DE4107353A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines verbrennungsmotors - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines verbrennungsmotorsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit
Kraftstoffeinspritzventilen und insbesondere ein Verfah
ren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffein
spritzung eines Kraftstoffeinspritzventile aufweisenden
Verbrennungsmotors vom Mehrfach-Kraftstoffeinspritzungs
typ.
Ein Steuerverfahren zum Steuern eines Kraftstoffein
spritzventils durch die Erfassung der Motorzustände mit
tels verschiedener Sensoren und durch die wiederholte Be
rechnung der notwendigen Kraftstoffeinspritzmenge mittels
eines Mikrocomputers auf der Grundlage der erfaßten Daten
über die Motorzustände ist bereits bekannt.
Die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge basiert auf
Daten, die die Motorzustände wie etwa die Ansaugluft-
Strömungsrate und die Motordrehzahl N (min-1) darstellen
und die an vorgeschriebenen Kurbelwellenwinkeln des Mo
tors in den Mikrocomputer eingegeben werden. Das bedeu
tet, daß die Berechnung synchron zur Motordrehung ausge
führt wird.
Dieses Verfahren besitzt den Nachteil, daß die Berech
nungszyklen oder -intervalle während des Leerlaufs des
Motors lang sind, so daß eine beträchtliche Steuerungs
verzögerung auftritt und eine genaue Berechnung der
Kraftstoffeinspritzmenge nicht ausgeführt werden kann.
Das Verfahren besitzt den weiteren Nachteil, daß die
Kraftstoffeinspritzung in bestimmte Zylinder stets in be
stimmten Hüben wie beispielsweise dem Ansaug- und dem Ex
pansionshub ausgeführt wird, während der Kraftstoff in
die anderen Zylinder stets beispielsweise im Kompressi
ons- und im Ausstoßhub eingespritzt wird. Daher sind die
Mischungsverhältnisse des in die Zylinder eingeleiteten
Kraftstoff/Luftgemischs und die Aufenthaltsdauer des Ge
mischs im Ansaugkrümmer für jeden Zylinder unterschied
lich, wodurch unterschiedliche Kraftstoff/Luft-Mischungs
grade für jeden Zylinder und veränderliche Leistungsei
genschaften eines jeden Zylinders verursacht werden. Ins
gesamt werden dadurch der Wirkungsgrad und die Leistung
des Motors abgesenkt.
Aus JP 55-1 28 630-A (1980) ist ein Motorsteuerungsverfah
ren bekannt, in dem die obenerwähnten Nachteile beseitigt
sind. Gemäß dieser Anmeldung wird der Kraftstoff in fe
sten Zeitintervallen unabhängig von der Motordrehung ein
gespritzt, außerdem wird die Kraftstoffeinspritzmenge in
konstanten Zeitintervallen berechnet. Bezüglich der
Kraftstoffeinspritzung in festen Zeitintervallen gemäß
dem Stand der Technik ist festzustellen, daß bei ihrer
Verwendung in einem Vielpunkt-Kraftstoffeinspritzungssy
stem der Kraftstoffeinspritzungs-Startpunkt in bezug auf
den Hubzustand nicht konstant ist, sondern in großem Um
fang veränderlich ist, was bedeutet, daß der Kraftstoff
in einem Fall beispielsweise im Kompressionshub und im
anderen Fall beispielsweise im Ansaughub eingespritzt
wird. Wenn der Kraftstoff im Kompressionshub eingespritzt
wird, liegt zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Kraftstof
feinspritzmenge für eine Kraftstoffeinspritzung im Kom
pressionshub berechnet wird, und dem Zeitpunkt, in dem
die Kraftstoffmenge in den Zylinder gesaugt wird, ein
verhältnismäßig großes Zeitintervall, was bedeutet, daß
die eingespritzte Kraftstoffmenge auf verhältnismäßig al
ten Daten, etwa der Ansaugluft-Strömungsrate und der
Motordrehzahl (min-1), basiert.
Wenn daher der Motor mit niedriger Drehzahl, etwa im
Leerlauf, läuft, tritt keine wesentliche Steuerungsverzö
gerung auf. Wenn der Motor jedoch mit hoher Drehzahl
läuft und insbesondere wenn der Motor beschleunigt wird,
kann eine ausreichend genaue Kraftstoffeinspritzmenge mit
dem Verfahren des Standes der Technik nicht berechnet
werden. Daher weicht ein berechntes Kraftstoff/Luft-Ver
hältnis manchmal vom theoretischen Kraftstoff/Luft-Ver
hältnis ab, so daß die Abgasreinigung selbst dann nicht
zufriedenstellend ausgeführt werden kann, wenn ein Drei
wege-Katalysator verwendet wird, so daß der herkömmliche
Motor die neuerdings strengen Abgasbestimmungen nicht
einhalten kann.
Aus JP 62-7380-A (Februar 1987) ist eine weitere herkömm
liche Technik bekannt, gemäß der die Kraftstoffeinspritz
ventile während der Kraftstoffeinspritzungszeit gleich
zeitig für ein kurzes, festes Zeitintervall geöffnet wer
den, eine optimale Kraftstoffeinspritzzeit in Überein
stimmung mit den Motorzuständen während der Öffnungszeit
der Ventile berechnet wird und die Kraftstoffeinspritz
ventile nach Verstreichen des aus dem kurzen, festen Zei
tintervall und dem optimalen Kraftstoffeinspritzzeitin
tervall zusammengesetzten Zeitintervall geschlossen wer
den. In diesem herkömmlichen Verfahren wird das optimale
Einspritzintervall im Normalbetrieb auf der Grundlage der
Motorzustandsdaten berechnet, die lediglich während des
kurzen, festen Zeitintervalls aufgenommen werden, während
nach diesem kurzen, festen Zeitintervall keine neuen Da
ten berechnet werden. Da die Einspritzventile, deren An
zahl für einen Vierzylindermotor 4 ist, im Stand der
Technik gleichzeitig betätigt werden, um Kraftstoff ein
zuspritzen, könnte das Einspritzintervall selbst dann,
wenn eines der Ventile in einem Motorzyklus während des
optimalen Einspritzintervalls geöffnet wird, das Ein
spritzzeitintervall für die anderen Ventile nicht optimal
sein.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Ver
brennungsmotors zu schaffen, mit denen eine genaue Kraft
stoffeinspritzmenge für jeden Zylinder des Motors selbst
dann berechnet werden kann, wenn etwa während einer Be
schleunigung oder einer Verzögerung eine große Änderung
der Ansaugluft-Strömungsrate auftritt, um so den Ausstoß
verunreinigten Abgases streng zu begrenzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ver
fahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Verbren
nungsmotors, in denen die Daten für die Motorzustände wie
etwa die Motordrehzahl N (min-1), die Strömungsrate Qa
der in jeden der Mehrzahl der Zylinder des Motors ange
saugten Luft und dergleichen mittels verschiedener Senso
ren erfaßt werden, die in jeden Motorzylinder einzusprit
zende Kraftstoffmenge auf der Grundlage der erfaßten Da
ten in festen Zeitintervallen wiederholt berechnet wird
und die berechnete Kraftstoffmenge in jeden Motorzylinder
eingespritzt wird; dabei wird die berechnete Kraftstof
feinspritzmenge in einem Motorzyklus während eines opti
malen Kraftstoffeinspritzungs-Zeitintervalls in jeden Zy
linder eingespritzt, wobei die berechnete Kraftstoffmenge
wenigstens einmal zwischen dem Beginn der Krafstoffein
spritzung und dem Ende der Kraftstoffeinspritzung im
Lastbetrieb des Motors, in dem die Motorlast größer als
im Leerlauf ist, aktualisiert werden kann.
Wenn sich der Motor in einem Zustand befindet, in dem
sich die Strömungsrate der in den Zylinder angesaugten
Luft ändert, kann ein berechneter Wert der Kraftstoffein
spritzmenge erfindungsgemäß aktualisiert werden und der
Kraftstoff entsprechend dem aktualisierten Wert während
des optimalen Kraftstoffeinspritzzeitintervalls einge
spritzt werden, so daß der Kraftstoff in einer Menge ein
gespritzt wird, der sehr nahe an dem für den Motor
tatsächlich erforderlichen Wert liegt. Daher weicht das
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis nicht so weit wie im
entsprechenden Stand der Technik vom theoretischen Kraft
stoff/Luft-Mischungsverhältnis ab, so daß das Abgas bei
spielsweise mittels eines Katalysators ausreichend gerei
nigt werden kann.
Experimentelle Untersuchungen der Erfinder haben ergeben,
daß bei einem Zeitintervall zur Berechnung der Kraftstof
feinspritzmenge von 5 ms oder weniger die Abweichung des
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses vom theoretischen
Verhältnis kleiner als ein vorgeschriebener Wert gehalten
werden kann, derart, daß das Abgas soweit gereinigt wer
den kann, daß die strengen Abgasregelungen eingehalten
werden können; vorzugsweise beträgt das Zeitintervall zur
Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge 2 ms.
Das optimale Kraftstoffeinspritzzeitintervall bzw. die
optimale Kraftstoffeinspritzposition ist eine Position
nahe am Startpunkt des Ansaughubs in einem Motorzyklus
und derart, daß der in dieser Position eingespritzte
Kraftstoff während des Ansaughubs dieses Motorzyklus
vollständig in den Zylinder gesaugt wird.
In einem Mehrzylindermotor sind die optimalen Kraftstof
feinspritzungs-Zeitintervalle für jeden Zylinder unter
schiedlich, so daß für jeden Zylinder ein eigenes optima
les Kraftstoffeinspritzungs-Zeitintervall während des An
saughubs des Motorzyklus erforderlich ist. Erfindungsge
mäß wird der Kraftstoff, dessen Menge auf der Grundlage
der neuesten Motorzustandsdaten in einem Motorzyklus be
rechnet wird, in jeden Zylinder des Motors während des
optimalen Kraftstoffeinspritzungs-Zeitintervalls des je
weiligen Zylinders eingespritzt, so daß der Kraftstoff
mit einem optimalen Kraftstoff/Luft-Verhältnis in jedem
Zylinder verbrannt werden kann; dadurch kann das Abgas
durch einen geeigneten Katalysator, von dem bekannt ist,
daß er bei einem bestimmten Kraftstoff/Luft-Mischungsver
hältnis eine hohe Umwandlungsrate von CO, HC und NOx be
sitzt, gereinigt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus
führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu
tert; es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus ei
nes Kraftstoffeinspritzungssystems;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum An
treiben der Kraftstoffeinspritzventile;
Fig. 4 ein Blockschaltbild der grundlegenden Struk
tur eines Programms für eine in der Steuer
einrichtung verwendete Mikroprozessoreinheit;
Fig. 5, 6 jeweils Flußdiagramme einer von der Mikropro
zessoreinheit ausgeführten Operation gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der
Aktualisierung eines Registers gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung einer
erfindungsgemäßen Funktion;
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Betä
tigen der Zündspule;
Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Funk
tion der Mikroprozessoreinheit;
Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung einer Ände
rung des Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis
ses bei einer Beschleunigung;
Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung der Änderung
des Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses
bei einer Verzögerung;
Fig. 13 Graphen zur Erläuterung der Umwandlungseffi
zienz eines Katalysators in Abhängigkeit vom
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis;
Fig. 14 eine Kennlinie zur Angabe der CO-Menge in Ab
hängigkeit von der Abweichung des tatsächli
chen Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses
vom theoretischen Kraftstoff/Luft-Mischungs
verhältnis;
Fig. 15, 16 jeweils Graphen zur Erläuterung einer Bezie
hung zwischen der Abweichung des tatsächli
chen Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses
vom theoretischen Kraftstoff/Luft-Mischungs
verhältnis und den Einspritzzeit-Aktualisie
rungsintervallen;
Fig. 17 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehungen zwischen der Änderung des
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses, den
schädlichen Gasen und der Einspritzungsstart
position;
Fig. 18a, 18b jeweils Flußdiagramme zur Erläuterung einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 19 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20, 21 jeweils Flußdiagramme zur Erläuterung der in
Fig. 19 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 22 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung einer
Funktion der in Fig. 19 gezeigten Ausfüh
rungsform;
Fig. 23 Darstellungen zur Erläuterung von Formen von
Treiberimpulsen;
Fig. 24 eine Darstellung zur Erläuterung der Bezie
hung zwischen der Aktualisierungswahrschein
lichkeit und der Treiberzeit; und
Fig. 25 einen Graph zur Erläuterung der Beziehung
zwischen der Häufigkeit der Anwendung und der
Treiberzeit.
Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 ein die vor
liegende Erfindung verwendendes elektronisch gesteuertes
Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor er
läutert.
Das in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzsystem umfaßt
eine Luftzuführungsanlage, eine Kraftstoffzuführungsan
lage, eine Zündanlage und eine Steueranlage. Die Luftzu
führungsanlage umfaßt einen Luftfilter 1 mit einem Einlaß
2 zum Einleiten von Luft in den Luftfilter 1, eine Rohr
leitung 4, einen Hitzdraht-Strömungsmesser mit einem im
Luftkanal zwischen dem Luftfilter 1 und der Rohrleitung 4
vorgesehenen Luftströmungssensor 3, ein Drosselklappenge
häuse 5 mit einer Drosselklappe, einen Sammler 6 und An
saugrohre 8, die jeweils mit ihrer Einlaßöffnung mit dem
Sammler 6 und mit ihrer Auslaßöffnung mit einem entspre
chenden Motorzylinder verbunden sind. Die Ansaugrohre 8
stehen mit den jeweiligen Zylindern des Motors 7 in Ver
bindung, d. h. jedes Ansaugrohr 8 steht mit einem entspre
chenden Zylinder in Verbindung, wenn das Einlaßventil ge
öffnet ist, während die Verbindung unterbrochen ist, wenn
das Einlaßventil geschlossen ist.
In den Luftfilter 1 tritt über den Einlaß 2 Luft ein und
wird dort gereinigt. Die gereinigte Luft wird am Luft
strömungssensor 3 vorbei durch die Rohrleitung 4 und
durch das Drosselklappengehäuse 5 in den Sammler 6 einge
leitet. Die in den Sammler 6 eingeströmte Luft wird über
die jeweiligen Ansaugrohre 8 an jeden der Zylinder ver
teilt.
Die Kraftstoffzuführungsanlage umfaßt einen Kraft
stofftank 9, eine Kraftstoffpumpe 10, einen Kraftstoff
schieber 11, einen Kraftstoffilter 12, in den jeweiligen
Ansaugrohren 8 vorgesehene Kraftstoffeinspritzventile 13
und einen Kraftstoffregler 14. Der im Kraftstofftank 9
befindliche Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe 10
angesaugt, mit Druck beaufschlagt und über den Kraft
stoffschieber 11 und den Kraftstoffilter 12 an die Kraft
stoffeinspritzventile 13 gepumpt. Der Kraftstoffregler 14
regelt den Druck des Kraftstoffs vor der Einspritzung auf
einen konstanten Wert ein. Der druckregulierte Kraftstoff
wird in die Ansaugrohre 8 eingespritzt, wodurch der Motor
mit Kraftstoff versorgt wird.
Die Steueranlage umfaßt eine Steuereinheit 15 und ver
schiedene Sensoren einschließlich eines Luftströmungssen
sors 3, eines Drosselklappensensors 18, eines Wassertem
peratursensors 19, eines Sauerstoffsensors 20, eines Kur
belwellenwinkelsensors 21 und dergleichen. Der Luftströ
mungssensor 3 erfaßt die Strömungsrate der in den Motor 7
eingeleiteten Luft und gibt ein der Strömungsrate ent
sprechendes Signal an die Steuereinheit 15 aus. Der am
Drosselklappengehäuse 15 angebrachte Drosselklappensensor
18 erfaßt den Öffnungsgrad der Drosselklappe und gibt ein
dem Öffnungsgrad entsprechendes Signal an die Steuerein
heit 15 aus. Der Wassertemperatursensor 19 ist am Motor
block 7 angebracht und erfaßt dessen Temperatur. Ein Si
gnal vom Wassertemperatursensor 19 wird ebenfalls an die
Steuereinheit 15 geschickt.
Die Zündanlage umfaßt einen Verteiler 16 und eine Zünd
spule 17. Im Verteiler 16 ist der Kurbelwellenwinkelsen
sor 21 enthalten, der Referenzsignale für den Einspritz
zeitpunkt und den Zündzeitpunkt und Signale zur Erfassung
der Drehzahl des Motors an die Steuereinheit 15 ausgibt.
Die Steuereinheit 15 umfaßt eine MPU
(Mikroprozessoreinheit), ein ROM (Festwertspeicher), ein
RAM (Schreib/Lese-Speicher), einen A/D-Umsetzer
(Analog/Digital-Umsetzer) und eine E/A-Schaltung
(Eingabe/Ausgabe-Schaltung), wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Die Steuereinheit 15 ist so aufgebaut, daß auf der Grund
lage verschiedener Signale von den verschiedenen Senso
ren, Schaltern usw., wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, also
beispielsweise Signale vom Luftströmungssensor 3 und vom
im Verteiler 16 untergebrachten Kurbelwellenwinkelsensor
21, eine vorgeschriebene Rechenoperation oder Berechnung
ausgeführt wird, um das Kraftstoffeinspritzventil 13 ent
sprechend dem Ergebnis der Rechenoperation zu betätigen,
wobei eine erforderliche Kraftstoffmenge in jedes Ansaug
rohr 8 eingespritzt wird. Die Steuereinheit 15 steuert
ferner den Zündzeitpunkt, indem sie anhand der Ergebnisse
der Rechenoperation an einen Leistungstransistor der
Zündspule 17 Signale schickt.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 3 die Steuerung des Kraft
stoffeinspritzventils 13 genauer erläutert. In Fig. 3 ist
der Aufbau einer Schaltung zum Erzeugen von Öffnungssi
gnalen für das Kraftstoffeinspritzventil 13 gezeigt, wo
bei das Einspritzventil 13 mit einer Treiberschaltung 107
elektrisch verbunden ist und entsprechend dieser Treiber
schaltung 107 betätigt wird. Die Treiberschaltung 107 ist
mit einem Mikrocomputer der Steuereinheit 15 verbunden.
Der Mikrocomputer umfaßt ein Register 105, mit dem die
Ventilöffnungszeit angegeben wird, einen die abgelaufene
Zeit der Ventilöffnungsphase anzeigenden Zähler 104,
einen Kraftstoffeinspritzungsstartsignal-Generator 103
zum Erzeugen eines den Kraftstoffeinspritzungsbeginn an
gebenden Einspritzstartsignals, ein Vergleichsregister
106, das ein Steuersignal ausgibt, wenn ein Wert des Re
gisters 105 und ein Wert des Zählers 104 übereinstimmen,
und Datenbusse 100, 101 und 102.
Ein im Einspritzungstartsignal-Generator 103 erzeugtes
Einspritzungsstartsignal wird über die Datenbusse 101 und
100 an den Zähler 104 und an das Ventilöffnungszeit-An
zeigeregister 105 geschickt. Das Vergleichsregister 106
gibt ein Signal mit "hohem" Pegel an die Treiberschaltung
107 aus, um das Einspritzventil 13 zu öffnen, wenn das
Einspritzungsstartsignal (a) in den Zähler eingegeben
wird, während es ein Signal mit "niedrigem" Pegel an die
Treiberschaltung 107 ausgibt, um das Einspritzventil 13
zu schließen, wenn der Wert des Zählers 104 größer als
der Wert des Registers 105 wird. Auf diese Weise wird das
Einspritzventil 13 so gesteuert, daß zu einer vorge
schriebenen Zeit eine vorgeschriebene Kraftstoffmenge
eingespritzt wird. Die Bestimmung der vorgeschriebenen
Kraftstoffmenge und des vorgeschriebenen Kraftstoffein
spritzungs-Zeitpunktes wird später beschrieben.
In Fig. 4 ist der grundlegende Aufbau der Programmstruk
tur der Mikroprozessoreinheit gezeigt. Diese Struktur um
faßt ein Initialisierungsprogramm 141, ein Unterbre
chungsprogramm 142 und ein Aufgabensteuerungsprogramm
143, die jeweils Steuerprogramme zum Steuern einer Gruppe
von Aufgaben 0 bis 8 darstellen. Das Initialisierungspro
gramm 141 ist ein Programm zum Ausführen einer Vorbear
beitung vor der Operation des Mikrocomputers, beispiels
weise zum Löschen eines Speicherinhalts des RAMs, zum
Setzen eines Anfangswertes im Register der E/A-Schaltung,
und zum Ausführen einer Verarbeitung zum Aufnehmen von
Eingabeinformation für die Vorbearbeitung, die zur Steue
rung des Motors notwendig ist, beispielsweise Daten über
die Wassertemperatur, über die Batteriespannung usw. Das
Unterbrechungsprogramm 142 empfängt verschiedene Arten
von Unterbrechungen, analysiert die Unterbrechungsfakto
ren und schickt Treiberanforderungen zum Treiben einer
oder mehrerer der Aufgaben 150 bis 158 an das Aufgaben
steuerungsprogramm 143. Die Unterbrechungsfaktoren umfas
sen eine synchron zur Motordrehzahl auftretende Unterbre
chung, eine Unterbrechung, die in jedem festgesetzten
Zeitintervall, beispielsweise in einem Intervall von 5
ms, 10 ms usw. auftritt, und eine Unterbrechung, die auf
tritt, wenn ein Motorstillstand festgestellt wird.
Jede der Aufgaben 150 bis 158 besitzt eine bestimmte Auf
gabennummer, die die Priorität angibt und einem der Auf
gabenwichtigkeitsgrade 0 bis 2 zugehört. Die Aufgaben 0
bis 2 besitzen den Aufgabenwichtigkeitsgrad 0, die Aufga
ben 3 bis 5 besitzen den Aufgabenwichtigkeitsgrad 1, der
einen niedrigen Aufgabenwichtigkeitsgrad darstellt, und
die Aufgaben 6 bis 8 besitzen den Aufgabenwichtigkeits
grad 2, der noch niedriger als der Aufgabenwichtigkeits
grad 1 ist.
Das Aufgabensteuerungsprogramm 143 gibt Treiberanforde
rungen der obenerwähnten verschiedenen Arten von Unter
brechungen ein und bestimmt entsprechend der Treiberan
forderung auf der Grundlage der einer jeden Aufgabe zuge
ordneten Priorität die Belegungszeit der Mikroprozes
soreinheit. Wenn für eine Aufgabe, deren Aufgabenwichtig
keitsgrad höher als derjenige der gerade bearbeiteten
Aufgabe ist, eine Treiberanforderung eingegeben wird,
wird die Aufgabe mit niedrigerem Aufgabenwichtigkeitsgrad
unterbrochen und die Belegungszeit der Mikroprozessorein
heit der Aufgabe mit höherem Aufgabenwichtigkeitsgrad zu
gewiesen.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 5 eine Operation der Mikro
prozessoreinheit zur Gewinnung eines Einspritzungsstart
zeitpunktes Tinjst und zum Setzen dieses Zeitpunktes im
Ventilöffnungsregister 105 beschrieben. In Fig. 5 ist
eine Unterbrechungsroutine zum Zeitpunkt der Erzeugung
eines Referenzsignals gezeigt. In dieser Routine wird die
Berechnung einer Ventilöffnungsstartposition oder eines
Ventilöffnungsstartzeitpunktes des Kraftstoffeinspritz
ventils 13 gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Zeitablaufdia
gramm ausgeführt. Das Referenzsignal wird ausgegeben,
wenn die Kurbelwelle des Motors eine Position direkt vor
dem Kompressionshub erreicht, d. h. direkt nach Beendigung
des Ansaughubs, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Der Kraftstof
feinspritzungs-Startzeitpunkt Tinjst stellt eine auf den
Referenzsignal-Erzeugungszeitpunkt bezogene Position dar,
bei der das Kraftstoffeinspritzventil 13 geöffnet wird.
Wenn das Referenzsignal ausgegeben wird, wird für die Mi
kroprozessoreinheit eine Unterbrechung angefordert, dann
wird A/D-Umsetzer betätigt, um im Schritt 200 die Luft
strömungsrate Qa der in den Motor angesaugten Luft aufzu
nehmen. Im Schritt 201 wird die Drehzahl N (min-1) des
Motors aufgenommen. Im Schritt 202 wird eine Rechenopera
tion ausgeführt, um auf der Grundlage der Motordrehzahl N
und der Strömungsrate Qa der angesaugten Luft die in die
sem Moment erforderliche Kraftstoffeinspritzungsmenge Ti
zu gewinnen.
Die Kraftstoffeinspritzungsstartzeit Tinjst ist im ROM
als dreidimensionale Karte, die von der Motordrehzahl N
und von der Kraftstoffeinspritzungszeitdauer Ti (die zur
Kraftstoffeinspritzungsmenge äquivalent ist) abhängt, ge
speichert. Der gewünschte Wert Tinjst wird durch ein Ab
suchen der Karte für die Werte von N und Ti im Schritt
203 ausgelesen. Im Schritt 204 wird der Kraftstoffein
spritzungs-Startzeitpunkt Tinjst, der der Motordrehzahl N
und der Kraftstoffeinspritzzeit Ti entspricht, im Kraft
stoffeinspritzungs-Startzeitpunkt-Register gespeichert.
Gleichzeitig wird die Kraftstoffeinspritzungszeitdauer Ti
im Ventilöffnungszeit-Register 105 gesetzt, woraufhin die
Routine beendet ist.
Der Kraftstoffeinspritzungs-Startzeitpunkt wird experi
mentell so bestimmt, daß er die folgende Beziehung er
füllt:
Tinjst Tmax-Ti,
wobei Tmax einen maximalen Kraftstoffeinspritzungs-Start
zeitpunkt darstellt. Der maximale Kraftstoffeinsprit
zungs-Startzeitpunkt Tmax ist die späteste Position, bis
zu der der während eines Motorzyklus eingespritzte Kraft
stoff vollständig innerhalb dieses Zyklus angesaugt wird;
er wird durch die folgende Beziehung erhalten:
Tmax = (720 · 60 · 1000)/(2 · N)-Tdel (ms),
wobei N die Motordrehzahl (min-1) und Tdel eine Kraft
stoffankunftszeit ist.
Die Kraftstoffankunftszeit Tdel ist eine Zeit, bis der
eingespritzte Kraftstoff am Einlaßventil des Motors an
kommt, wobei sich der Wert entsprechend dem jeweiligen
Motor ändert. Daher ist die Kraftstoffankunftszeit als
Funktion von N und Tp (Tdel = f(N, Tp)) gegeben. Genauer
wird Tdel experimentell erhalten, wobei die Werte im ROM
als dreidimensionale Karte von N und Tp gespeichert wer
den und wobei Tp die Basis-Kraftstoffeinspritzungszeit
ist, die durch die folgende Gleichung gegeben ist:
Tp = K · Qa/N,
wobei K eine Konstante ist.
Die Berechnung der Kraftstoffeinspritzzeit Ti wird in der
Mikroprozessoreinheit in festen Zeitintervallen ausge
führt, wobei die berechnete Kraftstoffeinspritzzeit Ti im
Ventilöffnungszeit-Register 105 gesetzt wird. Diese Ope
rationen werden in Fig. 6 erläutert. Das feste Zeitinter
vall beträgt vorzugsweise 5 ms oder weniger, wobei dessen
Bedeutung später erläutert wird. In der vorliegenden Aus
führungsform beträgt das Zeitintervall 5 ms.
In Fig. 6 ist ein Flußdiagramm für die Unterbrechungsrou
tine nach jeweils 5 ms gezeigt. In dieser Routine wird
nach jeweils 5 ms die Kraftstoffeinspritzmenge Ti berech
net, wobei der jeweils neu berechnete Wert der Kraftstof
feinspritzmenge Ti im Ventilöffnungszeit-Register 105 ge
setzt wird. Wenn seit der vorhergehenden Unterbrechung 5
ms verstrichen sind, wird in die Mikroprozessoreinheit
eine weitere Unterbrechung eingegeben, wobei der A/D-Um
setzer im Schritt 300 betätigt wird, damit er die Luft
strömungsrate Qa aufnimmt. Im Schritt 303 wird die Motor
drehzahl N aufgenommen. Auf der Grundlage der Ansaugluft-
Strömungsrate Qa und der Motordrehzahl N wird im Schritt
302 die Kraftstoffeinspritzungsmenge oder -zeit Ti be
rechnet. Das heißt, daß die Kraftstoffeinspritzungsmenge
Ti auf der Grundlage der neuesten oder jüngsten Informa
tion berechnet wird.
Im Schritt 303 wird festgestellt, ob das Kraftstoffein
spritzventil 13 die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge Ti
während der maximalen Kraftstoffeinspritzungszeit Tmax
einspritzen kann. Das heißt, daß festgestellt wird, ob
der vom Kraftstoffeinspritzventil 13 eingespritzte Kraft
stoff bis zur Beendigung des Ansaughubs in den entspre
chenden Zylinder aufgenommen worden ist. Der nach Ablauf
der maximalen Kraftstoffeinspritzungszeit Tmax einge
spritzte Kraftstoff wird nicht in den Zylinder aufgenom
men. In Fig. 7 verläuft die maximale Kraftstoffeinsprit
zungszeit Tmax zwischen einem Erzeugungszeitpunkt des Re
ferenzsignals und dem Ende der Einspritzungszeit. Die
Entscheidung wird ausgeführt, indem überprüft wird, ob
die folgende Gleichung (1) erfüllt ist:
Tmax Tinjst+Ti (1)
Wenn Gleichung (1) erfüllt ist, kann die Kraftstoffein
spritzung für die der berechneten Kraftstoffeinspritz
menge entsprechende Kraftstoffeinspritzungszeit Ti ausge
führt werden. In diesem Fall geht die Verarbeitung weiter
zum Schritt 305, in dem die berechnete Kraftstoffein
spritzzeit Ti im Ventilöffnungszeit-Register 105 gesetzt
wird, anschließend ist die Routine beendet.
Wenn im Schritt 303 festgestellt wird, daß Gleichung (1)
nicht erfüllt ist, würde die Fortsetzung der Kraftstof
feinspritzung auf der Grundlage der berechneten Kraft
stoffeinspritzzeit Ti über das Ende der maximalen Kraft
stoffeinspritzzeit Tmax hinausführen. Daher wird die zu
berechnende Kraftstoffeinspritzzeit Ti gemäß der folgen
den Gleichung (2) im Schritt 304 begrenzt:
Ti = Tmax-Tinjst (2)
Im Schritt 304 wird die Kraftstoffeinspritzzeit Ti gemäß
Gleichung (2) berechnet, anschließend wird der berechnete
Wert im Ventilöffnungszeit-Register 105 gesetzt, worauf
hin die Routine beendet ist. Die Operation gemäß diesem
Flußdiagramm ist die in Fig. 4 gezeigte Aufgabe 0, die
den höchsten Aufgabenwichtigkeitsgrad besitzt.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 7 diese Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert. Wenn das Referenzsignal
direkt vor dem Kompressionshub eines Motorzyklus ausgege
ben wird, wird die Mikroprozessoreinheit so betätigt, daß
sie die in Fig. 5 gezeigte Verarbeitung ausführt, in der
der Kraftstoffeinspritzungs-Startzeitpunkt Tinjst und die
Kraftstoffeinspritzungszeit Ti erhalten werden. Wenn in
diesem Fall der Motor beschleunigt wird, nimmt die Strö
mungsrate Qa der in den Motor angesaugten Luft entspre
chend dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals zu. Die
Mikroprozessoreinheit führt die Berechnung der Kraftstof
feinspritzungszeit Ti entsprechend der in Fig. 6 gezeig
ten Routine aus, die wie erwähnt in festen kurzen Zeitin
tervallen, etwa 5 ms, unabhängig von der Motordrehung
ausgeführt wird. Die gemäß Fig. 5 erhaltene Kraftstof
feinspritzungszeit Ti kann durch den Wert von Ti aktuali
siert werden, der auf der Grundlage der neuesten Daten
von Qa und N gemäß Fig. 6 berechnet wird; beispielsweise
wird der Wert Ti im Falle einer Beschleunigung durch den
Wert Tineu und im Falle einer Verzögerung durch den Wert
Tineu, aktualisiert. Bei der Beschleunigung kann die Ak
tualisierung dreimal oder öfter ausgeführt werden. Das
Kraftstoffeinspritzventil 13 wird auf der Grundlage der
neuesten Daten von Ti geöffnet.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung über das Ende der maxima
len Kraftstoffeinspritzungszeit Tmax hinaus ausgeführt
wird, wird der Kraftstoff, der nach dem Ende des Inter
valls Tmax eingespritzt wird, während des momentanen Mo
torzyklus nicht in den Motorzylinder eingesaugt und ver
bleibt im Ansaugkrümmer. Im nächsten Motorzyklus stellt
der restliche Kraftstoff bei richtig berechneter Kraft
stoffmenge einen Überschuß dar, so daß das Kraft
stoff/Luft-Mischungsverhältnis ungeeignet wird. Daher
wird die Kraftstoffeinspritzung innerhalb des maximalen
Zeitintervalls Tmax ausgeführt.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 8 die vorliegende Ausfüh
rungsform der Erfindung weiter beschrieben. Wie in Fig. 8
gezeigt, wird das Kraftstoffeinspritzungs-Startsignal (a)
als Impulssignal vom Kraftstoffeinspritzungsstartsignal-
Generator 103 ausgegeben. Der Berechnungszyklus oder das
Berechnungsintervall für die Kraftstoffeinspritzungsmenge
oder -zeit Ti ist in Fig. 8 mit (b) bezeichnet. Die Be
rechnungsintervalle sind sehr kurz: Die Kraftstoffein
spritzungszeit Ti wird in jedem Berechnungszyklus, also
beispielsweise in Zeitintervallen von 5 ms berechnet, an
schließend wird der der Kraftstoffeinspritzungszeit Ti
entsprechende, berechnete Wert (c) im Ventilöffnungszeit-
Register 105 gespeichert. Der im Register 105 gespei
cherte Wert (c) wird durch die neueste Kraftstoffein
spritzungsmenge Ti, die auf der Grundlage der jüngsten
Ansaugluft-Strömungsrate Qa und der jüngsten Motordreh
zahl N berechnet wird, aktualisiert. Das heißt, daß der
im Register 105 gespeicherte Wert auf der Grundlage der
jüngsten Daten, die in jedem Berechnungsintervall, bei
spielsweise alle 5 ms, erhalten werden, aktualisiert
wird.
Der Zähler 104, der den Ventilöffnungszeitverlauf an
zeigt, wird jeweils um einen Zählwert erhöht, wie durch
(d) gezeigt.
Das Einspritzventil 13 wird geöffnet, wenn vom Einspritz
startsignal-Generator 103 über den Zähler 104 ein Ein
spritzstartsignal in das Vergleichsregister 106 eingege
ben wird und der Wert des Zählers nicht 0 ist. Das heißt,
daß das Vergleichsregister 106 und die Treiberschaltung
107 so aufgebaut sind, daß sie die Öffnung des Einspritz
ventils 13 steuern, wenn der Zähler 104 startet.
Wenn der Wert (d) im Zähler 104 den Wert (c) im Register
105 übersteigt, wird der Zähler 104 zurückgesetzt, d. h.
der Zählstand wird auf 0 gesetzt, wodurch das Einspritz
ventil 13 geschlossen wird, wie durch (e) und (f) gezeigt
ist.
In dieser Ausführungsform wird eine Kraftstoffeinspritz
zeit erhalten, die sehr nahe an der für den Motor gefor
derten Kraftstoffeinspritzzeit liegt. In Fig. 8 ist ge
strichelt eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzzeit ge
zeigt, die kürzer als die für den Motor erforderliche
Kraftstoffeinspritzzeit ist.
In Fig. 9 ist der Aufbau einer Schaltung zum Senden von
Zündsignalen an die Zündspule 17 gezeigt. Die Zündspule
17 ist mit einer Treiberschaltung 127 elektrisch verbun
den, die wiederum mit dem Mikrocomputer verbunden ist,
der einen Stromdurchlaßsignal-Generator 123 zum Erzeugen
eines Stromdurchlaßsignals, mit dem der Beginn eines
Stromdurchlasses befohlen wird, einen Zähler 124 für die
Angabe einer Stromdurchlaßzeit, ein Register 125 für den
Zündzeitpunkt, ein Vergleichsregister 126 und Datenbusse
100, 121 und 122 umfaßt.
Ein im Stromdurchlaßsignal-Generator 123 erzeugtes Signal
wird an den Zähler 124 geschickt. Wenn der Zähler 124 das
Stromdurchlaßsignal empfängt, gibt das Vergleichsregister
126 ein Signal mit "hohem" Pegel aus, um den Stromfluß an
die Spule 17 zu beginnen. Gleichzeitig beginnt der Zähler
124 mit der Zählung. Wenn der Wert des Zählers 124 größer
als der Wert des Registers 125 wird, gibt das Vergleichs
register 126 ein Signal mit "niedrigem" Pegel an die
Treiberschaltung 127 aus, wodurch die Zündspule zu einer
Zündung veranlaßt wird. Auf diese Weise wird die Zündung
zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 10 die Berechnung des Zünd
zeitpunktes erläutert. In Fig. 10 ist eine Unterbre
chungsroutine gezeigt, die nach jeweils 10 ms ausgeführt
wird. Mit dieser Routine wird der Zündzeitpunkt Rn und
dergleichen nach jeweils 10 ms berechnet. Wenn seit der
letzten Unterbrechung 10 ms vergangen sind, wird in der
Mikroprozessoreinheit eine Unterbrechung bewirkt. Im
Schritt 400 wird der A/D-Umsetzer dazu veranlaßt, die An
saugluft-Strömungsrate Qa aufzunehmen. Im Schritt 401
wird die Motordrehzahl N aufgenommen. Die Startzeitperi
ode Rst für die Versorgung mit elektrischem Strom wird
auf der Grundlage der Ansaugluft-Strömungsrate Qa und der
Motordrehzahl N im Schritt 402 berechnet. Weiterhin wird
im Schritt 403 der Zündzeitpunkt Rn berechnet. Die be
rechnete Stromdurchlaßstartzeit Rst und der Zündzeitpunkt
Rn werden in einem Stromdurchlaßstart-Register bzw. im
Zündzeitpunkt-Register 125 bei jedem vorgeschriebenen
Kurbelwellenwinkel synchron zur Motordrehzahl N gespei
chert.
Die Verarbeitung dieser Routine stellt die in Fig. 4 ge
zeigte Aufgabe 4 dar, die den Aufgabenwichtigkeitsgrad 1
besitzt.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 11 bis 16 die Beziehung
zwischen dem Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis und dem
Berechnungszyklus oder -intervall bei einer Beschleuni
gung und bei einer Verzögerung beschrieben. Wenn, wie in
Fig. 11 gezeigt, ein Fahrer das Gaspedal niederdrückt, um
den Motor zu beschleunigen, wird die Drosselklappe geöff
net, um die Menge der angesaugten Luft zu erhöhen. Im
allgemeinen wird die Menge des einzuspritzenden Kraft
stoffs durch eine Berechnung auf der Grundlage der An
saugluft-Strömungsrate und der Motordrehzahl bestimmt.
Wenn die Drosselklappe geöffnet ist, nimmt die Menge der
angesaugten Luft sofort zu. Da andererseits die Kraft
stoffeinspritzmenge an vorgeschriebenen Zeitintervallen
berechnet wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge etwas
später bestimmt. Die auf der Grundlage der Ansaugluft-
Strömungsrate vor der Beschleunigung berechnete Kraft
stoffeinspritzmenge wird als Kraftstoffeinspritzmenge
nach der Beschleunigung verwendet, bis die auf der Grund
lage der nach der Beschleunigung erfaßten Ansaugluft-
Strömungsrate berechnete Kraftstoffeinspritzmenge erhal
ten wird. Daher wird die Ansaugluft-Strömungsrate vor
übergehend groß, wodurch das Kraftstoff/Luft-Gemisch zu
mager wird.
Wenn, wie in Fig. 12 gezeigt, der Fahrer das Gaspedal
losläßt, um den Motor zu verzögern, wird die Drossel
klappe geschlossen, um die Ansaugluft-Strömungsrate zu
verringern. Aus dem obenerwähnten Grund nimmt jedoch die
Kraftstoffeinspritzmenge nicht sofort ab, so daß die
Kraftstoffeinspritzmenge vorübergehend übermäßig groß
wird, wodurch das Kraftstoff/Luft-Gemisch zu fett wird.
Das über ein Auspuffrohr in die Atmosphäre ausgestoßene
Auspuffgas wird mit einem Dreiwege-Katalysator gereinigt.
Die Umwandlungsrate des Dreiwege-Katalysators ist in Fig.
13 gezeigt. Im allgemeinen wird angenommen, daß der Kata
lysator das Auspuffgas zufriedenstellend reinigen kann,
wenn das Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis in einer be
stimmten Umgebung des theoretischen Kraftstoff/Luft-Mi
schungsverhältnisses (14,7 ± 0,4) liegt. Dies wird im
folgenden genauer erläutert. Die im Auspuffgas enthalte
nen Bestandteile können durch Kohlenmonoxid (CO) wieder
gegeben werden. Der CO-Gehalt soll etwa in der LA-4-Me
thode (nordamerikanische Abgasbegrenzungs-Fahrweise) auf
3,4 g/Meile oder weniger begrenzt werden. Der Wert kann
auf 3,4 oder weniger begrenzt werden, indem die Abwei
chung ΔA/F vom theoretischen Kraftstoff/Luft-Mischungs
verhältnis kleiner als 0,4 gehalten wird, wie in Fig. 14
gezeigt ist.
Gemäß den experimentellen Daten besitzt die Beziehung
zwischen den Aktualisierungsintervallen für die Kraft
stoffeinspritzzeit und der Abweichung des tatsächlichen
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses vom theoretischen
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnis eine Form, wie sie in
den Fig. 15 und 16 gezeigt ist. In Fig. 15 ist die Abwei
chung des Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses bei ei
ner Beschleunigung gezeigt, während in Fig. 16 dieses Mi
schungsverhältnis bei einer Verzögerung gezeigt ist. Wie
aus den Fig. 15 und 16 ersichtlich, kann sowohl für die
Beschleunigung als auch für die Verzögerung die Abwei
chung vom theoretischen Kraftstoff/Luft-Mischungsverhält
nis in einer Umgebung von ± 0,4 gehalten werden, wenn das
Aktualisierungsintervall für die Kraftstoffeinspritzzeit
5 ms oder weniger beträgt.
Für die Kraftstoffeinspritzungs-Startposition oder -zeit
Tinjst gibt es erstens hinsichtlich der schädlichen Gase
HC und CO und zweitens hinsichtlich der Änderung des
Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses bei der Beschleu
nigung einen optimalen Bereich. Wie in Fig. 17 gezeigt,
nehmen die schädlichen Gase im Abgas zu, wenn sich die
Kraftstoffeinspritzungs-Startposition dem Ansaughub eines
Motorzyklus annähert. Daher muß die Kraftstoffeinsprit
zung angesichts der Emission schädlicher Gase in einem
Abstand vom Ansaughub gehalten werden. Ferner ist die Än
derung des Kraftstoff/Luft-Mischungsverhältnisses ver
hältnismäßig klein, wenn die Kraftstoffeinspritzung zur
Zeit des Auspuffhubs und der ersten Hälfte des Ansaughubs
beginnt. Daher sollte die Kraftstoffeinspritzung geeigne
terweise während des Expansions- und Auspuffhubs statt
finden, wobei ein optimaler Bereich A beispielsweise in
der ersten Hälfte des Auspuffhubs liegt. Auf jeden Fall
hat jeder Motor für jeden Motorzylinder einen optimalen
Kraftstoffeinspritzungs-Startzeitpunkt.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 18a und 18b eine weitere
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser Ausführungsform sind der Systemaufbau, das Un
terbrechungsprogramm zum Zeitpunkt der Erzeugung des Re
ferenzsignals und das Unterbrechungsprogramm nach jeweils
10 ms die gleichen wie in der obenerwähnten Ausführungs
form.
In der in den Fig. 18a und 18b gezeigten Routine wird im
Schritt 501 eine Ansaugluft-Strömungsrate Qa und im
Schritt 502 die Motordrehzahl N aufgenommen. Im Schritt
503 wird festgestellt, ob ein Zustandsbit Acc den Wert
"1" besitzt, wobei das Zustandsbit Acc mit dem Wert "1"
einen Zustandsbit ist, das die Ausführung einer soforti
gen Kraftstoffeinspritzung angibt. Wenn das Zustandsbit
Acc den Wert "1" besitzt, wird eine Verarbeitung zur
Rückkehr zur normalen Verarbeitung ausgeführt, um die
Kraftstoffeinspritzmenge (oder -zeit) zu berechnen. Das
heißt, daß im Schritt 504 der Inhalt eines Speichers Ma
gleich demjenigen eines Einspritzungsstart-Registers ge
setzt wird, anschließend geht die Verarbeitung weiter zum
Schritt 506, nachdem das Zustandsbit Acc im Schritt 505
auf den Wert "0" gesetzt worden ist. Der Speicher Ma, der
später beschrieben wird, dient der vorübergehenden Siche
rung der Inhalte der Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt-
Register. Wenn andererseits im Schritt 503 das Zustands
bit Acc den Wert "0" besitzt, geht die Verarbeitung ohne
Umweg direkt zum Schritt 506 weiter.
Die Schritte 506 bis 511 stellen Verarbeitungen für die
direkte Einspritzung des Kraftstoffs bei einer starken
Beschleunigung dar. Im Schritt 506 wird festgestellt, ob
der Motor stark beschleunigt wird. Das heißt, daß festge
stellt wird, ob die Differenz zwischen der vorher aufge
nommenen Ansaugluft-Strömungsrate Qa(n-1) und der momen
tanen Ansaugluft-Strömungsrate Qan gleich oder größer als
ein vorgeschriebener Wert A1 ist. Der Wert A1 wird größer
als ein Vergleichswert A2, der für eine später beschrie
bene geringe Beschleunigung verwendet wird, gesetzt.
Wenn der Motor stark beschleunigt wird, wird der Kraft
stoffeinspritzungs-Startzeitpunkt Tinjst berechnet, der
dem Kurbelwellenwinkel beim Beschleunigungsbeginn ent
spricht, um das Einspritzventil 13 sofort zu öffnen. Im
Schritt 508 wird Tinjst im Einspritzungsstart-Register
gespeichert, bevor die Beschleunigung vorübergehend im
Speicher Ma gespeichert wird. Das heißt, daß der Wert
Tinjst gesichert wird, um erneut verwendet zu werden,
wenn die Berechnung für die gewöhnliche Kraftstoffein
spritzung nach der direkt erfolgten Kraftstoffeinsprit
zung erneut gespeichert wird. Im Schritt 509 wird die dem
Beschleunigungsgrad entsprechende Kraftstoffeinspritzung
menge Ti auf der Grundlage der Änderung der Ansaugluft-
Strömungsrate Qan-Qa(n-1), der Ansaugluft-Strömungsrate
Qan und der Motordrehzahl N berechnet. Der Kraftstoffein
spritzungs-Startzeitpunkt Tinjst für die direkte Ein
spritzung wird im Schritt 510 im Einspritzungsstartzeit
punkt-Register gesetzt. Im Schritt 511 wird das Zustands
bit Acc auf den Wert "1" gesetzt, anschließend geht die
Verarbeitung weiter zum Schritt 523.
Normalerweise wird die Kraftstoffeinspritzmenge
(Impulsbreite) Ti gemäß der folgenden Gleichung ausge
führt:
Ti = Tp · COEF · α+Ts (a)
wobei TP die Basisimpulsbreite, COEF verschiedene Korrek
turkonstanten, α eine O2-Rückkopplungskonstante und Ts
eine ineffektive Impulsbreite sind. Die Basisimpulsbreite
TP wird folgendermaßen erhalten:
Tp = Ki · Qan/N (b)
wobei Ki eine Einspritz-Korrekturkonstante ist. Im
Schritt 509 wird anstelle der Gleichung (b) die folgende
Gleichung (c) zur Berechnung des Wertes TP verwendet:
Tp = Kj · ((Qan-Qa(n-1))+Qan)/N (c)
wobei Kj eine Konstante ist. Daher wird Ti durch die
Gleichungen (a) und (c) erhalten.
Wenn der Motor nicht stark beschleunigt wird, geht die
Verarbeitung vom Schritt 506 weiter zum Schritt 512, in
dem die Kraftstoffeinspritzmenge Ti auf der Grundlage der
Ansaugluft-Strömungsrate Qa und der Motordrehzahl N be
rechnet wird. Im Schritt 513 werden die vorhergehende An
saugluft-Strömungsrate Qa(n-1) und die momentane Ansaug
luft-Strömungsrate Qan miteinander verglichen, wobei
festgestellt wird, ob der Motor beschleunigt oder verzö
gert wird. Wenn der Motor beschleunigt wird, geht die
Verarbeitung weiter zum Schritt 517, in dem festgestellt
wird, ob die Änderung der Ansaugluft-Strömungsrate gleich
oder größer als ein vorgeschriebener Wert A2 ist. Wenn
die Änderung größer als der vorgeschriebene Wert A2 ist,
wird eine der Änderung Qan-Qa(n-1) entsprechende Kor
rekturkonstante K berechnet. Diese Korrekturkonstante K
wird so gesetzt, daß sie größer als 1 ist und entspre
chend der Änderung der Ansaugluft-Strömungsrate zunimmt.
Wenn im Schritt 517 die Änderung der Ansaugluft-Strö
mungsrate kleiner als A2 ist, wird die Korrekturkonstante
auf den Wert 1 gesetzt, anschließend geht die Verarbei
tung weiter zum Schritt 520.
Wenn im Schritt 513 keine Beschleunigung des Motors fest
gestellt wird, wird weiter festgestellt, ob der Motor in
einem Ausmaß verzögert wird, das größer als ein vorge
schriebener Wert D ist. Wenn die Verzögerung größer als
der Wert D ist, wird im Schritt 515 eine der Änderung der
Ansaugluft-Strömungsrate entsprechende Korrekturkonstante
K erhalten. Dann geht die Verarbeitung weiter zum Schritt
520. Wenn andererseits der Motor in einem Ausmaß verzö
gert wird, das geringer als der vorgeschriebene Wert D
ist, wird die Korrekturkonstante auf den Wert 1 gesetzt,
woraufhin die Verarbeitung ebenfalls im Schritt 520 wei
tergeht.
Im Schritt 520 wird die im Schritt 512 berechnete Kraft
stoffeinspritzmenge Ti mit der Korrekturkonstanten fol
gendermaßen korrigiert:
Ti = Ti×K.
Im Schritt 521 wird festgestellt, ob die Kraftstoffein
spritzzeit für die berechnete Kraftstoffeinspritzmenge Ti
das Ende der Einspritzperiode übersteigt, d. h. ob die
folgende Gleichung erfüllt ist:
Tmax Tinjst+Ti.
Wenn die Kraftstoffeinspritzzeit das Ende der maximalen
Einspritzperiode Tmax überschreitet, wird die Kraftstof
feinspritzmenge Ti entsprechend der Gleichung Ti = Tmax-
Tinjst im Schritt 522 korrigiert, woraufhin die Verarbei
tung zum Schritt 523 weitergeht. Wenn die Kraftstoffein
spritzzeit die Periode nicht überschreitet, wird die
obenerwähnte Korrektur nicht ausgeführt, so daß die Ver
arbeitung direkt zum Schritt 523 weitergeht. Im Schritt
523 wird die Kraftstoffeinspritzmenge Ti im Ventilöff
nungszeit-Register gesetzt, woraufhin die Verarbeitung
beendet ist.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 19 bis 22 eine weitere
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In Fig. 19 ist der Aufbau einer Schaltung zum Schicken
von Ventilöffnungssignalen an das Kraftstoffeinspritzven
til 13 gezeigt. Der weitere Systemaufbau, das Unterbre
chungsprogramm zum Zeitpunkt der Erzeugung des Referenz
signals und die alle 10 ms ausgeführte Unterbrechungsrou
tine sind die gleichen wie in der vorher beschriebenen
Ausführungsform.
In Fig. 19 umfaßt eine Schaltung zum Starten der Kraft
stoffeinspritzung ein Einspritzungstart-Register C 501,
einen Zähler B 502 und eine Vergleichsschaltung D 503 und
erzeugt Kraftstoffeinspritzungs-Startsignale. Im Ein
spritzungsstartzeit-Register C wird die in der CPU be
rechnete Einspritzungsstartzeit Tinjst gespeichert. Der
Zähler B beginnt nach dem Empfang des Referenzsignals A,
das direkt vor dem Kompressionshub eines jeden Motorzy
klus ausgegeben wird, mit dem Zählvorgang. Die Ver
gleichsschaltung D 503 vergleicht den Inhalt im Einsprit
zungsstartzeit-Register C mit dem Inhalt im Zähler B und
gibt ein "hohes" Signal aus, wenn die beiden Inhalte mit
einander übereinstimmen. Wenn das Ausgangssignal der Ver
gleichsschaltung 503 "hohen" Pegel besitzt, wird das Ein
spritzventil 13 geöffnet, gleichzeitig beginnt ein Zähler
E 505 mit dem Zählen. Eine Schaltung zur Beendigung der
Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil 13 umfaßt
ein Ventilöffnungszeit-Register F 504, den Zähler E 505
und eine Vergleichsschaltung H 506. Die von der Mikropro
zessoreinheit berechnete Kraftstoffeinspritzzeit Ti wird
im Ventilöffnungszeit-Register F 504 gespeichert. Der
Zähler E beginnt jeweils nach der vorgeschriebenen Zeit
mit dem Aufwärtszählen, wobei die Vergleichsschaltung H
den Inhalt des Ventilöffnungszeit-Registers F mit dem je
weiligen Inhalt des Zählers E vergleicht, um ein "hohes"
Signal auszugeben, wenn die Inhalte miteinander überein
stimmen, wobei die Kraftstoffeinspritzung durch das Ein
spritzventil 13 beendet wird.
Eine Schaltung zur Erzeugung von Unterbrechungsanforde
rungssignalen für eine Kraftstoffeinspritzungszeit-Auf
gabe J umfaßt ein Unterbrechungsaufgabentreiberanforde
rungs-Register G 507, den Zähler E 505 und eine Ver
gleichsschaltung I 508; die erzeugten Anforderungssignale
werden an die Mikroprozessoreinheit geschickt. Die von
der Mikroprozessoreinheit berechnete Aufgabentreiberzeit
IRQTi für die Kraftstoffeinspritzzeit wird im Unterbre
chungsaufgabentreiberanforderungs-Register G 507 gespei
chert. Die Vergleichsschaltung I 508 vergleicht den In
halt des Unterbrechungsaufgabentreiberanforderungs-Regi
sters G 507 mit dem Inhalt des Zählers E 505 und gibt ein
"hohes" Signal aus, wenn die Inhalte miteinander überein
stimmen, um die Kraftstoffeinspritzzeit-Aufgabe J auszu
führen, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge Ti berechnet
wird.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 20 und 21 die Operation
der Mikroprozessoreinheit beschrieben. In Fig. 20 ist ein
Flußdiagramm für ein Treiberzeitprogramm des Zählers E
gezeigt; diese Routine dient dem Setzen eines vorge
schriebenen Wertes B im Unterbrechungsaufgabentreiberan
forderungs-Register G. Diese Routine wird gleichzeitig
zur Ausgabe eines "hohen" Signals des Komperators D 503
begonnen, woraufhin der Zähler E gestartet wird.
Zunächst wird die Kraftstoffeinspritzzeitaufgaben-Trei
berzeit IRQTi auf den Wert B gesetzt. Dann wird der Wert
B im Unterbrechungsaufgabentreiberanforderungs-Register G
gesetzt, anschließend ist die Verarbeitung beendet.
Die Aufgabe J zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzzeit
wird in Fig. 21 erläutert. Das Flußdiagramm von Fig. 21
wird jedes Mal dann ausgeführt, wenn die vorher erwähnte
Vergleichsschaltung I 508 ein "hohes<< Signal ausgibt. Das
heißt, daß die Aufgabe J bei jedem vorgeschriebenen Zei
tintervall B ausgeführt wird, bis das Einspritzventil 13
wieder geschlossen wird, nachdem es geöffnet worden ist.
Im Schritt 701 wird die Ansaugluft-Strömungsrate Qa auf
genommen, während im Schritt 702 die Motordrehzahl N auf
genommen wird. Auf der Grundlage der Ansaugluft-Strö
mungsrate Qa und der Motordrehzahl N wird im Schritt 703
die Kraftstoffeinspritzzeit Ti berechnet. Im Schritt 704
wird eine Aktualisierungsentscheidung getroffen, wobei
die in der vorhergehenden Berechnung erhaltene Kraftstof
feinspritzzeit Tialt mit der durch die momentane Berech
nung erhaltenen Kraftstoffeinspritzzeit Ti verglichen
wird; wenn die Differenz zwischen diesen Werten innerhalb
einer Aktualisierungs-Toleranzzeit α liegt, wird festge
stellt, daß der Motor weder beschleunigt noch verzögert
wird, so daß die durch die momentane Berechnung erhaltene
Kraftstoffeinspritzzeit Ti als Inhalt des Ventilöffnungs
zeit-Registers F 504 gehalten wird. Das heißt, daß die
Verarbeitung zum Schritt 708 weitergeht, wenn die fol
gende Gleichung (3) nicht erfüllt ist, wobei die Verar
beitung beendet wird, nachdem eine Einspritzungsbeendi
gungsverarbeitung ausgeführt worden ist:
|Ti| < |Tialt+α| (3)
Wenn im Schritt 704 die obige Gleichung (3) erfüllt ist,
wird im Schritt 705 festgestellt, ob die Kraftstoffein
spritzung für die durch die momentane Berechnung erhal
tene Einspritzzeit Ti über die maximale Einspritzzeitpe
riode Tmax hinausführt. Wenn festgestellt wird, daß die
berechnete Einspritzzeit Ti nicht über die maximale Zeit
periode Tmax hinausführt, geht die Verarbeitung weiter
zum Schritt 707, in dem die Kraftstoffeinspritzzeit Ti im
Ventilöffnungszeit-Register F gespeichert wird. Wenn an
dererseits festgestellt wird, daß die berechnete Kraft
stoffeinspritzzeit Ti über die maximale Zeitperiode Tmax
hinausführt, wird die Kraftstoffeinspritzzeit Ti gemäß
der Gleichung Ti = Tmax - Tinjst so berechnet, daß die
Kraftstoffeinspritzung am Ende der maximalen Zeitperiode
Tmax beendet wird; diese Berechnung wird im Schritt 706
ausgeführt.
Der Schritt 709 dient dem erneuten Starten des Flußdia
gramms nach 5 ms, wobei zur Kraftstoffeinspritzungs-Trei
berzeit IRQTi der vorgeschriebene Wert B addiert wird. Im
Schritt 710 wird der berechnete Wert IRQTi im Unterbre
chungsaufgabentreiberanforderungs-Register G gesetzt, an
schließend ist die Routine beendet.
Diese Funktion wird anhand des in Fig. 22 gezeigten Zeit
ablaufdiagramms weiter erläutert. Wenn das Referenzsignal
erzeugt wird, wird der Zähler B 502 zum Aufwärtszählen
veranlaßt. Wenn der Wert im Zähler 502 gleich dem dem
Ventilöffnungsintervall des Kraftstoffeinspritzventils 13
entsprechenden Wert Tinjst wird, wird das Kraftstoffein
spritzungs-Startsignal erzeugt, wodurch das Kraftstof
feinspritzventil 13 geöffnet wird.
Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 13 geöffnet ist, be
ginnt der Zähler E 505 mit dem Zählvorgang. Jedes Mal,
wenn der Zählstand des Zählers E gleich der Kraftstof
feinspritzungs-Treiberzeit IRQTi wird, d. h., nach jeweils
B ms, beispielsweise nach jeweils 5 ms, wird die Kraft
stoffeinspritzungszeit-Berechnungsaufgabe ausgeführt.
Diese Aufgabe wird solange wiederholt, bis die Kraftstof
feinspritzung beendet ist.
Wenn der Inhalt des Zählers E 505 gleich der wiederholt
berechneten Kraftstoffeinspritzzeit Ti wird, wird das
Kraftstoffeinspritzventil 13 geschlossen.
Um eine Aktualisierung der Kraftstoffeinspritzzeit sicher
auszuführen, wenn sich eine optimale Kraftstoffeinspritz
menge aufgrund der Änderung der Motorzustände während der
Kraftstoffeinspritzung ändert, ist es notwendig, die
Kraftstoffeinspritzzeit in kürzeren Zyklen als vor der
Änderung der Motorzustände zu berechnen. Dies wird mit
Bezug auf Fig. 23 erläutert.
In Fig. 23 wird anhand der Beziehung zwischen dem Berech
nungszeitzyklus T (Zeitintervall) zwischen einem Zeit
punkt (1) und einem Zeitpunkt (2) und den Positionen der
Impulse zum Treiben des Kraftstoffeinspritzventils ge
zeigt, ob die Impulsbreite zum Treiben des Kraftstoffein
spritzventils aktualisiert werden kann. Die Impulsform 1
kann nicht aktualisiert werden, weil die vom Kraftstof
feinspritzventil 13 ausgeführte Kraftstoffeinspritzung
bei der nächsten Berechnungsstartzeit (2) abgeschlossen
ist. Die Impulsform 2 kann aktualisiert werden, da die
Berechnung direkt vor dem Abschluß der Kraftstoffein
spritzung ausgeführt wird. Schließlich wird bei der Im
pulsform 3 die Berechnung direkt nach dem Öffnen des
Kraftstoffeinspritzventils ausgeführt; die Impulsform ist
daher gegenüber der Impulsform 1 aktualisiert worden. Die
Wahrscheinlichkeit der Aktualisierung der Einspritzzeit
oder -menge gemäß Fig. 23 kann durch die folgende Glei
chung erhalten werden:
P = 2t/(T + t),
wobei T der Berechnungszyklus, t die Treiberzeit oder Einspritzzeit und P die Aktualisierungswahrscheinlichkeit ist.
P = 2t/(T + t),
wobei T der Berechnungszyklus, t die Treiberzeit oder Einspritzzeit und P die Aktualisierungswahrscheinlichkeit ist.
In Fig. 24 ist die Beziehung zwischen der durch die obige
Gleichung erhaltenen Aktualisierungswahrscheinlichkeit
und der Treiberzeit t gezeigt. Wenn der Berechnungszyklus
beispielsweise 10 ms beträgt, gibt es Fälle, in denen die
Aktualisierung nicht möglich ist; wenn die Treiberzeit
oder Kraftstoffeinspritzzeit weniger als 10 ms beträgt,
ist die Aktualisierungswahrscheinlichkeit sehr gering;
schließlich ist die Wahrscheinlichkeit P = 0,66, wenn die
Treiberzeit 5 ms beträgt.
Im oberen Teil von Fig. 24 ist eine Klassifizierung der
Motorbetriebszustände in Verzögerung, Leerlauf, mittlere
Last und Vollast gezeigt.
In Fig. 25 ist die Häufigkeit der normalen Verwendung der
Treiberzeit gezeigt. Gemäß Fig. 25 wird der Mittellastbe
trieb zwischen 5 und 10 ms der Treiberzeit am häufigsten
verwendet. Daher kann die gewünschte Wirkung durch Ver
wendung eines den Mittellastbetrieb abdeckenden Berech
nungszyklus erhalten werden. Beispielsweise beträgt der
Berechnungszyklus 5 ms. Vorzugsweise wird ein Berech
nungszyklus verwendet, der während des Motorbetriebs
gleich oder kleiner als die minimale Treiberzeit (z. B. 2 ms)
ist, weil während des gesamten Betriebs mit Ausnahme
einer Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungszeit eine Aktuali
sierung ausgeführt werden kann.
Claims (19)
1. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
(7), mit den Schritten,
des Erfassens von die Motorzustände einschließ lich der Motordrehzahl N und der Ansaugluft-Strömungsrate (Qa) darstellenden Daten;
des Bestimmens einer bei den ermittelten Motorzu ständen für den Lauf des Motors (7) erforderliche Kraft stoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der im Da tenerfassungsschritt erfaßten Daten;
des Bestimmens einer Kraftstoffeinspritzzeit syn chron zur Drehung des Motors (7); und
des Einspritzens von Kraftstoff in eine mit dem Motor (7) in Verbindung stehende Ansaugleitung (8) wäh rend einer der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) entsprechenden, bestimmten Kraftstoffeinspritzzeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff in der im Schritt der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) bestimmten Menge bei einer für jeden Zylinder optimalen Kraftstoffeinspritz startzeit (Tinjst) in jeden Ansaugkanal (8) eingespritzt wird, wobei die optimale Kraftstoffeinspritzstartzeit (Tinjst) anhand der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti), die auf der Grundlage der Motorzustandsdaten berechnet wird, in festen Zeitintervallen wenigstens einmal während eines Zeitintervalls vom Beginn der Kraftstoffeinspritzung bis zur Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wenigstens in einem Lastbereich des Motors (7), in dem die Motorlast größer als im Leerlauf ist, aktualisiert wird.
des Erfassens von die Motorzustände einschließ lich der Motordrehzahl N und der Ansaugluft-Strömungsrate (Qa) darstellenden Daten;
des Bestimmens einer bei den ermittelten Motorzu ständen für den Lauf des Motors (7) erforderliche Kraft stoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der im Da tenerfassungsschritt erfaßten Daten;
des Bestimmens einer Kraftstoffeinspritzzeit syn chron zur Drehung des Motors (7); und
des Einspritzens von Kraftstoff in eine mit dem Motor (7) in Verbindung stehende Ansaugleitung (8) wäh rend einer der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) entsprechenden, bestimmten Kraftstoffeinspritzzeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff in der im Schritt der Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) bestimmten Menge bei einer für jeden Zylinder optimalen Kraftstoffeinspritz startzeit (Tinjst) in jeden Ansaugkanal (8) eingespritzt wird, wobei die optimale Kraftstoffeinspritzstartzeit (Tinjst) anhand der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti), die auf der Grundlage der Motorzustandsdaten berechnet wird, in festen Zeitintervallen wenigstens einmal während eines Zeitintervalls vom Beginn der Kraftstoffeinspritzung bis zur Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wenigstens in einem Lastbereich des Motors (7), in dem die Motorlast größer als im Leerlauf ist, aktualisiert wird.
2. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der
festen Zeitintervalle eine Länge besitzt, die kleiner als
die Kraftstoffeinspritzzeit im Lastbetrieb des Motors (7)
ist.
3. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der
festen Zeitintervalle 5 ms oder weniger beträgt.
4. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berech
nung der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) synchron zum Be
ginn der Einspritzung ausgeführt wird.
5. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte
während eines Motorzyklus einzuspritzende Kraftstoffmenge
im selben Motorzyklus in jeden Motorzylinder eingesaugt
wird.
6. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft
stoffeinspritzmenge (Ti) synchron zur Motordrehung auf
der Grundlage der erfaßten Motordrehzahl (N) und der er
faßten Ansaugluft-Strömungsrate (Qa) berechnet wird und
die Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) durch eine in festen
Zeitintervallen berechnete Kraftstoffeinspritzmenge
(Tineu) aktualisiert wird.
7. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors, mit
Vorrichtungen (21, 3) zum Erfassen von die Motor zustände einschließlich der Motordrehzahl (N) und der An saugluft-Strömungsrate (Qa) darstellenden Daten;
einer Einrichtung (MPU) zum Berechnen einer für den Lauf des Motors (7) in den erfaßten Motorzuständen erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der erfaßten Daten in festen Zeitintervallen, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Zeitintervall eine Länge besitzt, derart, daß eine berechnete Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) durch die zuletzt berechnete Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) we nigstens einmal in einer Zeitperiode zwischen dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung bis zur Beendigung der Kraft stoffeinspritzung wenigstens in einem Lastbetrieb des Mo tors (7), in dem die Motorlast größer als im Leerlauf ist, aktualisiert werden kann; und
Einrichtungen (103, 104, 105) zur Bestimmung ei ner für jeden Motorzylinder optimalen Kraftstoffeinsprit zungs-Startzeit (Tinjst) synchron zur Motordrehung; und
Vorrichtungen (107, 13) zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen mit dem Motor (7) in Verbindung ste henden Einlaßkanal (8) während einer der Kraftstoffein spritzmenge (Ti) entsprechenden, bestimmten Kraftstof feinspritzzeit in einem optimalen Kraftstoffeinsprit zungs-Startzeitpunkt (Tinjst) vorgesehen sind.
Vorrichtungen (21, 3) zum Erfassen von die Motor zustände einschließlich der Motordrehzahl (N) und der An saugluft-Strömungsrate (Qa) darstellenden Daten;
einer Einrichtung (MPU) zum Berechnen einer für den Lauf des Motors (7) in den erfaßten Motorzuständen erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der erfaßten Daten in festen Zeitintervallen, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Zeitintervall eine Länge besitzt, derart, daß eine berechnete Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) durch die zuletzt berechnete Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) we nigstens einmal in einer Zeitperiode zwischen dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung bis zur Beendigung der Kraft stoffeinspritzung wenigstens in einem Lastbetrieb des Mo tors (7), in dem die Motorlast größer als im Leerlauf ist, aktualisiert werden kann; und
Einrichtungen (103, 104, 105) zur Bestimmung ei ner für jeden Motorzylinder optimalen Kraftstoffeinsprit zungs-Startzeit (Tinjst) synchron zur Motordrehung; und
Vorrichtungen (107, 13) zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen mit dem Motor (7) in Verbindung ste henden Einlaßkanal (8) während einer der Kraftstoffein spritzmenge (Ti) entsprechenden, bestimmten Kraftstof feinspritzzeit in einem optimalen Kraftstoffeinsprit zungs-Startzeitpunkt (Tinjst) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
festen Zeitintervalle jeweils 5 ms oder weniger betragen.
9. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff Kraftstof
feinspritzventile (13) und eine Treiberschaltung (107)
zum Treiben der Kraftstoffeinspritzventile (13) aufwei
sen, wobei die Treiberschaltung (107) so betätigt wird,
daß sie in einem optimalen Kraftstoffeinspritzungs-Start
zeitpunkt (Tinjst) eines der Kraftstoffeinspritzventile
öffnet und nach dem Verstreichen einer der berechneten
Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) entsprechenden Kraftstof
feinspritzzeit wieder schließt.
10. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors, mit
Sensoren (3, 21), zum Erfassen der Motorzustände; und
einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (13), die für die jeweiligen Zylinder des Motors (7) vor gesehen sind, gekennzeichnet durch
eine Recheneinrichtung (MPU) zum wiederholten Be rechnen der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) in Zeitinter vallen von 5 ms oder weniger;
Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen einer für jeden Zylinder des Motors (7) geeigneten Kraftstof feinspritzungs-Startzeit (Tinjst) synchron zur Motordre hung; und
eine Treiberschaltung (107), die mit dem Kraft stoffeinspritzventil (13) elektrisch verbunden ist und die Kraftstoffeinspritzventile (13) entsprechend den Aus gaben der Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen der Kraftstoffeinspritzungs-Startzeit (Tinjst) und der Ein richtung (MPU) zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) einzeln antreibt.
Sensoren (3, 21), zum Erfassen der Motorzustände; und
einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (13), die für die jeweiligen Zylinder des Motors (7) vor gesehen sind, gekennzeichnet durch
eine Recheneinrichtung (MPU) zum wiederholten Be rechnen der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) in Zeitinter vallen von 5 ms oder weniger;
Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen einer für jeden Zylinder des Motors (7) geeigneten Kraftstof feinspritzungs-Startzeit (Tinjst) synchron zur Motordre hung; und
eine Treiberschaltung (107), die mit dem Kraft stoffeinspritzventil (13) elektrisch verbunden ist und die Kraftstoffeinspritzventile (13) entsprechend den Aus gaben der Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen der Kraftstoffeinspritzungs-Startzeit (Tinjst) und der Ein richtung (MPU) zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) einzeln antreibt.
11. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Recheneinrichtung (MPU) so aufgebaut ist, daß die gesamte
während eines Motorzyklus einzuspritzende Kraftstoffmenge
während desselben Motorzyklus in den Zylinder des Motors
(7) eingesaugt wird.
12. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Recheneinrichtung (MPU) die Rechenoperation synchron zum
Öffnungsbeginn des Ventils (13) ausführt.
13. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Recheneinrichtung (MPU) eine Vergleichsschaltung (106)
zum Vergleichen der vorher berechneten Kraftstoffein
spritzmenge (Tialt) mit der momentan berechneten Kraft
stoffeinspritzmenge (Ti) und eine Einrichtung (104) zum
Anhalten der Rechenoperation für ein Zeitintervall von
der letzten Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti)
bis zur Beendigung der Kraftstoffeinspritzung, wenn eine
aus dem Vergleich sich ergebende Differenz in einem vor
geschriebenen Bereich liegt, umfaßt.
14. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Recheneinrichtung (MPU) ein Entscheidungsmittel enthält,
das entweder eine starke oder eine geringe Beschleunigung
feststellen kann, und die Kraftstoffmenge für eine sofor
tige Einspritzung berechnet, wenn der Motor (7) stark be
schleunigt wird.
15. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors, mit einer Recheneinrichtung (MPU) zum Berechnen ei
ner Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage von
erfaßten Motorzustandsdaten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Recheneinrichtung (MPU) ein erstes Register
(504) zum Speichern der berechneten Kraftstoffeinspritz
menge (Ti), dessen Inhalt in einem Zyklus von 5 ms oder
weniger aktualisiert wird, eine Einrichtung zum Bestimmen
eines für jeden Zylinder des Motors optimalen Kraftstof
feinspritzungs-Startzeitpunktes (Tinjst) auf der Grund
lage der Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) und der Motorzu
standsdaten, ein zweites Register (501) zum Speichern der
bestimmten Kraftstoffeinspritzungs-Startzeit (Tinjst) und
eine Ventiltreiberschaltung (107) zum einzelnen Antreiben
der Einspritzventile (13) entsprechend den im ersten Re
gister (504) und im zweiten Register (501) gespeicherten
Werten umfaßt.
16. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Recheneinrichtung (MPU) die Aktualisierung des im ersten
Register (504) gespeicherten Inhalts nur bei einer gerin
gen Beschleunigung aktualisiert.
17. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors, mit
Sensoren (3, 21) zum Erfassen der Motorzustände, einer Recheneinrichtung (MPU) zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der er faßten Motorzustände,
Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzungs-Startzeitpunktes (Tinjst) für je den Zylinder des Motors (7), und
eine Treiberschaltung (107) zum einzelnen Öffnen der Kraftstoffeinspritzventile (13) entsprechend den Da ten von der Recheneinrichtung (MPU) und den Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen der Kraftstoffeinsprit zungsstartzeit (Tinjst), dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (MPU) Einrichtungen zum Aufnehmen der Ausgaben (Qa, N) der Sensoren (3, 21) syn chron zur Öffnung eines jeden der Krafstoffeinspritzven tile umfaßt und so aufgebaut ist, daß sie die Kraftstof feinspritzmenge (Ti) in festen Zeitintervallen auf der Grundlage der synchron zur Öffnung des Kraftstoffein spritzungsventils aufgenommenen Ausgaben der Sensoren (3, 21) berechnet.
Sensoren (3, 21) zum Erfassen der Motorzustände, einer Recheneinrichtung (MPU) zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der er faßten Motorzustände,
Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzungs-Startzeitpunktes (Tinjst) für je den Zylinder des Motors (7), und
eine Treiberschaltung (107) zum einzelnen Öffnen der Kraftstoffeinspritzventile (13) entsprechend den Da ten von der Recheneinrichtung (MPU) und den Einrichtungen (103, 104, 105) zum Bestimmen der Kraftstoffeinsprit zungsstartzeit (Tinjst), dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (MPU) Einrichtungen zum Aufnehmen der Ausgaben (Qa, N) der Sensoren (3, 21) syn chron zur Öffnung eines jeden der Krafstoffeinspritzven tile umfaßt und so aufgebaut ist, daß sie die Kraftstof feinspritzmenge (Ti) in festen Zeitintervallen auf der Grundlage der synchron zur Öffnung des Kraftstoffein spritzungsventils aufgenommenen Ausgaben der Sensoren (3, 21) berechnet.
18. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors, mit
Sensoren (3, 21) zum Erfassen der Motorzustände, einer Recheneinrichtung (MPU) zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der Mo torzustände, und
einer Treiberschaltung (107) zum einzelnen Trei ben von Kraftstoffeinspritzventilen (13) entsprechend der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge (Ti), dadurch gekennzeichnet, daß
die Recheneinrichtung (MPU) eine Kraftstoffein spritzmenge (Ti) in festen Zeitintervallen, von denen je des kürzer als die Ventilöffnungszeit im Leerlauf des Mo tors (7) ist, wiederholt berechnet.
Sensoren (3, 21) zum Erfassen der Motorzustände, einer Recheneinrichtung (MPU) zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge (Ti) auf der Grundlage der Mo torzustände, und
einer Treiberschaltung (107) zum einzelnen Trei ben von Kraftstoffeinspritzventilen (13) entsprechend der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge (Ti), dadurch gekennzeichnet, daß
die Recheneinrichtung (MPU) eine Kraftstoffein spritzmenge (Ti) in festen Zeitintervallen, von denen je des kürzer als die Ventilöffnungszeit im Leerlauf des Mo tors (7) ist, wiederholt berechnet.
19. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmo
tors gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Recheneinrichtung (MPU) die Kraftstoffeinspritzmenge (Ti)
während eines Lastbetriebs des Motors (7) auf der Grund
lage der Motorzustände mehrere Male in jedem Motorzyklus
berechnet.
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