DE4109561A1 - Motor-steuervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschinen- Steuervorrichtung und insbesondere auf eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung, mit der sich bei hohen Drehzahlen und bei hoher Last ein verringerter Kraftstoff-Verbrauch und verbesserte Abgaswerte sicherstellen lassen.

In der japanischen Kokai-Patentveröffentlichung Nr. 63- 41634 ist beispielsweise eine Kraftstoff-Liefer-Steuervorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung zugemessenen Kraftstoffmenge offenbart. Die Kraftstoff-Zumeß-Steuervorrichtung verwendet ein digitales Rechenwerk bzw. einen Digitalrechner zur Ermittlung bzw. Errechnung eines erwünschten Werts für die Kraftstoff-Zumeß-Nachfrage oder -Anforderung in Form einer Impulsbreite und -zeitbemessung oder -steuerung für die Kraftstoff- Einspritzung. Durch die Zentraleinheit des digitalen Rechenwerks wird ein Kraftstoffeinspritzungs-Impulsbreiten- Grundwert Tp zu Tp=K×Q/N errechnet, wobei K eine Konstante ist, Q die Lufteinlaßströmung und N die Motor- oder Maschinendrehzahl bedeuten. Der errechnete Grundwert Tp wird dann für die verschiedenen Maschinen-Betriebsparameter korrigiert. Der korrigierte Kraftstoffeinspritzungs-Impulsbreiten-Wert Ti ist gegeben als

Ti = Tp × COEF × ALPHA + Ts

wobei ALPHA einen Korrekturfaktor in bezug auf den Sauerstoffgehalt des Abgases zur Bereitstellung einer geschlossenen Regelschleife für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, Ts einen Korrekturfaktor bezüglich der Spannung der Fahrzeugbatterie und COEF einen Korrekturfaktor darstellen, der wiedergegeben werden kann als

COEF = 1 + KTw + KMR + KAS + KAI + KFUEL + . . .

wobei KTw einen Korrekturfaktor darstellt, der mit zunehmender Temperatur des Brennkraftmaschinen-Kühlmittels abfällt, KMR einen Korrekturfaktor bildet in bezug auf das angestrebte Luft-/Kraftstoffverhältnis, KAS einen Korrekturfaktor zur Erzielung einer Gemisch-Anreicherungs- Steuerung für den Anlaßvorgang der Maschine bedeutet, KAI einen Korrekturfaktor bildet zur Bereitstellung einer Kraft-Anreicherungs-Steuerung im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, und KFUEL einen Korrekturfaktor wiedergibt, um im Beschleunigungsbetrieb der Kraftmaschine eine Kraftstoff-Anreicherungs- Steuerung bereitzustellen. Die errechneten Werte für die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite und für die Kraftstoff-Einspritzungs-Zeitsteuerung werden auf einen Kraftstoff-Einspritzungs-Steuerungs-Logikschaltkreis übertragen. Der Kraftstoff-Einspritzungs- Steuerungs-Logikschaltkreis setzt dann die Kraftstoff- Einspritzungs-Zeitsteuerung bzw. -Zeitpunkte und die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite entsprechend den hierfür errechneten Werten.

Das Luft-/Kraftstoffverhältnis muß nicht im gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine dem stöchiometrischen Wert entsprechen, insbesondere nicht bei aufgeladenen Motoren. Es ist wünschenswert, einen übermäßigen Abgas-Temperaturanstieg bei hoher Drehzahl und hoher Last dadurch zu unterdrücken, daß die Brennkraftmaschine mit einem Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, das fetter als der stöchiometrische Wert eingestellt ist. Es ist ferner wünschenswert, den Kraftstoffverbrauch zu verringern, indem die Kraftmaschine mit einem Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, das magerer als der stöchiometrische Wert eingestellt ist. Die japanische Patent-Kokai-Veröffentlichung Nr. 60-19939 offenbart beispielsweise eine Kraft-Liefer- Steuervorrichtung, mit der nach Betrieb des Motors mit einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis über eine bestimmte Zeitspanne hinweg oder für den Fall, daß die Temperatur des katalytischen Konverters bzw. Wandlers eines vorbestimmten Wert überschreitet, die Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf den stöchiometrischen Wert wieder aufgenommen wird. Mit einer derartigen herkömmlichen Kraftstoff-Liefer-Steuerung wird jedoch das Luft-/Kraftstoffverhältnis bei hohen Drehzahlen und bei Hochlast-Betriebsbedingungen auf der fetten Seite gehalten, selbst wenn die Abgastemperatur nicht über ein vorbestimmtes Ausmaß ansteigt, was beispielsweise bei Übergangsbetriebsbedingungen der Fall ist. Dies führt zu einem wenig wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch und zu erhöhten Emissionen von CO und HC- Schadstoffen.

Die japanische Patent-Kokai-Veröffentlichung Nr. 61- 55340 offenbart eine Kraftstoff-Liefer-Steuervorrichtung, die in der Lage ist, das Luft-/Kraftstoffverhältnis bei hohen Drehzahlen und unter Hochlast-Bedingungen so lange auf einem Sparsamkeits-Wert zu halten, wie die Abgastemperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt. Diese Kraftstoff-Liefer-Steuerung ist jedoch nicht in der Lage, das Motor-Abtriebs-Drehmoment auf einem Ziel- Wert zu halten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Motor-Steuervorrichtung zu schaffen, die auf der einen Seite eine gute Kraftstoff-Wirtschaftlichkeit bereitstellt, Schadstoff-Emissionen minimiert und das Motor-Abtriebs-Drehmoment bei hoher Drehzahl und unter Hochlast-Betriebsbedingungen aufrecht erhält.

Erfindungsgemäß wird eine Steuervorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs und zur zeitlichen Steuerung der der Brennkraftmaschine zugeführten Zündfunken in Abhängigkeit von der Motor-Betriebsbedingungen geschaffen. Die Vorrichtung weist eine für die Abgastemperatur empfängliche Sensoreinrichtung zur Abgabe eines Signals, das die erfaßte Abgastemperatur wiedergibt, und eine Steuereinheit auf, die mit der Sensoreinrichtung gekoppelt ist. Die Steuereinheit weist eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals, wenn der Motor mit hoher Drehzahl und unter Hochlast-Bedingungen betrieben wird, und zur Erzeugung eines zweiten Signals, wenn der Motor unter den anderen Bedingungen läuft, eine auf den Wechsel vom zweiten Signal zum ersten Signal ansprechende Einrichtung zum Setzen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und der Zündfunken-Zeitsteuerung auf solche Werte, daß ein gleichförmiges Motor- Abtriebs-Drehmoment erhalten wird, und eine Einrichtung auf, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen fetteren und die Zündfunken-Zeitsteuerung jedesmal, wenn die erfaßte Abgastemperatur einen Ziel-Wert übersteigt, auf einen Wert zu verändern, mit dem das gleichbleibende Motor-Abtriebs-Drehmoment bei geändertem Luft-/Kraftstoffverhältniswert beibehalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Maschinen- Steuervorrichtung, in der die Erfindung verkörpert ist;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Steuereinheit, die in der Maschinen-Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Programmablaufs im digitalen Rechenwerk, das zur Berechnung eines erwünschten Werts für die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite verwendet wird;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Programmablaufs in einem digitalen Rechenwerk, das zur Berechnung erwünschter bzw. angestrebter Werte für die Korrekturfaktoren KMR und ALPHA sowie für den Zündfunken- Zeitsteuerungswert ADV verwendet wird;

Fig. 5 eine Graphik zur Erläuterung der Motor-Betriebsbereiche; und

Fig. 6 eine Graphik zur Erläuterung der in den Rechner einprogrammierten Daten.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen und zunächst insbesondere auf die Fig. 1 Bezug genommen, in der in schematischer Darstellung eine Motor-Steuervorrichtung gezeigt ist, die die Erfindung verkörpert. Eine allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung für ein Kraftfahrzeug weist mehrere Brennkammern oder Zylinder auf, von denen eine gezeigt und mit 12 bezeichnet ist. Im Zylinder 12 ist ein Kolben 14 zur Ausführung hin- und hergehender Bewegungen montiert. In der Brennkraftmaschine bzw. im Motor 10 ist eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle gelagert, so daß sie sich entsprechend der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 14 innerhalb des Zylinders 12 dreht.

Ein Sammelsaugrohr bzw. ein Ansaugkrümmer 20 ist mit dem Zylinder 12 durch einen Einlaßkanal verbunden, mit dem ein (nicht gezeigtes) Einlaßventil zusammenwirkt, um den Eintritt von Brennstoff-Bestandteilen in die Zylinder 12 aus dem Ansaugkrümmer 20 zu regulieren. Im obersten Abschnitt des Zylinders 12 ist eine Zündkerze 16 montiert, mit der das Gemisch bzw. die Verbrennungsbestandteile innerhalb des Zylinders 12 gezündet werden, wenn die Zündkerze 16 bei Vorliegen eines elektrischen Hochspannungs-Energieimpulses erregt bzw. unter Strom gesetzt wird. Ein Auslaßkrümmer 22 steht mit dem Zylinder 12 durch einen Auslaßkanal in Verbindung, mit dem ein Auslaßventil 18 zusammenwirkt, um den Austritt der Verbrennungsprodukte bzw. Abgase vom Zylinder 12 in den Auslaßkrümmer 22 zu regulieren. Die Einlaß- und Auslaßventile werden durch eine geeignete getriebemäßige Kopplung mit der Kurbelwelle angetrieben.

Eine nachstehend als Kraftstoff-Einspritzdüse bezeichnete Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 30 ist so montiert, daß sie Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 20 in Richtung auf das Einlaßventil zu einspritzen kann. Die Kraftstoff-Einspritzdüse 30 wird für den Einspritzvorgang von Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 20 geöffnet, wenn sie bei Vorliegen eines elektrischen Signals Si erregt wird. Die Länge, d. h. die Impuls-Breite des elektrischen Impulses, der an die Kraftstoff-Einspritzdüse 30 angelegt wird, bestimmt die Zeitspanne, in der die Kraftstoff-Einspritzdüse 30 öffnet und sie bestimmt damit die in den Ansaugkrümmer 20 eingespritzte Kraftstoffmenge.

Über einen Luftreiniger bzw. Luftfilter 32 wird Luft für die Brennkraftmaschine 10 in einen Einlaßkanal 34 eingespeist. Die Luftmenge, der der Eintritt in die Brennkammer 12 durch den Ansaugkrümmer 20 ermöglicht wird, wird über ein Drosselklappenventil 36 gesteuert, das im Einlaßkanal 34 angeordnet ist. Die Drosselklappe 36 ist über ein mechanisches Gestänge bzw. Getriebe mit einem (nicht gezeigten) Gaspedal verbunden. Das Ausmaß, mit dem das Gaspedal niedergedrückt wird, steuert das Verdreh-Ausmaß bzw. die Drehstellung der Drosselklappe 36. Das Gaspedal wird durch den Betreiber bzw. durch die Bedienungsperson des Motor-Steuersystems muskelkraft- gesteuert. Im Betrieb des Motors 10 werden die Abgase in den Auslaßkrümmer 22 und von dort durch ein herkömmliches Abgassystem in die Atmosphäre ausgestoßen.

Die dem Motor zugemessene Kraftstoffmenge, die durch die Breite der elektrischen Impulse Si bestimmt wird, der auf die Kraftstoff-Einspritzdüse 30 gegeben wird, wird wiederholt aus Gleichungen bzw. Rechnungen bestimmt, die durch ein digitales Rechenwerk durchgeführt werden, und zwar auf der Basis verschiedener Betriebsbedingungen des Motors, die während des Betriebs erfaßt werden. Diese erfaßten Betriebsbedingungen umfassen die Motor-Kühlmitteltemperatur Tw, die Abgastemperatur T, die Motordrehzahl N, die Einlaß-Luftströmung Q und den Abgas-Sauerstoffgehalt. Dementsprechend sind an die Steuereinheit 50 ein Motorkühlmittel-Temperatursensor 40, ein Abgas-Temperatursensor 42, ein Kurbelwinkel- Stellungsensor 44, ein Durchflußmesser 46 und ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 48 angeschlossen.

Der Motorkühlmittel-Temperatursensor 40 ist im Motor- Kühlsystem montiert bzw. vorgesehen und weist einen Thermistor auf, der an eine elektrische Schaltung bzw. an einen elektrischen Schaltkreis angeschlossen ist, der in der Lage ist, ein Kühlmittel-Temperatursignal in der Form einer Gleichspannung zu erzeugen bzw. abzugeben, das einen der Kühlmitteltemperatur proportionalen, variablen Pegel hat. Der Abgas-Temperatursensor 42 ist so angeordnet, daß er die Abgastemperatur erfaßt und er erzeugt ein Abgas-Temperatursignal in der Form einer Gleichspannung mit einem der Abgastemperatur proportionalen, variablen Pegel. Der Kurbelwinkel-Stellungsfühler bzw. -Sensor 44 erzeugt eine Reihe von elektrischen Kurbelwinkel-Stellungsimpulsen in Abständen von jeweils 2° Drehwinkel der Kurbelwelle mit einer Wiederholungsrate, die direkt proportional zur Motordrehzahl ist, wobei diese Impulse jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Winkelgraden vor dem oberen Totpunkt des betreffenden Kolbens abgegeben werden. Der Durchflußmesser 46 spricht auf den Luftdurchfluß durch den Einlaßkanal 34 an und erzeugt ein hierzu proportionales Einlaß-Luftströmungs- Signal.

Der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 48 überprüft die aus den Zylindern 12 ausgestoßenen Abgase und erzeugt ein Signal, das das Luft-/Kraftstoffverhältnis anzeigt, bei dem der Motor betrieben wird. Als Luft-/Kraftstoffverhältnis- Sensor 48 kann beispielsweise eine Vorrichtung Anwendung finden, wie sie in Einzelheiten in den US-Patenten Nr. 47 76 943 und 46 58 790 offenbart ist, die auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übertragen wurden und deren Offenbarung in die vorliegende Anmeldung hiermit miteinbezogen werden soll.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Steuereinheit 50 ein digitales Rechenwerk - nachstehend als Computer bezeichnet - auf, der mit einer Zentraleinheit (CPU) 51, einem ROM-Speicher bzw. Festwertspeicher 52, einem RAM- Speicher bzw. Direktzugriffsspeicher 53 und einer Eingabe-/ Ausgabe-Steuereinheit (I/O) 54 ausgestattet ist. Die Zentraleinheit 51 steht über einen Daten-Bus 55 in Kommunikation mit dem übrigen Teil des Rechenwerks bzw. Computers. Die Eingabe-/Ausgabe-Steuereinheit weist einen Analog-/Digitalwandler auf, der Analogsignale vom Durchflußmesser und anderen Sensoren empfängt und diese in digitaler Form an die Zentraleinheit 51 weitergibt, die den zu wandelnden Eingangskanal auswählt. Der ROM- Speicher 52 enthält Programme für den Betrieb der Zentraleinheit 51 und er beinhaltet ferner geeignete Daten in Form von Tabellen, die bei der Berechnung geeigneter Werte für die erforderliche Kraftstoff-Zumessung und für die Zündfunken-Zeitsteuerung des Zündsystems benutzt werden. Die Zentraleinheit 51 ist in bekannter Weise programmiert, um zwischen den Daten an verschiedenen Eintrittspunkten zu interpolieren.

Die Zentraleinheit errechnet die angeforderte Kraftstoff- Zumessung in der Form einer Kraftstoff-Einspritzungs- Impulsbreite. Zu diesem Zweck wird ein Grundwert Tp für die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite zu

Tp = k × Q/N

errechnet, wobei k eine Konstante, Q die Einlaß-Luftströmung und N die Motordrehzahl bedeuten. Der errechnete Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreiten-Grundwert Tp wird anschließend für verschiedene Motor-Betriebsparameter korrigiert. Der korrigierte Kraftstoff-Einspritzungs- Impulsbreiten-Wert Ti ist gegeben als

Ti = Tp × COEF × ALPHA + Ts

wobei ALPHA einen Korrekturfaktor bezüglich des Sauerstoffgehalts der Abgase zur Bereitstellung eines geschlossenen Regelkreises für die Einstellung des Luft-/ Kraftstoffverhältnisses, Ts einen Korrekturfaktor in bezug auf die Spannung der Fahrzeugbatterie und COEF einen Korrekturfaktor darstellen, der sich wie folgt zusammensetzt:

COEF = 1 + KTW + KMR + KAS + KAI + KFUEL

Hierbei bedeuten KTW einen Korrekturfaktor, der mit steigender Motorkühlmittel-Temperatur abfällt und KMR einen Korrekturfaktor, über den bei Hochlast-Betriebsbedingungen des Motors eine gesteuerte Beeinflussung des Gemischs hin zu einer Kraftstoff-Anreicherung erfolgt. Der Korrekturfaktor KMR wird mit großer Motorlast oder bei höherer Motordrehzahl größer. KAS bedeutet einen Korrekturfaktor zur Bereitstellung einer Kraftstoff-Gemischanreicherungs-Steuerung beim Anlassen des Motors, KAI stellt einen Korrekturfaktor zur Bereitstellung einer Kraftstoff-Anreicherungs-Steuerung dar, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird und KFUEL ist ein Korrekturfaktor, mit dem eine Kraftstoff-Anreicherungs-Steuerung während des Beschleunigungsbetriebs bereitgestellt wird.

Steuerbefehle, die erwünschte Kraftstoff-Zumeß-Anforderungen spezifizieren, werden periodisch durch die Zentraleinheit 51 an die Kraftstoff-Einspritzungs-Steuerschaltung weitergegeben, die in der Eingabe-/Ausgabe- Steuereinheit bzw. Schaltung 54 vorliegt. Die Kraftstoff- Einspritzungs-Steuerschaltung wandelt den empfangenen Steuerbefehl in ein Kraftstoff-Einspritzungs-Impulssignal Si um, das an einen Leistungstransistor angelegt wird, welcher die Kraftstoff-Einspritzdüse 30 für eine durch den Digitalcomputer berechnete Zeitspanne mit der Fahrzeugbatterie verbindet.

Die Zentraleinheit 51 berechnet ferner angestrebte Werte für den Zündzeitpunkt und die Zündfunkendauer des Zündsystems, d. h. für die Zündfunken-Zeitsteuerung. Steuerbefehle, die die erwünschten Werte für die Zündfunken- Zeitsteuerung spezifizieren, werden durch die Zentraleinheit 51 auf die Zündfunken-Zeit-Steuerschaltung gegeben, die sich im Eingabe-/Ausgabe-Steuerkreis 54 bzw. in der Eingabe-/Ausgabe-Einheit 54 befindet. Die Zündfunken-Zeit-Steuerschaltung bestimmt bzw. setzt die Zündfunken-Zeitsteuerung durch die Erzeugung von Impulsen, mit denen bewirkt wird, daß die Zündkerze 16 zu einem durch den Computer errechneten Zeitpunkt für eine gewisse Zeitspanne einen Zündfunken hervorruft.

Fig. 3 stellt ein Flußdiagramm dar, das die Programmierung bzw. den Programmablauf in einem Digitalrechner bzw. -computer verdeutlicht, wie er für die Berechnung eines erwünschten Wertes für die Kraftstoff-Zumeß-Anforderung in Form einer Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite Verwendung findet.

Das Computerprogramm beginnt am Punkt 202 in gleichmäßigen Zeitintervallen von 10 msec. Am Punkt 204 des Programms werden die verschiedenen Sensorsignale in eine digitale Form umgewandelt und über den Daten-Bus 55 in den Computerspeicher eingelesen. Beim Programmschritt 206 wird durch die Zentraleinheit 51 aus einer in den Computer einprogrammierten Beziehung ein Grundwert Tp für die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite berechnet. Diese Beziehung definiert den Grundwert Tp zu Tp=K×Q/N, wobei K eine Konstante, Q die Motorlast, wie sie aus der Messung der Einlaß-Luftströmung abgeleitet wird, und N die Motordrehzahl bedeuten. An den Punkten 208, 210 und 212 im Programm werden die Korrekturfaktoren COEF, ALPHA und Ts in den RAM-Speicher 53 eingelesen.

Beim Programmschritt 214 errechnet die Zentraleinheit 51 den tatsächlichen Wert Ti für die Kraftstoff-Einspritzungs- Impulsbreite zu

Ti = Tp × COEF × ALPHA + Ts

Schließlich wird am Programmpunkt 216 der errechnete aktuelle Wert Ti für die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite über den Daten-Bus 55 auf die Kraftstoff- Einspritzungs-Steuerschaltung übertragen, die Bestandteil der Eingabe-/Ausgabe-Steuereinheit 54 ist. Die Kraftstoff-Einspritzungs-Steuerschaltung setzt dann die Kraftstoff-Einspritzungs-Impulsbreite entsprechend dem dafür berechneten Wert. Nachfolgend läuft das Programm zum Endpunkt 218.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Programmierung bzw. des Programmablaufs im Digitalrechner bzw. -computer, wie es zur Berechnung der erwünschten Werte für die Korrekturfaktoren KMR und ALPHA und eines erwünschten Wertes für den Zündzeitpunkt ADV des Zündsystems Verwendung findet.

Das Computerprogramm beginnt im Punkt 302. Beim Programmschritt 304 werden die Motordrehzahl N, der Kraftstoff- Zumeß-Anforderungs-Grundwert Tp und die Abgastemperatur in den RAM-Speicher 53 eingelesen. Das Programm läuft anschließend zum Programmschritt 306, an dem eine Abfrage dahingehend vorgenommen wird, ob die Brennkraftmaschine bei hoher Drehzahl bzw. unter hoher Last betrieben wird oder nicht. Die Entscheidung wird getroffen unter Bezug auf die Motordrehzahl N und den Basis- bzw. Grundwert Tp für die Kraftstoff-Zumeß-Anforderung, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn die Antwort "JA" ist, läuft das Programm zum Programmschritt 316. Andernfalls bedeutet dies, daß die Brennkraftmaschine in einem Zwischen- oder Niedrigdrehzahl-Bereich oder einem Zwischen- oder Niedriglast-Betriebsbereich arbeitet, wonach das Programm zum Programmschritt 308 weiterläuft.

Am Punkt 308 im Programm wird eine Kennung auf Null gesetzt bzw. gelöscht. Anschließend läuft das Programm zum Punkt 310, an dem der Korrekturfaktor KMR zu Null gesetzt wird. Im folgenden Programmschritt 312 wird der Korrekturfaktor ALPHA auf der Basis des Signals vom Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 48 im Hinblick auf die Sicherstellung einer Luft-/Kraftstoffverhältnis-Regelung (geschlossene Regelschleife) so gesetzt, daß das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einem optimalen Wert gehalten wird. Diese errechneten Korrekturfaktoren KMR und ALPHA werden bei der Berechnung eines angemessenen Wertes Ti für die Kraftstoff-Zumeß-Anforderung im Programm gemäß Fig. 3 verwendet. Nach Abschluß der Berechnungen für die Korrekturfaktoren läuft das Programm zum Punkt 314, an dem aus einer im Computer einprogrammierten Beziehung ein geeigneter, angepaßter Wert für die Zündsystem-Zündfunken-Zeitsteuerung ADV berechnet wird. Diese Beziehung spezifiziert den Zündfunken-Zeitsteuerungs- Wert ADV bzw. den Zündfunken-Timing-Wert ADV als Funktion der Motordrehzahl N und des Kraftstoff-Zumeß- Anforderungs-Grundwerts Tp. Der errechnete Zündfunken- Timing- bzw. -Zeitsteuerungs-Wert ADV wird durch die Zentraleinheit 51 auf die Zündfunken-Zeitsteuerungs- Steuerschaltung gegeben. Die Zündfunken-Zeitsteuerungs- Steuerschaltung setzt die Zündfunken-Zeitsteuerung durch die Erzeugung von Impulsen derart fest, daß die Zündkerze 16 zu der durch den Computer errechneten Zeit einen Zündfunken erzeugt. Im Anschluß daran schreitet das Programm zum Endpunkt 332 vor.

Beim Programmschritt 316 wird ein Entscheidungsschritt bzw. eine Bestimmung dahingehend getroffen, ob die Kennung gelöscht ist oder nicht. Falls die Antwort auf diese Frage "JA" ist, so bedeutet dies, daß der momentane Durchlaufzyklus des Programms der erste ist, der nach dem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem der Motorbetrieb in den Hochgeschwindigkeits- und Hochlast-Bereich eintritt, und das Programm läuft zum Programmschritt 318, in dem die Kennung zu 1 gesetzt wird. Andernfalls schreitet das Programm zum Punkt 328 fort.

Im Programmschritt 320 wählt die Zentraleinheit 51 einen ersten, magersten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert und einen Zündfunken-Zeitsteuerungs-Wert in vorbestimmter Weise so, daß für den magersten Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert ein gleichbleibendes bzw. gleichförmiges Motor-Abtriebsdrehmoment bereitgestellt wird. Diese Auswahl wird aus einem im Computer einprogrammierten Datensatz gewonnen. Die Daten umfassen Luft-/Kraftstoffverhältnis- Werte und Zündfunken-Zeitsteuerungs-Werte, die in bezug auf die jeweiligen Luft-/Kraftstoffverhältnis- Werte vorausgewählt sind, um ein gleichförmiges bzw. gleichbleibendes Motor-Abtriebsdrehmoment zu erhalten. Im in Fig. 6 gezeigten Fall sind diese Werte-Paare durch vier Punkte A, B, C und D angedeutet, die auf eine Kurve konstanten Drehmoments, d. h. auf eine Konstant-Drehmoment-Kurve gelegt sind. Diese Punkte spezifizieren Luft-/Kraftstoffverhältnis- Werte und Zündfunken-Zeitsteuerungs-Werte, die so gewählt sind, daß sie für die jeweiligen Luft-/ Kraftstoffverhältnis-Werte jeweils ein gleichförmiges bzw. gleichbleibendes Motor-Abtriebsdrehmoment nach sich ziehen. Der erste Punkt A gibt ein erstes Luft-/ Kraftstoffverhältnis und einen Zündfunken-Zeitsteuerungs- Wert an, der so gewählt ist, daß sich für den ersten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert ein gleichbleibendes Motor-Abtriebsdrehmoment ergibt. Der zweite Punkt B spezifiziert einen zweiten, gegenüber dem ersten Luft-/ Kraftstoffverhältnis-Wert fetteren Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert und einen zweiten Zündfunken- Zeitsteuerungs-Wert, der so gewählt ist, daß für den zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert nach wie vor das gleichbleibende Motor-Abtriebsdrehmoment vorhanden ist. Der dritte Punkt C gibt einen im Vergleich zum zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert fetteren dritten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert an sowie einen dritten Zündfunken-Zeitsteuerungs-Wert, mit dem für den dritten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert das gleichbleibende Motor- Drehmoment beibehalten wird. Der vierte Punkt D spezifiziert einen vierten, fettesten Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert und einen vierten Zündfunken-Zeitsteuerungs- Wert, der wiederum so gewählt ist, daß auch für den vierten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert das gleichbleibende bzw. gleichförmige Motor-Abtriebsdrehmoment bereitgestellt wird. Wie man der Fig. 6 entnehmen kann, ergibt sich die höchste Abgastemperatur nahe dem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnis und das Motor-Abtriebsdrehmoment liegt mit dem Maximum auf der fetten Seite bezüglich des stöchiometrischen Luft-/ Kraftstoffverhältnisses.

Am Punkt 322 im Programm wird der Korrekturfaktor KMR auf einen geeigneten bzw. angepaßten Wert zum Erhalt des ausgewählten Luft-/Kraftstoffverhältnisses gesetzt. Beim Programmschritt 324 wird der Korrekturfaktor ALPHA bei 1 geklemmt, um die Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zu unterbrechen. Nach Beendigung dieser Einstellungen läuft das Programm zum Punkt 326 weiter, in dem die Zündfunken-Zeitsteuerung auf den ausgewählten Wert gesetzt wird. Schließlich gelangt das Programm zum Endpunkt 332.

Am Punkt 328 des Programms wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Abgastemperatur T größer oder gleich ist einem Zielwert To. Der Ziel-Abgastemperatur- Wert To stellt einen vorbestimmten Wert dar, der einer noch annehmbaren Maximaltemperatur der Abgassystem- Teile unter Einbeziehung des Auslaßventils, der Auslaßkrümmerwandung, der Turbinen-Gehäusewandung usw. entspricht. Wenn die Antwort auf diese Frage "JA" ist, läuft das Programm zum Programmschritt 330, an dem die Zentraleinheit 51 einen fetteren Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert und einen Zündfunken-Zeitsteuerungs-Wert auswählt, der so vorbestimmt ist, daß das gleichbleibende Motor-Abtriebsdrehmoment für das ausgewählte fettere Luft-/Kraftstoffverhältnis aufrechterhalten wird. Anschließend läuft das Programm zum Punkt 322.

Wenn die Abgastemperatur T kleiner als der Zielwert To, geht das Programm vom Punkt 328 zum Endpunkt 332.

Erfindungsgemäß wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis des in die Brennkraftmaschine eingespeisten Luft-/Kraftstoff- Gemischs und die Zündfunken-Zeitsteuerung des Zündsystems laufend gesteuert, wenn der Motor in einem Niedrig- oder Zwischen-Drehzahl- oder einem Niedrig- oder Zwischen-Last-Betriebszustand arbeitet. Unter Hoch-Drehzahl und Hochlast-Bedingungen wird das Luft-/ Kraftstoffverhältnis so gesteuert, daß das Luft-/ Kraftstoffverhältnis (stufen- bzw. schrittweise) jedesmal angehoben wird, wenn die Abgastemperatur T einen Zielwert To überschreitet. Das Luft-/Kraftstoffverhältnis wird bei dem momentan vorliegenden Wert so lange gehalten, wie die Abgastemperatur T kleiner ist als der Zielwert To.

Gemäß der Erfindung wird ferner das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines in den Motor eingespeisten Luft-/ Kraftstoff-Gemischs im Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. des Motors unter Hoch-Drehzahl- und Hoch-Last-Bedingungen jedesmal auf einen fetteren Wert verändert bzw. eingestellt, wenn die Abgastemperatur einen Zielwert überschreitet. Während der Steuerung des Luft-/ Kraftstoffverhältnisses wird ein gleichbleibendes bzw. gleichförmiges Motor-Abtriebs-Drehmoment aufrechterhalten, indem die Zeitsteuerung des auf die Brennkraftmaschine bzw. auf den Motor gegebenen Zündfunkens in Verknüpfung mit dem veränderten Luft-/Kraftstoffverhältnis verändert wird. Es ist dementsprechend möglich, einen übermäßigen Abgas-Temperaturanstieg zu vermeiden und einen verringerten Kraftstoff-Verbrauch sicherzustellen, wobei gleichzeitig das Motor-Abtriebs-Drehmoment auf einem gleichbleibenden Wert gehalten wird. Es ist ferner möglich, den Ausstoß von CO- und HC-Schadstoffen zu minimieren, da die Zeitspanne, während der der Motor mit einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, verlängert ist.

Claims (3)

1. Steuervorrichtung zur Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses eines in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung eingespeisten Luft-/Kraftstoff-Gemischs und zur Zeitsteuerung der an die Brennkraftmaschine gelieferten Zündfunken in Abhängigkeit von den Brennkraftmaschinen-Betriebsbedingungen, gekennzeichnet durch:
eine auf die Abgastemperatur ansprechende Sensoreinrichtung (42) zur Erzeugung eines die erfaßte Abgastemperatur anzeigenden Signals; und
eine mit der Sensoreinrichtung (42) gekoppelte Steuereinheit, die eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals, wenn der Motor unter Hoch-Drehzahl- und Hoch-Last-Betriebsbedingungen betrieben wird und eines zweiten Signals, wenn der Motor unter den anderen Betriebsbedingungen arbeitet, eine Einrichtung, die auf einen Wechsel vom zweiten Signal auf das erste Signal anspricht, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen Wert und die Zündfunken-Zeitsteuerung auf einen Wert einzustellen, mit dem ein gleichbleibendes Motor-Abtriebs- Drehmoment bereitgestellt wird, und eine Einrichtung aufweist, um jedesmal, wenn die erfaßte Abgastemperatur (T) einen Zielwert (To) überschreitet, das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen fetteren Wert und die Zündfunken-Zeitsteuerung auf einen Wert zu verändern, mit dem das gleichförmige Motor-Abtriebs- Drehmoment beibehalten wird.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine Einrichtung (ROM 52) zur Speicherung von Daten unter Einbeziehung von Luft-/Kraftstoffverhältnis-Werten und Zündfunken- Zeitsteuerungs-Werten, die in Verknüpfung mit den jeweiligen Luft-/Kraftstoffverhältnis-Werten so vorausgewählt sind, daß das gleichbleibende Motor-Abtriebs- Drehmoment bereitgestellt wird, eine Einrichtung zur Auswahl eines der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Werte und eines mit dem ausgewählten Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert verknüpften Zündfunken-Zeitsteuerungs-Wertes, und eine Einrichtung aufweist, mit der das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf den ausgewählten Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert und die Zündfunken-Zeitsteuerung auf den ausgewählten Zündfunken-Zeitsteuerungs-Wert gesetzt werden können.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine auf den Wechsel vom zweiten Signal auf das erste Signal ansprechende Einrichtung zur Auswahl eines magersten Luft-/ Kraftstoffverhältnis-Wertes und eines mit diesem magersten Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert verknüpften Zündfunken-Zeitsteuerungs-Wertes, und eine Einrichtung aufweist, um jedesmal, wenn die erfaßte Abgastemperatur (T) den vorbestimmten Wert bei Vorliegen des ersten Signals überschreitet, einen fetteren Luft-/Kraftstoffverhältnis- Wert und einen mit dem ausgewählten fetteren Luft-/Kraftstoffverhältnis-Wert verknüpften Zündfunken- Zeitsteuerungs-Wert auszuwählen.