DE3810692A1 - Steuerungssystem fuer eine kraftstoffeinspritzung eines kraftfahrzeugmotors - Google Patents
Steuerungssystem fuer eine kraftstoffeinspritzung eines kraftfahrzeugmotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für eine Kraftstoffeinspritzung
eines Kfz-Motors nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Kraftstoffeinspritzsystem
zur Steuerung des Kraftstoff/Luftverhältnisses des
Gemisches, das einem Kfz-Motor zugeführt wird, und zwar um ein
Steuersystem zum Einspritzen von Kraftstoff während der Kraftstoff
in herkömmlicher Weise eingespritzt wird, und zwar beim
Beschleunigen, wobei gleichzeitig eine Klimaanlage benutzt wird.
Bei einem bekannten Kraftstoffeinspritzsystem für ein Kfz wird
eine Basiseinspritzpulsbreite Tp in Abhängigkeit von der Luftströmung
Q und der Maschinendrehzahl N berechnet
(Tp = K×Q/N, wobei K eine Konstante ist). Die tatsächlich
verwendete Einspritzpulsbreite Ti wird durch eine Korrektur
der Basiseinspritzpulsbreite Tp in Übereinstimmung mit Motorbetriebsdaten,
z. B. Leerlauf oder weit geöffnete Drosselklappe
bestimmt.
Um eine Ansprechverzögerung eines Luftströmungsmessers zum
Feststellen der Luftströmung bei Beschleunigung des Kraftfahrzeuges
zu kompensieren, ist in dem japanischen Patent
mit der Offenlegungsnummer 60-17 247 ein Steuerungssystem
aufgezeigt, bei dem ein Hilfskraftstoff eingespritzt wird,
wenn eine Druckdifferenz im Einlaßkrümmer oberhalb eines
vorbestimmten Wertes liegt, was wiederum bedeutet, daß der
Motor beschleunigt wird. Die Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreite
TACC zur Beschleunigung wird in Abhängigkeit von einem
vorbestimmten Korrekturkoeffizienten KACCL für die Beschleunigung
und einer Korrekturkonstante TCONST
(TACC = KACCL × Tp + TCONST) berechnet.
Der Korrekturkoeffizient KACCL und die Konstante TCONST
werden jedoch so eingestellt, daß ein korrektes Treibstoff/
Luftverhältnis unter Betriebsbedingungen erzielt wird, die
keine Last, wie z. B. eine Klimaanlage, umfassen. Die Leistung
der Maschine nimmt also ab, wenn die Klimaanlage benutzt
wird. Um dieselbe Leistung zu erzielen, tritt der Benutzer
des Kraftfahrzeuges das Gaspedal tiefer, so daß der
Öffnungsgrad der Drosselklappe steigt und mehr Luft zum
Anheben der Motordrehzahl zugeführt wird. Das Ansteigen
der Luftströmung Q bewirkt ein Ansteigen der Basiseinspritzpulsbreite
Tp. Nachdem aber der Koeffizient KACCL
und die Konstante TCONST unabhängig vom Betrieb einer Klimaanlage
eingestellt sind, steigt auch die Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreite
TACC bei Ansteigen der Motorendrehzahl.
Auf diese Weise wird das Treibstoffluftgemisch übermäßig
fett, so daß die Verbrennungseffizienz sinkt. Dies
wiederum bewirkt ein Stottern beim Start und bei der Beschleunigung
des Kraftfahrzeuges, verschlechtert also die
Fahreigenschaften.
Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik, ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für
eine Kraftstoffeinspritzung der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß beim Beschleunigen unter
gleichzeitiger Verwendung einer Klimaanlage die Verbrennungseffizienz
und somit die Fahreigenschaften beim Start
und Beschleunigen des Kraftfahrzeuges optimiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerungssystem
für eine Kraftstoffeinspritzung eines Kfz-Motors mit einer
Klimaanlage und einem Kraftstoffeinspritzsystem weitergebildet,
das ein Einspritzpulsbreitensignal in Abhängigkeit
von Motorbetriebsdaten abgibt.
Das System umfaßt Detektormittel zum Feststellen der Beschleunigung
des Motors und zum Abgeben eines Beschleunigungssignales;
einen Klimaanlagenschalter zum Abgeben eines
Klimaanlagensignales, wenn der Klimaanlagenschalter geschlossen
ist; Hilfskraftstoffeinspritzmittel, die auf das
Beschleunigungssignal und das Klimaanlagensignal ein erstes
Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreitensignal abgeben,
das der Einspritzung dann zugrunde gelegt wird, wenn das
Beschleunigungssignal festgestellt wurde. Das erste Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreitensignal
weist eine geringeren
Wert als ein zweites Signal auf, wenn der Klimaanlagenschalter
offen ist, wodurch dann die Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreite
verringert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt
das System weiterhin einen Neutralschalter zum Abgeben
eines Neutralsignales, wenn das Getriebe des Kraftfahrzeuges
im neutralen Zustand ist. Die Hilfskraftstoffeinspritzmittel
sind so ausgebildet, daß sie weiterhin auf
das Neutralsignal ansprechen und ein drittes Hilfskraftstoffeisnpritzpulsbreitensignal
abgeben, das einen größeren
Wert als das zweite Signal hat, wodurch die Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreite
vergrößert wird. Die Hilfskraftstoffeinspritzmittel
umfassen Koeffizienten zum Korrigieren des
Hilfskraftstoffeinspritzpulsbreitensignales, die in ihrem
Betrag beim Ansteigen der Temperatur des Motorkühlmittels
abnehmen.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen der Erfindung, die anhand von Abbildungen
näher erläutert werden. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Systems
zur Steuerung des Betriebs eines Verbrennungsmotors
für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2a und 2b Blockdiagramme einer Steuerungseinheit, wie
sie im erfindungsgemäßen System Verwendung
findet,
Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen Beschleunigungskorrekturkoeffizient
und Kühlmitteltemperatur,
Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der
Beziehung zwischen einer Konstanten und der
Kühlmitteltemperatur und
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein Kfz-Motor 1 für ein Kraftfahrzeug
mit Luft über einen Luftfilter 2, einen Einlaßkrümmer
3 und eine Drosselklappe 4 versorgt, wobei Kraftstoff
zugemischt wird, der über eine Einspritzdüse 5 eingespritzt
wird. Abgas aus dem Motor 1 wird über einen Auslaßkrümmer
6 und einen Katalysator 7 abgeführt. Ein Hitzdraht-
Luftströmungsmesser 8 ist im Einlaßkrümmer 3 vorgesehen.
Im Auslaßkrümmer 6 ist ein O₂-Sensor 11 angebracht.
Ausgangssignale des Fühlers 8 und des Sensors 11 werden
einer Steuereinheit 10 zugeführt. Der Steuereinheiet 10 werden
weiterhin Ausgangssignale eines Kurbelwinkelfühlers 9,
eines Drosselklappen-Stellungsfühlers 12, eines Kühlmittel-
Temperaturfühlers 13, eines Klimaanlagenschalters 15
und eines Neutralschalters 14 zugeführt, der zum Feststellen
des Neutralzustandes eines nicht gezeigten Getriebes dient.
Die Steuereinheit 10 gibt ein Betätigungssignal für die
Einspritzdüse 5 ab.
Wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, umfaßt die Steuereinheit
10 einen Drehzahlrechner 20, der die Motordrehzahl in Übereinstimmung
mit dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelfühlers
9 berechnet. Ein Basispulsbreitenrechner 21 ist vorgesehen,
dem ein Motordrehzahlsignal N aus dem Drehzahlrechner
21 und ein Luftströmungssignal Q aus dem Luftströmungsfühler
8 zugeführt werden. Die Basiseinspritzpulsbreite
Tp wird durch die folgende Gleichung erhalten:
Tp = K × Q/N (K = Konstante);
das Ausgangssignal Tp wird einem Einspritzpulsbreitenrechner
22 zugeführt, um eine Einspritzpulsbreite Ti über eine
Korrektur der Basiseinspritzpulsbreite Tp in Übereinstimmung
mit einem Signal vom O₂-Sensor 11, dem Kühlmitteltemperatursignal
Tw aus dem Kühlmitteltemperaturfühler 13 und
dem Drosselklappen-Winkelfühlersignal R des Drosselklappen-
Winkelfühlers 12 herzuleiten. Die Einspritzpulsbreite
Ti wird nach der folgenden Gleichung berechnet:
Ti = Tp × COF × λ;
hier bedeutet COF ein Misch-Koeffizient, der verschiedene
Korrektur- oder Kompensationskoeffizienten enthält, die
aus Speichern abgeleitet werden, und zwar in Übereinstimmung
mit der Kühlmitteltemperatur und dem Drosselklappenwinkel.
Die Größe λ ist ein Korrekturkoeffizient, der vom
Rückkopplungssignal aus dem O₂-Fühler 11 abgeleitet wird.
Die Steuereinheit 10 umfaßt weiterhin einen Beschleunigungsfeststellabschnitt
23 zum Feststellen einer Beschleunigung
des Fahrzeuges, wenn das Drosselklappen-Winkelsignal
λ, das den Öffnungsgrad der Drosselklappe wiedergibt,
sich mit einer Geschwindigkeit ändert, die größer als
ein vorbestimmter Wert ist. Ausgangssignale des Beschleunigungsfeststellabschnittes
23, des Neutralschalters 14,
des Klimaanlagenschalters 15 und das Kühlmitteltemperatursignal
Tw werden einem Koeffizienten- und Konstantenabschnitt
24 zugeleitet, der einen Beschleunigungskorrekturkoeffizientenspeicher
25 und einen Konstantenspeicher 26
umfaßt. Der Beschleunigungskorrekturkoeffizientenspeicher
25 umfaßt drei Nachschlagetabellen, in denen Beschleunigungskorrekturkoeffizienten
KACCL 1, KACCL 2, KACCL 3 gespeichert
sind. Der Konstantenspeicher 26 umfaßt drei Nachschlagetabellen,
in denen Konstanten TCONST 1, TCONST 2 und
TCONST 3 gespeichert sind. Die Koeffiziententabelle und
die Konstantentabelle werden in Abhängigkeit von der Stellung
des Neutralschalters 14 und des Klimaanlagenschalters
15 ausgewählt. Die Auswahl der Koeffiziententabelle und
der Konstantentabelle erfolgt folgendermaßen:
Die Beziehung zwischen den Koeffizienten KACCL 1 bis KACCL 3
und den Konstanten TCONST 1 bis TCONST 2 sind folgendermaßen:
KACCL 1 < KACCL 3 < KACCL 2
TCONST 1 < TCONST 3 < TCONST 2
TCONST 1 < TCONST 3 < TCONST 2
Ein Beschleunigungskorrekturkoeffizient KACCL 1 und eine
Konstante TCONST werden jeweils aus der ausgewählten Tabelle
in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur ausgelesen.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, nehmen die Koeffizienten
KACCL und die Konstante TCONST mit ansteigender
Kühlmitteltemperatur ab.
Der abgeleitete Korrekturkoeffizient KACCL und die Konstante
TCONST werden einem Hilfseinspritzpulsbreitenrechner
27 zugeführt, dem die Basiseinspritzpulsbreite Tp und das
Beschleunigungssignal aus dem Beschleunigungsfeststellabschnitt
23 zugeführt werden. Die Gleichung zur Herleitung
der Hilfseinspritzpulsbreite TACC lautet:
TACC = KACCL × Tp + TCONST
Die Einspritzpulsbreiten Ti und TACC werden jeweils unabhängig
der Einspritzdüse 5 zugeleitet.
Im folgenden wird die Erfindung, die also auch als Verfahren
beschrieben werden kann, anhand des Flußdiagrammes
nach Fig. 5 beschrieben.
In einem Schritt S 1 wird festgestellt, ob der Motor beschleunigt
wird, was dann der Fall ist, wenn die Änderungsrate
des Öffnungsgrades der Drosselklappe während
einer vorbestimmten Zeitdauer, z. B. während 40 msec, oberhalb
eines vorbestimmten Wertes liegt. Wenn eine Beschleunigung
festgestellt wird, so schreitet das Programm zu
einem Schritt S 2 fort, in welchem festgestellt wird, ob
der Klimaanlagenschalter an oder aus ist. Wenn der Klimaanlagenschalter
aus ist, so wird in einem Schritt S 3 festgestellt,
ob der Neutralschalter an ist. Wenn der Neutralschalter
aus ist, was bedeutet, daß das Fahrzeug beschleunigt
wird, so wird ein Beschleunigungskorrekturkoeffizient
KACCL 3 und eine Konstante TCONST 3 ausgelesen und in
einem Schritt S 4 gesetzt.
Wenn andererseits im Schritt S 3 festgestellt wird, daß
der Neutralschalter an ist, was bedeutet, daß das Gaspedal
im Leerlauf niedergedrückt wird, so werden ein Korrekturkoeffizient
KACCL 1 und eine Konstante TCONST 1 in einem
Schritt S 5 gesetzt.
Wenn im Schritt S 2 festgestellt wird, daß der Klimaanlagenschalter
an ist, so schreitet das Programm zu einem
Schritt S 6 fort, in welchem ebenfalls festgestellt wird,
ob der Neutralschalter an ist. Wenn der Neutralschalter
an ist, so schreitet das Programm zum Schritt S 5 weiter.
Wenn im Schritt S 6 festgestellt wird, daß der Neutralschalter
aus ist, so werden der Beschleunigungskorrekturkoeffizient
KACCL 2 und die Konstante TCONST 2 in einem Schritt
S 7 gesetzt. In dem Schritt werden der Korrekturkoeffizient
und die Konstante in Abhängigkeit mit dem Kühlmitteltemperatursignal
Tw ausgelesen.
Nachdem die Werte des Koeffizienten KACCL 2 und der Konstanten
TCONST 2 am kleinsten sind, wird die Hilfseinspritzpulsbreite
TACC klein. Demzufolge wird beim Beschleunigen
des Fahrzeuges und gleichzeitigem Betrieb der Klimaanlage,
also dann, wenn der Neutralschalter aus und der Klimaanlagenschalter
zu sind, eine übermäßige Anreicherung des Gemisches
verhindert.
Wenn darüber hinaus die Kühlmitteltemperatur niedrig ist,
so sind die Werte des Koeffizienten und der Konstanten
groß, so daß die Hilfspulsbreite angehoben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden also der Korrekturkoeffizient
und die Konstante bei der Beschleunigung
des Fahrzeuges bei gleichzeitigem Betrieb der Klimaanlage
verringert. Aus diesem Grund wird die (eingespritzte)
Kraftstoffmenge für eine vorbestimmte Zeitdauer auf denselben
Wert festgelegt, wie in einem Zustand, bei dem keine
Klimaanlage verwendet wird, und zwar unabhängig von einem
Ansteigen der Basiseinspritzpulsbreite. Auf diese Weise
wird eine übermäßige Anreicherung des Gemisches verhindert.
Claims (4)
1. Steuerungssystem für eine Kraftstoffeinspritzung eines Kfz-
Motors mit einer Klimaanlage und einem Kraftstoffeinspritzssystem,
das ein Einspritzpulsbreitensignal für eine Haupteinspritzung abgibt,
gekennzeichnet durch
Beschleunigungsfeststellmittel (23) zum Feststellen der Beschleunigung
des Motors und zum Abgeben eines Beschleunigungssignales;
einen Klimaanlagenschalter (15) zum Abgeben eines Klimaanlagensignales
dann, wenn der Klimaanlagenschalter (15) geschlossen
ist;
Hilfseinspritzmittel (27), die auf das Beschleunigungssignal
und das Klimaanlagensignal ein erstes Hilfseinspritzpulsbreitensignal
abgeben, das unabhängig von dem
Haupteinspritzsignal verwendet wird, wobei das erste
Hilfseinspritzpulsbreitensignal einen geringeren Wert
aufweist als ein zweites Signal, das dann vorliegt,
wenn der Klimaanlagenschalter offen ist, wodurch die
Hilfseinspritzpulsbreite verringert wird.
2. Steuerungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß weiterhin ein Neutralschalter (14) vorgesehen ist,
der dann ein Neutralsignal abgibt, wenn das Getriebe
des Fahrzeuges in einem Neutralzustand ist, wobei die
Hilfseinspritzmittel (27) so angeordnet und ausgebildet
sind, daß sie weiterhin auf das Neutralsignal ansprechen
und ein drittes Hilfseinspritzpulsbreitensignal mit einem
größeren Wert als das zweite Signal abgeben, um
die Hilfseinspritzpulsbreite zu vergrößern.
3. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfseinspritzmittel so ausgebildet sind, daß
Koeffizienten zur Korrektur des Hilfseinspritzpulsbreitensignales
zuführbar sind.
4. Steuerungssystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koeffizienten derart auslesbar sind, daß ihr
Betrag bei Ansteigen der Temperatur des Kühlmittels des
Motors abnimmt.
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