DE3807175A1 - Verfahren und system zum steuern der brennstoffeinspritzrate in einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und system zum steuern der brennstoffeinspritzrate in einer brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern der Brennstoffeinspritzrate in einer Brennkraftmaschine. Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein System zur Brennstoffeinspritzratensteuerung in einer Brennkraftmaschine gemäß einer Grundeinspritzdauer, die aus dem Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl ermittelt wird.
Auf dem Gebiet von Einspritzungs-Brennkraftmaschinen sind Brennstoffeinspritzraten-Steuersysteme bekannt, in denen der Ansaugdruck und die Maschinendrehzahl ermittelt wird, aus dem Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl eine Grundeinspritzdauer berechnet wird, die Einspritzdauer durch Korrigieren der Grundeinspritzdauer mit Faktoren wie der Ansauglufttemperatur, der Kühlwassertemperatur und dergleichen ermittelt wird und die Einspritzventile jeweils über eine Zeitdauer geöffnet werden, die gleich der auf diese Weise bestimmten Einspritzdauer ist.
Bei diesem bekannte System wird der Ansaugdruck mittels eines Membran-Drucksensors aufgenommen, der an dem Ansaugrohr der Maschine angebracht ist. Das Ausgangssignal des Drucksensors wird mittels eines Filters mit einer Zeitkonstante von 3 bis 5 ms für das Ausschalten der durch den Maschinenbetrieb verursachten Impulskomponente des Ansaugdrucks aufbereitet. Die Grundeinspritzdauer wird aus dem auf diese Weise erfaßten Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl berechnet, die mittels eines geeigneten Drehzahlsensors erfaßt wird.
Dieses bekannte System hat den Nachteil, daß während einer Übergangsperiode des Maschinenbetriebs wie beispielsweise einer Beschleunigung die erfaßte Änderung des Ansaugdrucks infolge der Ansprechverzögerung der Membran des Drucksensors und der auf die Zeitkonstante des Filters zurückzuführenden Ansprechverzögerung gegenüber der tatsächlichen Ansaugdruckänderung um eine bestimmte Zeit verzögert ist. Wenn beispielsweise die Maschine durch schnelles Öffnen des Drosselventils in Verbindung mit einem plötzlichen Anstieg des Ansaugluftdrucks schnell beschleunigt wird, steigt der erfaßte Ansaugdruck ziemlich langsam an, wodurch die Grundeinspritzdauer gemäß einem Ansaugdruck berechnet wird, der niedriger als der tatsächliche Ansaugdruck ist. Infolgedessen wird das der Maschine zugeführte Luft/Brennstoff-Gemisch zu mager, was zur Folge hat, daß das Ansprechen der Maschine auf die Beschleunigungsforderung verschlechtert ist und die Menge schädlicher Abgase erhöht ist. Wenn im Gegensatz dazu durch das schnelle Schließen des Drosselventils in Verbindung mit einer plötzlichen Verringerung des Ansaugdrucks die Maschine gebremst werden soll, wird die Grundeinspritzdauer gemäß dem Ansaugdruck berechnet, der höher als der tatsächliche Ansaugdruck ist, was zur Folge hat, daß wegen des Zuführens eines zu fetten Luft/Brennstoff-Gemisches die Steuerbarkeit der Maschine verschlechtert sowie auch die Abgabe schädlicher Abgase erhöht ist. Zum Lösen dieser der Erzeugung eines zu fetten oder zu mageren Gemisches zuzuschreibenden Probleme werden verschiedenartige Korrekturen vorgenommen, beispielsweise durch eine stufenweise Beschleunigungssteigerung oder Verlangsamungsverminderung der Brennstoffzufuhr. Tatsächlich war es jedoch wegen der vorangehend beschriebenen zeitlichen Verzögerung bei der Erfassung des Ansaugdrucks in Übergangsperioden des Maschinenbetriebs unmöglich, über den ganzen Bereich der Maschinenbetriebszustände hinweg das Luft/Brennstoff- Verhältnis des Gemisches auf Sollwerte einzuregeln.
Zum Ausschalten irgendwelcher Zeitverzögerung bei der Erfassung wird in der JP-OS 28 031/1984 vorgeschlagen, als Parameter für die Bestimmung der Grundeinspritzdauer den Öffnungsgrad des Drosselventils der Maschine heranzuziehen, der von Natur aus keinerlei Zeitverzögerung gegenüber der Änderung des Ansaugdrucks hat. Somit wird in einem Brennstoffeinspritzraten- Steuersystem gemäß diesem Stand der Technik die Grundeinspritzdauer aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl berechnet.
Nach einem weiteren, aus der JP-OS 39 948/1984 bekannten Brennstoffeinspritzraten-Steuerverfahren werden Werte des Ansaugdrucks im Zusammenhang mit der Drosselöffnung und der Maschinendrehzahl in einer Tabelle gespeichert, wobei der aus der Tabelle ausgelesene Ansaugdruck nach einer Korrektur zur Berücksichtigung von Teildrücken der Abgase bei der Abgasrückführung entsprechend einem aus einem Drucksensor abgeleiteten Signal als Basis für die Berechnung der Brennstoffeinspritzrate bzw. Brennstoffeinspritzmenge je Arbeitstakt herangezogen wird.
Es ist ersichtlich, daß ein Drosselventil üblicherweise stromauf des Drucksensors und selbstverständlich stromauf der Brennkammer der Maschine angeordnet ist. Infolgedessen wird unvermeidbar eine zeitliche Verzögerung hervorgerufen, da das Strömen des Luft/Brennstoff-Gemisches von der Stelle des Drosselventils bis zu der Stelle des Drucksensors und bis zu der Brennkammer jeweils eine gewisse Zeit erfordert. Es ist ferner auch ersichtlich, daß infolge des Rauminhalts in dem Ansaugrohr zwischen dem Drosselventil und dem Einlaßventil der Maschine die Phase der Drosselventilbetätigung vor der Phase der Änderung bei dem tatsächlichen Ansaugen des Gemisches durch die Maschine liegt. Infolgedessen eilt gemäß Fig. 3 die Phase eines aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl bestimmten Ansaugdrucks P(TA, NE) der Phase eines tatsächlichen Ansaugdrucks P vor. Zugleich ist auch gemäß der Darstellung in Fig. 4 eine durch den Drosselöffnungsgrad und die Maschinendrehzahl bestimmte Grund-Einspritzrate TP(TA, NE) höher als die tatsächlich erforderliche Einspritzrate, da die Änderung des Drosselöffnungsausmaßes hinsichtlich der Phase der Änderung der Geschwindigkeit der Gemischzufuhr zur Maschine voreilt. Wenn daher die Brennstoffeinspritzrate auf dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl beruhend gesteuert wird, übersteigt während der Beschleunigung die tatsächliche Einspritzrate die erforderliche Einspritzrate, so daß das Gemisch übermäßig fett wird. Im Gegensatz dazu wird während der Verlangsamung die tatsächliche Einspritzrate geringer als die erforderliche Einspritzrate, so daß das Gemisch übermäßig mager wird. Wenn eine Beschleunigungsaufstufung der Brennstoffzufuhr vorgenommen wird, wird die Brennstoffzufuhrrate gemäß der strichlierten Darstellung in Fig. 4 erhöht, wobei die durch die vorstehend beschriebene Phasenvoreilung verursachte unerwünschte Wirkung nicht unterdrückt werden kann.
Der Erfindung liegt infolgedessen die Aufgabe zugrunde, zur Steuerung der Brennstoffeinspritzrate in einer Brennkraftmaschine ein Verfahren und ein System zu schaffen, bei denen der tatsächliche gegenwärtige Ansaugdruck ohne irgendwelche Voreilung oder Phasenverzögerung dadurch vorausgesagt wird, daß der Drosselöffnungsgrad erfaßt wird, der von Natur aus keinerlei Verzögerung gegenüber der Änderung des Ansaugdrucks hat; dadurch wird es ermöglicht, über das Brennstoffeinspritzventil den Brennstoff genau in der von der Maschine benötigten Rate einzuspritzen, wodurch die vorangehend beschriebenen Probleme des Stand der Technik ausgeschaltet werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Nachstehend wird das bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandte Prinzip beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine. Das Ansaugsystem führt von einem Drosselventil Th über einen Beruhigungsbehälter S zu dem Einlaßventil einer Maschine E. Zur Steuerung werden Parameter wie der Luftdruck P im Ansaugsystem bzw. Ansaugrohr-Absolutdruck (mmHg absolut), der Rauminhalt V (l) des Ansaugsystems, das Gewicht Q (g) der Luft in dem Ansaugsystem, die absolute Temperatur T (°K) der Luft in dem Ansaugsystem und der atmosphärische bzw. Umgebungsluftdruck Pc (mmHg absolut) herangezogen. Es werden auch Werte wie das Gewicht Δ Q₁ (g/s) der in der Brennkammer der Maschine E je Zeiteinheit aus dem Ansaugsystem eingeführten Luft und das Gewicht Δ Q₂ (g/s) der über das Drosselventil Th je Zeiteinheit in das Ansaugsystem eingeleiteten Luft verwendet. Es wird ferner angenommen, daß sich das Gewicht der Luft in dem Ansaugsystem in einer unendlich kurzen Zeit Δ t um (Δ Q₂-Δ Q₁) Δ t ändert. Ferner wird angenommen, daß sich in der unendlich kurzen Zeitspanne der Druck in dem Ansaugdurchlaß um Δ P ändert. Durch das Anwenden des Boyle-Charles-Gesetzes an der Luft in dem Ansaugsystem ergibt sich folgende Gleichung:
(P + Δ P) V = {Q + (Δ Q₂ - Δ Q₁) Δ t}RT (1)
wobei R eine Gaskonstante ist.
Da andererseits die Bedingung PV=QRT erfüllt ist, ergibt sich durch Umformung der Gleichung (1) die folgende Gleichung:
Bezeichnet man den Strömungsgeschwindigkeitskoeffizienten mit ψ und die Öffungsfläche bzw. den Drosselöffnungsgrad mit A, so ist das Gewicht Δ Q₂ der je Zeiteinheit durch das Drosselventil hindurchströmenden Luft durch folgende Gleichung gegeben:
Bezeichnet man den Hubraum mit Vs, die Maschinendrehzahl mit NE (Umdrehungen je Minute) und den Saugwirkungsgrad mit η, so ergibt sich das Gewicht Δ Q₁ der der Maschine je Zeiteinheit zugeführten Luft aus folgender Gleichung:
Das Einsetzen der Gleichungen (3) und (4) in die Gleichung (2) ergibt folgende Gleichung:
Die Grenzbedingung Δ t → 0 führt zu folgender Gleichung:
Es wird nun die Ansprechcharakteristik in dem Bereich nahe dem Druck P₀(≠Pc) betrachtet. Es sei angenommen, daß sich der Druck von P₀ auf P₀+P geändert hat. Durch das Einsetzen von P₀+P, wobei P eine unendlich kleine Größe ist, anstelle von P in der Gleichung (6) wird folgende Gleichung abgeleitet:
Da die durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückte Bedingung besteht, kann die Gleichung (7) in die folgende Gleichung (9) umgesetzt werden:
Unter den Bedingungen der folgenden Gleichung (10) und (11) kann die Gleichung (9) in die nachstehende Gleichung (12) umgesetzt werden:
Die Gleichung (12) wird in die folgende Gleichung (13) transformiert, deren beide Seiten mit einer Integrationskonstante C integriert werden, so daß die nachstehende Gleichung (14) abgeleitet wird:
Zu dem Zeitpunkt t=0 ist der Anfangswert des Drucks P durch P₀ gegeben, so daß die Integrationskonstante folgendermaßen festgelegt ist:
Der Druck P wird dann aus den Gleichungen (14) und (15) folgendermaßen abgeleitet:
wobei e die Basis der natürlichen Logarithmen ist.
Es ist daher möglich, den tatsächlichen Ansaugdruck P aus der Gleichung (16) dadurch zu bestimmen, daß die Drosselöffnungsfläche bzw. der Drosselöffnungsgrad TA, die Maschinendrehzahl NE und die Zeitdauer t nach einer Änderung des Drosselöffnungsgrades gemessen werden und diese Werte in die Gleichung (16) eingesetzt werden.
Danach wird die Grundeinspritzdauer TP beispielsweise durch folgende Berechnung ermittelt:
wobei K eine Konstante ist; die Grundeinspritzdauer TP wird entsprechend variablen Faktoren wie der Ansauglufttemperatur und der Kühlwassertemperatur korrigiert. Dann wird die Brennstoffeinspritzvorrichtung zur Öffnung über eine Zeitdauer gesteuert, die dieser korrigierten Einspritzdauer entspricht, wodurch der Brennstoff in der von der Maschine benötigten Rate bzw. Menge je Arbeitstakt eingespritzt wird.
Der Ansaugdruck P gemäß der Gleichung (16) ist grafisch in Fig. 2 dargestellt. Der Druck P entspricht dem Ausgangssignal eines Zeitverzögerungselements erster Ordnung, das die Bedingung P=P₀ zum Zeitpunkt t=0 und P=b/a als Ansaugdruck bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb bei der Bedingung t→∞ für den gleichmäßigen bzw. beständigen Maschinenbetrieb erfüllt.
Der tatsächliche Ansaugdruck kann daher dadurch ermittelt werden, daß aus dem Drosselöffnungsgrad TA und der Maschinendrehzahl NE der bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb herrschende Ansaugdruck PMTA berechnet wird und der Ansaugdruck PMTA für den gleichmäßigen Maschinenlauf mittels eines Verzögerungselements erster Ordnung verarbeitet wird, dessen Übertragungsfunktion folgendem Ausdruck entspricht:
wobei s der Operator der Laplace-Transformation ist, während T eine Zeitkonstante ist.
Daher wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Ansaugdruck für den gleichmäßigen Maschinenbetrieb aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl berechnet und der auf diese Weise berechnete Ansaugdruck für den gleichmäßigen Maschinenlauf mittels eines Zeitverzögerungselements erster Ordnung aufbereitet, wodurch der Ansaugdruck unter Einsetzen der vorangehend genannten Zeit nach der Änderung des Drosselöffnungsgrads als Rechenvariable bestimmt wird.
Auf diese Weise wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel die Brennstoffeinspritzrate entsprechend der Maschinendrehzahl und dem auf die vorstehend beschriebene Weise vorausgesagten Ansaugdruck gesteuert, wodurch die Brennstoffeinspritzrate dermaßen gesteuert werden kann, daß sie der tatsächlichen Ansaugluft-Strömungsrate bzw. dem tatsächlichen Ansaugluftdurchsatz entspricht, wodurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches genau auf den Sollwert gesteuert und dadurch verhindert wird, daß das Gemisch zu fett oder zu mager wird.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel mit den in dem Patentanspruch 8 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die grundlegende Funktion des erfindungsgemäßen Systems gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nun anhand der in Fig. 6 gezeigten Blockdarstellung beschrieben. Zuerst wird mittels einer Ansaugdruck-Recheneinrichtung A aus dem mittels einer Drosselöffnungsgrad-Detektorvorrichtung erfaßten Drosselöffnungsgrad TA und der mittels einer Maschinendrehzahl-Detektorvorrichtung erfaßten Maschinendrehzahl NE der Ansaugdruck PMTA für den gleichmäßigen Maschinenbetrieb berechnet. Dieser mittels der Ansaugdruck-Recheneinrichtung A berechnete Maschinengleichlauf- Ansaugdruck PMTA wird mittels einer Korrektureinrichtung B derart verarbeitet, daß irgendein auf die Verzögerung des Ansaugdrucks in der Übergangsperiode des Maschinenbetriebs zurückführender Faktor ausgeschaltet wird. Die Korrektureinrichtung kann durch ein Zeitverzögerungselement erster Ordnung gebildet sein. Der Ansaugdruck wird nach der Korrektur in der Korrektureinrichtung B in eine Grundeinspritzdauer-Recheneinrichtung C eingegeben, die aus dem korrigierten Ansaugdruck und der gleichfalls von der Recheneinrichtung C aufgenommenen Maschinendrehzahl NE die Grundeinspritzdauer TP berechnet. Danach wird von einer Einspritzraten- Steuereinrichtung die Brennstoffeinspritzrate entsprechend der auf diese Weise bestimmten Grundeinspritzdauer gesteuert.
Mit dem erfindungsgemäßen System gemäß einem Ausführungsbeispiel kann mit einer einfachen Anordnung der tatsächliche Ansaugdruck auf genaue Weise vorausgesagt werden, da irgendwelche verzögernden Elemente wie ein Drucksensor oder ein Filter weggelassen sind, wodurch die Brennstoffeinspritzvorrichtung den Brennstoff genau in der von der Maschine benötigten Rate bzw. Menge einspritzen kann.
Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß einer besonderen Ausführungsform mit den in dem Patentanspruch 4 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Nachstehend wird das bei dem Verfahren gemäß dieser besonderen Ausführungsform angewandte Prinzip beschrieben. Ein Zeitverzögerungselement erster Ordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Der Zusammenhang zwischen einem Eingangssignal x(t) und einem Ausgangssignal y(t) dieses Elements ist bei einer Zeitkonstante T durch folgende Gleichungen darzustellen:
Bezeichnet man den gegenwärtigen Rechenzeitpunkt mit t₂ und den vorangehenden Rechenzeitpunkt mit t₁, so ergibt sich folgende Gleichung:
In dieser Gleichung (21) entspricht x(t₂) dem Ansaugdruck PMTA bei gleichmäßigem Betrieb, während y(t₂) einem tatsächlichen gegenwärtigen Ansaugdruck PMSM i entspricht, y(t₁) einem tatsächlichen vorangehenden Ansaugdruck PMSM i-1 entspricht und t₂-t₁ die Rechenperiode darstellt. Damit kann die Gleichung (21) folgendermaßen umgeschrieben werden:
Durch das Ersetzen von T/Δ t durch n wird die Gleichung (22) folgendermaßen umgewandelt:
Die Gleichung (23) zeigt, daß sich der tatsächliche gegenwärtige Ansaugdruck PMSM i durch das Berechnen eines bewerteten Mittelwerts mit einer Bewertung (n-1) für den tatsächlichen vorangehenden Ansaugdruck PMSM i-1 und einer Bewertung "1" für den Ansaugdruck PMTA bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb ergibt. Der Koeffizient n für die Bewertung wird als Verhältnis zwischen der Zeitkonstante T und der Rechenperiode Δ t bestimmt.
Damit kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dieser besonderen Ausführungsform der tatsächliche gegenwärtige Ansaugdruck dadurch ermittelt werden, daß in einem vorbestimmten Zeitabstand Δ t (mit einer vorbestimmten Frequenz) der Ansaugdruck PMTA für den gleichmäßigen Maschinenbetrieb aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl berechnet wird, der die Gewichtung betreffende Bewertungskoeffizient n aus der Zeitkonstante T einer Änderung des Ansaugdrucks in einer Übergangsperiode und aus dem vorbestimmten Zeitabstand Δ t berechnet wird und der gegenwärtige bewertete Ansaugdruck- Mittelwert PMSM i aus dem vorangehend berechneten Ansaugdruck- Mittelwert PMSM i-1, dem für den gleichmäßigen Betriebszustand berechneten Ansaugdruck PMTA und dem Bewertungskoeffizienten n berechnet wird, wodurch anstelle des zuvor berechneten bewerteten Ansaugdruck-Mittelwerts PMSM i-1 ein größerer Wert eingesetzt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in dieser Ausführungsform wird die Brennstoffeinspritzrate aufgrund einer Grundeinspritzrate gesteuert, die gemäß dem auf die vorstehend beschriebene Weise ermittelten bewerteten Mittelwert, nämlich dem tatsächlichen gegenwärtigen Ansaugdruck und gemäß der Maschinendrehzahl bestimmt wird.
Aus den Gleichungen (10) und (16) ist ersichtlich, daß die Zeitkonstante T=1/a klein wird, sobald die Maschinendrehzahl NE ansteigt und dadurch sobald der Drosselöffnungsgrad größer wird. Daher stellt die Zeitkonstante eine Funktion des Drosselöffnungsgrads TA und der Maschinendrehzahl NE dar. Bei konstanter Rechenperiode Δ t kann daher der Bewertungskoeffizient n als eine Funktion des Drosselöffnungsgrads TA und der Maschinendrehzahl NE bestimmt werden. Da der Ansaugdruck PMTA bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb zuverlässig aus dem Drosselöffnungsgrad TA und der Maschinendrehzahl NE ermittelt werden kann, kann der Bewertungskoeffizient n entsprechend der Kombination aus dem Ansaugdruck PMTA bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb und der Maschinendrehzahl NE statt entsprechend der Kombination aus dem Drosselöffnungsgrad TA und der Maschinendrehzahl NE ermittelt werden.
Die tatsächlich der Brennkammer zugeführte Luftmenge liegt zuverlässig erst nach dem Ende des Ansaughubs, nämlich erst nach dem Schließen des Einlaßventils fest. Tatsächlich hat jedoch die Berechnung der gewünschten Brennstoffeinspritzrate nach dem Schließen des Einlaßventils offensichtlich eine Verzögerung gegenüber dem tatsächlichen Maschinenbetriebsvorgang, da eine bestimmte Zeitdauer für den Rechenvorgang selbst sowie für das Befördern des eingespritzten Brennstoffs in die Brennkammer verstreicht. Aus diesem Grund war es in der Praxis allgemein üblich, die Grundeinspritzdauer gemäß dem Ausmaß des Ansaugdrucks vor dem sicheren Ermitteln der der Brennkammer zugeführten Luftmenge zu berechnen. Bei diesem praktischen Vorgehen entspricht häufig die Brennstoffeinspritzrate nicht der tatsächlich der Maschine zugeführten Luftmenge. Im einzelnen wird bei einer Beschleunigung der Maschine die Brennstoffeinspritzrate gemäß einem Ansaugdruck gesteuert, der niedriger als der durch die Ansaugluftmenge bestimmte Ansaugdruck ist, so daß daher das Luft/Brennstoff- Gemisch zu mager ist. Im Gegensatz dazu wird bei einer Verlangsamung die Brennstoffeinspritzrate gemäß einem Ansaugdruck gesteuert, der höher als der durch die Ansaugluftmenge bestimmte Ansaugdruck ist, so daß das Luft/Brennstoff-Gemisch zu fett wird.
Es sei hier angenommen, daß in der vorstehenden Gleichung (23) der Drosselöffnungsgrad TA und die Maschinendrehzahl NE festgelegt sind. In diesem Fall wird der Ansaugdruck PMTA über die Zeit vom Zeitpunkt der Berechnung des bewerteten Mittelwerts bis zu dem Zeitpunkt für die Bestimmung der Ansaugluft-Strömungsrate bzw. Ansaugluftmenge konstant gehalten, nämlich über eine vorbestimmte Zeitdauer vom Berechnen des bewerteten Mittelswerts an. Es ist daher möglich, durch wiederholtes Ausführen der Berechnung des bewerteten Mittelwerts nach Gleichung (23) den tatsächlichen Ansaugdruck vorauszusagen, der zum Zeitpunkt der Festlegung der Ansaugluftmenge erreicht wird.
Daher wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in dieser besonderen Ausführungsform die Brennstoffeinspritzrate auf vorteilhafte Weise durch die Voraussage des tatsächlichen Ansaugdrucks gesteuert, der zu dem Zeitpunkt erreicht wird, an dem die der Maschine zugeführte Luftmenge endgültig feststeht; d. h., der bewertete Mittelwert wird zu dem Zeitpunkt erzielt, an dem das bestimmte Festlegen der der Maschine zugeführten Luftmenge eingeplant ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß durch das Bestimmen der erforderlichen Anzahl von Rechenzyklen, die durch das Teilen durch die Rechenperiode Δ t festgelegt ist, die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, an dem der Ansaugdruck berechnet wird, bis zu dem Zeitpunkt festgelegt wird, an dem die der Maschine zugeführte Luftmenge definitiv festgelegt ist. Die Berechnung nach Gleichung (23) wird in einer Anzahl wiederholt, die gleich der vorstehend genannten Anzahl von Rechenzyklen ist.
Die vorstehende Beschreibung des Funktionsprinzips beruht auf der Voraussetzung, daß der Drosselöffnungsgrad und die Maschinendrehzahl während der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Brennstoffeinspritzrate berechnet wird, und dem Zeitpunkt konstant gehalten werden, an dem die der Maschine zugeführte Luftmenge endgültig festgelegt ist.
Wenn sich der Drosselöffnungsgrad und/oder die Maschinendrehzahl ändert, kann der tatsächliche Ansaugdruck mit einer höheren Genauigkeit dadurch vorausgesagt werden, daß der Drosselöffnungsgrad und/oder die Maschinendrehzahl, der bzw. die zum Zeitpunkt der nächsten Brennstoffeinspritzratenberechnung zu erwarten ist, durch Heranziehen des Differentials des Drosselöffnungsgrads und/oder der Maschinendrehzahl zum Zeitpunkt der ersten Einspritzratenberechnung vorausgesagt wird, der bei gleichmäßigem Betrieb entstehende Ansaugdruck vorausgesagt wird, der erreicht werden sollte, wenn die der Maschine zugeführte Ansaugluftmenge endgültig festgelegt ist, und dann wiederholt der bewertete Mittelwert berechnet wird, um damit den tatsächlichen Ansaugdruck vorauszusagen.
Bekanntermaßen bleibt in Brennkraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung ein beträchtlicher Teil des eingespritzten Brennstoffs unvermeidbar an Wandflächen des Ansaugsystems, beispielsweise an der Wandung eines Einlaßverteilers haften. Daher kann nicht der gesamte eingespritzte Brennstoff die Maschine direkt erreichen. Die Steuerung der Brennstoffeinspritzrate erfolgt daher vorzugsweise unter Einberechnung der an der Wandung des Ansaugsystems haftenden Brennstoffmenge.
Allgemein ist die an der Wandung des Ansaugsystems haftende Brennstoffmenge in gewisser Weise von dem Ansaugdruck abhängig. Das heißt, die an der Wandung haftende Brennstoffmenge ist bei verringertem Ansaugdruck geringer, da die Verdampfung gefördert ist, und bei ansteigendem Ansaugdruck größer, da die Verdampfung gehemmt ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird daher das Ausmaß der Änderung der an der Wandung haftenden Brennstoffmenge aus dem berechneten tatsächlichen bewerteten Ansaugdruck-Mittelwert vorausgesagt und die Brennstoffeinspritzrate derart gesteuert, daß sie den tatsächlichen Ansaugluftdurchsatz unter Berücksichtigung auch der Änderung der an der Wandung haftenden Brennstoffmenge angepaßt ist. Die an der Wandung haftende Brennstoffmenge ändert sich auch entsprechend der Maschinentemperatur oder der Maschinendrehzahl. Somit ist auch die an der Wandung des Ansaugssystems haftende Brennstoffmenge von anderen Faktoren wie der Maschinentemperatur und der Maschinendrehzahl abhängig. Das heißt, durch eine höhere Maschinentemperatur wird die Verdampfung gefördert, so daß die haftende Brennstoffmenge geringer ist. Ferner ist die an der Wandung haftende Brennstoffmenge auch bei erhöhter Maschinendrehzahl geringer, da durch die höhere Geschwindigkeit der durch das Ansaugsystem strömenden Ansaugluft die Verdampfung gefördert ist; die Änderung der an der Wandung haftenden Brennstoffmenge kann daher als eine Funktion der Maschinentemperatur oder der Maschinendrehzahl bestimmt werden. Die an der Wandung haftende Brennstoffmenge kann jedoch nicht in Echtzeit festgestellt werden. Daher ist die Größe zur Korrektur der Brennstoffeinspritzrate zeitlich derart zu versetzen, daß die gegenwärtig eingespritzte und auf die Wandung aufgebrachte Brennstoffmenge als ein Faktor für die Steuerung der Brennstoffeinspritzrate bei der nächsten Brennstoffeinspritzung herangezogen wird.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird erfindungsgemäß der tatsächliche Ansaugdruck durch das Berechnen des bewerteten Mittelwerts in der vorbestimmten Periode bzw. mit der vorbestimmten Frequenz vorausgesagt, so daß der tatsächliche Ansaugdruck vorausgesetzt werden kann, ohne die Zeit von der Änderung des Drosselöffnungsgrads an zu messen. Dies ermöglicht die richtige Steuerung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf den befohlenen Sollwert, so daß daher verschiedenerlei Mängel wie eine schlechte Steuerbarkeit bzw. Laufeigenschaft und eine erhöhte Abgabe von schädlichem Abgas ausgeschaltet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des bei dem Steuerverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angewandten Prinzips.
Fig. 2 ist eine grafische Darstellung der zeitlichen Änderung eines tatsächlichen Ansaugdrucks.
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die die Differenz zwischen dem tatsächlichen Ansaugdruck und dem nach dem herkömmlichen Verfahren aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl ermittelten Ansaugdruck zeigt.
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, die die Differenz zwischen der von einer Maschine tatsächlich beanspruchten Brennstoffeinspritzrate und der nach dem herkömmlichen Verfahren aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl bestimmten Brennstoffeinspritzrate zeigt.
Fig. 5 ist eine Blockdarstellung, die das bei einer bestimmten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandte Prinzip veranschaulicht.
Fig. 6 ist eine Blockdarstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Steuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffeinspritzsystem, in dem das Steuersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel eingesetzt ist.
Fig. 8 zeigt eine Äquivalenzschaltung eines Drosselöffnungssensors.
Fig. 9 ist ein ausführliches Blockschaltbild einer in Fig. 7 gezeigten Steuerschaltung.
Fig. 10 zeigt eine Tabelle, die Daten für den Ansaugdruck bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb enthält.
Fig. 11 zeigt eine Tabelle, die Daten für einen Bewertungskoeffizienten zur Berechnung eines bewerteten Mittelwerts enthält.
Fig. 12 zeigt eine Tabelle, die Daten für eine Grundeinspritzdauer enthält.
Fig. 13 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zur Berechnung der Brennstoffeinspritzrate bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 14 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zur Berechnung eines Zündpunktvorstellwinkels bei diesem Ausführungsbeispiel.
Fig. 15(1) und 15(2) sind grafische Darstellungen, die die Änderung des Ansaugdruckes bei einem herkömmlichen System bzw. die Änderung des Ansaugdruckes bei dem Steuersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigen.
Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Voraussagewerts für den Ansaugdruck bei einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 17 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen einer Einspritzdauer bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 18 und 19 sind grafische Darstellungen, die das Schema der Änderung des Voraussagewerts für den Ansaugdruck bei dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
Fig. 20 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen der Einspritzdauer in dem Steuersystem bzw. nach dem Steuerverfahren.
Fig. 21 ist eine grafische Darstellung, die die Dicke eines an der Ansaugsystemwandung haftenden Brennstoffilms in bezug auf den Ansaugdruck zeigt.
Fig. 22 und 23 sind grafische Darstellungen einer Tabelle, die Daten für eine Größe zur Korrektur der Brennstoffeinspritzrate enthält.
Fig. 24 ist eine grafische Darstellung, die den Verlauf einer Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einem dritten Ausführungsbeispiel im Vergleich zu demjenigen in einem herkömmlichen System zeigt.
Fig. 25 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen der Brennstoffeinspritzrate bei dem dritten Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 7 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 20, die mit einem Brennstoffeinspritzraten-Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist.
Die Maschine hat ein Ansaugsystem mit einem (nicht gezeigten) Luftfilter und einem stromab des Luftfilters angeordneten Drosselventil 8. Ein an dem Drosselventil 8 angebrachter Drosselöffnungssensor 10 erfaßt das Ausmaß der Öffnung des Drosselventils 8. Gemäß der in Fig. 8 gezeigten Äquivalenzschaltung hat der Drosselöffnungssensor 10 einen an der Achse des Drosselventils 8 befestigten Schleifkontakt 10 B und einen Regelwiderstand 10 A, der mit einem Ende an eine Stromquelle angeschlossen ist und an dem anderen Ende mit Masse verbunden ist. Der Kontaktzustand zwischen dem Schleifkontakt 10 B und dem Regelwiderstand 10 A ändert sich entsprechend einer Änderung des Öffnungsgrads des Drosselventils 8, wodurch an dem Schleifkontakt 10 B eine Spannung erzielt wird, die dem Öffnungsgrad des Drosselventils 8 entspricht. Ein durch einen Thermistor gebildeter Temperatursensor 14 ist an der Wand des Ansaugrohrs stromauf des Drosselventils 8 angebracht. Dieser Temperatursensor 14 mißt die Temperatur der Ansaugluft. Ein stromab des Drosselventils 8 angeordneter Beruhigungsbehälter 12 steht mit einer Brennkammer 25 der Maschine 20 über einen Einlaßverteiler 18, einen Einlaßkanal 22 und ein Einlaßventil 23 in Verbindung. Der Einlaßverteiler 18 hat Zweigrohre, die an die jeweiligen Zylinder der Maschine angeschlossen und jeweils mit Brennstoffeinspritzvorrichtungen bzw. Einspritzdüsen 24 versehen sind. Die Einspritzdüsen 24 spritzen den Brennstoff unabhängig voneinander oder abwechselnd ein, wobei die Einspritzdüsen in mehrere Gruppen derart unterteilt sind, daß die Einspritzdüsen einer Gruppe gleichzeitig einspritzen können oder alle Einspritzdüsen den Brennstoff zugleich einspritzen.
Die Brennkammer 25 steht über ein Auslaßventil 27, einen Auslaßkanal 26 und einen Abgassammler 28 mit einer (nicht gezeigten) Katalysatoreinheit in Verbindung, die einen Dreifachkatalysator enthält. In dem Abgassammler 28 ist ein O₂- bzw. Sauerstoffsensor 30 zum Messen der Restsauerstoffkonzentration in dem Abgas und zum Erzeugen eines Signals angebracht, das an einem Schwellenwert umgeschaltet wird, der dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis entspricht.
Ein Zylinderblock 32 hat einen Kühlwasser-Temperatursensor 34, der beispielsweise durch einen Thermistor gebildet ist, der in einen Wassermantel ragt und zum Messen der Kühlwassertemperatur als Anzeige der Maschinentemperatur dient. An einem Zylinderkopf 36 sind Zündkerzen 38 angebracht, die in die jeweiligen Brennkammern 25 ragen. Die Zündkerzen 38 sind jeweils über einen Verteiler 40 und eine Zündanlage 42 mit einer Zündspule an eine Steuerschaltung 44 angeschlossen, die beispielsweise durch einen Mikrocomputer gebildet ist. Der Verteiler 40 hat einen an der Verteilerwelle befestigten Signalrotor und an dem Verteilergehäuse befestigte Abnehmer, die in Verbindung einen Zylinderunterscheidungssensor 46 und einen Drehwinkelsensor 48 bilden. Der Zylinderunterscheidungssensor 46 erzeugt bei jedem Kurbelwellenwinkel CA von 720°C ein Zylinderunterscheidungssignal, während der Drehwinkelsensor 48 bei jedem Kurbelwellenwinkel CA von 30° ein Drehwinkelsignal erzeugt. Aus der Periode bzw. Frequenz des Drehwinkelsignal kann die Maschinendrehzahl berechnet werden.
Die durch den Mikrocomputer gebildete Steuerschaltung 44 enthält gemäß Fig. 9 eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 60, einen Festspeicher (ROM) 62, einen Schreib/Lesespeicher (RAM) 64, einen Datensicherungs-Schreib/Lesespeicher (BU-RAM) 66, eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 68, eine Eingabeeinheit 70, Ausgabeeinheiten 72 und 74 sowie Sammelleitungen 75 wie eine Datensammelleitung und eine Steuersammelleitung zur gegenseitigen Verbindung der vorgenannten Einheiten. An die Eingabe/ Ausgabe-Einheit 68 sind nacheinander ein Analog/Digital- Wandler 78 und ein Multiplexer 80 angeschlossen. An den Multiplexer 80 ist über einen Puffer 88 der Ansaugluft- Temperatursensor 14 angeschlossen. Ferner sind an den Mulitplexer 80 über Puffer 84 und 85 jeweils der Kühlwasser- Temperatursensor 34 und der Drosselöffnungssensor 10 angeschlossen. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 68 ist mit dem Analog/ Digital-Wandler 78 und dem Multiplexer 80 derart verbunden, daß entsprechend Steuersignalen aus der Mikroprozessoreinheit an den Analog/Digital-Wandler aufeinanderfolgend die Ausgangssignale des Ansaugluft-Temperatursensors 14, des Kühlwasser- Temperatursensors 34 und des Drosselöffnungssensors 10 abgegeben werden.
An die Eingabeeinheit 70 ist ein Vergleicher 88 angeschlossen. An den Vergleicher 88 ist über einen Puffer 86 der Sauerstoffsensor 30 angeschlossen. Ferner sind an die Eingabeeinheit 70 über eine Impulsformerschaltung 90 der Zylinderunterscheidungssensor 46 und der Drehwinkelsensor 48 angeschlossen. An die Ausgabeeinheit 72 ist über eine Treiberschaltung 92 die Zündanlage 42 angeschlossen, während an die Ausgabeeinheit 74 über eine Treiberschaltung 94 die Einspritzvorrichtung mit den Einspritzventilen und den Einspritzdüsen 24 angeschlossen ist.
Nachstehend wird das Brennstoffeinspritzraten-Steuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Brennkraftmaschine mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau eingesetzt ist. In dem Festspeicher 62 sind im voraus folgende Daten gespeichert: ein Programm der Steuerroutine des nachstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, eine Tabelle nach Fig. 10, die Werte für den Ansaugdruck PMTA bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb mit dem Drosselöffnungsgrad TA und der Maschinendrehzahl NE als Parameter enthält, eine Tabelle nach Fig. 11, die Werte von Bewertungskoeffizienten n mit der Maschinendrehzahl NE und dem Konstantlauf- Ansaugdruck PMTA bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb (oder dem Drosselöffnungsgrad TA) als Parameter enthält, und eine Tabelle, die Werte für die Grundeinspritzdauer TP mit der Maschinendrehzahl NE und dem tatsächlichen bzw. Ist-Ansaugdruck PMSM als Parameter enthält. Die in Fig. 10 gezeigte Tabelle zur Speicherung der Werte des Konstantlauf-Ansaugdrucks PMTA bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb kann dadurch gebildet werden, daß der Drosselöffnungsgrad TA und die Maschinendrehzahl NE eingestellt werden, der denselben entsprechende Ansaugdruck gemessen und der Wert des Ansaugdrucks nach dessen Beruhigung eingesetzt wird. Die in Fig. 11 gezeigte Tabelle mit den Werten des Bewertungskoeffizienten n wird dadurch gebildet, daß in bezug auf die Maschinendrehzahl NE und den Ansaugdruck PMTA (oder den Drosselöffnungsgrad TA) die Zeitkonstante T des Ansprechens bzw. der Schrittanwort des Ansaugdrucks auf einen stufenförmigen Anstieg des Öffnungsgrads des Drosselventils gemessen wird und mit der Periode Δ t(s) der Ausführung der in Fig. 13 gezeigten Rechenroutine der Wert T/Δ t ermittelt wird. Die in Fig. 12 gezeigte Tabelle mit den Werten für die Grundeinspritzdauer TP kann dadurch gebildet werden, daß die Maschinendrehzahl und der Ansaugdruck eingestellt werden und die Grundeinspritzdauer TP gemessen wird, die ein den eingestellten Werten der Maschinendrehzahl des Ansaugdrucks entsprechendes befohlenes bzw. Soll-Luft/Brennstoff-Verhältnis ergibt.
Nachstehend wird anhand der Fig. 13 die Routine zum Berechnen der Brennstoffeinspritzperiode bzw. Einspritzdauer beschrieben. Diese Routine wird in vorbestimmten Zeitabständen von beispielsweise 8 ms ausgeführt. Bei einem Schritt 100 nimmt die Mikroprozessoreinheit den (beispielsweise in Zeitabständen von 8 ms) der Analog/Digital-Umsetzung unterzogenen Drosselöffnungsgrad TA sowie die Maschinendrehzahl NE auf. Bei einem Schritt 102 wird der Konstantlauf-Ansaugdruck PMTA bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb entsprechend dem Drosselöffnungsgrad TA und der Maschinendrehzahl NE aus der in Fig. 10 gezeigten Tabelle ermittelt. Bei einem Schritt 104 wird aus dem Inhalt der in Fig. 11 gezeigten Tabelle der Bewertungskoeffizient n für die Werte des bei dem Schritt 102 berechneten Ansaugdrucks PMTA und der bei dem Schritt 100 aufgenommenen Maschinendrehzahl NE ermittelt. Wenn die Tabelle mit den Bewertungskoeffizienten n in bezug auf den Drosselöffnungsgrad und die Maschinendrehzahl aufgestellt wird, kann der Routineablauf in der Weise abgewandelt werden, daß der Bewertungskoeffizient n bei dem Schritt 104 aus dem Drosselöffnungsgrad TA und der Maschinendrehzahl NE ermittelt wird. Bei einem Schritt 106 wird eine Berechnung gemäß Gleichung (23) unter Verwendung des bei dem Schritt 102 berechneten Einlaßdruckes PMTA, des bei dem Schritt 104 ermittelten Bewertungskoeffizienten n und des bei dem Schritt 106 in dem vorangehenden Rechenzyklus berechneten vorangehenden bewerteten Mittelwerts PMSM i-1 ausgeführt, wodurch der gegenwärtige bewertete Mittelwert PMSM i ermittelt wird. Bei einem Schritt 108 wird aus der in Fig. 12 gezeigten Tabelle die dem gegenwärtigen bewerteten Mittelwert PMSM i und der Maschinendrehzahl NE entsprechende Grundeinspritzdauer TP ermittelt. Bei einem Schritt 110 wird die Grundeinspritzdauer TP mit einem Korrekturkoeffizienten FK multipliziert, der nach Faktoren wie der Ansauglufttemperatur und der Kühlwassertemperatur bestimmt wird, wodurch eine korrigierte Einspritzdauer TAU ermittelt wird. Wenn in einer nicht gezeigten Steuerroutine ein vorbestimmter Kurbelwellenwinkel erreicht ist, wird das Brennstoffeinspritzventil über eine Zeitdauer geöffnet, die der Einspritzdauer TAU entspricht, wobei dadurch die Brennstoffeinspritzung erfolgt.
Die Fig. 14 zeigt eine Routine für das Berechnen eines Zündpunktvorstellwinkels R durch Programmunterbrechung für jeden Kurbelwellenwinkel. In der Fig. 14 sind für die Bezeichnung gleicher Schritte wie die in Fig. 13 gezeigten die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei deren Beschreibung weggelassen ist. Bei einem Schritt 112 wird ein Grund-Zündverstellungswinkel R BASE berechnet, der dem gegenwärtigen berechneten bewerteten Mittelwert PMSM i und der Maschinendrehzahl NE entspricht. Der Grund-Zündverstellungswinkel R BASE kann nach einer geeigneten Gleichung berechnet werden oder in einer Tabelle gespeichert werden, aus der wie bei der Bestimmung der Grundeinspritzdauer ausgelesen wird. Bei einem Schritt 114 wird der Grund-Zündverstellungswinkel R BASE mit einem Korrekturfaktor IK multipliziert, der durch die Ansauglufttemperatur und die Kühlwassertemperatur bestimmt ist, wobei dadurch ein korrigierter Zündpunktverstellwinkel R ermittelt wird. Danach erfolgt mittels einer nicht dargestellten Zündzeitpunkt- Steuerroutine das Zünden durch das Abschalten der Zündspule zu einem Zeitpunkt, der dem korrigierten Zündpunktvorstellwinkel R entspricht.
Die Fig. 15(1) und 15(2) zeigen, wie das Luft/Brennstoff- Verhältnis des Gemisches bei einer Beschleunigung unter Steuerung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit dem erfindungsgemäßen System im Vergleich zu dem Fall gesteuert wird, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis auf herkömmliche Weise gesteuert wird, sowie den Unterschied zwischen dem bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel herangezogenen bewerteten Ansaugdruck-Mittelwert PMSM und dem bei der herkömmlichen Steuerung herangezogenen Ansaugdruck PM. Aus der Fig. 15 ist ersichtlich, daß bei der herkömmlichen Steuerung das Luft/ Brennstoff-Verhältnis eine Spitze zur mageren Seite hin zeigt, wogegen es bei der Steuerung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen flach verläuft.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Voraussage des tatsächlichen bzw. wirksamen Ansaugdrucks und die Steuerung der Brennstoffeinspritzrate und des Zündzeitpunkts gemäß dem vorausgesagten tatsächlichen Ansaugdruck die Brennstoffeinspritzrate und der Zündzeitpunkt mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, ohne daß irgendein Drucksensor oder Filter verwendet wird.
Nachstehend wird ein Steuersystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der gleichen Maschine wie das erste Ausführungsbeispiel eingesetzt wird. Die Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels bestehen darin, daß der Rechenvorgang für das Bestimmen des bewerteten Mittelwerts über eine vorbestimmte Zeit wiederholt ausgeführt wird, um damit den tatsächlichen Ansaugdruck vorauszusagen, der zu dem Zeitpunkt der endgültigen Festlegung der zugeführten Ansaugluftmenge erreicht werden wird, nämlich der Ansaugdruck, der erreicht worden ist, wenn das Einlaßventil völlig geschlossen ist; die Brennstoffeinspritzrate wird gemäß diesem vorausgesagten Ansaugdruck gesteuert. Die Fig. 16 zeigt eine Routine, die periodisch in vorbestimmten Zeitabständen (von 8 ms bei diesem Ausführungsbeispiel) zum Berechnen eines vorausgesagten Werts PMSM 2 für den Ansaugdruck ausgeführt wird, der zum Zeitpunkt der endgültigen Festlegung der Einlaßluftmenge erreicht werden soll. Bei einem Schritt 200 nimmt die Mikroprozessoreinheit 60 die Maschinendrehzahl NE auf und führt die Analog/Digital-Umsetzung des Drosselöffnungsgrads TA herbei, wodurch dieser aufgenommen wird. Bei einem Schritt 202 wird aus der in Fig. 10 gezeigten Tabelle der der Maschinendrehzahl NE und dem Drosselöffnungsgrad TA entsprechende Ansaugdruck PMTA bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb ermittelt. Darauffolgend wird bei einem Schritt 204 aus der in Fig. 11 gezeigten Tabelle der Bewertungskoeffizient n entnommen. Danach werden in Schritten 206 und 208 der in einem Register PMSM 1 gespeicherte, vorangehend berechnete bewertete Mittelwert PMSM i-1 aus dem Schreib/Lesespeicher RAM ausgelesen und die Berechnung gemäß der Gleichung (23) zur Bestimmung des gegenwärtigen bewerteten Mittelwerts PMSM i ausgeführt. Der auf diese Weise berechnete bewertete Mittelwert PMSM i wird bei einem Schritt 210 in das Register PMSM 1 eingespeichert. Bei einem Schritt 212 wird die Zeit T (ms) von dem gegenwärtigen Moment bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Ansaugdruck vorhergesagt ist, durch die Rechenperiode Δ t (=8 ms) geteilt, um dadurch die Anzahl T/Δ t der Rechenzyklen zu ermitteln. Die Voraussagezeit T (in ms) kann die Zeit von dem gegenwärtigen Zeitpunkt bis zu der endgültigen Festlegung der der Maschine zugeführten Ansaugluftmenge, nämlich bis zu dem Schließen des Einlaßventils sein. Falls die Maschine nicht Einspritzdüsen für die einzelnen Zylinder hat, wird die Voraussagezeit T (in ms) auch unter Berücksichtigung der Einspritzdüse für die jeweiligen Brennkammern bestimmt, nämlich als Zeit, während der der Brennstoff bis zu den Zylindern gelangt. Die Voraussagezeit T wird bei gesteigerter Maschinendrehzahl kurz, selbst wenn die Zeitdauer zwischen dem gegenwärtigen Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt des Erreichens des angestrebten Zustands im Hinblick auf den Kurbelwellenwinkel konstant ist. Es ist daher vorzuziehen, die Voraussagezeit entsprechend Bedingungen wie der Maschinendrehzahl zu verändern. Beispielsweise wird bei einem Anstieg der Maschinendrehzahl eine kurze Voraussagezeit eingestellt.
Bei einem Schritt 214 wird T/Δ t-malig wiederholt die Berechnung gemäß Gleichung (23) ausgeführt, wonach bei einem Schritt 216 der auf diese Weise berechnete Wert als Voraussagewert PMSM 2 für den Ansaugdruck eingesetzt wird. Durch die beschriebene Wiederholung der Berechnung des bewerteten Mittelwerts wird der aktuellste Wert des berechneten bewerteten Mittelwerts dem Ansaugdruck bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb angenähert. Daher ist es durch das Wählen der Anzahl der Zyklen der Rechenvorgänge für das Berechnen des bewerteten Mittelwerts auf die beschriebene Weise möglich, den Ansaugdruck zu einem zukünftigen Zeitpunkt vorauszusagen, der um T ms nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt kommt, nämlich den Ansaugdruck bei einem Zustand, der dem gleichmäßigen Zustand näherkommt als der gegenwärtige Zustand.
Die Fig. 17 zeigt eine Routine für das Berechnen der Einspritzdauer TAU für einen jeden vorbestimmten Kurbelwellenwinkel von beispielsweise 120°. In dieser Routine wird die Grundeinspritzdauer TP aus der in Fig. 12 gezeigten Tabelle entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem bei dem Schritt 216 erhaltenen Voraussagewert PMSM 2 für den Ansaugdruck ermittelt. Danach wird wie bei dem Schritt 110 bei dem ersten Ausführungsbeispiel bei einem Schritt 220 die Einspritzdauer TAU berechnet.
Zu einem zukünftigen Zeitpunkt, der um T ms nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt folgt, kann der Drosselöffnungsgrad und/ oder die Maschinendrehzahl verändert sein. Daher ist es nutzvoll, den Drosselöffnungsgrad und/oder die Maschinendrehzahl zu dem um T ms nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt folgenden zukünftigen Zeitpunkt dadurch vorauszusagen, daß die Differentiale des Drosselöffnungsgrads und/oder der Maschinendrehzahl herangezogen werden und die Berechnung des bewerteten Mittelwerts unter Anwendung dieser Differentiale wiederholt wird, so daß dadurch die Genauigkeit der Steuerung weiter verbessert wird.
Der auf die vorstehend beschriebene Weise berechnete bewertete Mittelwert und der Voraussagewert PMSM 2, dessen Erreichen zu dem Zeitpunkt T ms nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt zu erwarten ist, sind in den Fig. 18 und 19 gezeigt. Die Fig. 18 zeigt den Voraussagewert und einen theoretischen Wert, der zu einem zukünftigen Zeitpunkt 16 ms nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt erreicht werden sollte. Es ist ersichtlich, daß der Voraussagewert im wesentlichen gleich dem theoretischen Wert ist. Der Zeitpunkt der Analog/Digital-Umsetzung des Drosselöffnungsgrads fällt manchmal mit dem Zeitpunkt der Berechnung der Einspritzdauer zusammen, kann aber gegenüber dem Zeitpunkt der Berechnung der Brennstoffeinspritzrate versetzt werden. Das Ausmaß der Versetzung ist höchstens Δ t. Die mittlere Versetzungszeit kann daher als (0+Δ t)/2 angesetzt werden. Bei dem beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann daher die Voraussage des Ansaugdrucks ausgeführt werden, der zu einem Zeitpunkt T+Δ t/2 erreicht wird.
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel hat das Merkmal, daß die Brennstoffeinspritzrate gemäß einer vorausgesagten, an der Wandung des Ansaugsystems der Maschine haftenden Brennstoffmenge korrigiert wird.
Die Brennstoffmenge, die an der Wandung des Ansaugsystems haftet und dort verbleibt, ohne der Maschine zugeführt zu werden, ist durch den bei geöffnetem Einlaßventil der Maschine in dem Einlaßrohr herrschenden Ansaugdruck bestimmt. Es sei hier angenommen, daß sich infolge der Beschleunigung der Maschine der Ansaugdruck von PM 1 bis PM 2 ändert und auch dementsprechend der Film aus dem in flüssigen Zustand an der Wand des Ansaugsystems haftenden Brennstoffs jeweils die Dicke T 1 und T 2 hat. Die Brennstoffmenge, die der Wandfläche zum Erhöhen der Filmdicke von T 1 auf T 2 zuzuführen ist, liegt unabhängig von Faktoren wie der Drosselöffnungsgeschwindigkeit und der Anzahl der Einspritzzyklen fest. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher in Form einer in Fig. 22 dargestellten Tabelle in einem Festspeicher die gesamte Menge an der Wandfläche zugeführten Brennstoff gespeichert, die erforderlich ist, wenn der Ansaugdruck von einem bestimmten Bezugs-Ansaugdruck weg auf verschiedene Werte erhöht wird.
Die Fig. 20 zeigt eine Brennstoffeinspritzraten-Rechenroutine, die bei diesem Ausführungsbeispiel bei einem jeden vorbestimmten Kurbelwinkel ausgeführt wird (nämlich beim dargestellten Fall bei 360°). Bei einem Schritt 230 wird auf gleiche Weise wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen aus dem bei der in Fig. 16 gezeigten Routine berechneten Voraussagewert PMSM 2 für den Ansaugdruck die Grundeinspritzdauer TP berechnet. Bei einem Schritt 232 wird der Korrekturfaktor FK für die Brennstoffeinspritzrate berechnet, der durch Faktoren wie die Ansauglufttemperatur und die Kühlwassertemperatur bestimmt ist. Bei einem Schritt 234 wird eine Ermittlung aus der Tabelle gemäß Fig. 22 in der Weise vorgenommen, daß eine dem vorausgesagten Ansaugdruck PMSM 2 entsprechende Menge FMWET des an der Ansaugsystemwand haftenden Brennstoffs berechnet wird. In einem nachfolgenden Schritt 236 wird die Grundeinspritzdauer mit dem Korrekturfaktor FK multipliziert, während zugleich eine Einspritzdauer TAU dadurch festgelegt wird, daß dem Multiplikationsergebnis ein Korrekturwert hinzugefügt wird. Dieser Korrekturwert ist ein Wert, der das Ausmaß der Änderung der an der Ansaugsystemwandung haftenden Brennstoffmenge darstellt und der dadurch ermittelt wird, daß eine zuvor bestimmte Menge FMWET OLD des an der Ansaugsystemwandung haftenden Brennstoffs von der gegenwärtig bestimmten Menge FMWET des an der Ansaugsystemwand haftenden Brennstoffs subtrahiert wird. Bei einem Schritt 238 wird dann die gerade bestimmte Menge FMWET des an der Ansaugsystemwand haftenden Brennstoffs in den Schreib/Lesespeicher RAM eingespeichert, um bei dem nächsten Rechenzyklus als vorangehend bestimmte Menge FMWET OLD herangezogen zu werden.
Durch die vorstehend beschriebene Steuerung wird die Brennstoffeinspritzrate um eine Größe erhöht, die dem strichlierten Bereich in Fig. 21 entspricht. Diese Abstufung der Brennstoffeinspritzrate ist hinsichtlich der Erhöhung der an der Ansaugsystemwand haftenden Brennstoffmenge kompensiert, so daß infolge der zusätzlichen Korrektur der Einspritzrate der Maschine der Brennstoff genau in der erforderlichen Menge zugeführt werden kann. Die Fig. 24 zeigt jeweils die Änderungen des Drosselöffnungsgrads, des vorausgesagten Ansaugdrucks und des Luft/Brennstoff-Verhältnisses. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Abweichungen des Luft/Brennstoff- Verhältnisses im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall unterdrückt, der durch gestrichelte Linien dargestellt ist und bei dem Spitzen eines mageren Gemisches auftreten.
Nachstehend wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Korrektur für das Kompensieren der Änderung der an der Ansaugsystemwand haftenden Brennstoffmenge bei jedem Einspritzzyklus vorgenommen. Im Gegensatz dazu wird bei dem nachstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel eine zeitliche Abschwächung der zusätzlichen Korrektur bei jedem Einspritzzyklus angewandt, und zwar in Anbetracht des Umstands, daß das Anhaften des Brennstoffs an der Wandung nicht sofort bzw. übergangslos gleichmäßig wird. Das heißt, es wird eine zeitliche Abschwächung der Korrekturgröße vorgenommen, so daß das Ergebnis der Korrektur auf wirkungsvolle Weise nicht nur bei dem gegenwärtigen Einspritzzyklus, sondern auch bei einer Vielzahl nachfolgender Zyklen herangezogen wird, wodurch ein größeres Ausmaß an Gleichförmigkeit zwischen der tatsächlichen Brennstoffeinspritzrate und der von der Maschine benötigten Rate erzielt wird. Die Fig. 25 veranschaulicht eine Routine zur Berechnung der Brennstoffeinspritzrate bei diesem vierten Ausführungsbeispiel. Diese Routine wird bei einem jeden vorbestimmten Kurbelwinkel ausgeführt, der beispielsweise in diesem Fall 360° beträgt. In der Fig. 25 sind gleiche Bezugszeichen für die Bezeichnung gleicher Schritte nach Fig. 20 verwendet, deren ausführliche Beschreibung weggelassen ist.
Nach dem Berechnen der an der Ansaugsystemwand haftenden Brennstoffmenge FMWET wird ein Schritt 240 zum Bestimmen einer Korrekturzusatzgröße FAE nach folgender Gleichung ausgeführt:
FAE = 0,2 · FAE OLD + FMWET - FMWET OLD (24)
wobei FAE OLD eine vorangehend berechnete Korrekturzusatzgröße darstellt, während FMWET OLD die vorangehend berechnete, an der Wand haftende Brennstoffmenge ist.
Auf diese Weise wird die zuvor berechnete Korrekturzusatzgröße FAE OLD mit 0,2 multipliziert. Dies bedeutet, daß die vorangehende Korrekturzuwachsgröße um 80% verringert wird, so daß für die Bestimmung der gegenwärtigen Korrekturzuwachsgröße 20% der vorangehenden Korrekturzuwachsgröße herangezogen werden. Das beschriebene Verfahren der zeitlichen Abschwächung stellt nur ein Beispiel dar, so daß abhängig von der Art der Maschine verschiedenerlei andere Verfahren anwendbar sind. Beispielsweise kann die Abschwächung um eine vorbestimmte Größe in einer jeden vorbestimmten Periode statt wie bei dem beschriebenen Beispiel bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel von beispielsweise 360° herbeigeführt werden.
Bei einem Schritt 242 wird die Einspritzdauer TAU wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel unter Einsetzen der Grundeinspritzdauer, des Korrekturfaktors FK und der Korrekturzusatzgröße FAE berechnet. Bei einem Schritt 244 wird die Korrekturzusatzgröße FAE zur Benutzung als vorangehende Korrekturzusatzgröße FAE OLD bei dem nächsten Rechenzyklus in den Schreib/Lesespeicher RAM eingespeichert. Gleichermaßen wird die Menge FMWET zur Benutzung als vorangehende Menge FMWET OLD bei dem nächsten Rechenzyklus in den Schreib/ Lesespeicher eingespeichert.
In der vorstehenden Beschreibung anhand der Fig. 22 ist die an der Wand des Ansaugsystems entsprechend dem Ansaugdruck haftende Brennstoffmenge unter der Voraussetzung bestimmt, daß das Einlaßventil völlig geschlossen ist. Tatsächlich ändert sich jedoch die an der Ansaugsystemwand haftende Brennstoffmenge auch in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl. Eine Tabelle zum Ermitteln der anhaftenden Brennstoffmenge kann daher gemäß Fig. 23 durch das Einsetzen zweier Parameter, nämlich des Ansaugdrucks und der Maschinendrehzahl gebildet werden. Ferner ist die anhaftende Brennstoffmenge von der Maschinentemperatur abhängig. Daher kann die Tabelle weiter durch das Einsetzen der Maschinentemperatur als Variable modifiziert werden.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist zwar die Voraussage des Ansaugdrucks von dem bewerteten Mittelwert abhängig, jedoch kann die Voraussage auch nach der Gleichung (16) getroffen oder dadurch vorgenommen werden, daß der Konstantlauf- Ansaugdruck bei gleichmäßigem Maschinenbetrieb mittels eines Zeitverzögerungselements erster Ordnung aufbereitet wird.
Es wird ein Verfahren zum Steuern der Brennstoffeinspritzrate in einer Brennkraftmaschine gemäß dem Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl beschrieben. Das Verfahren umfaßt das Ermitteln des Ansaugdrucks unter Anwendung der Zeitdauer nach einer Änderung der Drosselöffnung als Variable und das Berechnen einer Grundeinspritzdauer gemäß dem auf diese Weise berechneten Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl. Die Brennstoffeinspritzung erfolgt mittels eines Systems gemäß diesem Verfahren. In dem System wird der Ansaugdruck bei gleichmäßigem Maschinenbetriebszustand aus dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl ermittelt, der auf diese Weise bestimmte Ansaugdruck unter Einberechnung einer Ansprechverzögerung des Ansaugdrucks in einer Übergangsperiode korrigiert und die Grundeinspritzdauer aus dem korrigierten Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl bestimmt. Nach diesem Verfahren bzw. mit diesem System kann die Brennstoffeinspritzrate in sehr genauer Übereinstimmung mit der von der Maschine benötigten Einspritzrate gesteuert werden, da die Einspritzrate gemäß der Maschinendrehzahl und dem tatsächlichen Ansaugdruck festgelegt wird, der mit hoher Genauigkeit vorausbestimmt werden kann.

Claims (14)

1. Verfahren zum Steuern der Brennstoffeinspritzrate in einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet,
daß entsprechend einem gegenwärtigen Drosselöffnungsgrad und einer gegenwärtigen Maschinendrehzahl ein durch eine Funktion einer Variablen M mit einem Anfangswert I dargestellter gegenwärtiger Ansaugdruck berechnet wird, wobei M die Zeitdauer nach einer Änderung des Drosselöffnungsgrades ist und I der Ansaugdruck zum Zeitpunkt der Änderung des Drosselöffnungsgrades ist,
daß eine Grundeinspritzdauer gemäß dem berechneten Ansaugdruck und der Maschinendrehzahl berechnet wird und
daß die Brennstoffeinspritzrate entsprechend der berechneten Grundeinspritzdauer gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenwärtige Ansaugdruck durch das Berechnen des Ansaugdrucks während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs entsprechend dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl und das Verarbeiten des auf diese Weise berechneten Ansaugdrucks während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs mit einem Verzögerungselement erster Ordnung ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenwärtige Ansaugdruck mit der Gleichung berechnet wird, wobei P der tatsächliche Ansaugdruck ist, gilt, gilt, t die Zeitdauer nach einer Änderung des Drosselöffnungsgrades ist, V das Volumen der Luft in dem Ansaugsystem von dem Drosselventil bis zu dem Einlaßventil der Maschine ist, V s der Hubraum der Maschine ist, NE die Maschinendrehzahl ist, η der Saugwirkungsgrad der Maschine ist, R eine Gaskonstante ist, T die Absoluttemperatur der Luft im Ansaugsystem ist, ψ ein Strömungsgeschwindigkeitskoeffizient ist, A die Öffnungsfläche des Drosselventils ist, Pc der Umgebungsluftdruck ist und P₀ der Ansaugdruck zu einem Zeitpunkt t=0 ist.
4. Verfahren zum Steuern der Brennstoffeinspritzrate in einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet,
daß mit einer vorbestimmten Frequenz der Ansaugdruck während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs entsprechend dem Drosselöffnungsgrad und der Maschinendrehzahl berechnet wird,
daß aus einer Zeitkonstante der Ansaugdruckänderung während einer Übergangszeit und der vorbestimmten Frequenz ein Bewertungskoeffizient berechnet wird,
daß aus einem vorangehend berechneten bewerteten Ansaugdruck- Mittelwert, dem während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs berechneten Ansaugdruck und dem Bewertungskoeffizienten ein gegenwärtiger bewerteter Ansaugdruck-Mittelwert berechnet wird, wodurch für den vorangehend berechneten bewerteten Ansaugdruck-Mittelwert ein höherer Wert eingesetzt wird,
daß aus dem bei dem vorangehenden Schritt berechneten gegenwärtigen bewerteten Ansaugdruck-Mittelwert und der Maschinendrehzahl eine Grundeinspritzdauer berechnet wird und daß die Brennstoffeinspritzrate entsprechend der berechneten Grundeinspritzdauer gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenwärtige bewertete Ansaugdruck-Mittelwert nach der Gleichung berechnet wird, wobei PMSM i der gegenwärtige bewertete Ansaugdruck- Mittelwert ist, PMSM i-1 der vorangehend berechnete bewertete Ansaugdruck-Mittelwert ist, PMTA der Ansaugdruck während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs ist und n der Bewertungskoeffizient ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewertungskoeffizient durch Bestimmen des Verhältnisses zwischen der Zeitkonstante und der vorbestimmten Frequenz berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante durch eine Funktion bestimmt wird, in der der Drosselöffnungsgrad und die Maschinendrehzahl als Variable eingesetzt sind.
8. System zum Steuern der Brennstoffeinspritzrate in einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine Drosselöffnungsgrad- Detektorvorrichtung (10) zum Erfassen des Drosselöffnungsgrades (TA), eine Maschinendrehzahl-Detektorvorrichtung (48), eine Ansaugdruck-Recheneinrichtung (A) zum Berechnen des Ansaugdrucks (PMTA) während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs aus dem erfaßten Drosselöffnungsgrad und der erfaßten Maschinendrehzahl (NE) in vorbestimmter Frequenz, eine Ansaugdruck-Korrektureinrichtung (B) zum Korrigieren des berechneten Ansaugdrucks während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs durch Heranziehen einer Ansprechverzögerung des Ansaugdrucks in der Übergangsperiode, eine Grundeinspritzdauer- Recheneinrichtung (C) zum Berechnen der Grundeinspritzdauer gemäß dem korrigierten Ansaugdruck und der erfaßten Maschinendrehzahl und eine Einspritzraten-Steuereinrichtung zum Steuern der Brennstoffeinspritzrate zumindest gemäß der Grundeinspritzdauer.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdruck-Korrektureinrichtung (B) eine Einrichtung zum Verarbeiten des Ausgangssignals der Ansaugdruck-Recheneinrichtung (A) mit einem Verzögerungselement erster Ordnung aufweist.
10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugdruck-Korrektureinrichtung (B) eine Bewertungskoeffizienten- Recheneinrichtung zum Berechnen eines Bewertungskoeffizienten aus einer Zeitkonstante der Änderung des Ansaugdrucks während einer Übergangsperiode und aus der Rechenfrequenz der Berechnung durch die Ansaugdruck-Recheneinrichtung (A) und eine Bewertungsmittelwert-Recheneinrichtung zum Berechnen eines gegenwärtigen bewerteten Ansaugdruck-Mittelwerts aus einem vorangehend berechneten bewerteten Ansaugdruck- Mittelwert, dem Ansaugdruck bei dem gleichmäßigen Maschinenbetrieb und dem von der Bewertungskoeffizienten-Recheneinrichtung berechneten Bewertungskoeffizienten aufweist, wodurch statt des vorangehend berechneten bewerteten Ansaugdruck- Mittelwerts ein höherer Wert eingesetzt wird, wobei die Grundeinspritzdauer-Recheneinrichtung (C) die Grundeinspritzdauer entsprechend dem von der Bewertungsmittelwert-Recheneinrichtung berechneten bewerteten Ansaugdruck-Mittelwert und der erfaßten Maschinendrehzahl berechnet.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Voraussage des Ausmaßes einer Änderung der an einer Maschinenwandung haftenden Brennstoffmenge aus dem von der Bewertungsmittelwert-Recheneinrichtung berechneten gegenwärtigen bewerteten Ansaugdruck-Mittelwert eine Voraussageeinrichtung vorgesehen ist und daß die Einspritzraten-Steuereinrichtung die Brennstoffeinspritzrate entsprechend der Grundeinspritzdauer und dem Ausmaß der Änderung hinsichtlich der an der Maschinenwandung haftenden Brennstoffmenge steuert.
12. System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Tabelleneinrichtung, die eine erste Tabelle für den Ansaugdruck (PMTA) während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs im Zusammenhang mit dem Drosselöffnungsgrad (TA) und der Maschinendrehzahl (NE), eine zweite Tabelle für den Bewertungskoeffizienten im Zusammenhang mit der Maschinendrehzahl und jeweils dem Drosselöffnungsgrad oder dem Ansaugdruck während des gleichmäßigen Maschinenbetriebs und eine dritte Tabelle für die Grundeinspritzdauer im Zusammenhang mit der Maschinendrehzahl und dem gegenwärtigen Ansaugdruck enthält, wobei die erste Tabelle zur Berechnung mittels der Ansaugdruck-Recheneinrichtung (A) dient, die zweite Tabelle zur Berechnung mittels der Bewertungskoeffizienten-Recheneinrichtung dient und die dritte Tabelle zur Berechnung mittels der Grundeinspritzdauer- Recheneinrichtung (C) dient.
13. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ansaugdruck-Korrektureinrichtung (B) durch das Heranziehen einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen der Berechnung des bewerteten Ansaugdruck-Mittelwerts mittels der Bewertungsmittelwert- Recheneinrichtung der Ansaugdruck voraussagbar ist, der erreicht wird, wenn der Ansaugluft-Strömungsdurchsatz beständig wird.
14. System nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Berechnen des Ausmaßes der Änderung der an der Maschinenwandung haftenden Brennstoffmenge als eine Funktion der Maschinentemperatur und/oder der Maschinendrehzahl.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102910A1 (de) * 1990-02-02 1991-08-08 Hitachi Ltd Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung einer brennkraftmaschine
DE19525815B4 (de) * 1995-07-15 2007-05-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung des Lastsignals einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688211B2 (ja) * 1988-05-18 1997-12-08 富士通テン株式会社 内燃機関の燃料噴射量制御方法
US5003950A (en) * 1988-06-15 1991-04-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for control and intake air amount prediction in an internal combustion engine
US4996959A (en) * 1988-07-13 1991-03-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Ignition timing control system for automotive engine
JP2688216B2 (ja) * 1988-07-21 1997-12-08 富士通テン株式会社 内燃機関の燃料噴射量制御方法
JPH02104930A (ja) * 1988-10-13 1990-04-17 Fuji Heavy Ind Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置
US5367462A (en) * 1988-12-14 1994-11-22 Robert Bosch Gmbh Process for determining fuel quantity
DE3842075A1 (de) * 1988-12-14 1990-06-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur kraftstoffmengenbestimmung
JP2735870B2 (ja) * 1989-04-10 1998-04-02 マツダ株式会社 エンジンの燃料制御装置
JPH02308950A (ja) * 1989-05-25 1990-12-21 Japan Electron Control Syst Co Ltd 内燃機関の制御装置における空気漏れ自己診断装置及び空気漏れ学習補正装置
JP2847910B2 (ja) * 1990-06-14 1999-01-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JPH0460173A (ja) * 1990-06-29 1992-02-26 Fujitsu Ten Ltd 電子式点火装置
JPH04128527A (ja) * 1990-09-19 1992-04-30 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の燃料供給装置
JP2827491B2 (ja) * 1990-09-27 1998-11-25 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射量制御装置
GB2251499A (en) * 1991-01-05 1992-07-08 Delco Electronics Corp Electronic control module.
JP2917600B2 (ja) * 1991-07-31 1999-07-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPH06264808A (ja) * 1993-03-16 1994-09-20 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
US5505179A (en) * 1994-10-03 1996-04-09 Ford Motor Company Method and apparatus for inferring manifold absolute pressure in turbo-diesel engines
JP3442626B2 (ja) * 1997-10-20 2003-09-02 三菱電機株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4089456B2 (ja) * 2003-02-12 2008-05-28 株式会社デンソー エンジン制御装置
JP2013189964A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Hitachi Automotive Systems Ltd エンジンの制御装置
US9200587B2 (en) * 2012-04-27 2015-12-01 Tula Technology, Inc. Look-up table based skip fire engine control
ITUB20159587A1 (it) * 2015-12-22 2017-06-22 Magneti Marelli Spa Metodo per il controllo della iniezione di combustibile in un motore a combustione interna di un motoveicolo
JP6418206B2 (ja) * 2016-08-10 2018-11-07 トヨタ自動車株式会社 エンジンの始動制御装置
CN110635493A (zh) * 2019-09-19 2019-12-31 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种燃机气门调频快速响应控制方法
JP2023027700A (ja) * 2021-08-17 2023-03-02 ヤマハ発動機株式会社 船舶用エンジンの燃料噴射制御装置、船舶用エンジン、船舶用推進機および船舶

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3627419A1 (de) * 1985-09-04 1987-03-05 Hitachi Ltd Verfahren zur regelung der kraftstoffeinspritzung
DE3318779C2 (de) * 1982-05-24 1988-02-04 Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE3310600C2 (de) * 1982-03-24 1988-07-21 Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, Jp

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2457436C2 (de) * 1974-12-05 1984-09-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Kraftstoffzumeßeinrichtung für Brennkraftmaschinen
CA1154121A (en) * 1979-09-27 1983-09-20 Laszlo Hideg Fuel metering system for an internal combustion engine
JPS57188744A (en) * 1981-05-18 1982-11-19 Nippon Denso Co Ltd Control method for internal combustin engine
JPS588238A (ja) * 1981-07-06 1983-01-18 Toyota Motor Corp 燃料噴射式エンジンの燃料噴射量制御方法
JPS58206845A (ja) * 1982-05-26 1983-12-02 Mikuni Kogyo Co Ltd 電子制御式燃料供給装置
JPS5928031A (ja) * 1982-08-09 1984-02-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の電子制御燃料噴射方法
JPS6043135A (ja) * 1983-08-17 1985-03-07 Mikuni Kogyo Co Ltd 内燃機関の燃料供給量制御方法
JPS60169647A (ja) * 1984-02-13 1985-09-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御方法
JPS60224951A (ja) * 1984-04-24 1985-11-09 Mitsubishi Motors Corp エンジン用燃料供給装置
JPH0742893B2 (ja) * 1985-11-22 1995-05-15 株式会社日立製作所 燃料系の空気量推定制御方法
JPS63143348A (ja) * 1986-12-08 1988-06-15 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御装置
US4750352A (en) * 1987-08-12 1988-06-14 General Motors Corporation Mass air flow meter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3310600C2 (de) * 1982-03-24 1988-07-21 Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, Jp
DE3318779C2 (de) * 1982-05-24 1988-02-04 Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE3627419A1 (de) * 1985-09-04 1987-03-05 Hitachi Ltd Verfahren zur regelung der kraftstoffeinspritzung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102910A1 (de) * 1990-02-02 1991-08-08 Hitachi Ltd Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung einer brennkraftmaschine
DE19525815B4 (de) * 1995-07-15 2007-05-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung des Lastsignals einer Brennkraftmaschine

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Publication number Publication date
US4886030A (en) 1989-12-12
DE3807175C2 (de) 1995-02-09
JP2973418B2 (ja) 1999-11-08
JPS63215848A (ja) 1988-09-08

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