DE69417840T2

DE69417840T2 - Kraftstoffeinspritzungsteuersystem für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69417840T2
Application number: DE69417840T
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Wako-Shi Saitama-Ken Japan Nagase; Masakuni Wako-Shi Saitama-Ken Japan Tsuge
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2014-11-05
Also published as: EP0652360A2; JPH07127512A; EP0652360A3; EP0652360B1; US5551390A; DE69417840D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, und insbesondere ein derartiges Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem, das mit einem Aktuator, wie etwa einem Schrittmotor, versehen ist, der bei Betrieb den Ausgabehub eines Kolbens, der in jeder Einspritzeinheit zur Druckausgabe von Kraftstoff aufgenommen ist, ändert, um hierdurch die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern.

Stand der Technik

Die Einspritzeinheit weist eine Einspritzpumpe und eine Düse auf, die zu einem Körper zusammengebaut sind, und ist in der Lage, eine von einem Kolben abgegebene Kraftstoffmenge über die Düse direkt einzuspritzen, und fand daher in letzter Zeit bei Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystemen für Dieselmaschinen weite Verwendung. Ein Dosierungsmittel für Einspritzeinheiten dieses Typs wurde bereits z. B. in der japanischen vorläufigen Patentschrift (Kokai) Nr. 59-126064 vorgeschlagen, das aus einem für jede Einspritzeinheit vorgesehenen Schrittmotor besteht, um den Ausgabehub eines Kolbens der Einspritzeinheit zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzmenge durch die Verwendung eines Schrittmotorsteuersignals zu ändern, das von einer Steuereinrichtung jedem Schrittmotor zugeführt wird.
Bei einigen herkömmlichen Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystemen für Dieselmaschinen wird ein Drehzahlbegrenzer zur Steuerung der Maschinendrehzahl verwendet, um einen übermäßigen Drehzahlanstieg der Maschine zu verhindern.
Wenn jedoch ein derartiger Drehzahlbegrenzer bei dem oben vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem angewendet wird, kann der Drehzahlbegrenzer nicht die gewünschte Steuerung durchführen, bevor die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht. Demzufolge erfordert die Steuerung der Maschinendrehzahl durch den Drehzahlbegrenzer den Antrieb eines Aktuators, wie etwa des Schrittmotors, mit einer übermäßig hohen Ansprechgeschwindigkeit, nachdem die Maschinendrehzahl den vorbestimmten Wert erreicht hat, wodurch es schwierig wird, einen abnormalen Anstieg der Maschinendrehzahl wirksam zu verhindern. Ferner ist der Drehzahlbegrenzer nicht in der Lage, einen abnormalen Anstieg der Maschinendrehzahl unter allen möglichen Betriebszuständen der Maschine zu verhindern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ziel der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem für eine Brennkraftmaschine anzugeben, das in der Lage ist, einen abnormalen Anstieg der Maschinendrehzahl unter allen Betriebsbedingungen der Maschine zu verhindern, indem ein lastfreier Zustand der Maschine erfaßt wird.
Der in der vorliegenden Beschreibung durchgehend verwendete Begriff "lastfreier Zustand" bedeutet einen Betriebszustand (drehmomentfreien Lastzustand), bei dem die Belastung der Maschine plötzlich auf einen derart geringen Wert abgenommen hat, der relativ zum dann erhaltenen Drehmoment der Maschine ignoriert werden kann.
Um das obige Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung ein Kraft stoffeinspritz-Steuer/Regelsystem für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder vor, das zumindest eine Einspritzeinheit aufweist, die jeweils für jeden des zumindest einen Zylinders vorgesehen ist, um in jeden des zumindest einen Zylinders Kraftstoff einzuspritzen, wobei die zumindest eine Einspritzeinheit jeweils einen Kolben sowie ein Aktuatormittel aufweist, das an dem Kolben jeder der zumindest einen Einspruchseinheit angreift, um einen Hub des Kolbens zur Druckausgabe von Kraftstoff zu ändern, um hierdurch die Kraftstoffmenge zu steuern, die in jeden des zumindest einen Zylinders eingespritzt wird.
Das Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem ist nach einem ersten Aspekt der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
ein Anstiegsverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Anstiegsverhältnisses der Maschinendrehzahl; und
ein Aktuator-Einstellmittel zum Verstellen des Aktuatormittels in eine vorbestimmte Stellung, wenn das von dem Anstiegsverhältnis-Berechnungsmittel berechnete Anstiegsverhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Bevorzugt umfaßt das Aktuatormittel zumindest einen Schrittmotor, der jeweils mit dem Kolben der zumindest einen Einspritzeinheit gekoppelt ist, um den Kolben drehend anzutreiben.
Das Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem umfaßt nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel zum Erfassen eines lastfreien Zustands der Maschine; und
ein Aktuator-Einstellmittel zum Verstellen des Aktuators in eine vorbestimmte Stellung, wenn der lastfreie Zustand der Maschine durch das Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel erfaßt wird.
Bevorzugt umfaßt das Aktuatormittel zumindest einen Schrittmotor, der jeweils mit dem Kolben der jeweiligen der zumindest einen Einspritzeinheit gekoppelt ist, um den Kolben drehend anzutreiben.
Wenn die Maschine an einem ein Getriebe aufweisenden Fahrzeug angebracht ist, erfaßt bevorzugt das Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel den lastfreien Zustand der Maschine durch Erfassung eines Zustands, in dem von der Maschine kein Drehmoment durch das Getriebe übertragen wird.
Wenn das Getriebe ein manuelles Getriebe ist, erfaßt das Lastfrei- Zustand-Erfassungsmittel den lastfreien Zustand der Maschine durch Erfassen einer Stellung einer Kupplung des Fahrzeugs zum Trennen der Maschine von dem Getriebe.
Wenn alternativ das Getriebe ein Automatikgetriebe mit einem Schalthebel ist, erfaßt das Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel den lastfreien Zustand der Maschine durch Erfassen einer Neutralstellung des Schalthebels.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm mit Darstellung der Gesamtanordnung eines Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystems für eine Dieselmaschine nach einer ersten Ausführung der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht einer von in Fig. 1 gezeigten Einspritzeinheiten;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der inneren Konstruktion eines elektronischen Steuerblocks des Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystems;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm einer Routine zur Bestimmung eines lastfreien Zustands der Maschine auf der Basis einer Ausgabe von einem Maschinendrehzahlsensor und zur Durchführung der Kraftstoffzufuhrsteuerung durch das Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer Routine zur Bestimmung eines lastfreien Zustands der Maschine auf der Basis eines Eingriffszustands einer Kupplung der Maschine und zur Durchführung der Kraftstoffzufuhrsteuerung durch das elektronische Steuer/Regelsystem; und
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der inneren Konstruktion eines elektronischen Steuerblocks des Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystems für eine Dieselmaschine nach einer zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm einer Routine zur Bestimmung eines lastfreien Zustands der Maschine auf der Basis der Stellung eines Neutralstellungsschalters, und Durchführung der Kraftstoffzufuhrsteuerung durch das elektronische Steuer/Regelsystem nach der zweiten Ausführung der Erfindung.

DETAILBESCHREIBUNG

Nachfolgend wird die Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen beschrieben, welche Ausführungen davon zeigen.
Zunächst zu Fig. 1. Dort ist schematisch die Anordnung eines Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystems für eine Dieselmaschine nach einer ersten Ausführung der Erfindung gezeigt. Die Dieselmaschine ist eine Vierzylindermaschine mit vier Einspritzeinheiten 2a bis 2d, die in einem nicht gezeigten Zylinderkopf derselben für jeweilige Zylinder vorgesehen sind. Die Einspritzeinheiten 2a bis 2d sind angeordnet, um Kraftstoff über ihre Düsen 1a bis 1d in jeweilige nicht gezeigte Brennkammern einzuspritzen. Die Einspritzeinheiten 2a bis 2d weisen Schrittmotoren 3a bis 3d auf, die an ihren Umfangswänden angebracht sind und direkt an jeweilige nicht gezeigte Kolben angreifen, um deren Ausgabehübe zu ändern. Die Schrittmotoren 3a bis 3d werden über einen Schrittmotortreiber 4 zum elektrischen Antrieb der Schrittmotoren 3a bis 3d von einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend "die ECU" genannt) 5 gesteuert.
Die Einspritzeinheiten 2a bis 2d weisen an ihrer Oberseite vorgesehene Nockenfolger 6a bis 6d auf, die mit Kipphebeln 7a bis 7d in zusammenwirkendem Eingriff stehen, die gleitend auf einer Nockenwelle 8 aufliegen. Die Nockenwelle 8 ist mit einer Kurbelwelle 9 der Maschine durch einen Steuerriemen 10 derart verbunden, daß die Drehung der Kurbelwelle 9 zur Nockenwelle 8 über den Steuerriemen 10 übertragen wird, so daß die Kipphebel 7a bis 7d Kippbewegungen durchführen.
Die Einspritzeinheiten 2a bis 2d sind über Kraftstoffzufuhr-Leitungsmittel 11 mit einem Kraftstofftank 12 derart verbunden, daß in dem Kraftstofftank 12 enthaltener Kraftstoff, wie etwa Leichtöl, zu den Einspritzeinheiten 2a bis 2d geliefert werden kann.
Insbesondere umfaßt das Kraftstoffzufuhr-Leitungsmittel 11 eine erste Kraftstoffleitung 11a, die mit den Einspritzeinheiten 2a bis 2d verbunden ist, eine zweite Kraftstoffleitung 11b, die allgemein die Form eines umgekehrten "U" hat und deren beide Enden mit dem Kraftstofftank 12 verbunden sind, eine dritte Kraftstoffleitung 11c, welche zwischen der zweiten Kraftstoffleitung 11b und der ersten Kraftstoffleitung 11a zur Druckförderung von Kraftstoff zu der ersten Kraftstoffleitung 11a angeschlos sen ist, sowie eine vierte Kraftstoffleitung 11d, die zwischen der ersten Kraftstoffleitung 11a und der zweiten Kraftstoffleitung 11b angeschlossen ist, um einen Teil des unter Druck zu den Einspritzeinheiten 2a bis 2d geförderten Kraftstoffs zu dem Kraftstofftank 12 zurückzuführen.
Ein Überlaufdrucksensor 14 ist an einer geeigneten Stelle der ersten Kraftstoffleitung 11a vorgesehen, um den Druck (Überlaufdruck) von darin befindlichem Kraftstoff am Ende der Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzeinheiten 2a bis 2d zu erfassen, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das den erfaßten Überlaufdruck anzeigt.
Eine Kraftstoffpumpe 15 ist in der zweiten Kraftstoffleitung 11b an einer ein wenig stromab des Kraftstofftanks 12 liegenden Stelle angeordnet und ist mit der ECU 5 so verbunden, daß ihr Betrieb von einem davon ausgegebenen Steuersignal gesteuert wird.
Ein Kraftstoffunterbrechungsventil 16 und ein Filter 17 sind an einer Verbindung zwischen der zweiten Kraftstoffleitung 11b und der dritten Kraftstoffleitung 11c vorgesehen. Das Kraftstoffunterbrechungsventil 16 ist mit der ECU 5 elektrisch derart verbunden, daß ihr Betrieb durch ein davon ausgegebenes Steuersignal gesteuert wird.
Ein Druckregelventil 18 ist in der vierten Kraftstoffleitung 11d angeordnet, um den Kraftstoffdruck auf Basis eines von der ECU 5 ausgegebenen Steuersignals zu regeln.
Bei Betrieb der Maschine wird, wenn die Kraftstoffpumpe 15 durch das Steuersignal von der ECU 5 in Betrieb ist, Kraftstoff von dem Kraftstofftank 12 den Einspritzeinheiten 2a bis 2d über das Kraftstoffzufuhr-Leitungsmittel 11 (erste bis dritte Kraftstoffleitungen 1 1a bis 11c), zugeführt und beim Ende der Kraftstoffeinspritzung wird ein Teil des von den Einspritzeinheiten 2a bis 2d in die Kraftstoffzufuhrleitung 11 übergelaufe nen Kraftstoffs über das Kraftstoffregelventil 18 zu dem Kraftstofftank 12 zurückgeführt. Wenn andererseits die Maschine zum Stehen kommt, wird die Kraftstoffpumpe 12 durch das Steuersignal von der ECU 5 angehalten, und gleichzeitig wird das Kraftstoffunterbrechungsventil 16 geschlossen, um die Kraftstoffzufuhr von dem Kraftstofftank 12 über das Kraftstoffzufuhrleitungsmittel 11 zu unterbrechen.
Ferner sind ein Maschinendrehzahl-(Ne)-Sensor 19 und ein Zylinderunterscheidungssensor 20 einander gegenüberliegend an der Nockenwelle 8 oder der Kurbelwelle 9 vorgesehen und elektrisch mit der ECU 5 verbunden.
Der Ne-Sensor 19 erzeugt bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel einen Impuls als OT-Signalimpuls entsprechend dem oberen Totpunkt jedes Zylinders immer dann, wenn sich die Kurbelwelle 9 um 180º dreht, wobei der Impuls der ECU 5 zugeführt wird.
Der CYL-Sensor 20 gibt bei einer bestimmten Kurbelwinkelstellung eines bestimmten Zylinders einen Impuls immer dann aus, wenn die Kurbelwelle 9 zwei Umdrehungen ausführt, wobei der Impuls der ECU 5 zugeführt wird.
Ein Gaspedalöffnungs-(θACC)-Sensor 21 ist in der Nähe eines nicht gezeigten Gaspedals angeordnet, um den Niederdrückbetrag des Gaspedals zu erfassen, und liefert der ECU 5 ein elektronisches Signal, welches den erfaßten Niederdrückbetrag anzeigt.
Ein Kühlmitteltemperatur-(TW)-Sensor 22 ist in dem nicht gezeigten Zylinderkopf eingesetzt, um die Temperatur von darin zirkulierendem Kühlmittel zu erfassen, und liefert der ECU 5 ein elektrisches Signal, welches die erfaßte Kühlmitteltemperatur anzeigt.
Ein Kupplungsschalter (CLSW) 23 ist mit einem nicht gezeigten Kupplungspedal eines Kraftfahrzeugs mit manuellem Getriebe (MT-Fahrzeug) verbunden, dessen Getriebe, an dem die Maschine angebracht ist, durch Schalten der Gangstellungen manuell betätigt wird. Der CLSW 23 schaltet an, wenn das Kupplungspedal betätigt ist, und liefert der ECU 5 ein elektrisches Signal, das die erfaßte Betätigung des Kupplungspedals anzeigt.
Die ECU 5 enthält eine Eingangsschaltung mit den Funktionen, die Wellenformen von Eingangssignalen von den verschiedenen oben genannten Sensoren zu formen, die Spannungspegel der Sensorausgangssignale auf einen vorbestimmten Pegel zu verschieben, Analogsignale von Analogausgangssensoren in Digitalsignale zu wandeln, usf., eine zentrale Prozessoreinheit (nachfolgend als die "CPU" bezeichnet), Speichermittel in Form eines ROM, das verschiedene, von der CPU durchzuführende Betriebsprogramme sowie verschiedene Kennfelder speichert, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, sowie ein RAM zum Speichern von Berechnungsergebnissen von dieser, etc., sowie eine Ausgabeschaltung, welche Treibersignale an den Schrittmotortreiber 4, das Kraftstoffunterbrechungsventil 6, das Druckregelventil 18, das Entleersteuerventil 16 usf. ausgibt.
Fig. 2 zeigt Konstruktionsdetails einer der Einspritzeinheiten 2 (2a bis 2d). Wie in der Figur gezeigt, umfaßt die Einspritzeinheit 2 den zuvor genannten Nockenfolger 6, der mit dem Kippehebel 7 in Gleiteingriff angeordnet ist, einen Kolben 24, dessen Oberseite mit dem Nockenfolger 6 derart gekoppelt ist, daß er um seine eigene Achse herum drehbar ist, um gemeinsam mit dem Nockenfolger 6 Hin- und Herbewegungen in Richtung des Doppelpfeils A durchzuführen, eine Kolbenaufnahme 25, in der der Kolben 24 verschiebbar aufgenommen ist, ein die Kolbenaufnahme 25 umschließendes Gehäuse 26, sowie die Düse 1, die in ein offenes Unterende der Einspritzeinheit 26 eingeschraubt ist, wobei in dieser ein Einspritzloch 27 ausgebildet ist.
In der Umfangswand des Kolbens 24 ist eine Einspritzmengen-Steuernut 28 ausgebildet, die in bezug auf die Kolbenachse schräg verläuft und mit einer Hochdruckkammer 29 in Verbindung steht, die unter dem Kolben 24 ausgebildet ist. Eine Umfangswand der Kolbenaufnahme 25 wird von einem Kraftstoffzufuhrloch 30 durchsetzt, das mit der ersten Kraftstoffleitung 11a in Verbindung steht (s. Fig. 1). Der Kolben 24 ist mit einem Schrittmotor 3 (3a bis 3d) durch nicht gezeigte Kupplungsmittel zum drehenden Antrieb durch denselben derart gekoppelt, daß eine Änderung seiner Umfangsstellung eine Änderung der Axialstellung der Einspritzmengensteuernut 28 relativ zum Kraftstoffzufuhrloch 30 bewirkt.
Die wie oben konstruierten Einspritzeinheiten 2 (2a bis 2d) arbeiten wie folgt: Wenn sich der Kolben 24 gemäß Fig. 2 nach unten bewegt, beginnt die Kompression des in der Hochdruckkammer 29 eingefangenen Kraftstoffs zu einem Zeitpunkt, bei dem die Umfangsfläche des Kolbens 24 das Kraftstoffzufuhrloch 30 blockiert, und dann wird der in der Hochdruckkammer eingefangene Kraftstoff unter Druck durch die Düse 1 zur Einspritzung ausgegeben. Wenn sich der Kolben 24 weiter nach unten zu einem Punkt bewegt, wo seine Kraftstoffeinspritzsteuernut 28 auf das Kraftstoffzufuhrloch 30 der Kolbenaufnahme 25 trifft, beginnt der Kraftstoff in der Hochdruckkammer 29, über das Kraftstoffzufuhrloch 30 in die erste Kraftstoffleitung 11a auszutreten, was den Druckausgabehub des Kolbens beendet, d. h. die Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzeinheit. Ferner bewirkt bei jedem Zylinder der Maschine der Schrittmotor 3 (3a bis 3d), daß der Kolben 24 seine Umfangsstellung ändert, um hierdurch den Hub des Kolbens 24 zur Druckausgabe bis zu dem Punkt zu ändern, wo die Kraftstoffzufuhrsteuernut 28 auf das Kraftstoffzufuhrloch 30 trifft und wobei die Druckausgabe des Kraftstoffs beendet wird. Dies ermöglicht die zylinderweise Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführung ein lastfreier Zustand der Maschine (drehmomentfreier Lastzustand) erfaßt, und die Rotoren der Schrittmotoren 3a bis 3d werden jeweils auf eine vorbestimmte Stellung gesetzt (drehmomentfreie Laststellung) wenn der lastfreie Zustand der Maschine erfaßt wird (Aktuator-Einstellung).
Fig. 3 zeigt die innere Konstruktion eines elektronischen Steuerblocks für das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem.
Von dem Ne-Sensor 19 und dem CYL-Sensor 20 ausgegebene Signale werden einem Ne-Berechnungsmittel 31 zugeführt, wo Zeitintervalle Me der Erzeugung von OT-Signalimpulsen von den jeweiligen Zylindern gemessen werden, und dann wird die Maschinendrehzahl Ne aus dem gemessenen Me-Wert berechnet. Ein die Maschinendrehzahl Ne anzeigendes Signal von dem Ne-Berechnungsmittel 31 wird einem Grundkraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel 32 zugeführt. Andererseits wird ein von dem θACC-Sensor 21 ausgegebenes Signal ebenfalls dem Grundkraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel 32 zugeführt. Das Grundkraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsmittel 32 bestimmt eine Grundkraftstoffeinspritzmenge Ti durch Abfrage eines Ti-Kennfelds entsprechend der Beschleunigeröffnung θACC und der Maschinendrehzahl Ne. Das Ti-Kennfeld ist derart gesetzt, daß vorbestimmte Kennwerte vorbestimmten Werten der Beschleunigeröffnung θACC und vorbestimmten Werten der Maschinendrehzahl Ne entsprechen. Ein Signal, das die hierdurch bestimmte Grundkraftstoffeinspritzmenge Ti anzeigt, wird zusammen mit einem von dem TW-Sensor 22 ausgegebenen Signal einem startabhängigen Korrekturmittel 33 zugeführt. Das startabhängige Korrekturmittel 33 bestimmt einen Kühlmitteltemperatur-abhängigen Korrekturkoeffizienten KTW durch Abfrage eines Kennfelds entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur TW und korrigiert dann die Grundkraftstoffeinspritzmenge Ti durch die Verwendung des Kühlmitteltemperatur-abhängigen Korrekturkoeffizienten KTW zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge TOUT. Ein den bestimmten TOUT-Wert anzeigendes Signal wird einem Aktuator-Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 zugeführt. Das Aktuator- Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 bearbeitet das zugeführte TOUT- Wertsignal, um den Schrittmotoren 3a bis 3d über den Schrittmotortreiber 4 ein Steuersignal zuzuführen. Auf diese Weise wird die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung in Antwort auf den Startzustand der Maschine durchgeführt.
Andererseits wird das von dem Ne-Berechnungsmittel 31 ausgegebene Signal auch einem Anstiegsverhältnis-Berechnungsmittel 35 zugeführt, wo ein Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne der Maschinendrehzahl Ne berechnet wird, und ein das Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne anzeigendes Ausgangssignal wird einem Vergleichsmittel 36 zugeführt, wo das Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne mit einem vorbestimmten Bezugswert verglichen wird, der von einem Bezugswertspeichermittel 37 eingegeben wurde. Ein die Ergebnisse des Vergleichs anzeigendes Signal wird dem Aktuator-Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 zugeführt. Anders gesagt, bestimmt das Vergleichsmittel 36, ob die Maschine in einen lastfreien Zustand gekommen ist oder nicht, und liefert dem Aktuator-Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 ein Signal, das die Ergebnisse der Bestimmung anzeigt. Dann wird ein von dem Aktuator-Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 ausgegebenes Signal über den Schrittmotortreiber 4 den Schrittmotoren 3a bis 3d zugeführt, um hierdurch entsprechend den Ergebnissen des Vergleichs durch das Vergleichsmittel 36 die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern.
Ferner wird ein Signal von dem Kupplungsschalter CLSW 32 dem Lastfrei-Zustand-Bestimmungsmittel 38 zugeführt, wo bestimmt wird, ob die Maschine gerade in einen lastfreien Zustand eintritt oder nicht, und liefert an das Aktuator-Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 ein Signal, das die Ergebnisse der Bestimmung anzeigt. Auch in diesem Fall wird das von dem Aktuator-Einstellungs-Bestimmungsmittel 34 ausgegebene Signal über den Schrittmotortreiber 4 den Schrittmotoren 3a bis 3d zugeführt, um hierdurch entsprechend den Ergebnissen der Bestimmung durch das Lastfrei-Zustand-Bestimmungsmittel 38 die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern.
Fig. 4 zeigt eine Routine zur Bestimmung eines lastfreien Zustands der Maschine auf Basis des Signals, das die von dem Ne-Sensor erfaßte Ne anzeigt, und zur Steuerung der Kraftstoffzufuhrmenge. Dieses Programm wird z. B. synchron mit der Erzeugung von OT-Signalimpulsen durchgeführt.
Zuerst wird in Schritt S1 ein OT-Signalimpuls eingelesen, und dann wird in einem Schritt S2 die Maschinendrehzahl Ne aus dem gelesenen OT- Signalimpuls und dem unmittelbar vorhergehenden gelesenen OT-Signalimpuls berechnet.
Dann wird in einem Schritt S3 ein Wert (unmittelbar vorhergehender Wert) der in der unmittelbar vorhergehenden Schleife berechneten Maschinendrehzahl mit dessen in der gegenwärtigen Schleife berechneten Wert (momentanen Wert) verglichen, um hierdurch zu bestimmen, ob der frühere Ne-Wert kleiner ist als der letztere Ne-Wert. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird das Programm sofort beendet, während wenn die Antwort zustimmend ist (JA), geht das Programm zu einem Schritt S4 weiter, wo eine Differenz ΔNe zwischen dem momentanen Wert und dem unmittelbar vorhergehenden Wert der Maschinendrehzahl Ne berechnet wird, und ein Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne der Maschinendrehzahl berechnet wird, und dann wird bestimmt, ob das Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne größer als ein vorbestimmter Wert T ist oder nicht.
Wenn das Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert T ist, wird das Programm sofort beendet, während wenn das Anstiegsverhältnis ΔNe/Ne größer als der vorbestimmte Wert T ist, wird gewertet, daß die Maschinendrehzahl Ne bei im lastfreien Zustand laufender Maschine abnormal ansteigt. Dann geht das Programm zu einem Schritt S5 weiter, wo die Rotoren der Schrittmotoren jeweils verstellt oder auf eine vorbestimmte Stellung gesetzt werden, d. h. eine vorbestimmte Bezugsstellung, die für den lastfreien Zustand der Maschine geeignet ist, wonach das Programm endet. Durch dieses Einstellen der Rotoren der Schrittmotoren auf die vorbestimmte Stellung wird die Kraftstoffeinspritzmenge auf einen Wert gesteuert, der für den lastfreien Zustand der Maschine geeignet ist, wodurch ein abnormaler Anstieg der Maschinendrehzahl unterbunden wird.
Auf diese Weise wird unabhängig von der Maschinendrehzahl, wenn ein lastfreier Zustand der Maschine erfaßt wird, der Aktuator (Schrittmotor) in eine vorbestimmte Stellung angetrieben, wodurch sich ein abnormaler Anstieg der Maschinendrehzahl verhindern läßt, ohne daß eine übermäßig hohe Ansprechgeschwindigkeit des Aktuators erforderlich ist.
Fig. 5 zeigt eine Routine zur Bestimmung eines lastfreien Zustands der Maschine auf der Basis eines Eingriffszustands der Kupplung und zur Durchführung der Kraftstoffzufuhrsteuerung. Dieses Programm wird z. B. synchron mit der Erzeugung von OT-Signalimpulsen durchgeführt.
In einem Schritt S11 wird bestimmt, ob der CLSW 23 angeschaltet wurde oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird das vorliegende Programm sofort beendet, während wenn die Antwort zustimmend ist (JA), geht das Programm zu einem Schritt S12 weiter, wo die Rotoren der Schrittmotoren jeweils in die vorbestimmte Bezugsstellung verstellt werden, die für den lastfreien Zustand der Maschine geeignet ist, wonach das Programm endet. Durch dieses Setzen der Rotoren der Schrittmotoren auf die vorbestimmte Stellung wird die Kraftstoffeinspritzmenge auf einen Wert gesteuert, der für den lastfreien Zustand der Maschine geeignet ist, wodurch ein abnormaler Anstieg der Maschinendrehzahl unterbunden wird. Auf diese Weise wird, unmittelbar bevor die Maschine in einen lastfreien Zustand eintritt, der Aktuator (Schrittmotor) in eine vorbestimmte Stellung angetrieben, wodurch sich ein abnormaler Anstieg der Maschinendrehzahl verhindern läßt, was andernfalls auftreten würde, wenn die Maschine tatsächlich in den lastfreien Zustand eintritt, ohne daß eine übermäßig hohe Ansprechgeschwindigkeit des Aktuators erforderlich ist.
Obwohl in der obigen Ausführung die vorliegende Erfindung bei einem MT-Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe angewendet ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt, sondern kann auch bei einem AT-Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe angewendet werden.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführung der Erfindung beschrieben, in der die Erfindung bei einem AT-Fahrzeug angewendet ist. Diese Ausführung unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführung darin, daß ein Neutralstellungsschalter NTSW 40 vorgesehen ist, wie in Fig. 6 gezeigt, anstelle des Kupplungsschalters CLSW 23, der in Fig. 1 und Fig. 3 erscheint, welche die erste Ausführung zeigen. Der NTSW 40 dient zum Anschalten, wenn ein Schalthebel des Getriebes in eine Neutralstellung verstellt wurde, und liefert dem in Fig. 6 gezeigten Lastzustand-Bestimmungsmittel 38 ein vorbestimmtes elektrisches Signal. Die anderen Elemente und Teile der Anordnung des Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystems nach der zweiten Ausführung sind in Konstruktion und Funktion zur ersten Ausführung identisch, und daher ist deren detaillierte Beschreibung weggelassen.
Fig. 7 zeigt eine Routine zur Bestimmung eines lastfreien Zustands der Maschine auf der Basis der Neutralstellung und zur Durchführung der Kraftstoffzufuhrsteuerung.
Zu Fig. 7. In Schritt S21 wird bestimmt, ob der NTSW 40 angeschaltet worden ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird das Programm sofort beendet, während wenn die Antwort zustimmend ist (JA), geht das Programm zu einem Schritt S22 weiter, wo die Rotoren der Schrittmotoren jeweils in eine vorbestimmte Bezugsstellung verstellt werden, die für den lastfreien Zustand der Maschine geeignet ist, wonach das Programm endet.
Auch mit den zweiten Ausführungen lassen sich ähnliche Ergebnisse erzielen wie jene, die mit der Steuerung auf der Basis des Kupplungszustands nach der ersten Ausführung erhalten wurden.

Claims

1. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, das zumindest eine Einspritzeinheit aufweist, die jeweils für jeden des zumindest einen Zylinders vorgesehen ist, um in jeden des zumindest einen Zylinders Kraftstoff einzuspritzen, wobei die zumindest eine Einspritzeinheit jeweils einen Kolben sowie ein Aktuatormittel aufweist, das an den Kolben jeder der zumindest einen Einspritzeinheit angreift, um· den Hub des Kolbens zur Druckausgabe von Kraftstoff zu ändern, um hierdurch eine in jeden des zumindest einen Zylinders eingespritzte Kraftstoffmenge zu steuern,

dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

ein Anstiegsverhältnis-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Anstiegsverhältnisses der Maschinendrehzahl; und

ein Aktuator-Einstellmittel zum Verstellen des Aktuatormittels in eine vorbestimmte Stellung, wenn das von dem Anstiegsverhältnis-Berechnungsmittel berechnete Anstiegsverhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet.

2. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, wobei das Aktuatormittel zumindest einen Schrittmotor aufweist, der jeweils mit dem Kolben der jeweiligen der zumindest einen Einspritzeinheit gekoppelt ist, um den Kolben drehend anzutreiben.

3. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, das zumindest eine Einspritzeinheit aufweist, die jeweils für jeden des zumindest einen Zylinders vor gesehen ist, um in jeden des zumindest einen Zylinders Kraftstoff einzuspritzen, wobei die zumindest eine Einspritzeinheit jeweils einen Kolben sowie ein Aktuatormittel aufweist, das an den Kolben jeder der zumindest einen Einspritzeinheit angreift, um den Hub des Kolbens zur Druckausgabe von Kraftstoff zu ändern, um hierdurch eine in jeden des zumindest einen Zylinders eingespritzte Kraftstoffmenge zu steuern,

ein Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel zum Erfassen eines lastfreien Zustands der Maschine;

gekennzeichnet durch

ein Aktuator-Einstellmittel zum Einstellen des Aktuatormittels in eine vorbestimmte Stellung, wenn von dem Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel der lastfreie Zustand der Maschine erfaßt wird.

4. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem nach Anspruch 3, wobei das Aktuatormittel zumindest einen Schrittmotor aufweist, der jeweils mit dem Kolben der jeweiligen der zumindest einen Einspritzeinheit gekoppelt ist, um den Kolben drehend anzutreiben.

5. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem nach Anspruch 3, wobei die Maschine an einem ein Getriebe aufweisenden Fahrzeug angebracht ist, wobei das Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel den lastfreien Zustand der Maschine erfaßt, indem es einen Zustand erfaßt, in dem von dem Getriebe kein Drehmoment der Maschine übertragen wird.

6. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem nach Anspruch 5, wobei das Getriebe ein manuelles Getriebe ist, wobei das Fahrzeug eine Kupplung aufweist, die eine Stellung zum Trennen der Maschine von dem Getriebe einnehmen kann, wobei das Lastfrei-Zustand- Erfassungsmittel den lastfreien Zustand der Maschine durch Erfassen der Stellung der Kupplung erfaßt.

7. Kraftstoffeinspritz-Steuer/Regelsystem nach Anspruch 5, wobei das Getriebe ein Automatikgetriebe ist, das einen Schalthebel aufweist, der eine Neutralstellung zum Trennen der Maschine von dem Getriebe einnehmen kann, wobei das Lastfrei-Zustand-Erfassungsmittel den lastfreien Zustand der Maschine durch Erfassen der Neutralstellung des Schalthebels erfaßt.