DE3914615C2 - Process and arrangement for triggering full-load enrichment - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Auslösung der Vollast-Anreicherung bei einem elektronischen Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen.The invention relates to a method and an arrangement for Triggering full load enrichment with an electronic Fuel injection system for internal combustion engines.
Bei einem aus der Fachliteratur "Kombiniertes Zünd- und Benzin einspritzsystem MOTRONIC", Bosch, Stuttgart 1983, Seite 28, bekannten elektronischen Kraftstoffeinspritzsystem wird die Vollast-Anreicherung durch einen Drosselklappenschalter bei einem vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkel ausgelöst. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Auslösung der Vollast-Anreicherung nicht optimal an verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine angepaßt ist.For one from the specialist literature "Combined ignition and gasoline injection system MOTRONIC ", Bosch, Stuttgart 1983, page 28, known electronic fuel injection system is the full load enrichment by one Throttle switch at a given Throttle valve opening angle triggered. This method has the disadvantage that triggering the full-load enrichment not optimal to different operating states of the Internal combustion engine is adapted.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei welchem die Vollast-Anreicherung weitgehend an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßt ausgelöst wird. The object of the invention is to provide a method for which the full load enrichment largely to the adapted operating state of the internal combustion engine is triggered.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Vollast-Anreicherung erfolgt, wenn der Drosselklappen-Öffnungswinkel größer als ein von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängiger vorgegebener Drosselklappen-Öffnungswinkel ist. Dabei ist die Abhängigkeit vorzugsweise derart, daß der vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel mit zunehmender Drehzahl ansteigt und daß der Anstieg des vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkels mit zunehmender Drehzahl abnimmt. Im einzelnen hängt die Funktion zwischen dem vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkel und der Drehzahl vom jeweiligen Typ der Brennkraftmaschine ab und ist für diesen jeweils durch Messungen zu ermitteln.The method according to the invention is characterized in that that a full load enrichment takes place when the Throttle valve opening angle larger than one of the Speed of the internal combustion engine dependent predetermined Throttle valve opening angle is. Here is the Dependency preferably such that the given one Throttle valve opening angle with increasing speed increases and that the increase of the predetermined Throttle valve opening angle with increasing speed decreases. In particular, the function depends on the predetermined throttle valve opening angle and the speed depending on the type of internal combustion engine and is for to determine this by measurements.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß bei niedrigen Drehzahlen frühzeitig eine Vollast-Anreicherung erfolgt, während bei höheren Drehzahlen eine Vollast-Anreicherung erst bei relativ großem Öffnungswinkel einsetzt. Gegenüber einer drehzahlunabhängigen Auslösung der Vollast-Anreicherung, die bei den bekannten elektronischen Kraftstoffeinspritzsystemen bei einem gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren mittleren Drosselklappen-Öffnungswinkel erfolgt, tritt zusätzlich eine Verminderung des Verbrauchs und des Schadstoffausstoßes im oberen Drehzahlbereich und eine Drehmomenterhöhung im unteren "Hochlastbereich" auf.The inventive method has the advantage that at low-speed enrichment at an early stage takes place, while at higher speeds a Full load enrichment only with a relatively large opening angle starts. Compared to a speed-independent triggering of the Full-load enrichment, which in the known electronic Fuel injection systems at one versus the middle method according to the invention Throttle valve opening angle occurs, an additional occurs Reduction of consumption and pollutant emissions in the upper speed range and a torque increase in the lower "high load range".
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich für eine Durchführung mit Hilfe eines Mikrocomputers eignet, besteht darin, daß beim Betrieb der Brennkraftmaschine wiederholt die Drehzahl und der Drosselklappen-Öffnungswinkel abgefragt werden, daß der zu der abgefragten Drehzahl gehörende vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel aus einer Tabelle ausgelesen und mit dem abgefragten Drosselklappen-Öffnungswinkel verglichen wird, daß bei größerem Drosselklappen-Öffnungswinkel als dem vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkel eine Vollast-Anreicherung erfolgt und daß bei einem Drosselklappen-Öffnungswinkel, der kleiner als der vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel ist, eine Steuerung bzw. Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge ohne Vollast-Anreicherung durchgeführt wird.An advantageous embodiment of the invention Procedure that is suitable for implementation using a Suitable microcomputers is that the operation of the Internal combustion engine repeats the speed and the Throttle valve opening angles are queried that the too the predetermined speed belonging to the queried speed Throttle valve opening angle read from a table and with the requested throttle valve opening angle it is compared that with larger Throttle valve opening angle than the predetermined Throttle valve opening angle a full load enrichment takes place and that at a throttle valve opening angle, the smaller than the specified throttle valve opening angle is a control of the Fuel injection quantity without full load enrichment is carried out.
Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselklappen-Stellungssensor und ein Drehzahlsensor vorgesehen sind, deren Ausgänge mit einem einen Mikrocomputer enthaltenden Steuergerät verbunden sind, und daß in einem dem Mikrocomputer zugeordneten Speicher der vorgegebene Drosselklappen-Öffnungswinkel als Funktion der Drehzahl und ein Programm zur Durchführung des Verfahrens abgelegt sind.This is an advantageous arrangement according to the invention characterized in that a throttle position sensor and a speed sensor are provided, the outputs with a a control unit containing a microcomputer are connected, and that in a memory assigned to the microcomputer predetermined throttle valve opening angle as a function of Speed and a program to perform the procedure are filed.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:The invention permits numerous embodiments. A of which is schematic in the drawing based on several Figures shown and described below. It shows:
Fig. 1 ein Kraftstoffeinspritzsystem an einem Vier-Zylinder-Motor mit einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 a fuel injection system of a four-cylinder engine with an arrangement for carrying out the method according to the invention,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Steuergerätes, welches in dem Kraftstoffeinspritzsystem nach Fig. 1 verwendet wird, FIG. 2 shows a block diagram of a control unit which is used in the fuel injection system according to FIG. 1, FIG.
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des vorgegebenen Drosselklappen-Öffnungswinkels von der Drehzahl und Fig. 3 is a graphical representation of the dependency of the predetermined throttle valve opening angle on the speed and
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Computerprogramms zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 4 is a flowchart of a computer program for performing the method according to the invention.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical parts are given the same reference symbols in the figures Mistake.
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Kraftstoffeinspritzsystem ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 ein Einspritzventil 2, 3, 4, 5 zugeordnet. Die Einspritzventile sind Teile eines Kraftstoffkreislaufs, der in an sich bekannter Weise aus einem Tank 6, einer in den Tank integrierten Kraftstoffpumpe 7, einem Kraftstoffilter 8 und einem Druckregler 9 besteht, von dem über eine Leitung 10 überschüssiger Kraftstoff in den Tank 6 zurückbefördert wird. Die Verbrennungsluft erhält die Brennkraftmaschine 1 über einen nicht dargestellten Luftfilter, ein Saugrohr 11 und die Drosselklappe 12. Im Saugrohr 11 sind ein Ansaugluft-Temperatursensor 13 und ein Luftdrucksensor 14 vorgesehen. Außerdem steht die Drosselklappe 12 mit einem Stellungssensor 15 in Verbindung, welcher ein dem Drosselklappen-Öffnungswinkel entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Im Abgaskanal 15 ist eine Lambdasonde 16 angeordnet. Die Strömungsrichtungen des Kraftstoffs, der Luft und der Abgase sind in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichnet.In the fuel injection system shown schematically in FIG. 1, an injection valve 2 , 3 , 4 , 5 is assigned to each cylinder of the internal combustion engine 1 . The injection valves are parts of a fuel circuit which, in a manner known per se, consists of a tank 6 , a fuel pump 7 integrated in the tank, a fuel filter 8 and a pressure regulator 9 , from which excess fuel is returned to the tank 6 via a line 10 . The internal combustion engine 1 receives the combustion air via an air filter (not shown), an intake manifold 11 and the throttle valve 12 . An intake air temperature sensor 13 and an air pressure sensor 14 are provided in the intake manifold 11 . In addition, the throttle valve 12 is connected to a position sensor 15 , which generates an electrical signal corresponding to the throttle valve opening angle. A lambda probe 16 is arranged in the exhaust duct 15 . The flow directions of the fuel, air and exhaust gases are indicated by arrows in FIG. 1.
Am Schwungrad 17 der Brennkraftmaschine 1 ist ein Drehzahlgeber 18 angeordnet. Ferner verfügt die Brennkraftmaschine 1 über einen Kühlwasser-Temperatursensor 19 und einen Zündverteiler 20, der in an sich bekannter Weise mit einer Zündspule 21 und mit nicht dargestellten Zündkerzen verbunden ist. Außerdem ist zur Umgehung der Drosselklappe 12 ein Leerlaufstellglied 22 vorgesehen.A speed sensor 18 is arranged on the flywheel 17 of the internal combustion engine 1 . Furthermore, the internal combustion engine 1 has a cooling water temperature sensor 19 and an ignition distributor 20 which is connected in a manner known per se to an ignition coil 21 and to spark plugs (not shown). In addition, an idle actuator 22 is provided to bypass the throttle valve 12 .
Die Ausgänge der erwähnten Sensoren sowie die Eingänge der genannten Stellglieder sind mit entsprechenden Ein- und Ausgängen eines Steuergerätes 30 verbunden. Zur Spannungsversorgung dient eine Batterie 23. Steuergeräte zur elektronischen Regelung der Kraftstoffeinspritzung sind an sich bekannt, so daß im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung lediglich eine schematische Erläuterung eines solchen Steuergerätes anhand von Fig. 2 erfolgt.The outputs of the sensors mentioned and the inputs of the actuators mentioned are connected to corresponding inputs and outputs of a control unit 30 . A battery 23 is used for the voltage supply. Control devices for electronic control of the fuel injection are known per se, so that in connection with the present invention, only a schematic explanation of such a control device is given with reference to FIG. 2.
Im Steuergerät 30 ist ein Mikrocomputer 31 vorgesehen, der nach einem festgelegten Programm die erforderlichen Funktionen steuert. Die analogen Größen werden über einen Multiplexer 33 und einen Analog/Digital-Wandler 32 zugeführt, während die impulsförmigen Eingangsgrößen bzw. binären Signale über Schnittstellen 34 zum Mikrocomputer 31 gelangen. Ausgangsseitig ist der Mikrocomputer 31 mit Leistungsstufen 35 verbunden, dabei sind jeweils für ein Einspritzventil 2 bis 5 (Fig. 1) eine Leistungsstufe sowie eine Leistungsstufe zur Steuerung eines nicht dargestellten Relais für die Kraftstoffpumpe 7 (Fig. 1) und eine Leistungsstufe für das Leerlaufstellglied 22 vorgesehen. Zur Speicherung von Daten auch bei abgeschaltetem Steuergerät ist ein nichtflüchtiger Speicher 36, beispielsweise ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher (PROM, EPROM), mit dem Mikrocomputer verbunden.A microcomputer 31 is provided in the control unit 30 , which controls the required functions according to a defined program. The analog variables are supplied via a multiplexer 33 and an analog / digital converter 32 , while the pulse-shaped input variables or binary signals reach the microcomputer 31 via interfaces 34 . On the output side, the microcomputer 31 is connected to power stages 35 , a power stage and a power stage for controlling an unillustrated relay for the fuel pump 7 ( FIG. 1) and a power stage for the idle actuator are in each case for an injection valve 2 to 5 ( FIG. 1) 22 provided. A non-volatile memory 36 , for example a programmable read-only memory (PROM, EPROM), is connected to the microcomputer for storing data even when the control device is switched off.
Bei Kraftstoffeinspritzsystemen mit kontinuierlicher Einspritzung erfolgt anstelle der Steuerung der Einspritzdauer eine Steuerung des Systemdrucks, wozu der Druckregler 9 als Druckstellglied ausgebildet ist und an eine der Endstufen des Steuergerätes 30 angeschlossen ist.In fuel injection systems with continuous injection, instead of controlling the injection duration, the system pressure is controlled, for which purpose the pressure regulator 9 is designed as a pressure actuator and is connected to one of the output stages of the control unit 30 .
Den Eingängen des Multiplexers 33 werden analoge Signale vom Ansaugluft-Temperatursensor 13, vom Luftdrucksensor 14, vom Drosselklappenstellungssensor (Drosselklappenpotentiometer) 15 und vom Kühlwasser-Temperatursensor 19 und, gegebenenfalls über an sich bekannte Schaltungen, die Ausgangsspannung der Lambdasonde 16 zugeführt. Die Bordnetzspannung von der Batterie 23 wird einem Anschluß 37 des Steuergerätes 30 zur Spannungsversorgung und einem Eingang des Multiplexers 33 zu Steuerungszwecken zugeführt. Analog signals from the intake air temperature sensor 13 , from the air pressure sensor 14 , from the throttle valve position sensor (throttle valve potentiometer) 15 and from the cooling water temperature sensor 19 and, optionally via circuits known per se, the output voltage of the lambda probe 16 are fed to the inputs of the multiplexer 33 . The vehicle electrical system voltage from the battery 23 is fed to a connection 37 of the control unit 30 for the voltage supply and to an input of the multiplexer 33 for control purposes.
Die Eingänge der Schnittstellen 34 sind mit dem Drehzahlsensor 18 und mit anderen nicht dargestellten Binärsignalgebern verbunden, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht von Interesse sind.The inputs of the interfaces 34 are connected to the speed sensor 18 and to other binary signal generators, not shown, which are of no interest in connection with the present invention.
Fig. 3 zeigt eine im EPROM 36 (Fig. 2) abgelegte Funktion des Drosselklappen-Öffnungswinkels αn in Abhängigkeit von der Drehzahl n. Dabei erfolgt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vollast-Anreicherung, wenn der jeweilige Drosselklappen-Öffnungswinkel α oberhalb der Kurve 38 liegt. Die dargestellte Funktion wird für den jeweiligen Typ der Brennkraftmaschine ermittelt und im EPROM 36 (Fig. 2) des Steuergerätes 30 abgelegt. Zum Vergleich ist in Fig. 3 als gestrichelte Linie 39 der drehzahlunabhängige Schaltpunkt bei bekannten Kraftstoffeinspritzsystemen dargestellt. Dabei ist ersichtlich, daß in einem unteren Drehzahlbereich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vollast-Anreicherung bereits bei kleineren Drosselklappen-Öffnungswinkeln als bei den bekannten Verfahren einsetzt, was zu einer besseren Fahrbarkeit des Fahrzeugs im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine führt. Im oberen Drehzahlbereich ist jedoch die Auslösung der Vollast-Anreicherung gegenüber den bekannten Systemen in Richtung auf größere Drosselklappen-Öffnungswinkel verschoben, so daß eine Vollast-Anreicherung dort praktisch nur bei durchgetretenem Gaspedal auftritt, was zu einer Kraftstoffeinsparung und einem besseren Abgasverhalten führt. Fig. 3 shows in the EPROM 36 (Fig. 2) stored function of the throttle opening angle α n as a function of the rotational speed n. In this case, the method according to the invention is carried out in accordance with a full-load enrichment, when the respective throttle valve opening angle α above the curve 38 lies. The function shown is determined for the respective type of internal combustion engine and stored in the EPROM 36 ( FIG. 2) of the control unit 30 . For comparison, the speed-independent switching point in known fuel injection systems is shown in FIG. 3 as dashed line 39 . It can be seen that in the lower speed range in the method according to the invention, the full-load enrichment already starts at smaller throttle valve opening angles than in the known methods, which leads to better driveability of the vehicle in the lower speed range of the internal combustion engine. In the upper speed range, however, the triggering of the full-load enrichment is shifted towards larger throttle opening angles compared to the known systems, so that a full-load enrichment occurs there practically only when the accelerator pedal is depressed, which leads to fuel savings and better exhaust gas behavior.
Das in Fig. 4 dargestellte Flußdiagramm zeigt ein ebenfalls im EPROM 36 abgelegtes Programm 41 bis 44 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, was der Reihe nach mit anderen Programmen, beispielsweise mit dem Programm zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung, durchlaufen wird. Im Programmteil 41 wird der Drosselklappen-Öffnungswinkel α (Sensor 15, Fig. 1) abgefragt. Danach wird bei 42 die Drehzahl n gemessen und bei 43 aus der im EPROM 36 (Fig. 2) gespeicherten Tabelle der Wert αn ausgelesen.The flowchart shown in FIG. 4 shows a program 41 to 44 likewise stored in the EPROM 36 for carrying out the method according to the invention, which is run through in sequence with other programs, for example with the program for regulating the fuel injection. In the program part 41 , the throttle valve opening angle α (sensor 15 , FIG. 1) is queried. The speed n is then measured at 42 and the value α n is read at 43 from the table stored in the EPROM 36 ( FIG. 2).
Nach dem Programmteil 43 erfolgt eine Verzweigung 44 in Abhängigkeit davon, ob der jeweilige Drosselklappen-Öffnungswinkel α größer als der aus der Tabelle ausgelesene Drosselklappen-Öffnungswinkel αn ist. Ist dieses der Fall, so wird ein Programm 45 zur Vollast-Anreicherung durchlaufen, während anderenfalls ein Programm 46 zur Regelung der Kraftstoffeinspritzung ohne Vollast-Anreicherung aktiviert wird.After the program part 43 there is a branch 44 depending on whether the respective throttle valve opening angle α is greater than the throttle valve opening angle α n read from the table. If this is the case, then a program 45 for full-load enrichment is run through, while otherwise a program 46 for regulating the fuel injection without full-load enrichment is activated.
Wenn im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bedingung α < αn genannt wird, ist die Bedingung a αn nicht ausgeschlossen. Einerseits ist bei einer Speicherung von αn = f(n) mit genügend Binärstellen der Unterschied ohnehin sehr klein; andererseits ist die Wirkung beider Bedingungen exakt gleich, wenn im zweiten Fall jeweils um eine geringstwertige Stelle kleinere Werte abgespeichert sind.If the condition α <α n is mentioned in connection with the method according to the invention, the condition a α n is not excluded. On the one hand, if α n = f (n) is stored with enough binary digits, the difference is very small anyway; on the other hand, the effect of both conditions is exactly the same if, in the second case, smaller values are saved by a least significant digit.
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