DE4001494A1 - Kraftstoff-luftverhaeltnis-ueberwachungssystem fuer eine kraftfahrzeugmaschine - Google Patents
Kraftstoff-luftverhaeltnis-ueberwachungssystem fuer eine kraftfahrzeugmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Luftverhältnis-Über
wachungssystem für eine in einem Kraftfahrzeug vorgesehene
Brennkraftmaschine, wobei das Überwachungssystem eine Lern
überwachungsfunktion hat.
Normalerweise bestimmt ein elektronisch gesteuertes Ein
spritzsystem eine Einspritzmenge T i durch Korrektur einer
Grund-Einspritzmenge T p mit verschiedenen Korrekturfak
toren.
Die Grund-Einspritzmenge T p ist die Einspritzmenge zur Er
zielung eines theoretischen Kraftstoff-Luftverhältnisses
mit einer Ansaugluftmenge Q und einer Maschinendrehzahl S E
und wird mittels der folgenden Gleichung (1) berechnet:
T p = K × Q/S E (1)
wobei K eine Konstante ist.
Die Ist-Einspritzmenqe T i wird vorgegeben durch Multipli
kation der Grund-Einspritzmenge T p mit verschiedenen Kor
rekturkoeffizienten, die verschiedenen Betriebszuständen
der Maschine entsprechen. Die verschiedenen Korrekturko
effizienten umfassen verschiedene Erhöhungskorrekturkoeffi
zienten COEF zur Anpassung des Kraftstoff-Luftverhältnisses
an den Betriebszustand unter Addition eines Beschleuni
gungskorrekturkoeffizienten, eines Kraftstoff-Luftverhält
nisrückführungs-Korrekturkoeffizienten α für das theoreti
sche Kraftstoff-Luftverhältnis und eines Spannungskorrek
turkoeffizienten T s . Das Kraftstoff-Luftverhältnis wird
durch die Ist-Einspritzmenge T i nach der folgenden Glei
chung (2) bestimmt:
T i = T p × α × COEF + T s (2)
Um das Kraftstoff-Luftverhältnis auf dem theoretischen Ver
hältnis zu halten, mißt ein Kraftstoff-Luftverhältnissen
sor, z. B. ein Sauerstoffsensor in einer Abgasleitung, die
Sauerstoffdichte der Abgase, und ein Steuerwerk berechnet
ein Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis des angesaugten Gemischs.
Die Kraftstoff-Luftverhältnisrückführungsregelung wird
durch den Korrekturkoeffizienten α in Abhängigkeit von der
Differenz zwischen dem errechnten und dem teoretischen
Kraftstoff-Luftverhältnis durchgeführt.
Mit der Kraftstoff-Luftverhältnisrückführungsregelung wird
jedoch viel Zeit benötigt, um das Ist-Kraftstoff-Luftver
hältnis an ein Bezugs-Kraftstoff-Luftverhältnis anzunähern,
wenn die Differenz zwischen dem Bezugs- und dem Ist-Ver
hältnis groß ist. Außerdem kann die Regelung des Kraft
stoff-Luftverhältnisses durch Instabilitäten wie z. B. eine
Regelbereichsüberschreitung oder ein Nachhinken des Kraft
stoff-Luftverhältnisses unmöglich sein, wenn sich entweder
ein Maschinenbetriebszustand sehr schnell ändert oder die
Ist-Einspritzmenge in Abhängiqkeit von sich mit der Zeit
ändernden Faktoren einem Regelausgangssignal nicht ent
spricht.
Eine präzisere Kraftstoff-Luftverhältnisüberwachung wird
also durch eine Lernregelung realisiert, wobei ein Lernwert
aufgrund der Differenz zwischen dem Ist- und dem Bezugs-
Kraftstoff-Luftverhältnis berechnet wird, um die Konvergenz
der Rückführungsregelung zu verbessern, Verschlechterungen
einzelner Teile oder Differenzen zwischen den Kennlinien
jedes Teils auszugleichen und das Kraftstoff-Luftverhältnis
präzise in denjenigen Bereichen zu korrigieren, in denen
eine Kraftstoff-Luftverhältnisrückführungsregelung nicht
durchführbar ist. Wenn man einen Lernkorrekturkoeffizienten
mit K BLRC bezeichnet, so wird die Einspritzmenge T 1 mittels
der folgenden Gleichung (3) berechnet:
T i = T p × α × COEF × K BLRC + T s (3)
und das Kraftstoff-Luftverhältnis wird durch die durch Ler
nen korrigierte Einspritzmenge T i geregelt.
Eine derartige Kraftstoff-Luftverhältnisüberwachung durch
Lernen ist in der JP-OS 61-72 843 (1986) angegeben. Dort ist
eine Mehrzahl Lernwerte jeweils entsprechend der Maschinen
last vorgegeben. Jeder Wert hat einen gemeinsamen Lernterm,
der in sämtlichen Betriebsbereichen der Maschine vorgesehen
ist, und einige individuelle Lernterme, die jeweils dem
Betriebsbereich entsprechen. Nachdem die Werte der indivi
duellen Lernterme jeweils entsprechend dem Kraftstoff-Luft
verhältnisrückführungs-Korrekturkoeffizienten α korrigiert
wurden, wird die Differenz zwischen einem Mittelwert sämt
licher individueller Lernterme und einem Bezugswert berech
net. Dann erfolgt eine gegenseitige Korrektur durch Sub
traktion der Differenz von jedem individuellen Lernterm und
Addition der Differenz zu dem gemeinsamen Lernterm. Bei
dieser bekannten Technik ist ein Korrekturbereich des ge
meinsamen Lernterms weiter als ein Korrekturbereich des
individuellen Lernterms vorgegeben.
Nun wird das Kraftstoff-Luftverhältnis im wesentlichen von
zwei Faktoren eines Luftmengenmeßsystems und eines Ein
spritzsystems beeinflußt. Im Luftmengenmeßsystem weicht das
Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis vom Bezugs-Kraftstoff-Luft
verhältnis aufgrund einer Verschlechterung eines Luftmen
gensensors u. dgl. ab, während das Ist- vom Bezugs-Verhält
nis aufgrund einer Verschlechterung einer Einspritzdüse,
eines Druckreglers u. dgl. im Einspritzsystem abweicht.
Beide Verschlechterungen des Meßsystems und des Einspritz
systems haben unterschiedliche Verläufe, wie Fig. 9 zeigt.
Die Abweichung des Kraftstoff-Luftverhältnisses aufgrund
der Verschlechterung des Einspritzsystems ändert sich also
im wesentlichen entsprechend der Änderung der Saugluftmenge
Q. Dagegen erhöht sich die Abweichung aufgrund der Ver
schlechterung des Meßsystems entsprechend dem Inkrement der
Saugluftmenge Q. In dem über dem vorbestimmten Wert lie
genden Bereich der Saugluftmenge ist die durch die Ver
schlechterung des Meßsystems bewirkte Differenz größer als
die durch das Einspritzsystem bewirkte Differenz. Infolge
dessen unterscheidet sich die durch die Verschlechterung
des Luftmengensensors bewirkte Abweichung der erfaßten
Saugluftmenge relativ zu der Ist-Menge von der durch die
Verschlechterung der Einspritzdüse oder des Druckreglers
bewirkten Abweichung der berechneten Einspritzmenge relativ
zu der Ist-Einspritzmenge, und zwar aufgrund der Unter
schiede hinsichtlich des Betriebsbereichs und der Ver
schlechterungsverläufe. Daher ändern sich bei der Lern
regelung die Lernwerte nach Maßgabe der Änderung der Saug
luftmengen. Infolgedessen besteht das Problem, daß die
Regelbarkeit dadurch verschlechtert ist, daß der Lernwert
nur durch einen einzigen Parameter wie etwa die Maschinen
last vorgegeben ist.
Demgegenüber ist in der JP-OS 60-93 150 ein Verfahren zur
Durchführung der Lernregelung unter Anwendung von zwei
Parametern angegeben.
Dabei wird ein Kraftstoff-Luftverhältnis nicht nur während
der Kraftstoff-Luftverhältnisrückführungsregelung, sondern
auch in dem Bereich korrigiert, in dem diese Rückführungs
regelung nicht durchgeführt wird. Ein Lernkorrekturkoeffi
zient ist in einer dreidimensionalen Tabelle in einem RAM
gespeichert, und zwar in Abhängigkeit von einem Betriebs
zustand der Maschine wie etwa der Maschinendrehzahl und der
Maschinenlast. Das Kraftstoff-Luftverhältnis wird geregelt
durch Korrektur der Konstanten K in Gleichung (1) für die
Berechnung der Grund-Einspritzmenge T p . Die Korrektur wird
auf der Basis der Differenz zwischen dem Lernkorrekturko
effizienten und einem Anfangswert nur dann erreicht, wenn
eine vorbestimmte Anzahl der im RAM befindlichen Koeffi
zienten über die vorbestimmten Zeitdauern erneuert werden
und sich von dem Anfangswert jeweils in der gleichen Rich
tung unterscheiden.
Die die Lernkorrekturkoeffizienten speichernde Tabelle be
nötigt jedoch viel Speicherplatz. Da die Tabelle viele
Gebiete aufweist, in denen kein Lernen stattfindet, muß der
Lernwert der Gebiete durch Annahme korrigiert werden. Da
ferner die Einspritzmenge unter Anwendung des durch Annahme
korrigierten Lernwerts berechnet wird, besteht das Problem
mangelnder Genauigkeit bei der Überwachung des Kraftstoff-
Luftverhältnisses.
Da ferner bei diesem Stand der Technik die Verschlechte
rungen sowohl des Meßsystems als auch des Einspritzsystems
gemeinsam gelernt und in einer Tabelle des Speichers ent
sprechend der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast ge
speichert werden, besteht hier das Problem, daß es unmög
lich ist, jeden Verschlechterungsgrad des Meßsystems und
des Einspritzsystems einzeln zu erfassen. Es ist also un
möglich, die Grund-Einspritzmenge, die nur durch die Ver
schlechterung des Meßsystems beeinflußt wird, durch den
vorgenannten Lernwert zu korrigieren, so daß die Zündzeit
punktregelung od. dgl., bei der die Grund-Einspritzmenge
als Regelparameter genützt wird, hinsichtlich der Regel
genauigkeit nachteilig beeinflußt wird.
Bei einem Fahrzeug mit Tankspülsystem, wobei verdampfter
Kraftstoff in der Kraftstoffleitung zu einem Tank über
einen gewissen Zeitraum haftet und dann während des Fahr
betriebs zur Maschine rückgeleitet wird, ändert sich der
Lernwert entsprechend der Änderung des Kraftstoff-Luftver
hältnisses in Abhängigkeit von der Änderung der Spülmenge
des verdampften Kraftstoffs. Daher wird durch die Lernwert
abweichung in jedem Betriebsbereich die Regelgenauigkeit
vermindert. Die Fahreigenschaften und die Auspuffgase des
Fahrzeugs verschlechtern sich, wenn das Kraftstoff-Luft
verhältnis nach Beendigung der Spülung zu mager ist, weil
es lang dauert, um den Lernwert auf den Wert vor Beginn der
Spülung nach Maßgabe des Verschwindens des im Tank haften
den verdampften Kraftstoffs zurückzubringen. Im Hinblick
auf dieses Problem wurde bereits eine Lernregelung vorge
schlagen, bei der selektiv eine Lerntabelle während der
Tankspülung und eine Lerntabelle zu der Zeit, in der keine
Spülung erfolgt, angewandt werden, was in der JP-OS 61-1 127
(1986) angegeben ist; es wurde dort jedoch keine Lernrege
lung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Ver
schlechterungsverläufen des Luftmeßsystems und des Ein
spritzsystems vorgeschlagen.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Kraft
stoff-Luftverhältnis-Überwachungssystems für eine Kraft
fahrzeugmaschine, wobei dieses System eine sehr gute Ge
nauigkeit der Lernregelung auf der Basis von Parametern
sowohl des Luftmengenmeßsystems als auch des Einspritz
systems aufweist. Ferner soll ein Kraftstoff-Luftverhält
nis-Überwachungssystem angegeben werden, das die Regelge
nauigkeit verbessern kann, während gleichzeitig die Spei
cherkapazität des den Lernwert speichernden Speichers ver
ringert wird, indem die verschiedenen Lerntabellen verwen
det werden, die jeweils auf einem verschiedenen Parameter
basieren. Außerdem soll die Regelgenauigkeit ohne geschätz
tes Lernen dadurch verbessert werden, daß die vorgenannten
verschiedenen Lerntabellen angewandt werden. Ferner soll
durch die Erfindung ein Kraftstoff-Luftverhältnis-Überwa
chungssystem angegeben werden, das die Grund-Einspritzmenge
in Abhängigkeit von der Korrektur durch den Lernwert des
Luftmengenmeßsystems richtig berechnen kann, um dadurch die
übrige Regelgenauigkeit durch Anwendung des Lernwerts zu
verbessern. Das System bestimmt dabei, ob ein Betriebsbe
reich vorliegt, in dem eine Diskrepanz des Kraftstoff-Luft
verhältnisses aufgrund einer Verschlechterung von Charak
teristiken im Luftmengenmeßsystem auftritt, oder ein Be
triebsbereich vorliegt, in dem eine Diskrepanz aufgrund
einer Verschlechterung des Einspritzsystems auftritt, und
zwar nach Maßgabe des Betriebszustands der Maschine, und
das System führt das Lernen der Lernwerttabelle entspre
chend dem bestimmten Bereich durch. Ferner soll ein System
geschaffen werden, das entsprechend jedem Parameter des
Luftmengenmeßsystems oder des Einspritzsystems lernen kann,
ohne daß die Lernwertkapazität erhöht werden muß, und zwar
auch dann, wenn das Fahrzeug ein Tankspülsystem aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Kraftstoff-Luft
verhältnis-Überwachungssystem mit einem Drehzahlsensor zur
Aufnahme der Maschinendrehzahl, mit einem Mischungsverhält
nissensor zur Aufnahme des Kraftstoff-Luftverhältnisses der
Maschine, mit einem Einspritzsystem, das eine Einspritzdüse
zur Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkammer der Maschine
aufweist, und mit einem Luftmengenmeßsystem, das einen
Luftmengensensor zur Aufnahme einer Ansaugluftmenge auf
weist, gemäß der Erfindung vorgesehen: ein Bezeichnungs
schaltkreis zum Bezeichnen eines Lerngebiets, das einem
Maschinenbetriebszustand entspricht, unter Auswahl entweder
eines ersten Lerngebiets für das Luftmengenmeßsystem oder
eines zweiten Lernqebiets für das Einspritzsystem; ein
erster Lernschaltkreis, der aufgrund der Wahl des ersten
Lerngebiets durch den Bezeichnungsschaltkreis eine erste
Korrekturgröße im Luftmengenmeßsystem aus einer Differenz
zwischen einem Bezugs-Kraftstoff-Luftverhältnis und einem
in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Mischungsver
hältnissensors berechneten Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis
lernt; ein zweiter Lernschaltkreis, der aufgrund der Wahl
des zweiten Lerngebiets durch den Bezeichnungsschaltkreis
eine zweite Korrekturgröße im Einspritzsystem aus der Dif
ferenzgröße lernt; und ein Einspritzmengenvorgabeschalt
kreis, der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl eine
Grund-Einspritzmenge berechnet und mit der vom ersten Lern
schaltkreis gelernten ersten Korrekturgröße und der vom
zweiten Lernschaltkreis gelernten zweiten Korrekturgröße
eine Ist-Einspritzmenge vorgibt.
Bei dem so aufgebauten System werden beide Lerngebiete des
Luftmengenmeßsystems und des Einspritzsystems je nach dem
Betriebszustand der Maschine richtig gewählt. Ferner wird
eine Diskrepanz des Luftmengenmeßsystems durch den Korrek
turkoeffizienten des Meßsystems korrigiert, wenn der Vor
gabeschaltkreis die Grund-Einspritzmenge vorgibt. Außerdem
wird eine Diskrepanz des Einspritzsystems durch den Korrek
turkoeffizienten des Einspritzsystems entsprechend der
Maschinenlast korrigiert, wenn der Vorgabeschaltkreis die
Ist-Einspritzmenge vorgibt. Da die Grund-Einspritzmenge und
die Einspritzmenge jeweils wieder korrigiert werden, wird
das Kraftstoff-Luftverhältnis der Maschine ordnungsgemäß
überwacht bzw. geregelt.
Ferner ist es möglich, die Lerngenauigkeit und den Lern-
Wirkungsgrad zu verbessern, weil die Lerngebiete des Luft
mengenmeßsystems und des Einspritzsystems einander nicht
überlappen. Das bedeutet also, daß die Korrekturgröße des
Einspritzsystems in Abhängigkeit von der Diskrepanz des
Kraftstoff-Luftverhältnisses in der Einspritzsystem-Lern
werttabelle, die mit der Grund- und der Ist-Einspritzmenge
als Parameter aufgebaut ist, gelernt wird, wenn das Lern
gebiet entsprechend dem Offen- und Schließzustand der Dros
selklappe gewählt wird, während die Korrekturgröße des
Luftmengenmeßsystems in der Meßsystem-Lernwerttabelle ge
lernt wird, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen
ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei
spielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Brennkraftmaschinen
steuerung mit einem Kraftstoff-Luftverhältnis-
Überwachungssystem gemäß einem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm des Kraftstoff-Luftverhält
nis-Überwachungssystems gemäß dem ersten Aus
führungsbeispiel;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das den funktionellen Auf
bau des ersten Ausführungsbeispiels des Kraft
stoff-Luftverhältnis-Überwachungssystems
zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das einen Regelablauf des
Kraftstoff-Luftverhältnis-Überwachungssystems
zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das einen Rückschreibvorgang
eines Lernwerts des Überwachungssystems zeigt;
Fig. 6 ein Auslegungsdiagramm, das eine Rückführungs
entscheidungstabelle des Überwachungssystems
zeigt;
Fig. 7a bis 7d erläuternde Diagramme mit einer Matrix zur
Entscheidung des Konstantzustands, einer Lern
vorgabetabelle und Lerntabellen des Luftmen
genmeßsystems bzw. des Einspritzsystems;
Fig. 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem
Meßwert eines Sauerstoffsensors und einem
Koeffizienten einer Rückführungskorrektur des
Kraftstoff-Luftverhältnisses zeigt;
Fig. 9 ein Diagramm, das Verschlechterungsverläufe
des Luftmengenmeßsystems und des Einspritz
systems zeigt;
Fig. 10 ein Blockdiagramm einer Brennkraftmaschinen
steuerung mit einem Kraftstoff-Luftverhältnis-
Überwachungssystem gemäß einem zweiten Aus
führungsbeispiel;
Fig. 11 ein Blockdiagramm des zweiten Ausführungsbei
spiels des Kraftstoff-Luftverhältnis-Über
wachungssystems;
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das einen Regelablauf eines
Tankspülungsregelventils zeigt; und
Fig. 13 ein Flußdiagramm, das einen Regelablauf des
Kraftstoff-Luftverhältnis-Überwachungssystems
zeigt.
Fig. 1 beschreibt eine Brennkraftmaschinensteuerung mit
einem Kraftstoff-Luftgemisch-Überwachungssystem gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. Eine Brennkraftmaschine 1 hat
eine Brennkammer 1 a und eine Kurbelwelle 1 b. In jedem
Zylinder steht die Brennkammer 1 a mit einer Ansaugleitung 4
über einen Einlaßkanal 2 und mit einer Auspuffleitung 5
über einen Auslaßkanal 3 in Verbindung. Ein Luftfilter 6
ist mit der Aufstromseite der Ansaugleitung 4 verbunden.
Die Ansaugleitung 4 hat in einer Zwischenposition eine
Drosselklappe 7. Eine Einspritzdüse 8 ist aufstromseitig
von der Einlaßleitung 2 angeordnet. An jedem Zylinder der
Brennkraftmaschine 1 ist eine Einspritzdüse 8 vorgesehen.
Ein Einspritzsystem umfaßt die Einspritzdüse 8, einen
Druckregler 8 a zur Regelung einer Druckdifferenz zwischen
dem Luftdruck in der Ansaugleitung 4 und dem Kraftstoff
druck, eine Förderleitung 8 b zur Zuführung des Kraftstoffs
zur Einspritzdüse 8, ein Kraftstofffilter 8 c für den Kraft
stoff, eine Kraftstoffpumpe 8 d zur Kraftstoffzuführung und
einen Kraftstoffbehälter 8 e. In der Auspuffleitung 5 ist
ein Katalysator 9 angeordnet.
Ein Kurbelwellenrotor 10 ist die Kurbelwelle 1 b fest umge
bend vorgesehen. Ein Kurbelwinkelsensor 11 ist an der
Außenseite des Rotors 10 vorgesehen. Ein Drosselklappen
lagesensor 12 mit einem Leerlaufschalter 12 a ist an der
Drosselklappe 7 vorgesehen und erfaßt einen Öffnungsgrad
der Drosselklappe 7. Die Ansaugleitung 4 weist an der Ab
stromseite des Luftfilters 6 einen Luftmengensensor 13 auf.
Ein Luftmengenmeßsystem, das den Sensor 13 und eine Steuer
einheit 20 umfaßt, berechnet eine Saugluftmenge. Ein Ein
spritzsystem mit der Einspritzdüse 8, der Kraftstoffpumpe
8 d, dem Druckregler 8 a und der Steuereinheit 20 berechnet
eine Kraftstoffmenge nach Maßgabe der Saugluftmenge. Ein
Kraftstoff-Luftgemisch wird durch den Einlaßkanal 2 in die
Brennkammer 1 a der Maschine 1 zugeführt.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 14 ist in einer Kühlmittel
leitung 1 c in der Maschine 1 angeordnet. Ein Mischungsver
hältnissensor, z. B. ein Sauerstoffsensor 15, ist in der
Auspuffleitung 5 aufstromseitig vom Katalysator 9 angeord
net.
Eine Batterie 16 versorgt die Maschinensteuerung mit elek
trischer Energie. Die Sensoren 11-15 und die Steuereinheit
20 betreiben das System mit einer heruntertransformierten
und stabilisierten Spannung von der Batterie 16 über einen
Konstantspannungskreis (nicht gezeigt).
Fig. 2 zeigt ein Kraftstoff-Luftgemisch-Überwachungssystem.
Die Steuereinheit 20 umfaßt eine CPU 21, einen ROM 22,
einen RAM 23, einen nichtflüchtigen RAM 23 a, eine Eingabe
schnittstelle 24 und eine Ausgabeschnittstelle 25, die mit
einander über einen Bus 26 verbunden sind. Die Sensoren
11-15 sind an die Eingabeschnittstelle 24 angeschlossen.
Die Batterie 16 ist an die Schnittstelle 24 über einen
Spannungsdetektorkreis 16 a angeschlossen. Die Ausgabe
schnittstelle 25 ist mit den Einspritzdüsen 8 der Zylinder
Nr. 1-4 über einen Treiberkreis 27 angeschlossen.
Im ROM 22 sind Festdaten wie etwa Steuerprogramme gespei
chert, und im RAM 23 werden Ausgangswerte der verschiedenen
Sensoren 11-15 nach ihrer Verarbeitung gespeichert. Im
nichtflüchtigen RAM 23 a ist eine Lerntabelle T QLR eines
Luftmengenmeßsystems und eine Lerntabelle T FLR eines Ein
spritzsystems gespeichert, wie noch erläutert wird. Im
nichtflüchtigen RAM 23 a werden die gespeicherten Daten
durch die Batterie 16 gesichert gehalten, auch wenn ein
Anlaßschalter der Maschine ausgeschaltet ist.
Die CPU 21 berechnet eine Saugluftmenge in Abhängigkeit von
einem Ausgangssignal des Luftmengensensors 13 nach Maßgabe
des im ROM 22 gespeicherten Steuerprogramms. Ferner berech
net die CPU 21 eine Einspritzmenge entsprechend verschie
denen Daten, die im RAM 23 und im nichtflüchtigen RAM 23 a
gespeichert sind. Gleichzeitig berechnet die CPU 21 einen
Zündzeitpunkt und liefert über den Treiberkreis 27 einen
Befehl an die Einspritzdüsen 8.
Nachstehend wird der Betrieb der Steuereinheit erläutert.
Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt die Steuereinheit 20 für das
Kraftstoff-Luftverhältnis ein Saugluftmengenrechenglied 30,
ein Drehzahlrechenglied 31, einen Vorgabekreis 32 für ver
schiedene Erhöhungskorrekturkoeffizienten, einen Spannungs
koeffizientenvorgabekreis 33, einen Grund-Einspritzmengen
vorgabekreis 34, einen Mischungsverhältnisrückführungs
regelungs-Bestimmungskreis 35 und einen Mischungsverhält
nisrückführungs-Korrekturkoeffizientenvorgabekreis 36.
Ferner umfaßt die Steuereinheit 20 einen Lernzustandsbe
stimmungskreis 37, einen Lernbezeichnungskreis 38, eine
Lernbezeichnungstabelle MP 1, einen Luftmengenmeßsystem-
Lernkreis 39, eine Lernwerttabelle T QLR für das Luftmengen
meßsystem, einen Einspritzsystem-Lernkreis 40, eine Lern
werttabelle T FLR für das Einspritzsystem, einen Einspritz
mengenvorgabekreis 41 und einen Treiber 42.
Das Saugluftmengenrechenglied 30 berechnet eine Saugluft
menge Q A in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des
Luftmengensensors 13.
Das Drehzahlrechenglied 31 berechnet eine Maschinendrehzahl
S E in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Kurbelwin
kelsensors 11.
Der Vorgabekreis 32 für verschiedene Erhöhungskorrektur
koeffizienten gibt einen Erhöhungskorrekturkoeffizienten
COEF für verschiedene Erhöhungen wie etwa für eine Kühl
mitteltemperaturerhöhung, eine Erhöhung nach dem Leerlauf,
eine Erhöhung des Vollastzustands und einen Beschleuni
gungs/Verzögerungs-Korrekturkoeffizienten in Abhängigkeit
von einem Kühlmitteltemperatursignal T C des Kühlmitteltem
peratursensors 14, einem Leerlaufsignal I d vom Leerlauf
schalter 12 a und einem Drosselklappenlagesignal R vom
Drosselklappenlagesensor 12 vor.
Der Spannungskorrekturkoeffizienten-Vorgabekreis 33 liest
aus einer Tabelle (nicht gezeigt) einen ungültigen Ein
spritzzeitpunkt (eine Impulsdauer) der Einspritzdüsen 8
entsprechend einer Klemmenspannung der Batterie 16 aus. Der
Vorgabekreis 33 gibt einen Spannungskorrekturkoeffizienten
T S zur Korrektur des ungültigen Einspritzzeitpunkts vor.
Der Grund-Einspritzmengenvorgabekreis 34 berechnet die
Grund-Einspritzmenge T p in Abhängigkeit von der vom Saug
luftmengenrechenglied 30 berechneten Saugluftmenge Q A , der
vom Drehzahlrechenglied 31 berechneten Maschinendrehzahl S E
und einem Lernkorrekturkoeffizienten K BLRC 1 für das Luft
mengenmeßsystem nach Maßgabe der folgenden Gleichung (4):
T p = K × (Q A/SE) × K BLRC 1 (4)
wobei K eine Konstante ist. Der Koeffizient K BLRC 1 wird
mittels Interpolation nach Bezugnahme auf die Lerntabelle
T QLR für das Luftmengenmeßsystem unter Nutzung der Saug
luftmenge Q A als Parameter im Lernkreis 39 berechnet.
Der Mischungsverhältnisrückführungsregelungs-Bestimmungs
kreis 35 liest das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 15
aus und liefert ein Stoppsignal zum Stoppen der Mischungs
verhältnisrückführungsregelung, wenn der Sauerstoffsensor
15 einen Meßwert in einem inaktiven Bereich erzeugt. Auch
wenn der Sensor 15 einen Wert in einem aktiven Bereich auf
nimmt, bestimmt der Bestimmungskreis 35, ob ein Mischungs
verhältnisrückführungsregelungszustand beendet ist, und
liefert an den Mischungsverhältnisrückführungs-Korrektur
koeffizientenvorgabekreis 36 einen Befehl, ob die Mi
schungsverhältnisrückführungsregelung durchgeführt wird.
Die Bestimmung, ob der Sauerstoffsensor 15 den Meßwert im
aktiven oder im inaktiven Bereich erzeugt, wird wie folgt
durchgeführt. Wenn z. B. die Spannungsdifferenz zwischen
einem Maximalwert E MAX und einem Minimalwert E MIN des
Sauerstoffsensors 15 während des vorbestimmten Zeitinter
valls kleiner als ein Sollwert ist, wird der inaktive Zu
stand des Sauerstoffsensors 15 bestimmt. Wenn dagegen die
Spannungsdifferenz bei oder über dem Sollwert liegt, wird
der aktive Zustand des Sensors 15 bestimmt. Die Bestimmung
zur Beendigung des Mischungsverhältnisrückführungsrege
lungszustands auch dann, wenn der Sensor 15 in den aktiven
Zustand gelangt, wird mit einer Rückführungsbestimmungs
tabelle durchgeführt, die die Maschinendrehzahl S E und eine
Maschinenlast L D in Abhängigkeit von der Grund-Einspritz
menge T p als Parameter enthält, wie Fig. 6 zeigt. Mittels
der Tabelle wird das Mischungsverhältnisrückführungsrege
lungs-Stoppsignal an den Korrekturkoeffizientenvorgabekreis
36 geliefert, wenn die Maschinendrehzahl S E eine Soll-Dreh
zahl S 0 (z. B. 4500 U/min) und die Last L D eine Soll-Last
L 0 übersteigt, wenn also die Maschine im Vollastbereich
arbeitet. Wenn die Maschinendrehzahl S E und die Last L D
ihre jeweiligen Sollwerte unterschreiten und der Sauer
stoffsensor 15 sich im aktiven Zustand befindet, wird der
Rückführungsregelungszustand zu Ende geführt, so daß der
Korrekturkoeffizientenvorgabekreis 36 den Befehl erhält,
die Mischungsverhältnisrückführungsregelung zu beginnen.
Der Mischungsverhältnisrückführungsregelungs-Korrekturko
effizienten-Vorgabekreis 36 erzeugt ein Mischungsverhält
nisrückführungsregelungssignal in Abhängigkeit vom Aus
gangssignal des Sauerstoffsensors 15, wenn der Rückfüh
rungsregelungsbestimmungskreis 35 den Beginn der Mischungs
verhältnisrückführungsregelung bestimmt. Der Vorgabekreis
36 gibt einen Mischungsverhältnisrückführungsregelungs-
Korrekturkoeffizienten α entsprechend dem Steuersignal
vor. Der Vorgabekreis 36 vergleicht also die Ausgangsspan
nung des Sauerstoffsensors 15 mit einem Zeitscheibenspan
nungspegel und gibt den Koeffizienten α durch PI-Regelung
vor. Der Koeffizient α ist "1" (α=1), wenn die Mi
schungsverhältnisrückführungsregelung stoppt, indem der
inaktive Zustand des Sauerstoffsensors 15 oder der Vollast
zustand der Drosselklappe bestimmt wird.
Der Lernzustandsbestimmungskreis 37 bestimmt, ob die Ma
schine im Konstantzustand angetrieben wird und ein Lern
zustand beendet ist, und zwar unter Anwendung einer Matrix,
die aus den Parametern Maschinenlast L entsprechend der
Grund-Einspritzmenge T p vom Vorgabekreis 34 und der Ma
schinendrehzahl S E vom Rechenglied 31 aufgebaut ist, wie
Fig. 7(a) zeigt. Der Bestimmungskreis 37 liest die Aus
gangsspannung vom Sauerstoffsensor 15 ab und bestimmt einen
Teilbereich der Matrix aufgrund der Maschinendrehzahl S E
und der Maschinenlast L. Der Bestimmungskreis 37 bestimmt
den Konstantzustand der Maschine, wenn die Spannungsdiffe
renz zwischen dem Maximalwert E MAX und dem Minimalwert E MIN
bei oder über dem Sollwert E 0, z. B. 300 mV, liegt, d. h.
wenn E MAX-EMIN E 0, wenn das Kühlmitteltemperatursignal
T C vom Sensor 14 bei oder über dem Sollwet T C0, z. B.
60°C, liegt, wenn also T C TC0, und wenn der Maschinen
betriebszustand in dem gleichen Abschnitt der Matrix liegt,
während die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 15 n-mal
(z. B. viermal) in demselben Abschnitt wendet.
Der Lernbezeichnungskreis 38 bestimmt, ob der Maschinen
betriebszustand in einem Lernwertrückschreibbereich (einem
Lerngebiet) für das Einspritzsystem oder das Luftmengen
meßsystem liegt, wenn der Bestimmungskreis 37 die Beendi
gung des Lernzustands bestimmt, und zwar in Abhängigkeit
von der Last mit der Grund-Einspritzmenge T p und der Ma
schinendrehzahl S E als Parameter unter Nutzung der Lern
bezeichnungstabelle MP 1 (Fig. 7(b)), die im ROM 22 gespei
chert ist. Der Bezeichnungskreis 38 weist den Einspritz
system-Lernkreis 40 an zu lernen, wenn sich der tatsäch
liche Maschinenbetriebszustand im Lernwertrückschreibbe
reich für das Einspritzsystem befindet, während der Be
zeichnungskreis 38 den Luftmengenmeßsystem-Lernkreis 39
anweist zu lernen, wenn der Betriebszustand im Rückschreib
bereich für das Meßsystem liegt.
Die Lerntabelle T QLR für das Luftmengenmeßsystem ist im
nichtflüchtigen RAM 23 a aufgebaut und hat Adressen a₁, a₂,
a₃, . . . , a n, die Saugluftmengenbereichen Q₀Q₁, Q₁Q₂, Q₂Q₃, . . . ,
Q n - 1 Q n entsprechen, wie Fig. 7(c) zeigt. Der Luftmengenmeßsystem-Lernwert
K QLR ist in jeder Adresse a₁-a n gespeichert
und hat K QLR = 1,0 als gespeicherten Ausgangswert.
Der Luftmengenmeßsystem-Lernkreis 39 bildet eine Fehler
größe zwischen dem Bezugswert (normalerweise 1,0) und einem
mittleren Wert des vom Vorgabekreis 36 vorgegebenen Mi
schungsverhältnisrückführungsregelungs-Korrekturkoeffizien
ten α in Abhängigkeit von der Lernanweisung vom Lernbe
zeichnungskreis 38. Der Luftmengenmeßsystem Lernwert K QLR
wird durch Addition oder Subtraktion des vorbestimmten
Betrags der Fehlergröße zu bzw. von dem Luftmengenmeßsy
stem-Lernwert K QLR , der in der entsprechenden Adresse der
Lernwerttabelle T QLR für das Luftmengenmeßsystem gespei
chert ist, unter Berücksichtigung des positiven bzw. nega
tiven Vorzeichens der Fehlergröße neu geschrieben. Ferner
nimmt der Lernkreis 39 auf die Lerntabelle T QLR für das
Luftmengenmeßsystem Bezug und sucht den Luftmengenmeßsy
stem-Lernwert K QLR unter Anwendung der Saugluftmenge Q A als
Parameter zum vorbestimmten Zeitpunkt auf. Der Lernkreis 39
gibt den Lernkorrekturkoeffizienten K BLRC 1 für das Luft
mengenmeßsystem durch Interpolation vor. Wie oben beschrie
ben, verwendet der Vorgabekreis 34 den Koeffizienten K BLRC 1
zum Berechnen der Grund-Einspritzmenge T p , so daß der durch
die Verschlechterung des Luftmengenmeßsystems bedingte
Fehler korrigiert wird.
Die Lerntabelle T FLR für das Einspritzsystem ist im nicht
flüchtigen RAM 23 a getrennt von der Tabelle T QLR für das
Luftmengenmeßsystem aufgebaut und hat Adressen b₁, b₂, b₃, . . . ,
b n entsprechend Grund-Einspritzmengenbereichen T p 0 T p 1 ,
T p 1 T p 2 , T p 2 T p 3 , . . . , T pn - 1 T pn . Der Lernwert K FLR ist in
jeder der Adressen b₁-b n gespeichert, und der Ausgangswert
ist K FLR = 1,0.
Der Lernkreis 40 für das Einspritzsystem bildet eine Feh
lergröße zwischen dem Bezugswert und einem mittleren Wert
des Korrekturkoeffizienten α in Abhängigkeit von der Lern
anweisung des Lernbezeichnungskreises 38. Der Einspritz
system-Lernwert K FLR wird neu geschrieben durch Addition
oder Subtraktion des vorbestimmten Betrags der Fehlergröße
zu bzw. von dem Einspritzsystem-Lernwert K FLR , der in der
entsprechenden Adresse gespeichert ist und einen Grund-Ein
spritzmengenbereich entsprechend dem bezeichneten Abschnitt
in der Matrix hat, wenn der Bestimmungskreis 37 den Kon
stantzustand der Maschine bestimmt. Ferner greift der Lern
kreis 40 auf die Lerntabelle T FLR für das Einspritzsystem
zurück und sucht den Einspritzsystem-Lernwert K FLR auf
unter Nutzung der Grund-Einspritzmenge T p als Parameter zum
vorbestimmten Zeitpunkt. Der Lernkreis 40 gibt den Lern
korrekturkoeffizienten K BLRC 2 für das Einspritzsystem durch
Interpolation vor. Der Koeffizient K BLRC 2 dient der Berech
nung der Ist-Einspritzmenge, so daß der durch die Ver
schlechterung des Einspritzsystems bedingte Fehler korri
giert wird.
Wenn nämlich entweder das Luftmengenmeßsystem, z. B. der
Luftmengensensor 13, oder das Einspritzsystem, z. B. die
Einspritzdüse 8 oder der Druckregler 8 a, sich verschlech
tert, tritt als Resultat eine Abweichung des Kraftstoff-
Luftverhältnisses auf. Es ist somit möglich, daß die Regel
barkeit schlechter wird, wenn diese beiden Lernwerte im
gleichen Betriebsbereich der Maschine gelernt werden. Im
gleichen Bereich werden nämlich die Lernwerte individuell
gelernt, so daß, da sich die Verschlechterungsverläufe von
einander unterscheiden, der eine Lernkreis die Korrektur in
Richtung eines fetten Gemischs und der andere Lernkreis die
Korrektur in Richtung eines mageren Gemischs lernt. Obwohl
das Kraftstoff-Luftverhältnis auf dem theoretischen Ver
hältnis gehalten wird, weist die Grund-Einspritzmenge T p
die durch die Verschlechterung des Luftmengenmeßsystems
bewirkte Ahweichung auf, wenn nur die Einspritzmenge T i
korrigiert wird, so daß weitere Regelvorgänge wie etwa die
Zündzeitpunktregelung u. dgl., die die Grund-Einspritzmenge
T p als Parameter verwenden, ungenau werden. Wenn daher der
Maschinenbetriebsbereich auf der Basis der Maschinendreh
zahl S E und der Maschinenlast L (der Grund-Einspritzmenge
T p ) in den Meßsystem-Lernbereich und den Einspritzsystem-
Lernbereich unterteilt wird und wenn die Lernkorrektur zur
Korrektur des Fehlers der Saugluftmenge Q A und die Lern
korrektur zur Korrektur des Einspritzmengenfehlers der
Ist-Einspritzmenge T i einzeln in Abhängigkeit vom Maschi
nenbetriebsbereich durchgeführt wird, kann die Genauigkeit
der Grund- und der Ist-Einspritzmenge T p und T i verbessert
werden. Ferner ist es möglich, den Speicherbereich für den
Lernvorgang relativ kompakt zu machen.
Die Verschlechterung des Luftmengenmessers 13, z. B. eines
Hitzdraht-Luftmengenmessers, ist auf das Anhaften von Koh
lenstoff an einem Hitzdraht zurückzuführen. Wie Fig. 9
zeigt, die die Verschlechterungsverläufe darstellt, ist die
Differenz des Mischungsverhältnisses allgemein umso größer,
je größer die Saugluftmenge Q A ist.
Die Verschlechterung des Einspritzsystems dagegen ist z. B.
zurückzuführen auf (a) die Änderung der Ansprechzeit durch
mechanischen Verschleiß der Einspritzdüsen 8, (b) die Ver
minderung des Öffnungsquerschnitts der Einspritzdüse durch
Kohlenstoffansammlung, (c) die Änderung des Kraftstoff
drucks infolge der Änderung der Druckaufnahmefläche, die
wiederum durch die Verschlechterung einer Membran des
Druckreglers 8 a bedingt ist, oder (d) die durch die Ver
schlechterung der Kraftstoffpumpe 8 d bewirkte Änderung des
Kraftstoffdrucks. Die Verschlechterungsverläufe im Ein
spritzsystem sind ungeachtet der Änderung der Saugluftmenge
Q A im wesentlichen konstant. Wie Fig. 7(b) zeigt, ist der
Betriebsbereich in die Lernbereiche der Lernkreise 39 und
40 für das Luftmengenmeßsystem und das Einspritzsystem
unterteilt. Eine Kurve G 1 markiert die Grenze zwischen bei
den Bereichen. Es ist also möglich, die Lerngenauigkeit in
Abhängigkeit von der Gleichmäßigkeit der Lernwertverteilung
und der Beseitigung des nichtkonstanten Lernwerts auch dann
zu verbessern, wenn die Lernfrequenzen voneinander ver
schieden sind, indem die Lernkorrektur in jedem der ge
trennten Lernbereiche durchgeführt wird. Ferner wird der
durch die Verschlechterung des Luftmengenmeßsystems beding
te Fehler durch den Luftmengenmeßsystem-Lernwert K BLRC 1
korrigiert, während der durch die Verschlechterung des Ein
spritzsystems bedingte Fehler durch den Einspritzsystem-
Lernwert K BLRC 2 korrigiert wird. Infolgedessen werden alle
durch die Verschlechterungen im Meßsystem und im Einspritz
system bedingten Abweichungen zwischen dem als Bezugsver
hältnis dienenden theoretischen Kraftstoff-Luftverhältnis
und dem Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis beseitigt, so daß die
Regelbarkeit erheblich verbessert werden kann.
Der Vorgabekreis 41 gibt die Ist-Einspritzmenge T i vor
durch Korrektur der Grund-Einspritzmenge T p in Abhängigkeit
von dem Korrekturkoeffizienten COEF für verschiedene Erhö
hungen, dem Mischungsverhältnisrückführungs-Korrekturko
effizienten α und dem vom Einspritzsystem-Lernkreis 40
gelernten Einspritzsystem-Lernkorrekturkoeffizienten
K BLRC 2, und zwar entsprechend der folgenden Gleichung (5):
T i = T p × COEF × α × K BLRC 2 + T S (5)
Der Vorgabekreis 41 liefert ein Treiberimpulssignal ent
sprechend der Ist-Einspritzmenge T i zum vorbestimmten Zeit
punkt über den Treiberkreis 42 an die Einspritzdüsen 8.
Nachstehend wird ein Kraftstoff-Luftverhältmis-Regelvorgang
in der Steuereinheit 20 gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 4
beschrieben.
In Schritt S 100 werden die Ausgangssignale des Kurbelwin
kelsensors 11 und des Luftmengensensors 13 ausgelesen, und
dann werden die Maschinendrehzahl S E bzw. die Saugluftmenge
Q A berechnet.
In Schritt S 101 wird der Luftmengenmeßsystem-Lernwert
K QLR in der Luftmengenmeßsystem Lerntabelle T QLR
aufgesucht, indem die in Schritt S 100 berechnete
Saugluftmenge Q A als Parameter verwendet wird, und der
Korrekturkoeffizient K BLRC 1 für das Luftmengenmeßsystem
wird durch Interpolation berechnet.
In Schritt S 102 wird die Grund-Einspritzmenge T p mit der
vorgenannten Gleichung (4) in Abhängigkeit von der in
Schritt S 100 berechneten Maschinendrehzahl S E und der Saug
luftmenge Q A und dem in Schritt S 101 gebildeten Korrektur
koeffizienten K BLRC 1 für das Luftmengenmeßsystem berechnet,
und der Ablauf geht zu Schritt S 103 weiter.
In Schritt S 103 liest die Steuereinheit 20 das Kühlmittel
temperatursignal T C vom Sensor 14, das Leerlaufsignal I d
vom Leerlaufschalter 12 a und das Drosselklappenöffnungs
gradsignal R vom Drosselklappenlagesensor 12 aus. Dann
wird in Schritt S 104 in Abhängigkeit von den Signalen T C ,
I d und R der Korrekturkoeffizient COEF für verschiedene
Erhöhungen wie die Kühlmitteltemperaturkorrektur, die Er
höhungskorrektur nach dem Leerlauf, die Vollasterhöhungs
korrektur und die Beschleunigungs/Verzögerungs-Korrektur
vorgegeben.
In Schritt S 105 wird eine Klemmenspannung der Batterie 16
ausgelesen, um einen Spannungskorrekturkoeffizienten T S zur
Korrektur der ungültigen Einspritzzeit der Einspritzdüsen 8
vorzugeben, und der Ablauf geht zu Schritt S 106.
In Schritt S 106 wird nach Auslesen des vom Sauerstoffsensor
15 gelieferten Spannungsausgangssignals die Differenz zwi
schen der Maximalspannung E MAX und der Minimalspannung E MIN
während des vorbestimmten Zeitintervalls gebildet. Wenn die
stimmt, daß sich der Sauerstoffsensor 15 im aktiven Zustand
befindet, und der Ablauf geht zu Schritt S 107. Wenn dagegen
die Differenz kleiner als der Vorgabewert ist, wird be
stand befindet, und der Ablauf geht zu Schritt S 109 weiter.
In Schritt S 107 bestimmt die Steuereinheit 20, ob der Mi
schungsverhältnisrückführungsregelungszustand beendet ist,
indem als Parameter die in Schritt S 100 berechnete Maschi
nendrehzahl S E und die Maschinenlast L D in Abhängigkeit von
der in Schritt S 102 vorgegebenen Grund-Einspritzmenge T P
genützt werden. Wenn die Maschinendrehzahl S E kleiner als
die Soll-Drehzahl S S (z. B. 4500 U/min, d. h. S E <S S ) und
die Last L D kleiner als die Soll-Last L S (d. h. L D <L S )
ist, bestimmt die Steuereinheit 20, daß der Zustand beendet
ist, und der Ablauf geht zu Schritt S 108. Wenn dagegen die
Maschinendrehzahl S E S S oder die Last L D L S , d. h. wenn
praktisch der Vollastzustand vorliegt, bestimmt die Einheit
den Zustand des Stoppens der Mischungsverhältnisrückfüh
rungsregelung, und der Ablauf geht zu Schritt S 109 weiter.
In Schritt S 109 wird der Koeffizient α auf α=1,0 fest
gelegt, und die Mischungsverhältnisrückführungsregelung
stoppt. Dann geht der Ablauf zu Schritt S 110.
Obwohl die Bestimmung, daß der Sauerstoffsensor aktiviert
ist, durch Vergleich des Ausgangssignals mit dem Sollwert
durchgeführt wird, kann die Aktivierungsbestimmung auch so
durchgeführt werden, daß das vom Kühlmitteltemperatursensor
14 gelieferte Kühlmitteltemperatursignal T C mit dem Soll
wert verglichen wird, und wenn das Signal T C kleiner als
der Soll-Wert ist (kalter Maschinenzustand), wird bestimmt,
daß der Sauerstoffsensor 15 inaktiv ist.
Außerdem kann die Bestimmung der Beendigung des Regelzu
stands der Mischungsverhältnisrückführung in Schritt S 107
durch Bestimmung des Vollastzustands der Drosselklappe in
Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgsrad R durchge
führt werden.
In Schritt S 108 wird die Ausgangsspannung des Sauerstoff
sensors 15 mit dem Zeitscheibenpegel verglichen, um den
Mischungsverhältnisrückführungs-Korrekturkoeffizienten
durch PI-Regelung vorzugeben, und der Ablauf geht zu
Schritt S 110 weiter.
In Schritt S 110 wird der Einspritzsystem-Lernwert K FLR in
der Lernwerttabelle T FLR entsprechend der in Schritt S 102
berechneten Saugluftmenge Q A als Parameter aufgesucht, und
dann wird durch Interpolation der Lernkorrekturkoeffizient
K BLRC 2 für das Einspritzsystem berechnet.
In Schritt S 111 wird die Ist-Einspritzmenge T i mittels der
Gleichung (5) nach Maßgabe der in Schritt S 102 vorgegebenen
Grund-Einspritzmenge T p, des in Schritt S 104 vorgegebenen
Korrekturkoeffizienten COEF für verschiedene Erhöhungen,
des in Schritt S 105 vorgegebenen Spannungskorrekturkoeffi
zienten T S , des in Schritt S 108 oder S 109 vorgegebenen Mi
schungsverhältnisrückführungs-Korrekturkoeffizienten α und
des in Schritt S 110 berechneten Lernkorrekturkoeffizienten
K BLRC 2 berechnet, dann geht der Ablauf zu Schritt S 112
weiter.
In Schritt S 112 wird das der Ist-Einspritzmenqe T i entspre
chende Treiberimpulssignal durch den Treiberkreis 42 zu den
vorbestimmten Zeitpunkten an die Einspritzdüsen 8 gelie
fert.
In den vorgenannten Schritten wird zwar ein korrigierender
Betrieb durchgeführt, aber die Korrektur für den durch die
Verschlechterung des Luftmengensensors 13 bedingten Rechen
fehler der Saugluftmenge kann auch mittels direkter Korrek
tur der Saugluftmenge Q A bei der Berechnung der Saugluft
menge Q A im Rechenglied 30 gemäß Schritt S 100 durchgeführt
werden.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 5 wird das
Rückschreiben einer Lernwerterneuerung beschrieben.
In Schritt S 200 wird ein Ausgangssignal (das Spannungs
signal) vom Sauerstoffsensor 15 ausgelesen.
In Schritt S 201 wird die Differenz zwischen der Maximal
spannung E MAX und der Minimalspannung E MIN des Sauerstoff
sensors 15 mit einem Sollwert E S von z. B. 300 mV vergli
chen. Bei einer Differenz E MAX-EMIN<E S ist die Routine
beendet, während im Fall von EMAX-EMIN E S der Ablauf zu
Schritt S 202 weitergeht.
In Schritt S 202 liest die Steuereinheit 20 das Kühlmittel
temperatursignal T C vom Kühlmitteltemperatursensor 14 aus.
In Schritt S 203 wird das Signal T C mit dem Sollwert T C0,
z. B. 60°C, verglichen. Im Fall von T C <T C 0 endet die
Routine. Im Fall von T C T C 0 geht der Ablauf zu Schritt
S 204 weiter.
In den Schritten S 201 und S 203 wird bestimmt, daß der
Sauerstoffsensor 15 im aktiven Zustand ist, wenn
E MAX-EMIN E S und T C T C 0,und der Ablauf geht zu
Schritt S 204 weiter.
In Schritt S 204 wird die Maschinendrehzahl S E in Abhängig
keit von einem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11
berechnet.
In Schritt S 205 wird die Grund-Einspritzmenge T p als Last L
durch die Gleichung (4) berechnet.
In Schritt S 206 bestimmt die Steuereinheit, ob die Maschi
nendrehzahl S F von Schritt S 204 und die Last L von Schritt
S 205 sich im Konstantzustand befinden. Dabei wird bestimmt,
ob der Maschinenbetriebszustand innerhalb des Bereichs der
Matrix S 0 S E S n und L 0LL n liegt, wie Fig. 7(a) zeigt.
Wenn die Drehzahl S E und die Last L innerhalb des Matrix
bereichs liegen, wird bestimmt, daß sich die Maschine im
Lernwertrückschreibbereich befindet, und die Abschnitts
position in der Matrix wird als Abschnitt D 1 in der Matrix
bezeichnet (Fig. 7(a)). Dann geht der Ablauf zu Schritt
S 207 weiter. Wenn dagegen beide Werte außerhalb der Matrix
und des Lerngebiets liegen, endet die Routine der Steuer
einheit 20.
In Schritt S 207 bestimmt die Steuereinheit 20, ob sich die
Maschine im Konstantzustand befindet, indem die durch die
vorhergehende Routine bezeichnete Abschnittsposition mit
der momentanen Abschnittsposition in der Matrix verglichen
wird. Wenn dabei die vorhergehende und die momentane Posi
tion ungleich sind, wird bestimmt, daß die Maschine nicht
im Konstantzustand ist, und die Lernwertrückschreibung wird
nicht durchgeführt. Dann geht der Ablauf zu Schritt S 208
weiter.
In Schritt S 208 wird die durch die momentane Routine be
bezeichnete Abschnittsposition in der Matrix im RAM 23 als
vorhergehende Abschnittspositionsinformation für die
nächste Routine gespeichert. Dann geht der Ablauf zu
Schritt S 209, in dem ein Zähler rückgesetzt (Zählwert 0)
wird, und die Routine endet.
Wenn dagegen in Schritt S 210 bestimmt wird, daß die momen
tane Position der vorhergehenden Position von Schritt S 207
entspricht, wird die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors
15 ausgelesen, und das System bestimmt, ob die Ausgangs
spannung sich abwechselnd nacheinander zur fetten oder
mageren Seite ändert.
Wenn sich die Ausgangsspannung nicht abwechselnd nachein
ander ändert, endet die Routine, und wenn sich die Spannung
abwechselnd nacheinander ändert, zählt der Zähler in
Schritt S 211 seinen Zählwert aufwärts.
In Schritt S 212 ist die Routine beendet, wenn der Zählwert
im Zähler kleiner als n z. B. vier, ist, während der Zu
stand als konstant bestimmt wird, wenn der Zählwert bei
oder über n liegt; dann geht der Ablauf zu Schritt S 213
weiter.
Der Lernwert wird nach Bestimmung des Konstantzustands in
den Schritten S 207, S 210 und S 212 nur dann erneuert, wenn
die Last L und die Maschinendrehzahl S E im wesentlichen
konstant sind und wenn sich die Ausgangsspannung des Sauer
stoffsensors 15 n-mal ändert.
Wenn der Ablauf nach Bestimmung des Konstantzustands zu
Schritt S 213 weitergeht, wird der Zähler rückgesetzt. Dann
wird in Schritt S 214 der mittlere Wert α aus dem Kor
rekturkoeffizienten α für die Rückführungsregelung berech
net, während der Zähler n-mal zählt, und das System berech
net eine Differenz Δ α zwischen dem mittleren Wert α und
dem Bezugswert α0, z. B. 1,0 (siehe Fig. 8). Dabei wird
die Differenz Δ α mittels der folgenden Gleichung (6) be
rechnet:
Δα = {(α 1 + α 5) + (α 3 + α 7)/4} - α₀ (6)
wobei α1 und α5 einen Maximalwert und α3 und α7 einen
Minimalwert bezeichnen, während sich die Ausgangsspannung
des Sauerstoffsensors 15 viermal umkehrt. Nach dem Rechen
vorgang geht der Ablauf zu Schritt S 215.
In Schritt S 215 wird der Maschinenbetriebszustand als im
Lernwerterneuerungsbereich für das Einspritzsystem oder das
Luftmengenmeßsystem liegend aus der Lernbezeichnungstabelle
MP 1 (Fig. 7(b)) bestimmt, die im ROM 22 gespeichert ist,
indem als Parameter die Maschinendrehzahl S E und die Last L
(die Grund-Einspritzmenge T p ) verwendet werden. Wenn der
durch die Maschinendrehzahl S E und die Last L definierte
Maschinenbetriebszustand (S E , L) auf oder über der Kurve G 1
der Tabelle MP 1 von Fig. 7(b) liegt, wenn also (S E , L) G 1,
wird bestimmt, daß die Maschine im Hochdrehzahlbereich mit
Hochlast gefahren wird, und der Ablauf geht in Abhängigkeit
von der Bestimmung des Lerngebiets für das Luftmengenmeß
system zu Schritt S 216 weiter.
In Schritt S 216 wird aus der entsprechenden Adresse der
Meßsystem-Lernwerttabelle T QLR der Lernwert K QLR für das
Luftmengenmeßsystem abgeleitet, indem die Saugluftmenge Q A
zu dem Zeitpunkt als Parameter genützt wird.
Dann wird in Schritt S 217 in Abhängigkeit von dem in
Schritt S 216 abgeleiteten Lernwert K QLR und der in Schritt
der Gleichung (7) berechnet:
K QLR ← K QLR + Δα/M 1 (7)
wobei ein Koeffizient M 1 der im ROM 22 gesetzte vorbe
stimmte Wert und eine Konstante (gewichteter Mittelwert)
zur Bestimmung des Verhältnisses mit der Differenz in
Abhängigkeit von dem Verschlechterungsverlauf des Luftmen
erneuert der neue Lernwert K QLR die entsprechende Adresse
in der Meßsystem-Lernwerttabelle T QLR .
Wenn dagegen der Maschinenbetriebszustand (S E , L) unterhalb
der Kurve G 1 der Tabelle MP 1 von Fig. 7(b) liegt, wenn also
(S E , L)<G 1, wird in Schritt S 215 bestimmt, daß die Ma
schine in einem Niedrigdrehzahlbereich mit niedriger Last
gefahren wird, und der Ablauf geht zu Schritt S 218 in Ab
hängigkeit von der Bestimmung des Lernbereichs für das
Einspritzsystem.
In Schritt S 218 wird aus der entsprechenden Adresse der
Einspritzsystem-Lernwerttabelle T FLR der Lernwert K FLR für
das Einspritzsystem abgerufen unter Verwendung der Grund-
Einspritzmenge T zu diesem Zeitpunkt als Parameter.
Dann wird in Schritt S 219 ein neuer Lernwert K FLR in Ab
hängigkeit von dem in Schritt S 218 abgerufenen Lernwert
K FLR und der in Schritt S 214 berechneten Differenz
gemäß der Gleichung (8) vorgegeben:
K FLR ← K FLR + Δα/M 2 (8)
wobei ein Koeffizient M 2 der im ROM 22 gesetzte vorbestimm
te Wert und eine Konstante (gewichtetes Mittel) zur Be
stimmung des Verhältnisses mit der Differenz Δ α in Abhän
gigkeit von den Verschlechterungsverläufen im Einspritz
system bei der Erneuerung des Lernwerts ist. Dann erneuert
der neue Lernwert K FLR die entsprechende Adresse in der
Einspritzsystem-Lernwerttabelle T FLR .
Das vorstehend beschriebene System gemäß dem ersten Aus
führungsbeispiel verwendet zwar die Grund-Einspritzmenge T p
als Maschinenlast L, aber es kann z. B. anstelle der Grund-
Einspritzmenge T p auch die Ist-Einspritzmenge T i als Last
information L verwendet werden.
Bei dem System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden
zwar die Lernwerte K QLR und K FLR , die jeweils den Anfangs
wert 1,0 haben und in den Lernwerttabellen T QLR und T FLR
für das Meßsystem bzw. das Einspritzsystem gespeichert
sind, verwendet; es ist aber nicht erforderlich, daß die
Anfangswerte auf 1,0 gesetzt sind. Z. B. können beide Lern
werte K QLR und T QLR mit den Anfangswerten 0,0 gesetzt sein.
In diesem Fall werden die obigen Gleichungen (4) bzw. (5)
durch die folgenden Gleichungen (9) bzw. (10) ersetzt:
T p = K × (Q A/SE) × (1 + K BLRC 1) (9)
T i = T p × COEF × α × (1 + K BLRC 2) + T S (10)
Das System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet
also mit zwei Lernwerten K QLR und K FLR für das Luftmengen
meßsystem und das Einspritzsystem entsprechend der Diffe
renz der Verschlechterungsverläufe zwischen dem Meß- und
dem Einspritzsystem, und die Werte K QLR und K FLR werden in
den individuellen Lerngebieten nach Maßgabe der jeweiligen
Verschlechterungen beider Systeme erneuert, so daß eine
überlappende Korrektur der Lerngebiete beider Systeme eli
miniert ist, wodurch die Lerngenauigkeit und die Regelbar
keit verbessert werden, weil die beiden Lernwerte nicht im
gleichen Lerngebiet miteinander in Konflikt gelangen.
Anschließend wird ein zweites Ausführungsbeispiel des
Kraftstoff-Luftverhältnis-Überwachungssystems unter Bezug
nahme auf die Fig. 10-13 erläutert.
Fig. 10 zeigt eine Maschinensteuerung mit einem Kraftstoff-
Luftverhältnis-Überwachungssystem gemäß dem zweiten Aus
führungsbeispiel.
Da die Brennkraftmaschine entsprechend dem ersten Ausfüh
rungsheispiel ausgelegt ist, sind gleiche oder äquivalente
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht
nochmals erläutert.
Die hier anqewandte Maschinensteuerung umfaßt eine Kraft
stoffverdunstungsanlage 50 mit einem eine Adsorptions
schicht 51 a aufweisenden Behälter 51, um den verdampften
Kraftstoff im Kraftstofftank 8 e zu halten, eine Leitung 52
zur Verbindung eines oberen Raums 8 f des Tanks 8 e mit dem
Behälter 51, eine Spülleitung 53, die den Behälter 51 mit
einem Ansaugkrümmer 100 über ein Spülventil 51 b des Behäl
ters 51 verbindet, eine Fühlleitung 54 zum Verbinden einer
Arbeitskammer 51 c des Spülventils 51 b mit Leitungen 4 a und
4 b des Ansaugrohrs 4, die unmittelbar aufstrom und abstrom
von der vollständig geschlossenen Drosselklappe 7 vorge
sehen sind, und ein Behälterspülungsregelventil 55, das in
einem Zwischenabschnitt der Fühlleitung 54 angeordnet ist.
Das eine Spule 55 a aufweisende Ventil 55 wird durch ein
Steuersignal von einer Steuereinheit 20 A geöffnet und ge
schlossen. Wenn das Ventil 55 öffnet, wird der Arbeitskam
mer 51 c des Spülventils 51 b ein einem Öffnungsgrad der
Drosselklappe 7 entsprechender Unterdruck zugeführt, so daß
das Ventil 51 b geöffnet wird. Dann wird dem Ansaugkrümmer
100 an der Adsorptionsschicht 51 a adsorbierter Kraftstoff
dampf entsprechend dem Unterdruck im Ansaugkrümmer 100
zugeführt. Diese Erscheinung wird als Behälterspülvorgang
bezeichnet.
Wie Fig. 10 zeigt, entspricht die Steuereinheit 20 A im
wesentlichen der Steuereinheit des ersten Ausführungsbei
spiels nach Fig. 2. Sie hat einen Spannungsfühlerkreis 16 a,
einen Konstantspannungskreis 16 b, eine Ein/Ausgabeschnitt
stelle 28 und einen Treiberkreis 42. Die übrigen Elemente
entsprechen denjenigen der Steuereinheit 20 von Fig. 2.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird der funktionelle Aufbau
der Steuereinheit 20 A für die Überwachung des Mischungs
verhältnisses erläutert. Die Steuereinheit 20 A umfaßt die
gleichen oder äquivalente Schaltkreise 30-42 und Tabellen
T QLR und T FLR, ferner einen Behälterregelventil-Treiber
kreis 46 für das Behälterregelventil 55 von Fig. 10 und
einen Behälterspül-Vorgabekreis 45 zur Vorgabe des Behäl
terspülbetriebs in Abhängigkeit von dem Kühlmitteltempera
tursignal T C und dem Leerlaufsignal I d , die vom Sensor 14
bzw. vom Leerlaufschalter 12 a geliefert werden.
Nachstehend wird der funktionelle Aufbau der Steuereinheit
20 A beschrieben. Die Steuereinheit 20 A umfaßt verschiedene
Rechenglieder 30 und 31, verschiedene Vorgabekreise 32-34,
36 und 41, den Bestimmungskreis 37, den Lernbezeichnungs
kreis 38, die Lernkreise 39 und 40 für beide Systeme, die
beiden Lernwerttabellen T QLR und T FLR ; dabei handelt es
sich um die gleichen oder äquivalente Elemente wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 3. Ferner umfaßt die
Steuereinheit 20 A als neue Schaltkreise den Behälterspül-
Vorgabekreis 45 und den Steuerventil-Treiberkreis 46 zur
Ansteuerung des Behälterregelventils 55 des in Fig. 10
gezeigten Systems 50.
Der Behälterspül-Vorgabekreis 45 liest Ausgangssignale vom
Leerlaufschalter 12 a und vom Kühlmitteltemperatursensor 14
aus, um das Öffnen oder Schließen des Behälterspülregel
ventils 55 vorzugeben.
Dabei liefert der Behälterspül-Vorgabekreis 45 ein Spü
lungssperrsignal an den Treiberkreis 46, wenn die Kühlmit
teltemperatur T C unter dem Vorgabewert T C 0, z. B. 60°C,
liegt (T C <T C 0) oder wenn der Leerlaufschalter 12 a einge
schaltet ist, wenn also die Drosselklappe 7 vollständig
geschlossen ist. Andererseits liefert der Behälterspül-Vor
gabekreis 45 ein Spülsignal an den Treiberkreis 46, wenn
die Temperatur T C über dem Vorgabewert T C 0 liegt (T C T C 0)
und wenn der Leerlaufschalter 12 a ausgeschaltet ist.
Der Treiberkreis 46 liefert ein Betätigungssignal an das
Behälterspülregelventil 55 nach Maßgabe der vom Behälter
spül-Vorgabekreis 45 gelieferten Signale. Wenn z. B. der
Vorgabekreis 45 das Spülsignal liefert, wird die Spule 55 a
des Regelventils 55 entregt, und die Fühlleitung 54 gelangt
in Verbindung mit der Arbeitskammer 51 c, so daß das Spül
ventil 51 b durch Unterdruck entsprechend dem Öffnungsgrad
der Drosselklappe 7 geöffnet wird, wodurch der an der
Adsorptionsschicht 51 a adsorbierte Kraftstoffdampf ausge
spült wird.
Wenn dagegen das Spülungsperrsignal geliefert wird, wird
die Spule 55 a des Regelventils 55 erregt und unterbricht
die Verbindung zwischen der Fühlleitung 54 und der Arbeits
kammer 51 c, so daß der Spülvorgang durch Schließen des
Spülventils 51 b unterbrochen wird.
Weitere in Fig. 11 gezeigte Schaltkreise haben die gleichen
oder äquivalente Funktionen wie beim ersten Ausführungs
beispiel, so daß nur der Betrieb des Lernzustands-Bestim
mungskreises 37 und des Bezeichnungskreises 38 erläutert
wird.
Dabei wird das Lernen des Luftmengenmeßsystems durch den
Bestimmungsschaltkreis 37 und den Bezeichnungsschaltkreis
38 z. B. während des Behälterspülzustands durchgeführt,
wenn der Leerlaufschalter 12 a ausgeschaltet und die Bedin
gung T C T C 0 erfüllt ist, während das Lernen des Einspritz
systems z. B. während des Spülungssperrzustands durchge
führt wird, wenn der Leerlaufschalter 12 a eingeschaltet
ist. Da somit die Kraftstoff-Luftverhältniskorrektur unter
Anwendung der Lernkorrekturkoeffizienten K BLRC 1 für das
Luftmengenmeßsystem und K BLRC 2 für das Einspritzsystem
durchgeführt wird, wenn die Ist-Einspritzmenge T i berechnet
wird, kann eine Änderung des Kraftstoff-Luftverhältnisses
beim Umschalten zwischen dem Behälterspülzustand und dem
Behälterspülsperrzustand vermieden werden.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 ein Regel
vorgang für das Behälterspülregelventil erläutert.
In Schritt S 301 liest die Steuereinheit 20 A das Ausgangs
signal des Leerlaufschalters 12 a aus und bestimmt, ob
dieser ein- oder ausgeschaltet bzw. ob die Drosselklappe 12
vollständig geschlossen ist oder nicht. Dann geht der Ab
lauf zu Schritt S 302, wenn der Schalter ausgeschaltet ist,
und zu Schritt S 304, wenn er eingeschaltet ist.
In Schritt S 302 liest die Steuereinheit 20 A das Kühlmittel
temperatursignal T C vom Sensor 14 aus und bestimmt, ob das
Signal T C bei oder über dem Vorgabewert T C 0 von z. B. 60°C
liegt.
Wenn die Bedingung T C T C 0 erfüllt ist, geht der Ablauf zu
Schritt S 303, in dem die Spule des Spülregelventils 55 in
Abhängigkeit vom Spülausgangssignal entregt wird, so daß
die Fühlleitung 54 mit der Arbeitskammer 51 c verbunden und
das Spülventil 51 b geöffnet wird, um die Spülung durchzu
führen.
Wenn dagegen in Schritt S 301 der Leerlaufschalter 12 a ein
geschaltet ist oder das Kühlmitteltemperatursignal T C die
Bedingung T C <T C 0 erfüllt, geht der Ablauf zu Schritt S 304,
in dem der Spülvorgabekreis 45 das Spülsperrsignal zur
Aktivierung der Spule 55 a des Spülregelventils 55 liefert,
so daß die Verbindung zwischen der Fühlleitung 54 und der
Arbeitskammer 51 c unterbrochen wird. Durch diese Unterbre
chung öffnet die Arbeitskammer 51 c zur Atmosphäre, so daß
das Spülventil 51 b geschlossen und der Spülvorgang gesperrt
wird.
Nunmehr wird der Regelablauf der Kraftstoff-Luftverhältnis
regelung der Steuereinheit 20 A unter Bezugnahme auf das
Flußdiagramm von Fig. 13 beschrieben. Da einige Schritte
von Fig. 13 denjenigen von Fig. 4 entsprechen, wird der
Ablauf schematisch erläutert.
In Schritt S 100 werden die Maschinendrehzahl S E und die
Saugluftmenge Q A berechnet.
In Schritt S 102 A wird die Grund-Einspritzmenge T p mittels
der folgenden Gleichung (11) berechnet:
T p = K × S E/QA (11)
wobei K eine Konstante ist, und der Ablauf geht zu Schritt
S 103 weiter.
Der Ablauf von Schritt S 103 bis Schritt S 109 entspricht
demjenigen der Steuereinheit 20 von Fig. 4 und wird nicht
nochmals erläutert.
In Schritt S 110 A wird der Luftmengenmeßsystem-Lernkorrek
turkoeffizient K BLRC 1 durch Interpolation in Abhängigkeit
von dem Meßsystem-Lernwert K QLR vorgegeben, der aus der
Meßsystem-Lerntabelle T QLR unter Nutzung der Saugluftmenge
Q A als Parameter abgeleitet ist.
In Schritt S 110 B wird der Einspritzsystem-Lernkorrektur
koeffizient K BLRC 2 durch Interpolation in Abhängigkeit von
dem Einspritzsystem-Lernwert K FLR vorgegeben, der aus der
Einspritzsystem-Lerntabelle T FLR unter Nutzung der Grund-
Einspritzmenge T p als Parameter abgeleitet ist.
In Schritt S 111 A wird die Ist-Einspritzmenge T i in Abhän
gigkeit von der Grund-Einspritzmenge T p , dem Koeffizienten
COEF für verschiedene Erhöhungen, dem Mischungsverhältnis-
Korrekturkoeffizienten α, den Lernkorrekturkoeffizienten
K BLRC 1 und K BLRC 2 für das Meß- und das Einspritzsystem und
dem Spannungskorrekturkoeffizienten T S entsprechend der
folgenden Gleichung (12) vorgegeben:
T i = T p × COEF × α × K BLRC 1 × K BLRC 2 + T S (12)
Dann liefert in Schritt S 112 der Vorgabekreis 41 das dem
Ist-Einspritzmengensignal T i entsprechende Treiberimpuls
signal durch den Treiberkreis 42 an die Einspritzdüsen 8.
Der Lernwerterneuerungsvorgang der Steuereinheit 20 A ent
spricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß
den Flußdiagrammen von Fig. 5 mit Ausnahme der Wahl, ob es
sich um den Lernvorgang für das Luftmengenmeßsystem oder
für das Einspritzsystem handelt. Dabei führt das System
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel den Meßsystem-Lern
vorgang bei der Behälterspülung wenigstens dann aus, wenn
der Leerlaufschalter 12 a ausgeschaltet ist und die Kühl
mitteltemperatur die Bedingung T C T C 0 erfüllt, und das
System führt den Einspritzsystem-Lernvorgang bei der Sper
rung der Behälterspülung durch, wenn der Leerlaufschalter
12 eingeschaltet ist. Infolgedessen hat das System gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel die spezielle Auswirkung,
eine Änderung des Kraftstoff-Luftverhältnisses zu verhin
dern, wenn eine Umschaltung zwischen Behälterspülung und
Spülsperrung stattfindet, und zwar durch die Korrektur
unter Anwendung der Lernkorrekturkoeffizienten K BLRC 1 und
K BLRC 2 für das Meßsystem und das Einspritzsystem bei der
Vorgabe der Ist-Einspritzmenge T i .
Wie oben im einzelnen erläutert wurde, wählt das Kraft
stoff-Luftverhältnis-Überwachungssystem nach der Erfindung
das Lernqebiet aus dem Luftmengenmeßsystem-Lerngebiet und
dem Einspritzsystem-Lerngebiet entsprechend dem Maschinen
betriebszustand aus. Da also die Lerngebiete keine Über
lappung zwischen Einspritz- und Meßsystem aufweisen und es
nicht notwendig ist, für beide Systeme in Konflikt befind
liche Lernwerte im gleichen Lerngebiet zu haben, wirkt sich
die Erfindung vorteilhaft so aus, daß es möglich ist, die
Lerngenauigkeit, die Regelbarkeit, die Reformierung der
Abgase und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Wenn das System ferner mit Behälterspülung arbeitet, ist es
möglich, eine Änderung des Kraftstoff-Luftverhältnisses
entsprechend der Umschaltung zwischen dem Spülvorgang und
dem Spülsperrvorgang zu vermeiden und dadurch das Betriebs
verhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern.
Claims (5)
1. Kraftstoff-Luftverhältnis-Überwachungssystem für eine
Kraftfahrzeugmaschine mit einem Drehzahlsensor (11), der
die Maschinendrehzahl erfaßt, mit einem Mischungsverhält
nissensor (15), der den Zustand eines Kraftstoff-Luftver
hältnisses der Maschine erfaßt, mit einem Einspritzsystem
mit einer Einspritzdüse (8), die Kraftstoff in eine Brenn
kammer der Maschine einspritzt, und mit einem Luftmengen
meßsystem mit einem Luftmengensensor (13), der eine An
saugluftmenge erfaßt,
gekennzeichnet durch
eine Bezeichnungsvorrichtung (38) zum Bezeichnen eines Lerngebiets, das einem Maschinenbetriebszustand entspricht, durch die Wahl entweder eines ersten Lerngebiets für das Luftmengenmeßsystem oder eines zweiten Lerngebiets für das Einspritzsystem;
eine erste Lernvorrichtung (39), die aufgrund einer Wahl des ersten Lerngebiets durch die Bezeichnungsvorrichtung (38) eine erste Korrekturgröße im Luftmengenmeßsystem aus einer Differenz zwischen einem Bezugs-Kraftstoff-Luftver hältnis und einem Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis, das in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Mischungsverhält nissensors (15) berechnet ist, lernt;
eine zweite Lernvorrichtung (40), die aufgrund einer Wahl des zweiten Lerngebiets durch die Bezeichnungsvorrich tung (38) eine zweite Korrekturgröße im Einspritzsystem aus dieser Differenz lernt; und
eine Einspritzmengen-Vorgabevorrichtung (41), die in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl eine Grund-Ein spritzmenge berechnet und eine Ist-Einspritzmenge mit der von der ersten Lernvorrichtung (39) gelernten ersten Kor rekturgröße und der von der zweiten Lernvorrichtung (40) gelernten zweiten Korrekturgröße vorgibt.
eine Bezeichnungsvorrichtung (38) zum Bezeichnen eines Lerngebiets, das einem Maschinenbetriebszustand entspricht, durch die Wahl entweder eines ersten Lerngebiets für das Luftmengenmeßsystem oder eines zweiten Lerngebiets für das Einspritzsystem;
eine erste Lernvorrichtung (39), die aufgrund einer Wahl des ersten Lerngebiets durch die Bezeichnungsvorrichtung (38) eine erste Korrekturgröße im Luftmengenmeßsystem aus einer Differenz zwischen einem Bezugs-Kraftstoff-Luftver hältnis und einem Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis, das in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Mischungsverhält nissensors (15) berechnet ist, lernt;
eine zweite Lernvorrichtung (40), die aufgrund einer Wahl des zweiten Lerngebiets durch die Bezeichnungsvorrich tung (38) eine zweite Korrekturgröße im Einspritzsystem aus dieser Differenz lernt; und
eine Einspritzmengen-Vorgabevorrichtung (41), die in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl eine Grund-Ein spritzmenge berechnet und eine Ist-Einspritzmenge mit der von der ersten Lernvorrichtung (39) gelernten ersten Kor rekturgröße und der von der zweiten Lernvorrichtung (40) gelernten zweiten Korrekturgröße vorgibt.
2. Überwachungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Lernvorrichtung (39) eine erste Tabelle
enthält, in der eine Mehrzahl der ersten Korrekturgrößen in
Abhängigkeit von der Saugluftmenge gespeichert ist, und die
zweite Lernvorrichtung (40) eine zweite Tabelle enthält, in
der eine Mehrzahl der zweiten Korrekturgrößen in Abhängig
keit von einer Maschinenlast gespeichert ist, so daß zur
Vorgabe der Ist-Einspritzmenge auf der Basis der Saugluft
menge bzw. der Maschinenlast entweder eine der ersten Kor
rekturgrößen oder eine der zweiten Korrekturgrößen ausge
sucht wird.
3. Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bezeichnungsvorrichtung (38) eine Tabelle ent
hält, die das erste Lerngebiet und das zweite Lerngebiet in
Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl und der Maschinen
last zwecks Bezeichnung eines der beiden Gebiete angibt.
4. Überwachungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3,
gekennzeichnet durch
ein Behälterspülungs-Steuersystem (50), wobei verdampf
ter Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter adsorbiert und
entsprechend einem Unterdruck im Bereich der Drosselklappe
(7) einer Einlaßleitung der Maschine zugeführt wird; und
die Bezeichnungsvorrichtung (38), die aufgrund eines
Ausgangssignals des Drosselklappenlagesensors (12, 12 a) ein
Lernen der zweiten Lernvorrichtung (40) bezeichnet, wenn
die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, und ein
Lernen der ersten Lernvorrichtung (39) bezeichnet, wenn die
Drosselklappe geöffnet ist.
5. Überwachungssystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
gekennzeichnet durch,
eine Rückführungsbestimmungsvorrichtung (35), die in Abhängigkeit vom aktiven Zustand des Mischungsverhältnis sensors (15) und der Maschinendrehzahl bestimmt, ob die Mischungsverhältnis-Rückführungsregelung erforderlich ist; und
eine Rückführungsregelungs-Korrekturvorrichtung (36), die in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Mischungs verhältnissensors (15) einen Mischungsverhältnisrückfüh rungs-Korrekturkoeffizienten vorgibt, wenn die Rückfüh rungsbestimmungsvorrichtung (35) den Beginn der Mischungs verhältnis-Rückführungsregelung bestimmt, und ein Rückfüh rungskorrekturkoeffizienten-Signal an die erste Lernvor richtung (39), die zweite Lernvorrichtung (40) und die Ein spritzmengen-Vorgabevorrichtung (41) liefert.
eine Rückführungsbestimmungsvorrichtung (35), die in Abhängigkeit vom aktiven Zustand des Mischungsverhältnis sensors (15) und der Maschinendrehzahl bestimmt, ob die Mischungsverhältnis-Rückführungsregelung erforderlich ist; und
eine Rückführungsregelungs-Korrekturvorrichtung (36), die in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Mischungs verhältnissensors (15) einen Mischungsverhältnisrückfüh rungs-Korrekturkoeffizienten vorgibt, wenn die Rückfüh rungsbestimmungsvorrichtung (35) den Beginn der Mischungs verhältnis-Rückführungsregelung bestimmt, und ein Rückfüh rungskorrekturkoeffizienten-Signal an die erste Lernvor richtung (39), die zweite Lernvorrichtung (40) und die Ein spritzmengen-Vorgabevorrichtung (41) liefert.
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