DE69100411T2

DE69100411T2 - Methode und Vorrichtung um die Luftmenge in einem Zweitaktmotor mit Kurbelgehäusespülung festzustellen.

Info

Publication number: DE69100411T2
Application number: DE91200220T
Authority: DE
Inventors: Paul Edward Reinke; Steven Douglas Stiles
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2011-02-06
Also published as: EP0443650B1; DE69100411D1; AU618697B2; AU7085991A; US4987773A; JPH0539745A; CA2029070A1; EP0443650A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Gerät zum Bestimmen der Luftmenge innerhalb einer Kurbelgehäusekammer eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung.
In einem Zweitaktmotor mit Kurbelgehäusespülung hat jeder Zylinder eine separate Kurbelgehäusekammer, in welche Luft während eines Teils des Motorbetriebszyklus eingeführt wird. Die eingeführte Luft wird in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen und dann während eines Teils des Motorzyklus verdichtet, wenn die Kurbelgehäusekammer im Volumen abnimmt, und wird dann zu einer Verbrennungskammer transportiert wo sie mit Kraftstoff für eine Zündung gemischt wird.
Um die Emissions- und Leistungskennwerte von Zweitaktmotoren mit Kurbelgehäusespülung effektiv zu regeln, ist es gewöhnlich notwendig, die Menge an Luft, welche zu der Zeit einer Verbrennung innerhalb eines Zylinders verfügbar ist, zu kennen. Ist eine solche Information einmal bekannt, können kritische Motorparameter, so wie Vorzündung, Kraftstoffzufuhranforderungen und Einspritzgerät-Zeitabstimmung, eingestellt werden, um die gewünschten Emissions- und Leistungsziele zu erreichen.
Luftmengen-Flußsensoren sind kommerziell verfügbar und sind bei Verbrennungsmotoren in der Vergangenheit verwendet worden um die erforderliche Information bezüglich der für eine Verbrennung verfügbaren Luftmenge zu liefern. Gegenwärtig sind jedoch Luftmengen-Flußsensoren mit ausreichender Genauigkeit relativ teuer, verglichen mit anderen Sensoren, die für eine Motorregelung verwendet werden.
US-4 446 833 legt eine Regelungsanordnung für ein Kraftstoff-Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors dar, in welchem Luft in die Verbrennungskammer aus der Motor-Kurbelgehäusekammer eingeführt wird, welche einen Drucksensor zum Messen des Luftdruckes in der Kurbelgehäusekammer bei einem oder mehreren vorher bestimmten Punkten in einem Motorzyklus und eine Regelungsvorrichtung zum Regeln der Zeitabstimmung und der Menge an Kraftstoff, die auf der Grundlage des gemessenen Druckes und der Motorposition abgegeben wird, aufweist.
EP-A-0 408 180 ist ein Dokument, das in den Stand der Technik unter Artikel 54(3) EPC fällt, und legt ein Verfahren und ein Gerät dar zum Bestimmen der Menge an Luft, die zu einer Verbrennungskammer eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung transportiert wird, auf der Grundlage der Arbeit, die beim Verdichten der Luft in der Kurbelgehäusekammer zwischen einem anfänglichen Kurbelgehäusevolumen und einem End-Kurbelgehäusevolumen verrichtet wird, und der Änderung in der spezifischen inneren Energie in der Luft zwischen dem anfänglichen Kurbelgehäusevolumen und dem End-Kurbelgehäusevolumen. Während der Berechnungen, um die Menge an Luft zu erhalten, wird das ideale Gasgesetz verwendet.
Folglich existiert ein Bedarf an einem alternativen Verfahren zum Ableiten einer Angabe der Luftmenge, die für eine Verbrennung innerhalb von Zweitaktmotoren mit Kurbelgehäusespülung verfügbar ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen der Menge an Luft innerhalb einer Kurbelgehäusekammer eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung geschaffen, das gekennzeichnet ist über den Stand der Technik durch die Merkmale in dem zweiten Teil von Anspruch 1.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zum Bestimmen der Menge an Luft innerhalb einer Kurbelgehäusekammer eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung geschaffen, das über den Stand der Technik durch die Merkmale in dem zweiten Teil von Anspruch 9 gekennzeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren und Gerät zum Bestimmen der Menge an Luft, die für eine Verbrennung innerhalb eines Zylinders eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung verfügbar ist, mit ausreichender Genauigkeit liefern, um eine geeignete Motorregelung zu ermöglichen und ohne einen Luftmengen-Flußsensor zu erfordern.
In einer Ausführungsform wird die für eine Verbrennung innerhalb eines Zylinders verfügbare Luftmenge erhalten, indem die Menge an Luft abgeschätzt wird, die innerhalb einer Kurbelgehäusekammer eingeschlossen ist, vor ihrem Transport zu der zugeordneten Zylinder-Verbrennungskammer.
Vorteilhafterweise wird die für eine Verbrennung innerhalb des Zylinders verfügbare Menge an Luft erhalten auf der Grundlage von Angaben des Druckes, der Temperatur und des Volumens der Luft unter Verdichtung innerhalb der Kurbelgehäusekammer, während die Luft eingeschlossen ist.
Die Abschätzung für die Luftmenge wird vorzugsweise aus dem Produkt des Druckes der Luft in der Kurbelgehäusekammer und dem Volumen der Kurbelgehäusekammer bei einer ausgewählten Motorzyklusposition während des Teils des Motorzyklus abgeleitet, wenn die Luft eingeschlossen ist und eine Verdichtung innerhalb der Kurbelgehäusekammer durchläuft, dividiert durch einen Faktor, der die Temperatur der eingeschlossenen Luft bei der ausgewählten Motorzyklusposition enthält. Als eine Folge besteht kein Bedarf an einem Luftmengen-Flußsensor beim Bestimmen der für eine Verbrennung innerhalb eines Zylinders verfügbaren Luftmenge.
Vorzugsweise wird die Menge an Luft abgeschätzt, wenn die Luft erst in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen ist, so daß die Temperatur der eingeschlossenen Luft im wesentlichen die gleiche wie die Kurbelgehäuse-Einlaßlufttemperatur ist, die als eine Näherung der Temperatur der eingeschlossenen Luft verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform wird die Menge an Luft bei mehr als einer Motorzyklusposition während einer Verdichtung der eingeschlossenen Luft abgeschätzt und dann gemittelt, um ein Maß der eingeschlossenen Luftmenge zu liefern.
Das Kurbelgehäusevolumen kann als eine Funktion der Motorzyklusposition, bei welcher die Menge der eingeschlossenen Luft abgeschätzt wird, abgeleitet werden. Vorzugsweise ist das Volumen innerhalb einer Kurbelgehäusekammer zu einer gegebenen Zeit definiert durch den Drehwinkel der Motorkurbelwelle, wie durch schon existierende Mittel für die Regelung einer Motor-Funken-Zeitabstimmung gemessen.
Wie in einer weiteren Ausführungsform erwogen, wird die Temperatur von Luft innerhalb der Kurbelgehäusekammer bei der Motorzyklusposition, bei welcher die Menge an eingeschlossener Luft abgeschätzt wird, als eine Funktion der Einlaßlufttemperatur abgeleitet. Temperatursensoren besitzen typischerweise lange Verzögerungszeiten relativ zur Motorzykluszeit und als eine Folge ist die Messung einer Einlaßlufttemperatur genauer als die Messung der Kurbelgehäuse-Lufttemperatur. Auch existiert schon ein Mittel zum Messen einer Einlaßlufttemperatur in herkömmlichen Motorregelungssystemen. Folglich erfordert diese Ausführungsform durch Ableiten der Kurbelgehäuse- Lufttemperatur als eine Funktion der Lufteinlaßtemperatur keinen zusätzlichen Temperatursensor.
Der Druck der Luft innerhalb der Kurbelgehäusekammer wird vorzugsweise von einem herkömmlichen Drucksensor, der innerhalb der Kurbelgehäusekammer angeordnet ist, abgeleitet. Als eine Folge ist nur die Hinzufügung eines relativ billigen Drucksensors zu einem herkömmlichen, durch einen Computer geregelten Motorsystem erforderlich. um die Bestimmung der Menge an Luft, die für eine Verbrennung innerhalb eines Motorzylinders verfügbar ist, zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise wird die abgeschätzte Menge an Luft, die zu der Verbrennungskammer transportiert wird, korrigiert, um einem Luftleckverlust aus den Kurbelgehäuse- und Verbrennungskammern und dem unvollkommenen Transport der Luftmenge von der Kurbelgehäuse- zu der Verbrennungskammer Rechnung zu tragen. Somit kann eine genauere Abschätzung der Menge an Luft, die für eine Verbrennung verfügbar ist, erhalten werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten nur auf dem Weg einer Veranschaulichung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Zylinders von einem Zweitaktmotor mit Kurbelgehäusespülung und eines Reglers ist, die eine Ausführungsform eines Systems zum Abschätzen der Menge an Luft, die für eine Verbrennung verfügbar ist, umfaßt: und
Figur 2 ein Flußdiagramm ist, das eine Ausführungsform von Programmanweisungen repräsentiert, die durch den Regler von Figur 1 beim Bestimmen der für eine Verbrennung verfügbaren Menge an Luft ausgeführt werden.
In Figur 1 ist schematisch ein Zweitaktmotor mit Kurbelgehäusespülung, allgemein als 10 bezeichnet, dargestellt mit einem weggeschnittenen Teil des Motorgehäuses, was einen Zylinder 14 freilegt. Ein Kolben 12 befindet sich innerhalb der Wand des Zylinders 14, wobei eine Stange 16 den Kolben 12 mit einer (nicht dargestellten) drehbaren Kurbelwelle verbindet, die innerhalb einer Kurbelgehäusekammer 18 angeordnet ist. Eine Lufteinlaßleitung 20 mit einer Drossel 22 und eine Abgasleitung 24 sind mit dem Motor 10 verbunden. Der Zylinder 14 steht mit der Abgasleitung 24 in Verbindung durch eine Abgasöffnung 26 in der Wand des Zylinders 14. Die Einlaßleitung 20 steht mit dem Zylinder 14 und der Kurbelgehäusekammer 18 in Verbindung durch einen Zungenventil-Kontrollmechanismus 28, welcher sich in einen gemeinsamen Lufttransportdurchgang 30 öffnet, der eine Kurbelgehäuseöffnung 32 mit einer Einlaßöffnung 34 in der Wand des Zylinders 14 verbindet. Der Zylinder 14 ist mit einer Zündkerze 36 und einem durch eine elektrische Magnetspule gesteuerten Kraftstoffeinspritzgerät 38 versehen, die in eine Verbrennungskammer 40 ragen.
Dem Motor 10 sind verschiedene, herkömmliche, in der Technik bekannte Sensoren zugeordnet, die typische, auf eine Motorregelung bezogene Signale liefern. Nur die durch diese Ausführungsform verwendeten Sensoren werden hierin beschrieben. Innerhalb der Lufteinlaßleitung 20 ist ein Temperatursensor 44 zum Messen einer Leitungslufttemperatur (MAT) angeordnet. Ein anderer (nicht dargestellter) Sensor liefert ein auf den atmosphärischen barometrischen Druck (BARO) bezogenes Signal für eine Verwendung beim Regeln des Motors 10. Elektromagnetische Sensoren 48 und 50 liefern gepulste Signale die einen Kurbelwellendrehwinkel (ANGLE) und die Position des oberen Totpunktes (TDC) für den Zylinder 14 anzeigen, indem sie jeweils eine Bewegung der Zähne auf einem Zahnrad 52 und einer Scheibe 54, die an dem Ende der Motorkurbelwelle angebracht sind, messen.
Ein Computer 56 ist eine herkömmliche digitale Datenverarbeitungsanlage, die für eine Motorregelung verwendet wird, und schließt eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen Lesespeicher. einen Analog-Digital- Wandler, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltanordnung und eine Taktgeberschaltanordnung ein. Signale von den vorher erwähnten Sensoren fließen über die angezeigten Wege und dienen als Eingaben in den Computer 56. Unter Verwendung dieser Eingaben fährt der Computer 56 die geeigneten Berechnungen aus und liefert eine Ausgabe KRAFTSTOFFSIGNAL an das Kraftstoffeinspritzgerät 38 und eine Ausgabe VORZÜNDUNGS-Signal an das Zündungssystem 58.
Das Zündungssystem 58 erzeugt ein Hochspannungs-FUNKEN-Signal, das an die Zündkerze 36 zu der geeigneten Zeit gegeben wird, wie durch das von dem Computer 56 gelieferte VORZÜNDUNGS-Signal und die Position der Motorkurbelwelle bestimmt, die durch die ANGLE- und TDC-Eingabesignale gegeben ist. Das Zündungssystem 58 kann einen Standardverteiler einschließen oder irgendeine andere geeignete Form aufweisen.
Der Betrieb des Motors 10 wird nun kurz, gestützt auf einen in dem Zylinder 14 stattfindenden Zyklus, beschrieben werden. Während des Aufwärtshubes bewegt sich der Kolben 12 von seiner tiefsten Position in dem Zylinder 14 auf den oberen Totpunkt zu. Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 12 werden die Einlaßöffnung 34 und die Abgasöffnung 26 von der Verbrennungskammer 40 abgeschlosen und danach wird Luft in die Kurbelgehäusekammer 18 durch das Zungenventil 23 eingeführt. Luft in der Verbrennungskammer 40 oberhalb des Kolbens 12 wird mit Kraftstoff von dem Einspritzgerät 38 gemischt und verdichtet, bis die Zündkerze 36 das Gemisch nahe dem oberen Ende des Hubes zündet. Wenn die Verbrennung beginnt, beginnt der Kolben 12 den Abwärtshub nach dem oberen Totpunkt, wobei das Volumen der Kurbelgehäusekammer 18 und der darin eingeführten Luft abnimmt infolge einer Schließung des Zungenventils 28. Zum Ende des Abwärtshubes gibt der Kolben 12 die Abgasöffnung 26 frei, um den verbrannten Kraftstoff abzugeben, gefolgt von dem Freigeben der Einlaßöffnung 34, was der verdichteten Luft innerhalb der Kurbelgehäusekammer 13 ermöglicht, durch den Lufttransportdurchgang 30 in den Zylinder 14 zu strömen. Der Zyklus beginnt wieder, wenn der Kolben 12 den niedrigsten Punkt in dem Zylinder 14 erreicht. Wie ersichtlich, wird die in die Kurbelgehäusekammer 18 eingeführte Luft darin eingeschlossen von der Motorposition, bei welcher das Zungenventil 28 schließt (im wesentlichen beim oberen Totpunkt des Kolbens), bis zu der Motorposition, bei welcher die Einlaßöffnung 34 freigegeben wird.
Um eine Regelung der Emissions- und Leistungskennwerte des Zweittaktmotors 10 mit Kurbelgehäusespülung effektiv zu bewerkstelligen, ist es notwendig, die in dem Zylinder 14 zu der Zeit der Verbrennung verfügbare Menge an Luft zu kennen. Ist diese Information einmal bekannt, können kritische Motorparameter, so wie Vorzündung, Kraftstoffzufuhranforderung und Einspritzgerät-Zeitabstimmung eingestellt werden, um die Motoremissions- und -leistungsziele zu erreichen.
Unter der Annahme, daß die Menge an Luft unter einer Verdichtung innerhalb der Kurbelgehäusekammer 18 sich wie ein ideales Gas verhält, kann die Menge an Luft, die innerhalb der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen ist, zu irgendeinem Zeitpunkt während der Zeit, in welcher die Luft eingeschlossen ist, bestimmt werden aus dem Ausdruck für das ideale Gasgesetz
M = PV/RT, (1)
wo P der Druck in der Kurbelgehäusekammer 18 ist, T die Temperatur der eingeschlossenen Luft ist, V das Volumen der Kurbelgehäusekammer 18 ist und R die universelle Gaskonstante ist.
Um die eingeschlossene Luftmenge M auf der Grundlage des Ausdruckes (1) zu bestimmen, muß der Computer 56 mit Mitteln zum Ableiten des Luftdruckes innerhalb des Kurbelgehäuses 18 und der Temperatur der eingeschlossenen Luft versehen werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Luftdruck erhalten, indem ein Drucksensor 46 innerhalb der Kurbelgehäusekammer 18 angeordnet wird, um den Druck zu messen und ein entsprechendes Signal CCP als Eingabe in den Computer 56 zu entwickeln. Der Drucksensor 46 kann irgendein Typ eines bekannten Drucksensors sein, der in der Lage ist, den Luftdruck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 18 zu messen.
Ein herkömmlicher Temperatursensor könnte verwendet werden, um die Temperatur der in dem Kurbelgehäuse 18 eingeschlossenen Luft zu messen. Jedoch besitzen Temperatursensoren typischerweise lange Ansprechzeiten relativ zu der Zeit, die für den Verdichtungsvorgang erforderlich ist, was es schwierig macht, eine genaue Messung für die Temperatur der eingeschlossenen Luft zu erhalten. Folglich wird eine Näherung für die Temperatur der eingeschlossenen Luft verwendet, welche die Notwendigkeit eines Kurbelgehäuse- Temperatursensors beseitigt.
Die Anfangstemperatur T1 der eingeschlossenen Luft ist, wenn das Zungenventil 28 bei dem Beginn einer Verdichtung erst schließt, annähernd gleich der Lufteinlaßtemperatur. Die Temperatur der eingeschlossenen Luft wird, während sie die Verdichtung durchläuft und bis die Einlaßöffnung 34 freigegeben wird um die eingeschlossene Luft zu dem Zylinder zu transportieren, genähert durch den Ausdruck
T2 = T1 * (P2 * V2)/(P1 * V1), (2)
wo T2 die Temperatur der eingeschlossenen Luft bei einem Kurbelgehäusevolumen V2 und einem Druck P2 ist und P1 und V1 der anfängliche Kurbelgehäusedruck und das anfängliche Kurbelgehäusevolumen sind, wenn das Zungenventil 28 bei dem Beginn der Verdichtung erst schließt.
Auf der Grundlage der vorhergehenden Beziehungen beruht folglich die Temperatur der eingeschlossenen Luft annähernd auf der Ausgabe des Temperatursensors 44, der in der Einlaßleitung 20 angeordnet ist und der die Leitungslufttemperatur mißt. Wie aus Figur 1 ersehen werden kann, liefert der Temperatursensor 44 ein Signal MAT an den Computer 56, welches das Äquivalent der Anfangstemperatur T1 der eingeschlossenen Luft ist, wenn das Zungenventil 28 erst geschlossen ist.
Gestützt auf die bekannte Beziehung zwischen dem Volumen des Kurbelgehäusehohlraumes 18 und dem Drehwinkel der Kurbelwelle von dem oberen Totpunkt kann das Volumen V von Gleichung (1) aus den gepulsten Signalen TDC und ANGLE, die durch die elektromagnetischen Sensoren 50 beziehungsweise 48 geliefert werden, abgeleitet werden. Der Winkel der Kurbelwellendrehung von dem oberen Totpunkt wird erhalten durch Zählen der Anzahl von Pulsen, die in dem ANGLE-Signal auftreten, nach dem Auftreten eines Pulses in dem TDC-Signal und dann durch Multiplizieren der Anzahl von gezählten Pulsen mit dem Winkelabstand der Zähne auf dem Zahnrad 52.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Menge an Luft in der Kurbelgehäusekammer 18 durch den Ausdruck (1) bei einem einzelnen Punkt während einer Verdichtung der eingeschlossenen Luft berechnet, wie zum Beispiel wenn das Zungenventil 28 erst schließt und wenn die Temperatur der eingeschlossenen Luft annähernd gleich der Leitungslufttemperatur MAT ist. In einer anderen Ausführungsform werden zwei oder mehr Messungen der eingeschlossenen Luftmenge vorgenommen und dann gemittelt. Zum Beispiel kann eine zweite Messung der eingeschlossenen Luftmenge gerade vor dem Öffnen der Einlaßöffnung 34 vorgenommen werden und dann mit der ersten Messung, die ausgeführt wurde, wenn die Luftmenge erst eingeschlossen wurde, gemittelt werden.
Als Antwort auf jedes Auftreten des oberen Totpunktes in dem Zylinder 14, das durch einen Puls in dem TDC-Signal angezeigt wird führt der Computer 56 ein in seinem Speicher gespeichertes Programm aus, welches die Menge an Luft M berechnet, die in der Kurbelgehäusekammer 18 eingeschlossen ist, Korrekturen bezüglich eines Luftleckverlustes und eines unvollständigen Lufttransportes vornimmt und danach Motorregelungs-Ausgabesignale für diesen speziellen Zylinder auf der Grundlage der korrigierten Schätzung der für den nächsten Zündvorgang verfügbaren Luftmenge berechnet. Das Flußdiagramm von Figur 2 veranschaulicht die Schritte in dem gespeicherten Programm, die durch den Computer 56 als Antwort auf jedes Auftreten eines oberen Totpunktes in dem Zylinder 14 ausgeführt werden. Die Programmierung des Computers 56, um diese Abfolge von Schritten durchzuführen, wird jedem erfahrenen Programmierer klar sein.
Bezugnehmend auf Figur 2 wird nun das Flußdiagramm bezüglich des Auftretens eines oberen Totpunktes in dem Zylinder 14 beschrieben werden, was einen Eintritt in das Programm bei Schritt 59 veranlaßt. Das Programm beginnt bei Schritt 60, wo der Computer Anfangsbedingungen bestimmt und speichert, indem die Eingabesignale CCP, MAT und BARO abgefragt werden, und speichert diese Werte als P1, T1 beziehungsweise BARO. P1 ist der anfängliche Kurbelgehäuse-Luftdruck und T1 ist die anfängliche Kurbelgehäuse-Lufttemperatur, die beide gerade vor dem Beginn einer Verdichtung innerhalb der Kurbelgehäusekammer 18 bestimmt werden. Die gespeicherten Werte von P1 und T1 sind repräsentativ für den Anfangsdruck und die Anfangstemperatur der eingeschlossenen Luft, da das Zungenventil 28 im wesentlichen bei dem oberen Totpunkt schließt. Der Anfangswert für das Volumen V1 der Kurbelgehäusekammer 18 bei dem oberen Totpunkt ist für den Motor 10 bekannt und permanent in dem Computer-Lesespeicher gespeichert.
In einer anderen Ausführungsform kann die Messung der Anfangstemperatur und des Anfangsdruckes der Luft, wenn sie erst eingeschlossen wird, bei irgendeinem kleinen Winkel nach dem oberen Totpunkt vorgenommen werden.
Das Programm geht anschließend weiter zu Schritt 62, wo die eingeschlossene Luftmenge M1 auf der Grundlage der in Schritt 60 gelesenen und gespeicherten Parameter P1 und T1 und des vom Speicher erhaltenen Volumens V1 bestimmt wird, wobei der oben angeführte Ausdruck (1) verwendet wird. In einer Ausführungsform wird dieser Wert als der endgültige berechnete Wert der eingeschlossenen Luftmenge verwendet.
In Schritt 64 wird eine Entscheidung getroffen in Abhängigkeit davon, ob der aktuelle Drehwinkel des Kurbelwellenwinkels θ gleich einem Winkel θ2 ist, bei welchem eine zweite Bestimmung der eingeschlossenen Luftmenge vorgenommen werden soll. Der Motordrehwinkel θ wird kontinuierlich außerhalb des vorliegenden Programms berechnet und aktualisiert, wobei die TDC- und ANGLE-Eingabesignale, wie vorher beschrieben, verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird θ2 ein Wert zugewiesen, der dem Punkt in der Drehung entspricht, wo das Luft-Einlaßventil 34 in der Zylinderwand 14 gerade geöffnet wird. Wenn die Kurbelwelle sich nicht zu dem Winkel θ2 gedreht hat, wird der Schritt 64 wiederholt.
Wenn in Schritt 64 bestimmt wird, daß der Kurbelwellendrehwinkel θ gleich θ2 ist, wird das Signal CCP abgefragt und als P2 in Schritt 66 gespeichert. Die Temperatur der eingeschlossenen Luftmenge wird dann in Schritt 68 aus den Werten von P1, T1, V1, P2 und dem Kurbelgehäusevolumen V2 bei dem Drehwinkel θ2, der für den Motor 10 bekannt ist und permanent in dem Computer-Lesespeicher gespeichert ist, berechnet. Das Programm geht anschließend weiter zu Schritt 70, wo die eingeschlossene Luftmenge M2 auf der Grundlage der Parameter P2, des berechneten Temperaturwertes T2 und des vom Speicher erhaltenen Volumens V2 unter Verwendung des Ausdruckes (1), der oben angeführt wurde, bestimmt wird. In einer Ausführungsform kann die eingeschlossene Luftmenge allein auf dem berechneten Wert M2 beruhen. In dieser Ausführungsform jedoch wird der Wert für die Luftmenge M innerhalb der Kurbelgehäusekammer berechnet, indem die zwei bestimmten Werte M1 und M2 für die eingeschlossene Luftmenge gemittelt werden. Diese Bestimmung der Luftmenge M wird in dem Schritt 72 vorgenommen.
In Schritt 74 liest das Programm einen Leckverlustkorrekturfaktor LCF in einer im Speicher gespeicherten Tabelle unter Verwendung der in Schritt 60 gespeicherten Werte von P1 und BARO ab. Der Leckverlustkorrekturfaktor LCF repräsentiert den Prozentanteil der Luftmenge M, der innerhalb der Kurbelgehäusekammer 18 bei dem Ende der Verdichtung nach Luftverlusten infolge eines Leckverlustes durch das Zungenventil 28 und Dichtungen, welche die Kurbelgehäusekammer abdichten verbleibt. Die gespeicherten Werte für den Leckverlustkorrekturfaktor werden als eine Funktion von P1, der im wesentlichen gleich dem Einlaßleitungsdruck ist, und dem atmosphärischen barometrischen Druck BARO vorher bestimmt. Der Umfang des Luftleckverlustes durch Kurbelgehäusedichtungen ist eine Funktion der Differenz zwischen dem Kurbelgehäusedruck und BARO, während der Umfang des Luftleckverlustes durch das Zungenventil eine Funktion der Differenz zwischen dem Kurbelgehäusedruck und dem Druck innerhalb der Einlaßleitung 20 ist, wie durch P1 angezeigt.
In Schritt 76 berechnet das Programm M', die Menge an Luft, die innerhalb des Kurbelgehäuses nach einer Korrektur bezüglich des Leckverlustes enthalten ist. Der Wert für M' wird berechnet durch Multiplizieren des Wertes von M, der in Schritt 72 berechnet wurde, mit dem Leckverlustkorrekturfaktor LCF, der in Schritt 74 gefunden wurde, oder
M' = M * LCF (3)
In Schritt 78 liest das Programm einen Wert für eine Einschlußeffizienz TE in einer im Speicher gespeicherten Tabelle ab unter Verwendung von Werten für M', die in dem vorherigen Schritt 76 berechnet wurden, und der aktuellen Motorgeschwindigkeit in DPM, die abgeleitet wird durch Bestimmen der Anzahl von TDC-Pulsen, die pro Minute auftreten. Die Einschlußefflzienz TE repräsentiert den Prozentanteil der korrigierten Luftmenge M' innerhalb der Kurbelgehäusekammer 18, der transportiert und innerhalb der Verbrennungskammer 40 gefangen wird nach Schließung der Lufteinlaßöffnung 34 und der Abgasöffnung 26. Werte für die Einschlußeffizienz werden als eine Funktion der Menge an Luft M' in der Kurbelgehäusekammer 18 und der Motor-DPM, die mit der Zeit, welche für die Luft zur Verfügung steht, um durch die Einlaßöffnung 34 zu gelangen oder durch die Abgasöffnung 26 nach außen verlorenzugehen, in Beziehung steht.
Anschließend wird in Schritt 80 das geeignete Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F für den Zylinder 14 in einer gespeicherten Tabelle abgelesen unter Verwendung von Werten für die korrigierte Luftmenge M' und der Motor-DPM. Die gewünschten Werte in der Tabelle für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis werden vorher bestimmt durch Standard- Motordynamometer-Messungen, die den Fachleuten in der Technik der Motorregelung bekannt sind, wie die anderen herkömmlichen Ablese-Tabellen auf die hierin verwiesen wird.
In Schritt 82 wird die Menge an Luft CMA, die für eine Verbrennung innerhalb des Zylinders 14 verfügbar ist, berechnet durch Multiplizieren der korrigierten Kurbelgehäuse-Luftmenge M', die in Schritt 76 gefunden wurde, mit der Einschlußeffizienz TE, die in Schritt 78 gefunden wurde, gemäß der Gleichung
CMA = M' * TE. (4)
In den verbleibenden Schritten 84 bis 88 wird die Verbrennungskammer-Luftmenge CMA, die im vorherigen Schritt 82 gefunden wurde, verwendet, um Standard- Motorregelungs-Parameter zu berechnen. In Schritt 90 wird die Pulsweite FPW des Kraftstoffeinspritzgerätes gemäß der folgenden Beziehung berechnet:
FPW = K * CMA * [1/(A/F)], (5)
wo K eine vorher bestimmte, im Speicher gespeicherte Skalierungskonstante ist, CMA in Schritt 82 gefunden wurde und A/F das in Schritt 80 bestimmte Luft/Kraftstoff- Verhältnis ist. Anschließend wird in Schritt 86 die geeignete Zeitabstimmung für den Kraftstoffpuls an das Einspritzgerät 38 in der geeigneten, im Speicher gespeicherten Tabelle abgelesen, gestützt auf den Wert der Motor-DPM und der Verbrennungskammer- Luftmenge CMA. Unter Verwendung der berechneten Werte für die Kraftstoffpulsweite FPW und die Einspritzgerät-Zeitabstimmung liefert der Computer 56 das geeignete KRAFTSTOFFSIGNAL (siehe Figur 1) an das Einspritzgerät 38. Schließlich wird in Schritt 88 in einer gespeicherten Ablese-Tabelle die korrekte Vorzündung für den Zylinder 14 als eine Funktion der Motor-DPM und der Verbrennungskammer- Luftmenge CMA gefunden. Der Computer 56 versorgt das Zündungssystem 58 mit dem VORZÜNDUNGS-Signal, so daß die Zündkerze 36 zu der geeigneten Zeit vor dem oberen Totpunkt für den Zylinder 14 gezündet werden kann. Nachdem die obigen Schritte ausgeführt worden sind, wird das Programm bei Punkt 90 verlassen.

Claims

1. Ein Verfahren zum Bestimmen der Menge an Luft innerhalb einer Kurbelgehäusekammer (18) eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung mit einem Betriebszyklus, welcher einen Teil während dem Luft in eine Kurbelgehäusekammer (18) des Motors eingeführt wird, einen Teil, während dem die eingeführte Luft in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen wird und danach verdichtet wird, wenn die Kurbelgehäusekammer im Volumen verkleinert wird, und einen Teil einschließt, während dem die verdichtete, eingeführte Luft zu der Verbrennungskammer transportiert wird; wobei das Verfahren die Schritte aufweist, daß bei einem vorher bestimmten Punkt in dem Betriebszyklus der Druck (P) der innerhalb der Kurbelgehäusekammer eingeschlossenen Luftmenge (M) bestimmt wird; und die Menge an Luft (M) für einen Transport zu der Verbrennungskammer bestimmt wird; gekennzeichnet durch Bestimmen des Volumens (V) der Kurbelgehäusekammer bei dem vorher bestimmten Punkt in dem Betriebszyklus; durch Bestimmen der Temperatur (T) der Luftmenge innerhalb der Kurbelgehäusekammer bei dem vorher bestimmten Punkt in dem Betriebszyklus; und dadurch, daß der Schritt der Bestimmung der Menge an Luft (M) für einen Transport zu der Verbrennungskammer ein Ableiten eines Wertes aufweist, der die Menge an Luft (M) für einen Transport zu der Verbrennungskammer gemäß dem Ausdruck M = PV/RT anzeigt, worin P der bestimmte Druck (P) ist, V das bestimmte Volumen (V) ist, T die bestimmte Temperatur (T) ist und R die universelle Gaskonstante ist.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, worin das Volumen (V) der Kurbelgehäusekammer als eine Funktion der Motorzyklusposition abgeleitet wird.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Kurbelgehäuse-Lufttemperatur (T) als eine Funktion einer Einlaßlufttemperatur abgeleitet wird.

4. Ein Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, worin der vorher bestimmte Punkt in dem Betriebszyklus der Punkt ist, bei welchem die eingeführte Luft erst in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen wird, wonn die Temperatur (T) der Luftmenge innerhalb der Kurbelgehäusekammer als im wesentlichen gleich der Einlaßlufttemperatur genommen wird.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin der Druck (P), das Volumen (V) und die Temperatur (T) der Luftmenge innerhalb der Kurbelgehäusekammer bei jedem von einer Vielzahl von vorher bestimmten Punkten in dem Betriebszyklus des Motors bestimmt werden und der Wert, welcher die Menge an Luft für einen Transport zu der Verbrennungskammer anzeigt, erhalten wird als eine Funktion des Durchschnitts der bei den vorher bestimmten Punkten in dem Betriebszyklus erhaltenen Werte.

6. Ein Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch. worin der Schritt, daß ein Wert abgeleitet wird, der die Luftmenge für einen Transport zu der Verbrennungskammer anzeigt, den Schritt einschließt. daß ein Korrekturwert erhalten wird, der den Effekt eines Luftleckverlustes aus der Kurbelgehäusekammer anzeigt.

7. Ein Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch. worin der Schritt, daß ein Wert abgeleitet wird, der die Luftmenge für einen Transport zu der Verbrennungskammer anzeigt, den Schritt einschließt, daß ein Korrekturwert erhalten wird, der den Effekt eines unvollkommenen Transportes von Luft von der Kurbelgehäusekammer zu der Verbrennungskammer anzeigt.

8. Ein Verfahren nach Anspruch 7, worin der Schritt, daß ein Korrekturwert erhalten wird, der den Effekt eines unvollkommenen Transportes von Luft zu der Verbrennungskammer anzeigt, die Schritte einschließt, daß ein Einschlußeffizienzwert bestimmt wird, der für den Betrag der in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossenen Luftmenge, die zu der Verbrennungskammer (40) transportiert und in ihr eingeschlossen werden soll, repräsentativ ist: und der abgeleitete Wert, der die Menge an Luft anzeigt, die in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen ist, auf der Grundlage des bestimmten Einschlußeffizienzwertes eingestellt wird.

9. Gerät zum Bestimmen der Menge an Luft innerhalb einer Kurbelgehäusekammer (18) eines Zweitaktmotors mit Kurbelgehäusespülung mit einem Betriebszyklus, welcher einen Teil, während dem Luft in eine Kurbelgehäusekammer (18) des Motors eingeführt wird, einen Teil, während dem die eingeführte Luft in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen wird und danach verdichtet wird, wenn die Kurbelgehäusekammer im Volumen verkleinert wird, und einen Teil einschließt während dem die verdichtete, eingeführte Luft zu der Verbrennungskammer transportiert wird; wobei das Gerät aufweist einen Drucksensor (46), um bei einem vorher bestimmten Punkt in dem Betriebszyklus den Druck (P) der Luftmenge (M), die innerhalb der Kurbelgehäusekammer eingeschlossen ist, zu bestimmen; und ein Verarbeitungsmittel (56) zum Bestimmen der Menge an Luft (M) für einen Transport zu der Verbrennungskammer; gekennzeichnet durch Mittel (56) zum Bestimmen des Volumens (V) der Kurbelgehäusekammer bei dem vorher bestimmten Punkt in dem Betriebszyklus; einen Temperatursensor (44) zum Bestimmen der Temperatur (T) der Luftmenge innerhalb der Kurbelgehäusekammer bei dem vorher bestimmten Punkt in dem Betriebszyklus; und dadurch, daß das Verarbeitungsmittel (56) einen Wert, der die Menge an Luft (M) für einen Transport zu der Verbrennungskammer anzeigt, gemäß dem Ausdruck M = PV/RT ableiten kann, worin P der bestimmte Druck (P) ist, V das bestimmte Volumen (V) ist, T die bestimmte Temperatur (T) ist und R die universelle Gaskonstante ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, worin das Verarbeitungsmittel (56) einen Korrekturwert erhalten kann, der den Effekt eines Luftleckverlustes aus der Kurbelgehäusekammer anzeigt.

11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, worin das Verarbeitungsmittel (56) einen Korrekturwert erhalten kann, der den Effekt eines unvollkommenen Transportes von Luft von der Kurbelgehäusekammer zu der Verbrennungskammer anzeigt.

12. Gerät nach Anspruch 11, worin das Verarbeitungsmittel (56) einen Einschlußeffizienzwert bestimmen kann, welcher für den Betrag der in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossenen Luftmenge repräsentativ ist, die zu der Verbrennungskammer (40) transportiert und dann in ihr eingeschlossen werden soll; und den abgeleiteten Wert, der die Menge an in der Kurbelgehäusekammer eingeschlossenen Luft anzeigt, auf der Grundlage des bestimmten Einschlußeffizienzwertes einstellen kann.