DE4135143A1 - Kraftstoffsteuergeraet fuer einen motor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffsteuergerät für einen Motor, das die dem Motor eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen zugeführte Kraftstoffmenge regelt.

Bei herkömmlichen Geräten dieser Art wird der Druck in der Ansaugleitung des Motors durch Mittel zur Erfassung des Ansaugleitungsdrucks bestimmt und in einen Druckdatenwert umgewandelt. Die Entscheidung darüber, ob sich der Motor im Übergangs- bzw. Transientzustand befindet, erfolgt zur Bestimmung des Transientzustands durch Vergleichen der Druckdaten mit einem Schwellenwert. In Übereinstimmung mit dem Ergebnis dieses Vergleichs wird auf der Basis der Druckdaten die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet. Dabei wird der Kraftstoff dieser Einspritzmenge dem Motor durch Einspritzen zeitgleich mit dem vorbestimmten Kurbelwinkel zugeführt. Der Beschleunigungsstatus des Motors wird sofort durch Erfassen des Änderungsbetrags des Ausgangssignals eines Drosselöffnungsgradsensors ermittelt. Dabei wird der Kraftstoff dem Motor ohne Synchronisierung mit dem Kurbelwinkel zugeführt.

Bei der gegebenen Struktur des herkömmlichen Kraftstoffsteuergeräts des Motors tritt eine erhebliche Änderung der Welligkeit der Druckdaten auf, wenn die Motorladung in den Schwerlastbereich fällt. Daher wird in Anbetracht der Welligkeitsänderung der Schwellenwert zur Ermittlung des Transientzustands auf einen hohen Wert eingestellt, so daß aufgrund der Welligkeitsänderung nicht fälschlicherweise ein Transientstatus festgestellt wird. Dadurch wird die Erfassungsempfindlichkeit vermindert. Insbesondere wird während der Beschleunigung des Motors im Schwachlastbereich die Erfassung des Transientzustands zwecks Vergrößerung der synchronisierten Einspritzmenge verzögert, obwohl es möglich ist, die nicht synchrone Einspritzung im Anfangsstadium der Beschleunigung durch einen Drosselöffnungsgradsensor zu steuern. Es ist also nicht möglich, die Kraftstoffmenge mit hoher Ansprechempfindlichkeit entsprechend dem Transientzustand des Motors zu liefern. In der Transientphase arbeitet daher die Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung verzögert, so daß das Luft-Kraftstoffverhältnis instabil wird, was die Laufleistung des Motors verschlechtert. Da das herkömmliche System weiter den Drosselöffnungsgradsensor verwendet, wird das Steuergerät teurer.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffsteuergerät für einen Motor zu schaffen, welches das Luft-Kraftstoffverhältnis stabil hält, eine hohe Ansprechempfindlichkeit im Transientzustand besitzt und keinen Drosselöffnungsgradsensor benötigt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffsteuergerät für einen Motor vorgesehen, das folgende Komponenten aufweist:
Ansaugleitungsdruck-Erfassungsmittel zur Erfassung des Ansaugleitungsdrucks und zur Umwandlung des Ansaugluftdrucks in einen Druckdatenwert;
Kurbelwinkelsignal-Erzeugungsmittel zur Erzeugung eines Kurbelwinkelsignals, das mit einem vorbestimmten Kurbelwinkel synchronisiert ist;
Transientstatus-Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Transientstatus des Motors durch Vergleichen eines zeitweisen Änderungsbetrags der Druckdaten mit einem Schwellenwert, zwecks Bestimmung des Transientstatus, wobei der Schwellenwert entsprechend dem Ladestatus des Motors gewählt wird;
Transientstatus-Korrekturkraftstoffmengenberechnungsmittel zur Berechnung der Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge auf der Basis der Druckdaten, wenn der Transientstatus des Motors bestimmt ist;
Durchschnittswertbildungsmittel zur Bildung des Durchschnittswerts der Druckdaten innerhalb einer vorbestimmten Kurbelwinkelsignalperiode;
Basiskraftstoffmengenwähl- und Berechnungsmittel zur Berechnung der Basiskraftstoffmenge nach Wählen des Ausgangssignals eines Momentanwerts der Druckdaten oder des Ausgangssignals der Durchschnittsbildungsmittel, das dem Ausgangspegel der Transientstatus-Korrekturkraftstoffmengenberechnungsmittel entspricht;
Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge, unter Verwendung der Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge und der Basiskraftstoffmenge;
Kraftstoffmengenmeßmittel zur Messung der Kraftstoffmenge zwecks Einspeisen des Kraftstoffs durch Einspritzen, entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge, seitens der Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel in den Motor, synchron mit dem Kurbelwinkelsignal;
Bestimmungsmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge zur Berechnung der nichtsynchronen Kraftstoffmenge, durch Erfassen des Beschleunigungsstatus des Motors auf der Basis des Vergleichs eines Momentanwerts der Druckdaten mit einem Ausgangssignal der Durchschnittswertbildungsmittel; und
Meßmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge, zur Messung der Kraftstoffmenge zwecks Einspeisen von Kraftstoff durch Einspritzen, entsprechend der nichtsynchronen Kraftstoffmenge, seitens der Mittel zur Bestimmung der nichtsynchronen Kraftstoffmenge in den Motor, ohne Synchronisierung mit dem Kurbelwinkelsignal.

Nachfolgend wird der wesentliche Gegenstand der Zeichnungen kurz beschrieben.

Fig. 1 stellt den Schaltungsaufbau des Steuergeräts gemäß der Erfindung dar;

Fig. 2 stellt das Aufbauschema einer Motoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 3 stellt den Schaltungsaufbau der elektronischen Steuereinheit (ECU) gemäß der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 4A bis 4C stellen Signaltaktdiagramme der jeweiligen Teile des Steuergeräts gemäß der Erfindung dar;

Fig. 5 bis 7 stellen Flußdiagramme zur Veranschaulichung der Betriebsweise der Zentraleinheit (CPU) in der Steuereinheit (ECU) gemäß der vorliegenden Erfindung dar; und

Fig. 8 stellt ein Zeittaktdiagramm für den Fall einer nichtsynchronen Einspritzung beim Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen: 1 - einen Motor; 5A - Kurbelwinkelsignalerzeugungsmittel; 5B - Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel; 6G - Berechnungsmittel für die Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge; 6H - Durchschnittswertbildungsmittel; 6K - Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel; 7 - Kraftstoffmengenmeßmittel; 8 - Transientzustandsbestimmungsmittel; 9 - Berechnungsmittel für die Wahl der Basiskraftstoffmenge; 10 - Bestimmungsmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge; 11 - Meßmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge; 20 - eine Einspritzvorrichtung; 25 - einen Kurbelwinkelsensor; 28 - einen Drucksensor; und 32 - eine elektronische Steuereinheit (ECU).

Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen gleiche oder entsprechende Teile.

Nachfolgend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht den Schaltungsaufbau einer Ausführungsform des Kraftstoffsteuergeräts des Motors. In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen: 1 - einen an sich bekannten Motor, der in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist; 2 - Druckerfassungsmittel zur Erfassung des Drucks in der Ansaugleitung des Motors 1; 3 - einen Analogfilterkreis zur Verringerung der Welligkeit des Ausgangssignals der Druckerfassungsmittel 2; 4 - einen A/D-Umsetzer zum Umwandeln des Ausgangssignals des Analogfilterkreises 3 in einen Digitalwert; 5A - Kurbelwinkelsignalerzeugungsmittel zur Erzeugung eines Kurbelwinkelsignals S_c bei jedem vorgestimmten Kurbelwinkel des Motors 1; 5B - Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel, die aus den durch die Bezugszeichen 2 bis 4 gekennzeichneten Komponenten bestehen und den Ansaugleitungsdruck des Motors 1 erfassen und in einen digitalen Druckdatenwert als Ausgangssignal umwandeln; 6A - Ladezustandsbestimmungsmittel zur Bestimmung des Status (beispielsweise im Hinblick darauf, ob er größer als ein vorbestimmter Wert ist oder diesem entspricht) der Ladung des Motors 1 (beispielsweise das Ausgangssignal der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B, oder dergleichen); 6B - Ausgabemittel für einen ersten Schwellenwert zur Bestimmung des ersten Transientzustands, der für die Transientstatusbestimmung im Schwachlastbereich des Motors verwendet wird; 6C - Ausgabemittel für einen zweiten Schwellenwert zur Bestimmung eines zweiten Transientzustands, dessen Wert größer als der Schwellenwert zur Bestimmung des ersten Transientzustands ist; 6D - ein Schaltmittel zum Schalten und Ausgeben eines der Ausgangssignale der Ausgabemittel 6B bzw. 6C des ersten und zweiten Schwellenwerts entsprechend der Bestimmungsergebnisse der Ladezustandsbestimmungsmittel 6A; 6E - Änderungsbetragserfassungsmittel zur Erfassung des Änderungsbetrags des Ausgangssignals der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B während einer Periode, beispielsweise während der auf dem Kurbelwinkelsignal S_c basierenden Periode; 6F - Vergleichsmittel zur Erfassung des Motorzustands als Transientzustand, wenn das Ausgangssignal der Änderungsbetragserfassungsmittel 6E dem Schwellenwert für die Transientstatusbestimmung entspricht oder größer ist, wobei dieser Wert von den Schaltmitteln 6D ausgegeben wird; 6G - Berechnungsmittel für die Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge, die auf der Basis des Ausgangssignals der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B nach Empfang des Transientstatuserfassungssignals der Vergleichsmittel 6F arbeiten; 6H - Durchschnittswertbildungsmittel zur Bildung des Durchschnittswerts des Ausgangssignals der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B während einer Periode des vorbestimmten Kurbelwinkelsignals S_c; 6I - Wählmittel zum Wählen und Ausgeben eines der Ausgangssignale der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B und der Durchschnittswertbildungsmittel 6H entsprechend dem Ausgangspegel der Berechnungsmittel 6G für die Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge; 6J - Berechnungsmittel für die Basiskraftstoffmenge durch Eingeben des Ausgangssignals der Wählmittel 6I und des Kurbelwinkelsignals S_c; 6K - Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge innerhalb der Impulsbetriebsdauer des Einspritzgeräts unter Verwendung der Ausgangssignale der Berechnungsmittel 6G für die Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge und der Berechnungsmittel 6J für die Basiskraftstoffmenge; 7 - Kraftstoffmengenmeßmittel, welche die Kraftstoffmenge messen und dem Motor durch Einspritzen zuführen, wobei diese Menge der durch die Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel 6K berechneten Kraftstoffeinspritzmenge entspricht und die Einspritzung synchron mit dem vorbestimmten Kurbelwinkel erfolgt; 8 - Transientstatusbestimmungsmittel, die aus den mit den Bezugszeichen 6A bis 6F versehenen Komponenten aufgebaut sind und den Transientzustand des Motors durch Vergleichen des Schwellenwerts desjenigen Transientzustands, der entsprechend dem Ladezustand des Motors gewählt wurde, mit dem Änderungsbetrag des Ausgangssignals der Ansaugdruckerfassungsmittel 5B während der betreffenden Periode bestimmen, beispielsweise während der Periode des Kurbelwinkelsignals S_c; 9 - Basiskraftstoffmengenberechnungsmittel, die aus den mit den Bezugszeichen 6I und 6J bezeichneten Komponenten bestehen und die Basiskraftstoffmenge aufgrund eines Signals berechnen, das von den Ausgangssignalen der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B und der Durchschnittswertbildungsmittel 6H entsprechend dem Ausgangspegel der Berechnungsmittel 6J für die Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge, und dem Kurbelwinkelsignal S_c abgegriffen wurde; 10A - Vergleichsmittel, welche die Ausgangssignale der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B und der Durchschnittswertbildungsmittel 6H vergleichen und den Beschleunigungszustand des Motors 1 erfassen; 10B - Vergleichswertausgabemittel, welche einen Vergleichswert zur Entscheidung darüber ermitteln, ob der Beschleunigungszustand des Motors nach Erfassen des Beschleunigungszustands durch die Vergleichsmittel 10A anhält; 10C - Vergleichsmittel, welche den anhaltenden Beschleunigungszustand durch Vergleichen der Ausgangssignale der Vergleichswertausgabemittel 10B und der Ansaugleitungsdruckerfassungsmittel 5B erfassen; 10D - Berechnungsmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge, wenn die Vergleichsmittel 10A und 10C das Vorliegen des Beschleunigungszustands erfassen, wobei die Erfassungsmittel 10 für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge aus den Komponenten 10A bis 10D bestehen; und 11 - Meßmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge, welche den Kraftstoff messen und dem Motor 1 durch Einspritzen in einer Menge zuführen, die der durch die Erfassungsmittel 10 für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge berechneten Kraftstoffeinspritzmenge, ohne Synchronisierung mit dem Kurbelwinkel, entspricht.

Fig. 2 veranschaulicht die Struktur der zur Erfindung gehörigen Motoreinheit. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet beispielsweise einen bekannten Viertakt-Dreizylindermotor, der in ein Fahrzeug, wie etwa einem Kraftfahrzeug, eingebaut ist. Die Verbrennungsluft wird nacheinander durch das Luftfilter 12, das Drosselventil 13 und den Puffertank 14 in den Motor gesaugt. Während des Leerlaufs des Motors ist das Drosselventil 13 geschlossen. Der Öffnungsgrad des das Drosselventil 13 umgehenden Bypaßkanals 15 wird durch das erste Thermowachs-Leerlaufventil 16 gesteuert. Die Verbrennungsluft wird in einer dem Öffnungsgrad entsprechenden Menge in den Motor 1 gespeist. Weiter wird der vom Kraftstofftank 17 durch die Kraftstoffpumpe 18 geförderte Kraftstoff durch gleichzeitiges Einspritzen seitens der entsprechend den jeweiligen Zylindern des Motors 1 vorgesehenen Einspritzvorrichtung 20 dem Motor zugeführt, wobei der Druck des Kraftstoffs durch einen Kraftstoffdruckregler 19 auf einen vorbestimmten Einspritzdruck eingestellt wird. Weiter wird das Zündsignal im Zündtakt nacheinander an die (nicht dargestellten) Zündkerzen angelegt, die in den entsprechenden Zylindern des Motors 1 angebracht sind, wobei das Signal nacheinander die Zündtreiberschaltung 21, die Zündspule 22 und den Verteiler 23 passiert. Das nach der Verbrennung entstehende Auspuffgas wird durch das Auspuffrohr 24, oder dergleichen, in die Luft ausgestoßen. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Kurbelwinkelsensor, der die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle des Motors 1 erfaßt und ein Kurbelwinkelsignal erzeugt, das aus einem Frequenzimpulssignal entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors besteht, also einem Signal, das bei 70° vor dem oberen Totpunkt (BTDC) ansteigt und im oberen Totpunkt (TDC) abfällt. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet einen Kühlwassertemperatursensor, der die Kühlwassertemperatur erfaßt, während das Bezugszeichen 28 einen Drucksensor bezeichnet, der am Puffertank 14 angebracht ist und den Druck in der Ansaugleitung als Absolutdruck erfaßt und ein Druckerfassungssignal ausgibt, dessen Größe dem Ansaugleitungsdruck entspricht. Weiter bezeichnen die Bezugszeichen: 29 - einen Ansauglufttemperatursensor, der am Puffertank 14 angebracht ist und die Temperatur der Ansaugluft erfaßt; 27 - einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor, der am Auspuffrohr 24 angebracht ist und die Sauerstoffkonzentration des Abgases erfaßt; und 31 - einen Leerlaufschalter, der die Schließstellung des Drosselventils 13 während des Leerlaufs des Motors erfaßt. Die entsprechenden Erfassungssignale der jeweiligen Sensoren 25 bis 29 sowie des Leerlaufschalters 31 werden an die elektronische Steuereinheit (ECU) geliefert. Die ECU 32 bestimmt die Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem Transientzustand des Motors auf der Basis der genannten Erfassungssignale. Sie regelt die Kraftstoffeinspritzmenge durch Steuern der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung 20 sowie die Ansteuerung der Zündsteuerschaltung 21.

Fig. 3 veranschaulicht den detaillierten Schaltungsaufbau der elektronischen Steuereinheit (ECU 32). Die ECU 32 besteht aus folgenden Komponenten: dem Mikrocomputer 33, der die verschiedenen Berechnungen bzw. Ermittlungen durchführt, dem Analogfilterkreis 34, der die Welligkeit des Druckerfassungssignals des Drucksensors 28 verringert, dem A/D-Umsetzer 35, der nacheinander jeweils das analoge Erfassungssignal des Ansauglufttemperatursensors 29, des Kühlwassertemperatursensors 26, des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 37 und das Ausgangssignal des Analogfilterkreises 34 sowie die Treiberschaltung 36 umwandelt, welche die Einspritzvorrichtung 20 steuert. Was die Ausgangseinheit der ECU anbetrifft, ist in Fig. 3 nur die Kraftstoffsteuereinheit dargestellt. Weiter ist der Eingangsport des Mikrocomputers 33 an die Ausgangsklemmen des Kurbelwinkelsensors 25, des Leerlaufschalters 31 und des A/D-Umsetzers 35 angeschlossen. Der Ausgangsport des Mikrocomputers 33 ist zum einen an den A/D-Umsetzer 35 zur Lieferung von Bezugssignalen, und zum anderen an eine Eingangsklemme der Treiberschaltung 36 angeschlossen. Weiter besteht der Mikrocomputer 33 aus der Zentraleinheit (CPU) 33A, welche die verschiedenen Berechnungen und Ermittlungen durchführt, dem ROM 33B, der die Programme der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Flußdiagramme speichert, dem ROM 33C, der einen Arbeitsspeicher bildet, und dem Taktgeber 33D, der die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung 20 voreinstellt.

Die Fig. 4A bis 4C stellen Taktzeitdiagramme dar, welche die Betriebsweise der verschiedenen Komponenten der Fig. 3 veranschaulichen. Gemäß Fig. 4a steigt das Kurbelwinkelsignal S₁, das das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 25 darstellt, in den Zeitpunkten t₁ bis t₇ an. Die Periode T zwischen den aufeinanderfolgenden Anstiegspunkten ändert sich mit der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 1. Das Steuerimpulssignal wird einmal auf je drei Auftritte des Kurbelwinkelsignals S₁ erzeugt (was mit den drei Zylindern des Motors 1 übereinstimmt), wobei jeweils eine Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig für die drei Zylinder erfolgt. Der A/D-Umsetzungstakt S₃, mit dem der A/D-Umsetzer 35 das Druckerfassungssignal des Drucksensors 28, das über den Analogfilterkreis 34 eingegeben wird, in Druckdaten umsetzt, verläuft in der in Fig. 4C dargestellten Form. Es treten also eine Vielzahl von Taktperioden t_AD in der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Einspritzungen auf, wobei die Perioden stets konstant sind (beispielsweise 2,5 msek).

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 8 die Betriebsweise der Zentraleinheit 33A in der elektronischen Steuereinheit 32 beschrieben. Zunächst wird bei eingeschalteter Leistungsversorgung die in Fig. 5 dargestellte Hauptroutine initialisiert. In Schritt 101 wird der Betriebsablauf durch Räumen des Inhalts des RAM 33C, etc. initialisiert. In Schritt 102 liest das Programm den gemessenen Wert der Periode T des Kurbelwinkelsensors S1 und führt die Berechnung der Umdrehungszahl Ne durch, wobei das Berechnungsergebnis im RAM 33C gespeichert wird. In Schritt 103 bestimmt das Programm, ob die später erwähnte vergrößerte Kraftstoffmenge Q_A, die aus dem RAM 33C ausgelesen wird, den Wert 0 besitzt. Falls Q_A den Wert 0 besitzt, wird in Schritt 104 die Umdrehungszahl Ne und der später erwähnte Durchschnittswert der Druckdaten PB_A aus dem RAM 33C ausgelesen. Auf der Basis dieser Werte wird dann mit Hilfe des ROM 33B der Volumenwirkungsgrad η_v (Ne, PB_A) berechnet, der zuvor experimentell gewonnen wurde, so daß das Luft-Kraftstoffverhältnis ein vorbestimmter Wert wird (beispielsweise ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis), wobei das Berechnungsergebnis im ROM 33C gespeichert wird. Falls Q_A=0 ist, liest in Schritt 105 das Programm die Umdrehungszahl Ne sowie die Druckdaten PB in den RAM 33C ein, woraufhin auf der Basis dieser Werte der Volumenwirkungsgrad η_v (Ne, PB_in) berechnet und das Berechnungsergebnis im RAM 33C abgespeichert wird. In Schritt 106 erfolgt nacheinander die Analog-Digitalumsetzung der jeweiligen erfaßten Signale des Kühlwassersensors 20, des Ansauglufttemperatursensors 29 und des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 27, wobei das Ergebnis im RAM 33C gespeichert wird. In Schritt 107 werden nacheinander die Kühlwassertemperaturdaten, die Ansauglufttemperaturdaten und die Luft-Kraftstoffverhältnisdaten aus dem RAM 33C ausgelesen, woraufhin der Korrekturkoeffizient K_A für die Korrektur der Basiskraftstoffmenge berechnet und das Berechnungsergebnis im RAM 33C gespeichert wird. In diesem Korrekturkoeffizienten K_A sind alle Korrekturkoeffizienten zusammengefaßt, wie etwa der Aufwärmkorrekturkoeffizient, welcher der Kühlwassertemperatur entspricht, der Ansauglufttemperaturkorrekturkoeffizient, welcher der Ansauglufttemperatur entspricht, und das Rückkopplungssignal des Luft-Kraftstoffverhältnisses etc. Nach der Datenverarbeitung in Schritt 107 geht das Programm nach Schritt 102 zurück und wiederholt die beschriebene Operationsfolge.

Nach jedem Ablauf der A/D-Umsetzungstaktperiode t_AD wird ein Interruptsignal erzeugt, woraufhin die in Fig. 6 dargestellte Interruptroutine abgewickelt wird. In Schritt 201 wandelt die A/D-Umsetzungsoperation das Ausgangssignal des Drucksensors 28, das den Analogfilterkreis 34 durchlaufen hat, in digitale Druckdaten PB_in mit Hilfe des A/D-Umsetzers 35 um. In Schritt 202 addiert das Programm einen neuen Druckdatenwert PB_in dem Summenwert (SUM) der Druckdaten hinzu, woraufhin der neue Summenwert der Druckdaten sowie die Druckdaten PB_in im RAM 33C gespeichert und erneuert werden. In Schritt 203 wird der Wert 1 der Summierungszahl N hinzuaddiert, woraufhin N erneuert und im RAM 33C abgespeichert wird. In Schritt 204 ermittelt das Programm, ob ein (nicht dargestellter) Taktgeber für den Beschleunigungsstatus, der in Schritt 206 gesetzt wird (wie später erwähnt) und bei jedem vorbestimmten Zeitpunkt dekrementiert wird, auf 0 steht. Falls N den Wert 0 besitzt, das heißt, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer nach Erfassen der Beschleunigung abgelaufen ist, geht das Programm nach Schritt 205. In Schritt 205 wird ermittelt, ob die Differenz zwischen den in die Digitalform überführten Druckdaten PB_in und dem Durchschnittswert der Druckdaten PB_A (wird später erwähnt) größer als der Totzonendatenwert D₁ ist oder diesem entspricht. Falls die Differenz in die Totzone fällt, ist der Programmablauf beendet. Entspricht die Differenz der Totzone oder ist sie größer als diese, entscheidet das Programm, daß sich der Motor in der Beschleunigungsphase befindet und geht nach Schritt 206 weiter. In Schritt 206 stellt das Programm den Beschleunigungsstatus-Taktgeber, welcher anzeigt, daß sich der Motor in der Beschleunigungsphase befindet, auf einen vorbestimmten Wert ein. In Schritt 207 wird die nichtsynchrone Kraftstoffeinspritzmenge Q_H, die jetzt eingespritzt werden muß, als Q′ berechnet und im RAM 32C abgespeichert. In Schritt 210 addiert das Programm die laufend berechnete nichtsynchrone Kraftstoffeinspritzmenge Q′ der nichtsynchronen Kraftstoffeinspritzmenge Q hinzu, welche nicht eingespritzt wird, wenn im vorhergehenden Zyklus das Programm von Schritt 211 nach Schritt 215 übergegangen ist, so daß die nichtsynchrone Kraftstoffeinspritzmenge Q erneuert wird. In Schritt 211 wird festgestellt, ob die Einspritzvorrichtung 20 die Einspritzung gleichzeitig durchführt oder nicht. Falls die Einspritzvorrichtung tätig ist, geht das Programm nach Schritt 215. Arbeitet die Einspritzvorrichtung nicht, geht das Programm nach Schritt 212, liest die Kraftstoffmenge, entsprechend dem Arbeitstaktdauer-Konversionskoeffizienten K_INJ der Einspritzvorrichtung 20, sowie die Totzeit T_D aus und führt dann eine Berechnung nach der Formel PW=Q×K_INJ+TD durch, womit die Dauer des Arbeitstakts bzw. der Ansteuerung PW der Einspritzvorrichtung ermittelt ist. In Schritt 213 stellt das Programm die Aktionsdauer PW der Einspritzvorrichtung im Taktgeber 33D ein, mit welcher der Taktgeber 33D während der Aktionsdauer PW der Einspritzvorrichtung betrieben wird. Während des Betriebs des Taktgebers 33D wird das Steuerimpulssignal S₂ der Einspritzvorrichtung über die Treiberschaltung 36 an die Einspritzvorrichtung 20 angelegt. Während dieser Periode wird von der Einspritzvorrichtung 20 Kraftstoff durch Einspritzung in den Motor 1 gebracht. In Schritt 214 löscht das Programm die nichtsynchrone Kraftstoffeinspritzmenge Q. In Schritt 215 werden die in Schritt 201 in die Digitalform umgewandelten Druckdaten in vorhergehende Druckdaten überführt, womit die in Fig. 6 dargestellte Interruptroutine beendet ist. Falls jedoch in Schritt 204 der Taktgeber für den Beschleunigungsstatus nicht auf 0 steht, das heißt, falls die betreffende Zeitdauer in die vorbestimmte Zeitdauer nach Erfassung des Beschleunigungszustands des Motors fällt, geht das Programm nach Schritt 208 über. In Schritt 208 ermittelt das Programm weiter, ob die Druckdaten die eingestellten Werte (1) bis (3) durchlaufen, und es erfaßt bei jeder Ermittlung die Anzahl n der Durchgänge der eingestellten Werte. In Schritt 209 berechnet das Programm die nichtsynchrone Kraftstoffeinspritzmenge, die der Anzahl der in Schritt 208 erfaßten Durchgänge n entspricht, und zwar mit Hilfe der Gleichung: Q_H×n=Q′. Anschließend geht das Programm nach Schritt 210 weiter.

Bei jedem Ansteigen des Kurbelwinkelsignals S₁ des Kurbelwinkelsensors 25 wird auch das Kurbelwinkelunterbrechungssignal erzeugt, woraufhin das Programm die Kurbelwinkelsignalinterruptroutine gemäß Fig. 7 abwickelt. In Schritt 301 wird der Meßwert der Periode T des Kurbelwinkelsignals S₁ im RAM 33C gespeichert. Die Messung der Periode T wird beispielsweise durch einen Softwaretaktgeber oder einen Hardwaretaktgeber im Computer 33 durchgeführt. In Schritt 302 addiert das Programm den Wert 1 der Anzahl der Auftritte M des Kurbelwinkelsignals S₁ hinzu, wodurch die Anzahl der Auftritte M erneuert wird. In Schritt 303 ermittelt das Programm, ob die Anzahl der Auftritte M des Kurbelwinkelsignals den Wert 3 besitzt. Falls die Anzahl unter 3 liegt, wird sie im RAM 33C abgespeichert, woraufhin die Serie der Behandlungsschritte beendet ist. Wenn die Auftrittsanzahl M den Wert 3 besitzt, wird in Schritt 304 die Anzahl der Auftritte M auf 0 gebracht. In Schritt 305 wird der Summenwert der Druckdaten des SUM durch die Summierungszahl N geteilt und so der Durchschnittswert der Druckdaten PB_A innerhalb einer einzelnen Periode der Kraftstoffeinspritzung erhalten und im RAM 33C abgespeichert. Der Durchschnittswert der Druckdaten PB_A zeigt den Durchschnittswert des Ansaugleitungsdrucks während der einzelnen Periode der Kraftstoffeinspritzung an. In Schritt 306 werden der Summenwert der Druckdaten 3 und die Summierungszahl auf 0 gelöscht. In Schritt 307 wird ermittelt, ob der Druckdatenwert PB_in, der genau vor der laufenden Kraftstoffeinspritzung erhalten wurde, das heißt, unmittelbar vor dem Ansteigen des Stromimpulses, bei dem das Kurbelwinkelsignal S₁ synchron mit der Kraftstoffeinspritzung verläuft, dem ersten vorbestimmten Wert P₁ entspricht oder größer als dieser ist, wobei dieser Wert mit dem ersten vorbestimmten Druck übereinstimmt. Falls PB_in unter dem Wert P₁ liegt, geht das Programm nach Schritt 308 über. Falls PB_in dem Wert P₁ entspricht oder größer als dieser ist, geht das Programm nach Schritt 309. In Schritt 308 wird ermittelt, ob die Abweichung ΔPB_i zwischen dem Druckdatenwert PB_in und dem Druckdatenwert PB_io, der kurz vor der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erhalten wurde, das heißt, kurz vor dem Ansteigen des vorhergehenden Impulses, bei dem das Kurbelwinkelsignal S₁ synchron mit der Kraftstoffeinspritzung verläuft, dem zweiten vorbestimmten Wert P₂ entspricht oder größer als dieser ist, wobei der Wert dem zweiten vorbestimmten Druck entspricht. Falls PB_i dem Wert P₂ entspricht oder größer als dieser ist, geht das Programm nach Schritt 310. Falls ΔPB_i unter dem Wert P₂ liegt, geht das Programm nach Schritt 311 über. Andererseits wird in Schritt 309 ermittelt, ob die Abweichung ΔPB_i=ΔPB_in-PB_io, die in gleicher Weise wie die Abweichung in Schritt 308 erhalten wurde, dem dritten vorbestimmten Wert P₃ (P₃<P₂) entspricht oder größer als dieser ist, wobei der Wert P₃ dem dritten vorbestimmten Druck entspricht. Falls PB_i dem Wert P₃ entspricht oder größer als dieser ist, geht das Programm nach Schritt 310 weiter. Falls ΔPB_i unter P₃ liegt, geht das Programm nach Schritt 311. In Schritt 310 wird eine neue, vergrößerte Kraftstoffmenge Q_A durch Multiplikation der Abweichung ΔPB_i mit einer Konstanten berechnet; und das Berechnungsergebnis wird mit der vergrößerten Kraftstoffmenge Q_A verglichen, die bereits im RAM 33C gespeichert ist. Dann wird der größere Wert im RAM 33C abgelegt. Andererseits zieht das Programm in Schritt 311 einen vorbestimmten Wert α, der aus dem RAM 33C ausgelesen wird, von der vergrößerten Kraftstoffmenge Q_A ab. Wird der berechnete Wert negativ, wird der Wert auf 0 gekürzt. Auf diese Weise wird Q_A durch Subtraktion der vergrößerten Kraftstoffmenge Q_A erneuert bzw. ausgewechselt. Nach den Schritten 310 oder 311 geht das Programm nach Schritt 312 und stellt fest, ob die vergrößerte Kraftstoffmenge Q_A den Wert 0 besitzt, woraufhin Q_A im RAM 33C gespeichert wird. Falls Q_A größer als 0 ist, bestimmt das Programm, daß sich der Motor nicht in der Transientstatuskorrekturperiode befindet und geht nach Schritt 313 über. Falls Q_A nicht den Wert 0 besitzt, konstatiert das Programm, daß sich der Motor in der Transientstatuskorrekturperiode befindet und geht nach Schritt 314. In Schritt 313 werden der Korrekturkoeffizient K_A, der Volumenwirkungsgrad _v (Ne, PB_A) und der Durchschnittswert der Druckdaten PB_A aus dem RAM 33C ausgelesen, während der mit dem Kraftstoffaustauschkoeffizienten korrespondierende Druck aus dem ROM 33B gelesen wird. Dann wird die Basiskraftstoffmenge Q_B durch folgende Berechnung ermittelt:

Q_B = K_Q × K_A × _v (Ne, PB_A) × PB_A.

Andererseits berechnet das Programm in Schritt 314, ähnlich wie in Schritt 313, die Basiskraftstoffmenge unter Benutzung der Druckdaten PB_in gemäß der Formel:

Q_B = K_Q × K_A × _v (Ne, PB_in) × PB_in.

Nach den Schritten 313 oder 314 geht das Programm nach Schritt 315 weiter, in welchem die Versorgungskraftstoffmenge Q durch Addieren der erhöhten Kraftstoffmenge Q_A zur Basiskraftstoffmenge Q_B berechnet wird. In Schritt 316 werden aus dem ROM 33B die Kraftstoffmenge, entsprechend dem Arbeitstaktdauer-Austauschkoeffizienten K_INJ der Einspritzvorrichtung 20, und die Totzeit T_D ausgelesen; und es wird die Arbeitstaktdauer PW der Einspritzvorrichtung als Kraftstoffeinspritzmenge anhand der Formel:

PS = Q × K_INJ + T_D

berechnet. In Schritt 317 stellt das Programm die Arbeitstaktdauer PW der Einspritzvorrichtung im Taktgeber 33D ein und treibt den Taktgeber 33D während dieser Periode PW. Während des Betriebs des Taktgebers 33D wird das Steuerimpulssignal S₂ der Einspritzvorrichtung über die Treiberschaltung 36 an die Einspritzvorrichtung 20 angelegt und Kraftstoff durch Einspritzung seitens der Einspritzvorrichtung 20 in den Motor gebracht. In Schritt 318 wird der Wert PB_io durch Auswechseln des Druckwerts PB_in, der kurz vor der Kraftstoffeinspritzung erhalten wurde, gegen einen Druckdatenwert PB_io ersetzt, der kurz vor der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erhalten wurde. Damit ist die Interruptbehandlung gemäß Fig. 7 beendet.

Weiter wird bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, beispielsweise in der Nähe der maximalen Umdrehungszahl, ein Gesamtwelligkeitsunterdrückungsverhältnis durch Kombinieren des Welligkeitsunterdrückungsverhältnisses bei der Mittelwertsbildung der Druckdaten im Verlaufe der Mittelwertsbildungsprogrammbehandlung, während einer einzelnen Periode der Kraftstoffeinspritzung, mit dem Mittelwertsunterdrückungsverhältnis des Analogfilterkreises 34 erhalten. Das Welligkeitsunterdrückungsverhältnis des Analogfilterkreises 34 ist so gewählt, daß die für die Bestimmung der Zunahme oder der Abnahme der Signale erforderliche Ansprechempfindlichkeit erzielt wird, wodurch die Welligkeit auf ein Maß herabgedrückt wird, das keine falsche Bestimmung zuläßt. Durch geeignete Wahl, sowohl der Dämpfungseigenschaft des Analogfilterkreises 34, als auch der Taktperiode t_AD der A/D-Umsetzung wird das Gesamtwelligkeitsunterdrückungsverhältnis unter einen vorbestimmten Wert gebracht, so daß der Einfluß der Welligkeit, welche mit der Versorgungskraftstoffmenge Q einhergeht, ausreichend verringert werden kann. Weiter kann das Zündimpulssignal der Primärseite der Zündspule 22 als Kurbelwinkelsignal benutzt werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, daß das Zündimpulssignal bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel erzeugt wird.

Wie oben erwähnt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Transientstatus des Motors durch Vergleichen des Änderungsbetrags der Druckdaten des Ansaugleitungsdrucks mit einem Schwellenwert zwecks Ermittlung des Transientstatus des Motors erfaßt, wobei der Schwellenwert entsprechend dem Ladezustand des Motors gewählt wird. Weiter erfolgt die praktische Umsetzung der Erfindung in der Weise, daß auf der Basis der erwähnten Erfassung der Druckdaten die erforderliche Korrekturkraftstoffmenge für den Transientstatus berechnet werden. Daher kann der Schwellenwert des Transientstatus im Schwachlastbereich kleiner als im Schwerlastbereich ausfallen, wodurch die Erfassung der Beschleunigung aus dem Schwachlastbereich, die beim praktischen Fahren häufig vorkommt, schneller erfolgt. Da weiter die Kraftstoffeinspritzung in nichtsynchroner Weise auf der Basis der Änderung der Druckdaten erfolgt, kann im Anfangsstadium der Beschleunigung des Motors das Luft-Kraftstoffverhältnis im Transientzustand über den gesamten Fahrbereich stabilisiert werden, wodurch die Fahrleistung verbessert wird. Da ferner ein Drosselöffnungsgradsensor nicht benötigt wird, kann das Kraftstoffsteuergerät für den Motor äußerst kostengünstig hergestellt werden.

Claims (1)

1. Kraftstoffsteuergerät für einen Motor, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Komponenten aufweist:
   Ansaugleitungsdruck-Erfassungsmittel zur Erfassung des Ansaugleitungsdrucks und zur Umwandlung des Ansaugluftdrucks in einen Druckdatenwert;
   Kurbelwinkelsignal-Erzeugungsmittel zur Erzeugung eines Kurbelwinkelsignals, das mit einem vorbestimmten Kurbelwinkel synchronisiert ist;
   Transientstatus-Bestimmungsmittel zur Bestimmung eines Transientstatus des Motors durch Vergleichen eines zeitweisen Änderungsbetrags der Druckdaten mit einem Schwellenwert, zwecks Bestimmung des Transientstatus, wobei der Schwellenwert entsprechend dem Ladestatus des Motors gewählt wird;
   Transientstatus-Korrekturkraftstoffmengenberechnungsmittel zur Berechnung der Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge auf der Basis der Druckdaten, wenn der Transientstatus des Motors bestimmt ist;
   Durchschnittswertbildungsmittel zur Bildung des Durchschnittswerts der Druckdaten innerhalb einer vorbestimmten Kurbelwinkelsignalperiode;
   Basiskraftstoffmengenwähl- und Berechnungsmittel zur Berechnung der Basiskraftstoffmenge nach Wählen des Ausgangssignals eines Momentanwerts der Druckdaten oder des Ausgangssignals der Durchschnittsbildungsmittel, das dem Ausgangspegel der Transientstatus-Korrekturkraftstoffmengenberechnungsmittel entspricht;
   Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge, unter Verwendung der Transientstatus-Korrekturkraftstoffmenge und der Basiskraftstoffmenge;
   Kraftstoffmengenmeßmittel zur Messung der Kraftstoffmenge zwecks Einspeisen des Kraftstoffs durch Einspritzen, entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge, seitens der Kraftstoff-Einspritzmengenbestimmungsmittel in den Motor, synchron mit dem Kurbelwinkelsignal;
   Bestimmungsmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge zur Berechnung der nichtsynchronen Kraftstoffmenge durch Erfassen des Beschleunigungsstatus des Motors auf der Basis des Vergleichs eines Momentanwerts der Druckdaten mit dem Ausgangssignal der Durchschnittswertbildungsmittel; und
   Meßmittel für die nichtsynchrone Kraftstoffmenge, zur Messung der Kraftstoffmenge zwecks Einspeisen von Kraftstoff durch Einspritzen, entsprechend der nichtsynchronen Kraftstoffmenge, seitens der Mittel zur Bestimmung der nichtsynchronen Kraftstoffmenge in den Motor, ohne Synchronisierung mit dem Kurbelwinkelsignal.