WO1990007053A1

WO1990007053A1 - Verfahren zur kraftstoffmengenbestimmung

Info

Publication number: WO1990007053A1
Application number: PCT/DE1989/000741
Authority: WO
Inventors: Martin Klenk; Winfried Moser; Kurt Ingrisch; Christian Klinke
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DE58904884D1; EP0449851A1; DE3842075A1; KR0148796B1; JPH04502352A; JP3138467B2; EP0449851B1; KR910700403A

Abstract

Eines der beiden angegebenen Verfahren zur Kraftstoffmengenbestimmung zeichnet sich dadurch aus, daß der beim nächsten Ansaugtakt voraussichtlich vorliegende Saugrohrdruck berechnet wird und mit Hilfe desselben die für den nächsten Ansaugtakt einzuspritzende Kraftstoffmenge bestimmt wird. Das zweite Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die mit Hilfe des Saugrohrdruckes bestimmte Luftmenge mit Hilfe eines Modelles korrigiert wird, das Temperatureffekte berücksichtigt. Beide Verfahren tragen dazu bei, daß Kraftstoffmengen besser als bisher vorausberechnet werden können, was insbesondere im Falle von Instationärübergängen von Vorteil ist. Mit Hilfe der vorausberechneten Luftmengen wird vorteilhafterweise auch der Zündzeitpunkt eingestellt.

Description

Verfahren zur Kraftstoffmengenbestimmung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der einer Brennkraftmasc ine pro Takt zuzuführenden Kraftstoffmenge.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren werden im folgen¬ den unter Bezugnahme auf die in Fig. 11 dargestellte bekannte Anordnung beschrieben. Diese Anordnung weist ein Mittel 11 zur Steuerwertbestimmung, ein Mittel 12 zum Bestimmen von In¬ stationär-Übergangswerten, ein Mittel 13 zum Regeln sowie eine Brennkraftmaschine 14 mit Drosselklappe 15, Einspritzventil¬ anordnung 16 und Drucksensor 17 im Saugrohr 18 sowie mit einer Lambdasonde,' 19 im Abgasrohr 20 auf. Es sei zunächst angenom¬ men, daß die Brennkraftmaschine 14 gesteuert betrieben wird. In diesem Fall wirkt nur das Signal vom Mittel 11 zur Steuer¬ wertbestimmung auf die Einspritzventilanordnung 16. Dem Mit¬ tel 11 zur Steuerwertbestimmung werden Werte von Betriebs¬ größen, insbesondere der Stellwinkel der Drosselklappe 15 und die Drehzahl, zugeführt, woraufhin das Mittel 11 ein Ein¬ spritzzeitsignal ausgibt. Als Eingangssignal kann dem Mit¬ tel 11 zur Steuerwertbestimmung auch nur das Drucksignal vom Saugrohr-Drucksensor 17 zugeführt werden. Die Einspritzzeit wird dann im wesentlichen proportional zum gemessenen Druck eingestellt. Für den Vollastbereich wird das Signal vorteil¬ hafterweise noch mit Werten korrigiert, die abhängig von Wer¬ ten von Betriebsgrößen aus einem Kennfeld ausgelesen werden.

Das bloße Steuern der Einspritzzeit reicht häufig nicht aus, um eine gewünschte Abgasqualität zu erzielen. Diese läßt sich mit Hilfe der Lambdasonde 19 und des Mittels 13 zum Regeln verbessern. Zu diesem Zweck wird der Lambda- Istwert von der Lambdasonde 19 mit einem Lambda-Sol Iwert in einer Vergleichs¬ stelle 21 verglichen und der Differenzwert wird als Regelab¬ weichung dem Mittel 13 zum Regeln zugeführt, welches abhän¬ gig von der Regelabweichung einen Stellwert in Form eines Regelfaktors RF bestimmt, der mit dem vom Mittel 11 zur Steuerwertbestimmung ausgegebenen Wert in einer Stellwert- Verknüpfungsstelle 22 multipliziert wird. Der beschriebene Regelkreis gewährleistet, daß Steuerwerte, mit denen allein der gewünschte Lambdawert nicht erzielt wird, so korrigiert werden, daß dieses Ziel doch erreicht wird.

Unabhängig davon, ob die einzuspritzende Kraftstoffmenge nur gesteuert wird, oder ob eine Vorsteuerung mit überlagerter Regelung vorhanden ist, ist zu beachten, daß die vom Mittel 11 zur Steuerwertbestimmung ausgegebenen Werte normalerweise für stationäre Betriebszustände bestimmt werden. Findet aber zwi¬ schen einein ersten stationären Betriebszustand und einem zwei ten stationären Betriebszustand z. B. eine Beschleunigung statt, ist zwischenzeitlich eine Beschleunigungsanreicherung erforderlich. Um diesen Instationärfal 1 gemäß Beispiel oder auch andere Instationärfäl le behandeln zu können, ist das Mittel 12 zum Bestimmen von Instationär-übergangswerten vor¬ handen. Ändern sich Werte von Betriebsgrößen mit hohem zeit¬ lichen Gradienten, gibt das Mittel 12 zum Bestimmen von In- statlonär-übergangswerteπ eine Zeitfolge von Werten aus, die mit Steuerwerten in einer Instationär-Korrektursteile 23 ver¬ knüpft werden.

Die Instationärkorrektur kann an lediglich gesteuerten Syste¬ men oder an vorgesteuerten Systemen mit überlagerter Regelung vorhanden sein. Bei allen Anwendungen sind diejenige Fälle besonders problematisch, bei denen in kurzer Zeitfolge meh¬ rere Instationärbedingungen erfüllt werden, die jeweils neue Instationär-Übergangsfunktionen auslösen. Dadurch kommt es in der Praxis häufig zu sich unerwünschterweise verstärkenden oder aufhebenden Überschneidungen.

Um derartige Überschneidungen zu vermeiden, gehen Bestrebun¬ gen dahin, die Steuerwerte dauernd nach demselben Verfahren zu bestimmen, also nicht danach zu unterscheiden, ob statio¬ näre oder instationäre Betriebszustände vorl iegen .. Ein der¬ artiges Verfahren ist beschrieben in: " Instationärverha 1ten - ein neuer Schwerpunkt bei der Motorabstimmung von M. Theissen, H.-St. Braun und G. Krämer in Tagungsband 1. Aachener Kollo¬ quium, Fahrzeug- und Motorentechnik '87, Aachen Oktober 1987A Die Fehler, die beim Bestimmen von Steuerwerten in Instatio- närvorgängen auftreten, wenn keine besonderen Maßnahmen er¬ griffen werden, werden als Aktualisierungsfehler, Phasen¬ fehler und Wandfilmfehler bezeichnet. Der Aktualisierungsfeh¬ ler wird auf herkömmliche Art und Weise behandelt, nämlich dadurch, daß dann, wenn nach dem Berechnen der im nächsten Takt zuzuführenden Kraftstoffmenge ein Instationärereigni s eintrat und die neue, dieses Ereignis berücksichtigende Kraft¬ stoffmenge vor Abschluß des Ansaugtaktes berücksichtigt wer¬ den kann, ein Nachspritzer erfolgt. Der Wandfilmfehler wird individuell in Abhängigkeit der Werte verschiedener Betriebs¬ größen berechnet. Beim Phasenfehler handelt es sich um einen Fehler, der insbesondere davon herrührt, daß durch einen Luftmengenmesser nicht nur diejenige Luft gemessen wird, die zur Verbrennung angesaugt wird, sondern auch diejenige Luft, die dazu dient, den Druck im Saugrohr zu erhöhen. Dieser Pha¬ senfehler wird dadurch kompensiert, daß die Steigung des Sig¬ nales des Luftmengenmessers an die Steigung des Saugrohr¬ druckes angepaßt wird. Der Saugrohrdruck wird also gemessen und die zur Verbrennung pro Takt angesaugte Luftmasse wird mit Hilfe des Saugrohrdruckes bestimmt.

Dadurch, daß der Phasenfehler durch Anpassung der Steigung des Signales des Luftmassenmessers an die Steigung des Sig¬ nales des Drucksensors angepaßt wird, verhält sich dieses Verfahren im Instationärfal 1 ähnlich wie diejenigen in Serie befindlichen Verfahren, bei denen die zur Verbrennung ange¬ saugte Luftmasse unmittelbar aus dem gemessenen Saugrohrdruck bestimmt wird. Von diesen Verfahren ist aber bekannt, daß sie den bei einem Instationärvorgang auftretenden Phasenfehler nicht zu voller Zufriedenheit kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen der einer Brennkraftmaschine pro Takt zuzuführen¬ den Kraftstoffmenge anzugeben, mit dem sich Phasenfehler weitgehend vermeiden lassen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung ist durch die Merkmale der nebengeordneten An¬ sprüche 1 und 10 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 sind Gegen¬ stand der Unteransprüche 2 - 9. Beide Verfahren lassen sich sowohl getrennt als auch, vorzugsweise, gemeinsam miteinander anwenden. Ein Verfahren zur zusätzlichen Korrektur auch des Zündzeitpunktes ist Gegenstand von Anspruch 11.

Das Verfahren gemäß Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, daß die zur Verbrennung angesaugte Luftmasse nicht mehr aus dem aktuell gemessenen Saugrohrdruck bestimmt wird, sondern daß ermittelt wird, welcher Saugrohrdruck sich voraussichtlich im nächsten Takt einstellt, und daß die Luftmassenberechnung mit Hilfe dieses vorausberechneten Saugrohrdruckes erfolgt. Diese Verfahrensweise nutzt die Erkenntnis, daß sich der Saugrohrdruck bei Instationärübergängen von Takt zu Takt ^•relativ stark ändert, daß also erheblich bessere Steuerwerte erzielbar sind, wenn für die im nächsten Takt zuzuführende Kraftstoffmenge bereits der dann voraussichtlich vorliegende Saugrohrdruck berücksichtigt wird.

Das Verfahren gemäß Anspruch 10 zeichnet sich dadurch aus, daß die mit Hilfe des Saugrohrdrucks bestimmte Luftmasse noch mit einem Wert korrigiert wird, der insbesondere Temperatur¬ einflüsse berücksichtigt. Es hat. sich herausgestellt, daß die zur Verbrennung angesaugte Luftmasse nicht mit derjenigen Masse übereinstimmt, die aufgrund der Druckverhältnisse eigentlich zu erwarten wäre. Hierbei ist zu beachten, daß Druckverhältnisse eigentlich die Strömung eines Luftvolumens, aber nicht einer Masse beeinflussen. Die in einem bestimmten Volumen vorhandene Luftmasse hängt noch von der Temperatur der angesaugten Luft ab. Die Temperaturverhältnisse in einer Brennkraftmaschine ändern sich jedoch bei Instationärüber¬ gängen. Der Zusammenhang zwischen dem Korrekturwert und Wer¬ ten von Betriebsgrößen läßt sich vorherbestimmen. Dieser vor¬ herbestimmte Zusammenhang wird dann zum Korrigieren derjeni¬ gen Luftmasse verwendet, die zunächst mit Hilfe des Saugrohr¬ drucks bestimmt wurde.

Zum Bestimmen des Saugrohrdruckes im folgenden Takt gemäß dem Verfahren von Anspruch 1 werden verschiedene Varianten angegeben, die abhängig von verschiedenen Gesichtspunkten jeweils besonders vorteilhaft sind.

Um einen zukünftigen Saugrohrdruck berechnen zu können, muß davon ausgegangen werden, daß sich der Saugrohrdruck zeitlich nach einer bestimmten Funktion ändert. Im einfachsten Fall wird eine lineare Änderung angenommen, jedoch hat sich ge¬ zeigt, daß geringste Abweichungen zwischen berechneten und gemessenen Werten dann auftreten, wenn für die Änderung ein Übergang erster Ordnung angesetzt wird. Ein solcher weist ^'vier Parameter auf. Diese können z. B. dadurch bestimmt wer¬ den, daß der Zeitpunkt des Auftretens einer Störung und der Saugrohrdruck für drei aufeinanderfolgende Zyklen, einschließ¬ lich des aktuellen Zyklus, gemessen wird, die Werte gespei¬ chert werden und dann die aktuellen Werte der Parameter aus den vier Meßergebnissen errechnet werden. Mit Hilfe der somit bekannten Übergangsfunktion läßt sich der im nächsten Takt voraussichtlich vorliegende Saugrohrdruck, bestimmen. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es immer mit ak¬ tuellen Werten, also ohne Kennfelder arbeitet, was dann zu hoher Genauigkeit führt, wenn nach einer Änderung der Strö¬ mungsquerschnitte, insbesondere durch Änderung des Stell¬ winkels einer Drosselklappe, keine weiteren solchen Änderun¬ gen mehr stattfinden. Ändert sich der Querschnitt jedoch laufend, ändern sich auch die Parameter der Übergangsfunktion laufend, was jedoch nicht ausreichend berücksichtigt wird, da für die Berechnung veraltete Werte herangezogen werden.

Im letzteren Fall genauer sind Verfahren, die immer nur aus¬ gehend vom aktuellen Saugquerschnitt, von der aktuellen Dreh¬ zahl und dem aktuellen Saugrohrdruck den im nächsten Takt voraussichtlich vorliegenden Saugrohrdruck bestimmen. Diese Aktualität}^' ist dann möglich, wenn der Beginn eines jeden Re¬ chenzyklus als Beginn der Übergangsfunktion gesetzt wird und wenn Kennfelder verwendet werden, und zwar eines für den End¬ wert der Übergangsfunktion und eines für die Zeitkonstante der Übergangsfunktion. Der letzte Parameter wird mit Hilfe des Bestimmens des aktuellen Saugrohrdruckes festgelegt. Die¬ ses Bestimmen kann entweder durch Messen des Saugrohrdruckes erfolgen oder dadurch, daß in einer Rekursionsformel als aktueller Saugrohrdruck derjenige Saugrohrdruck verwendet wird, der im vorigen Zyklus als nächstfolgender Druck berech- net wurde. Die erste Variante hat den Vorteil, daß der ak¬ tuelle Saugrohrdruck immer mit Sicherheit mit dem richtigen Wert vorliegt, jedoch besteht der Nachteil, daß ein Drucksen¬ sor, also ein verhältnismäßig teures Bauteil, erforderlich ist. Die zweite Variante hat den Vorteil, daß kein Drucksen¬ sor erforderlich ist, jedoch kann der aus der Rekursionsfor¬ mel errechnete Druck vom tatsächlichen Druck geringfügig ab¬ weichen .

Wird der Saugrohrdruck gemessen, ermöglicht dies gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung das Adaptieren der Werte in den genannten Kennfeldern. Ein Messen des Luftmassenstromes er¬ möglicht eine weitere Adaption.

Von hervorragendem Vorteil ist es, mit Hilfe der im voraus berechneten Luftmasse nicht nur die zuzusetzende Kraftstoffmenge, sondern auch den Zündzeitpunkt zu bestimmen.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren ver¬ anschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 - 4 zeitkorrel ierte Diagramme betreffend die Än¬ derung des Stellwinkels einer Drosselklappe, die Zugehörige Änderung des Saugrohrdruckes, eine zu¬ gehörige temperaturabhängige Luftmassenänderung bzw. eine Wandfilm-Kraftstoffmassenänderung;

Fig. 5 eine Darstellung des bevorzugten Verfahrensablaufes in Form eines Blockdiagrammes ;

Fig. 6 - 8 Darstellungen von Tei 1 verfahrensabl aufen zum Bestimmen des im nächsten Zyklus voraussichtlich vorliegenden Saugrohrdruckes, wobei der Teilver- fahrensablauf in Fig. 6 als Flußdiagramm, in den Fig. 7 und 8 dagegen als Blockdiagramm dargestellt ist;

Flg. 9 ein Flußdiagramm zum Erläutern eines Adaptionsver¬ fahrens; und

Fig. 10 ein Diagramm zum Erläutern des zeitlichen Zusammen¬ hangs zwischen Ansaugtakten und Rechenzyklen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die folgende Beschreibung geht davon aus, daß zum Einstellen des Strömungsquerschnittes für angesaugte Luft eine Drossel¬ klappe vorliegt, entsprechend der Drosselklappe in Fig. 10. Statt des Strömungsquerschnittes wird daher immer der Dros¬ selklappenwinkel angesprochen. Wird statt einer Drosselklappe zum Einstellen des Querschnittes eine andere Einrichtung ver¬ wendet, z. B. ein Schieber oder eine Lamellenanordnung, ist an die Stelle des Drosselklappenwinkels sinngemäß ein Ver¬ schiebeweg oder ein Lamellenwinkel zu setzen. Im folgenden wird auch immer davon ausgegangen, daß die Kraftstoffzufuhr mit Hilfe einer Einspritzventilanordnung erfolgt. Es kann jedoch gleichermaßen eine andere Kraftstoffzu eßeinrichtung verwendet werden, z. B. ein Vergaser, der jeweils so einge¬ stellt wird, daß bezogen auf einen Ansaugtakt eine bestimmte Kraftstoff-Venge der angesaugten Luftmasse zugesetzt wird. Schließlich wird darauf hingewiesen, daß es unerheblich ist, ob die gemäß den im folgenden beschriebenen Verfahren berech¬ neten Werte nur zur Steuerung der Kraftstoffmasse oder zur Vorsteuerung mit überlagerter Regelung verwendet werden.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel wird nun mit Hilfe der Flg. 1 - 5 im Überblick besprochen. In Fig. 1 ist der Drosselklappenwinkel <κ über der Zeit t auf¬ getragen. Zu einem Zeitpunkt t„ ändertsich der Drosselklap¬ penwinkel sprunghaft von einem alten stationären Wert zu einem neuen stationären Wert, der einem größeren Öffnungs¬ querschnitt entspricht, als er zuvor vorlag.

Aufgrund des erhöhten Öffnungsquerschnittes steigt der Saug¬ rohrdruck nach der Änderung im Drosselklappenwinkel an, und zwar im wesentlichen nach einer Übergangsfunktion erster Ord¬ nung, also gemäß der Formel

pS(t) = pS(t_n) + (pStat(t '_n0) - pS(t_n 0)(1 - e^{"(t '} V^/kp)

In Fig. 2 ist diese zeitliche Änderung des Saugrohrdruckes pS(t) aufgetragen. Mit ihrer Hilfe läßt sich voraussagen, welchen Wert der Saugrohrdruck zu einem Zeitpunkt einnehmen wird, der um die Zeitspanne 4 t(α) später liegt als der jetzige Zeitpunkt. Diese Zeitspanne ist in Fig. 2 ebenfalls eingetra¬ gen. Es ist für das folgende zu beachten, daß beim tatsäch¬ lichen Berechnen des Saugrohrdruckes nicht eine Vorhersage über eine bestimmte Zeitspanne hinweg, sondern über eine be¬ stimmte Kurbelwinkelspanne hinweg erfolgen muß. Die Vorher¬ sagezeitspanne ist also abhängig von der Drehzahl «^ . Der Ein¬ fachheit halber sei zunächst angenommen, daß die Voraussage¬ zeitspanne einer dauernd festen Kurbelwinkelspanne von 720° entspricht, also dem Abstand zwischen zwei Ansaugtakten für jeweils eiffen festen Zylinder. Die Zahl von Rechenzyklen für jeweils einen Zylinder ist dann mit der Zahl von Ansaugtak¬ ten für diesen Zylinder identisch. Der jeweils aktuelle Re¬ chenzyklus wird im folgenden mit dem Buchstaben n gekenn- zei chnet.

Gemäß Fig. 5 erfolgt das Berechnen des Saugrohrdruckes in einem Mittel 24 zur Druckberechnung. Beim aktuellen Rechen¬ zyklus n wird der Druck pS(n + 1) berechnet, wie er voraus¬ sichtlich beim nächsten Ansaugtakt für den jeweils einen be- trachteten Zylinder vorliegen wird. Beispiele für die Berech¬ nung werden weiter unten anhand der Fig. 6 - 8 erläutert.

Aus Fig. 5 ist weiter erkennbar, daß aus dem Saugrohrdruck ^"pS(n + 1) für den nächsten Takt eine vorläufige Luftmasse mLV(n + 1) berechnet wird, wie sie mit dem nächsten Ansaug¬ takt voraussichtlich angesaugt werden wird. Es ist bekannt, daß diese Masse außer im Vollastbereich im wesentlichen pro¬ portional zum Saugrohrdruck ist. Beim Ausführungsbeispiel wird die vorläufige Luftmasse mLV(n + 1) aus einem Luft¬ massen-Kennfeld 25 ausgelesen, und zwar adressiert über Werte des berechneten Saugrohrdruckes pS(n + 1), der Drehzahl ^ und der Motortemperatur Tw.

Der zeitliche Verlauf der vorläufig berechneten Luftmasse mLV(t) als Funktion des Saugrohrdruckes pS(t) ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 ist eine weitere Luftmasse eingezeich¬ net, und zwar eine temperaturabhängige Luftmasse mLT(t), die zur vorläufigen Luftmasse zu addieren ist, um die tatsächlich zur Verbrennung angesaugte Luftmasse mL(t) zu erhalten. Die temperaturabhängige Luftmasse mLT(t) wird mit Hilfe einer Temperaturhi Ifsgröße -äT(t) berechnet. Dazu werden gemäß Fig. 5 aus einem Temperaturhilfsgrößen-Kennfeld 26 Hilfgrößen TStat(n hAn) und h₂(n) ausgelesen, adressierbar über Werte des Dros¬ selklappenwinkels, der Drehzahl und der Motortemperatur zum Rechenzyklus n. Die ausgelesenen Werte werden durch ein Mit¬ tel 27 zur ^'Rekursionsberechnung in einen zukünftigen Wert .dT(n + 1) umgerechnet und dieser wird mit einer Konstanten kT und der vorläufigen Luftmasse mLV(n + 1) multipliziert und die so erhaltene temperaturabhängige Luftmasse mLT(n + 1) wird zur vorläufigen Luftmasse mLV(n + 1) addiert.

Aus der so ermittelten, aus dem Saugrohr angesaugten Luft¬ masse mL(n + 1) läßt sich die Kraftstoffmasse berechnen, die der Luftmasse zuzusetzen ist, um einen bestimmten La bdawert zu erzielen. Gemäß Fig. 5 erfolgt diese Umrechnung in einer Dividierstelle 28. Die nun berechnete Kraftstoffmasse ist je doch nicht genau diejenige, die der angesaugten Luftmasse zu zusetzen ist, da ein Teil Kraftstoff noch zusätzlich für ein Wandfilmaufbau zu verwenden ist oder aus dem Wandfilm frei •wird, wenn, abweichend von Fig. 1, statt einer Beschleunigung eine Verzögerung eingeleitet wird. Die aus der angesaugten Luftmasse mL(n + 1) berechnete Kraftstoffmasse ist somit nur eine vorläufige Kraftstoffmasse mKV(n + 1).

Der zeitliche Verlauf dieser vorläufigen Kraftstoffmasse mKV( ist in Fig. 4 eingezeichnet. Dort ist auch die Kraftstoff¬ masse mKÜ(t) eingezeichnet, die für den Wandfilmaufbau zusätz lich einzuspritzen ist. Die tatsächlich einzuspritzende Kraft stoffmasse mK(t) ist die Summe aus der vorläufigen Kraft¬ stoffmasse und der für den Wandfilmaufbau benötigten Kraft¬ stoffmasse. Diese Summenbildung ist auch in Fig. 5 darge¬ stellt.

Das gesamte Verfahren läuft also so ab, daß aus dem Drossel¬ klappenwinkel der Saugrohrdruck berechnet wird, mit Hilfe des Saugrohrdrucks die angesaugte Luftmasse vorläufig bestimmt wird, der vorläufige Wert mit Hilfe eines temperaturabhängi¬ gen Wertes korrigiert wird, aus dem korrigierten Wert die zum Erzielen eines vorgegebenen Lambdawertes erforderliche Kraft¬ stoffmasse berechnet wird und diese Kraftstoffmasse mit Hil¬ fe eines Wandfilmmodells korrigiert wird, um die tatsächlich einzuspritzende Kraftstoffmasse für den auf den aktuellen Takt folgenden Takt zu erhalten.

Anhand der Fig. 6 - 8 werden nun Ausführungsbeispiele be¬ schrieben, wie die Druckberechnung vorteilhafterweise er¬ folgt. Ausgangspunkt für alle drei anhand der Fig. 6 - 8 er¬ läuterten Tei 1verfahren ist die Übergangsfunktion 1. Ordnung gemäß Fig. 2 und gemäß Gleichung (1). Eine Übergangsfunktion 1. Ordnung beschreibt das an bisher untersuchten Brennkraft¬ maschinen beobachtete Verhalten nach einer plötzlichen Ände- rung des Drosselklappenwinkels am genauesten. Die Übergangs¬ funktion 1. Ordnung gemäß Gleichung (1) weist drei Parameter auf, und zwar den Enddruck pStat, den Anfangsdruck pS(t_Q) und die Zeitkonstante kp. Das Verfahren gemäß Fig. 6 zeichnet -sich dadurch aus, daß alle drei Parameter durch Druckmessun¬ gen bestimmt werden, während bei den Verfahren gemäß den Fig. und 8 zwei Parameter aus Kennfeldern bestimmt werden und der dritte Parameter durch eine Druckmessung gewonnen wird bzw. das Festlegen des dritten Parameters mit Hilfe einer Rekur¬ sionsformel umgangen wird. Der Sprungzeitpunkt t_Q wird mit jedem Rechenzyklus neu auf Null gesetzt, wodurch pS(t₀) = pS(n).

Beim Teilverfahren gemäß Fig. 6 wird in einem Schritt s1.6 der Druck pS(n) beim aktuellen Rechenzyklus gemessen. Aus diesem ne gemessenen Wert und den beiden zu den vorherigen Zyklen ge¬ messenen Werten pS(n - 1) und pS(n - 2) werden in einem Schritt s2.6 die drei Parameter von Gleichung (1) bestimmt und dann wird aus Gleichung (1) der zum Zeitpunkt des Zyklus n + 1 vorliegende Saugrohrdruck pS(n + 1) berechnet. In einem Schritt s3.6 wird der Druckwert vom letzten Zyklus als Druck¬ wert vom vorletzten Zyklus gewertet und der Druckwert vom ak¬ tuellen Zyklus als Druckwert vom vorherigen Zyklus gewertet, daß diese beiden Werte als Vergangenheitswerte zur Verfügung stehen, wenn nach dem Durchlaufen weiterer Verfahrensschritte zum Berechnen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge wieder der Schritt sK-6 im folgenden Zyklus erreicht wird und der dann gemessene Druck der aktuelle Druck ist.

Das beschriebene Druckberechnungsverfahren liefert dann für den nächsten Zyklus einen Druckwert, der sehr genau mit dem dann gemessenen Wert übereinstimmt, wenn die Drosselklappen¬ änderung sprunghaft erfolgt, wie in Fig. 1 dargestellt. Dann gilt nämlich für alle Meßpunkte dieselbe Übergangsgleichung, d. h. die drei Parameter bleiben unverändert. Ändert sich jedoch der Drosselklappenwinkel zwischen den Meßpunkten, an- dem sich auch die Parameter, so daß für unterschiedliche Zeitpunkte unterschiedliche Parameter gelten, jedoch im Schritt s2.6 davon ausgegangen wird, daß immer dieselbe Über¬ gangsfunktion gilt.

Drosselklappenänderungen, die vor dem aktuellen Zyklus statt¬ gefunden haben, beeinflussen dagegen Verfahren nicht, wie sie nun anhand der Fig. 7 und 8 erläutert werden. Bei beiden Ver¬ fahren werden zwei der drei Parameter von Gleichung (1) aus Kennfeldern ausgelesen, nämlich der Enddruck pStat und die Zeitkonstante kp, welche Werte von den zum aktuellen Zyklus vorliegenden Werten von Drosselklappenwinkel <χ und Drehzahl abhängen. Aus einem Stationärdruck-Kennfeld 28 wird somit adressierbar über die Werte <* (n) und u> (n) der Stationär¬ druck pStat(n) ausgelesen und aus einem Zeitkonstanten-Kenn¬ feld 29 wird adressierbar über dieselben Werte der für diese Werte gültige Wert κp(n) der Zeitkonstanten ausgelesen. Die Werte von Stationärdruck und Zeitkonstante werden an ein Mit¬ tel 30 zur Gleichungsberechnung gegeben, dem außerdem der aktuelle Wert pS(n) des Saugrohrdrucks zugeführt wird. Mit Hilfe dieses Meßwertes wird aus Gleichung (1) der dritte Para meter t_Q berechnet. Ist dies erfolgt, wird mit Hilfe von Gleichung (1) der sich beim nächsten Zyklus voraussichtlich einstellende Saugdruck pS(n + 1) berechnet. Bei diesem Ver¬ fahren werden somit alle drei Parameter allein aufgrund ak¬ tuell vorliegender Meßwerte bestimmt. Dadurch ist die Genauig keit in Instationärfäl len gegenüber derjenigen Genauigkeit erhöht, wie sie mit dem anhand von Fig. 6 erläuterten Verfah¬ ren erreichbar ist. Bei Stationärbetrieb ist jedoch das nur auf Druckmeßwerten aufbauende Verfahren etwas genauer, da es nicht auf Kennfeldwerte angewiesen ist.

Mit sehr einfachen Mitteln kommt das nun anhand von Fig. 8 erläuterte Verfahren aus. Es benötigt nämlich keine Druck¬ messung, sondern verwendet nur die ohnehin an Brennkraftma¬ schinen zur Verfügung stehenden Werte von Drosselk1appenwin- kel o und Drehzahl υ . Mit Hilfe dieser Werte werden die anhand v-on Fig. 7 beschriebenen Kennfelder adressiert. Das Verfahren gemäß Fig. 8 unterscheiden sich von dem gem. Fig. 7 dadurch, daß der Saugrohrdruck pS(n) nicht gemessen wird, sondern in einem Mittel 31 zur Rekursionsberechnung aus einer Rekursionsformel ermittelt wird. Dies erfolgt nach der fol¬ genden Gleichung:

pS(n + 1) = pS(n) + G (<x(n) , /(n) )x(pStat(n) - pS(n)) (2)

Der durch diese Rekursionsformel ermittelte Saugrohrdruck pS(n + 1) für den nächsten Zyklus wird für die Berechnung im nächsten Zyklus abgespeichert, was in Fig. 8 durch ein Abtast/ Halte-Glied 32 angedeutet ist. Im folgenden Zyklus ist der auf die eben beschriebene Art und Weise berechnete Druck pS(n + 1) für den nächsten Zyklus der aktuelle Druckwert pS(n). Der Faktor G und die Zeitkonstante kp, wie sie in Gleichung (1) steht, sind ineinander umrechenbar. Das soeben beschriebene Verfahren weist die Vor- und Nach¬ teile des Verfahrens gemäß Fig. 7 auf aber unterscheidet sich von diesem dadurch vorteilhafterweise, daß ein Drucksensor, der relativ teuer ist, entbehrlich ist. Nachteilig ist dage¬ gen, daß sich Fehler in der Berechnung des Saugrohrdruckes fortpflanzen, da ein nicht ganz zutreffend für den nächsten Zyklus berechneter Wert als als richtig angenommener aktuel¬ ler Wert in die nächste Berechnung eingeht.

Bereits weiter oben wurde im Vergleich zwischen den Verfahren gemäß den Fig. 6 und 7 darauf hingewiesen, daß das Verfahren gemäß Fig.^"^7, und entsprechend dasjenige gemäß Fig. 8, sehr aktuell ist, daß jedoch ein geringfügiger Nachteil darin be¬ steht, daß Werte aus Kennfeldern ausgelesen werden müssen, in denen unter Umständen für die vorliegende Brennkraftma¬ schine nicht genau zutreffende Werte abgelegt sein können. Dieser Mangel ist durch ein Adaptionsverfahren behebbar. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Verfahrens wird nun anhand von Fig. 9 beschrieben.

In einem ersten Schritt s1.9 des Adaptionsverfahrens gemäß Fig. 9 wird der Saugrohrdruck pS(n) gemessen, wie er sich beim vorliegenden Zyklus n einstel lt. In einem Schritt s2.9 wird dieser gemessene Wert mit dem im vorigen Zyklus für den nächsten Zyklus berechneten Druckwert verglichen. Weichen die beiden Werte um mehr als einen vorgegebenen Schwel lwert 4 pS voneinander ab, wird in einem Schritt s3.9 berechnet, welchen ^•Wert die Zeitkonstante G aufweisen müßte, damit die Berech¬ nung im vorigen Zyklus den im jetzigen Zyklus gemessenen Wert geliefert hätte. Ist dieser Wert ermittelt, wird der für die zugehörigen Werte von Drosselklappenwinkel und Dreh¬ zahl abgelegte Wert in Richtung auf den neuberechneten Wert hin korrigiert. In Bezug auf die Art und Weise, wie ein sol¬ ches Korrigieren erfolgen kann, wird auf die Schrift DE 36 03 137 A1 verwiesen, in der noch weitere Literatur zu Adaptionsverfahren angeführt ist.

Nach dem Schritt s3.9 oder auch bei verneinender Antwort auf die Untersuchung im Schritt s2.9 wird ein Schritt s4.9 er¬ reicht. In diesem wird untersucht, ob stationäre Betriebs¬ bedingungen vorliegen. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren zu Schritt s1.9 zurück. Liegen dagegen stationäre Betriebsbedingungen vor, wird in einem Schritt s5.9 der Sta¬ tionärdruck pStat(< , ur) gemessen. In einem Schritt s6.9 wird untersucht, ob sich dieser gemessene Wert von dem für die vorliegenden Werte der Adressiergrößen < und ur abgespeicherte Druckwert um mehr als einen vorgegebenen Schwel^'lwert .dpStat unterscheidet. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt s7.9 der Kennfeldwert in Richtung auf den gemessenen Wert korri¬ giert. In Rezug auf Details hierfür gilt das oben zur Korrek¬ tur des Zeitkonstanten-Kennfeldes Ausgeführte entsprechend. Nach dem Schritt s7.9 wie auch bei verneinender Antwort der Untersuchung im Schritt s6.9 kehrt das Verfahren zum Schritt s 1.9 zurück .

Die Verfahren gemäß den Fig. 6, 7 oder 8 und 9 sind auch ge¬ meinsam ausführbar. Z. B. werden alle Verfahren dauernd parallel betrieben. Fand vor den letzten drei Messungen keine Drosselklappenänderuπg statt, werden die anhand des Verfah¬ rens gemäß Fig. 6 berechneten Druckwerte verwendet. Fand da¬ gegen eine solche Änderung statt, werden die anhand des Ver¬ fahrens gemäß Fig. 7 oder anhand des Verfahrens gemäß Fig. 8 berechneten Druckwerte verwendet. Die Adaption der Kennfelder erfolgt dauernd auf die beschriebene Art und Weise.

Bei der Beschreibung zum Stand der Technik wurde ausgeführt, daß Systeme in Serie sind, bei denen der Saugdruck dauernd gemessen wird und aus dem aktuellen Saugdruckwert die Ein¬ spritzzeit für den folgenden Ansaugtakt berechnet wird. Die Ge¬ nauigkeit der Steuerwertbestimmung bei derartigen Systemen ist erheblich verbesserbar, wenn der nach dem erfindungsge¬ mäßen Verfahren ermittelte Saugrohrdruck verwendet wird, also nicht der aktuell gemessene Saugrohrdruck, sondern der für den nächsten Ansaugtakt für einen Zylinder im voraus berechnete Druck.

Eine weitere Verbesserung ist dadurch erzielbar, daß der be¬ rechnete Wert noch mit einer temperaturabhängigen Luftmasse mLT korrigiert wird, wie weiter oben anhand der Fig. 3 und 5 bereits kurz angedeutet. Diese Maßnahme läßt sich auch ohne die beschriebene Saugdruck-Vorausberechnung durchführen, also auch dann, wenn der aktuell gemessene Saugrohrdruck als beim nächsten Zyklus vorliegender Saugrohrdruck verwendet wird.

Der temperaturabhängigen Korrektur liegt die Erkenntnis zu- gründe, daß dann, wenn sowohl das Saugrohr wie auch der Motor relativ kalt sind, sich die in das Saugrohr und den Motor strömenden Massen anders aufteilen, als wenn das Saugrohr kalt und der Motor heiß ist. Die zur Verbrennung in den Motor strömende Luftmasse hängt also nicht nur vom Saugrohrdruck, sondern auch von Temperaturdifferenzen ab. Es hat sich heraus¬ gestellt, daß sich das zeitliche Verhalten derartiger Tem¬ peratureinflüsse mit Hilfe einer Übergangsfunktion 2. Ordnung relativ gut nachbilden läßt, die im wesentlichen nur einen stark von Werten von Betriebsgrößen abhängigen Parameter auf¬ weist, nämlich eine Stationärtemperatur aTStat. Solche Statio¬ närtemperaturen sind im Temperaturhilfsgrößen-Kennfeld 26 adressierbar über Werte des Drosselklappenwinkels, der Dreh¬ zahl und der Motortemperatur abgelegt, also-iTStat ( n ) = f(oc(n) , ct ( n ) , 1 I n ) ) . Die Rekursionsformel lautet:

dT(n + 1) = kl(n)xfaTStat(n) -ΛT(Π) ) + k2(n)xkT(n) -₄τ(n - 1))

Auch die konstanten Werte k1(n) und k2(n) werden entsprechend wie die Stationärtemperatur^TStat(n ) aus dem Temperaturhilfs¬ größen-Kennfeld 26 ausgelesen. Mit Hilfe dieser Größen wird die vorstehende Rekursionsformel ( 3) im Mittel 27 zur Rekur¬ sionsberechnung ausgewertet.

Die zur Korrektur der vorläufig errechneten Luftmasse mLV verwendete Hilfsgröße ΔT trägt nur der Anschaulichkeit halber die Dimension einer Temperatur, um dadurch zum Ausdruck zu bringen, daß die korrigierten Einflüsse hauptsächlich Tempe¬ ratureinflüsse sind. Die Korrekturgröße könnte ohne weiteres auch dimensionslos sein. Weitere Effekte neben Temperatur¬ effekten, insbesondere Schwingungseffekte, können durch Modi¬ fizieren der vorstehend angegebenen Rekursionsformel berück¬ sichtigt werden, z. B. dadurch, daß noch mit einer trigono¬ metrischen Schwingungsfunktion multipliziert wird.

Unter Berücksichtigung des Korrekturwertes ergibt sich die mit Kraftstoff zu versehende Luftmasse wie folgt:

mL(n + 1) = mLV(n + 1 ) x ( 1 + kT x aT(n + 1))

Auch in bezug auf die Luftmasse L kann ein Adaptionsverfah¬ ren durchgeführt werden. Dazu wird die berechnete Luftmasse mL(n + 1) mit der Luftmasse verglichen, wie sie zum Zyklus n + 1 tatsächlich angesaugt wird. Diese Messung erfolgt z. B. mit Hilfe eines Luftmassenmessers, der den Luftmassenstrom erfaßt. Aus dem Massestrom und der Ansaugzeit ergibt sich die angesaugte Masse.- Überschreitet die Differenz zwischen der tatsächlich angesaugten Luftmasse und der berechneten Luft¬ masse einen Schwellenwert, wird vorzugsweise die Stationär- ^'temperatur TStat rückwärts so berechnet, daß sich mit der korrigierten Statioπärtemperatur die richtige Luftmasse er¬ geben hätte. Die korrigierte Stationärtemperatur wird dann im Kennfeld 26 abgelegt.

Ausgehend von der berechneten Luftmasse mL(n + 1) wird zum einen der Zündzeitpunkt eingestellt und zum anderen wird die dieser Luftmasse zuzusetzende Kraftstoffmasse berechnet. Das Einstellen des Zündzeitpunktes erfolgt dadurch, daß ein her¬ kömmliches Drehzahl-Luftmassen-Zündzeitpunkt-Kennfeld ange¬ steuert wird. Vorteilhaft ist, daß das Ansteuern dieses üb¬ lichen Kennfeldes nicht mehr mit Hilfe des aktuell gemesse¬ nen Luftmassenwertes erfolgt, sondern mit Hilfe des im voraus berechneten Wertes. Statt aus einem Kennfeld kann der Zünd¬ zeitpunkt aus Werten der Drehzahl und der Luftmasse auch mit Hilfe einer Gleichung berechnet werden. Auch in diesem Fall ergibt sich der Vorteil, daß das Berechnen mit dem Wert für die erwartete und nicht für die aktuelle Luftmasse erfolgt.

Das Berechnen der Kraftstoffmasse erfolgt aus der Luftmasse mit Hilfe des vorgegebenen Lambdasollwertes Λ-S0LL(n + 1) in der Dividierstelle 27. Die durch Division der Luftmasse mL(n + 1) mit dem Sollwert erhaltene Kraftstoffmasse ist nur eine vorläufige Kraftstoffmasse mKV(n + 1). Sie ist vorläufig, da noch berücksichtigt werden muß, wieviel Kraftstoff in den Aufbau eines Waπdfilms übergeht, bei erhöhter Zufuhr von Kraftstoff oder wieviel Kraftstoff aus dem Abbau eines Wand¬ films erhalten wird, bei verminderter Kraftstoffzufuhr. Die Wandfi lmkorreitur erfolgt mit einem beliebigen bekannten Ver¬ fahren, vorzugsweise mit demjenigen, das beschrieben ist in "Transient A/F Control Characteristics of the 5 1 Central Fuel Injection Engine von C.F. Aquino in SAE-Paper 81 0494, S. 1 - 15". Demgemäß berechnet sich die zeitliche Änderung der Wandfi l -Kraftstoff asse mKF aus einer zugeführten Kraft¬ stoffmasse mKZ gemäß der folgenden Gleichung:

dmKF dt = X x mKZ 1 x KF

mit X = Niederschlagsrate = Verdampfungszeitkonstante

Daraus ergibt sich als Übergangskraftstoffmenge mKÜ, die aus dem Wandfilm herrührt oder in diesen übergeht, die folgende

t(1 Xs) dm,,.K_,Ü _^+ _„,^, 7- _v v v ^dmKV dt mKU = x X x dt

Die tatsächlich abzuspritzende Kraftstoffmenge mK(n + 1) be¬ rechnet sich dann zu:

mK(n + 1) = mKV(n + 1) + mKÜ(n + 1)

Es wird darauf hingewiesen, daß die oben angegebenen Über¬ gangsfunktionen und Rekursionsformeln zum Berechnen des Saug¬ rohrdruckes oder des Temperatureinflusses nur Beispiele sind, die sich aus bisherigen Messungen als vorteilhaft herausge¬ stellt haben. In besonderen Anwendungsfällen können auch an¬ dere ÜbergSangsfunktionen und zugehörige Rekursionsformeln die tatsächlich gemessenen Verhältnisse besser beschreiben. Ent¬ scheidend ist, daß zwei Verfahren angegeben werden, von denen jedes die bekannten Verfahren verbessert. Die Verfahren kön¬ nen jeweils für sich oder gemeinsam angewendet werden. Das eine Verfahren besteht darin, daß der für den nächsten Ansaug¬ zyklus jeweils vorliegende Saugrohrdruck im voraus berechnet wird und das andere Verfahren besteht darin, daß der Saug¬ rohrdruck, unabhängig davon, wie dieser ermittelt wurde, mit Hilfe eines Temperatureffektmodells korrigiert wird. Im bisherigen wurde der Einfachheit halber davon ausgegangen, daß für den Ansaugtakt jeweils eines einzelnen Zylinders je¬ weils ein Rechenzyklus erfolgt, daß also bei einem Viertakt¬ motor für jeden Zylinder alle 720° des Kurbelwinkels die Be¬ rechnung neu vorgenommen wird. Da die Ansaugtakte bei einem Vierzylinder-Viertaktmotor jedoch nur um 180° gegeneinander versetzt sind, bedeutet dies, daß für alle vier Zylinder die Berechnung gesondert durchgeführt werden muß und für jeden Zylinder der jeweils letzte berechnete Wert gespeichert wer¬ den muß, der in die Berechnung für den jeweils nächsten Wert für diesen Zylinder eingeht. Für jeden Zylinder erfolgt ein Anpassen an geänderte Bedingungen, insbesondere eine geänder¬ te Stellung der Drosselklappe, nur alle 720°. Die für das Verständnis einfache Vorgehensweise bringt somit eine Anzahl von Nachteilen mit sich.

Anhand von Fig. 10 wird nun eine Vorgehensweise beschrieben, die die eben genannten Nachtelle vermeidet. In Fig. 10 sind für vier Zylinder Z1 - Z4 die jeweiligen Ansaugtakte als rechteckige Kästchen mit jeweils gleicher Länge, d. h. glei¬ cher Kurbelwinkelüberdeckung, aufgezeichnet. Es soll jeweils der Saugrohrdruck zur Mitte eines Ansaugtaktes berechnet wer¬ den, um daraus die einzuspritzende Kraftstoffmasse bestimmen zu können. Die Mitten aller Ansaugtakte liegen um jeweils 180° voneinander entfernt. Auf diese Mitten sind Marken M1 - M4 bezogen. Die Marke M1 gibt den Kurbelwinkel an, zu dem ab¬ gefragt wind, welche Kraftstoffmasse für den Zylinder Z1 ein¬ gespritzt werden soll, damit dieser diesen Kraftstoff bei seinem nächsten Ansaugzyklus ansaugen kann. Im dargestellten Fall liegt die Marke M1 beim Kurbelwinkel 0 und die Mitte des zugehörigen Ansaugtaktes bei 540°. Die Berechnung der Kraft¬ stoffmasse wird jeweils wenige Kurbelwinkelgrade vor dem Auf¬ treten einer der Marken gestartet, damit das Rechenergebnis beim Auftreten der Marke vorliegt. Ausgehend von diesen Voraussetzungen wird nun das Auswerten der Rekursionsformel (2) für den Saugrohrdruck beschrieben.

Da alle 180° eine Berechnung des Saugrohrdrucks erfolgt, sin die Konstantenwerte G( (n ) , t ( n ) ) jeweils für die Zeitspanne abgelegt, in der bei der jeweiligen Drehzahl 180° Kurbel¬ winkel überdeckt werden. Wird die Rekursionsformel (2) einma berechnet, liegt der Saugrohrdruck vor, wie er sich voraus¬ sichtlich 180° später, also vor der Marke M2 einstellen wird Da jedoch der Saugrohrdruck zur Marke M4 interessiert, wird die Rekursion gemäß Gleichung (2) noch zweimal ausgeführt. Kurz vor dem Auftreten der Marke M1 , läuft also die Auswer¬ tung der Rekursionsformel (2) dreimal schnell hintereinander ab. Somit liegt das Rechenergebnis für die einzuspritzende Kraftstoffmenge für den zur Marke M4 vorliegenden Ansaugtakt des Zylinders Z1 vor, wenn die Marke M1 auftritt.

Es ist zweckmäßig, das Zwischenergebnis für jede einzelne Rekursionsberechnung zu speichern, und zwar aus dem folgende Grund. Das Rechenergebnis des ersten Anwendens der Rekursion bildet den Anfangswert, wenn kurz vor dem Auftreten der Mark M 2 die Rekursion wieder dreimal ausgeführt wird, um die Kraftstoffmasse zu berechnen, die für den Ansaugtakt des Zylinders Z2 um die nächste Marke M1 erforderlich ist. Wenn mit diesem Ausgangswert die Rekursionsformel einmal angewen¬ det wird, müßte das Ergebnis mit demjenigen übereinstimmen, das nach de r^'m zweifachen Anwenden der Rekursionsformel kurz vor dem Auftreten der Marke M1 erzielt wurde. Ein überein¬ stimmen liegt aber dann nicht vor, wenn sich in der Zwischen¬ zeit die Stellung der Drosselklappe geändert hat. Fehlt es an Übereinstimmung, wird dies vorzugsweise dazu genutzt, die Kraftstoffmasse für den immer noch bevorstehenden Ansaugtakt des Zylinders Z1 um die Marke M4 zu korrigieren. Ist mehr Kraftstoff erforderlich als zunächst berechnet, wird die Dif¬ ferenzmenge zusätzlich eingespritzt. Ergibt sich, daß weniger Kraftstoff erforderlich gewesen wäre als bereits eingespritzt, wird der Differenzwert bei der nächsten Einspritzung für den Zylinder Z1 abgezogen. Wird beim gegenwärtig vorliegenden Be¬ triebszustand nur mit geringer Vorlagerung gearbeitet, wurde also beim Auftreten der Marke M2 der Kraftstoff für den An¬ saugtakt des Zylinders Z1 um die Marke M4 noch nicht abge¬ spritzt, wird die erforderliche Kraftstoffmenge neu berech¬ net.

Es ist auch möglich, mit jedem Rekursionsschritt nicht 180°, sondern einen geringeren Winkelbereich, z. B. nur 60° zu über¬ decken. Dann wird alle 60° Kurbelwinkel eine Rechenmarke aus¬ gegeben. Zu denjenigen Rechenmarken, die nicht kurz vor einer der Marken M1 - M4 liegen, wird die Rekursionsformel (2) nur einfach angewandt. Bei der kurz vor einer der Marken M1 - M4 ausgeführten Berechnung wird dagegen die Rekursionsgleichung neunmal aufeinanderfolgend ausgeführt, um den Saugrohrdruck für einen Zeitpunkt vorauszusagen, zu dem der Kurbelwinkel weitere 540° überdeckt hat. Je kleiner der Winkelbereich ist, der mit einer Rekursionsauswertung überdeckt wird, desto ak¬ tueller ist die Anpassung an eventuelle Änderungen des Dros¬ selklappenwinkels, umso höher ist aber der Rechenaufwand.

Die Voraussage muß nicht notwendigerweise um einen Winkelbe¬ reich von 540° im voraus erfolgen. Dieser Bereich wurde im Beispielsfall gewählt, da er auch die größten Vorlagerungs¬ zeiten abdeckt. Wird das Verfahren bei einem Motor eingesetzt, der eine kleinere maximale Vorlagerungszeit aufweist, wird um einen entsprechend kleineren Winkelbereich in die Zukunft ge¬ rechnet.

Für das Auswerten von Gleichung (3) für die Temperaturhilfs¬ größe Δl gilt das in bezug auf das Auswerten von Gleichung (2) vorstehend Erläuterte entsprechend.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen der einer Brennkraftmaschine pro Ansaugtakt zuzuführenden Kraftstoffmenge durch in Rechenzyk¬ len ablaufende Berechnungen, bei welchem Verfahren

- die zur Verbrennung pro Ansaugtakt angesaugte Luftmasse mit Hilfe des Saugrohrdrucks bestimmt wird und

- aus dieser Luftmasse unter Berücksichtigung eines Wandfilm¬ modells die pro Ansaugtakt zuzuführende Kraftstoffmenge be¬ stimmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß

- das Bestimmen der zur Verbrennung angesaugten Luftmasse dadurch erfolgt, daß der jeweils bei einem Ansaugtakt vor¬ liegende Saugrohrdruck berechnet wird, wie er sich ausge¬ hend vom aktuellen Saugrohrdruck einstellt, wenn zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem Ansaugtakt, für den die Berechnung erfolgt, keine Luftansaug-Querschnittsänderung erfolgt .

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß der Saugrohrdruck vor jeder Berechnung gemessen wird und aus Werten zum aktuellen Zeitpunkt und in der Ver¬ gangenheit und aus dem bekannten zeitlichen Verhalten der Saugrohrdruckänderung nach einer Störung der beim Ansaugtakt, für den die Berechnung erfolgt, voraussichtlich vorliegende Saugrohrdruck berechnet wird. - 2h -

3. Verfahren nach Anspruch 1, d adu rch geken nzei ch ¬ n et , daß der Wert einer den Luftansaug-Querschnitt anzei¬ genden Größe und die Drehzahl vor jeder Berechnung gemessen werden, aus diesen Werten der zugehörige Saugrohrdruck für stationäre Betriebsbedingungen und die Zeitkonstante für die Änderung des Saugrohrdrucks bestimmt werden und aus diesen Werten und dem aktuellen Saugrohrdruck der Saugrohrdruck be¬ rechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, d adu rch gekennze i ch ¬ net , daß der aktuelle Saugrohrdruck durch Messung bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzei ch ¬ net , daß der Saugrohrdruck für den nächsten Rechenzyklus aus einer Rekursionsformel berechnet wird, in der als Wert für den aktuellen Saugrohrdruck der im vorigen Rechenzyklus als Wert für den nächsten Rechenzyklus berechnete Saugrohr¬ druck verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 4, dadurch gekennzei chnet , daß der jeweilige Wert für den Saug¬ rohrdruck für stationäre Betriebsbedingungen aus einem Kenn¬ feld adressierbar über die aktuellen Werte der den Luftan- saug-Querschnitt anzeigenden Größe und der Drehzahl ausge¬ lesen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, d adurch geken nze i c h ¬ net , daß der Saugrohrdruck bei stationären Betriebsbedin¬ gungen gemessen wird, der jeweils gemessene Wert mit dem für den zu diesen Betriebsbedingungen gehörigen Kennfeldwert ver¬ glichen wird und dann, wenn die Differenz zwischen den ver¬ glichenen Werten einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, der Kennfeldwert In Richtung auf den gemessenen Wert korri¬ giert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der jeweilige Wert für die Zeit¬ konstante aus einem Kennfeld adressierbar über die aktuellen Werte der den Luftansaug-Querschnitt anzeigenden Größe und der Drehzahl ausgelesen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß der aktuelle Saugrohrdruck gemessen wird, dieser Wert mit dem zum für den aktuellen Zeitpunkt berechneten Wert verglichen wird, dann, wenn die Differenz einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, die Zeitkonstante so gewählt wird, daß der berechnete Wert mit dem gemessenen Wert übereinstimmt und der Kennfeldwert der Zeitkonstanten in Richtung auf den neu berechneten Wert geändert wird.

10. Verfahren zum Bestimmen der einer Brennkraftmaschine pro Ansaugtakt zuzuführenden Kraftstoffmenge durch in Rechenzyk¬ len ablaufende Berechnungen, insbesondere Verfahren nach eine der Ansprüche 1 - 9, bei welchem Verfahren

- aus dieser Luftmasse unter Berücksichtigung eines Wandfilm¬ modells die pro Aπsaugtakt zuzuführende Kraftstoffmenge be¬ stimmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß

- das Tei 1verfahren zum Bestimmen der zur Verbrennung ange¬ saugten l^uftmasse folgende, bei jedem Rechenzyklus auszu¬ führende Schritte umfaßt:

-- Berechnen einer vorläufigen für die Verbrennung angesaug¬ ten Luftmasse aus dem Saugrohrdruck,

-- Berechnen eines Temperatureinflüsse berücksichtigenden Luftmassen-Korrekturwertes aus einem für die zu regelnde Brennkraftmaschine vorherbestimmten Zusammenhang zwischen Werten von Betriebsgrößen und dem jeweils zugehörigen Korrekturwert und -- Korrigieren der aus dem Saugrohrdruck berechneten vorläu¬ figen Luftmasse mit dem Luftmassen-Korrekturwert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dad urch ^"gekennzei ch n et , daß der Zündzeitpunkt für jeden Takt in üblicher Weise aus dem Luftmassenwert bestimmt wird, wobei als Wert für die Luftmasse der vorausschauend berechnete Wert verwendet wird.