Daher wird
hier kein Wechselbetrieb, in dem ein aktiver und ein inaktiver Zustand
von Motorzylindern pro Verbrennung wiederholt erfolgen, ausgeführt.
D.h., daß die Anzahl der Schritte zur Ausführung der Motorausgangs
drehmomentsteuerung (= Anzahl der Betriebsarten ausschließlich einer
Betriebsart 0, in der sämtliche Zylinder mit Kraftstoff versorgt werden)
vorzugsweise mit der Anzahl der Zylinder übereinstimmt. Mit anderen
Worten, der Wert der Betriebsartnummer und die Nummer der in den
Ruhezustand versetzten Zylinder sind gleich. Fig. 4 zeigt ein Flußdia
gramm eines Steuerprogramms zur Ausführung des Prozesses, der dem
Inhalt des Radschlupf-Erfassungsabschnitts entspricht. Das gezeigte
Programm und das in Fig. 5 gezeigte Programm können periodisch in
konstanten Intervallen abgearbeitet werden.
In Fig. 4 werden in einem Schritt 201 die Radgeschwindigkeiten VFL,
VFR, VRL und VRR (vier Kanäle) der die Radgeschwindigkeit ange
benden Signale ausgelesen. Dann werden in den Schritten 202 bzw.
203 eine mittlere Geschwindigkeit VR der beiden Hinterräder 2RL und
2RR sowie eine mittlere Geschwindigkeit VL der beiden Vorderräder
1FL und 1FR anhand der beiden folgenden Gleichungen rechnet:
Dann wird im Schritt 204 der Radschlupf S als Differenz zwischen der
mittleren Geschwindigkeit VR der Hinterräder 2RL und 2RR und der
mittleren Geschwindigkeit VF der Vorderräder 1FL und 1FR folgen
dermaßen berechnet:
S=VR-VF (3).
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Steuerprogramm veranschaulicht,
mit dem eine dem Antriebsdrehmoment-Absenksteuerabschnitt entspre
chende Funktion verwirklicht wird. Die in Fig. 5 gezeigte Routine wird
nach der Abarbeitung des in Fig. 4 gezeigten Steuerprogramms abgear
beitet.
Zunächst werden im Schritt 301 der vorhergehende Radschlupf S sowie
ein Radschlupfreferenzwert S*, der in der Antriebskraftsteuerung ver
wendet wird, ausgelesen. Dann wird im Schritt 302 ein Betriebsartwert
M, der den Antriebsdrehmoment-Absenkbetrag angibt, anhand der
folgenden Gleichung berechnet:
Mn = Mn-1 + KP × (Sn - Sn-1) + KI × (Sn - S*n) (4)
wobei Mn und Mn-1 der momentan berechnete Wert bzw. der vorher
berechnete Wert des Betriebsartwertes sind, Sn, Sn-1 und S*n der mo
mentane Radschlupf, der vorhergehende Radschlupf bzw. der aktuell
angepaßte Wert des Schlupfreferenzwertes sind, der mit dem
Schlupfreferenzwert zu vergleichen ist, und KP und KI eine Proportio
nalverstärkung bzw. eine Integralverstärkung sind.
Durch Vergleichen des abgeleiteten Radschlupfes S und des Schlupfre
ferenzwertes S* auf die obenbeschriebene Weise wird die den Absenk
betrag des Antriebsdrehmoments angebende Betriebsart M bestimmt.
Die Beurteilung M < 0, das Setzen von M = 0, die Beurteilung von
M < Mmax sowie das Setzen von M = Mmax in den Schritten 303 bis
306 sind Begrenzungsprozesse für den im Schritt 302 abgeleiteten Be
triebsartwert M. In diesen Prozessen wird der Betriebsartwert M auf
einen Bereich eingeschränkt, dessen kleinster Wert 0 ist und dessen
größter Wert Mmax der Anzahl der verfügbaren Betriebsarten ent
spricht. Es wird darauf hingewiesen, daß in der gezeigten Ausfüh
rungsform der größte Betriebsartwert 4 ist.
Nach dem Begrenzungsprozeß, der über die Schritte 303 bis 306 führt,
wird der im begrenzten Bereich, d. h. in der gezeigten Ausführungs
form zwischen 0 und 4 liegende Betriebsartwert im Schritt 307 be
stimmt, um für die Abarbeitung des in Fig. 6 dargestellten Steuerpro
gramms verwendet zu werden. Wie ersichtlich, wird der Betriebsart
wert in Abhängigkeit vom Radschlupf von Zeit zu Zeit in jedem Zeit
punkt der Abarbeitung der gezeigten Routine bestimmt und mit dem
neuesten Betriebsartwert aktualisiert.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine für die Ausführung des
Prozesses veranschaulicht, das dem Inhalt des Betriebsbedingungs-
Beurteilungsabschnitts entspricht.
Die Abtastperiode der gezeigten Routine unterscheidet sich von denje
nigen der Steuerroutinen der Fig. 4 und 5, d. h. derjenigen des Rad
schlupf-Erfassungsabschnitts und des Antriebsdrehmomentabsenkbe
trag-Steuerabschnitts und ist so gesetzt, daß sie mit einem Motorver
brennungszyklus in Übereinstimmung ist. D.h., daß die Routine von
Fig. 6 so angepaßt ist, daß sie in jedem Motorverbrennungszeitpunkt
abgearbeitet wird. Daher wird die gezeigte Routine synchron mit dem
Motorverbrennungszeitverlauf abgearbeitet, wobei eine Beurteilung
ausgeführt wird, ob die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt werden soll
oder nicht.
Zunächst wird im Schritt 401 der Betriebsartwert M (neuester Wert),
der im Schritt 307 der vorangehenden Routine von Fig. 5 bestimmt
worden ist, in jedem Abarbeitungszeitpunkt eingelesen. Dann werden
im Schritt 402 die F/C-Merker Fn-1, Fn-2, und Fn-3 der drei letzten Zy
klen eingelesen.
Wie oben bereits erwähnt, wird beim Wert 1 des F/C-Merkers die
Kraftstoffunterbrechung ausgeführt, während beim Wert 0 des F/C-
Merkers die Kraftstoffzufuhr aufrechterhalten wird.
In jedem Abarbeitungszeitpunkt der gezeigten Routine wird der Wert
des F/C-Merkers in den Schritten 407 oder 408 bestimmt, deren Pro
zesse für die momentane Schleife später diskutiert werden. Dann wer
den im Schritt 409 die F/C-Merker für die drei letzten Abarbeitungs
zyklen, die den momentan bestimmten Merker enthalten, aktualisiert
und gespeichert.
Daher werden im Schritt 402 die F/C-Merkerwerte mit dem im unmit
telbar vorhergehenden Abarbeitungszyklus abgearbeiteten Wert Fn-1,
mit dem zwei Zyklen vorher abgeleiteten Wert Fn-2 und mit dem drei
Zyklen vorher abgeleiteten Wert Fn-3 aus der Speicherschaltung in der
Steuereinheit ausgelesen.
Sobald die F/C-Merkerwerte Fn-1, Fn-2 und Fn-3 ausgelesen sind, wird
die Anzahl von Kraftstoffunterbrechungen, d. h. die Anzahl der F/C-
Merker mit Wert 1 im Schritt 403 gemäß der folgenden Formel ge
zählt:
N = Fn-1 + Fn-2 + Fn-3 (5).
Auf diese Weise wird eine Anzahl N, mit der eine Kraftstoffunterbre
chung auftritt, erhalten.
Wie ersichtlich, verändert sich der Wert N in Abhängigkeit von der
vergangenen Hysterese der Kraftstoffunterbrechungssteuerung im Be
reich von 0 bis 3.
Somit werden die F/C-Merker für die drei vergangenen Abarbeitungs
zyklen ausgelesen, wobei das Auftreten einer Kraftstoffunterbrechung
innerhalb der drei letzten Zyklen gezählt wird, um die Anzahl N des
Auftretens der Kraftstoffunterbrechung abzuleiten. Der auf diese Weise
bestimmte abgeleitete Wert N wird im Schritt 406, der später beschrie
ben wird, mit dem Betriebsartwert M, der im Schritt 401 ausgelesen
worden ist, verglichen.
Dann wird im Schritt 404 geprüft, ob der Betriebsartwert M Null ist
oder nicht. Wenn der Betriebsartwert M den Wert Null besitzt, wird
festgestellt, daß keine Drehmomentsteuerung erforderlich ist. Daher
wird unabhängig von der Anzahl N des Auftretens von Kraftstoffunter
brechungen in der Vergangenheit entschieden, daß für den momentanen
Verbrennungszeitpunkt Kraftstoff zugeführt wird. Daher wird im
Schritt 407 der F/C-Merker Fn (momentaner Wert) auf 0 zurückgesetzt.
Danach geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 409, in dem der Spei
cher der F/C-Merker für die drei letzten Zyklen erneuert wird. An
schließend ist der momentane Prozeß beendet.
Wenn andererseits im Schritt 404 festgestellt wird, daß der Betriebs
artwert M nicht 0 ist, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 405. Im
Schritt 405 wird der Betriebsartwert M erneut dahingehend geprüft, ob
er gleich dem oberen Grenzwert für den Betriebsartwert Mmax ist
(Mmax = 4 im gezeigten Fall). Wenn die Prüfung im Schritt 405 er
gibt, daß der Betriebsartwert M gleich dem oberen Grenzwert Mmax
ist, wird festgestellt, daß die größtmögliche Drehmomentabsenksteue
rung erforderlich ist. Daher wird in einem solchen Fall festgestellt, daß
die Kraftstoffunterbrechung für den momentanen Verbrennungszeit
punkt unabhängig von der Anzahl N von Kraftstoffunterbrechungen
ausgeführt werden muß. Somit wird im Schritt 408 der F/C-Merker Fn
für den momentanen Zyklus auf 1 gesetzt. Danach wird der Speicher
inhalt in der Speicherschaltung der Steuereinheit durch drei F/C-Werte
Fn, Fn-1 und Fn-2 aktualisiert. Nach dem Prozeß im Schritt 409 ist die
Verarbeitung beendet.
Wenn andererseits die Prüfung im Schritt 405 ergibt, daß der Betriebs
artwert M nicht gleich dem oberen Grenzwert Mmax ist, geht die Ver
arbeitung weiter zum Schritt 406. Im Schritt 406 wird der Betriebsart
wert M mit der Anzahl N des Auftretens von Kraftstoffunterbrechun
gen, die im Schritt 403 abgeleitet worden ist, verglichen, um zu prüfen,
ob der Betriebsartwert M kleiner oder gleich der Anzahl N der vergan
genen Kraftstoffunterbrechungen ist. Auf der Grundlage des Ver
gleichsergebnisses wird entschieden, ob für den momentanen Verbren
nungszeitpunkt Kraftstoff zugeführt werden soll.
Wenn nämlich der Betriebsartwert M kleiner oder gleich der Anzahl N
der vergangenen Kraftstoffunterbrechungen ist, d. h. wenn M N zu
trifft, wird entschieden, daß Kraftstoff zugeführt werden soll. Wenn
andererseits der Betriebsartwert M größer als die Anzahl N der ver
gangenen Kraftstoffunterbrechungen ist, d. h. wenn M N nicht zu
trifft, wird entschieden, daß die Kraftstoffzufuhr unterbrochen werden
muß. Im ersteren Fall werden die Prozesse der Schritte 407 und 409
ausgeführt, um den F/C-Merker Fn auf 0 zu setzen und um die gespei
cherten Werte der F/C-Merker zu aktualisieren. Andererseits werden
im letzteren Fall die Prozesse der Schritte 408 und 409 ausgeführt, um
den F/C-Merker Fn auf 1 zu setzen und die gespeicherten Werte der
F/C-Merker zu aktualisieren.
Wie oben beschrieben, wird in jedem Abarbeitungszyklus der gezeigten
Routine der F/C-Merkerwert Fn für den momentanen Verbrennungs
zeitpunkt in den Schritten 407 oder 408 bestimmt. Der so gesetzte F/C-
Merker Fn wird in der Kraftstoffsteuerroutine von Fig. 7 verwendet.
Es wird angemerkt, daß die F/C-Werte Fn, Fn-1 und Fn-2 in der Spei
cherschaltung als Werte Fn-1, Fn-2 und Fn-3 für den nächsten Abarbei
tungszyklus gespeichert werden. Die Aktualisierung des Speicherinhal
tes in der Speicherschaltung wird nämlich in der Weise ausgeführt, daß
die F/C-Merkerwerte, die in den drei letzten Zyklen abgeleitet worden
sind, gespeichert werden, so daß der Speicherinhalt auf die folgende
Weise aktualisiert wird:
Fn-1 ← Fn (6a)
Fn-2 ← Fn-1 (6b)
Fn-3 ← Fn-2 (6c).
Im Schritt 409 wird der F/C-Merker verschoben, um, wie oben erläu
tert, in jedem Abarbeitungszyklus der gezeigten Routine die F/C-Mer
kerwerte für die drei neuesten Zyklen zu speichern, um für die nächste
Abtastung bereit zu sein. Die auf diese Weise in der Steuerschaltung
der Steuereinheit gespeicherten F/C-Merkerwerte werden in den
Schritten 402 und 403 des nächsten Abarbeitungszyklus verwendet.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Steuerroutine für die Ausführung
des Prozesses im Kraftstoffsteuerabschnitt veranschaulicht. Die gezeig
te Routine wird unter Verwendung des in der Routine von Fig. 6 ge
setzten F/C-Merkers Fn abgearbeitet. D.h., daß in der ersten Stufe der
Abarbeitung der Routine von Fig. 7 der F/C-Merkerwert Fn, der in den
Schritten 407 oder 408 der Routine von Fig. 6 abgeleitet worden ist,
ausgelesen wird (Schritt 501). Abhängig davon, ob der F/C-Merker
wert Fn, der im Schritt 501 ausgelesen wird, 1 oder 0 ist, wird von der
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung 12 entweder die Kraftstoffzufuhr oder
die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt (Schritte 502, 503 und 504).
Hier können in der Motorausgangsleistungs-Steuerung des Typs mit
gleitendem ruhenden Zylinder die folgenden Probleme entstehen, wenn
einfach die Veränderung der Zuordnung der virtuellen Zylindernummer
ausgeführt wird. Obwohl die Motorausgangsleistungs-Steuerung des
Typs mit gleitendem ruhenden Zylinder, die einfach eine veränderliche
Zuordnung der virtuellen Zylindernummer ausführt, das Ansprechver
halten bei Beginn der Motorausgangsdrehmoment-Absenksteuerung
verbessern kann, indem sie den virtuellen Zylinder #1 dem für die
nächste Verbrennung vorgesehenen Zylinder zuordnet, besteht Raum
für die Verbesserung des Prozesses der Wiederaufnahme der Kraft
stoffzufuhr. Hierzu wird das Ansprechverhalten bei der Wiederauf
nahme der Kraftstoffzufuhr betrachtet: Wenn die Betriebsart beispiels
weise in der Reihenfolge 4 → 3 → 2 → 1 wie in Fig. 14 gezeigt geän
dert wird, wird der Kraftstoffunterbrechungszustand während der Be
triebsartveränderung von der Betriebsart 4 zur Betriebsart 1 aufrecht
erhalten, wodurch eine Verzögerung der Wiederaufnahme der Kraft
stoffzufuhr verursacht wird. Daher wird ein Zeitintervall verschwen
det, das das Ansprechverhalten bei der Wiederaufnahme der Kraftstoff
zufuhr verschlechtert.
Auch im Hinblick auf das Ansprechverhalten bei Beginn der Motoraus
gangsleistungssteuerung kann das Ansprechverhalten verschlechtert
werden, wenn der zeitliche Verlauf der Betriebsartveränderung und der
zeitliche Verlauf der Verbrennung nicht aneinander angepaßt sind. Fig.
15 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Betriebsartsverände
rung und dem Verbrennungszeitablauf. Wenn die Motorausgangslei
stungs-Steuerung begonnen wird und die Betriebsart wie gezeigt hoch
gestuft wird, wird die Verbrennung der Zylinder #2, #3 und #4 auf
rechterhalten, obwohl die Betriebsart hochgestuft worden ist, weil diese
Hochstufung der Betriebsarten zu spät erfolgt. Wie aus Fig. 17 hervor
geht, kann in diesem Fall der tatsächliche Beginn der Motorausgangs
leistungs-Steuerung erheblich verzögert werden.
In dem Fall, in dem das Motorausgangsleistungs-Steuersystem in dem
Traktionssteuersystem für die Beseitigung des Radschlupfes verwendet
wird, wie dies in der gezeigten Ausführungsform der Fall ist, ist das
Ansprechverhalten besonders wichtig.
Ein schlechtes Ansprechverhalten bei der Absenkung des Drehmoments
hat nämlich Einfluß auf die Fahrzeug-Fahrstabilität, weil die Antwort
auf eine Drehmomentsteuerungsanforderung bei Auftreten eines Rad
schlupfs bei geringer Haftung des Rades eine Verzögerung hervorruft.
Andererseits hat ein schlechtes Ansprechverhalten bei der Wiederher
stellung des ursprünglichen Drehmoments eine Verschlechterung der
Fahrzeugbeschleunigungseigenschaften zur Folge.
Die gezeigte Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist,
schafft durch den obenerläuterten Prozeß eine Lösung für diese Pro
bleme. Da gemäß der gezeigten Ausführungsform die Ausführung der
Kraftstoffunterbrechung in bezug auf jeden Verbrennungszeitpunkt und
unabhängig von der Zylindernummer, jedoch unter Berücksichtigung
der Historie der Motorausgangsleistungs-Steuerung über eine gegebene
Anzahl von neuesten Zyklen bestimmt wird, können der Anfangszeit
punkt und der Endzeitpunkt der Motorausgangsleistungs-Steuerung in
Abhängigkeit von dem im voraus gewählten Parameter wie etwa dem
Radschlupf genau an den momentanen Fahrzustand angepaßt werden.
Daher kann ein zufriedenstellend gutes Ansprechverhalten sowohl bei
der Absenkung des Drehmoments als auch bei der Wiederherstellung
des ursprünglichen Drehmoments erhalten werden.
In den Fig. 8 bis 10 sind Zeitablaufdiagramme gezeigt, die den Inhalt
der Steuerung veranschaulichen, die in der gezeigten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Motorausgangsleistungs-Steuersystems ausge
führt wird.
In Fig. 8 ist der Fall gezeigt, der den Fig. 17(A) und 17(B) entspricht.
Im Unterschied zu der herkömmlichen Motorausgangsleistungs-Steue
rung des Typs mit festgelegtem ruhenden Zylinder, bei der das in Fig.
16 gezeigte Kennfeld verwendet wird, in dem die in den Ruhezustand
zu versetzten Zylinder konstant festgelegt sind, erlaubt die gezeigte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motorausgangsleistungs-
Steuersystems die Ausführung der Kraftstoffunterbrechung im Zylinder
mit beliebiger Zylindernummer unmittelbar nach Beginn der Motoraus
gangsleistungs-Steuerung zur Absenkung des Antriebsdrehmoments.
Wenn, wie in Fig. 8 gezeigt, die Betriebsart von der Betriebsart 0 zur
Betriebsartwert 1 umgeschaltet wird und wenn somit die Motoraus
gangsleistungs-Steuerung begonnen wird (d. h. wenn der Betriebsart
wert 1 durch die Routine von Fig. 5 gesetzt wird und wenn der gesetzte
Betriebsartwert 1 bei der Aßarbeitung der Routine von Fig. 6 ausgele
sen wird), wird die Kraftstoffunterbrechungsoperation für den Zylinder
#4 ausgeführt, der für die nächste Verbrennung vorgesehen ist. Wenn
der Betriebsartwert M auf 1 gehalten wird, wird der Zylinder #4, für
den die Kraftstoffunterbrechung ursprünglich ausgeführt worden ist,
weiterhin als der Zylinder betrachtet, der in den Ruhezustand zu ver
setzen ist.
In der Praxis ist in der Routine von Fig. 6 dann, wenn der zuerst gele
sene Abarbeitungszyklus den Betriebsartwert M = 1 besitzt, M < N
erfüllt, da die Anzahl N vergangener Kraftstoffunterbrechungen 0 ist.
Daher geht der Prozeß vom Schritt 406 weiter zum Schritt 408, um den
F/C-Merkerwert Fn = 1 zu setzen. Daher kann die Kraftstoffunterbre
chung ausgeführt werden (Fig. 7). In den nachfolgenden Zyklen für die
Bestimmung des Betriebsartwertes für die anderen Zylinder, d. h. für
die Zylinder #1, #2 und #3 wird die Anzahl N der vergangenen Kraft
stoffunterbrechungen auf 1 gehalten, so daß M N zutrifft, wodurch
die Prozesse der Schritte 407 und 409 ausgelöst werden. Daher kann
die Kraftstoffzufuhr für die Zylinder #1, #2 und #3 wie gezeigt beibe
halten werden. Anschließend ist wiederum der Zylinder #4 für die
nächste Verbrennung vorgesehen. In diesem Zeitpunkt sind in der
Speicherschaltung der Steuereinheit die F/C-Merker Fn-1, Fn-2 und Fn-3
gespeichert, die den Zylindern #1, #2 bzw. #3 entsprechen. Wie be
schrieben, sind die F/C-Merker für die Zylinder #1, #2 und #3 sämtlich
auf 0 gesetzt, so daß die Anzahl N des Auftretens von Kraftstoffunter
brechungen auf dieser Stufe den Wert 0 besitzt. Da der Betriebsartwert
1 aufrechterhalten wird, trifft erneut M < N zu, so daß über die Pro
zesse der Schritte 408 und 409 die Kraftstoffunterbrechungsoperation
ausgeführt wird. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit
Hilfe der Routine von Fig. 6 das verschwendete Zeitintervall beseitigt
oder zumindest minimiert, wodurch bei Beginn der Motorausgangslei
stungs-Steuerung ein erheblich verbessertes Ansprechverhalten erzielt
wird. Da andererseits die Beurteilung, ob die Kraftstoffzufuhr wieder
hergestellt werden soll oder nicht, in jedem Abarbeitungszyklus der
Routine von Fig. 6 ausgeführt wird, kann die Wiederaufnahme der
Kraftstoffzufuhr ohne jede Verzögerung ausgeführt werden. Daher
kann die gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das
Ansprechverhalten sowohl bei der Absenkung des Drehmoments als
auch bei der Wiederherstellung des ursprünglichen Drehmoments ver
bessert werden.
Fig. 9 zeigt den Fall, der demjenigen von Fig. 14 entspricht. Im Unter
schied zu dem Motorausgangsleistungs-Steuersystem des Typs mit
gleitendem ruhenden Zylinder gemäß des früheren Vorschlags kann die
Kraftstoffunterbrechung aufgrund einer Abnahme des Betriebsartwertes
M sofort aufgehoben werden.
Fig. 10 zeigt einen Fall, der dem von Fig. 15 entspricht. Im Unter
schied zu dem Motorausgangsleistungs-Steuersystem des Typs mit
gleitendem ruhenden Zylinder des früheren Vorschlags kann die Kraft
stoffunterbrechung aufgrund der Zunahme des Betriebsartwertes M
sofort begonnen werden.
Wie ersichtlich, können beide Fälle anhand des Prozesses der Routine
von Fig. 6 bewerkstelligt werden, um das Ansprechverhalten sowohl
bei einer Absenkung des Drehmoments als auch bei der Wiederherstel
lung des ursprünglichen Drehmoments zu verbessern. Daher kann ein
Durchdrehen der Räder in hohem Maß unterdrückt werden, ferner
können eine gute Fahrzeug-Fahrstabilität und zufriedenstellend hohe
Beschleunigungseigenschaften erzielt werden.
Da die gezeigte Ausführungsform außerdem auf jede beliebige Anzahl
von Zylindern anwendbar ist, ist sie im Hinblick auf die Verallgemei
nerung ihrer Anwendung vorteilhaft.
Obwohl nämlich die vorangehende Ausführungsform für die Anwen
dung auf einen Vierzylindermotor beschrieben worden ist, ist es mög
lich, sie auf einen Sechszylindermotor anzuwenden, indem lediglich die
Betriebsartsnummer (Mmax) auf 6 geändert wird, ohne daß eine er
hebliche Veränderung der zugrundeliegenden Logik der Steuerung
erforderlich wäre. Die vorliegende Erfindung ist daher im Vergleich zu
dem herkömmlichen Motorausgangsleistungs-Steuersystem mit festem
ruhenden Zylinder vielseitiger anwendbar. In der vorangehenden Be
schreibung ist die Anzahl der Betriebsarten in Übereinstimmung mit
der Anzahl der Zylinder gesetzt worden. Dies hat den Vorteil, daß
während der Motorausgangsleistungs-Steuerung in derselben Betriebs
art dieselben Zylinder im Ruhezustand gehalten werden können, um die
anderen Zylinder ununterbrochen im aktiven Zustand zu halten
(stationärer Zustand der Motorausgangsleistungs-Steuerung, Fall von
Fig. 8). Es ist jedoch für die Erfindung nicht wesentlich, die Anzahl
der Betriebsarten mit der Anzahl der Zylinder in Übereinstimmung zu
bringen. Selbst in diesem Fall besteht die einzige erforderliche Modifi
kation darin, die Anzahl der Betriebsarten (Mmax) zu ändern. Dies
stellt gegenüber dem herkömmlichen Motorausgangsleistungs-Steuer
system einen weiteren Vorteil dar.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 11 und 12 eine weitere Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Motorausgangsleistungs-Steuersystems
beschrieben.
Mit der gezeigten Ausführungsform ist beabsichtigt, die Antriebs
drehmomentsteuerung zusätzlich zu der in der vorangehenden Ausfüh
rungsform beschriebenen Zylinderaufteilungssteuerung (bei der die
Zylinder in aktive und passive Zylinder unterteilt werden) durch ab
wechselndes Versetzen der Zylinder in den aktiven und in den inakti
ven Zustand auszuführen, d. h. durch abwechselnde Verbrennung und
Unterdrückung der Verbrennung in jedem Verbrennungszeitpunkt.
Daher ist in der gezeigten Ausführungsform die Anzahl der Betriebsar
ten gleich der doppelten Anzahl der Zylinder gesetzt, um eine höhere
Auflösung zu erhalten, während der Drehmomentveränderungsbetrag
pro Stufe der Betriebsarten auf die halbe Zylinderausgangsleistungska
pazität gesetzt ist, um eine höhere Genauigkeit der Ausgangsleistungs
steuerung zu erhalten.
Der Hardwareaufbau der gezeigten Ausführungsform kann gleich der
jenigen der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform sein. Auch
die Steuerprogramme der Fig. 4 und 7 können in dieser Ausführungs
form verwendet werden. Der Antriebsdrehmoment-Absenkbetrag-Steu
erabschnitt in der gezeigten Ausführungsform kann durch Modifikation
des Steuerprogramms von Fig. 5 der früheren Ausführungsform auf die
folgende Weise gebildet werden. In dem Prozeß des Schrittes 302 von
Fig. 5 sind die Verstärkungen KP und KI für die Berechnung des Be
triebsartwertes M doppelt so groß wie in der früheren Ausführungs
form gesetzt. Außerdem ist die Anzahl der Betriebsarten (Mmax) in
den Schritten 305 und 306 auf den doppelten Wert (d. h. 8) der früheren
Ausführungsform gesetzt.
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms zur Ausführung
der Funktion, die dem Antriebsdrehmoment-Absenkbetrag-Steuerab
schnitt in der gezeigten Ausführungsform entspricht.
Der Prozeß der gezeigten Routine ist grundsätzlich oder gleiche wie
derjenige der früheren Ausführungsform, der in Fig. 6 veranschaulicht
ist.
Ähnlich wie in der Routine von Fig. 6 wird zunächst im Schritt 601 der
Betriebsartwert M zum ersten Mal gelesen. Anschließend werden im
Schritt 602 aus der Speicherschaltung der Steuereinheit die F/C-Merker
fn-1, fn-2 und fn-3 für die drei neuesten Zyklen ausgelesen. Zusätzlich
werden im Schritt 602 für die sieben neuesten Zyklen Wechsel-F/C-
Merker gn-1 bis gn-7 ausgelesen. Die Wechsel-F/C-Merker gn-1 bis gn-7
sind zusätzliche Merker, die in der gezeigten Ausführungsform ver
wendet werden und so beschaffen sind, daß sie für die abwechselnde
Ausführung der Kraftstoffunterbrechung in jeweils anderen Verbren
nungszeitpunkten verwendet werden können. Dann wird im Schritt 603
die Anzahl Nf des Auftretens von Kraftstoffunterbrechungen gemäß der
folgenden Beziehung gezählt:
Nf = fn-1 + fn-2 + fn-3 (7).
Ferner wird im Schritt 603 die Anzahl Ng des Auftretens von Kraft
stoffunterbrechungen aufgrund der Wechsel-F/C-Merker durch die
folgende Beziehung gezählt:
Ng = gn-1 + gn-2 + . . . + gn-7 (8).
Im Zusammenhang damit wird im Schritt 614, der dem Schritt 409 von
Fig. 6 in der früheren Ausführungsform entspricht, ein Merker-Ver
schiebungsprozeß für die Wechsel-F/C-Merker gn-1 bis gn-7 hinzuge
fügt. Außerdem ist der Prozeß im Schritt 606, der dem Schritt 406 von
Fig. 6 entspricht, modifiziert, um festzustellen, ob der Betriebsartwert
M kleiner oder gleich 2Nf ist. Außerdem sind zu dem Prozeß von Fig.
6 die Schritte der Beurteilung von M 2(Nf + 1) (Schritt 607), der
Beurteilung von Ng = 0 (Schritt 608), des Setzens von gn (momentaner
Wert) = 0 (Schritte 609, 611) und von gn (momentaner Wert) = 1
(Schritt 612) hinzugefügt. Die anderen Prozesse sind die gleichen wie
in Fig. 6. Wie ersichtlich, unterscheidet sich die momentane Ausfüh
rungsform von der früheren Ausführungsform nur in bezug auf die
Auflösung. Daher geht sie bei Halbierung der Anzahl der Betriebsarten
in die frühere Ausführungsform über. Wenn beispielsweise der Schritt
606 in M/2 Nf umgeschrieben wird, geht der Prozeß in den der frü
heren Ausführungsform über, da M/2 dem Wert M der früheren Aus
führungsform entspricht. Daher ist der Inhalt des Prozesses des Schrit
tes 606 im wesentlichen gleich dem des Schrittes 406 von Fig. 6.
Außerdem werden die Prozesse im Schritt 607 und den nachfolgenden
Schritten notwendig, weil die Auflösung der Betriebsarten M doppelt
so groß ist (man betrachte den Fall M/2 = N + 0,5: Wenn dieser Fall
erfüllt ist, geht der Prozeß weiter zum Schritt 608).
In einem solchen Fall besteht der Inhalt, der für die Steuerung der Be
urteilung des Betriebszustandes abgearbeitet werden muß, darin, N
Zylinder in den Ruhezustand zu versetzen und die verbleibenden Zylin
der abwechselnd zu aktivieren und zu deaktivieren. Der Zylinder, der
für die abwechselnde Aktivierung und Deaktivierung vorgesehen ist,
kann nämlich einmal pro acht Verbrennungszeitpunkten in den Ruhe
zustand versetzt werden. Die Wechsel-F/C-Merker gn-1 bis gn-7 sind zu
diesem Zweck in der Routine von Fig. 11 vorgesehen, so daß die Be
triebsbedingung anhand der Merker beurteilt wird, die in den letzten
sieben Abarbeitungszyklen gesetzt worden sind.
Fig. 12 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Inhalt der Steuerung zeigt,
die von der gezeigten Ausführungsform abgearbeitet werden muß. In
Fig. 12 ist der Fall der Betriebsart 3 gezeigt, die zwischen der Be
triebsart 2, in der die Kraftstoffunterbrechung für einen Zylinder aus
geführt werden muß, und der Betriebart 4 liegt, in der die Kraftstoffun
terbrechung für zwei Zylinder ausgeführt werden muß. Da die Be
triebsart unmittelbar vor dem Verbrennungszeitpunkt des Zylinders #2
in die Stufe 3 versetzt worden ist, wird der Zylinder #2 derjenige Zy
linder, der ununterbrochen in den Ruhezustand zu versetzen ist. Ande
rerseits wird der Zylinder #3 in jedem Verbrennungszeitpunkt abwech
selnd aktiviert und deaktiviert. Durch diesen Prozeß kann die Motor
ausgangsleistungs-Steuerung im Vergleich zu der früheren Ausfüh
rungsform mit höherer Genauigkeit ausgeführt werden.
Wie ersichtlich ist, kann mit der gezeigten Ausführungsform die glei
che Wirkung wie mit der früheren Ausführungsform erzielt werden.
Weiterhin erlaubt die momentane Ausführungsform die Verwendung
der im wesentlichen gleichen Steuerlogik wie in der früheren Ausfüh
rungsform, wobei jedoch eine höhere Genauigkeit der Drehmoment
steuerung erzielt werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, daß durch Setzen des Wechselplans auf
drei Zyklen, z. B. Ruhe/Verbrennung/Verbrennung oder Ru
he/Ruhe/Verbrennung die Anzahl der Betriebsarten auf die dreifache
Anzahl der Zylinder gesetzt werden kann. Auf ähnliche Weise kann die
Anzahl der Betriebsarten auf jedes Vielfache der Anzahl der Zylinder
gesetzt werden.
Es ist anzumerken, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeig
ten Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern auf viele verschie
dene Arten modifiziert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Obwohl beispielsweise die obige Beschreibung für eine Motorausgangs
leistungs-Steuerung durch Steuerung der Kraftstoffzufuhr gegeben
worden ist, kann die gleiche Wirkung auch durch alleinige Steuerung
des Zündfunkens oder durch eine Kombination der Zündfunken-Steue
rung und der Kraftstoffzufuhr-Steuerung erhalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausgangsleistungssteue
rung des Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung der vergangenen
Betriebsbedingung pro Verbrennungszeitpunkt ausgeführt werden, so
daß durch die Beurteilung, ob der für die nächste Verbrennung vorge
sehene Zylinder in Betrieb gehalten werden soll oder in den Ruhezu
stand versetzt werden soll, unabhängig vom Zeitpunkt ausgeführt wer
den kann, ein gutes Ansprechverhalten bei Beginn und bei Beendigung
der Motorausgangsleistungs-Steuerung sowie eine hohe Flexibilität
erzielt werden können.
Claims (7)
1. System zur Steuerung der Ausgangsleistung von Verbren
nungsmotoren, mit
einer Motorausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuereinrichtung (11), die einen Motorausgangsleistung-Steuerbefehl ausgibt, der einen Absenkbetrag für die Motorausgangsleistung angibt;
einer Motorbetriebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11), die auf den Motorausgangsleistung-Steuerbefehl von der Motor ausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuereinrichtung (11) an spricht und in jedem Verbrennungszeitpunkt aktiv ist, um zu beurteilen, ob der für die nächste Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezustand versetzt werden soll oder nicht; und
einer Zylinderdeaktivierungseinrichtung (12), die die Ver brennung in dem Verbrennungszeitpunkt, der von der Motorbe triebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11) bestimmt worden ist, unterdrückt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, die die Ergeb nisse der von der Motorbetriebsbedingung- Beurteilungseinrichtung (11) vorgenommenen Beurteilung für eine vorgegebene Anzahl von unmittelbar vorhergehenden Ver brennungszeitpunkten speichert, und
die Motorbetriebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11) einen Motorausgangsleistung-Absenkbetrag, der von dem von der Mo torausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuereinrichtung (11) aus gegebenen Motorausgangsleistung-Steuerbefehl wird, mit den Ergebnissen vergangener Beurteilungen vergleicht, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, um auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zu beurteilen, ob er für die näch ste Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezustand ver setzt werden soll oder nicht.
einer Motorausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuereinrichtung (11), die einen Motorausgangsleistung-Steuerbefehl ausgibt, der einen Absenkbetrag für die Motorausgangsleistung angibt;
einer Motorbetriebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11), die auf den Motorausgangsleistung-Steuerbefehl von der Motor ausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuereinrichtung (11) an spricht und in jedem Verbrennungszeitpunkt aktiv ist, um zu beurteilen, ob der für die nächste Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezustand versetzt werden soll oder nicht; und
einer Zylinderdeaktivierungseinrichtung (12), die die Ver brennung in dem Verbrennungszeitpunkt, der von der Motorbe triebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11) bestimmt worden ist, unterdrückt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, die die Ergeb nisse der von der Motorbetriebsbedingung- Beurteilungseinrichtung (11) vorgenommenen Beurteilung für eine vorgegebene Anzahl von unmittelbar vorhergehenden Ver brennungszeitpunkten speichert, und
die Motorbetriebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11) einen Motorausgangsleistung-Absenkbetrag, der von dem von der Mo torausgangsleistung-Absenkbetrag-Steuereinrichtung (11) aus gegebenen Motorausgangsleistung-Steuerbefehl wird, mit den Ergebnissen vergangener Beurteilungen vergleicht, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, um auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zu beurteilen, ob er für die näch ste Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezustand ver setzt werden soll oder nicht.
2. System zur Steuerung der Ausgangsleistung von Verbren
nungsmotoren nach Anspruch 1, mit einer Recheneinrichtung,
die auf der Grundlage des befohlenen Motorausgangsleistungs-
Absenkbetrages die Anzahl der Zylinder berechnet, die in den
Ruhestand versetzt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, die die Ergebnisse
der von der Motorbetriebsbedingung-Beurteilungseinrichtung
(11) ausgeführten Beurteilung für eine vorgegebene Anzahl von
unmittelbar vorhergehenden Verbrennungszeitpunkten speichert,
wobei die vorgegebene Anzahl wenigstens gleich der um 1 ver
minderten Anzahl der Zylinder ist, und
die Motorbetriebsbedingung-Beurteilungseinrichtung (11) die
von der Recheneinrichtung (11) berechnete Anzahl der in den
Ruhezustand zu versetzenden Zylinder mit der Anzahl der Zy
linder vergleicht, die in vorangehenden Verbrennungszeitpunk
ten in den Ruhezustand versetzt worden sind, um auf der
Grundlage des Vergleichsergebnisses zu beurteilen, ob der für
die nächste Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezu
stand versetzt werden soll oder nicht.
3. System zur Steuerung der Ausgangsleistung von Verbren
nungsmotoren nach Anspruch 1, mit einer ersten Einrichtung
zur Motorausgangsleistungs-Steuerbefehlerzeugung, und einer
zweiten Einrichtung, die in jedem Verbrennungszeitpunkt aktiv
ist und den Motorausgangsleistung-Beschränkungsbetrag berech
net, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Einrichtung zur
Überwachung des Motorausgangsleistungs-Beschränkungsbetriebes
und zum Speichern der Daten, die den erhaltenen Motoraus
gangsleistung-Beschränkungsbetrag angeben, vorgesehen ist,
wobei die dritte Einrichtung die Daten jedesmal aktualisiert,
wenn die zweite Einrichtung eine Entscheidung trifft; und
eine vierte Einrichtung, vorgesehen ist, die die Verbrennung
des im momentanen Verbrennungszeitpunkt zur Verbrennung vor
gesehenen Zylinders in Abhängigkeit von der von der zweiten
Einrichtung getroffenen Entscheidung steuert.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Einrichtung Daten, die vergangene Entscheidungen über
eine vorgegebene Anzahl jüngster Verbrennungszeitpunkte hin
weg angeben, als Daten speichert, die den erzielten Motoraus
gangsleistung-Beschränkungsbetrag angeben.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Einrichtung die in der dritten Einrichtung gespeicher
ten Daten ausliest, die Anzahl der in der vorgesehenen Anzahl
von jüngsten Verbrennungszeitpunkten in den Ruhezustand ver
setzten Zylinder und die Anzahl der auf der Grundlage des vom
Motorausgangsleistung-Steuerbefehl befohlenen, erforderlichen
Motorausgangsleistung-Beschränkungsbetrages in den Ruhe zu
stand zu versetzenden Zylinder berechnet und die Anzahl der
in den Ruhezustand versetzten Zylinder mit der Anzahl der in
den Ruhezustand zu versetzenden Zylinder vergleicht und ent
scheidet, daß der im momentanen Verbrennungszeitpunkt für die
Verbrennung vorgesehene Zylinder in den Ruhezustand versetzt
wird, wenn die Anzahl der in den Ruhezustand zu versetzenden
Zylinder größer als die Anzahl der in den Ruhezustand ver
setzten Zylinder ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
vorgegebene Anzahl von jüngsten Verbrennungszeitpunkten we
nigstens gleich einem Wert ist, der der Anzahl der Zylinder
des Verbrennungsmotors vermindert um 1 entspricht.
7. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Einrichtung entscheidet, den im momentanen Verbren
nungszeitpunkt für die Verbrennung vorgesehenen Zylinder
wahlweise entweder in eine erste Motorausgangsleistung-
Beschränkungsbetriebsartposition, in der er ständig in den
Ruhezustand versetzt bleibt, solange der Motorausgangslei
stungs-Steuerbefehl von der ersten Einrichtung ungeändert
bleibt, oder in eine zweite Motorausgangsleistung-Beschrän
kungsbetriebsartposition, in der der Zustand zwischen der in
aktiven Bedingung und der aktiven Bedingung entsprechend ei
nem vorgegebenen Schaltschema verändert wird, oder in eine
dritte Motorausgangsleistung-Beschränkungsbetriebsartpo
sition, in der er ständig im aktiven Zustand ist, solange der
Motorausgangsleistung-Steuerbefehl der ersten Einrichtung un
verändert bleibt, zu versetzen.
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