EP0191170A1 - Fuel vapour purging device for a fuel tank - Google Patents
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- EP0191170A1 EP0191170A1 EP85115458A EP85115458A EP0191170A1 EP 0191170 A1 EP0191170 A1 EP 0191170A1 EP 85115458 A EP85115458 A EP 85115458A EP 85115458 A EP85115458 A EP 85115458A EP 0191170 A1 EP0191170 A1 EP 0191170A1
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Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of the main claim.
- tank ventilation that, due to and depending on certain parameters (fuel temperature, quantity, vapor pressure, air pressure, flushing quantity ...), fuel vapors not only vent to the outside, but rather feed them to the internal combustion engine, usually so that a buffer filled with activated carbon is provided, which absorbs the fuel vapors that form, for example when the vehicle is stationary, and feeds it to the intake area of the internal combustion engine via a line.
- the intermediate storage container containing the activated carbon filter is able to store fuel vapors up to a certain maximum amount, the filter being flushed during engine operation by the vacuum developed by the internal combustion engine in the intake tract, for which purpose the filter has an opening to the outside air. Therefore, if you only allow the buffer to be flushed under certain operating conditions, an additional fuel-air mixture that can be traced back to this tank ventilation results, which, as a mixture that has not been measured or cannot be measured with reasonable effort, results in the fuel metering signal that is normally produced very precisely with a high degree of computation a fuel injection system, the duration of the injection control command t i - and the resulting quantity of fuel supplied to the internal combustion engine falsifies.
- Tankentlmediaun may consist of almost 100% air or 100% fuel vapor SGE mixed well
- this disturbance variable pneumatic actuators directly relates to the intake manifold pressure developed by the internal combustion engine or the supply of the tank ventilation mixture through an electronic on / off control for particularly sensitive loads drive conditions, such as idle, completely excluded.
- the invention is therefore based on the object of providing a device which can supply the tank ventilation mixture, which cannot be predetermined in terms of its proportions or quantities, to the intake tract of the respective internal combustion engine in such a way that, on the one hand, there is effective ventilation of the buffer store, and on the other hand but does not have any disruptive influence on the operation of the internal combustion engine, especially in the case of fuel metering devices operating under the influence of a lambda control, for example fuel injection systems or controlled carburetors or the like, no disturbance variables are superimposed in such a way that the control is brought to a stop or in the case of adaptive ones Pilot control systems due to longer-term deviations in the controller output, which are nevertheless only due to the additional influence of the tank ventilation mixture, pilot control corrections are introduced that permanently disrupt the adaptation behavior.
- the invention solves this problem with the characterizing features of the main claim and has the decisive advantage that the tank ventilation influence is removed from the area of arbitrary connections and is deliberately fine-tuned to the respective internal combustion engine behavior with continuous change of the maximum quantity to be supplied, in particular
- the area of the tank ventilation is also controlled and regulated depending on the lambda regulation of the operating mixture which is already present in internal combustion engines, so that negative influences are neither possible on the driving behavior nor on the regulation.
- tank ventilation valve in the tank ventilation line between the filter and the suction tract is periodically controlled by the associated control unit, the period resulting from the change between opening and closing the valve and a variation of this ratio of opening time to closing time (which corresponds to the duty cycle corresponds to the tank ventilation control) a corresponding adjustment of the tank ventilation mixture quantity can be achieved.
- tank ventilation can also be incorporated and implemented in the overall behavior of the internal combustion engine over a wide range.
- FIG. 1 shows the basic principle of tank ventilation with tank ventilation valve with a continuously changeable opening cross section and electronic control unit
- FIG. 2 shows the approximately linear course of the characteristic curve of the tank ventilation valve over the pulse duty factor of the control pulse sequence
- FIG. 3 shows a tank ventilation characteristic Field for precontrolling the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve via load and speed
- Fig. 4 shows the characteristic curve of the mean value of the lambda control factor for lambda control-dependent control of the tank ventilation
- Fig. 1 shows the basic principle of tank ventilation with tank ventilation valve with a continuously changeable opening cross section and electronic control unit
- FIG. 2 shows the approximately linear course of the characteristic curve of the tank ventilation valve over the pulse duty factor of the control pulse sequence
- FIG. 3 shows a tank ventilation characteristic Field for precontrolling the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve via load and speed
- Fig. 4 shows the characteristic curve of the mean value of the lambda control factor for lambda control-dependent control of the tank ventilation
- Fig. 6 shows the characteristic curve of the duty cycle of the control pulse sequence, the tank ventilation and the average value of the lambda control factor over time with pilot control via the tank ventilation map and Additional limit control
- Fig. 7 schematically shows the block diagram of the tank ventilation with pilot control map and optional additional intervention of a lambda control-dependent control and a limit control
- Fig. 8 shows another schematic block diagram of an adaptive tank Ventilation control with possible influence on the fuel quantity supplied by the internal combustion engine
- Fig. 9 curves over the time of the tank ventilation curve, the duty cycle of the control pulse sequence, the adaptive pilot control for tank ventilation and the lambda control factor
- Fig. 10 the area of the tank ventilation adaptation in the load speed diagram.
- a fuel tank or tank 10 is ge shows which is ventilated and vented exclusively via an activated carbon filter located in a temporary storage container 11, the fuel evaporating from the tank being stored in the activated carbon filter up to a limited maximum amount.
- This stored fuel is then sucked into the engine while the internal combustion engine is running - only the intake area 12 with the throttle valve 12a is shown in FIG. 1.
- the metering of the fuel extracted from the area of the tank ventilation or of the fuel air mixture formed there, the proportions of which cannot be determined, takes place via a special tank ventilation valve 13 such that in all operating states of the system there is no impairment of driving behavior and exhaust gas behavior and no impairment of the control circuits involved in the fuel metering and adaptive systems occurs.
- the control of the tank ventilation valve 13 takes place on its magnetic part 13a by a control unit 14, which outputs a control pulse sequence with a variable pulse duty factor TV, whereby a suitable variation of the opening cross section of the tank ventilation system 13 can be set.
- the characteristic curve of the tank ventilation valve 13 between the minimum flow rate Qmin and Qmax over the pulse duty factor can be approximately linear, possibly also exponential, which can be included in the calculation.
- the following information relates to the specific numerical data of a suitable tank ventilation valve depending on the duty cycle of the control pulse sequence continuously variable passage cross section.
- a corresponding characteristic curve is shown qualitatively in FIG. 2.
- a first embodiment which is also of independent importance from other, possibly supplementary and supportive control and regulation options for tank ventilation, includes the control of the tank ventilation valve via a tank ventilation map or pilot control map, which is dependent on the load (shown as pilot control Injection pulse t L here a fuel injection system) and the speed n via 4x4 support points with the possibility of interpolation each outputs quantized duty cycle variables and feeds, for example, a multiplier 15 for the tank ventilation valve control.
- pilot control map is denoted by 16 and is shown in FIG. 3 as a diagram, the map is to be interpreted so that the percentage enrichment of the current supplied to the internal combustion engine combustion g EMI ULTRASONIC at a given TE-mixture in all areas is the same.
- the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve can be quantized continuously or in steps of, for example, 10% each in the range between 0 and 100%.
- the control of the further processing point 15 from the pilot control map 16 is shown via a switch S1, which is useful so that in certain operating states (idling, overrun cut-off) the tank ventilation can be completely prevented, if necessary, or also to do without to allow the pilot control map control to take effect other control and regulating methods to be explained below.
- FIG. 7 also shows the lambda control loop for generating the fuel metering signal for better understanding the internal combustion engine 17, in this case, a spark-ignition internal combustion engine (Otto motor) having fuel injection, wherein in a multiplier 18, from the output signal of a load sensor, not shown, for example, an air flow meter and a rotation - generated number generator a load signal, namely, an injection time signal t and a further, downstream multiplier stage 19, ultimately for the control of the injection valve or valves.
- a correction factor F R is applied to the injection time duration at the multiplier stage 19, which is generated as a lambda correction factor behind a comparator 20 from the actual lambda value generated by the lambda probe 21 and a lambda target value from a lambda controller 22.
- this lambda correction factor F R which is present anyway on the basis of the lambda control loop, is used in order to make possible a lambda control-dependent control of the tank ventilation as well.
- the averaged value F R of the lambda correction factor generated via an interposed low-pass filter 23 is used and also reaches the multiplication point 15 for the TE valve control via a characteristic curve block 24.
- the characteristic curve of the tank ventilation change or influencing above the mean value of the lambda control is again shown separately in FIG. 4 and comprises four support points with interpolation, the The basic function is that an increasing enrichment of the tank ventilation mixture (TE mixture) is recognized via the mean value F R of the lambda correction factor, since this shifts to lower values, and the tank ventilation is closed accordingly by a corresponding change in the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve becomes.
- the block diagram of FIG. 7 also contains a second possible variant for characteristic curve mean value control, which can be used as an alternative to this and comprises limit value regulation of the mean value of the lambda correction factor.
- a further comparison point 25 is provided, to which a limit value F RGW of the mean value of the lambda correction factor is supplied, together with the actual value mean value F R of the correction factor.
- the comparison result is sent to a comparator 26, which decides whether the mean value F R of the correction factor is above or below the predetermined limit value; depending on the result, a downstream integrator 27 is driven as an I controller for limit value control with appropriate polarity, the output signal of which is then likewise fed to the multiplication point 15.
- the diagrams show on the left 5 shows the states which result from the pilot control map 16 with pure control; assume that the duty cycle of the controller is at 0.25 due to the speeds and load values; occurs at a predetermined time t 1 (see diagram b) of Fig. 5) a sudden increase in the fuel content in the TE mixture (illustrated by three different curves (1); (2); (3)), then the reacts Control via the pilot control map thereon not at all and the lambda correction factor F R only shifts correspondingly in the direction of lean chemical mixing as a result of the "fuel cloud" (theoretical jump function) in the TE mixture (see c) of FIG. 5), ie the regulator is emaciated.
- the enrichment which is now brought about by the tank venting shifts the mean value F R beyond the limit value GW, which occurs at time t 2 .
- the pulse duty factor of the control pulse sequence is then (increasingly) closed via the I controller 27, that is to say decreases until the mean value F has returned to the limit value by the time t 3 ; From this point in time, the pulse duty factor increases again in accordance with the adjustment of the I-controller 27, whereby multiple oscillations, as shown at c) in FIG. 6, can also result around the limit value GW until the cloud formation has subsided at the time t 4 and mean F R and duty cycle return to the previous values.
- the time constant of the I-controller 27 for the tank ventilation must be greater than the time constant of the I-controller of the Lambda control for the fuel metering or the calculation of the fuel injection pulses known per se, one for the entire speed / load range constant time constant is sufficient for the tank ventilation. Furthermore, it should for the I-controller, a Maximalbegrenzun g I TEmax provided and the quantization of the I controller be about four times finer than the output quantization for the duty cycle.
- the overall function of the tank ventilation in accordance with the block diagram of FIG. 7 can therefore look like the two following formulas alternatively indicate and the alternatively provided additional control options occur via the mean value of the lambda control or the limit value control in addition to the map control:
- a further, preferred embodiment of the present invention includes the possibility of additionally adaptively designing the tank ventilation TE, in simple terms, to design the components, switching means, regulating and control processes involved in the tank ventilation in such a way that what the tank ventilation brings to the mixture for the internal combustion engine , is subtracted from the actual mixture formation (basic adaptation), so to speak, which is also a particular advantage
- Such mixture preparation systems and fuel injection systems which themselves have an adaptive feedforward control for lambda control and in which tank ventilation can therefore cause certain difficulties insofar as this adaptive feedforward control (basic adaptation) takes the longer-term deviations of the controller output (lambda controller) as a measure for one Correction of the pilot control used - the invention in the configuration to be explained below enables the advantages of adapting the pilot control in the lambda circuit to be maintained and extended to the tank ventilation.
- the block diagram of FIG. 8 therefore shows schematically and without going into special detailed solutions, in the upper area the lambda control circuit for the mixture preparation, for example by a fuel injection system with basic adaptation, and in the lower part the extension of the basic principle to adaptive pilot control of the tank ventilation.
- the same elements and components as in the block diagram of FIG. 7 are provided with the same reference numerals, since the adaptive pilot control of the tank ventilation continues to use at least partial areas of the block diagram representation of FIG. 7, for example the basic principle of the pilot control map 16 when certain limit values are reached or there , where a TE feedforward control adaptation is not used, which will be explained further below with reference to the representation of FIG. 10.
- the lambda correction factor F R is led to an intervention point 19 ', where, multiplicatively or additively, preferably multiplicatively, an effective injection time period t L ⁇ ⁇ i ⁇ F i generated by other components of the mixture preparation system, for example a fuel injection system, is supplied.
- the output signal F R of the lambda controller is smoothed 22 via a low-pass filter 23, that is subjected to averaging and the smoothed or average value signal F R of the correction factor is run according to a comparison point 31 via a switch S3 to the base adaptation block 32, which typically is a controller.
- the base adaptation block 32 which typically is a controller.
- a downstream multiplier block 33 there is also a multiplication by a normalized speed value; memory (not shown) can also be provided, which temporarily stores the value of the basic pre-control adaptation, for example, for periods during which a lambda signal is not available, for example due to an inactive lambda probe.
- the controller 32 for the basic adaptation adjusts its output variable for the multiplicative or additive factor resulting at the point of engagement 30, which originates from it, until the mean value of the output variable of the lambda controller 22 matches the setpoint at the comparison point 31, which is preferably the assumes neutral value 1, corresponds.
- these pilot control basic adaptation various correction values - proportional to speed, naviereunabhot- gi g, which can be engaged depending on the load state of the internal combustion engine additively or multiplicatively correcting the calculated injection time period comprise, what is not shown.
- the adaptive pilot control of the tank ventilation which is assigned to the pilot control adaptation of the injection duration, initially comprises a logic circuit or sequence control circuit, which is represented at 34 as representative of all conceivable embodiments, also as a software version, and an associated block 35 for the TE adaptation, which alternatively, the mean value of the lambda correction factor F R is applied via the switch S3 already mentioned. Therefore, in this exemplary embodiment the control factor F R is used to intervene in the tank ventilation, an adaptation to the load value t L , for example additively, would of course also be conceivable.
- block 35 for TE adaptation information from block 34 of the sequence control TE mainly via the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve 13, active lambda control, transition to pilot control map and the like.
- the result of a limit value detection block 36 from the output of the TE adaptation block 35, at which a value of the adaptive pilot control for tank ventilation (ATE) is present, is whether this correction factor ATE (adaptation value) has a negative threshold value (ATEmin) or has reached a positive threshold value ATEpos, which threshold values can also be referred to as fat or lean.
- ATE adaptive pilot control for tank ventilation
- the adaptation value ATE passes through an intermediate multiplier 37, at which, in order that the two intervention values of the basic adaptation and the TE adaptation are equivalent, a standardized speed value is supplied, and via a switch S4 to a further intervention point 38 in the course of the preparation where multiplicative or additive interventions can be made.
- a multiplier 39 with a speed value n is then connected downstream, so that a fuel / time-air mass / time mixture information is obtained at an addition point 40, which is then fed to the TE mixture at point 41.
- the tank ventilation line 42 carrying the TE mixture from the tank ventilation valve 13 in front of the throttle valve can be connected to the intake tract of the internal combustion engine, as a result of which the amount of the extracted TE mixture remains approximately constant while the cross section of the TE valve 13 remains the same, since the negative pressure in front of the throttle valve is approximately constant and the amount increases with the root of the negative pressure.
- a constant amount is also helpful for adaptive control as it is through an additive correction worth can be compensated. As mentioned, the following equations apply:
- the tank ventilation is activated at the start, when the overrun is switched off and set to a minimum value when the lambda control is inactive; a defined mixture should enable starting and reinsertion after overrun fuel cutoff.
- the TE control starts softly and the duty cycle of the tank ventilation TVTE becomes, as in b) in 9, shown in a ramp shape, but with change limitation 1, increased starting from a predetermined minimum value TVTEmin1.
- the slope of the duty cycle of the control pulse sequence for the TE valve is chosen so that the pilot control to be explained further below can compensate for the resulting disturbance in the mixture balance of the internal combustion engine in good time.
- the pulse duty factor is increased until the adaptation value ATE has reached a minimum negative threshold value ATEmin, which can also be referred to as a lean stop in relation to the adaptation value.
- a limit control then starts.
- the duty cycle TVTE may already have reached a pre-control stop value at t 1 , which can result from the pre-control map; the pulse duty factor is therefore no longer changed until time t 2 , at which the negative threshold value ATEmin is reached.
- the pulse duty factor TVTE is decremented until it falls below the threshold mentioned again (in the positive direction). From then on, the duty cycle is incremented again until the threshold is exceeded again in the negative direction, etc.
- limit control limit control
- ITE integral Share
- the fuel from the intermediate store decreases with increasing operating time, so that with this limit value control the pilot control value from the characteristic map 16 is reached and therefore the pulse duty factor remains constant for a predetermined period of time during which the adaptation value ATE runs from the negative stop in the positive direction .
- the TE mixture is checked by the control process just explained beginning in block 34 with the regulation of the duty cycle from the beginning - it should also be pointed out here that the reduction of the duty cycle with a change limit 2 to the minimum value TVTEmin2 er follows, which enables a faster change in the duty cycle to small passage cross-sections of the tank ventilation valve.
- This adaptation of the tank ventilation pre-control is expediently limited to a load-speed range which is effective only below an air volume threshold, as shown in FIG. 10, since it can only be calculated precisely enough in this range.
- the adapted value ATE is expediently only stored in a memory, not mentioned, assigned to block 35 of the TE adaptation, when the engine is running — for use, for example, in the case of an inactive 2-probe in the meantime — deleted again when the engine is switched off.
- the TE precontrol adaptation is interrupted above the range indicated in FIG. 10, and the last adapted value ATE is temporarily stored in the memory (not shown) assigned to block 35.
- the memory not shown assigned to block 35.
- sequence control for the activation of the tank ventilation valve in the form of a flow chart indicated on the next page 25 specifies the function of the sequence control 34 in software terms. It is therefore understood that, although the invention is intended to improve the was explained on the basis of a block diagram using individual components, and a software version of the device according to the invention by means of a microcomputer or microcomputer is easily within the scope of the invention and can be carried out; such an embodiment is not a problem for the person skilled in the field of fuel metering in internal combustion engines; because if necessary he can also call in specialists in the field of data processing technology.
- the tank ventilation line in front of the throttle valve is fed to the intake tract, as already explained earlier.
- the amount of extracted TE mixture is approximately constant with the cross-section of the tank ventilation valve remaining the same, in order to implement the functions and values mentioned above, it only needs to have a comparatively small variability to comply with the minimum and maximum values, which is around 1:20.
- the TE valve has to cope with a much larger variation to the above To comply with minimum and maximum quantities, namely one
- the tank ventilation map should have a greater variation, which is helpful for an additive adaptation - here additive to t L ).
- the tank ventilation is also initiated in the intake manifold, i.e. behind the throttle valve, whereby with the simplest pilot control, a fixed value instead of the map, the vacuum and thus the quantity would vary much more, so that straight in the idle and start-up area, where the tank ventilation is particularly troublesome, the tank ventilation amount would be greatest, and with increasing load, where the tank ventilation is always on niger disturbing, the amount of flushing would decrease, as is known from the previous system.
- the error would depend on various variables such as load (from air volume) and speed; an adaptation is therefore particularly complex, the following roughly applies:
- Variants 1.1 and 1.2 are suitable for systems that generate an approximately constant pressure drop in front of the throttle valve (air volume meter with damper).
- Systems with a very low pressure drop, especially when idling (HLM, Alpha / n, P / n) can only be covered with variant 2.1. If this variant 2.1 of the pre-control of the TE has to be selected (additive to t L ), appropriate measures must be taken. The TE adaptation is then added to t L 'and the adaptation range is then to be limited by a t L threshold.
Abstract
Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks bei Brennkraftmascninen o. dgl., wobei sich bildende Kraftstoffdämpfe in einem einen Aktivkohlefilter enthaltenden Zwischenspeicher aufgenommen und je nach Betriebsbedingungen in den Ansaugbereich der Brennkraftmaschine abgegeben werden. Die Abgabe erfolgt über ein elektrisch gesteuertes Tankentlüftungsventil durch kontinuierliche Veranderung von dessen Durchgangsquerschnitt, die durch eine Veränderung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für dieses Ventil erzielt wird. Die Bestimmung des Tastverhältnisses kann im Sinne einer reinen Steuerung aus einem Kennfeld in Abhängigkeit zu Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine erfolgen oder unter Berücksichtigung von vorzugsweise gemittelten Lambda-Werten, wobei bei fetter werdendem Gemisch eine Reduzierung des Durchlaßquerschnitts des Tankentlüftungsventils angestrebt wird. Ferner ist eine adaptive Vorsteuerung vorgesehen, die in die Berechnung der zuzuführenden Kraftstoffmenge oder in die Berechnung des Kraftstoffeinspritzsignals mit einem Korrekturwert (ATE) eingreift und bei Erreichen vorgegebener Gemischanteile auf eine Grenzwertregelung übergeht. Die Grundadaption im Lambda-Regelkreis für die Kraftstoffzufuhrberechnung wird nur dann freigegeben, wenn die aus der Tankentlüftung herrührenden Kraftstoffmengen vernachlassigbar sind.Device for venting fuel tanks in internal combustion engines or the like, fuel vapors being formed being taken up in a buffer store containing an activated carbon filter and being released into the intake area of the internal combustion engine depending on the operating conditions. The delivery takes place via an electrically controlled tank ventilation valve by continuously changing its passage cross section, which is achieved by changing the duty cycle of the control pulse sequence for this valve. The duty cycle can be determined in the sense of a pure control from a map as a function of the speed and load of the internal combustion engine, or taking into account preferably averaged lambda values, the aim being to reduce the passage cross section of the tank ventilation valve when the mixture becomes richer. Furthermore, an adaptive feedforward control is provided which intervenes in the calculation of the fuel quantity to be supplied or in the calculation of the fuel injection signal with a correction value (ATE) and switches to limit value control when predetermined mixture proportions are reached. The basic adaptation in the lambda control circuit for the fuel supply calculation is only released if the fuel quantities from the tank ventilation are negligible.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Brennkraftmaschinen ist es zur Tankentlüftung bekannt, die sich aufgrund und in Abhängigkeit bestimmter Parameter (Kraftstoff-Temperatur, -Menge, Dampfdruck, Luftdruck, Spülmenge ...) bildenden Kraftstoffdämpfe nicht lediglich ins Freie zu entlüften, sondern der Brennkraftmaschine zuzuführen, und zwar üblicherweise so, daß ein etwa mit Aktivkohle gefüllter Zwischenspeicher vorgesehen ist, der die sich bildenden Kraftstoffdämpfe, beispielsweise bei stehendem Fahrzeug, aufnimmt und über eine Leitung dem Ansaugbereich der Brennkraftmaschine zuführt. In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt, eine durch eine solche zusätzliche, auf die Tankentlüftung zurückzuführende Kraftstoffluftgemischmenge mögliche Erhöhung der Abgasemission zu verhindern oder kleinzuhalten, indem die Tankentlüftung nur bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zugelassen wird (s. Bosch "Motronic" - Technische Beschreibung C5/1 vom August 1981-, DE-OS 28 29 958).The invention relates to a device according to the preamble of the main claim. In internal combustion engines, it is known for tank ventilation that, due to and depending on certain parameters (fuel temperature, quantity, vapor pressure, air pressure, flushing quantity ...), fuel vapors not only vent to the outside, but rather feed them to the internal combustion engine, usually so that a buffer filled with activated carbon is provided, which absorbs the fuel vapors that form, for example when the vehicle is stationary, and feeds it to the intake area of the internal combustion engine via a line. In this context, it is also known to increase the possible increase in exhaust gas emissions by such an additional quantity of fuel / air mixture attributable to the tank ventilation prevent or keep it small by allowing the tank ventilation only in certain operating states of the internal combustion engine (see Bosch "Motronic" - technical description C5 / 1 from August 1981-, DE-OS 28 29 958).
Der den Aktivkohlefilter enthaltende Zwischenspeicherbehälter ist in der Lage, Kraftstoffdämpfe bis zu einer bestimmten Maximalmenge zu speichern, wobei eine Spülung des Filters während des Motorbetriebes durch den von der Brennkraftmaschine entwickelten Unterdruck im Ansaugtrakt erfolgt, wozu das Filter eine Öffnung zur Außenluft besitzt. Notwendigerweise ergibt sich daher auch dann, wenn man nur bei bestimmten Betriebsbedingungen die Spülung des Zwischenspeichers zuläßt, ein zusätzliches, auf diese Tankentlüftung zurückzuführendes Kraftstoffluftgemisch, welches als nicht gemessenes oder mit sinnvollem Aufwand nicht meßbares Gemisch das normalerweise mit hohem Berechnungsaufwand sehr exakt erstellte Kraftstoffzumeßsignal - bei einer Kraftstoffeinspritzanlage die Dauer des Einspritzsteuerbefehls ti - und die sich hierdurch ergebende, der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge verfälscht. Eine solche, insbesondere auch das Fahrverhalten unter bestimmten Bedingungen beeinflussende zusätzliche Kraftstoffmenge, die in den Extremfällen als Tankentlüftungsge- misch auch aus nahezu 100 % Luft oder 100 % Kraftstoffdampf bestehen kann, ist auch dann nicht akzeptierbar, wenn man den Einfluß dieser Störgröße durch pneumatische Stellglieder unmittelbar auf den von der Brennkraftmaschine entwickelten Saugrohrdruck bezieht oder die Zuführung des Tankentlüftungs-Gemisches durch eine elektronische Ein/Aus-Steuerung für besonders empfindliche Betriebszustände, etwa Leerlauf, völlig ausschließt.The intermediate storage container containing the activated carbon filter is able to store fuel vapors up to a certain maximum amount, the filter being flushed during engine operation by the vacuum developed by the internal combustion engine in the intake tract, for which purpose the filter has an opening to the outside air. Therefore, if you only allow the buffer to be flushed under certain operating conditions, an additional fuel-air mixture that can be traced back to this tank ventilation results, which, as a mixture that has not been measured or cannot be measured with reasonable effort, results in the fuel metering signal that is normally produced very precisely with a high degree of computation a fuel injection system, the duration of the injection control command t i - and the resulting quantity of fuel supplied to the internal combustion engine falsifies. Such, in particular also the driving behavior influencing under certain conditions, additional fuel amount g in extreme cases as Tankentlüftun may consist of almost 100% air or 100% fuel vapor SGE mixed well, is also not acceptable when going through the influence of this disturbance variable pneumatic actuators directly relates to the intake manifold pressure developed by the internal combustion engine or the supply of the tank ventilation mixture through an electronic on / off control for particularly sensitive loads drive conditions, such as idle, completely excluded.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die das in seinen Verhältnisanteilen bzw. seinen Mengen nicht vorgebbare Tankentlüftungs-Gemisch in einer solchen Weise dem Ansaugtrakt der jeweiligen Brennkraftmaschine zuführen kann, daß -sich einerseits eine wirksame Entlüftung des Zwischenspeichers, andererseits aber kein störender Einfluß auf den Brennkraftmaschinenbetrieb ergibt, wobei insbesondere bei unter dem Einfluß einer Lambdaregelung arbeitenden Kraftstoffdosiereinrichtungen, also beispielsweise Kraftstoffeinspritzanlagen oder gesteuerte Vergaser o. dgl., nicht Störgrößen in einer Weise überlagert werden, daß die Regelung an einen Anschlag gebracht wird oder bei adaptiven Vorsteuerungssystemen durch längerfristige Abweichungen des Reglerausgangs, die aber dennoch nur auf den zusätzlichen Einfluß des Tankentlüftungsgemisches zurückzuführen sind, Vorsteuer-Korrekturen eingeführt werden, die das Adaptionsverhalten nachhaltig stören.The invention is therefore based on the object of providing a device which can supply the tank ventilation mixture, which cannot be predetermined in terms of its proportions or quantities, to the intake tract of the respective internal combustion engine in such a way that, on the one hand, there is effective ventilation of the buffer store, and on the other hand but does not have any disruptive influence on the operation of the internal combustion engine, especially in the case of fuel metering devices operating under the influence of a lambda control, for example fuel injection systems or controlled carburetors or the like, no disturbance variables are superimposed in such a way that the control is brought to a stop or in the case of adaptive ones Pilot control systems due to longer-term deviations in the controller output, which are nevertheless only due to the additional influence of the tank ventilation mixture, pilot control corrections are introduced that permanently disrupt the adaptation behavior.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den entscheidenden Vorteil, daß der Tankentlüftungseinfluß aus dem Bereich willkürlicher Aufschaltungen herausgenommen und gezielt bei kontinuierlicher Änderung der jeweils zuzuführenden Maximalmenge feinfühlig auf das jeweilige Brennkraftmaschinenverhalten abgestimmt wird, wobei insbesondere auch der Bereich der Tankentlüftung in Abhängigkeit zur bei Brennkraftmaschinen ohnehin schon vorhandenen Lambda- regelung des Betriebsgemisches gesteuert und geregelt wird, so daß negative Einflüsse weder auf das Fahrverhalten, noch auf die Regelung möglich sind.The invention solves this problem with the characterizing features of the main claim and has the decisive advantage that the tank ventilation influence is removed from the area of arbitrary connections and is deliberately fine-tuned to the respective internal combustion engine behavior with continuous change of the maximum quantity to be supplied, in particular The area of the tank ventilation is also controlled and regulated depending on the lambda regulation of the operating mixture which is already present in internal combustion engines, so that negative influences are neither possible on the driving behavior nor on the regulation.
Dabei ist von besonderem Vorteil die Steuerung der Tankentlüftung im Sinne einer Vorsteuerung aus einem Last-Drehzahl-Kennfeld heraus, wobei diese Vorsteuerung dann noch weiter abhängig vom Lambda-Regelfaktor gemacht wird.It is particularly advantageous to control the tank ventilation in the sense of a pre-control from a load-speed map, this pre-control then being made even more dependent on the lambda control factor.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Einführung einer zusätzlichen oder auch allein in Verbindung mit dem Last-Drehzahlkennfeld wirksamen Grenzwertregelung um den Grenzwert eines minimal zulässigen Lambda-Regelfaktors und schließlich eine adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung, wobei diese bei Start, Schubabschaltung und bei inaktiver Lambda-Regelung auf einen Minimalwert gesetzt wird, sowie ferner ebenfalls eine Grenzwertregelung um den Grenzwert eines minimal zulässigen Adaptionswertes.Advantageous further developments and improvements of the device specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims. It is particularly advantageous to introduce an additional limit control, or one that is effective alone in connection with the load-speed characteristic map, around the limit of a minimum permissible lambda control factor and, finally, an adaptive precontrol of the tank ventilation, which adjusts to one at start, overrun cutoff and with inactive lambda control Minimum value is set, and also also a limit control around the limit of a minimum permissible adaptation value.
Dabei verursacht die durch die Tankentlüftung hervorgerufene Abweichung des Regelfaktors vom Sollwert ein Weglaufen eines Korrekturwertes, der dann so in die Berechnung des Einspritzsignals,hier angewendet auf eine Kraftstoffeinspritzanlage, eingerechnet wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluß der Tankentlüftung auf die Lambda- Regelung und die dazugehörige Adaption der Vorsteuerung des Kraftstoffeinspritzsignals auszuschalten. Bei Veränderungen in der Tankentlüftung-Gemischzusammensetzung und bei Lastwechsel läßt sich daher eine Beeinträchtigung des Fahrverhaltens vermeiden.In this case, caused by the tank ventilation deviation of the control factor from the set point causes a runaway of a correction value, which then so in the calculation of the injection signal, it hi applied to a fuel injection system, is taken into account that compensated irrespective of load and speed, a constant fuel or air flow becomes. In this way it is possible to determine the influence of the tank ventilation on the lambda control and the associated adaptation of the pilot control switch off the fuel injection signal. With changes in the tank ventilation mixture composition and with load changes, an impairment of driving behavior can therefore be avoided.
Von Vorteil ist weiterhin, daß das Tankentlüftungsventil in der Tankentlüftungsleitung zwischen dem Filter und dem Saugtrakt vom zugeordneten Steuergerät periodisch angesteuert wird, wobei die Periode sich aus dem Wechsel zwischen öffnen und Schließen des Ventils ergibt und eine Variation dieses Verhältnisses öffnungsdauer zu Schließdauer (was dem Tastverhältnis der Tankentlüftungsansteuerung entspricht) eine entsprechende Verstellung der Tankentlüftung-Gemischmenge erzielt werden kann. Auf diese Weise kann über einen weiten Bereich in Abhängigkeit zum Lambda-Regelfaktor auch die Tankentlüftung im Sinne einer Regelung in das Gesamtverhalten der Brennkraftmaschine einbezogen und realisiert werden.It is also advantageous that the tank ventilation valve in the tank ventilation line between the filter and the suction tract is periodically controlled by the associated control unit, the period resulting from the change between opening and closing the valve and a variation of this ratio of opening time to closing time (which corresponds to the duty cycle corresponds to the tank ventilation control) a corresponding adjustment of the tank ventilation mixture quantity can be achieved. In this way, depending on the lambda control factor, tank ventilation can also be incorporated and implemented in the overall behavior of the internal combustion engine over a wide range.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 stark schematisiert das Grundprinzip der Tankentlüftung mit Tankentlüftungsventil mit kontinuierlich änderbarem Öffnungsquerschnitt und elektronischem Steuergerät, Fig. 2 den angenähert linearen Verlauf der Kennlinie des Tankentlüftungsventils über dem Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge, Fig. 3 ein Tankentlüftungs-Kennfeld zur Vorsteuerung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil über Last und Drehzahl, Fig. 4 den Kennlinienverlauf des Mittelwerts des Lambda-Regelfaktors zur Lambda-regelungsabhängigen Steuerung der Tankentlüftung, Fig. 5 Kennlinienverläufe von Tastverhältnis, Tankentlüftung und Lambda-Regelfaktor über der Zeit jeweils bei reiner Steuerung über das Tankentlüftungs-Kennfeld und zusätzlich mit vom Mittelwert des Lambda-Regelfaktors abhängiger Steuerung, Fig. 6 den Kennlinienverlauf des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge, der Tankentlüftung und des Mittelwerts des Lambda-Regelfaktors über der Zeit bei Vorsteuerung über das Tankentlüftungs- Kennfeld und zusätzlicher Grenzwertregelung, Fig. 7 schematisiert das Blockschaltbild der Tankentlüftung mit Vorsteuerkennfeld und wahlweisem ergänzendem Eingriff einer Lambda-regelungsabhängigen Steuerung und einer Grenzwertregelung, Fig. 8 ein weiteres schematisiertes Blockschaltbild einer adaptiven Tankentlüftungsregelung mit möglicher Einflußnahme auf die vom Kraftstoffdosiersystem der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge, Fig. 9 Kurvenverläufe über der Zeit des Tankentlüftungsverlaufs, des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge, der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung und des Lambda-Regelfaktors und Fig. 10 den Bereich der Tankentlüftungsadaption im Lastdrehzahldiagramm.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. 1 shows the basic principle of tank ventilation with tank ventilation valve with a continuously changeable opening cross section and electronic control unit, FIG. 2 shows the approximately linear course of the characteristic curve of the tank ventilation valve over the pulse duty factor of the control pulse sequence, FIG. 3 shows a tank ventilation characteristic Field for precontrolling the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve via load and speed, Fig. 4 shows the characteristic curve of the mean value of the lambda control factor for lambda control-dependent control of the tank ventilation, Fig. 5 characteristic curves of the duty cycle, tank ventilation and lambda control factor over time in each case with pure control via the tank ventilation map and additionally with a control dependent on the mean value of the lambda control factor, Fig. 6 shows the characteristic curve of the duty cycle of the control pulse sequence, the tank ventilation and the average value of the lambda control factor over time with pilot control via the tank ventilation map and Additional limit control, Fig. 7 schematically shows the block diagram of the tank ventilation with pilot control map and optional additional intervention of a lambda control-dependent control and a limit control, Fig. 8 shows another schematic block diagram of an adaptive tank Ventilation control with possible influence on the fuel quantity supplied by the internal combustion engine, Fig. 9 curves over the time of the tank ventilation curve, the duty cycle of the control pulse sequence, the adaptive pilot control for tank ventilation and the lambda control factor and Fig. 10 the area of the tank ventilation adaptation in the load speed diagram.
In Fig. 1 ist ein Kraftstoffbehälter oder Tank 10 gezeigt, der ausschließlich über ein in einem Zwischenspeicherbehälter 11 befindliches Aktivkohlefilter be-und entlüftet wird, wobei der aus dem Tank verdampfende Kraftstoff bis zu einer begrenzten Maximalmenge im Aktivkohlefilter gespeichert wird. Dieser gespeicherte Kraftstoff wird dann bei laufender Brennkraftmaschine - in Fig. 1 ist lediglich der Ansaugbereich 12 mit Drosselklappe 12a dargestellt - in den Motor abgesaugt. Die Zumessung des aus dem Bereich der Tankentlüftung abgesaugten Kraftstoffs oder des dort gebildeten, in seinen Verhältnisanteilen nicht bestimmbaren Kraftstoffluftgemisches erfolgt über ein spezielles Tankentlüftungsventil 13 so, daß in allen Betriebszuständen des Systems keine Beeinträchtigung von Fahrverhalten und Abgasverhalten und keine Beeinträchtigung der an der Kraftstoffzumessung beteiligten Regelkreise und adaptiver Systeme auftritt.In Fig. 1, a fuel tank or
Die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 13 erfolgt auf dessen Magnetteil 13a von einem Steuergerät 14, wobei dieses eine Ansteuerimpulsfolge mit veränderbarem Tastverhältnis TV ausgibt, wodurch sich eine geeignete Variation des öffnungsquerschnitts des Tankentlüftungssystems 13 einstellen läßt. Dabei kann die Kennlinie des Tankentlüftungsventils 13 zwischen Minimaldurchsatz Qmin und Qmax über dem Tastverhältnis angenähert linear, .gegebenenfalls auch exponentiell verlaufen, was in die Berechnung einbezogen werden kann.The control of the
Die folgenden Angaben beziehen sich auf speziell numerische Daten eines geeigneten Tankentlüftungsventils mit in Abhängigkeit zum Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge kontinuierlich veränderbarem Durchlaßquerschnitt.The following information relates to the specific numerical data of a suitable tank ventilation valve depending on the duty cycle of the control pulse sequence continuously variable passage cross section.
Mit Vorteil basiert das Tankentlüftungsventil auf dem Hubmagnetprinzip, welches im stromlosen Zustand offen ist und einer geeigneten Taktfrequenz-Impulsfolge von 10 Hz angesteuert wird. Hierbei ergibt sich dann bei einem Druckunterschied Ap = 20 mbar ein Maximaldurchsatz von 2<Q54 m3/h und ein Minimaldurchsatz beim gleichen Druckunterschied von 0<Q≦0,1 m3/h, wobei bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die über das Tastverhältnis herstellbare Variation zwischen Qmin und Qmax im Verhältnis 1:20 liegt. Ein entsprechender Kennlinienverlauf ist in Fig. 2 qualitativ dargestellt.The tank ventilation valve is advantageously based on the solenoid principle, which is open when de-energized and controlled by a suitable pulse frequency pulse sequence of 10 Hz. This results in a maximum throughput of 2 <Q54 m 3 / h and a minimum throughput at the same pressure difference of 0 <Q ≦ 0.1 m 3 / h, with a pressure difference Ap = 20 mbar, in this preferred exemplary embodiment the one that can be produced via the pulse duty factor Variation between Qmin and Qmax is 1:20. A corresponding characteristic curve is shown qualitatively in FIG. 2.
Für die weiteren Funktionen der Tankentlüftung TE wird auf die Blockbilddarstellung der Fig. 7 Bezug genommen; hierbei umfaßt eine erste Ausführungsform, die auch unabhängig von anderen, gegebenenfalls ergänzend und unterstützend eingreifenden Steuer- und Regelungsmöglichkeiten für die Tankentlüftung erfinderische Bedeutung besitzt, die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils über ein Tankentlüftungs-Kennfeld oder Vorsteuerkennfeld, welches in Abhängigkeit zur Last (dargestellt als Vorsteuer-Einspritzimpuls tL hier einer Kraftstoffeinspritzanlage) und der Drehzahl n über 4x4 Stützstellen mit der Möglichkeit der Interpolation jeweils quantisierte Tastverhältnisgrößen ausgibt und beispielsweise einer Multiplizierstelle 15 für die Tankentlüftungsventilansteuerung zuführt. In der Darstellung der Fig. 7 ist ein solches Vorsteuerkennfeld mit 16 bezeichnet und in Fig. 3 als Diagramm dargestellt, wobei das Kennfeld so auszulegen ist, daß die prozentuale Anfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Verbrennungsgemi- sches bei gegebenem TE-Gemisch in allen Bereichen gleich groß ist.For the other functions of the tank ventilation TE, reference is made to the block diagram of FIG. 7; Here, a first embodiment, which is also of independent importance from other, possibly supplementary and supportive control and regulation options for tank ventilation, includes the control of the tank ventilation valve via a tank ventilation map or pilot control map, which is dependent on the load (shown as pilot control Injection pulse t L here a fuel injection system) and the speed n via 4x4 support points with the possibility of interpolation each outputs quantized duty cycle variables and feeds, for example, a
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die nachfolgenden Ausführungen sich im wesentlichen auf die Anwendung der Tankentlüftung auf eine Kraftstoffeinspritzanlage beziehen, so daß im folgenden für die Einspritzung gebräuchliche Bezeichnungen verwendet werden. Hierdurch wird die Erfindung jedoch nicht auf die Zuordnung zu einer Kraftstoffeinspritzanlage eingeschränkt, sondern umfaßt die Anwendungsmöglichkeit bei beliebigen Kraftstoffzumeßeinrichtungen für Brennkraftmaschinen.In this context, it is pointed out that the following explanations essentially relate to the application of the tank ventilation to a fuel injection system, so that common names for the injection are used in the following. As a result, however, the invention is not restricted to the assignment to a fuel injection system, but rather includes the possibility of use with any fuel metering devices for internal combustion engines.
Die Quantisierung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil kann dabei kontinuierlich oder in Schritten von beispielsweise jeweils 10 % im Bereich zwischen 0 und 100 % erfolgen. In Fig. 7 ist die Ansteuerung der weiterverarbeitenden Stelle 15 aus dem Vorsteuerkennfeld 16 über einen Schalter S1 dargestellt, was sinnvoll ist, damit bei bestimmten Betriebszuständen (Leerlauf, Schubabschaltung) die Tankentlüftung gegebenenfalls völlig unterbunden werden kann, oder auch deshalb, um unter Verzicht auf die Vorsteuer-Kennfeldansteuerung andere, im folgenden noch zu erläuternde Steuer- und Regelverfahren wirksam werden zu lassen.The duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve can be quantized continuously or in steps of, for example, 10% each in the range between 0 and 100%. In Fig. 7, the control of the
Fig. 7 zeigt zum besseren Verständnis auch den Lambda-Regelkreis für die Erstellung des Kraftstoffzumeßsignals der Brennkraftmaschine 17, in diesem Fall einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine (Otto-Motor) mit Einspritzung, wobei in einer Multiplizierstufe 18, ausgehend von dem Ausgangssignal eines nicht dargestellten Lastsensors, beispielsweise eines Luftmengenmessers, und eines Dreh- zahlgebers ein Lastsignal, nämlich ein Einspritzzeitdauersignal t erzeugt und einer weiteren, nachgeschalteten Multiplizierstufe 19, letztlich für die Ansteuerung des oder der Einspritzventile, zugeführt wird. An der Multiplizierstufe 19 wird die Einspritzzeitdauer mit einem Korrekturfaktor FR beaufschlagt, der als Lambda-Korrekturfaktor hinter einem Vergleicher 20 aus dem von der Lambda-Sonde 21 erzeugten Lambda-Istwert und einem Lambda-Sollwert von einem Lambda-Regler 22 erzeugt wird.7 also shows the lambda control loop for generating the fuel metering signal for better understanding the
In einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung wird dieser ohnehin aufgrund des Lambda-Regelkreises vorliegende Lambda-Korrekturfaktor FR benutzt, um eine Lambda-regelungsabhängige Steuerung auch der Tankentlüftung möglich zu machen.In an advantageous embodiment of the present invention, this lambda correction factor F R , which is present anyway on the basis of the lambda control loop, is used in order to make possible a lambda control-dependent control of the tank ventilation as well.
Hierzu wird der über einen zwischengeschalteten Tiefpaß 23 erzeugte gemittelte Wert FR des Lambda-Korrekturfaktors benutzt und gelangt über einen Kennlinienblock 24 ebenfalls zur Multiplizierstelle 15 für die TE-Ventilansteuerung.For this purpose, the averaged value F R of the lambda correction factor generated via an interposed low-
Der Kennlinienverlauf der Tankentlüftungsänderung oder -beeinflussung über dem Mittelwert der Lambda-Regelung ist in Fig. 4 nochmals gesondert dargestellt und umfaßt vier Stützstellen mit Interpolation, wobei die Grundfunktion so ist, daß eine steigende Anfettung des Tankentlüftungsgemisches (TE-Gemisches) über den Mittelwert FR des Lambda-Korrekturfaktors erkannt wird, da dieser sich zu niedrigeren Werten verschiebt, und die Tankentlüftung durch entsprechende Veränderung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil entsprechend geschlossen wird.The characteristic curve of the tank ventilation change or influencing above the mean value of the lambda control is again shown separately in FIG. 4 and comprises four support points with interpolation, the The basic function is that an increasing enrichment of the tank ventilation mixture (TE mixture) is recognized via the mean value F R of the lambda correction factor, since this shifts to lower values, and the tank ventilation is closed accordingly by a corresponding change in the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve becomes.
Schließlich enthält das Blockschaltbild der Fig. 7 noch eine zweite mögliche Variante zur Kennlinien-Mittelwertregelung, die alternativ zu dieser eingesetzt werden kann und eine Grenzwertregelung des Mittelwerts des Lambda-Korrekturfaktors umfaßt. Hierzu ,ist eine weitere Vergleichsstelle 25 vorgesehen, der ein Grenzwert FRGW des Mittelwerts des Lambda-Korrekturfaktors zugeführt wird, zusammen mit dem Istwert-Mittelwert FR des Korrekturfaktors. Über einen Schalter S2 gelangt das Vergleichsergebnis auf einen Komparator 26, der entscheidet, ob der Mittelwert FR des Korrekturfaktors oberhalb oder unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt; je nach dem Ergebnis wird ein nachgeschalteter Integrator 27 als I-Regler für die Grenzwertregelung mit entsprechender Polung angesteuert, dessen Ausgangssignal dann ebenfalls der Multiplizierstelle 15 zugeführt wird.Finally, the block diagram of FIG. 7 also contains a second possible variant for characteristic curve mean value control, which can be used as an alternative to this and comprises limit value regulation of the mean value of the lambda correction factor. For this purpose, a
Anhand der Diagrammverläufe der Figuren 5 und 6 werden im folgenden die sich aufgrund der möglichen Tankentlüftungs-Steuerungsverfahren ergebenden Funktionen erläutert.The functions resulting from the possible tank ventilation control method are explained below with the aid of the diagram profiles in FIGS. 5 and 6.
Dabei zeigen die Diagrammverläufe auf der linken Seite der Fig. 5 die Zustände, die sich bei reiner Steuerung aus dem Vorsteuer-Kennfeld 16 ergeben; es sei angenommen, daß das Tastverhältnis der Steuerung sich aufgrund der Drehzahlen und Lastwerte bei 0,25 befindet; tritt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt t1 (s. Diagramm b) der Fig. 5) ein sprungartiger Anstieg des Kraftstoffgehalts im TE-Gemisch auf (verdeutlicht durch drei verschiedene Kurvenverläufe (1); (2); (3)), dann reagiert die Steuerung über das Vorsteuerkennfeld hierauf überhaupt nicht und der Lambda-Korrekturfaktor FR verschiebt sich lediglich entsprechend in Richtung auf mageres Cemisch als Folge der "Kraftstoffwolke" (theoretische Sprungfunktion) im TE-Gemisch (s. bei c) der Fig.5), d.h. der Regler magert ab.The diagrams show on the left 5 shows the states which result from the
Anders ist dies bei den Diagrammverläufen auf der rechten Seite der Fig. 5; geht man auch hier zunächst von einem Tastverhältnis 0,25 aus der Kennfeldsteuerung aus, dann ergeben sich durch die Einflußnahme der FR-abhängigen Steuerung je nach der Kraftstoffwolke im TE-Gemisch geringere Tastverhältnis-Werte, wie bei (2) und (3) gezeigt; diese Veränderung des Tastverhältnisses resultiert aus dem Vorsteueranteil über dem Kennlinienblock der Mittelwert-Lambda-Regelung und zeigt bei c) auch einen weniger starken Abfall des Lambda-Korrekturfaktors FR.This is different with the diagram courses on the right side of FIG. 5; If you also assume a duty cycle of 0.25 from the map control here, then the influence of the F R -dependent control results in lower duty cycle values, depending on the fuel cloud in the TE mixture, as in (2) and (3) shown; this change in the duty cycle results from the pilot control component above the characteristic block of the mean value lambda control and also shows a less severe drop in the lambda correction factor F R in c).
Die Wirkung der Grenzwertregelung, in den Diagrammverlfufen der Fig. 6 bei a), b) und c) ohne eine FF-abhängige Steuerung dargestellt, ist demgegenüber so, daß die Tankentlüftung TE über das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge vom Vorsteuerkennfeld der Tankentlüftung KFTE des Blocks 16 (maximal) geöffnet ist (numerischer Wert bei a) in Fig. 6:TV = 0,25), bis sich zum Zeitpunkt t1 die TE-Kraftstoffanreicherung auf in diesem Fall einen angenommenen Wert von 100 % ergibt (s. b) der Fig. 6).The effect of the limit value control, shown in the diagrams of FIG. 6 at a), b) and c) without an F F -dependent control, is such that the tank ventilation TE via the duty cycle of the control pulse sequence from the pilot control map of the tank ventilation KFTE of the block 16 (maximum) is open (Numerical value at a) in FIG. 6: TV = 0.25) until the TE fuel enrichment to an assumed value of 100% in this case results at time t 1 (see b) of FIG. 6).
Entsprechend dem Kennlinienverlauf bei c) der Fig. 6 für den Lambda-Korrekturfaktor (= durchgezogene, einem Dreieckverlauf folgende Linie, wobei der Mittelwert FR des Korrekturfaktors in diesem Diagramm gestrichelt dargestellt ist) verschiebt die durch die Tankentlüftung jetzt bewirkte Anfettung den Mittelwert FR über den Grenzwert GW hinaus, was zum Zeitpunkt t2 eintritt. Ab hier wird dann über den I-Regler 27 das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge (zunehmend) geschlossen, nimmt also ab, bis zum Zeitpunkt t3 der Mittelwert F wieder über den Grenzwert zurückgelaufen ist; ab diesem Zeitpunkt steigt dann entsprechend der Verstellung des I-Reglers 27 das Tastverhältnis wieder an, wobei sich auch mehrfache Schwingungen, wie bei c) in Fig. 6 dargestellt, um den Grenzwert GW ergeben können, bis die Wolkenbildung zum Zeitpunkt t4 abgeklungen ist und Mittelwert FR und Tastverhältnis wieder auf die früheren Werte zurückkehren.According to the characteristic curve at c) of FIG. 6 for the lambda correction factor (= solid line following a triangular curve, the mean value F R of the correction factor being shown in dashed lines in this diagram), the enrichment which is now brought about by the tank venting shifts the mean value F R beyond the limit value GW, which occurs at time t 2 . From here, the pulse duty factor of the control pulse sequence is then (increasingly) closed via the I controller 27, that is to say decreases until the mean value F has returned to the limit value by the time t 3 ; From this point in time, the pulse duty factor increases again in accordance with the adjustment of the I-
Es versteht sich, daß die Zeitkonstante des I-Reglers 27 für die Tankentlüftung größer als die Zeitkonstante des für sich gesehen bekannten I-Reglers der Lambda- Regelung für die Kraftstoffzumessung oder die Berechnung der Kraftstoffeinspritzimpulse sein muß, wobei für den gesamten Drehzahl/Lastbereich eine konstante Zeitkonstante für die Tankentlüftung ausreichend ist. Ferner sollte für den I-Regler eine Maximalbegrenzung ITEmax vorgesehen und die Quantisierung des I-Reglers etwa vierfach feiner als die Ausgabequantisierung für das Tastverhältnis sein.It is understood that the time constant of the I-
Die Gesamtfunktion der Tankentlüftung entsprechend der Blockbilddarstellung der Fig. 7 kann daher so aussehen, wie die beiden nachfolgenden Formeln alternativ angeben und wobei die alternativ vorgesehenen ergänzenden Regelungsmöglichkeiten über den Mittelwert der Lambda-Regelung oder die Grenzwertregelung additiv zur Kennfeldsteuerung auftreten:
Dabei sind noch folgende Randbedingungen als Einschaltbedingungen generell zu beachten:
- 1. Die Ausgabe des Tastverhältnisses TV ist unterbunden (TV = 0), also die Tankentlüftung gesperrt, wenn
- a) die Lambda-Regelung der Brennkraftmaschine selbst unwirksam ist,
- b) der Betriebszustand Schubabschneiden vorliegt oder
- c) gegebenenfalls bei Leerlauf.
- 2. Erfolgt die Kraftstoffzuführung oder -dosierung, etwa bei einer Kraftstoffeinspritzanlage mit adaptiver Vorsteuerung der Lambda-Regelung (LRA), dann würden diese beiden Funktionen (LRA und TE) sich gegenseitig beeinflussen und zu einem Fehlverhalten führen. Die TE ist daher abzuschalten, wenn LRA aktiv ist oder umgekehrt, die adaptive Lambda-Regelung ist abzuschalten, wenn die Tankentlüftung TE aktiv ist.
- 3. Dabei können noch folgende Bedingungen gelten:
- a) Bei Start mit Motortemperatur TMOT < 30° und TANS < 30° ist die Tankentlüftung TE für ca. 10 Minuten geschlossen; währenddessen ist die erwähnte adaptive Vorsteuerung der Lambda-Regelung (LRA) aktiv.
- b) Es schließt sich eine TE-Phase von ca. 5 Minuten an, dann wird TE mit Änderungsbegrenzung geschlossen. Unter Beachtung des Korrekturfaktors FR wird dann, wenn die Abweichung ΔFR > 5 % vom Normalwert FR = 1 ist, die LRA aktiviert und abgewartet, bis ΔFR < 5 % ist oder maximal 5 Minuten vergangensind. Anschließend kann die TE wieder mit Änderungsbegrenzung zugelassen werden.
- 1. The output of the duty cycle TV is prevented (TV = 0), ie the tank ventilation is blocked when
- a) the lambda control of the internal combustion engine itself is ineffective,
- b) the operating status of thrust cutting is present or
- c) if necessary at idle.
- 2. If the fuel supply or metering takes place, for example in a fuel injection system with adaptive pilot control of the lambda control (LRA), then these two functions (LRA and TE) influence each other and lead to misconduct. The TE must therefore be switched off when LRA is active or vice versa, the adaptive lambda control must be switched off when the tank ventilation TE is active.
- 3. The following conditions may also apply:
- a) When starting with
engine temperature T MOT < 30 ° and T ANS <30 °, the tank ventilation TE is closed for approx. 10 minutes; the aforementioned adaptive feedforward control of the lambda control (LRA) is active in the meantime. - b) A TE phase of approx. 5 minutes follows, then TE is closed with a change limit. Taking the correction factor FR into account, if the deviation ΔF R > 5% from the normal value F R = 1, the LRA is activated and waited until ΔF R < 5% or a maximum of 5 minutes have passed. The TE can then be permitted again with a change limit.
- a) When starting with
Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung umfaßt die Möglichkeit, die Tankentlüftung TE ergänzend adaptiv auszubilden, einfach ausgedrückt, die an der Tankentlüftung beteiligten Komponenten, Schaltmittel, Regel- und Steuerungsabläufe so auszugestalten, daß das, was die Tankentlüftung an zusätzlichem Gemisch für die Brennkraftmaschine bringt, bei der eigentlichen Gemischbildung (Grundadaption) sozusagen wieder abgezogen wird, was sich auch als besonderer Vorteil bei solchen Gemischaufbereitungssystemen und Kraftstoffeinspritzanlagen ergibt, die selbst über eine adaptive Vorsteuerung zur Lambda-Regelung verfügen und bei denen daher die Tankentlüftung gewisse Schwierigkeiten insofern bereiten kann, als diese adaptive Vorsteuerung (Grundadaption) die längerfristigen Abweichungen des Reglerausgangs (Lambda-Regler) als Maß für eine Korrektur der Vorsteuerung benutzt - durch die Erfindung in der im folgenden zu erläuternden Ausgestaltung lassen sich die Vorteile einer Adaption der Vorsteuerung im Lambda-Kreis beibehalten und auf die Tankentlüftung ausdehnen.A further, preferred embodiment of the present invention includes the possibility of additionally adaptively designing the tank ventilation TE, in simple terms, to design the components, switching means, regulating and control processes involved in the tank ventilation in such a way that what the tank ventilation brings to the mixture for the internal combustion engine , is subtracted from the actual mixture formation (basic adaptation), so to speak, which is also a particular advantage Such mixture preparation systems and fuel injection systems, which themselves have an adaptive feedforward control for lambda control and in which tank ventilation can therefore cause certain difficulties insofar as this adaptive feedforward control (basic adaptation) takes the longer-term deviations of the controller output (lambda controller) as a measure for one Correction of the pilot control used - the invention in the configuration to be explained below enables the advantages of adapting the pilot control in the lambda circuit to be maintained and extended to the tank ventilation.
Im Blockschaltbild der Fig. 8 ist daher schematisch und ohne auf spezielle Detaillösungen einzugehen, im oberen Bereich der Lambda-Regelkreis für die Gemischaufbereitung, beispielsweise durch eine Kraftstoffeinspritzanlage mit Grundadaption dargestellt und im unteren Teil die Erweiterung des Grundprinzips auf eine adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung. Dabei sind gleiche Elemente und Komponenten wie im Blockschaltbild der Fig. 7 mit gleichen Bezugszeichen versehen, da auch die adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung mindestens Teilbereiche der Blockschaltbilddarstellung der Fig. 7 weiter verwendet, beispielsweise das Grundprinzip des Vorsteuer-Kennfelds 16 bei Erreichen bestimmter Grenzwerte oder dort, wo mit einer TE-Vorsteuerungsadaption nicht gearbeitet wird, was weiter unten noch im Hinblick auf die Darstellung der Fig. 10 erläutert wird.The block diagram of FIG. 8 therefore shows schematically and without going into special detailed solutions, in the upper area the lambda control circuit for the mixture preparation, for example by a fuel injection system with basic adaptation, and in the lower part the extension of the basic principle to adaptive pilot control of the tank ventilation. The same elements and components as in the block diagram of FIG. 7 are provided with the same reference numerals, since the adaptive pilot control of the tank ventilation continues to use at least partial areas of the block diagram representation of FIG. 7, for example the basic principle of the
In Fig. 8 ist der der Istwert-Sollwertvergleichsstelle 20 für das Ausgangssignal der Lambda-Sonde nachgeschaltete Lambda-Regler wieder mit 22 bezeichnet; der Lambda-Korrekturfaktor FR wird zu einer Eingriffsstelle 19' geführt, wo, multiplikativ oder additiv, vorzugsweise multiplikativ, eine von anderen Komponenten des Gemischaufbereitungssystems, beispielsweise Kraftstoffeinspritzanlage,erzeugte effektive Einspritzzeitdauer tL·πi·Fi zugeführt ist.8 is that of the actual value
Ein weiterer Eingriff in die Einspritzzeitdauer erfolgt dann bei 30; dieser Eingriff dient bzw. ist repräsentativ dargestellt zur Anpassung der Vorsteuerung (Grundadaption). Hierzu wird das Ausgangssignal FR des Lambda-Reglers 22 über einen Tiefpaß 23 geglättet, also einer Mittelwertbildung unterworfen und das geglättete oder Mittelwertsignal FR des Korrekturfaktors wird nach einer Vergleichsstelle 31 über einen Schalter S3 zum Grundadaptionsblock 32 geführt, der üblicherweise ein Regler ist. In einem nachgeschalteten Multiplizierblock 33 erfolgt noch eine Multiplikation mit einem normierten Drehzahlwert; auch können nichtdargestellte Speicher vorgesehen sein, die den Wert der Vorsteuergrundadaption beispielsweise für Zeiträume zwischenspeichern, während welcher ein Lambda-Signal, etwa wegen inaktiver Lambda-Sonde, nicht zur Verfügung steht.A further intervention in the injection period then takes place at 30; this intervention serves or is represented representatively for adapting the pilot control (basic adaptation). For this purpose, the output signal F R of the lambda controller is smoothed 22 via a low-
Der Regler 32 für die Grundadaption verstellt seine Ausgangsgröße für den an der Eingriffsstelle 30 sich ergebenden, von ihm herrührenden multiplikativen oder additiven Faktor so lange, bis der Mittelwert der Ausgangsgröße des Lambda-Reglers 22 dem an der Vergleichsstelle 31 anliegenden Sollwert, der vorzugsweise den neutralen Wert 1 annimmt, entspricht. Es versteht sich, daß diese Vorsteuerungs-Grundadaption verschiedene Korrekturwerte - drehzahlproportional, drehzahlunabhän- gig, die je nach Lastzustand der Brennkraftmaschine additiv oder multiplikativ korrigierend in die errechnete Einspritzzeitdauer eingreifen, umfassen kann, was nicht dargestellt ist.The
Die adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung, die der Vorsteuerungsadaption der Einspritzzeitdauer zugeordnet ist, umfaßt zunächst eine Logikschaltung oder Ablaufsteuerungsschaltung, die bei 34 repräsentativ für alle denkbaren Ausführunasformen, auch in softwaremäßiger Ausführung, dargestellt ist, sowie einen zugeordneten Block 35 für die TE-Adaption, der alternativ über den schon erwähnten Schalter S3 vom Mittelwert des Lambda-Korrekturfaktors FR beaufschlagt ist. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Regelfaktor FR benutzt, um auf die Tankentlüftung einzugreifen, wobei eine Adaption natürlich auch auf den Lastwert tL, beispielsweise additiv, denkbar wäre.The adaptive pilot control of the tank ventilation, which is assigned to the pilot control adaptation of the injection duration, initially comprises a logic circuit or sequence control circuit, which is represented at 34 as representative of all conceivable embodiments, also as a software version, and an associated
Ferner gelangen zum Block.35 zur TE-Adaption Angaben vom Block 34 der Ablaufsteuerung TE, hauptsächlich über das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil 13, aktive Lambda-Regelung, Übergang auf Vorsteuer-Kennfeld u. dgl. Über einen Grenzwerterfassungsblock 36 ergibt sich vom Ausgang des TE-Adaptionsblocks 35, an welchem ein Wert der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung (ATE) anliegt, eine Mitteilung darüber, ob dieser Korrekturfaktor ATE (Adaptionswert) einen negativen Schwellwert (ATEmin) oder einen positiven Schwellwert ATEpos erreicht hat, welche Schwellwerte auch als Fettanschlag bzw. Mageranschlag bezeichnet werden können. Der Adaptionswert ATE gelangt über eine Zwischenmultiplizierstufe 37, an welcher wiederum, damit die beiden Eingriffswerte der Grundadaption und der TE-Adaption gleichwertig sind, ein normierter Drehzahlwert zugeführt wird, sowie über einen Schalter S4 zu einer weiteren Eingriffsstelle 38 im Verlauf der t.-Aufbereitung, wo multiplikativ oder additiv eingegriffen werden kann.Furthermore, to block 35 for TE adaptation information from
Nachgeschaltet ist dann noch eine Multiplizierstufe 39 mit einem Drehzahlwert n, so daß sich an einer Additionsstelle 40 eine Kraftstoff/Zeit-Luftmasse/Zeit-Gemischangabe ergibt, der dann an der Stelle 41 noch das TE-Gemisch zugeführt wird.A
Dabei kann die das TE-gemischführende Tankentlüftungsleitung 42 vom Tankentlüftungsventil 13 vor der Drosselklappe an den Saugtrakt der Brennkraftmaschine angeschlossen sein, wodurch die Menge des abgesaugten TE-Gemisches bei gleichbleibendem Querschnitt des TE-Ventils 13 in etwa konstant bleibt, da der Unterdruck vor der Drosselklappe in etwa konstant ist und die Menge mit der Wurzel des Unterdrucks anwächst. Tatsächlich variiert der Unterdruck etwas über Last und Drehzahl auch vor der Drosselklappe, so daß die öffnung des TE-Ventils 13 im weiter vorn schon erwähnten Kennfeld 16 KFTE = f(n,tL) etwas korrigiert werden muß, um eine konstante Menge QTE zu erreichen. Eine konstante Menge ist auch für die adaptive Steuerung hilfreich, da sie durch einen additiven Korrekturwert kompensiert werden kann. Wie erwähnt gelten daher die folgenden Gleichungen:
Bei einer ebenfalls möglichen Einleitung des TE-Gemisches hinter der Drosselklappe - hierauf wird weiter hinten noch anhand einer Tabelle eingegangen - ins Saugrohr würde der Unterdruck und damit die Menge wesentlich stärker variieren, so daß gerade im Leerlauf, wo die Tankentlüftung besonders störend sein kann, diese TE-Menge am größten wäre und bei steigender Last, wo sie immer weniger stört, als Spülmenge immer geringer würde.If the TE mixture was likewise introduced behind the throttle valve - this will be discussed further below with the aid of a table - the vacuum and thus the quantity would vary considerably more so that especially when idling, where the tank ventilation can be particularly troublesome, this amount of TE would be the greatest and with increasing load, where it is less and less disturbing, the amount of flushing would be less and less.
Unter Zugrundelegung des Blockschaltbilds der Fig. 8 gelten folgende Grundfunktionen.Based on the block diagram of FIG. 8, the following basic functions apply.
Die·Abweichung des Lambda-Regelfaktors vom Sollwert FR = 1 verursacht ein Weglaufen eines Korrekturwertes, der in die Berechnung des Einspritzsignals additiv zur Luftmenge eingerechnet wird, wie weiter vorn erläutert, so daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird (adaptive Vorsteuerung). Entsprechend dem Blockschaltbild der Fig. 8 ergibt sich dann für
Die Tankentlüftung wird bei Start, bei Schubabschalten und bei inaktiver Lambda-Regelung auf einen Minimalwert gesetzt; ein definiertes Gemisch soll Start und Wiedereinsetzen nach Schubabschalten ermöglichen.The tank ventilation is activated at the start, when the overrun is switched off and set to a minimum value when the lambda control is inactive; a defined mixture should enable starting and reinsertion after overrun fuel cutoff.
Der weitere Ablauf der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung entsprechend dem Blockschaltbild der Fig. 8 unter Einbeziehung der Angaben aus dem Vorsteuerkennfeld wird im folgenden anhand der Kurvenverläufe der Fig. 9 "Zeitablauf der Tankentlüftung" genauer erläutert; diese Funktionsangabensind daher Teil der erfinderischen Gesamtkonzeption für die Tankentlüftung.The further course of the adaptive pilot control in the case of tank ventilation in accordance with the block diagram of FIG. 8, including the information from the pilot control map, is explained in more detail below with the aid of the curves of FIG. 9 "time course of the tank ventilation"; these functional details are therefore part of the overall inventive concept for tank ventilation.
Ist die Lambda-Regelung aktiv, also der Schalter S5 vor dem Lambda-Regler 22 geschlossen, wobei ein entsprechendes Signal auch zur Ablaufsteuerung 34 gelangt, dann setzt die TE-Steuerung weich ein und das Tastverhältnis der Tankentlüftung TVTE wird, wie bei b) in Fig. 9 gezeigt, rampenförmig, jedoch mit Änderungsbegrenzung 1, von einem vorgegebenen Minimalwert TVTEmin1 ausgehend erhöht. Die Steigung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das TE-Ventil ist dabei so gewählt, daß die weiter unten noch zu erläuternde Vorsteuerung die sich hierdurch ergebende Störung im Gemischhaushalt der Brennkraftmaschine rechtzeitig kompensieren kann.If the lambda control is active, that is to say the switch S5 in front of the
Die durch diese Änderung hervorgerufene Abweichung des Lambda-Regelfaktors - vergleiche den Kurvenverlauf bei a), wo zu dem Zeitpunkt der TVTE-Erhöhung von einem Kraftstoffanteil im TE-Gemisch von 100 % (voraussetzungsgemäß) ausgegangen wird, vom Sollwert FR = 1 (vergleiche Kurvenverlaufd) bei Fig. 9) in Richtung fett verursacht das Weglaufen des Korrekturwertes, der dannThe deviation of the lambda control factor caused by this change - compare the curve at a), where a fuel share in the TE mixture of 100% (as required) is assumed at the time of the TVTE increase, from the target value F R = 1 (compare 9) in the direction bold causes the correction value to run away, which then
so in die Berechnung des Einspritzsignals eingerechnet wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird, so daß sich die adaptive Vorsteuerung bei Tankentlüftung ergibt - s. auch den Verlauf des Adaptionswertes ATE bei c) in Fig. 9, der bis auf einen maximalen negativen Wert ATEmax ansteigt und so, wie weiter vorn im Blockschaltbild der Fig. 8 schon erläutert, als adaptive Vorsteuerung bei Tankentlüftung auf die Lambda-Regelung einwirkt.is included in the calculation of the injection signal in such a way that a constant amount of fuel or air is compensated for regardless of load and speed, so that the adaptive pilot control results in tank ventilation - see 9 also shows the course of the adaptation value ATE at c) in FIG. 9, which rises to a maximum negative value ATEmax and, as already explained further above in the block diagram in FIG. 8, acts on the lambda control as adaptive pilot control in the case of tank ventilation.
Das Tastverhältnis wird so lange erhöht, bis der Adaptionswert ATE einen minimalen negativen Schwellwert ATEmin, der auch als Mageranschlag bezogen auf den Adaptionswert, bezeichnet werden kann, erreicht hat. Anschließend setzt eine Grenzwertregelung ein. Vorher kann im übrigen das Tastverhältnis TVTE bei t1 schon einen Vorsteuer-Anschlagwert erreicht haben, der sich aus dem Vorsteuerkennfeld ergeben kann; daher wird das Tastverhältnis bis zum Zeitpunkt t2, bei welchem der negative Schwellwert ATEmin erreicht ist, nicht mehr verändert. Anschließend, also ab t2, wird das Tastverhältnis TVTE dekrementiert, bis die erwähnte Schwelle wieder (in positiver Richtung) unterschritten wird. Von da an wird im Tastverhältnis wieder inkrementiert, bis die Schwelle wieder in negativer Richtung überschritten wird usw. Auf diese Weise ergibt sich um den negativen Minimalwert (vorgegebener Mageranschlag) eine Dauerschwingung (Grenzwertregelung), wobei die Änderungsbegrenzung in der Verstellung des Tastverhältnisses wie ein Integral-Anteil (ITE) wirkt, daher ergibt sich
Im allgemeinen nimmt mit zunehmender Betriebsdauer der Kraftstoff aus dem Zwischenspeicher ab, so daß bei dieser Grenzwertregelung der Vorsteuerwert aus dem Kennfeld 16 erreicht wird und daher das Tastverhältnis während einer vorgegebenen Zeitdauer, während welcher der Adaptionswert ATE vom negativen Anschlag in positiver Richtung läuft, konstant bleibt.In general, the fuel from the intermediate store decreases with increasing operating time, so that with this limit value control the pilot control value from the
Erreicht der Adaptionswert einen positiven Schwellwert ATEmax (Fettanschlag), dann bedeutet dies, daß das Filter ausreichend gespült ist - die beiden Schwellwertangaben gelangen über den Schwellwertblock 36 zur Ablaufsteuerung 34 - und das Tastverhältnis wird dann, nämlich ab dem Zeitpunkt t3 schrittweise auf einen zweiten Minimalwert TVTEmin2 gefahren.If the adaptation value reaches a positive threshold value ATEmax (fat stroke), then this means that the filter has been rinsed sufficiently - the two threshold values are sent to the
Gleichzeitig und nach Erreichen dieses Minimalwertes ist es dann möglich, die Grundadaption über dem Block 32 (= Adaption ohne TE) durch Umschalten des Schalters S3 für eine vorgegebene (programmierbare) Zeit (in der Größenordnung von einigen Minuten) freizugeben.At the same time and after reaching this minimum value, it is then possible to enable the basic adaptation via block 32 (= adaptation without TE) by switching switch S3 for a predetermined (programmable) time (on the order of a few minutes).
Nach Ablauf dieser Zeit wird das TE-Gemisch überprüft, indem der soeben erläuterte Steuerungsablauf durch den Block 34 mit dem Aufregeln des Tastverhältnisses von vorn beginnt - hierbei ist noch darauf hinzuweisen, daß die Abregelung des Tastverhältnisses mit einer Änderungsbegrenzung 2 auf den Minimalwert TVTEmin2 erfolgt, die eine schnellere Veränderung des Tastverhältnisses auf kleine Durchlaßquerschnitte des Tankentlüftungsventils ermöglicht.After this time has elapsed, the TE mixture is checked by the control process just explained beginning in
Diese Adaption der Tankentlüftungsvorsteuerung beschränkt sich zweckmäßigerweise auf einen Last-Drehzahl-Bereich, der nur unterhalb einer Luftmengenschwelle wirksam ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, da sie nur in diesem Bereich genau genug zu berechnen ist. Im übrigen wird der adaptierte Wert ATE zweckmäßigerweise nur bei laufendem Motor in einem nicht erwähnten, dem Block 35 der TE-Adaption zugeordneten Speicher gespeichert - zur Anwendung etwa bei zwischenzeitlich inaktiver 2-Sonde -, bei Abstellen des Motors wieder gelöscht.This adaptation of the tank ventilation pre-control is expediently limited to a load-speed range which is effective only below an air volume threshold, as shown in FIG. 10, since it can only be calculated precisely enough in this range. Moreover, the adapted value ATE is expediently only stored in a memory, not mentioned, assigned to block 35 of the TE adaptation, when the engine is running — for use, for example, in the case of an inactive 2-probe in the meantime — deleted again when the engine is switched off.
Oberhalb des in Fig. 10 angegebenen Bereichs wird die TE-Vorsteuerungsadaption unterbrochen, und der letzte adaptierte Wert ATE wird in dem nicht dargestellten, dem Block 35 zugeordneten Speicher zwischengespeichert. Oberhalb des Wirksamkeitsbereichs der TE-Vorsteuerungsadaption entsprechend Fig. 10 kann über das Kennfeld KFTE so viel Tankentlüftungsgemisch ausgegeben werden, daß der Einfluß auf die Lambda-Regelung vernachlässigt werden kann (die TE-Menge ist proportional zur Luftmenge), so daß in diesem Teilbereich die Grundadaption auch während der Tankentlüftung wirksam sein kann - mit anderen Worten, der Schalter S3 ist in diesem Fall auf den Block 32 geschaltet, was ebenfalls von der Ablaufsteuerung 34 durch Auswertung entsprechender Last- und Drehzahlangaben erfolgen kann.The TE precontrol adaptation is interrupted above the range indicated in FIG. 10, and the last adapted value ATE is temporarily stored in the memory (not shown) assigned to block 35. Above the effective range of the TE pilot control adaption according to Fig. 10, so much tank ventilation mixture can be output via the KFTE map that the influence on the lambda control can be neglected (the TE amount is proportional to the air volume), so that in this section the Basic adaptation can also be effective during the tank ventilation - in other words, the switch S3 is switched to the
Die auf der nächsten Seite 25 angegebene Ablaufsteuerung für die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils in Form eines Flußdiagramms gibt die Funktion der Ablaufsteuerung 34 in Software-Begriffen an. Es versteht sich daher, daß, obwohl die Erfindung zum besseren Ver-
Folgende Varianten der Vorsteuerung der Tankentlüftung seien noch erwähnt und sind im übrigen in der auf Seite 30 in Form einer Tabelle übersichtlich zusammengefaßt.The following variants of the pre-control of the tank ventilation are also mentioned and are clearly summarized in the table on
1. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Zeit (Variante 1.1) wird die Tankentlüftungsleitung vor der Drosselklappe dem Ansaugtrakt zugeführt, wie weiter vorn schon erläutert. Da in diesem Fall die Menge des abgesaugten TE-Gemisches bei gleichbleibendem Querschnitt des Tankentlüftungsventils in etwa konstant ist, braucht dieses, um die weiter vorn erwähnten Funktionen und Werte zu realisieren, nur eine vergleichsweise kleine Variationsfähigkeit aufzuweisen, zur Einhaltung der Minimal- und Maximalwerte, die bei etwa 1:20 liegt.1. To achieve a constant amount of TE per time (variant 1.1), the tank ventilation line in front of the throttle valve is fed to the intake tract, as already explained earlier. In this case, since the amount of extracted TE mixture is approximately constant with the cross-section of the tank ventilation valve remaining the same, in order to implement the functions and values mentioned above, it only needs to have a comparatively small variability to comply with the minimum and maximum values, which is around 1:20.
Die weiteren Alternativen der Vorsteuerung sind nach den verschiedenen Bewertungskriterien in Form der weiter vorn schon erwähnten tabellenartigen Entscheidungsmatrix zusammengefaßt (S. 30).The other alternatives for pilot control are summarized according to the various evaluation criteria in the form of the table-like decision matrix mentioned earlier (p. 30).
2. Um einen konstanten relativen TE-Fehler zu erzielen(Var. 1.2), wird auch hier die Tankentlüftung vor der Drosselklappe eingeleitet. Das Kennfeld wird so ausgelegt, daß die TE-Menge proportional zur Luftmenge ist (bis zu einer bestimmten maximalen Luftmenge, ca. das 10fache der Leerlaufmenge). Dann ist der relative Fehler in diesem Last- und Drehzahlbereich konstant. Allerdings ist die Spülmenge im Leerlaufgebiet relativ klein;mit:
3. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Umdrehung (Var. 2.1) müßte die Einleitung der Tankentlüftung hinter die Drosselklappe im Saugrohr erfolgen, wobei jedoch der Unterdruck wesentlich stärker variieren würde. Bei steigendem Unterdruck ist dann die Strömung nicht mehr laminar, sondern auf jeden Fall turbulent, bis zum Erreichen des kritischen Druckverhältnisses, bei dem die Strömung die Schallgeschwindigkeit erreicht; bei überkritischem Druckverhältnis ist dann die Menge konstant. Die Berechnung hierfür ist komplex, und die folgenden Angaben stellen lediglich eine grobe Abschätzung dar, die auf der Annahme beruhen, daß die Gleichung nach Bernoulli gilt.3. To achieve a constant TE quantity per revolution (Var. 2.1), the tank ventilation would have to be introduced behind the throttle valve in the intake manifold, although the vacuum would vary considerably more. With increasing negative pressure, the flow is then no longer laminar, but in any case turbulent, until the critical pressure ratio is reached, at which the flow reaches the speed of sound; at a supercritical pressure ratio, the quantity is constant. The calculation for this is complex, and the following information is only a rough estimate based on the assumption that the Bernoulli equation holds.
Dabei muß einerseits das TE-Ventil eine wesentlich größere Variation bewältigen, um die obengenannten Minimal- und Maximalmengen einzuhalten, und zwar eine
Andererseits müßte, um zu erreichen, daß der Fehler durch die Tankentlüftung pro Umdrehung konstant ist, das Tankentlüftungskennfeld eine größere Variation aufweisen, was für eine additive Adaption - hier additiv auf tL) hilfreich ist.On the other hand, in order to ensure that the error caused by the tank ventilation per revolution is constant, the tank ventilation map should have a greater variation, which is helpful for an additive adaptation - here additive to t L ).
Es gilt dann näherungsweise:
4. Zur Erzielung eines konstanten Vorsteuerwerts (Variante 2.2)erfolgt die Einleitung der Tankentlüftung ebenfalls im Saugrohr, also hinter der Drosselklappe, wobei bei der einfachsten Vorsteuerung, einem Festwert anstelle des Kennfeldes, Unterdruck und damit die Menge viel stärker variieren würden, so daß gerade im Leerlauf-und Anfahrt-Bereich, wo die Tankentlüftung besonders stört, die Tankentlüftungsmenge am größten wäre, und bei steigender Last, wo die Tankentlüftung immer weniger stört, die Spülmenge immer geringer würde, wie es aus dem seitherigen System bekannt ist. Der Fehler wäre in einem luftmengenmessenden System von verschiedenen Größen wie Last (aus Luftmenge) und Drehzahl abhängig; eine Adaption daher besonders aufwendig, wobei näherungsweise gilt:
Dabei sind die Varianten 1.1 und 1.2 für Systeme geeignet, die einen näherungsweise konstanten Druckabfall vor der Drosselklappe erzeugen (Luftmengenmesser mit Stauklappe). Systeme mit vor allem im Leerlauf sehr kleinem Druckabfall (HLM, Alpha/n, P/n) sind nur mit Variante 2.1 abzudecken. Wenn diese Variante 2.1 der Vorsteuerung der TE gewählt werden muß (additiv auf tL), sind entsprechende Maßnahmen einzusetzen. Die Einrechnung der TE-Adaption erfolgt dann additiv auf tL' der Adaptionsbereich ist dann durch eine tL-Schwelle nach oben zu begrenzen.Variants 1.1 and 1.2 are suitable for systems that generate an approximately constant pressure drop in front of the throttle valve (air volume meter with damper). Systems with a very low pressure drop, especially when idling (HLM, Alpha / n, P / n) can only be covered with variant 2.1. If this variant 2.1 of the pre-control of the TE has to be selected (additive to t L ), appropriate measures must be taken. The TE adaptation is then added to t L 'and the adaptation range is then to be limited by a t L threshold.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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