DE4019161C2 - Multi-fuel machine control with fuel viscosity correction depending on the fuel composition - Google Patents
Multi-fuel machine control with fuel viscosity correction depending on the fuel compositionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Mehrstoffmaschinensteuerung und insbesondere eine Treibstoffsteuerung der Art, bei der Treib stoff mit im wesentlichen konstantem Druck während Impulsen durch Öffnen eines Maschinentreibstoffinjektors während vor bestimmter Impulsdauer eingespritzt wird. Jede solche Impuls dauer oder Impulslänge besitzt einen Treibstoffströmungsan teil und einen Injektoröffnungsanteil, in dem keine Strömung stattfindet. Die Länge des Treibstoffströmungsanteils be stimmt die mit jedem Impuls gelieferte Treibstoffmenge, und diese Menge ist im wesentlichen proportional zur Länge dieses Abschnitts.The invention relates to a multi-fuel machine control and in particular a fuel control of the type in which propellants Substance with essentially constant pressure during impulses by opening a machine fuel injector while before certain pulse duration is injected. Any such impulse duration or pulse length has a fuel flow part and an injector opening portion in which there is no flow takes place. The length of the fuel flow portion is the amount of fuel delivered with each pulse, and this amount is essentially proportional to the length this section.
Eine derartige Maschine kann mit einem Gemisch aus brennba ren Treibstoffen wie Benzin und Methanol betrieben werden. Es ist bekannt, die Einspritzimpulslängen solcher Maschinen in Abhängigkeit von einem Treibstoffzusammensetzungs-Signal nachzustellen, um den veränderlichen volumetrischen Wärmein halt dieser Treibstoffe auszugleichen. Derartige Treibstoffe besitzen aber auch unterschiedliche Viskositäten. Die Visko sität des Treibstoffgemisches ändert sich so mit der Treib stoffzusammensetzung wie auch mit der Treibstofftemperatur, und die sich ändernde Viskosität verändert die tatsächliche Treibstoffmenge, die der gleiche Maschinentreibstoffinjektor bei einem vorbestimmten Druck zuliefert. Bei einem einzigen Eichvorgang der Treibstoffsteuerung aufgrund einer vorbe stimmten Viskosität wird die Treibstoffliefermenge jedes Im pulses fehlerhaft sein, wenn sich die Treibstoffzusammenset zung ändert, auch wenn die Treibstoffimpulsberechnung den un terschiedlichen volumetrischen Wärmeinhalt des Treibstoffge misches in Rechnung stellt. Eine vorbekannte Anordnung dieser Art ist in US-PS 47 06 630 beschrieben.Such a machine can with a mixture of Brennba fuels such as petrol and methanol. It is known the injection pulse lengths of such machines depending on a fuel composition signal to adjust the variable volumetric heat stop balancing these fuels. Such fuels but also have different viscosities. The visco The quantity of the fuel mixture changes with the fuel substance composition as well as with the fuel temperature, and the changing viscosity changes the actual one Amount of fuel that is the same machine fuel injector delivers at a predetermined pressure. With one Calibration process of the fuel control due to a pre the viscosity of the fuel is the amount of fuel delivered every Im pulses may be faulty when the fuel is assembled tion changes, even if the fuel pulse calculation changes the un different volumetric heat content of the fuel mix charges. A known arrangement this type is described in US-PS 47 06 630.
Die Erfindung sorgt für die Korrektur der Treibstoffimpuls länge in Abhängigkeit von einer Treibstoffzusammensetzung, um die unterschiedliche Viskosität des sich ändernden Treib stoffgemisches auszugleichen.The invention provides for the correction of the fuel pulse length depending on a fuel composition, about the different viscosity of the changing propellant to balance the mixture of substances.
Zu diesem Zweck zeichnet sich eine erfindungsgemäße Treib stoffsteuerung aus durch die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1.For this purpose a propellant according to the invention is distinguished material control from through the characteristic features of the An saying 1.
Insbesondere ergibt die Erfindung eine Treibstoffsteuerung für eine Maschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Treibstoff leitung, Mitteln zum Zuführen eines flüssigen Treibstoffge mischs aus ersten und zweiten brennbaren Treibstoffen mit un terschiedlichen volumetrischen Wärmeinhalten und Viskositä ten durch die Treibstoffleitung mit einem vorbestimmten Druck, mit einem Treibstoffzusammensetzungs-Fühler in der Treibstoffleitung, der auf einen physikalischen Parameter des Treibstoffgemischs mit Erzeugung eines Treibstoffzusam mensetzungs-Signals reagiert, welches für die Relativanteile des ersten und des zweiten Treibstoffes im Treibstoffgemisch bezeichnend ist, und mit einer Treibstoffeinspritzvorrich tung mit einem Maschinentreibstoffinjektor in der Treibstoff leitung und Steuermitteln zum Öffnen des Maschinentreibstoff injektors während vorbestimmter Impulslängen, um der Maschi ne Einzelportionen von Treibstoff zuzuliefern. Die Treib stoffeinspritzvorrichtung bestimmt die Impulslängen in Abhän gigkeit von dem Treibstoffzusammensetzungssignal für eine vorbestimmte Treibstoffmenge, geeicht mit Strömungscharakte ristiken des Maschinentreibstoffinjektors und der Viskosität des ersten Treibstoffs, und ist weiter abhängig von dem Treibstoffzusammensetzungs-Signal zur Änderung der vorbe stimmten Impulslängen zum Ausgleich der sich ändernden Visko sität des Treibstoffgemisches, um so die vorbestimmten Treib stoffmengen mit den Treibstoffeinzelmengen zu schaffen, auch wenn sich die Viskosität des Treibstoffgemischs mit seiner Zusammensetzung ändert.In particular, the invention provides fuel control for a machine of a motor vehicle with a fuel line, means for supplying a liquid fuel mixes first and second combustible fuels with un Different volumetric heat content and viscosity th through the fuel line with a predetermined Pressure, with a fuel composition sensor in the Fuel line based on a physical parameter the fuel mixture together with the production of a fuel setting signal reacts, which for the relative parts of the first and the second fuel in the fuel mixture is significant, and with a fuel injection device tion with a machine fuel injector in the fuel line and control means for opening the machine fuel injector during predetermined pulse lengths to the machine to deliver single portions of fuel. The blowing The fuel injection device determines the pulse lengths in dependence of the fuel composition signal for one predetermined amount of fuel, calibrated with flow characteristics machine fuel injector and viscosity risks of the first fuel, and is still dependent on that Fuel composition signal to change the prep agreed pulse lengths to compensate for the changing visco quantity of the fuel mixture so as to achieve the predetermined propellant To create quantities with the individual fuel quantities, too if the viscosity of the fuel mixture changes with its Composition changes.
Bei einer anderen Ausführung ändert die Treibstoffsteuerung weiter die Impulslänge zum Ausgleich für die sich ändernde Viskosität des Treibstoffgemischs in Abhängigkeit von dem Treibstofftemperaturfühler. Falls die Impulslänge sich an eine zusätzliche Injektoröffnungslänge anschließt, in der kein Treibstoff strömt, wird die Kompensation nur auf den Im pulslängenanteil angewendet, bei dem eine Treibstoffströmung stattfindet.In another version, the fuel control changes further the pulse length to compensate for the changing Viscosity of the fuel mixture depending on the Fuel temperature sensor. If the pulse length increases an additional injector opening length connects in the no fuel flows, the compensation is only on the Im Pulse length portion applied, in which a fuel flow takes place.
Es wird auf die am gleichen Tag eingereichten, mit dieser Anmeldung zusammenhängenden Patentanmeldungen verwiesen mit den Aktenzeichen P 4 019 187.7, P 4 019 188.5, P 4 019 189.3, P 4 019 159.1, P 4 019 160.5.It will be submitted on the same day with this Application related patent applications referenced with the file number P 4 019 187.7, P 4 019 188.5, P 4 019 189.3, P 4 019 159.1, P 4 019 160.5.
Die vorliegende Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:The present invention is based, for example, on the Drawing explained; in this shows:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Treibstoff steuerung, Fig. 1, a vehicle with an inventive fuel control,
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Steuerung zur Ver wendung in dem Fahrzeug nach Fig. 1, Fig. 2 is a schematic diagram of a controller for uses in the vehicle according to Fig. 1,
Fig. 3 bis 6 Fließdiagramme für den Betrieb der Steuerung aus Fig. 2, Fig. 3 to 6 are flow charts for the operation of the controller of FIG. 2,
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Dampfbildungsrate im Treibstofftank eines Kraftfahrzeuges mit einem Treib stoff, der ein Gemisch aus Benzin und Methanol ist, und Fig. 7 is a graphical representation of the vaporization rate in the fuel tank of a motor vehicle with a propellant, which is a mixture of gasoline and methanol, and
Fig. 8 ein Flußdiagramm einer Abwandlung der Treibstoffsteu erung und des Betriebs nach vorangehenden Figuren. Fig. 8 is a flowchart of a modification of the fuel control and operation according to the previous figures.
Nach Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 mit einer Verbrennungs kraftmaschine 11 in einem Motorabteil 12 versehen, wobei die Maschine 11 Treibstoff von einem Treibstofftank am anderen Ende des Kraftfahrzeuges über eine Treibstoffleitung 15 erhält und überschüssigen Treibstoff durch eine Rückleitung 14 zum Treibstofftank 13 zurückführt. Die Treibstoffleitung 15 enthält einen Fühler 16 für die Treibstoffzusammenset zung, der im Motorabteil 12 an einer Stelle in der Nähe der Maschine 11 angeordnet ist. Der Fühler 16 für die Treibstoff zusammensetzung erzeugt ein für die Relativanteile von Alko hol und Benzin in dem durchströmenden Treibstoff bezeichnen des Signal. Es sind verschiedene derartige Fühler bekannt, doch ist der bevorzugte Fühler ein kapazitiver dielektri scher Sensor, der die Dielektrizitätskonstante des Treib stoffs mißt. Ein solcher Fühler ist insoweit als universal anzusehen, als er ein Ausgangssignal für ein Gemisch mit ir gendeinem Alkohol, wie Ethanol, Methanol usw. wie auch für verschiedene Motortreibstoff-Additive ergibt. Ein Fühler, der hier Verwendung finden kann, ist ein kapazitiver dielek trischer Konstant-Treibstoffzusammensetzungsfühler, wie er in der US-Patent 4 915 084 beschrieben ist, eingereicht am 7.11.1988 von Eugene V. Gonze, und dem Anmelder dieser An meldung überschrieben. Ein normaler Treibstoffdampf-Sammelbe hälter 17 ist über eine Dampfleitung 18 an dem Treibstoff tank 13 angeschlossen, um Dampf von diesem aufzunehmen, und hat eine weitere Dampfleitung 19, die zum Einführungssy stem der Maschine 11 führt.According to Fig. 1, a motor vehicle 10 is provided with a combustion engine 11 provided in an engine compartment 12, the machine 11 receives fuel from a fuel tank at the other end of the motor vehicle via a fuel line 15 and excess fuel returned through a return line 14 to the fuel tank 13. The fuel line 15 includes a sensor 16 for the fuel composition, which is arranged in the engine compartment 12 at a location near the engine 11 . The sensor 16 for the fuel composition generates a for the relative proportions of alcohol and gasoline in the fuel flowing through the signal. Various such sensors are known, but the preferred sensor is a capacitive dielectric sensor which measures the dielectric constant of the fuel. Such a sensor is to be regarded as universal in that it gives an output signal for a mixture with some alcohol, such as ethanol, methanol, etc., as well as for various motor fuel additives. One sensor that can be used here is a capacitive dielectric constant-fuel composition sensor as described in U.S. Patent 4,915,084, filed November 7, 1988 by Eugene V. Gonze, and assigned to the assignee of this application. A normal fuel vapor collection container 17 is connected via a steam line 18 to the fuel tank 13 to receive steam therefrom, and has a further steam line 19 which leads to the Einführungssy system of the machine 11 .
Der Betrieb der Maschine 11 wird durch eine (elektronische) Steuerung 20 gesteuert, die in der gezeigten Weise hinten im Motorabteil, aber auch an anderen geeigneten Stellen angeord net sein kann. Die Steuerung 20 kann ein programmierter Digi talcomputer sein, wie sie gegenwärtig für die Maschinensteu erung in Kraftfahrzeugen benutzt werden. Diese Art von Steue rungen ist gut bekannt und umfaßt einen Mikroprozessor, RAM- und ROM-Speicher und die zugehörige Eingabe/Ausgabe-Verschal tung, wobei ein entsprechendes Programm im ROM gespeichert ist, um den Empfang von Eingangsinformation von verschiede nen Fühlern, die Ausführung von Berechnungen und den Werte aufruf sowie Ausgangsbefehle an verschiedene Stellglieder der maschinenbezogenen Bestandteile zu koordinieren.The operation of the machine 11 is controlled by an (electronic) controller 20 , which can be arranged in the manner shown at the rear in the engine compartment, but also at other suitable locations. The controller 20 may be a programmed digital computer currently used for machine control in automobiles. This type of control is well known and includes a microprocessor, RAM and ROM memory and the associated input / output circuitry, with a corresponding program stored in the ROM to receive input information from various sensors, the execution of calculations and the call of values as well as coordinate output commands to various actuators of the machine-related components.
Die Steuerung 20 ist in Fig. 2 mit ihren verschiedenen Einga be/Ausgabe-Verbindungen zu unterschiedlichen maschinenbezoge nen Bestandteilen dargestellt. Die Steuerung 20 erhält Kraft fahrzeug-Batteriespannung von einer Batterie 50 am Eingang BAT und ist am Eingang GND mit Masse verbunden. Die Steue rung 20 enthält selbstverständlich auch eine übliche Lei stungsversorgungsschaltung (die hier nicht gezeigt ist), um eine eigene geregelte Betriebsspannung aus der Abgabespan nung der Batterie 50 von typischerweise 9 bis 16 V abzulei ten, zu der ja tatsächlich die gesamte Leistungsversorgung des Fahrzeuges gehört mit dem maschinengetriebenen Drehstrom generator und Spannungsregler.The controller 20 is shown in Fig. 2 with its various input / output connections to different machine-related components. The controller 20 receives motor vehicle battery voltage from a battery 50 at the BAT input and is connected to ground at the GND input. The controller 20 of course also includes a conventional power supply circuit (which is not shown here) in order to derive its own regulated operating voltage from the output voltage of the battery 50 of typically 9 to 16 V, which actually includes the entire power supply of the vehicle with the machine-driven three-phase generator and voltage regulator.
Die Steuerung 20 erhält ein IGN-Eingangssignal vom Zündschal ter des Kraftfahrzeuges, das einen Wert bei geschlossenem Zündschalter und einen anderen bei geöffnetem Zündschalter besitzt. Sie kann ein Kühlmitteltemperatur-Eingangssignal TCOOL von einem Kühlmitteltemperaturfühler 21, ein KNOCK-Ein gangssignal von einem Klopffühler 22, ein Luftmassenströ mungs-Eingangssignal MAF von einem Luftmassen-Strömungsfüh ler 23, ein Motordrehzahlsignal RPM von einem Maschinendreh zahlfühler 24, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal VSS vom Fahrzeugtachofühler 25, ein Gaspedalstellungssignal TPS vom Gaspedalfühler 26, ein Ansaug-Absolutdrucksignal MAP von einem entsprechenden Fühler 27, ein Ansaug-Lufttemperatursig nal MAT von einem Lufttemperaturfühler 28, ein Sauerstoff- Fühler-Eingangssignal OXY von einem Abgas-Zusammensetzungs fühler 29, ein Treibstoffzusammensetzungs-Eingangssignal ALC vom Treibstoffzusammensetzungs-Fühler 16 und ein Treibstoff temperatur-Eingangssignal FTS von einem Treibstofftempera tur-Fühler 30 enthalten, die letztere in dem Einsatz des Treibstoffzusammensetzungs-Fühlers 16 enthalten sind.The controller 20 receives an IGN input signal from the ignition switch of the motor vehicle, which has a value when the ignition switch is closed and another when the ignition switch is open. It can receive a coolant temperature input signal TCOOL from a coolant temperature sensor 21 , a KNOCK input signal from a knock sensor 22 , an air mass flow input signal MAF from an air mass flow sensor 23 , an engine speed signal RPM from an engine speed sensor 24 , a vehicle speed signal VSS from the vehicle speedometer sensor 25 , an accelerator pedal position signal TPS from the accelerator pedal sensor 26 , an intake absolute pressure signal MAP from a corresponding sensor 27 , an intake air temperature signal MAT from an air temperature sensor 28 , an oxygen sensor input signal OXY from an exhaust gas composition sensor 29 , a fuel composition input signal ALC from the fuel composition sensor 16 and a fuel temperature input signal FTS from a fuel temperature sensor 30 , the latter included in the use of the fuel composition sensor 16 .
Weiter besitzt nach Fig. 2 die Steuerung 20 einen Ausgang INJ1 zur gleichzeitigen Steuerung der Maschinen-Treibstoffin jektoren 31 bis 33 und einen Ausgang INJ2 zur gleichzeitigen Steuerung der Maschinen-Treibstoffinjektoren 34 bis 36. Weiter ist ein Behälterablaßsteuerungs-Signalausgang CCP vor handen, der das Einschaltverhältnis eines CCP-Magneten 37 im Treibstoffdampf-Sammelbehälter 17 steuert. Die Steuerung 20 besitzt weiter einen EGR-Ausgang (Abgas-Rückführungsausgang) zu einem EGR-Magneten 38 eines EGR-Ventils 40 und einen Ein gang für ein Ventilstellungs-Rückleitsignal PINT, das von einem von der Ventilstellung abhängigen Potentiometer 41 im EGR-Ventil 40 kommt. Das auf die Ventilstellung reagierende Potentiometer 41 erhält eine konstante 5-V-Referenzspannung gegen Masse. Die Steuerung 20 gibt weiter ein Treibstoffpum penrelais-Ansteuersignal FPRD an eine Beaufschlagungsspule 43 eines Treibstoffpumpenrelais für eine Treibstoffpumpe 45 im Treibstofftank 13 ab und enthält ein Treibstoffpumpen-Ein gangssignal PPSW von einem Maschinenöldruckschalter 46, durch den der Anker 47 des Treibstoffpumpenrelais mit der Batterie 50 verbunden ist, wenn das Treibstoffpumpenrelais nicht beaufschlagt ist.Next, the controller 20 of FIG. 2 has an output INJ1 for simultaneous control of the engine fuel in injectors 31 to 33 and an output INJ2 for simultaneously controlling the engine fuel injectors 34 to 36. Furthermore, a container drain control signal output CCP is present, which controls the duty ratio of a CCP magnet 37 in the fuel vapor collecting container 17 . The controller 20 also has an EGR output (exhaust gas recirculation output) to an EGR magnet 38 of an EGR valve 40 and an input for a valve position return signal PINT, which is dependent on a valve position-dependent potentiometer 41 in the EGR valve 40 is coming. The potentiometer 41 reacting to the valve position receives a constant 5 V reference voltage against ground. The controller 20 also outputs a fuel pump relay control signal FPRD to a loading coil 43 of a fuel pump relay for a fuel pump 45 in the fuel tank 13 and contains a fuel pump input signal PPSW from a machine oil pressure switch 46 , through which the armature 47 of the fuel pump relay is connected to the battery 50 is when the fuel pump relay is not energized.
Der Treibstoff für die Maschine 11 wird von dem Treibstoff tank 13 der Treibstoffpumpe 45 durch die Treibstoffleitung 15 zu einer normalen standardmäßigen Treibstoffeinspritzvor richtung für die Maschine 11 geleitet, die die Maschinen treibstoffinjektoren 31 bis 36 enthält. Die Treibstoffpumpe 45 kann eine Druckregelvorrichtung enthalten, um der Maschi ne 11 Treibstoff mit konstantem Druck zuzuführen, wobei über schüssiger Treibstoff zum Treibstofftank 13 rückgeführt wird. Alternativ können einige Ausführungen, insbesondere die mit Bezug auf Fig. 8 beschriebene, eine variable Treib stoffpumpen-Drucksteuerung besitzen, bei der ein Ausgangssig nal FPS eine Leistungsversorgung mit variabler Spannung steu ert, um die Treibstoffpumpe mit gesteuerter Drehzahl anzu treiben und so einen gesteuerten variablen Treibstoffdruck zu schaffen.The fuel for the engine 11 is passed from the fuel tank 13 of the fuel pump 45 through the fuel line 15 to a normal standard fuel injection device for the engine 11 , which contains the engine fuel injectors 31 to 36 . The fuel pump 45 may include a pressure control device to supply the machine with a constant pressure fuel 11 , with excess fuel being returned to the fuel tank 13 . Alternatively, some implementations, particularly those described with reference to FIG. 8, may have a variable fuel pump pressure control in which an output signal FPS controls a variable voltage power supply to drive the fuel pump at a controlled speed and thus a controlled variable To create fuel pressure.
Wenn die Steuerung 20 ein Injektor-Öffnungssignal am Ausgang INJ1 oder INJ2 ausgibt, werden die jeweiligen Maschinentreib stoffinjektoren geöffnet, um unter dem regulierten Druck der Treibstoffpumpe 45 stehenden Treibstoff in die Treibstoffein spritzdurchlässe der Maschine 11 in der Nähe der Maschinenzy linder-Einlaßventile einzuspritzen. Die Maschinen-Treibstoff injektoren schließen, wenn das Injektoröffnungssignal auf hört, und beenden damit die Treibstoffzulieferung. Der Treib stoff wird deshalb in Impulsen mit gesteuerter Zeitlänge ein gespritzt, während derer eine konstante Nennströmung be steht, und man kann deshalb annehmen, daß der zugelieferte Treibstoff von der Impulslänge abhängt. Bei der gezeigten be stimmten Maschine 11 werden normalerweise alle Maschinen treibstoffinjektoren 31 bis 36 gleichzeitig einmal pro Kur belwellenumdrehung beaufschlagt, wobei jeder Maschinentreib stoffinjektor die Hälfte seiner gesamten errechneten Treib stoffmenge (während der Hälfte der insgesamt errechneten Im pulslänge) pro Maschinenzyklus bei jeder Beaufschlagung lie fert. Die dargestellte Maschine 11 ist eine Sechszylinderma schine mit einem Maschinentreibstoffinjektor pro Zylinder. Da für einen vollständigen Zyklus bei der Sechszylinderma schine zwei Kurbelwellenumdrehungen erforderlich sind, lie fert jeder Maschinentreibstoffinjektor 31 bis 36 normalerwei se die volle errechnete Treibstoffmenge für jeden Zyklus in zwei Kurbelwellenumdrehungen.When the controller 20 outputs an injector opening signal at the INJ1 or INJ2 output, the respective engine fuel injectors are opened to inject fuel under the regulated pressure of the fuel pump 45 into the fuel injection ports of the engine 11 near the engine cylinder intake valves. The engine fuel injectors close when the injector opening signal stops, thereby ending the fuel delivery. The fuel is therefore injected into pulses with a controlled length of time, during which there is a constant nominal flow, and it can therefore be assumed that the supplied fuel depends on the pulse length. In the particular machine 11 shown , all the machine fuel injectors 31 to 36 are normally acted on simultaneously once per crankshaft revolution, with each machine fuel injector delivering half of its total calculated fuel quantity (during half of the total pulse length calculated) per machine cycle with each application . The illustrated machine 11 is a six-cylinder machine with one machine fuel injector per cylinder. Since two crankshaft revolutions are required for a complete cycle in the six-cylinder engine, each machine fuel injector 31 to 36 normally delivers the full calculated amount of fuel for each cycle in two crankshaft revolutions.
Die Luft wird zu den Zylindern der Maschine 11 durch ein Standardluftfilter in die gleiche Standardeinlaßvorrichtung eingelassen, wobei die Luftströmung durch ein Drosselventil gesteuert und durch den MAF-Fühler 23 erfaßt wird, während die Lufttemperatur durch den MAT-Fühler 28 erfaßt wird. Der Drosselstellungsfühler 26 erfaßt die Lage des eben beschrie benen Drosselventils, und der MAP-Fühler 27 erfaßt den Druck in der Einlaßvorrichtung in Strömungsrichtung hinter dem Drosselventil. Das Ausgangssignal IAC kann benutzt werden, um eine Leerlaufluft-Strömungsvorrichtung 48 zu steuern, ent weder durch Ändern der Lage eines Drosselanschlages oder durch Verstellen eines Ventils in einer Leerlaufluft-Umlei tung, wie dem Fachmann bekannt. Die Maschine 11 ist weiter mit einem Zündfunkensystem normalen Aufbaus und Betriebs aus gerüstet, soweit es diese Beschreibung betrifft, und dieses wird nicht weiter gezeigt und beschrieben.Air is admitted to the cylinders of engine 11 through a standard air filter in the same standard intake device, with air flow controlled by a throttle valve and sensed by MAF sensor 23 , while air temperature is sensed by MAT sensor 28 . The throttle position sensor 26 detects the position of the throttle valve just described, and the MAP sensor 27 detects the pressure in the inlet device in the flow direction behind the throttle valve. The output signal IAC can be used to control an idle air flow device 48 , either by changing the position of a throttle stop or by moving a valve in an idle air redirection, as is known to those skilled in the art. The machine 11 is further equipped with an ignition spark system of normal construction and operation as far as this description is concerned, and this will not be shown and described further.
Im allgemeinen wird die Treibstoffzuführung zur Maschine 11 durch die Anwesenheit von Alkohol im Treibstoff auf zweier lei Weise beeinflußt. Die erste ist der unterschiedliche Vo lumenwärmeinhalt und aus diesem Grunde unterschiedliche stö chiometrische Luft/Treibstoff-Verhältnis der verschiedenen Treibstoffe wie Methanol und Benzin. Die Maschine 11 ist so ausgelegt, daß sie normalerweise mit einem stöchiometrischen Luft/Treibstoff-Verhältnis von 14,6 zur optimalen Verbren nung von Benzin in Übereinstimmung mit einem Dreiwege-Kataly satorwandler und einer Treibstoffregelung mit einem Sauer stoff-Fühler im Auspuff arbeitet; das entsprechende stöchio metrische Luft/Treibstoffverhältnis bei Methanol beträgt da gegen 6,5. Deswegen sollte die Injektorimpulslängenberech nung normalerweise für das sich ändernde stöchiometrische Luft/Treibstoff-Verhältnis des zu der Maschine 11 geliefer ten Treibstoffs abgewandelt werden, wie es durch einen Treib stoffzusammensetzungsfaktor ALC% bezeichnet wird, der von dem Fühlerausgangssignal ALC abgeleitet wird, wie später in dieser Beschreibung angeführt. Dadurch wird der unterschied liche volumetrische Wärmeinhalt der beiden Treibstoffe aus geglichen, wie allgemein dem Fachmann bekannt.In general, the supply of fuel to engine 11 is affected by the presence of alcohol in the fuel in two ways. The first is the different volume heat content and therefore different stoichiometric air / fuel ratio of the different fuels such as methanol and gasoline. The engine 11 is designed to operate normally with a stoichiometric air / fuel ratio of 14.6 for optimal combustion of gasoline in accordance with a three-way catalyst converter and a fuel control with an oxygen sensor in the exhaust; the corresponding stoichiometric air / fuel ratio for methanol is about 6.5. Therefore, the injector pulse length calculation should normally be modified for the changing stoichiometric air / fuel ratio of the fuel supplied to the engine 11 , as denoted by a fuel composition factor ALC% derived from the sensor output signal ALC, later in this Description given. As a result, the different volumetric heat content of the two fuels is balanced, as is generally known to the person skilled in the art.
Die zweite Weise, mit der Alkohol die Treibstoffzulieferung zur Maschine 11 beeinflußt, ist die geänderte Viskosität z.B. bei unterschiedlichen Zusatzmengen von Methanol zu Ben zin und die Änderung der Viskosität des Treibstoffgemisches mit der Temperatur. Allgemein wird bei der normalen Berech nung der Treibstoffimpulslänge konstante Viskosität angenom men. Da die Viskosität jedoch die Treibstoffströmungsrate durch die Maschinentreibstoffinjektoren 31 bis 36 beein flußt, verändert sich dadurch die Gesamtmenge des bei einer bestimmten Impulslänge gelieferten Treibstoffs. Die jeweils errechnete Treibstoffimpulslänge sollte so auch mit einem Viskositätsfaktor nachgeführt werden, der eine Funktion des Treibstoffzusammensetzungs-Faktors ALC% und auch eine Funk tion der Treibstofftemperatur FTS ist. Dieser Viskositätsfak tor wird mit der gesamten Injektorimpulslänge multipliziert bis auf den Anteil, der die Korrekturgröße für die Injektor öffnung darstellt.The second way in which alcohol influences the fuel supply to machine 11 is the changed viscosity, for example with different additions of methanol to gasoline, and the change in the viscosity of the fuel mixture with temperature. In general, constant viscosity is assumed in the normal calculation of the fuel pulse length. However, since the viscosity affects the fuel flow rate through the engine fuel injectors 31 through 36 , the total amount of fuel supplied at a given pulse length changes. The fuel pulse length calculated in each case should also be tracked with a viscosity factor which is a function of the fuel composition factor ALC% and also a function of the fuel temperature FTS. This viscosity factor is multiplied by the total injector pulse length except for the portion that represents the correction quantity for the injector opening.
Beispielsweise nimmt die normale Treibstoffimpulslänge beim Anlassen NCRANKPW für Reinbenzin die folgende Form an:For example, the normal fuel pulse length increases Start NCRANKPW for pure gasoline in the following form:
NCRANKPW = BCPW + INJCORR,NCRANKPW = BCPW + INJCORR,
wobei eine kalkulierte Grund-Anlaßimpulslänge BCPW mit einer Einspritzkorrektur-Länge INJCORR korrigiert wird. Die Grund dauer des Anlaßimpulses kann nach irgendeinem Algorithmus nach dem Stand der Technik berechnet werden, enthält jedoch allgemein mindestens einen Faktor, der von der Kühlmitteltem peratur TCOOL abhängt. Er wird geeicht auf Grundlage der be kannten Injektorströmungseigenschaften und der Viskosität von Benzin bei einer vorbestimmten Treibstofftemperatur, um bei einem vorbestimmten Treibstoffdruck die erforderliche Treibstoffmenge zu schaffen, der durch den geregelten Treib stoffpumpendruck bestimmt wird. INJCORR wird hinzugefügt, um die Injektor-Öffnungszeit zu berücksichtigen. Dieser Term ist nicht auf den Treibstoff bezogen, da er die Äquivalent zeit darstellt, die der Maschinentreibstoffinjektor zum Öff nen braucht, bevor die Treibstoffströmung beginnt, und des halb ist dieser Term eine Funktion der mechanischen und elek trischen Eigenschaften des Injektors. Er kann sich in Abhän gigkeit von der elektrischen Versorgungsspannung für die Ma schinentreibstoffinjektoren ändern, wird jedoch bei sich ändernder Treibstoffzusammensetzung nicht korrigiert.where a calculated basic starting pulse length BCPW with a Injection correction length INJCORR is corrected. The reason Duration of the starting pulse can be according to any algorithm are calculated according to the prior art, but contains generally at least one factor from the coolant temperature TCOOL depends. It is calibrated based on the knew injector flow properties and viscosity of gasoline at a predetermined fuel temperature to the required at a predetermined fuel pressure To create the amount of fuel by the regulated propellant material pump pressure is determined. INJCORR is added to to consider the injector opening time. That term is not related to the fuel since it is the equivalent represents time that the machine fuel injector opens needs before the fuel flow begins, and des half this term is a function of mechanical and electrical trical properties of the injector. He can depend of the electrical supply voltage for the Ma engine fuel injectors will change, however changing fuel composition not corrected.
Die Abwandlung der normalen Anlaßimpulslängengleichung zu einer gleichartigen Gleichung für eine Mehrstoff-Anlaßimpuls länge MCRANKPW enthält so zwei Schritte. Der erste Schritt ist die Abwandlung der Grundanlaßimpulslänge zu einer Mehr stoff-Grundablaßimpulslänge MBCPW, die von der Treibstoffzu sammensetzung abhängt. Eine bequeme Art und Weise, diese Än derung auszuführen, besteht darin, die 2D-Wertetabelle des Kühlmitteltemperaturfaktors in eine 3D-Wertetabelle für die Kühlmitteltemperatur TCOOL und die Treibstoffzusammensetzung ALC% zu erweitern. Der zweite Schritt besteht darin, einen Viskositätsfaktor VISC für die modifizierte Grundimpulslänge zu schaffen:The modification of the normal starting pulse length equation to a similar equation for a multi-component starting pulse length MCRANKPW contains two steps. The first step is the modification of the base pulse length to a more MBCPW basic drain pulse length, which depends on the fuel composition depends. A convenient way to change this the 2D value table of the Coolant temperature factor in a 3D table of values for the Coolant temperature TCOOL and the fuel composition ALC% expand. The second step is one Viscosity factor VISC for the modified basic pulse length to accomplish:
MCRANKPW = (MBCPW) (VISC) + INJCORR.MCRANKPW = (MBCPW) (VISC) + INJCORR.
Der Viskositätsmultiplikator VISC selbst wird von einer 3D-Wertetabelle als Funktion des Treibstoffzusammensetzungs faktors ALC% und der Treibstofftemperatur FTS abgeleitet und korrigiert die Viskositätsänderungen bei sich ändernden Ben zin/Alkohol-Anteilen im Treibstoff und die Viskositätsände rung eines alkoholhaltigen Gemisches mit der Temperatur, so daß die errechnete Treibstoffimpulslänge die korrekte Treib stoffmenge ergibt. Da die Treibstoffimpulslänge sich infolge der Viskositätsänderung des Treibstoffgemischs nicht notwen digerweise in der gleichen Weise ändert wie die Treibstoffim pulslänge infolge von Änderungen des stöchiometrischen A/F- Verhältnisses (A/F = air/fuel = Luft/Treibstoff) mit der Treibstoffzusammensetzung, und da die Treibstofftemperatur- Wertetabelle sich nur mit der Viskosität ändert, werden die beiden Korrekturen nicht in einer einzigen Wertetabelle kom biniert. Auf die Einspritzkorrekturlänge INJCORR wird keine Treibstoffzusammensetzungs-Korrektur angewendet, da diese nicht durch Treibstoffeigenschaften beeinflußt wird. Nach dem Anlassen der Maschine geht der Treibstoffalgorithmus allmählich von der angeführten Anlaß-Treibstoffgleichung zur normalen Treibstoffgleichung über, die eine normale Treib stoffinjektor-Impulslänge BPINJ in folgender Weise ergibt:The viscosity multiplier VISC itself is made by one 3D table of values as a function of fuel composition factor ALC% and the fuel temperature FTS derived and corrects the viscosity changes when Ben changes Zin / alcohol shares in the fuel and the viscosity changes tion of an alcohol-containing mixture with the temperature, so that the calculated fuel pulse length is the correct fuel amount of substance results. As the fuel pulse length changes as a result the change in viscosity of the fuel mixture is not necessary usually changes in the same way as the fuel pulse length due to changes in the stoichiometric A / F Ratio (A / F = air / fuel = air / fuel) with the Fuel composition, and since the fuel temperature The table of values only changes with the viscosity two corrections do not appear in a single table of values trimmed. There will be no injection correction length INJCORR Fuel composition correction applied as this is not affected by fuel properties. To when the engine starts, the fuel algorithm goes gradually from the starting fuel equation to normal fuel equation over which is a normal propellant Pulse injector pulse length BPINJ results in the following way:
BPINJ = [(BPW)((BLM)(DE) + AE)](VISC) + CORRCL + INJCORR.BPINJ = [(BPW) ((BLM) (DE) + AE)] (VISC) + CORRCL + INJCORR.
Bei der voranstehenden Gleichung istThe equation above is
BPW die errechnete Grundimpulslänge,
BLM ein Blocklern-Multiplikator,
DE ein Verzögerungs-Magerungs-Multiplikator,
AE ein Beschleunigungs-Anreicherungsterm,
CORRCL ein Regelkorrekturterm,
INJCORR der Injektorkorrektorterm und
VISC der Treibstoffviskositätsmultiplikator.BPW the calculated basic pulse length,
BLM a block learning multiplier,
DE a delay lean multiplier,
AE an acceleration enrichment term,
CORRCL a rule correction term,
INJCORR the injector corrector term and
VISC the fuel viscosity multiplier.
Es ist zu sehen, daß die normale Treibstoffgleichung zur Be rücksichtigung unterschiedlicher Treibstoffviskosität im we sentlichen in der gleichen Weise korrigiert wird, wie es bei der Anlaßtreibstoffgleichung der Fall war: d.h. der Hauptan teil der die Treibstoffmenge steuernden Impulslänge wird mit dem Viskositätskorrekturfaktor VISC multipliziert, der von einer Wertetabelle entsprechend der Treibstoffzusammenset zung ALC% und der Treibstofftemperatur FTS abgeleitet wird, während der Injektorkorrekturterm nicht beeinflußt wird. Wenn erwünscht, kann der Regelschleifen-Korrekturterm auch in bezug auf Viskosität in folgender Weise kompensiert werden:It can be seen that the normal fuel equation for loading consideration of different fuel viscosity in the we is substantially corrected in the same way as in the starting fuel equation was the case: i.e. the main one part of the pulse length controlling the amount of fuel is included multiplied the viscosity correction factor VISC by a table of values according to the fuel composition ALC% and the fuel temperature FTS is derived, while the injector correction term is not affected. If desired, the control loop correction term can also compensated for viscosity in the following manner become:
BPINJ = [(BPW)((BLM)(DE) + AE) + CORRCL](VISC) + INJCORR.BPINJ = [(BPW) ((BLM) (DE) + AE) + CORRCL] (VISC) + INJCORR.
In diesem Fall wird der gesamte Anteil der die Treibstoffmen ge steuernden Impulslänge multipliziert mit dem Viskositäts korrekturfaktor. Es ist jedoch im allgemeinen nicht notwen dig, dies zu tun, da der Regelkorrekturfaktor eine Zuwachs größe ist, welche zur Annäherung an das tatsächlich erforder liche Luft/Treibstoff-Verhältnis hinzugefügt ist und keine mit offener Regelschleife errechnete Treibstoffmenge, und so viel weniger durch den Alkoholanteil beeinflußt wird.In this case, the total amount of fuel ge controlling pulse length multiplied by the viscosity correction factor. However, it is generally not necessary dig to do this because the rule correction factor is an increase size is what is actually required to approximate that air / fuel ratio is added and none amount of fuel calculated with open control loop, and so much less affected by the alcohol content.
Der Grundimpulslängenterm BPW kann abgeleitet werden von der Luftmassen-Strömungsrate, der Motordrehzahl, dem erwünschten Treibstoff/Luft-Verhältnis und der Injektor-Strömungsrate. Die Luftmassen-Strömungsrate in g Luft pro s und die inverse Motordrehzahl in Computertaktimpulsen pro Zylinder werden kombiniert und mit einer Konstanten multipliziert zu einer Lastvariablen LV8. Die Grundimpulslänge wird dann durch fol gende Gleichung gegeben:The basic pulse length term BPW can be derived from the Air mass flow rate, engine speed, the desired Fuel / air ratio and injector flow rate. The air mass flow rate in g air per s and the inverse Engine speed in computer clock pulses per cylinder combined and multiplied by a constant to one Load variables LV8. The basic pulse length is then determined by fol given equation:
BPW = K₁(LV8)(INJ)(F/A),BPW = K₁ (LV8) (INJ) (F / A),
wobei K1 die Maßstabkonstante, LV8 der eben definierte Last faktor, INJ die Injektorströmungsrate und F/A das gewünschte Treibstoff/Luft-Verhältnis, also das mit Maßstab versehene Inverse des Luft/Treibstoff-Verhältnisses ist. Bei der Be rechnung von BPW wird LV8 aus Motorbetriebsparametern wie nach dem Stand der Technik errechnet ohne Rücksicht auf Treibstoffzusammensetzung. Das gewünschte Treibstoff/Luft- Verhältnis F/A wird als geradlinige Interpolation zwischen den gewünschten Verhältniswerten für Benzin und Methanol (oder des sonst verwendeten Treibstoffs) aufgrund des erfaß ten Alkoholanteils ALC% berechnet. Die Injektorströmungsrate ist ein konstanter Term, der für die bestimmte Maschine ge eicht ist und von der Treibstoffviskosität für Benzin und In jektoreigenschaften abhängt. Der Fachmann für Maschinensteu erung wird sich bewußt sein, daß es andere grundsätzliche Ma schinentreibstoffsteueralgorithmen gibt, wie beispielsweise auf Motordrehzahl und auf einem Maschinenlastfaktor wie Abso lutdruck oder Unterdruck im Einlaßverteiler beruhende. Das jeweilige Verfahren zum Bestimmen der Grundimpulslänge ist für die hier beschriebene Erfindung nicht wesentlich. Der Blocklernmultiplikator BLM ist ein adaptiver Steuerterm, der im Speicher als eine Funktion des Maschinenbetriebszu standes gespeichert ist und benutzt wird, einen großen An teil der Regelung durch einen adaptiven Lernprozeß der Steu erung zu übertragen und so die erforderliche Regelkorrektur zu reduzieren. Der Betrieb solcher adaptiver Steuerungen ist nach dem Stand der Technik wohl bekannt und wird durch die Treibstoffzusammensetzung bis auf das nachfolgend angeführte nicht abgewandelt.where K 1 is the scale constant, LV8 is the load factor just defined, INJ is the injector flow rate and F / A is the desired fuel / air ratio, ie the scaled inverse of the air / fuel ratio. When calculating BPW, LV8 is calculated from engine operating parameters as in the state of the art, regardless of the fuel composition. The desired fuel / air ratio F / A is calculated as a straight-line interpolation between the desired ratio values for gasoline and methanol (or the fuel otherwise used) on the basis of the detected alcohol content ALC%. The injector flow rate is a constant term that is calibrated for the particular machine and depends on the fuel viscosity for gasoline and injector properties. Those skilled in machine control will be aware that there are other basic engine fuel control algorithms, such as engine speed and engine load factors such as absolute pressure or vacuum in the intake manifold. The respective method for determining the basic pulse length is not essential for the invention described here. The block learning multiplier BLM is an adaptive control term, which is stored in the memory as a function of the machine operating state and is used to transmit a large part of the control through an adaptive learning process of the control and thus to reduce the required control correction. The operation of such adaptive controls is well known in the art and is not modified by the fuel composition except for the one listed below.
Der Verzögerungs-Magerungs-Multiplikator DE wird dazu be nutzt, die Treibstoffzufuhr während Verzögerungen zu verrin gern aufgrund der Drosselstellung und/oder anderer entspre chender Parameter. Der Multiplikator kann einen von Null ver schiedenen Wert haben, um Treibstoff zu reduzieren, oder kann gleich Null gesetzt werden, um die Treibstoffzufuhr an zuhalten. Der von Null verschiedene Wert wird mit einem Faktor von einer Wertetabelle aufgrund der Treibstoffzusam mensetzung ALC% und der Kühlmitteltemperatur nachgestellt. Für die beschriebene Maschine 11 nimmt der Wert DE bei reinem Benzin mit der Temperatur ab und steigt bei reinem Me thanol mit der Temperatur an. Treibstoffzusammensetzungen zwischen diesen Extremwerten erzeugen eine Mischung aus diesen Kurven. Wenn der Term DE zu Null wird, wird kein Treibstoff geliefert. Jedoch können am Ende der Treibstoff- Abstellzeit asynchrone Einleitimpulse geliefert werden, und die werden aufgrund von ALC% eingerichtet. Der Beschleuni gungs-Anreicherungsterm AE wird benutzt, zusätzlichen Treib stoff aufgrund einer positiven Änderung des Lastparameters LV8 während Beschleunigungsvorgängen zu schaffen. AE wird aufgrund der Treibstoffzusammensetzung und möglicherweise der Kühlmitteltemperatur aus einer Wertetabelle modifiziert. Es sollte auch erwähnt werden, daß der Treibstoff einer auf die Kühlmitteltemperatur reagierenden Choke-Funktion unter worfen ist, wodurch beim Aufwärmen der Maschine Extratreib stoff zugeliefert wird. Eine solche Funktion kann einen Mul tiplikator verwenden, der mit ansteigender Kühlmitteltempera tur abnimmt, bis er im wesentlichen bei einer bestimmten Kühlmitteltemperatur gleich Eins wird und bleibt. Sowohl der Wert dieses Multiplikators als auch die Abfallrate können Funktionen von ALC% wie auch der Kühlmitteltemperatur sein.The delay lean multiplier DE is used to reduce the fuel supply during delays due to the throttle position and / or other corresponding parameters. The multiplier can have a nonzero value to reduce fuel, or can be set to zero to stop fueling. The non-zero value is adjusted with a factor of a value table based on the fuel composition ALC% and the coolant temperature. For the machine 11 described , the value DE decreases with temperature in the case of pure gasoline and increases with the temperature in the case of pure methanol. Fuel compositions between these extreme values produce a mixture of these curves. If the term DE becomes zero, no fuel is delivered. However, asynchronous initiation pulses can be delivered at the end of the fuel shutdown time and are set up based on ALC%. The acceleration enrichment term AE is used to create additional fuel due to a positive change in the load parameter LV8 during acceleration processes. AE is modified based on the fuel composition and possibly the coolant temperature from a table of values. It should also be mentioned that the fuel is subjected to a choke function which reacts to the coolant temperature, as a result of which extra fuel is supplied when the machine is warmed up. Such a function can use a multiplier that decreases with increasing coolant temperature until it becomes and remains essentially one at a certain coolant temperature. Both the value of this multiplier and the drop rate can be functions of ALC% as well as the coolant temperature.
Der Regelkorrekturterm CORRCL wird hinzugefügt, wenn die Re gelung freigegeben wird. Er umfaßt Integral- und Proportio nalterme. CORRCL wird abgeleitet vom Fett/Mager-Status des Treibstoffgemischs, wie es durch den Sauerstoff-Fühler im Ab gassystem der Maschine 11 erfaßt wird. Ein standardmäßiger Zirkonoxid-Sauerstoff-Fühler erzeugt eine Spannung, die sich in Abhängigkeit von im Abgas erfaßtem überschüssigem freiem Sauerstoff ändert, und dieser wird durch den Fett/Mager- Status des Treibstoffes bezüglich der Stöchiometrie be stimmt. Das Ausgangssignal des Sauerstoff-Fühlers ist eine Spannung, die sich in einem engen Bereich um den stöchiome trischen Wert rasch ändert. Diese Spannung oder eine davon abgeleitete Zahl zur Verwendung in einem Computer kann mit einem Referenzwert verglichen werden, der eine vorbestimmte Beziehung zum stöchiometrischen Wert besitzt als Teil eines Verfahrens zur Erzeugung eines Signals, das für den Fett/ Mager-Status des tatsächlichen Luft/Treibstoff-Verhältnisses der Maschine bezeichnend ist. The rule correction term CORRCL is added when the rule is released. It includes integral and proportional terms. CORRCL is derived from the rich / lean status of the fuel mixture, as it is detected by the oxygen sensor in the exhaust system of the engine 11 . A standard zirconia oxygen sensor generates a voltage that changes depending on the excess free oxygen detected in the exhaust gas, and this is determined by the fuel's lean / lean status with respect to the stoichiometry. The output signal of the oxygen sensor is a voltage that changes rapidly in a narrow range around the stoichiometric value. This voltage, or a number derived therefrom, for use in a computer can be compared to a reference value that has a predetermined relationship to the stoichiometric value as part of a method of generating a signal indicative of the rich / lean status of the actual air / fuel. Ratio of the machine is significant.
Man sollte erwarten, daß das Ausgangssignal des Sauerstoff- Fühlers durch sich ändernde Treibstoffzusammensetzungen nicht bedeutsam beeinflußt wird, da der Sauerstoff-Fühler auf Faktoren reagiert, die auf den stöchiometrischen Wert und nicht auf das absolute Luft/Treibstoff-Verhältnis bezo gen sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Betrieb sol cher Sauerstoff-Fühler durch die Anwesenheit von Methanol im Treibstoff beeinflußt wird, wodurch die Ausgangsspannung des Sauerstoff-Fühlers zur fetten Seite verschoben wird, und so bei Regelung das Maschinentreibstoffsystem zur mageren Seite getrieben wird. Die Veränderung ist gering, in der Größenord nung von 0,1 bis 0,2 A/F-Verhältniswerten, jedoch hat eine Verschiebung dieser Größe nach der mageren Seite des stöchio metrischen Verhältnisses eine bedeutsame Auswirkung auf die NOx-Wandlung durch einen reduzierenden Katalysator. Deshalb wird das System korrigiert durch Verschieben der Referenz spannung oder -spannungen, mit denen das Ausgangssignal des Sauerstoff-Fühlers verglichen wird, und zwar in gleicher Richtung und in gleichartiger Größe wie die Verschiebung der Fühlerausgangsspannung, so daß der Sauerstoff-Fühler eine ma gerere Ablesung ergibt, welche die Änderung durch das Metha nol korrigiert.It should be expected that the output of the oxygen sensor will not be significantly affected by changing fuel compositions since the oxygen sensor will respond to factors related to the stoichiometric value rather than the absolute air / fuel ratio. However, it has been shown that the operation of such oxygen sensors is affected by the presence of methanol in the fuel, thereby displacing the output voltage of the oxygen sensor to the rich side, and thus driving the engine fuel system to the lean side when controlled. The change is small, on the order of 0.1 to 0.2 A / F ratio values, but shifting this size toward the lean side of the stoichiometric ratio has a significant impact on NO x conversion through a reducing catalyst . Therefore, the system is corrected by moving the reference voltage or voltages with which the output signal of the oxygen sensor is compared, in the same direction and in the same size as the displacement of the sensor output voltage, so that the oxygen sensor a ma gerere reading results, which corrects the change by the methanol.
Ein Ausführungsbeispiel eines Regelschleifen-Korrektursy stems auf Grundlage eines Sauerstoff-Fühlers ist in US-PS 46 25 698 gezeigt. Bei diesem Regelschleifenkorrektursystem wird die tatsächliche Fühlerausgangsspannung bearbeitet zur Bildung eines Schnellfilterwertes (ff) und eines Langsamfil terwertes (sf), und diese gefilterten Werte werden mit ff- bzw. sf-Spannungsfenstern verglichen. Jeder ff- und sf-Fil terwert wird als fett oder mager bestimmt, wenn er sich außerhalb des jeweiligen Fensters an der fetten oder mageren Seite befindet, oder, wenn er sich innerhalb des jeweiligen Fensters befindet, danach, ob er sich in fetter bzw. magerer Richtung ändert. Zur Nachstellung bei Mehrstoffbetrieb werden in US-PS 46 25 698 die ff- und sf-Fenster beide in einer solchen Richtung verschoben, daß der Algorithmus zum mageren Ablesen hin verschoben wird, in einer Größe, die gerade die Auswirkung des Alkohols im Treibstoff ausgleicht, so daß eine konsistente Beziehung zwischen den Referenzwer ten und dem stöchiometrischen Verhältnis erhalten bleibt. Die Verschiebung hängt von der Treibstoffzusammensetzung ALC% und der Maschinenlast nichtlinear ab und wird so von einer Wertetabelle abgeleitet. Irgendeine normale Verschie bung der Fenster mit Maschinenbelastung wird auch erhöht, so daß die Wertetabelle eine 3D-Tabelle in Abhängigkeit von der Treibstoffzusammensetzung ALC% und einem Maschinenlastfaktor ist. Das Ergebnis beeinflußt nicht nur die Bestimmung, ob der Treibstoff als fett oder mager erfaßt wird, sondern auch die Größe der Fehlerterme, die zur Berechnung des Proportio nalkorrekturfaktors benutzt werden, wie in der erwähnten US-PS beschrieben ist.An embodiment of a control loop correction system stems based on an oxygen sensor is in US-PS 46 25 698 is shown. With this control loop correction system the actual sensor output voltage is processed for Formation of a quick filter value (ff) and a slow fil ter values (sf), and these filtered values are or sf voltage windows compared. Every ff and sf fil terwert is determined as fat or lean if it is outside the respective window on the fat or lean Page, or if it is within the respective Window, depending on whether it is fat or lean Changes direction. For adjustment in multi-fuel operation are the ff and sf windows in both US-PS 46 25 698 such a direction that the algorithm for is shifted towards lean reading, in a size that balances the effect of alcohol in the fuel, so that a consistent relationship between the reference people ten and the stoichiometric ratio is maintained. The shift depends on the fuel composition ALC% and the machine load nonlinearly and is thus of derived from a table of values. Any normal move Exercise of the windows with machine load is also increased, so that the value table is a 3D table depending on the Fuel composition ALC% and a machine load factor is. The result affects not only the determination of whether the fuel is recorded as rich or lean, but also the size of the error terms used to calculate the proportion channel correction factor can be used as in the mentioned US-PS is described.
Das Ausgangssignal ALC des Treibstoffzusammensetzungs-Füh lers 16 wird durch ein Regelkorrektursystem bearbeitet, um die Genauigkeit und Stabilität der Treibstoffsteuerung zu erhöhen. Wenn eine Anfangsmaschinenlaufzeit IERT nach dem An lassen der Maschine abgelaufen ist, wird das Ausgangssignal des Treibstoffzusammensetzungs-Fühlers 16 auf regulärer Grundlage wie einer 100-ms-Schleife abgelesen, zusammen mit dem Ausgangssignal des Treibstofftemperatur-Fühlers 30, und mit analog/digital-gewandelten Werten, die im RAM in der Steuerung 20 gespeichert sind, verglichen. Ein Flußdiagramm des Ablaufes ist in Fig. 3 dargestellt. In einem Anfangsent scheidungsblock 60 wird die Treibstoffpumpen-Laufzeit mit einer Referenz-Anfangsmaschinenlaufzeit IERT verglichen, was durch Vergleichen des Inhalts eines als Zähler benutzten Speicherbyte mit einer anderen gespeicherten Referenz IERT getan werden kann. Die Treibstoffpumpen-Laufzeit kann in der Steuerung von der Ersterzeugung des FPRD-Signals ausgezählt werden, das zur Beaufschlagung des Treibstoffpumpenrelais der Treibstoffpumpe 45 ausgegeben wird. Die Treibstoffpumpen laufzeit wird als eine Anzeige der tatsächlichen Anfangs-Ma schinenlaufzeit benutzt von dem Zeitpunkt, bei dem das Anlas sen des Motors begonnen wird. Die Begründung für die Refe renz IERT und ihre Eichung werden weiter unten besprochen. Falls die Referenzzeit IERT noch nicht abgelaufen ist, be stimmt ein weiterer Entscheidungsblock 61, ob die Treibstoff pumpe 45 läuft. Falls nicht, z.B. wenn die Maschine 11 noch nicht gestartet wurde, wird die Routine verlassen. Falls ja, wird der Treibstoffpumpenlaufzeit-Speicherplatz im Schritt 72 erhöht, bevor die Routine ausgeführt wird. Wenn im Ent scheidungsblock 60 die Treibstoffpumpenlaufzeit als größer oder gleich der Referenz IERT festgestellt wird, werden das A/D-gewandelte Treibstoffzusammensetzungs-Eingabesignal ALC und das Treibstofftemperatur-Signal FTS im Schritt 63 gele sen. Das Eingangssignal ALC% wird von ALC dadurch abgelei tet, daß ALC in eine mathematische Form gewandelt, sein Wert innerhalb unter und oberer Grenzwerte begrenzt und das Resul tat im Schrit 65 in einer Tiefpaßfilterroutine erster Ord nung gefiltert wird. Die Versorgungsspannung BAT kann in einem Entscheidungsblock 66 mit einer Referenzspannung überprüft werden, um zu sehen, ob sie ausreicht, ein gutes ALC-Signal zu ergeben, wobei der abgeleitete ALC%-Wert nur bei ausreichender BAT gespeichert wird.The output signal ALC of the fuel composition sensor 16 is processed by a control correction system to increase the accuracy and stability of the fuel control. When an initial engine runtime IERT has expired after the engine is started, the output of the fuel composition sensor 16 is read on a regular basis, such as a 100 ms loop, along with the output of the fuel temperature sensor 30 and with analog / digital converted Compare values stored in RAM in controller 20 . A flow chart of the process is shown in FIG. 3. In an initial decision block 60 , the fuel pump runtime is compared to a reference initial engine runtime IERT, which can be done by comparing the contents of a memory byte used as a counter with another stored reference IERT. The fuel pump runtime can be counted in the controller from the first generation of the FPRD signal, which is output to act on the fuel pump relay of the fuel pump 45 . The fuel pump runtime is used as an indication of the actual initial engine runtime from the time engine start is started. The reasons for the IERT reference and its calibration are discussed below. If the reference time IERT has not yet expired, a further decision block 61 determines whether the fuel pump 45 is running. If not, for example if machine 11 has not yet started, the routine is exited. If so, the fuel pump runtime memory location is increased in step 72 before the routine is executed. In decision block 60, if the fuel pump runtime is determined to be greater than or equal to the reference IERT, the A / D converted fuel composition input signal ALC and the fuel temperature signal FTS are read in step 63 . The input signal ALC% is derived from ALC by converting ALC into a mathematical form, limiting its value within the upper and lower limits and filtering the result in step 65 in a low-pass filter routine of the first order. The supply voltage BAT can be checked in a decision block 66 with a reference voltage to see whether it is sufficient to give a good ALC signal, the derived ALC% value being stored only if the BAT is sufficient.
Während der anfänglichen Maschinenlaufzeit bis zur Referenz zeit IERT ist der durch die Steuerung 20 benutzte ALC%-Wert jedoch ein Wert, der in einem nichtflüchtigen Speicherplatz von der letzten Maschinenbetriebszeit gehalten wurde. Der ge speicherte Wert wird aus verschiedenen Gründen benutzt. Er stens können sich die Benzin- und Methanol-Bestandteile des Treibstoffs in dem Treibstofftank und den Leitungen getrennt haben, auch im Treibstoffzusammensetzungsfühler 16 selbst, während das Fahrzeug in Ruhe war. Damit ist die letzte Able sung des Treibstoffzusammensetzungsfühlers 16 vor dem Ab schalten der Maschine eine genauere Ablesung von ALC% als die Anfangsablesung des Treibstoffzusammensetzungs-Fühlers 16, bevor der Treibstoff wieder gemischt ist. Allgemein soll ten mehrere Sekunden zugelassen werden, bis der Treibstoffzu sammensetzungs-Fühler 16 wieder benutzt wird. Zusätzlich kann die Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs während des An lassens stark schwanken, und das kann bei manchen Anordnun gen den genauen Betrieb des Treibstoffzusammensetzungs-Füh lers 16 stören. Dieser Vorgang kann insbesondere bei kaltem Wetter, wenn sich die Maschine 11 nicht leicht anlassen läßt und die Bordnetzspannung weiter abfällt, länger dauern. Ein zusätzlich zu berücksichtigender Faktor ist die Tatsache, daß die Maschine 11 normalerweise angehalten wird, wenn dem Kraftfahrzeug 10 neuer Treibstoff zugeführt wird, und das Be tanken kann die Zusammensetzung des Treibstoffs im Treib stofftank 13 beträchtlich ändern. Es ist deshalb bestimmt wünschenswert, diese Änderung rechtzeitig zu erfassen, um die Maschinentreibstoffsteuerung nachzustellen, wenn der neue Treibstoff Maschine 11 erreicht. Es besteht jedoch noch eine Zeitverzögerung von 10 bis 15 s, bevor der neue Treib stoff von dem Treibstofftank 13 zum Treibstoffzusammenset zungs-Fühler 16 gepumpt ist und dort erfaßt werden kann. Es ist in dieser Zeit nicht so notwendig, eine größere Änderung beim Treibstoff zu erfassen zu versuchen, und während dieser Zeit erhält das Treibstoffsystem Treibstoff mit der alten Zu sammensetzung. Deswegen ist eine Verwendung des gespeicher ten ALC%-Wertes während der Zeit, die der neue Treibstoff braucht, vom Treibstofftank 13 zum Treibstoffzusammenset zungs-Fühler 16 zu kommen, ein gutes Treibstoffzusammenset zungssignal während des Anlaßvorgangs, und die Referenzzeit IERT kann gleich einer Größe von im wesentlichen 10 bis 15 s gesetzt und der Wert konstant gehalten werden, unter der An nahme, daß eine Treibstoffpumpe 45 benutzt wird, die auf im wesentlichen konstanten Druck oder konstante Strömung gere gelt wird. Falls der Treibstoffpumpendruck oder die Strömung sich ändert, sollte der im vorangehenden Satz beschriebene Wert von IERT entsprechend der raschestmöglichen Strömung festgesetzt oder in Abhängigkeit von irgendeinem Strömungsan zeigeparameter, wie der an dem Treibstoffpumpenmotor anlie genden Spannung, variabel gehalten werden. Vor dem Ablauf dieser Zeit sind dann die Treibstofftrennung in der Treib stoffleitung und bei dem Treibstoffzusammensetzungs-Fühler 16 beendet, und in den meisten Fällen ist der Anlaßvorgang vorbei. Nach Ablauf der Referenzzeit IERT wird der Treib stoffzusammensetzungs-Fühler 16 normal abgelesen, so daß das System eine bedeutsame Änderung beim Treibstoff infolge Neu betankung bemerkt, sobald der neue Treibstoff den Treibstoff zusammensetzungs-Fühler erreicht. Falls jedoch eine bestimm te Fahrzeugvorrichtung bekanntermaßen Schwierigkeiten hat mit niedrigen Bordnetzspannungen bei der genauen Bestimmung der Treibstoffzusammensetzung während des Anlassens bei kaltem Wetter, kann die Versorgungsspannung nach Fig. 3 noch zur Unterstützung der Referenzlaufzeit IERT überwacht werden, um diese Zeitlänge ohne Änderung beim ALC%-Wert in diesem Fall auszudehnen, bis eine gute Ablesung des Treib stoffzusammensetzungs-Fühlers sichergestellt ist.However, during the initial machine run time up to the reference time IERT, the ALC% value used by the controller 20 is a value that was held in a non-volatile memory location from the last machine operating time. The stored value is used for various reasons. First, the gasoline and methanol components of the fuel in the fuel tank and lines may have separated, even in the fuel composition sensor 16 itself, while the vehicle was at rest. Thus the last Able solution of the fuel composition sensor 16 before from the machine turn a more accurate reading of ALC% than the initial reading of the fuel composition sensor 16 before the fuel is mixed again. In general, several seconds should be allowed until the fuel composition sensor 16 is used again. In addition, the on-board electrical system voltage of the motor vehicle can fluctuate greatly during starting, and this can interfere with the precise operation of the fuel composition sensor 16 in some arrangements. This process can take longer, especially in cold weather, when the engine 11 cannot be started easily and the vehicle electrical system voltage drops further. An additional factor to be considered is the fact that the engine 11 is normally stopped when new fuel is added to the motor vehicle 10 , and refueling can significantly change the composition of the fuel in the fuel tank 13 . It is therefore definitely desirable to detect this change in time to re-enact the engine fuel control when the new fuel reaches engine 11 . However, there is still a time delay of 10 to 15 s before the new fuel is pumped from the fuel tank 13 to the fuel composition sensor 16 and can be detected there. It is not so necessary to try to detect a major change in fuel during this time, and during this time the fuel system receives fuel with the old composition. Therefore, using the stored ALC% during the time it takes for the new fuel to get from the fuel tank 13 to the fuel composition sensor 16 is a good fuel composition signal during the cranking process, and the reference time IERT can be equal to a magnitude essentially 10 to 15 s set and the value kept constant, with the assumption that a fuel pump 45 is used, which is regulated to a substantially constant pressure or constant flow. If the fuel pump pressure or flow changes, the value of IERT described in the previous sentence should be set according to the fastest possible flow or kept variable depending on any flow display parameter, such as the voltage applied to the fuel pump motor. Before this time has elapsed, the fuel separation in the fuel line and at the fuel composition sensor 16 is then ended, and in most cases the starting process is over. After the reference time IERT the fuel composition sensor 16 is read normally, so that the system notices a significant change in fuel due to refueling as soon as the new fuel reaches the fuel composition sensor. However, if a certain vehicle device is known to have difficulties with low vehicle electrical system voltages in the precise determination of the fuel composition during starting in cold weather, the supply voltage according to FIG. 3 can also be monitored to support the reference runtime IERT by this length of time without changing the ALC% In this case, extend the value until a good reading of the fuel composition sensor is ensured.
Das erwünschte Luft/Treibstoff-Verhältnis A/F (oder sein Kehrwertverhältnis F/A) wird nicht immer in Abhängigkeit vom Wert ALC% zur Verwendung bei der Errechnung der Treibstoffim pulslänge nachgeregelt. Obwohl es wichtig ist, auf jede Ände rung des Treibstoffs bei einer Tankfüllung zu reagieren und es eine gute Idee ist, das Erfassen der Treibstoffzusammen setzung während Übergangsbedingungen, zu denen auch Treib stoffübergänge gehören, fortzusetzen, gibt es andere Maschi nenbetriebsarten, die sehr stabil in Bezug auf die Treib stoffsteuerung sind. Zu derartigen Betriebszuständen gehört allgemein die Treibstoffregelung (geschlossene Schleife), bei der eine Treibstoffmenge zunächst errechnet wird, die Er rechnung jedoch aufgrund der Anzeige des Abgaszusammenset zungs-Fühlers 29 angeglichen wird, der ein Luft/Treibstoff- Rückkoppelsignal liefert. Infolge von praktischen Kostenbe grenzungen besitzt die A/D-Wandlung und die Computervorrich tung nur begrenzte Auflösung, und eine von dem Treibstoffzu sammensetzungs-Fühler 16 erfaßte sehr geringe Zusammenset zungsänderung, die z.B. durch eine Luftblase in der Treib stoffleitung 16 oder durch elektrisches Rauschen verursacht sein kann, kann eine Änderung von z.B. 0,7 in der Größe des Luft/Treibstoff-Verhältnisses ergeben. Damit die Integrato ren der Regelung nicht wiederholt von solchen kleinen bedeu tungslosen Änderungen zurücklaufen müssen, und um so die Sta bilität der Treibstoffsteuerung bei angenommenermaßen stabi lem Maschinenbetrieb zu fördern, wird der Wert von A/F (oder von F/A) am Ende des vorhergehenden Betriebszustandes verrie gelt, um während des stabilen Zustandes immer verwendet zu werden. Er bleibt verriegelt, bis der stabile Betriebszu stand endet oder bis eine Änderung der Treibstoffzusammenset zung, wie sie der Treibstoffzusammensetzungs-Fühler 16 zeigt, eine vorbestimmte Größe überschreitet, beispielsweise 7% Änderung bei ALC%. Der vorangehende oder erste Betrieb dauert ausreichend lang, so daß ein infolge von Nachtanken neues Treibstoffgemisch im Treibstofftank 13 eine Chance erhält, den Treibstoffzusammensetzungs-Fühler 16 zu errei chen. Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren gute Resulta te ergibt, da die Änderungen der Treibstoffzusammensetzung während des stabilen Betriebs sehr gering sind. Ein solcher Betrieb ist nachstehend beschrieben.The desired air / fuel ratio A / F (or its reciprocal F / A) is not always adjusted depending on the value ALC% for use in calculating the fuel pulse length. While it is important to respond to any change in fuel when a tank is filled, and it is a good idea to continue capturing fuel composition during transition conditions, which include fuel transfers, there are other engine operating modes that are very stable in Regarding the fuel control. Such operating conditions generally include the closed-loop fuel control, in which a quantity of fuel is first calculated, but the calculation is adjusted due to the display of the exhaust gas composition sensor 29 , which provides an air / fuel feedback signal. As a result of practical cost restrictions, the A / D conversion and the computer device have only limited resolution, and a very small change in composition detected by the fuel composition sensor 16 , which is caused, for example, by an air bubble in the fuel line 16 or by electrical noise may be a change of, for example, 0.7 in the size of the air / fuel ratio. The value of A / F (or F / A) is added at the end of so that the integrators of the control do not have to repeatedly run back from such small insignificant changes, and thus to promote the stability of the fuel control when the machine is assumed to be stable previous operating state locks to always be used during the stable state. It remains locked until the stable operating state ends or until a change in the fuel composition, as shown by the fuel composition sensor 16 , exceeds a predetermined size, for example a 7% change in ALC%. The previous or first operation takes a long enough time so that a new fuel mixture in the fuel tank 13 due to refueling has a chance to reach the fuel composition sensor 16 . It has been shown that this process gives good results since the changes in the fuel composition during stable operation are very small. Such operation is described below.
Die Maschinensteuerung dieser Ausführung enthält, wie viele nach dem Stand der Technik, einen adaptiven Lernvorgang für die Treibstoffsteuerung, bei dem ein Block von Speicherplät zen für Korrekturfaktoren benutzt wird, die bei Maschinenre gelbetrieb nachgebessert werden und mit in den Steueranteil der Berechnung der Treibstoffimpulslänge eingehen. Das wird in dem Blocklern-Multiplikator BLM der normalen Einspritzim pulslängen-Gleichung berücksichtigt. In der Praxis wird der BLM-Faktor von einer Wertetabelle aufgrund der abgelesenen Werte von Maschinendrehzahl und einem Lastfaktor wie der Strömung ausgelesen, wenn die Einspritzimpulslänge berechnet wird. Ein gespeicherter BLM-Faktor kann jedoch nur geändert werden, wenn "Block Lernen" freigegeben wird, und das tritt nur dann ein, wenn bestimmte Maschinenbetriebszustände vor handen sind, die einen Gleichgewichtsmaschinenbetrieb be zeichnen. Typische spezifische Bedingungen, die alle während einer geeichten Zeitlänge vorhanden sein müssen, sind Regel betrieb des Sauerstoff-Fühlers, Kühlmitteltemperatur inner halb geeichter Grenzen, A/F-Verhältnis gleich einem geeich ten Wert, Maschinenlastfaktor mindestens gleich einem geeich ten Wert und keine Anzeichen von Übertemperatur des Katalysa torwandlers. Falls diese oder gleichartige Äquivalenzbedin gungen während der Eichzeit vorhanden sind, ist es wahr scheinlich, daß die Maschinenbetriebszustände einen stabilen Maschinenbetrieb ergeben, und der BLM-Multiplikator für die vorhandene Maschinendrehzahl und -last kann aufgrund des Aus gangssignals des Sauerstoff-Fühlers nachgebessert werden. Diese Nachbesserung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß der Zustand des Regelintegrators, wie in US-PS 46 25 698 mit dem augenblicklichen Ausgangssignal des Sauer stoff-Fühlers verglichen wird, wobei der BLM-Multiplikator entsprechend in der Richtung fett oder mager erhöht wird.The machine control of this version contains how many according to the prior art, an adaptive learning process for the fuel control, in which a block of storage space zen for correction factors used in machine re gel operation can be improved and included in the tax portion the calculation of the fuel pulse length. It will in the block learning multiplier BLM of the normal injection pulse length equation taken into account. In practice, the BLM factor from a table of values based on the read Values of machine speed and a load factor like that Flow read out when calculating the injection pulse length becomes. However, a saved BLM factor can only be changed become when "block learning" is released and that occurs only on when certain machine operating states exist are there that be a balance machine operation to draw. Typical specific conditions, all during a calibrated length of time must be available Operation of the oxygen sensor, coolant temperature inside semi-calibrated limits, A / F ratio equal to one calibrated value, machine load factor at least equal to one value and no signs of overtemperature of the catalytic converter goal converter. If this or similar equivalence conditions conditions during the calibration period, it is true apparently that the machine operating conditions are stable Machine operation result, and the BLM multiplier for that existing machine speed and load can be due to the off signal from the oxygen sensor can be corrected. This can be done, for example that the state of the rule integrator, as in US-PS 46 25 698 with the current output signal of the Sauer substance sensor is compared, the BLM multiplier is increased accordingly in the rich or lean direction.
Wie oben beschrieben, ist es nicht erwünscht, einen Regelbe trieb nach einem Treibstoffsteuerparameter einzuführen, der von einem Treibstoffzusammensetzungs-Signal abgeleitet ist, das sich aus Gründen ändert, die vom Standpunkt der Treib stoffsteuerung unbedeutend sind. Deswegen wird der Wert des gewünschten A/F- (oder F/A-)Verhältnisses gegen Änderungen von ALC% verriegelt, während die Lernsteuerung freigegeben wird. Das stellt eine Abwandlung der grundlegenden Treib stoffinjektionsimpulslängen-Gleichung dar, die oben beschrie ben wurde, bei der der Term erwünschtes A/F-Verhältnis vom Wert ALC% abhing. Der Vorgang ist im Flußdiagramm nach Fig. 4 gezeigt, bei dem er im Entscheidungsblock 70 bestimmt wird, wenn Lernen freigegeben wird. Falls nicht, wird das erwünsch te A/F- (F/A-)Verhältnis im Schritt 72 freigegeben und die Routine verlassen; wenn das geschieht, wird ein Bit dem Schritt 71 gesetzt, um den Wert des Treibstoffsteuerparame ters A/F (F/A) zu verriegelen. Die Lernsteuerung wird verrie gelt und der Wert von A/F (F/A) freigegeben, wenn eine Feh lerfunktion des Sauerstoff-Fühlers erfaßt wird, die Maschine 11 abgeschaltet oder eine Treibstoffveränderung erfaßt wird.As described above, it is not desirable to introduce control operation according to a fuel control parameter derived from a fuel composition signal that changes for reasons that are insignificant from a fuel control standpoint. Therefore, the value of the desired A / F (or F / A) ratio is locked against changes in ALC% while learning control is enabled. This is a modification of the basic fuel injection pulse length equation described above, in which the term desired A / F ratio depended on the ALC% value. The process is shown in the flow diagram of FIG. 4, in which it is determined in decision block 70 when learning is enabled. If not, the desired A / F (F / A) ratio is released in step 72 and the routine is exited; when this happens, a bit is set to step 71 to lock the value of the fuel control parameter A / F (F / A). The learning control is locked and the value of A / F (F / A) is released if a malfunction of the oxygen sensor is detected, the machine 11 is switched off or a change in fuel is detected.
Der Wert von ALC% kann zeitweise bei einer Treibstoffverände rung verriegelt werden: d.h., wenn eine bedeutsame Änderung des Wertes ALC% erfaßt wird. Das könnte als unnötig angese hen werden, falls der Treibstoffzusammensetzungsfühler 16 direkt in die Treibstoffeinlaßvorrichtung aufgenommen wäre, es wird jedoch allgemein eine Treibstofflaufzeit zwischen dem Fühler 16 und der Treibstoffeinführungsvorrichtung vor handen sein. Wenn sich die Treibstoffzusammensetzung langsam und allmählich ändert, kann die Laufzeit ignoriert werden, tritt jedoch eine plötzliche Änderung auf, ist es wünschens wert, den alten ALC%-Wert während der Zeit zu halten, in der die neue Treibstoffzusammensetzung sich im Übergang von dem Fühler 16 zur Einführvorrichtung befindet, da während dieser Zeit die Maschine 11 ja noch die vor der Änderung bestehende Zusammensetzung erhält. Die Routine, die dies erreicht, ist in dem Flußdiagramm nach Fig. 5 enthalten, das die volle Treibstoffübergangslogik beschreibt.The value of ALC% can be temporarily locked in the event of a fuel change: ie if a significant change in the ALC% value is detected. This could be considered unnecessary if the fuel composition sensor 16 were incorporated directly into the fuel inlet device, but generally there will be a fuel run time between the sensor 16 and the fuel introduction device. If the fuel composition changes slowly and gradually, the runtime can be ignored, but if there is a sudden change, it is desirable to keep the old ALC% during the time that the new fuel composition is in transition from the sensor 16 to the insertion device, since during this time the machine 11 still receives the composition existing before the change. The routine that accomplishes this is included in the flow chart of Figure 5, which describes the full fuel transfer logic.
Die Routine überprüft zuerst im Entscheidungsblock 75 ein Treibstoffübergangsbit. Ist es nicht gesetzt, dann findet kein Treibstoffübergang statt, und die Routine prüft als nächstens das Auftreten eines neuen Übergangs im Entschei dungsblock 76 durch Vergleichen des zuletzt erhaltenen Wertes von ALC% (NEWALC%) mit einem gespeicherten vorherigen Wert von ALC% (OLDALC%). Falls der Absolutwert der Differenz z.B. 7% von OLDALC% übersteigt, dann gilt ein Treibstoffüber gang als erfaßt und das Treibstoffübergangsbit wird im Schritt 77 gesetzt, das gewünschte A/F-Verhältnis wird auf seinem jüngsten Wert im Schritt 78 verriegelt und ein Treib stoffübergangs-Zeitgeberbyte im RAM wird im Schritt 79 ge löscht. Falls im Entscheidungsblock 76 kein Treibstoffüber gang erfaßt wurde, wird die Routine verlassen.The routine first checks a fuel transition bit in decision block 75 . If it is not set, then there is no fuel transition and the routine next checks for the occurrence of a new transition in decision block 76 by comparing the last received value of ALC% (NEWALC%) with a stored previous value of ALC% (OLDALC% ). If the absolute value of the difference exceeds, for example, 7% of OLDALC%, then a fuel transition is considered to be detected and the fuel transition bit is set in step 77 , the desired A / F ratio is locked to its most recent value in step 78 and a fuel transfer Timer byte in RAM is cleared in step 79 . If no fuel transition has been detected in decision block 76 , the routine is exited.
Vom Schritt 79 oder vom Entscheidungsblock 75, falls das Treibstoffübergangsbit bereits gesetzt war, geht die Routine weiter zum Entscheidungsblock 80, an dem der Treibstoffüber gangs-Zeitgeber auf den Ablauf einer vorbestimmten Treib stoffübergangszeit überprüft wird, die der Zeit entspricht, die der Treibstoff vom Treibstoffzusammensetzungs-Fühler 16 zur Treibstoffeinführvorrichtung der Maschine 11 braucht. Der Zeitgeber ist in dieser Ausführung ein Speicherbyte im RAM, das bei jedem Durchlauf der Routine während Treibstoff übergang erhöht wird. Falls die Treibstoffübergangszeit nicht abgelaufen ist, wird das Zeitgeberbyte im Schritt 81 erhöht und die Routine verlassen. Falls die Zeit abgelaufen ist, wird jedoch das A/F-Verhältnis im Schritt 82 auf einen neuen Wert nachgestellt, der dem neuen Wert von ALC% ent spricht, das Treibstoffübergangsbit wird wieder in Schritt 83 gesetzt und OLDALC% wird im Speicher durch NEWALC% im Schritt 84 ersetzt, bevor die Routine verlassen wird. Falls die Maschine 11 mit eingeschalteter adaptiver Lernsteuerung arbeitet und so der Wert A/F (F/A) verriegelt ist, ergibt die Erfassung eines Treibstoffüberganges eine Nachstellung von A/F (F(A) aufgrund des Treibstoffzusammensetzungs- Signals oder ein Ende des adaptiven Lernsteuervorgangs oder ein Verriegeln von A/F. Das kann auftreten, sobald der Treib stoffübergang erfaßt ist.From step 79 or decision block 75 if the fuel transfer bit was already set, the routine continues to decision block 80 where the fuel transfer timer is checked for the lapse of a predetermined fuel transfer time that corresponds to the time the fuel from the fuel composition Sensor 16 for the fuel introduction device of the machine 11 needs. In this embodiment, the timer is a memory byte in RAM, which is increased each time the routine is run during the fuel transition. If the fuel transition time has not expired, the timer byte is increased in step 81 and the routine is exited. If the time has expired, however, the A / F ratio is readjusted in step 82 to a new value which corresponds to the new value of ALC%, the fuel transition bit is set again in step 83 and OLDALC% is stored in memory by NEWALC% replaced in step 84 before exiting the routine. If the machine 11 is operating with the adaptive learning control switched on and the value A / F (F / A) is locked, the detection of a fuel transition results in an adjustment of A / F (F (A) based on the fuel composition signal or an end of the adaptive one Learning control process or locking A / F. This can occur as soon as the fuel transfer is detected.
Ein wichtiger Zusatzteil der Treibstoffsteuerung für die Ma schine 11 ist die Ablaßsteuerung für den Treibstoffdampfbe hälter 17, die abgewandelt ist von der Standardproduktions steuerung nach Fig. 6. Wie bereits beschrieben, wird vom Treibstofftank 13 verdampfter Treibstoff in dem Treibstoff dampf-Sammelbehälter 17 gespeichert, um in gesteuerten Mengen zu gesteuerten Zeiten zur Maschine 11 geliefert zu werden. Der Treibstoffdampf-Sammelbehälter 17 ist ein norma ler Behälter der Art, wie er nach dem Stand der Technik be kannt ist, mit Aktivkohle oder einer ähnlichen Substanz, die Kohlenwasserstoffe ab- oder adsorbiert. Normale Mengen von verdampftem Treibstoff werden durch die Aktivkohle oder andere Substanzen eingefangen, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Steuerung für die Maschine 11 ein Signal CCP zur CCP-Ma gnetspule 37 des Behältersteuerventils für den Treibstoff dampf-Sammelbehälter 17 abgibt. Das CCP-Signal ist ein im pulslängenmoduliertes Signal, welches das Behältersteuerven til eine durchschnittliche Offenstellung aufgrund des Ein schaltverhältnisses des Signals erreichen läßt. Das Ventil drosselt die Strömung von Treibstoff und/oder Luft von dem Treibstoffdampf-Sammelbehälter 17 durch die Dampfleitung 19 zur Treibstoffeinführvorrichtung der Maschine 11. Das Behäl tersteuerventil steuert so einen Behälterablaßstrom eines zusätzlichen Luft/Treibstoff-Gemisches zu der Maschine 11. Das Luft/Treibstoff-Verhältnis dieses Gemisches ist ungesteu ert, so daß die Rate, mit der es zu dem Gesamtgemisch hinzu gefügt wird, ausreichend klein gehalten werden muß, damit die Steuerung des Abgaszusammensetzungs-Fühlers 29 nicht gestört wird. Wenn eine Behälterablassung freigegeben wird, wird der CCP-Wert für Reinbenzin von einer Wertetafel auf grund eines gemessenen Maschinenluftstromes oder eines gleichartigen Faktors wie Ansaugverteiler-Absolutdruck oder -Unterdruck abgeleitet. Verschiedene Behälterablaßalgorith men sind für benzinbetriebene Maschinen nach dem Stand der Technik bekannt.An important additional part of the fuel control for the machine 11 is the discharge control for the fuel tank 17 , which is modified from the standard production control according to FIG. 6. As already described, evaporated fuel from the fuel tank 13 is stored in the fuel vapor storage container 17 , to be delivered to machine 11 in controlled quantities at controlled times. The fuel vapor collecting container 17 is a normal container of the type known from the prior art, with activated carbon or a similar substance which absorbs or adsorbs hydrocarbons. Normal amounts of vaporized fuel are captured by the activated carbon or other substances until the time when the control for the machine 11 outputs a signal CCP to the CCP magnetic coil 37 of the container control valve for the fuel vapor collection container 17 . The CCP signal is a pulse-length-modulated signal, which allows the container control valve to reach an average open position due to the switch-on ratio of the signal. The valve throttles the flow of fuel and / or air from the fuel vapor reservoir 17 through the steam line 19 to the fuel introduction device of the engine 11 . The container control valve thus controls a container discharge flow of an additional air / fuel mixture to the engine 11 . The air / fuel ratio of this mixture is uncontrolled, so that the rate at which it is added to the overall mixture must be kept sufficiently low so that the control of the exhaust gas composition sensor 29 is not disturbed. When a tank drain is released, the CCP value for pure gasoline is derived from a value table based on a measured machine air flow or a similar factor such as intake manifold absolute pressure or negative pressure. Various container drain algorithms are known in the prior art for gasoline powered machines.
Die Verwendung eines anderen Treibstoffes wie Methanol kann eine größere oder geringere Treibstoffverdampfung ergeben, die sich sowohl mit der Treibstoffzusammensetzung als auch mit der Treibstofftemperatur ändert. Reinmethanol ist beträchtlich weniger flüchtig als Benzin bei der gleichen Temperatur, jedoch können Gemische aus Methanol und Benzin in manchen Zusammensetzungen flüchtiger sein als jeder der beiden Stoffe für sich. Ein typisches Verhalten der Verdamp fung über der Treibstoffzusammensetzung bei einer bestimmten Treibstofftemperatur ist in Fig. 7 dargestellt. Die Flüchtig keit oder Verdampfungsrate steigt von Reinbenzin und von Reinalkohol zu einem Maximum bei einer Mischung irgendwo da zwischen an. Gleichartige Kurven bei höheren oder tieferen Treibstofftemperaturen zeigen allgemein gleichartige Formen, sind jedoch mit steigender Treibstofftemperatur nach oben verschoben. Da eine Mehrstoffmaschine so ausgelegt sein muß, daß sie über einem ganzen Bereich derartiger Mischungen ar beitet, muß die Behältersteuerung abgewandelt werden, um für unterschiedliche Treibstoffverdampfungsraten bereit zu sein. Es ist auch ersichtlich, daß einige Kraftfahrzeuge mit einem größeren Behälter ausgerüstet werden müssen, um die erwarte te erhöhte Treibstoffdampfmenge zu verkraften.Using a different fuel, such as methanol, may result in greater or lesser fuel evaporation that changes with both the fuel composition and temperature. Pure methanol is considerably less volatile than gasoline at the same temperature, but mixtures of methanol and gasoline in some compositions can be more volatile than either of the two per se. A typical behavior of the evaporation over the fuel composition at a certain fuel temperature is shown in FIG. 7. The volatility or evaporation rate increases from pure gasoline and pure alcohol to a maximum with a mixture somewhere in between. Similar curves at higher or lower fuel temperatures generally have similar shapes, but are shifted upwards as the fuel temperature rises. Since a multi-fuel machine has to be designed to work over a whole range of such mixtures, the container control has to be modified in order to be ready for different fuel evaporation rates. It can also be seen that some motor vehicles have to be equipped with a larger container in order to cope with the expected increased amount of fuel vapor.
Die normale Behälterablaßsteuerung leitet einen CCP-Wert als Funktion von z.B. der Luftmassenströmung MAF im Schritt 90 von Fig. 6 ab. Um die Behälterablaßalgorithmen an den Mehr stoffbetrieb anzupassen wird die Treibstofftemperatur FTS in einem Entscheidungsblock 91 mit einem Referenzwert TREF1, z. B. 17°C verglichen. Falls sie diesen Referenzwert über steigt, wird ein CCP-Multiplikator CCPMULT im Schritt 92 von einer Wertetabelle abgeleitet auf Grundlage der Treibstoff temperatur FTS und der Treibstoffzusammensetzung ALC%. Eben falls im Schritt 92 wird das auszugebende Einschaltverhält nis CCP% = (CCP)(CCPMULT) bestimmt. Der CCP-Multiplikator CCPMULT kann von 0 bis 4 betragen, so daß CCP-Werte größer oder kleiner als die normalen für Benzin gültigen Werte mög lich sind.The normal container drainage control derives a CCP value as a function of, for example, the air mass flow MAF in step 90 of FIG. 6. In order to adapt the container draining algorithms to the multi-fuel operation, the fuel temperature FTS is determined in a decision block 91 with a reference value TREF1, e.g. B. 17 ° C compared. If it exceeds this reference value, a CCP multiplier CCPMULT is derived in step 92 from a value table based on the fuel temperature FTS and the fuel composition ALC%. Also in step 92 , the switch-on ratio to be output is determined CCP% = (CCP) (CCPMULT). The CCP multiplier CCPMULT can be from 0 to 4, so that CCP values larger or smaller than the normal values for petrol are possible.
Nach Fig. 7 zeigt Kurve 95 eine typische Änderung der Dampf bildungsrate in einem vorbestimmten Treibstofftemperaturbe reich über der Treibstoffzusammensetzung. Reinbenzin ist als Punkt 93 am linken Ende der Kurve und Reinmethanol als Punkt 94 am äußersten rechten Ende der Kurve dargestellt. Es ist zu sehen, daß die Dampfbildung im unteren Bereich der Metha nolkonzentration höher als die bei Reinbenzin, aber auch als die bei Reinmethanol ist und ein Maximum bei etwa 20% Metha nol erreicht. Der CCP-Multiplikator wird deswegen in glei cher Weise für Gemische aus Benzin und Methanol ansteigen. Damit wird die Behälterablaßrate optimiert zwischen den ein ander störenden Zielen, Treibstoffdampf aus dem Treibstoff dampf-Sammelbehälter 17 zu entfernen, während er aus dem Treibstofftank 13 verdampft, und das Luft/Treibstoff-Verhält nis der Maschine so wenig wie möglich zu ändern. Zusätzlich tendiert die Dampfbildungsrate dazu, sich mit steigender Dampftemperatur zu erhöhen, und dies kann für sich störend wirken, insbesondere bei Motorfahrzeugen mit Treibstoffein spritzsystemen, die unbenutzten Treibstoff wieder zurücklei ten, wobei in dem Motorabteil 12 aufgenommene Wärme zurück in den Treibstofftank 13 gebracht wird. Damit kann sich der CCP-Multiplikator mit steigender Treibstofftemperatur minde stens während eines vorbestimmten Treibstofftemperaturbe reichs erhöhen.According to Fig. 7 shows curve 95 a typical change of the steam production rate at a predetermined rich Treibstofftemperaturbe on the fuel composition. Pure gasoline is shown as point 93 at the left end of the curve and pure methanol as point 94 at the far right end of the curve. It can be seen that the vapor formation in the lower range of the methanol concentration is higher than that of pure gasoline, but also than that of pure methanol and reaches a maximum at about 20% of methanol. The CCP multiplier will therefore rise in the same way for mixtures of gasoline and methanol. Thus, the container drainage rate is optimized between the other interfering targets to remove fuel vapor from the fuel vapor storage container 17 while it evaporates from the fuel tank 13 , and to change the air / fuel ratio of the engine as little as possible. In addition, the rate of vapor formation tends to increase as the vapor temperature increases, and this in itself can be disruptive, particularly for motor vehicles with fuel injection systems that return unused fuel, with heat absorbed in the engine compartment 12 being returned to the fuel tank 13 . This allows the CCP multiplier to increase at least during a predetermined fuel temperature range with increasing fuel temperature.
Bei einigen Maschinen kann ein nicht flüchtiger Dauerspei cher benutzt werden, um einige bei der adaptiven Lernsteu erung gelernte Werte zu halten. Falls die Dampfbildungsrate hoch ist, kann die Treibstoffregelung zu einem mageren Ge mischwert hin gedrängt werden, um den zusätzlichen Treib stoffdampf aus dem Treibstoffdampf-Sammelbehälter 17 auszu gleichen. Falls die Maschine 11 angehalten wird und das Kraftfahrzeug 10 beispielsweise über Nacht abgestellt wird, wird die Treibstofftemperatur beim nächsten Anlassen niedri ger sein, und die gelernten Werte aus dem vorherigen Zeit raum mit höheren Treibstofftemperaturen treffen nicht mehr zu. Damit wird im Entscheidungsblock 96 der Fig. 6 die Treib stofftemperatur FTS mit einem Referenzwert TRF2 verglichen. Falls dieser höher ist, wird im Schritt 97 der Langzeitspei cherteil gesperrt, so daß die nicht zutreffenden Werte nach dem neuen Maschinenbetrieb nicht mehr gehalten werden.With some machines, a non-volatile permanent memory can be used to hold some values learned in adaptive learning control. If the vapor formation rate is high, the fuel control can be pushed towards a lean mixed value in order to compensate for the additional fuel vapor from the fuel vapor collecting container 17 . If the engine 11 is stopped and the motor vehicle 10 is parked overnight, for example, the fuel temperature will be lower the next time the engine is started, and the values learned from the previous period with higher fuel temperatures no longer apply. The fuel temperature FTS is thus compared with a reference value TRF2 in decision block 96 of FIG. 6. If this is higher, the long-term memory part is blocked in step 97 , so that the non-applicable values are no longer maintained after the new machine operation.
Eine Alternative zum Nachstellen der Treibstoffimpulslänge für die unterschiedlichen gewünschten A/F-Verhältniswerte ist eine von ALC% abhängige Treibstoffpumpendrucksteuerung. Ein durch einen Elektromotor angetriebene Treibstoffpumpe, die wie oben beschrieben mit einer regulierten Spannung zur Konstanthaltung der Drehzahl und damit zur Konstanthaltung des Abgabedrucks versorgt wird, kann durch eine gesteuerte Abweichung der anliegenden Spannung eine Drehzahländerung er halten. Damit kann der Treibstoffpumpendruck durch die Steue rung des Motors steuerbar verändert werden. Die oben be schriebenen Gleichungen für die Treibstoffimpulslängen werden dann im wesentlichen in der normalen Weise für Rein benzin berechnet bis auf die Viskositätskorrektur, wenn diese Korrktur nicht auch bei der Treibstoffimpulsdrucksteu erung enthalten ist, und der sich ändernde volumetrische Wär meinhalt des sich ändernden Treibstoffgemisches wird ausge glichen durch eine Änderung des Treibstoffdrucks, wodurch die zugelieferte Treibstoffmenge bei gleicher Impulsdauer geändert wird.An alternative to readjusting the fuel pulse length for the different desired A / F ratio values is an ALC% dependent fuel pump pressure control. A fuel pump driven by an electric motor, which with a regulated voltage as described above Keeping the speed constant and thus keeping it constant of the discharge pressure can be supplied by a controlled Deviation of the applied voltage, he changes the speed hold. This allows the fuel pump pressure to be controlled motor control can be changed controllably. The above be wrote equations for the fuel pulse lengths are then essentially in the normal way for pure gasoline calculated up to the viscosity correction, if this correction does not also apply to the fuel pulse pressure tax is included, and the changing volumetric heat The content of the changing fuel mixture is released compared to a change in fuel pressure, whereby the amount of fuel supplied with the same pulse duration will be changed.
Das Verfahren der Treibstoffpumpen-Drucksteuerung ist in dem Flußdiagramm nach Fig. 8 dargestellt, bei dem die Treibstoff zusammensetzung ALC% im Schritt 100 in der beschriebenen Weise abgeleitet wird. Dann wird im Schritt 101 der erwünsch te Treibstoffpumpendruck DPRES aus dem Pumpendruck für Rein benzin GPRES nach der Gleichung abgeleitet.The process of the fuel pump pressure control is shown in the flow chart of FIG. 8, in which the fuel composition ALC% is derived in step 100 in the manner described. Then, in step 101, the desired fuel pump pressure DPRES is derived from the pump pressure for pure gasoline GPRES according to the equation.
DPRES = (GPRES)[1 + (STK-1)(ALC%)/100]².DPRES = (GPRES) [1 + (STK-1) (ALC%) / 100] 2.
In dieser Gleichung ist STK das stöchiometrische Verhältnis von Benzin zu dem anderen Treibstoff. Für Methanol beträgt es 14,6/6,5 oder ca. 2,25. Schließlich wird im Schritt 102 der gewünschte Druck an eine Treibstoffdruck-Steuerschaltung ausgegeben, welche die Versorgungsspannung für die Treib stoffpumpe dementsprechend ändert, um den erwünschten Druck zu erzeugen. Alternativ kann der gewünschte Treibstoffpumpen druck aufgrund des Wertes ALC% von einer Wertetabelle abge leitet werden.In this equation, STK is the stoichiometric ratio of gasoline to the other fuel. For methanol it is 14.6 / 6.5 or about 2.25. Finally, in step 102 the desired pressure is output to a fuel pressure control circuit which changes the supply voltage for the fuel pump accordingly to generate the desired pressure. Alternatively, the desired fuel pump pressure can be derived from a value table based on the value ALC%.
Falls das Verfahren mit Treibstoffpumpendruck benutzt wird, müssen alle Terme in den vorangehenden Treibstoffimpulslän gengleichungen für Reinbenzin benutzt werden, ohne die Not wendigkeit, die Wertetabellen für eine weitere Abhängigkeit von der Treibstoffzusammensetzung auszudehnen. Der Treib stoffviskositätsfaktor kann in der Berechnung weiter verwen det werden aufgrund der Treibstoffzusammensetzung und der Treibstofftemperatur. Wenn jedoch der Treibstoffpumpendruck von einer Wertetabelle abgeleitet wird, kann die Viskositäts korrektur ebenfalls in diese Wertetabelle aufgenommen werden, die dann auch auf den erfaßten Wert der Treibstoff temperatur reagieren kann. Die Verschiebung des Sauerstoffüh ler-Referenzwertes, der Treibstoffübergang und die Anfangs- Treibstoffpumpen-Laufverzögerungen wie auch die beschriebene Behälterablaß-Abwandlung werden alle benutzt, obwohl es wünschenswert sein kann, den Treibstoffübergang und die An fangsverzögerung des Treibstoffpumpenlaufes mit dem Treib stoffpumpendruck zu ändern, um die variable Strömungsrate durch das System mit Treibstoffdruck auszugleichen. Die A/F-Sperre bei der adaptiven Lernsteuerung ist nicht notwen dig, da der benutzte Wert des gewünschten A/F-Verhältnisses sich nicht mit ALC% ändert.If the procedure with fuel pump pressure is used, all terms in the previous fuel pulse lengths equations for pure gasoline can be used without the need agility, the value tables for another dependency expand from the fuel composition. The driver substance viscosity factor can be used in the calculation Det be due to the fuel composition and the Fuel temperature. However, if the fuel pump pressure The viscosity can be derived from a table of values correction also included in this table of values which will then also be based on the recorded value of the fuel temperature can react. The shift of oxygen reference value, the fuel transfer and the initial Fuel pump delays as well as the one described Container drain modification are all used, though may be desirable, the fuel transfer and the An Delay in catching the fuel pump run with the propellant material pump pressure to change the variable flow rate through the system to balance with fuel pressure. The A / F lock in adaptive learning control is not necessary dig because the used value of the desired A / F ratio does not change with ALC%.
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