DE4434536C2 - System zum Steuern der Ausgangsleistung von Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren - Google Patents
System zum Steuern der Ausgangsleistung von Mehrzylinder-VerbrennungsmotorenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern der Aus
gangsleistung von Verbrennungsmotoren und insbesondere ein System
gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8 zum Steuern des Ausgangs
drehmoments von Verbrennungsmotoren, die mehrere Zylinder mit
Zündkerzen besitzen.
Aus der JP-A-58-200048 ist zum
Absenken des Ausgangsdrehmoments eines Verbrennungsmotors
mit dem Ziel der Steuerung der Motorausgangsleistung ein Verfah
ren bekanntgeworden, in dem einige oder sämtliche der mehreren
Zylinder des Motors durch Unterbrechen der Kraftstoffversorgung an
den oder die jeweiligen Zylinder in den Stillstand versetzt werden. In
der vorliegenden Beschreibung wird diese Steuerung Kraftstoffunter
brechung genannt und mit "KU" abgekürzt. Dieser Typ der Motoraus
gangsleistungssteuerung wird im folgenden "selektive Zylindersteue
rung" genannt. Das obenerwähnte Steuersystem wird auf ein Trak
tionssteuersystem (TSS) angewandt, um den Kraftstoffverbrauch und
die Fahreigenschaften von Kraftfahrzeugen zu verbessern.
Um in diesem Fall das Motorausgangsdrehmoment stufenweise zu
steuern oder einzustellen, wird die Anzahl der in den Stillstand versetz
ten Zylinder gesteuert.
Aus den ungeprüften Patentanmeldungen JP 58-8436-A (Kokai Sho)
und JP 1-130018-A (Kokai Hei) ist ein System zum Steuern der Motor
ausgangsleistung bekannt, in dem die der jeweiligen Steuerbetriebsart
entsprechende Anzahl der in den Stillstand zu versetzenden Zylinder in
Übereinstimmung mit einem Betrag, um den die Motorausgangsleistung
abgesenkt werden soll, im voraus bestimmt wird.
Es wird außerdem vorgeschlagen, die Steuerung der Motorausgangs
leistung durch Einstellen oder Verzögern des Zündzeitpunkts in Kom
bination mit der obenerwähnten selektiven Zylindersteuerung auszufüh
ren. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der ungeprüften
Patentanmeldung JP 3-246334-A (Kokai Hei) bekannt.
In diesem bekannten System zum Steuern der Motorausgangsleistung
werden, wie in dem Kennfeld von Fig. 23 gezeigt, ein Muster für die
Bezeichnung eines oder mehrerer in den Stillstand zu versetzenden
Zylinder sowie eine Verzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts im
voraus entsprechend den erforderlichen Absenkbeträgen der Motoraus
gangsleistung im voraus erzeugt. Es wird darauf hingewiesen, daß das
in Fig. 23 gezeigte Datenkennfeld für die Steuerung des Ausgangs
drehmoments eines Vierzylindermotors erstellt worden ist. Wenn in
diesem Beispiel die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung ausgeführt
wird, wird das Motorausgangsdrehmoment um 12,5% der Maximallei
stung reduziert, wobei dieser Betrag dem halben Ausgangsdrehmoment
entspricht, das von einem einzigen Zylinder, der in einem normalen
Zündzeitpunkt gezündet wird, erzeugt wird. Im folgenden wird dieser
Betrag der Reduzierung des Motorausgangsdrehmoments als Drehmo
mentabsenkbetrag bezeichnet. In Fig. 23 bezeichnen #1, #2, #3 und #4
den ersten, den zweiten, den dritten bzw. den vierten Zylinder, die in
einem normalen Zustand ohne KU-Steuerung und ohne Verzögerungs
steuerung in dieser Reihenfolge nacheinander gezündet werden. Ande
rerseits bezeichnet in der KU-Befehlsmerker-Spalte ein "○" einen
aktiven Zylinder, der Kraftstoff erhält, während ein Kreuz "×" einen
aufgrund der Kraftstoffunterbrechung im Stillstand befindlichen Zylin
der bezeichnet. In der Verzögerungsbefehlsmerker-Spalte bezeichnet
der Querstrich "-" einen normalen Zündzeitpunkt, während R einen
verzögerten Zündzeitpunkt bezeichnet.
Es wird darauf hingewiesen, daß die obige Steuerung der Absenkung
des Ausgangsdrehmoments des Motors dient, eine ähnliche Steuerung
muß jedoch auch im Fall einer Erhöhung des Ausgangsdrehmoments
des Motors bei der Wiederherstellung des ursprünglichen Drehmo
ments ausgeführt werden.
Wenn in der Motorausgangsleistungssteuerung sowohl die selektive
Zylindersteuerung als auch die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung
ausgeführt werden, kann eine genauere Ausgangsdrehmomentsteuerung
als bei einer alleinigen selektiven Zylindersteuerung erhalten werden.
Bei den bekannten Systemen zum Steuern des Ausgangsdrehmoments
von Verbrennungsmotoren bestehen jedoch die folgenden Probleme.
Obwohl durch eine gewünschte Kombination aus der selektiven Zylin
dersteuerung und der Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung das Mo
torausgangsdrehmoment während eines stationären Zustands des Mo
tors auf gewünschte Weise abgesenkt oder erhöht werden kann, besteht
die Gefahr, daß die gewünschte Steuerung des Motorausgangsdrehmo
ments während eines Übergangszustands des Motors nicht erzielt wer
den kann. D.h., daß während eines Motorübergangszustands, in dem
die Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder geändert wird, die
gewünschte Steuerung des Motorausgangsdrehmoments unter gewissen
Umständen nicht ausgeführt werden kann. In einem solchen Fall kann
die Steuerung schwanken oder nachhinken, so daß das Ausgangs
drehmoment des Motors nicht stabil auf einen gewünschten Wert
abgesenkt oder erhöht werden kann.
Das obenerwähnte Problem wird anhand des in Fig. 24 gezeigten Falles
weiter diskutiert. Fig. 24 zeigt Änderungen von mehreren verschiede
nen Parametern wie etwa der Steuerbetriebsart, der zu zündenden
Zylinder, des Kraftstoffzufuhrbefehls, des Verzögerungsbefehls, der
Anzahl der tatsächlich im Stillstand befindlichen Zylinder sowie der
tatsächlichen Betriebsart, wenn der Betrieb entsprechend dem Daten
kennfeld von Fig. 23 von der Betriebsart 2 in die Betriebsart 1 geändert
wird. Wenn während des Betriebs in der Betriebsart 2 ein Drehmomen
terhöhungs- oder Drehmomentwiederherstellungsbefehl ausgegeben
wird, muß die Betriebsart in die Betriebsart 1 geändert werden. In der
Betriebsart 2 ist die Anzahl der Zylinder, deren Kraftstoffversorgung
unterbrochen ist (KU-Zylinderanzahl) 1, weiterhin ist der Zündzeit
punkt nicht verzögert; in der Betriebsart 1 ist die KU-Zylinderanzahl 0,
weiterhin ist hier der Zündzeitpunkt verzögert.
Wenn der Drehmomenterhöhungs- oder Drehmomentwiederherstel
lungsbefehl ausgegeben wird, sollte die Anzahl der im Stillstand be
findlichen Zylinder sofort nach 0 geändert werden. In der Praxis wird
jedoch die Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder wegen der
Zeitverzögerung im Motorbetrieb nicht sofort nach 0 geändert. D.h.,
daß der Betriebszustand des Motors nicht schnell geändert werden
kann, daß vielmehr stets eine Zeitverzögerung auftritt. Selbst wenn
daher der Befehl zum Ändern der KU-Zylinderanzahl von 1 nach 0
ausgegeben wird, kann ein im Stillstand befindlicher Zylinder nicht
sofort in einen aktiven Zylinder überführt werden, so daß die
Drehmomentwiederherstellung verzögert wird.
Wenn daher die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung sofort nach der
Änderung der Betriebsart von der Betriebsart 2 in die Betriebsart 1
erfolgt, werden sowohl der Betrieb gemäß der Betriebsart 2 als auch
der Betrieb gemäß der Betriebsart 1 ausgeführt, wobei einer der Zylin
der im Stillstand bleibt und gleichzeitig der Zündzeitpunkt verzögert
wird. Dieser Betriebszustand entspricht der Betriebsart 3. Daher kann
das Ausgangsdrehmoment nicht wie gewünscht erhöht werden, viel
mehr tritt ein unerwünschtes Nachhinken der Ausgangsleistung des
Motors während des Übergangs auf, wie in Fig. 25 gezeigt ist. Wenn
daher die Betriebsart heruntergestuft wird, um das an die Antriebsräder
als Antriebsdrehmoment abgegebene Motorausgangsdrehmoment zu
erhöhen, wird eine Verzögerung des Zündzeitpunkts zu einem früheren
Zeitpunkt als die selektive Zylindersteuerung wirksam, so daß die
tatsächliche Betriebsart einer heraufgestuften Betriebsart entspricht,
wodurch das Drehmoment unerwartet abgesenkt wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß das oben erläuterte Problem auch dann
auftritt, wenn die Steuerbetriebsart in der Weise geändert wird, daß das
Ausgangsdrehmoment des Motors abgesenkt wird. D.h., daß während
des Übergangs zum Drehmomentabsenkbefehl das Ausgangsdrehmo
ment des Motors nicht gleichmäßig abgesenkt wird, sondern eine un
erwünschte Abweichung zeigt.
Obwohl die Motorausgangsleistungssteuerung, die sowohl die selektive
Zylindersteuerung als auch die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung
in Kombination verwendet, das Motorausgangsdrehmoment an einen
geforderten Ausgangsdrehmoment-Beschränkungsbetrag genau anpas
sen kann, würde diese Steuerung wirksamer, wenn die obenerwähnten
Probleme des Nachhinkens der Steuerung und der unerwünschten
Drehmomentveränderung gelöst wären.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
System zum Steuern des Ausgangsdrehmoments von Mehr
zylinder-Verbrennungsmotoren zu schaffen, in dem die Wirksamkeit
der Steuerung, die von der Kombination der selektiven Zylindersteue
rung mit der Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung Gebrauch macht,
erhöht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System
zum Steuern der Ausgangsleistung der Mehrzy
linder-Verbrennungsmotoren, das die in den
Ansprüchen 1 und 8 angegebenen Merkmale besitzt.
Mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem kann die Ausgangsleistung
des Verbrennungsmotors gleichmäßig abgesenkt oder erhöht werden,
ohne daß unerwünschte Abweichungen hervorgerufen werden.
Im nebengeordneten Anspruch und in den abhängigen Ansprüchen sind
bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung definiert.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh
rungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es
zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines ersten Ent
wurfs des Ausgangsleistungs-Steuersystems für Ver
brennungsmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines zweiten Ent
wurfs des Ausgangsleistungs-Steuersystems für Ver
brennungsmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungs
form des Motorausgangsleistungs-Steuersystems gemäß
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein funktionales Blockschaltbild, das die Steuereinheit in
dem in Fig. 3 gezeigten Motorausgangsleistungs-Steuer
system veranschaulicht;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das ein von der Steuereinheit abzu
arbeitendes Steuerprogramm darstellt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm einer Betriebsart-Bestimmungsroutine
für die Bestimmung einer Betriebsart für einen An
triebsdrehmoment-Beschränkungsbetrag;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das eine Routine für die Ausführung
einer Beurteilung des Motorbetriebszustandes und für
die Ausführung einer Beurteilung hinsichtlich der Ab
wandlung des Zündzeitpunkts darstellt;
Fig. 8 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Kenn
felddaten für den KU-Befehlsmerker und den Verzöge
rungsbefehlsmerker fr, auf die in der Routine von Fig. 7
Bezug genommen werden kann, zeigt;
Fig. 9 ein Flußdiagramm einer Steuerroutine zum Steuern der
Kraftstoffzufuhr;
Fig. 10 ein Flußdiagramm einer Steuerroutine zum Abwandeln
des Zündzeitpunkts;
Fig. 11a-11d Zeitablaufdiagramme, die einen Prozeß bei der Abarbei
tung der Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung darstel
len;
Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Hauptteils der Steuerroutine,
die in einer weiteren Ausführungsform der Zündzeit
punkt-Verzögerungssteuerung verwendet wird;
Fig. 13 ein Flußdiagramm der Steuerroutine zum Bestimmen
einer Betriebsart in einer weiteren Ausführungsform des
Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Beispiels von Kennfeld
daten für den KU-Befehlsmerker und für den Verzöge
rungsbefehlsmerker fr, die in der Routine von Fig. 13
verwendet werden;
Fig. 15 ein Flußdiagramm für eine Steuerroutine zum Abwan
deln des Zündzeitpunkts;
Fig. 16a-16d Zeitablaufdiagramme zur Erläuterung der Zündzeit
punkt-Verzögerungssteuerung;
Fig. 17 ein Flußdiagramm der Steuerroutine für die Beurteilung
des Motorbetriebszustandes in einer weiteren Ausfüh
rungsform des Steuersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 18 eine schematische Ansicht eines Beispiels von Kennfeld
daten für den KU-Befehlsmerker;
Fig. 19 ein Flußdiagramm der Steuerroutine zum Ableiten der
Anzahl, in der die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt
werden soll;
Fig. 20 ein Flußdiagramm der Steuerroutine zum Bestimmen des
Verzögerungsbefehlsmerkers;
Fig. 21 ein Flußdiagramm der Steuerroutine zum Abwandeln des
Zündzeitpunkts;
Fig. 22 eine schematische Ansicht eines im Steuersystem gemäß
der vorliegenden Erfindung ausgeführten Prozesses der
Drehmomentwiederherstellung;
Fig. 23 die bereits erwähnte schematische Ansicht eines Kenn
feldes eines KU-Musters und einer Verzögerungssteue
rung in einem bekannten Steuersystem, das von der
Kombination der selektiven Zylindersteuerung mit der
Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung Gebrauch macht;
Fig. 24 die bereits erwähnte schematische Ansicht, die eine
Änderung des Steuerungszustandes in dem bekannten
Steuersystem veranschaulicht; und
Fig. 25 einen Graphen, der die Abweichung der Ausgangslei
stung während einer Drehmomentwiederherstellung im
bekannten Steuersystem veranschaulicht.
Im folgenden werden mit Bezug auf die Fig. 1 bis 22 verschiedene
bevorzugte Ausführungsformen des Systems zum Steuern des Aus
gangsdrehmoments von Verbrennungsmotoren gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen einge
schränkt ist. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche beson
dere Einzelheiten angegeben, um ein vollständiges Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, für den Fachmann ist jedoch
offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung auch ohne diese besonde
ren Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. Ferner sind
wohlbekannte Strukturen nicht im einzelnen dargestellt, um das Ver
ständnis der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu erschweren.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die grundlegende Konstruktion des
Systems zum Steuern der Motorausgangsleistung gemäß einem ersten
Entwurf der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Gemäß dem
ersten Entwurf der vorliegenden Erfindung wird die mittels eines mo
mentanen Steuerbefehls angezeigte Zündzeitpunkt-Verzögerungssteue
rung verzögert, wenn beurteilt wird, daß der momentane Steuerbefehl
eine Änderung der Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder oder
eine Änderung der Anzahl der Zylinder, für die die Kraftstoffzufuhr
unterbrochen werden soll, erfordert. Wie aus der späteren Beschrei
bung deutlich wird, kann diese Beurteilung auf verschiedene Weisen
ausgeführt werden. Beispielsweise kann direkt geprüft werden, ob ein
momentaner Steuerbefehl eine Änderung der KU-Zylinderanzahl erfor
dert oder nicht, wobei dann, wenn der Steuerbefehl eine Änderung der
KU-Zylinderanzahl erfordert, der Befehl zum Ausführen der Verzöge
rungssteuerung des Zündzeitpunkts verzögert wird. Alternativ wird
während der Wiederherstellung des Drehmoments dann, wenn der
letzte Steuerbefehl keine Verzögerungssteuerung erfordert hat, jedoch
der momentane Steuerbefehl die Verzögerungssteuerung erfordert,
diese Verzögerungssteuerung in bezug auf eine Änderung der KU-
Zylinderanzahl verzögert. Wenn bei einer Drehmomentabsenkung der
letzte Steuerbefehl die Verzögerungssteuerung erfordert hat, jedoch der
momentane Steuerbefehl die Verzögerungssteuerung nicht erfordert,
wird die Verzögerungssteuerung für ein gegebenes Zeitintervall fortge
setzt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Verzögerungszeit, um die
die Verzögerungssteuerung für den Zündzeitpunkt verzögert wird, auf
einen konstanten Wert gesetzt sein kann, sie kann jedoch vorzugsweise
in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors veränderlich sein, wie
später erläutert wird.
Das System zum Steuern der Motorausgangsleistung gemäß der vorlie
genden Erfindung enthält eine Ausgangsänderungsbetrag-Steuereinrich
tung 51, die einen Steuerbefehl ausgibt, der eine Erhöhung oder eine
Absenkung der Ausgangsleistung des Mehrzylinder-Verbrennungsmo
tors 52 anzeigt, eine Beurteilungseinrichtung 53, die auf den von der
Ausgangsänderungsbetrag-Steuereinrichtung 51 ausgegebenen Steuer
befehl anspricht und einen ersten Befehl zum Steuern der Zylinder des
Motors 52 sowie einen zweiten Befehl, der auf die Verzögerungssteue
rung für den Zündzeitpunkt bezogen ist, erzeugt, eine erste Steuerein
richtung 54, die auf den ersten Steuerbefehl anspricht und einen oder
mehrere Zylinder in den Stillstand versetzt, und eine zweite Steuerein
richtung 58, die auf den zweiten Steuerbefehl anspricht und den Zünd
zeitpunkt verzögert.
Gemäß dem ersten Entwurf der vorliegenden Erfindung ist die Beurtei
lungseinrichtung 53 in der Weise konstruiert, daß dann, wenn der erste
Steuerbefehl eine Änderung der Anzahl der aktiven oder in Betrieb
befindlichen Zylinder erfordert, die Steuerung durch den zweiten
Steuerbefehl um eine gegebene Verzögerungszeit verzögert wird. Da
her wird die Steuerung des Zündzeitpunkts ausgeführt, nachdem die
Anzahl der aktiven Zylinder geändert worden ist, so daß die Ausgangs
leistung des Verbrennungsmotors 52 genau und gleichmäßig gesteuert
werden kann und jegliche unerwünschte Abweichung des Ausgangs
drehmoments wirksam vermieden werden kann.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die Konstruktion des Systems zum
Steuern der Motorausgangsleistung gemäß dem zweiten Entwurf der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Das Motorausgangsleistungs-Steuersystem enthält eine Ausgangsände
rungsbetrag-Befehlseinrichtung 61, die einen Steuerbefehl zum Ändern
des Ausgangsdrehmoments eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors
62 erzeugt, eine erste Beurteilungseinrichtung 63, die auf den von der
Ausgangsänderungsbetrag-Befehlseinrichtung 61 erzeugten Steuerbe
fehl anspricht und einen ersten Steuerbefehl für die Angabe der Anzahl
der aktiven Zylinder erzeugt, eine erste Steuereinrichtung 64, die auf
den ersten Steuerbefehl anspricht und die Anzahl der aktiven Zylinder
steuert, eine Recheneinrichtung 65, die die Anzahl der Zylinder be
rechnet, die während eines vorgegebenen Zeitintervalls tatsächlich im
Stillstand gewesen sind, eine zweite Beurteilungseinrichtung 66, die
sowohl auf den von der Ausgangsänderungsbetrag-Befehlseinrichtung
61 gelieferten Steuerbefehl als auch auf die von der Recheneinrichtung
65 berechnete Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder anspricht
und einen zweiten Steuerbefehl erzeugt, sowie eine Steuereinrichtung
67, die auf den zweiten Steuerbefehl anspricht und die Verzögerungs
steuerung für den Zündzeitpunkt der aktiven Zylinder des Verbren
nungsmotors 62 ausführt.
In diesem Steuersystem gemäß dem zweiten Entwurf der vorliegenden
Erfindung wird die Verzögerungssteuerung für den Zündzeitpunkt in
Übereinstimmung mit der Anzahl der Zylinder ausgeführt, die während
eines vorgegebenen Zeitintervalls tatsächlich im Stillstand gewesen
sind, so daß die gewünschte Steuerung der Ausgangsleistung des Mo
tors 62 ausgeführt werden kann, ohne unerwünschte Abweichungen
hervorzurufen.
Wenn in dem Motorausgangsleistung-Steuersystem gemäß der vorlie
genden Erfindung sämtliche Zylinder in Betrieb sind und die Verzöge
rungssteuerung nicht ausgeführt wird, erzeugt der Motor die Nennaus
gangsleistung mit dem Maximalwert, so daß dann, wenn ein oder
mehrere Zylinder in den Stillstand versetzt werden und/oder der Zünd
zeitpunkt verzögert wird, die Ausgangsleistung des Motors gegenüber
der Nennausgangsleistung abgesenkt wird. Daher kann der Steuerbefehl
einen Absenkbetrag der Motorausgangsleistung in bezug auf die Nenn
ausgangsleistung anzeigen. In einem solchen Fall gibt der Steuerbefehl
selbst bei der Drehmomentwiederherstellung einen Absenkbetrag für
das Ausgangsdrehmoment an.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Ausgangsleistungssteuersystems
gemäß der vorliegenden Erfindung für einen Verbrennungsmotor. Es
wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Ausführungsform des
Motorausgangsleistung-Steuersystems auf das in einem Kraftfahrzeug
verwendete Traktionssteuersystem angewandt wird, das ein Durchdre
hen der Antriebsräder verhindert. In dieser Ausführungsform wird die
Anpassung des Antriebsdrehmoments mittels der Kraftstoffunterbrechung
(KU) für einen oder mehrere ausgewählte Motorzylinder ausge
führt.
In Fig. 3 bezeichnen 1L und 1R das linke Vorderrad bzw. das rechte
Vorderrad eines Kraftfahrzeugs, während 2L und 2R das linke Hinter
rad bzw. das rechte Hinterrad des Kraftfahrzeugs bezeichnen. Das
Bezugszeichen 3 bezeichnet einen die Kraftmaschine des Fahrzeugs
darstellenden Verbrennungsmotor. Es wird darauf hingewiesen, daß die
vorliegende Ausführungsform auf einen Vierzylinder-Verbrennungsmo
tor angewandt wird, der im vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet
ist, dessen Leistung über eine Kraftübertragungskette an das linke
Hinterrad 2L und das rechte Hinterrad 2R übertragen wird. An den
jeweiligen Rädern 1L, 1R, 2L und 2R sind Radgeschwindigkeitssenso
ren 4, 5, 6 bzw. 7 vorgesehen. Obwohl die vorliegende Ausführungs
form des Motorausgangsleistung-Steuersystems auf ein Fahrzeug mit
Frontmotor und Heckantrieb angewandt wird, ist das erfindungsgemäße
Motorausgangsleistung-Steuersystem selbstverständlich gleichermaßen
auf Fahrzeuge jeglichen anderen Typs, etwa ein Fahrzeug mit Frontmo
tor und Frontantrieb oder ein Fahrzeug mit Vierradantrieb anwendbar.
Die Radgeschwindigkeitssensoren 4 bis 7 erfassen die Drehzahlen der
entsprechenden Räder und erzeugen Impulssignale, deren Frequenzen
die Drehzahlen der Räder in Form von Radgeschwindigkeitssignalen
VFL, VFR, VRL bzw. VRR angeben. Die Radgeschwindigkeitssignale
VFL, VFR, VRL und VRR werden an einen Frequenz/Spannungs-
Umsetzer 9 (F/S-Umsetzer) in einer Steuereinheit 8 geliefert. Die Steu
ereinheit 8 enthält zusätzlich zum F/S-Umsetzer 9 einen Ana
log/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 10 sowie eine CPU 11, die einen
Mikrocomputer enthält. Der F/S-Umsetzer 9 führt eine Fre
quenz/Spannungs-Umsetzung für die Radgeschwindigkeitssignale VFL,
VFR, VRL und VRR aus und erzeugt entsprechende Spannungssignale,
die in den A/D-Umsetzer 10 eingegeben werden. Der A/D-Umsetzer
10 setzt die die Radgeschwindigkeit angebenden Spannungssignale in
digitale Radgeschwindigkeitsdaten um, die zur CPU 11 geliefert wer
den.
Die CPU 11 erfaßt auf der Grundlage der Radgeschwindigkeitsdaten
VFL, VFR, VRL und VRR einen Radschlupf und führt die Absenkung
der Motorausgangsleistung oder die Beschränkungssteuerung zum
Steuern des Antriebsdrehmoments aus, um ein Durchdrehen der An
triebsräder zu verhindern. In der vorliegenden Ausführungsform wird
das Ausgangsdrehmoment des Motors 3 eingestellt, um das an die
Antriebsräder 2L und 2R verteilte Antriebsdrehmoment anzupassen.
Um das Motorausgangsdrehmoment abzusenken, wird eine Kraftstoff
zufuhrsteuerung ausgeführt, die eine Kraftstoffunterbrechung bewirken
kann, derart, daß ein oder mehrere oder sämtliche Motorzylinder in
den Stillstand versetzt werden.
Die Kraftstoffunterbrechung kann erzielt werden, indem von der CPU
11 ein Kraftstoffunterbrechungssignal an eine Kraftstoffzufuhr-Steuer
vorrichtung 12 ausgegeben wird, die die Kraftstoffeinspritzung aus
führt. In der Praxis wird die Lieferung von Kraftstoffeinspritzimpulsen
Ip an die jeweiligen Zylinder (#1, #2, #3, #4) 13-1 bis 13-4 des Motors
3 wahlweise für einen oder mehrere bezeichnete Zylinder unterbro
chen, für welche die KU ausgeführt werden soll. Durch Abstellen der
Kraftstoffeinspritzimpulse Ip kann die Kraftstoffunterbrechung ausge
führt werden. Wenn ein oder mehrere Zylinder in den Stillstand ver
setzt werden, kann das Motorausgangsdrehmoment abgesenkt werden.
Alternativ kann die Kraftstoffunterbrechung auch durch Zurücksetzen
des von der CPU 11 abgeleiteten Kraftstoffeinspritzintervalls Ti auf
Null auf der Grundlage der Ergebnisse der Abarbeitung eines Pro
gramms der gezeigten Ausführungsform, das in den Fig. 5 bis 9 gezeigt
ist, ausgeführt werden. Das Kraftstoffeinspritzintervall Ti wird in
Übereinstimmung mit einer Kraftstoffeinspritzmenge gemäß einem
Kraftstoffeinspritzmengen-Rechenprogramm berechnet, das seinerseits
synchron mit dem Motor-Umdrehungszyklus (Verbrennungszyklus)
abgearbeitet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß auch andere Ver
fahren, die eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung bewirken, anwend
bar sind, um wahlweise einen Zylinder in den Stillstand zu versetzen.
Eine Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung wird im allgemeinen da
durch ausgeführt, daß von der CPU 11 in einem gesteuerten Zeitpunkt,
der einem Zündzeitpunkt entspricht, der in bezug auf einen normalen
Zündzeitpunkt um ein Zeitintervall verzögert ist, das dem Betrag des
abzusenkenden Ausgangsdrehmoments entspricht, ein Zündsignal an
eine Zündvorrichtung 21 geliefert wird. Durch Ausführen der Kraft
stoffunterbrechungssteuerung oder selektiven Zylindersteuerung und
der Zündzeitpunktsteuerung in Kombination kann das Antriebs
drehmoment des Motors 3 genauer als im Falle lediglich einer selekti
ven Zylindersteuerung ausgeführt werden.
Die selektive Zylindersteuerung kann nämlich einen relativ hohen
Beschränkungsbetrag für das Motorausgangsdrehmoment in vier
Schritten ausführen, d. h. in einem ersten Schritt, in dem ein Zylinder
im Stillstand ist, in einem zweiten Schritt, in dem zwei Zylinder im
Stillstand sind, in einem dritten Schritt, in dem drei Zylinder im Still
stand sind, sowie in einem vierten Schritt, in dem sämtliche Zylinder
im Stillstand sind. Bei Einsatz der Zündzeitpunktsteuerung, die das
Motorausgangsdrehmoment nicht mittels großer Beschränkungsbeträge,
wie sie mit der selektiven Zylindersteuerung erzielt werden können,
einstellen kann, kann jedoch eine genauere Drehmomentbeschrän
kungssteuerung ausgeführt werden. Daher kann bei Ausführen dieser
Steuerungen in Kombination das Ausgangsdrehmoment des Motors 3 in
einem weiten Bereich genau eingestellt werden.
In der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zum Einstellen des Antriebs
drehmoments durch die selektive Zylindersteuerung und durch die
Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung leitet die CPU 11 einen Rad
schlupf und auf der Grundlage dieses Radschlupfs einen erforderlichen
Absenk- bzw. Beschränkungsbetrag des Antriebsdrehmoments ab. Auf
der Grundlage des abgeleiteten Antriebsdrehmoment-Absenkbetrags
führt die CPU 11 eine Beurteilung der Motorbetriebsbedingung und des
Zündzeitpunkts aus, um einen oder mehrere Zylinder, für die anhand
der Motorbetriebsbedingung-Beurteilung ein Stillstand vorgesehen ist,
in den Stillstand zu versetzen, ferner bewirkt sie auf der Grundlage der
Zündzeitpunkt-Abwandlungsbeurteilung eine Abwandlung des Zünd
zeitpunkts, um die Zündungssteuerung auszuführen. Gemäß dem ersten
Entwurf der vorliegenden Erfindung führt die CPU 11 eine Steuerung
für die tatsächliche Abwandlung des Zündzeitpunkts um ein gegebenes
Verzögerungsintervall aus, wenn die Anzahl der in den Stillstand zu
versetzenden Zylinder durch die selektive Zylindersteuerung oder KU-
Steuerung verändert wird.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die von der vorliegenden Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Motorausgangsleistung-Steuersy
stems ausgeführte Steuerfunktion in Form eines funktionalen Blockdia
gramms veranschaulicht. In Fig. 4 enthält das Motorausgangsleistung-
Steuersystem einen Radschlupf-Erfassungsabschnitt 100a, einen An
triebsdrehmomentabsenkbetrag-Befehlsabschnitt 100b, der einen Befehl
zum Absenken der Motorausgangsleistung erzeugt, einen Steuerbe
fehlsabschnitt 100c, der einen ersten Steuerbefehl zum Steuern der
Betriebsbedingung der Zylinder und einen zweiten Steuerbefehl zum
Steuern des Zündzeitpunkts erzeugt, einen Kraftstoffsteuerabschnitt
100d, der die Kraftstoffunterbrechung für einen oder mehrere vorgege
bene Zylinder in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehl aus
führt, und einen Verzögerungssteuerabschnitt 100e, der die Verzöge
rung des Zündzeitpunkts in Übereinstimmung mit dem zweiten Steuer
befehl steuert. Der Radschlupf-Erfassungsabschnitt 100a erfaßt auf der
Grundlage der Radgeschwindigkeiten einen Radschlupf. In Abhängig
keit von dem vom Radschlupf-Erfassungsabschnitt 100 abgeleiteten
Radschlupfbetrag bestimmt der Antriebsdrehmomentabsenkbetrag-
Befehlsabschnitt 100b einen Absenkbetrag für das Antriebsdrehmoment
und schickt diesen Befehl an den Steuerbefehlsabschnitt 100c.
Der Steuerbefehlsabschnitt 100c beurteilt die Kraftstoffunterbrechung
und die Verzögerungssteuerung in Abhängigkeit von dem vom Befehls
abschnitt 100b gelieferten Befehl und erzeugt einen ersten und einen
zweiten Steuerbefehl. Der Kraftstoffsteuerabschnitt 100d führt auf der
Grundlage der Motorbetriebsbedingungsbeurteilung für einen oder
mehrere vorgegebene Zylinder entsprechend einer später beschriebenen
Steuerroutine (Fig. 9) eine Kraftstoffunterbrechungsoperation aus.
Andererseits führt der Verzögerungssteuerabschnitt 100e die Zündzeit
punktsteuerung aus, die einen Prozeß zum Verzögern des Beginns des
verzögerten Zustands um ein vorgegebenes Verzögerungsintervall unter
einer vorgegebenen Bedingung entsprechend einer später beschriebenen
Steuerroutine (Fig. 10 oder Fig. 14) enthält.
Vorzugsweise wird in diesem Fall die gegebene Verzögerungsdauer in
Abhängigkeit von der Motordrehzahl bestimmt.
Die Fig. 5 bis 10 zeigen in der Praxis abgearbeitete Steuerprogramme,
die den entsprechenden obenerwähnten Abschnitten 100a bis 100d
entsprechen.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine für die Ausführung
eines im Radschlupf-Erfassungsabschnitt 100a abzuarbeitenden Prozes
ses. Sowohl dieses Programm als auch das in den Fig. 6 und 7 gezeigte
Programm kann in konstanten Zeitintervallen periodisch abgearbeitet
werden.
In Fig. 5 werden in einem Schritt 201 die Radgeschwindigkeiten VFL,
VFR, VRL und VRR (vier Kanäle) ausgelesen. Dann werden anhand
der Gleichungen
die mittlere Geschwindigkeit VR der beiden Hinterräder 2L und 2R
bzw. die mittlere Geschwindigkeit VF der beiden Vorderräder 1L und
1R berechnet (Schritte 202 und 203).
Dann wird im Schritt 204 der Radschlupf S als Differenz zwischen der
mittleren Geschwindigkeit VR der Hinterräder 2L und 2R und der
mittleren Geschwindigkeit VF der Vorderräder 1L und 1R berechnet:
S = VR - VF. (3)
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Steuerroutine zeigt, die eine dem
Antriebsdrehmomentabsenkbetrag-Befehlsabschnitt 100b entsprechende
Funktion ausführt. Die in Fig. 6 gezeigte Routine wird nach jeder
Abarbeitung der Steuerroutine von Fig. 5 ausgeführt.
Zunächst werden in einem Schritt 301 der obenerwähnte Radschlupf S
sowie ein Radschlupf-Referenzwert S*, der in der Antriebskraftsteue
rung verwendet wird, ausgelesen. Dann wird im Schritt 302 der Be
triebsartwert M anhand der Gleichung
Mn = Mn-1 + Kp · E(Sn - Sn-1) + KI · (Sn - S*n), (4)
in der Mn und Mn-1 ein momentan berechneter Wert bzw. ein vorher
berechneter Wert für die Betriebsart sind, Sn und S*n der momentane
Radschlupf bzw. der momentan angepaßte Wert des Referenz-Schlupf
werts, der mit dem momentanen Radschlupf Sn zu vergleichen ist, sind
und KP und KI entsprechende Verstärkungsfaktoren sind, berechnet,
wobei dieser Betriebsartwert M den Antriebsdrehmoment-Absenkbe
trag anzeigt. Durch Vergleichen des abgeleiteten Radschlupfs S mit
dem Referenz-Schlupfwert S* auf die obenbeschriebene Weise wird die
Betriebsart M, die den Absenkbetrag für das Antriebsdrehmoment
angibt, bestimmt.
Die Beurteilung von M < 0, das Setzen von M = 0, die Beurteilung
von M < 8 und das Setzen von M = 8 in den Schritten 303 bis 306
sind Beschränkungsprozesse für den Betriebsartwert M, der im Schritt
302 abgleitet worden ist. Durch diese Prozesse wird der Betriebsart
wert M auf einen Bereich zwischen dem Minimalwert 0 und dem Ma
ximalwert 8, der im vorliegenden Fall der Anzahl der Betriebsartstufen
entspricht, eingeschränkt.
Nach der Abarbeitung des Beschränkungsprozesses in den Schritten
303 bis 306 wird im Schritt 307 der Betriebsartwert M in dem einge
schränkten Bereich, der in der gezeigten Ausführungsform von 0 bis 8
reicht, bestimmt, wobei dieser Betriebsartwert M in dem in Fig. 7 ge
zeigten Steuerprogramm verwendet wird. Es ist deutlich, daß der Be
triebsartwert M in Abhängigkeit vom Radschlupf von Zeit zu Zeit bei
jeder Abarbeitung der gezeigten Routine bestimmt und anhand des
jüngsten Betriebsartwerts erneuert wird.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zum Ausführen des
Prozesses zeigt, der dem Inhalt des Steuerbefehlsabschnitts 100c ent
spricht.
Zunächst wird in jedem Abarbeitungszeitpunkt in einem Schritt 401 der
Betriebsartwert M (jüngster Wert), der im Schritt 307 in der obener
wähnten Routine von Fig. 6 bestimmt worden ist, gelesen.
Dann werden in einem Schritt 402 entsprechend dem ausgelesenen
Betriebsartwert M ein KU-Befehlsmerker fc zum Ausführen der Kraft
stoffunterbrechung für die Zylinder #1 bis #4 sowie ein Verzögerungs
befehlsmerker fr zum Befehlen der Verzögerung unter Bezugnahme
beispielsweise auf das in Fig. 8 gezeigte Datenkennfeld bestimmt.
Das in Fig. 8 gezeigte Datenkennfeld gibt mögliche Muster von Kom
binationen des KU-Befehlsmerkers fc und des Verzögerungsbefehls
merkers fr für die Kraftstoffunterbrechungssteuerung und die Verzöge
rungssteuerung an, um die notwendige Drehmomentabsenkung zu
erzielen, die den erforderlichen Antriebsdrehmoment-Absenkbeträgen
entspricht. Das Datenkennfeld definiert entsprechende Befehlsmerker fc
und fr mit Merkerwerten 0 und 1 für die jeweiligen Betriebsarten, d. h.
für die Betriebsarten 0, 1, . . . , 8. Der Merkerwert 0 stellt den inaktiven
Zustand der Steuerung dar, während der Merkerwert 1 den aktiven
Zustand der Steuerung darstellt.
In der Praxis wird im Falle des KU-Befehlsmerkers fc dann, wenn der
Merkerwert 1 ist, die Kraftstoffunterbrechung für den entsprechenden
Zylinder ausgeführt, während dann, wenn der Merkerwert 0 ist, an den
entsprechenden Zylinder Kraftstoff zugeführt wird. Andererseits wird
im Falle des Verzögerungsbefehlsmerkers fr, der das Vorhandensein
oder Nichtvorhandensein der Verzögerungssteuerung repräsentiert,
dann, wenn der Merkerwert 1 ist, die Verzögerungssteuerung ausge
führt, während dann, wenn der Merkerwert 0 ist, die Verzögerungs
steuerung nicht ausgeführt wird, so daß der Zündzeitpunkt auf dem
normalen Zündzeitpunkt gehalten wird.
In der Betriebsart 0 sind die KU-Befehlsmerker fc für die jeweiligen
Zylinder sämtlich 0, außerdem haben auch die Verzögerungsbefehls
merker fr den Wert 0. Daher werden weder die Kraftstoffunterbre
chung noch die Verzögerungssteuerung ausgeführt. Somit wird an
sämtliche Zylinder #1 bis #4 Kraftstoff geliefert, wobei die Zündung
der Zündkerzen in den normalen Zündzeitpunkten stattfindet, damit
keine Absenkung des Drehmoments erfolgt (die Drehmomentabsenkrate
beträgt 0%).
In der Betriebsart 1 wird die Kraftstoffunterbrechung für keinen Zylin
der ausgeführt, der Zündzeitpunkt wird jedoch verzögert. In der Be
triebsart 2 wird die Kraftstoffunterbrechung für einen Zylinder (#1-
Zylinder) ausgeführt, die Verzögerung des Zündzeitpunkts wird jedoch
nicht ausgeführt. In der Betriebsart 3 wird die Kraftstoffunterbrechung
für einen Zylinder (#1-Zylinder) ausgeführt, ferner wird auch die
Verzögerung des Zündzeitpunkts ausgeführt.
Aus dem in Fig. 8 gezeigten Datenkennfeld geht hervor, daß der Ab
senkbetrag des Drehmoments entsprechend der Hochstufung der Be
triebsartnummer erhöht wird. Der Drehmomentabsenkbetrag ist in der
Betriebsart 8 maximal. In der Betriebsart 8 besitzen sämtliche KU-Be
fehlsmerker für die jeweiligen Zylinder den Wert 1, so daß kein Zylin
der mit Kraftstoff versorgt wird (die Drehmomentabsenkungsrate
beträgt 100%). In dieser Betriebsart 8 wird die Verzögerung des Zünd
zeitpunkts nicht ausgeführt, weil sämtliche Zylinder inaktiv sind.
Die Verzögerung des Zündzeitpunkts bewirkt einen Drehmomentab
senkungsbetrag von 12,5%, was die Hälfte des durch einen Zylinder
erreichten Drehmomentabsenkbetrag (25%) ausmacht.
In jedem Abarbeitungszyklus der gezeigten Routinen werden die KU-
Befehlsmerkerwerte sowie der Verzögerungsbefehlsmerkerwert be
stimmt. Die KU-Befehlsmerkerwerte und der Verzögerungsbefehls
merkerwert, die auf diese Weise bestimmt worden sind, werden in dem
Prozeß der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Routinen verwendet.
Fig. 9 zeigt eine Steuerroutine für die Ausführung des dem Inhalt des
Kraftstoffsteuerabschnitts 100d (Fig. 4) entsprechenden Prozesses.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß sich die Abtastperiode im
Prozeß der in Fig. 9 gezeigten Routine und der Prozeß im Verzöge
rungssteuerabschnitt von denjenigen im Radschlupf-Erfassungsabschnitt
100a (Fig. 4), im Antriebsdrehmomentabsenkbetrag-Befehlsabschnitt
100b (Fig. 4) und im Steuerbefehlsabschnitt 100c (Fig. 4) unterschei
den und sich somit von der Steuerroutinen der Fig. 5, 6 und 7 unter
scheiden. Die Abtastperiode für den Kraftstoffsteuerabschnitt ist mit
dem Motorverbrennungszyklus synchronisiert, ferner werden die
Steuerroutinen der Fig. 9 und 10 synchron mit dieser Abtastperiode
abgearbeitet.
Die Steuerroutine von Fig. 9 wird unter Verwendung des KU-Befehls
merkers fc abgearbeitet, der durch die Steuerroutine von Fig. 7 erhalten
wird. Zunächst wird in einem Schritt 501 ein momentaner Zylinder in
einem momentanen Verbrennungszeitpunkt in jedem Abarbeitungszy
klus der gezeigten Routine identifiziert. Dann wird in einem Schritt 502
aus den im Schritt 402 der Steuerroutine von Fig. 7 bestimmten KU-
Befehlsmerkern fc einer dieser KU-Befehlsmerker fc, der dem im
Schritt 501 identifizierten Zylinder entspricht, ausgelesen. Anschlie
ßend wird in Abhängigkeit von diesem ausgelesenen Merkerwert, d. h.
1 oder 0, in den Schritten 503, 504 und 505 entweder die Kraftstoffzu
fuhr oder die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bewirkt.
Was die Kraftstoffunterbrechungssteuerung betrifft, wird in jedem
Verbrennungszeitpunkt der KU-Befehlsmerker fc für den momentanen
Zylinder ausgelesen, außerdem wird die Kraftstoffunterbrechung für
den betreffenden Zylinder bewerkstelligt, wenn die Kraftstoffunterbre
chung befohlen ist, d. h. wenn der KU-Befehlsmerker fc auf 1 gesetzt
ist.
Andererseits führt die Steuerroutine von Fig. 10 einen Prozeß aus, der
dem Inhalt des Verzögerungssteuerungsabschnitts entspricht.
Zunächst werden in einem Schritt 601 die im Schritt 401 des Prozesses
von Fig. 7 abgeleiteten momentanen KU-Befehlsmerker ausgelesen.
Der ausgelesene KU-Merkerwert fc(n) (momentaner Wert) wird mit
dem unmittelbar vorhergehenden KU-Befehlsmerkerwert fc(n-1) vergli
chen, um einen Übergang der Anzahl der im Stillstand befindlichen
Zylinder zu erfassen. D.h., daß die Anzahl der im Stillstand befindli
chen Zylinder in den momentanen KU-Befehlsmerkern, d. h. die Anzahl
der Merker mit dem Wert 1 im vorhergehenden KU-Befehl mit der
Anzahl der durch die momentanen KU-Befehlsmerker bezeichneten im
Stillstand befindlichen Zylinder, d. h. mit der Anzahl der Merker mit
Wert 1 im momentanen KU-Befehl verglichen wird.
Auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses werden in den Schritten
603 bzw. 604 ein Prozeß zum Setzen des Übergangserfassungsmerkers
fe (fe = 1) sowie ein Zeitgeberstartprozeß (T = 0) ausgeführt, wenn
ein Übergang oder eine Veränderung der Anzahl der im Stillstand
befindlichen Zylinder erfaßt wird. Andernfalls werden in den Schritten
605, 606 bzw. 607 ein Zeitgeberüberwachungsprozeß für T < T₀
(Zeitgebersetzwert), eine Messung der verstrichenen Zeit durch Inkre
mentieren des Zeitgeberwertes (T = T + 1) sowie das Löschen des
Übergangserfassungsmerkers fe (fe = 0) ausgeführt.
Wenn im Schritt 602 eine Änderung der KU-Zylinderanzahl erfaßt
wird, indem die KU-Befehlsmerker geprüft werden, werden die
Schritte 603 und 604 in diesem Zeitpunkt einmal ausgeführt, um den
Übergangserfassungsmerker fe zu setzen. Gleichzeitig wird ein Zeitge
ber zum Messen der verstrichenen Zeit T gestartet.
Hierbei wird der Übergangserfassungsmerker fe im Schritt 603 auf den
Wert 1 gesetzt und im Schritt 607 auf den Wert 0 gesetzt (gelöscht),
wenn die gemessene Periode T einen vorgegebenen Wert erreicht.
Der Wert des Übergangserfassungsmerkers fe wird in einem Prozeß
zum Bestimmen eines Verzögerungsabarbeitungsmerker fR im Schritt
610 zusammen mit dem Wert des Verzögerungsbefehlsmerkers fr ver
wendet. Der Verzögerungsabarbeitungsmerker fR stellt fest, ob für den
Zündzeitpunkt der momentanen Verbrennung eine Verzögerung ausge
führt wird oder nicht.
Schließlich wird im Schritt 611 in Übereinstimmung mit dem Verzöge
rungsabarbeitungsmerker fR die Verzögerungssteuerung ausgeführt. In
der gezeigten Ausführungsform ist der Verzögerungsabarbeitungsmer
ker fR so beschaffen, daß er im Schritt 610 gesetzt wird, wenn der
Wert des Verzögerungsbefehlsmerkers fr, der im Schritt 402 der Steu
erroutine von Fig. 7 auf der Grundlage des Kennfeldes von Fig. 8
bestimmt worden ist, den Wert 1 besitzt und der Wert des Übergangs
erfassungsmerkers fe den Wert 0 hat.
In dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 11 ist ein Beispiel der Verände
rung der jeweiligen Merker während der Abarbeitung der Routinen, die
mit der Betriebsartabwandlung in Beziehung stehen, gezeigt. Fig. 11a
zeigt die Änderung der Betriebsarten, während die Fig. 11b bis 11d die
Veränderung des KU-Befehlsmerkers fc, des Übergangserfassungsmer
kers fe bzw. des Verzögerungsabarbeitungsmerkers fR zeigen.
Wie in Fig. 11 gezeigt, wird bei einem Übergang, bei dem der Wert
des KU-Befehlsmerkers fc von 1 nach 0 geändert wird, wie in Fig. 11b
gezeigt, der Übergangserfassungsmerker fe gesetzt und im gesetzten
Zustand für ein vorgegebenes Zeitintervall gehalten, das einem Zeitge
bersetzwert T₀ entspricht, wie in Fig. 11c gezeigt ist.
Sobald nämlich die Schritte 603 und 504 abgearbeitet sind, wird im
nächsten und in den nachfolgenden Abarbeitungszyklen der gezeigten
Routine die Zeitgeberprüfung ausgeführt (Schritte 605, 606). Wenn die
verstrichene Zeit größer oder gleich dem gesetzten Wert T₀ wird, wird
der Übergangserfassungsmerker fe gelöscht, d. h. auf den Wert 0 ge
setzt (Schritt 607).
Während daher der Übergangserfassungsmerker fe im gesetzten Zu
stand gehalten wird, wird der Verzögerungsabarbeitungsmerker fR
selbst dann nicht gesetzt, wenn der Wert des Verzögerungsbefehlsmer
kers fr den Wert 1 hat, wie in Fig. 11d gezeigt ist. Daher wird die Ver
zögerungssteuerung nicht ausgeführt (Schritte 610, 611). Folglich wird
der Zündzeitpunkt auf dem normalen Zündzeitpunkt gehalten, so daß
die Zündung durch die Zündvorrichtung 21 für die aktiven Zylinder
(d. h. für die Zylinder, deren KU-Befehlsmerker in der Routine von
Fig. 9 den Wert 0 besitzen) in einem normalen Zündzeitpunkt erfolgt.
Wenn andererseits das vorgegebene Zeitintervall, das dem gesetzten
Zeitintervall T₀ entspricht, verstrichen ist, wird der Wert des Über
gangserfassungsmerkers fe durch den Prozeß im Schritt 607 auf Null
gesetzt. Deswegen wird der Verzögerungsabarbeitungsmerker fR ge
setzt, um in diesem Zündzeitpunkt mit der Verzögerungssteuerung zu
beginnen.
Wenn daher die Kraftstoffunterbrechungssteuerung und die Verzöge
rungssteuerung miteinander kombiniert sind, wird die Kraftstoffunter
brechungssteuerung gemäß dem KU-Befehlsmerker fc ausgeführt, der
auf der Grundlage des Kennfeldes in Fig. 8 bestimmt worden ist. An
dererseits wird die Verzögerungssteuerung nur dann ausgeführt, wenn
der Verzögerungsbefehlsmerker den Wert 1 hat und der Übergangser
fassungsmerker fe den Wert 0 hat. In diesem Fall bleibt der Verzöge
rungsbetrag unverändert bei 12,5%, was der Hälfte des Drehmomen
tabfalls durch einen einzigen im Stillstand befindlichen Zylinder ent
spricht. Daher wird nur der Zündzeitpunkt verzögert.
Das Zeitintervall, in dem der Übergangserfassungsmerker fe in der
Routine von Fig. 10 im gesetzten Zustand gehalten wird, um den Be
ginn der Verzögerungssteuerung zu verzögern, wird, falls der gesetzte
Wert T₀ des Zeitgebers konstant ist, zur Verbrennungsperiode propor
tional (und somit zur Motordrehzahl umgekehrt proportional, was
folgendermaßen ausgedrückt werden kann:
Zeitintervall, in dem der Merker fe gesetzt ist
= Verbrennungsperiode × T₀
Der Grund hierfür besteht darin, daß die Abtastperiode der in Fig. 10
gezeigten Routine mit der Verbrennungsperiode im wesentlichen über
einstimmt. Daher kann das Verzögerungszeitintervall zum Setzen des
Verzögerungsabarbeitungsmerkers in Abhängigkeit vom Motorbetriebs
zustand, d. h. von der Motordrehzahl geändert werden.
Andererseits kann die Verzögerungsperiode zusätzlich zur Drehzahl
auch in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des durch ein
Ansaugrohr des Motors 3 strömenden Kraftstoffs verändert werden.
Durch die obenbeschriebene Steuerung kann in einer Antriebsdrehmo
mentsteuerung, die durch eine Kombination aus der KU-Steuerung und
der Verzögerungssteuerung ausgeführt wird, das Antriebsdrehmoment
präzise gesteuert werden. Wenn ferner die KU-Steuerung eine Ände
rung der Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder erfordert, wird
der Beginn der Verzögerungssteuerung um die Verzögerungsperiode
verzögert, so daß ein Nachhinken der Kraftstoffunterbrechungssteue
rung, die andernfalls in einem Übergangszustand auftreten würde,
erfolgreich vermieden werden kann. Auf diese Weise tritt eine uner
wünschte Drehmomentabweichung während eines Betriebsartwechsels
nicht auf, so daß eine gleichmäßige Antriebsdrehmomentsteuerung
ermöglicht wird.
Fig. 11 zeigt einen Fall, in dem sich die Anzahl der im Stillstand be
findlichen Zylinder verändert, wobei die Betriebsart ähnlich wie in Fig. 24
während der Drehmomentwiederherstellung von der Betriebsart 2
zur Betriebsart 1 geändert wird. Wenn die Befehle für die Kraftstoffun
terbrechungssteuerung und für die Verzögerungssteuerung ausgegeben
werden, um die Betriebsart von der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1
herunterzustufen, um so das Antriebsdrehmoment zu erhöhen, wird die
Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder in der Kraftstoffunter
brechungssteuerung von 1 auf 0 reduziert (siehe Fig. 8). Gleichzeitig
wird der Verzögerungsbefehlsmerker fr von 0 auf 1 geändert, um die
Verzögerung des Zündzeitpunkts (siehe Fig. 8) zu bewirken, wobei
beim Übergang von einer Betriebsart zur anderen die Verzögerung
eingeführt wird. Daher wird das Antriebsdrehmoment nicht plötzlich
verändert, so daß eine Abweichung im Ausgangsdrehmoment wie im
Fall des in Fig. 25 gezeigten bekannten Steuersystems niemals auftritt.
In dem in Fig. 24 gezeigten bekannten Steuersystem wird die Verzöge
rungssteuerung unmittelbar nach der Änderung der Betriebsart von der
Betriebsart 2 in die Betriebsart 1 ausgeführt, um das Drehmoment zu
erhöhen, wobei in dem Betriebsart-Übergangszustand die Verzögerung
des Zündzeitpunkts zu einem Zeitpunkt wirksam wird, der vor demje
nigen Zeitpunkt liegt, in dem die Kraftstoffunterbrechungssteuerung
tatsächlich wirksam wird, so daß die Betriebsart vorübergehend hoch
gestuft und folglich das Antriebsdrehmoment weiter abgesenkt werden.
Wenn im Gegensatz dazu gemäß der vorliegenden Erfindung die Be
triebsart von der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1 heruntergestuft wird,
wird bei der Verzögerungssteuerung, die gemäß dem Datenkennfeld
von Fig. 8 ausgeführt wird, und bei einer Verzögerung des Zündzeit
punkts auf jede beliebige Art der Anfangszeitpunkt der Verzögerungs
steuerung verzögert, so daß die Verzögerungssteuerung erst wirksam
wird, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung bereits wirksam
geworden ist (Fig. 11c und 11d). Daher kann die Betriebsart gleich
mäßig von der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1 heruntergestuft werden,
ohne vorübergehend in die Betriebsart 3 zu wechseln, in der sich ein
Zylinder im Stillstand befindet und der Zündzeitpunkt verzögert ist.
Wie oben erläutert, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform
selbst dann, wenn die Antriebsdrehmomentsteuerung sowohl von der
Kraftstoffunterbrechungssteuerung als auch von der Verzögerungs
steuerung in Kombination Gebrauch macht, jedes unerwünschte Nach
hinken der Steueroperation während des Übergangs von einer Betriebs
art zur anderen erfolgreich vermieden werden, so daß eine präzise
Antriebsdrehmomentsteuerung möglich wird. Auf diese Weise kann die
Leistung der Antriebsdrehmomentsteuerung verbessert werden, so daß
die Steuerung wirksamer wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Ausführungsform
nicht nur bei der Drehmomentwiederherstellungssteuerung durch
Herabstufen der Betriebsart von der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1 wie
oben beschrieben wirksam ist, sondern auch bei der Drehmomentwie
derherstellungssteuerung durch Herabstufen der Betriebsart von der
Betriebsart 4 zur Betriebsart 3 oder von der Betriebsart 6 zur Betriebs
art 5. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die vorliegende Ausführungsform glei
chermaßen bei jedem Übergang wirksam, bei dem die Anzahl der im
Stillstand befindlichen Zylinder abnimmt, um das Antriebsdrehmoment
durch Einführen einer Verzögerung der Zündzeitpunkt-Verzögerungs
steuerung durch den gleichen Prozeß wie in den Fig. 10 und 11 erläu
tert wiederherzustellen. Wenn andererseits die Betriebsart herunterge
stuft wird, ohne daß die Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder
verändert wird, etwa von der Betriebsart 1 zur Betriebsart 0, von der
Betriebsart 3 zur Betriebsart 2 usw., kann die Herabstufung sofort
ausgeführt werden, da die Verzögerungssteuerung zu einem Zeitpunkt
beendet wird, der vor dem Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffunter
brechungssteuerung liegt.
Im letzteren Fall, in dem die Betriebsart heruntergestuft wird, ohne daß
die Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder verändert wird,
können die Kraftstoffunterbrechungssteuerung und die Verzögerungs
steuerung sofort entsprechend dem Inhalt der Befehle begonnen wer
den, welche auf der Grundlage des in Fig. 8 gezeigten Datenkennfeldes
durch die Routine von Fig. 9 bestimmt werden. Die Kraftstoffunterbre
chungssteuerung ist somit für den momentan eine Verbrennung ausfüh
renden Zylinder wirksam, wenn der KU-Befehlsmerker fc wechselt.
Die Verzögerungssteuerung wird außerdem zum Umschalten des Ver
zögerungsbefehlsmerkers fr von 1 nach 0 sofort ausgeführt. Beispiels
weise wird in dem Fall, in dem die Betriebsart von der Betriebsart 1
zur Betriebsart 0 heruntergestuft wird, um den Verzögerungsbefehls
merker fr von der Betriebsart 1 zur Betriebsart 0 durch den in Fig. 7
gezeigten Prozeß auf der Grundlage des Kennfeldes von Fig. 8 zu
wechseln, die befohlene Verzögerungssteuerung unmittelbar als Ant
wort auf das Herunterstufen der Betriebsart von der Betriebsart 2 zur
Betriebsart 0 ausgeführt, um die Zündung der Zündkerze im normalen
Zündzeitpunkt zu beginnen. Es ist deutlich, daß in dem obenbeschrie
benen Beispiel der Motor mit einer Antriebsdrehmoment-Absenkrate
von 0% betrieben wird, da sich kein Zylinder im Stillstand befindet und
der Zündzeitpunkt nicht verzögert wird.
Der obenbeschriebene Prozeß ist gleichermaßen auf den Fall anwend
bar, in dem die Betriebsart von der Betriebsart 3 zur Betriebsart 2 her
untergestuft wird. In der Betriebsart 3 muß ein Zylinder im Stillstand
sein (die KU-Befehlsmerker fc lauten 1, 0, 0, 0), außerdem wird der
Zündzeitpunkt verzögert (Verzögerungsbefehlsmerker fr hat den Wert
1), andererseits ist in der Betriebsart 2 ein Zylinder im Stillstand (die
KU-Befehlsmerker fc lauten 1, 0, 0, 0), während der Zündzeitpunkt
nicht verzögert wird (Verzögerungsbefehlsmerker fr hat den Wert 0).
Daher kann das Drehmoment durch sofortiges Beenden der Verzöge
rungssteuerung aufgrund der Änderung der Betriebsart von der Be
triebsart 3 zur Betriebsart 2 sofort um den entsprechenden Betrag er
höht werden, d. h. um 12,5%, ohne daß das Drehmoment vorüberge
hend abgesenkt wird.
Obwohl die obige Diskussion für den Fall der Drehmomentwiederher
stellung gegeben worden ist, kann ein ähnlicher Prozeß auch für den
Fall der Absenkung des Antriebsdrehmoments angewandt werden.
Wenn beispielsweise die Betriebsart von der Betriebsart 1 zur Betriebs
art 2 hochgestuft wird, tritt ein Nachhinken der Betriebsart nicht auf,
wenn der Prozeß der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Für den
Eintritt in die Betriebsart 2 der Antriebsdrehmomentsteuerung muß
nämlich die Kraftstoffunterbrechung für einen Zylinder ausgeführt
werden.
Nun wird eine dritte Ausführungsform des Motorausgangsleistung-
Steuersystems gemäß dem ersten Entwurf der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Fig. 13 bis 16 erläutert.
In der vorliegenden Ausführungsform wird für die genauere oder
bestimmtere Steuerung des Ausgangsdrehmoments des Motors die
Verzögerungssteuerung für den Zündzeitpunkt unter Verwendung
mehrerer Stufen ausgeführt. Um der Einfachheit willen wird in der
vorliegenden Ausführungsform der Zündzeitpunkt um zwei Stufen
verzögert, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Anzahl der
Verzögerungssteuerungsstufen auf einen von zwei verschiedenen
Werten gesetzt werden kann. Auf der ersten Stufe der Zündzeit
punktsteuerung wird der Zündzeitpunkt gegenüber dem normalen
Zündzeitpunkt um einen Betrag verzögert, derart, daß die Motoraus
gangsleistung um ein Drittel der Nennausgangsleistung eines einzelnen
Zylinders abgesenkt wird, der mit normalem Zündzeitpunkt betrieben
wird. Auf der zweiten Stufe wird der Zündzeitpunkt um einen Betrag
verzögert, derart, daß die Motorausgangsleistung um zwei Drittel der
Nennausgangsleistung eines einzigen Zylinders abgesenkt wird. Ferner
wird in der vorliegenden Ausführungsform die Abarbeitung der Verzö
gerungssteuerung für den Zündzeitpunkt nur dann verzögert, wenn die
Verzögerungssteuerung von einem nicht gesteuerten Zustand in einen
gesteuerten Zustand verändert wird.
Der Grundaufbau der vorliegenden Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Systems ist mit demjenigen der vorangehenden Ausführungs
formen identisch, so daß die Operation des Radschlupf-Erfassungsab
schnitts 100a und des Kraftstoffsteuerungsabschnitts 100d, die in den
Fig. 5 bis 9 gezeigt sind, nicht erläutert wird.
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das den vom Befehlsabschnitt 100b
ausgeführten Prozeß für die Erzeugung des Steuerbefehls veranschau
licht, der den Absenkbetrag des Ausgangsdrehmoments gegenüber dem
Nennausgangsdrehmoment anzeigt, welches erhalten wird, wenn weder
die KU-Steuerung noch die Verzögerungssteuerung ausgeführt werden.
Aus dem Vergleich mit dem in Fig. 6 gezeigten Flußdiagramm wird
deutlich, daß in der vorliegenden Ausführungsform die maximale
Betriebsartnummer wegen der Zunahme der Anzahl der Verzöge
rungssteuerungsstufen von 8 auf 12 erhöht ist.
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht eines Datenkennfeldes, das in
dem Steuerbefehlsabschnitt 100c für die Bestimmung der KU-Befehls
merker fc und des Verzögerungsbefehlsmerkers fr verwendet wird.
Der gesamte Prozeß der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich
demjenigen der in Fig. 7 gezeigten obigen Ausführungsform, der Pro
zeß für die Bestimmung der KU-Befehlsmerker und des Verzögerungs
befehlsmerkers unterscheidet sich jedoch von demjenigen der vorange
henden Ausführungsform. D.h., daß in der vorliegenden Ausführungs
form die Verzögerungssteuerung unter Verwendung zweier Steue
rungsstufen wie in Fig. 14 veranschaulicht ausgeführt wird. Wie in Fig. 14
gezeigt, ist in der Betriebsart 1 der Wert des Verzögerungsbefehls
merkers auf 1 gesetzt und in der Betriebsart 2 auf 2 gesetzt, während in
beiden Betriebsarten die KU-Zylinderanzahl 0 ist. Auch in der Be
triebsart 4 ist der Wert des Verzögerungsbefehlsmerkers auf 1 gesetzt
und in der Betriebsart 5 auf 2 gesetzt, während die KU-Zylinderzahl
sowohl in der Betriebsart 4 als auch in der Betriebsart 5 auf 1 gesetzt
ist. Auf diese Weise ist in der vorliegenden Ausführungsform ein
Verzögerungsbefehlsmerker auf einen der Werte 0, 1 und 2 gesetzt.
Hierzu muß der Verzögerungsbefehlsmerker aus zwei Bits gebildet
sein, während es in den vorangehenden Ausführungsformen ausreicht,
wenn der Verzögerungsbefehlsmerker durch ein einziges Bit gebildet
ist, weil in den früheren Ausführungsformen der Verzögerungsbe
fehlsmerker nur einen der beiden Werte 0 und 1 anzunehmen braucht.
Daher werden die KU-Befehlsmerker fc für die jeweiligen Motorzylin
der #1 bis #4 sowie der Verzögerungsbefehlsmerker fr mit dem Wert 0,
1 oder 2 entsprechend der angezeigten Betriebsart M bestimmt, die
ihrerseits durch den Schritt 307 in dem in Fig. 13 gezeigten Programm
bestimmt wird.
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das die Operation des Verzögerungs
steuerungsabschnitts 100e zeigt. In einem Schritt 602A wird beurteilt,
ob der momentane Verzögerungsbefehlsmerker fr(n) verschieden von 0
ist und der letzte Verzögerungsbefehlsmerker fr(n-1) 0 ist. Wenn beur
teilt wird, daß der momentane Verzögerungsbefehlsmerker fr(n) ver
schieden von 0 ist und der letzte Verzögerungsbefehlsmerker fr(n-1) 0
ist, wird der Übergangserfassungsmerker fe auf 1 gesetzt. Mit anderen
Worten, wenn der Verzögerungsbefehlsmerker von 0 auf 1 geändert
wird, wird der Übergangserfassungsmerker auf 1 gesetzt. Dies beruht
auf der Tatsache, daß in dem in Fig. 14 gezeigten Datenkennfeld eine
Änderung der Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder nur dann
auftritt, wenn der Wert des Verzögerungsbefehlsmerkers fr von 0 nach
1 oder 2 oder von 1 oder 2 nach 0 geändert wird.
Die Fig. 16a bis 16d zeigen Zeitablaufdiagramme zur Erläuterung der
Verzögerungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform. Es wird
nun angenommen, daß die Betriebsart M von der Betriebsart 3 über die
Betriebsart 2 in die Betriebsart 1 geändert wird. Wenn die Betriebsart 3
in die Betriebsart 2 geändert wird, wie in Fig. 16a gezeigt ist, wird die
Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder von 1 nach 0 geändert,
wie aus dem in Fig. 14 gezeigten Datenkennfeld abgelesen werden
kann. Dann wird der Übergangserfassungsmerker fe für ein gegebenes
Zeitintervall T₀, das durch den Zeitgeber bestimmt wird, gesetzt, wie
in Fig. 16c gezeigt ist, so daß die Verzögerungssteuerung um dieses
Zeitintervall T₀ verzögert wird, wie in Fig. 16d gezeigt ist. Danach
wird die Verzögerungssteuerung durch Ändern der Stufe 2 zur Stufe 1
ausgeführt, wenn die Betriebsart von der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1
geändert wird. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Änderung von
der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1 nicht von einer Änderung der An
zahl der im Stillstand befindlichen Zylinder begleitet wird, so daß der
Verzögerungsbefehlsmerker fr ohne Verzögerung von 2 nach 1 geän
dert wird.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann die gleiche funktio
nale Wirkung wie in den vorangehenden Ausführungsformen erhalten
werden, ferner kann das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmo
tors genauer und bestimmter gesteuert werden, so daß die Wirksamkeit
der Kombination der KU-Steuerung mit der Zündzeitpunkt-Verzöge
rungssteuerung verbessert werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, daß auch in der vorliegenden Ausfüh
rungsform die Verzögerungszeit der Zündzeitpunkt-Verzögerungssteue
rung vorteilhaft in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl bestimmt
werden kann. Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Erfindung
die zweistufige Verzögerungssteuerung der vorliegenden Ausführungs
form gleichermaßen auf die vorangehenden Ausführungsformen ange
wandt werden.
Nun wird eine Ausführungsform gemäß dem zweiten Entwurf der
vorliegenden Erfindung erläutert. In den bisher erläuterten Ausfüh
rungsformen wird die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung dann,
wenn sie von einer Änderung der Anzahl der im Stillstand befindlichen
Zylinder begleitet wird, um ein Zeitintervall verzögert, derart, daß die
Anzahl der im Stillstand befindlichen Zylinder entsprechend dem KU-
Befehl geändert worden ist, bevor mit der Verzögerungssteuerung
begonnen wird. Gemäß dem zweiten Entwurf der vorliegenden Erfin
dung wird die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung in Abhängigkeit
von der Anzahl der tatsächlich im Stillstand befindlichen Zylinder
während eines gegebenen Zeitintervalls ausgeführt.
Die vorliegende Ausführungsform wird ebenfalls auf das einen Rad
schlupf verhindernde Traktionssteuersystem angewandt, so daß ihr
Grundaufbau mit dem in Fig. 2 gezeigten Grundaufbau identisch ist und
der Radschlupf-Erfassungsabschnitt 100a, der Antriebsdrehmomentab
senk- oder -erhöhungsbetrag-Bestimmungsabschnitt 100b sowie der
KU-Steuerabschnitt 100d auf die gleiche Weise wie der ersten Ausfüh
rungsform arbeiten.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 17 bis 22 die vorliegende Ausfüh
rungsform erläutert.
Fig. 17 ist ein Flußdiagramm, das die Operation der Beurteilung der
aktiven Zylinder gemäß dem Antriebsdrehmomentabsenkbetrag-Be
fehlswert zeigt. In einem Schritt 1401 wird ein Befehlswert, der durch
den Drehmomentabsenkbetrag-Befehlsabschnitt 100b bestimmt worden
ist, d. h. eine momentane Betriebsart M, die durch den Schritt 307 in
dem in Fig. 6 gezeigten Prozeß bestimmt wird, eingelesen, woraufhin
in einem Schritt 1402 die KU-Befehlsmerker fc für die jeweiligen Zy
linder #1 bis #4 entsprechend der Betriebsart M unter Bezugnahme auf
das in Fig. 18 gezeigte Datenkennfeld bestimmt werden. Die somit
bestimmten KU-Befehlsmerker werden sowohl in das in Fig. 9 gezeigte
Kraftstoffsteuerprogramm als auch in das in Fig. 19 gezeigte Steuer
programm eingegeben. Es wird darauf hingewiesen, daß in der vorlie
genden Ausführungsform das Datenkennfeld die Verzögerungsmerker-
Daten nicht enthält.
Fig. 19 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß eines KU-Überwa
chungsabschnitts zeigt, der die erste Beurteilungseinrichtung 63 für die
Erzeugung der KU-Befehle, die KU-Steuereinrichtung 64 sowie die
Einrichtung 65 zum Berechnen der Anzahl der tatsächlich im Stillstand
befindlichen Zylinder enthält (siehe Fig. 2). Die Operation des KU-
Überwachungsabschnitts 63, 64 und 65 wird synchron mit dem Motor
verbrennungs-Zeitverlauf ausgeführt. Die Abtastperioden für die in den
Fig. 20 und 21 gezeigten Programme sind ebenfalls mit dem Motorver
brennungs-Zeitverlauf synchronisiert. D.h., daß die in den Fig. 19, 20
und 21 gezeigten Prozesse jedesmal ausgeführt werden, wenn der
Motor eine einzelne Verbrennung ausführt.
In Fig. 19 wird in einem Schritt 1501 ein KU-Befehlsmerker fc(n) für
einen Zylinder eingelesen, der in einer relevanten Verbrennungsperiode
für die Zündung vorgesehen ist. Dann werden in einem Schritt 1502 die
letzten drei KU-Befehlsmerker fc(n-1), fc(n-2) und fc(n-3) eingelesen.
Hierzu ist es notwendig, wenigstens die letzten drei KU-Befehlsmerker
in einem in der Steuereinheit vorgesehenen Speicher zu speichern. In
einem Schritt 1503 wird die Anzahl N der aufeinanderfolgenden vier
KU-Befehlsmerker, d. h. des momentanen KU-Befehlsmerkers fc(n) und
der letzten drei KU-Befehlsmerker fc(n-1), fc(n-2) und fc(n-3), die den
Wert 1 besitzen, berechnet. Es wird darauf hingewiesen, daß diese
Anzahl der vier KU-Befehlsmerker der Anzahl der Zylinder des Mo
tors entspricht.
N = fc(n) + fc(n-1) + fc(n-2) + fc(n-3) (5)
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Anzahl N in Abhängigkeit
von den Werten der einzelnen KU-Befehlsmerker einen Wert hat, der
im Bereich von 0 bis 4 liegt. Die auf diese Weise berechnete Anzahl N
wird in dem in Fig. 20 gezeigten Programm verwendet und mit der
Betriebsart M verglichen.
Fig. 20 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeß der Bestimmung der
Verzögerungssteuerung zeigt. In einem Schritt 1601 wird die im Schritt
307 in dem in Fig. 6 gezeigten Programm bestimmte Betriebsart M
eingelesen, woraufhin in einem nächsten Schritt 1602 die Anzahl N der
KU-Befehlsmerker mit dem Wert 1, die in dem in Fig. 19 gezeigten
Prozeß erhalten worden sind, eingelesen wird. Dann wird in einem
Schritt 1603 die Betriebsart M mit der mit 2 multiplizierten Anzahl N
(2N) verglichen, wobei dann, wenn M nicht größer als 2N ist, die
Verzögerungssteuerung nicht ausgeführt wird und die relevante Ver
brennung mit normalem Zündzeitpunkt ausgeführt wird. In diesem Fall
wird der Verzögerungsbefehlsmerker fr in einem Schritt 1604 gelöscht.
Wenn jedoch die Betriebsart M größer als 2N ist, wird die Verzöge
rungssteuerung in der relevanten Verbrennungsperiode ausgeführt,
wobei der Verzögerungsbefehlsmerker fr auf 1 gesetzt wird (fr = 1).
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das das Programm zum Ausführen der
Verzögerungssteuerung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In
einem Schritt 1701 wird der durch das in Fig. 20 gezeigte Programm
bestimmte Verzögerungsbefehlsmerker fr eingelesen. Dann wird in
einem Schritt 1702 beurteilt, ob der Verzögerungsbefehlsmerker fr auf
1 gesetzt ist oder nicht. Wenn der Verzögerungsbefehlsmerker fr auf 0
gesetzt ist, wird in einem Schritt 1703 die Verbrennung mit normalem
Zündzeitpunkt ausgeführt, wenn jedoch der Verzögerungsbefehlsmer
ker fr auf 1 gesetzt ist, wird in einem Schritt 1704 der Zündzeitpunkt
verzögert, um das Motorausgangsdrehmoment abzusenken.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform wird die Verzögerungs
steuerung ausgeführt, wenn die Anzahl der im Stillstand befindlichen
Zylinder geändert wird, so daß keinerlei unerwünschte Abweichung
der Motorausgangsleistung auftritt und die Absenkungs- oder Erhö
hungssteuerung der Motorausgangsleistung ohne unerwünschtes Nach
hinken ausgeführt werden kann.
Fig. 22 ist eine schematische Darstellung, die die Funktion der vorlie
genden Ausführungsform veranschaulicht. Es wird angenommen, daß
die Betriebsart M von der Betriebsart 2 zur Betriebsart 1 geändert
wird, wie dies auch in der in Fig. 24 gezeigten Operation der Fall ist,
die eine Operation eines herkömmlichen Steuersystems darstellt. Wie
nämlich in Fig. 24 gezeigt, wird zwischen der Betriebsart 2 und der
Betriebsart 1 vorübergehend die Betriebsart 3 eingestellt, so daß die
Motorausgangsleistung unerwünschte Abweichungen aufweist, wie in
Fig. 25 dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird
selbst dann, wenn die Betriebsart von der Betriebsart 2 zur Betriebsart
1 geändert wird, die Verzögerungssteuerung nicht ausgeführt, weil die
Anzahl N der im Stillstand befindlichen Zylinder während der letzten
vier Abtastperioden den Wert 1 hat. D.h., daß die Bedingung M < 2N
nicht erfüllt ist. Daher wird die Betriebsart 2 beibehalten. Nach vier
Abtastperioden, d. h. nach Verstreichen von vier Verbrennungsperioden
(momentaner Zylinder ist #1), wird die Anzahl N von 1 nach 0 geän
dert, so daß die Bedingung M < 2N erfüllt ist, so daß die Verzöge
rungssteuerung ausgeführt wird und die Betriebsart 1 geändert wird.
Falls die Betriebsart weiter von der Betriebsart 1 zur Betriebsart 0 ge
ändert wird, ist die Bedingung M < 2N erneut nicht erfüllt, so daß die
Verzögerungssteuerung nicht ausgeführt wird und die maximale Mo
torausgangsleistung erhalten werden kann.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform eine Änderung der Be
triebsart gemeldet wird, derart, daß eine Änderung der Anzahl der im
Stillstand befindlichen Zylinder erforderlich ist, wird zunächst die
Änderung der im Stillstand befindlichen Zylinder und erst anschließend
die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung ausgeführt, so daß die
Absenkung oder die Erhöhung der Motorausgangsleistung gleichmäßig
und ohne unerwünschte Abweichungen bewerkstelligt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen Ausfüh
rungsformen eingeschränkt, vielmehr können vom Fachmann innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung viele Abwandlungen und
Änderungen vorgenommen werden. Beispielsweise wird ein Zylinder
durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr in den Stillstand versetzt,
erfindungsgemäß kann jedoch anstelle oder zusätzlich zur Unterbre
chung der Kraftstoffzufuhr die Zündung unterbrochen werden.
Wie oben im einzelnen erläutert, ist es gemäß der vorliegenden Erfin
dung bei der Steuerung des Ausgangsdrehmoments von Mehrzylinder-
Verbrennungsmotoren möglich, unerwünschte Abweichungen des
Motorausgangsdrehmoments zu beseitigen, so daß das Motorausgangs
drehmoment sehr gleichmäßig abgesenkt oder erhöht werden kann.
Daher kann die Steuerungsleistung der mit der Zündzeitpunkt-Verzöge
rungssteuerung kombinierten Kraftstoffunterbrechungssteuerung ver
bessert werden.
Claims (13)
1. System zum Steuern des Ausgangsdrehmoments eines Mehrzylin
der-Verbrennungsmotors (52), mit
einer Befehlseinrichtung (51) die einen Steuerbefehl erzeugt, der einen Erhöhungs- oder Absenkungsbetrag für das Ausgangs drehmoment des Verbrennungsmotors (52) anzeigt;
einer Beurteilungseinrichtung (53), die auf den von der Be fehlseinrichtung (51) gelieferten Steuerbefehl anspricht und einen ersten Befehl zum Steuern des Betriebs der Zylinder des Motors erzeugt;
einer ersten Steuereinrichtung (54), die auf den ersten Steuer befehl anspricht und die Anzahl der in den Stillstand zu ver setzenden Zylinder des Motors (52) angibt;
dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung (53) einen zweiten Befehl zum Steuern einer Verzögerung des Zünd zeitpunkts erzeugt;
daß das System eine zweite Steuereinrichtung (55) aufweist, die auf den zweiten Steuerbefehl anspricht und den Zündzeitpunkt derjenigen Zylinder verzögert, die sich nicht im Stillstand be finden, und daß
dann, wenn der erste Steuerbefehl eine Änderung der Anzahl des oder der in den Stillstand zu versetzenden Zylinder erfordert, die durch den zweiten Steuerbefehl auszuführende Verzögerung des Zündzeitpunkts um ein gegebenes Zeitintervall verzögert wird.
einer Befehlseinrichtung (51) die einen Steuerbefehl erzeugt, der einen Erhöhungs- oder Absenkungsbetrag für das Ausgangs drehmoment des Verbrennungsmotors (52) anzeigt;
einer Beurteilungseinrichtung (53), die auf den von der Be fehlseinrichtung (51) gelieferten Steuerbefehl anspricht und einen ersten Befehl zum Steuern des Betriebs der Zylinder des Motors erzeugt;
einer ersten Steuereinrichtung (54), die auf den ersten Steuer befehl anspricht und die Anzahl der in den Stillstand zu ver setzenden Zylinder des Motors (52) angibt;
dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung (53) einen zweiten Befehl zum Steuern einer Verzögerung des Zünd zeitpunkts erzeugt;
daß das System eine zweite Steuereinrichtung (55) aufweist, die auf den zweiten Steuerbefehl anspricht und den Zündzeitpunkt derjenigen Zylinder verzögert, die sich nicht im Stillstand be finden, und daß
dann, wenn der erste Steuerbefehl eine Änderung der Anzahl des oder der in den Stillstand zu versetzenden Zylinder erfordert, die durch den zweiten Steuerbefehl auszuführende Verzögerung des Zündzeitpunkts um ein gegebenes Zeitintervall verzögert wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be
urteilungseinrichtung (53) so beschaffen ist, daß die Erzeugung
des zweiten Steuerbefehls um das gegebene Zeitintervall ver
zögert wird, wenn der erste Steuerbefehl eine Änderung der An
zahl des oder der im Stillstand befindlichen Zylinder erfor
dert.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, das in einem Traktionssteuer
system (TSS) für ein Kraftfahrzeug, das zwei Vorderräder (1L,
1R) und zwei Hinterräder (2L, 2R) enthält, verwendet wird, da
durch gekennzeichnet, daß die Befehlseinrichtung (51) durch Er
fassen der Differenz zwischen einer mittleren Drehgeschwindig
keit (VF) der beiden Vorderräder und einer mittleren Drehge
schwindigkeit (VR) der beiden Hinterräder einen Radschlupf (S)
ableitet und in Übereinstimmung mit diesem Radschlupf (S) den
Steuerbefehl ableitet, der eine Betriebsart Mn enthält.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Be
urteilungseinrichtung (53) ein Datenkennfeld enthält, das Be
ziehungen zwischen der Betriebsart in dem durch die Befehlsein
richtung (51) erzeugten Steuerbefehl und dem ersten und dem
zweiten Steuerbefehl repräsentiert.
5. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (54) aufgrund
des ersten Steuerbefehls durch Unterbrechen der Kraftstoffzu
fuhr an einen relevanten Zylinder diesen Zylinder in den Still
stand versetzt.
6. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das gegebene Zeitintervall, um das der
zweite Steuerbefehl verzögert wird, in Übereinstimmung mit der
Drehzahl des Motors (52) bestimmt wird.
7. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzögerungssteuerung durch Verzögern
des Zündzeitpunkts um eines von mehreren Verzögerungszeitinter
vallen ausgeführt wird.
8. System zum Steuern des Ausgangsdrehmoments eines Mehrzylin
der-Verbrennungsmotors (62), umfassend:
eine Befehlseinrichtung (61), die einen Steuerbefehl erzeugt, der einen Änderungsbetrag für das Ausgangsdrehmoment des Ver brennungsmotors (62) anzeigt;
eine erste Beurteilungseinrichtung (63), die auf den von der Befehlseinrichtung (61) erzeugten Steuerbefehl anspricht und einen ersten Steuerbefehl erzeugt, der die Anzahl der in den Stillstand zu versetzenden Zylinder angibt;
eine erste Steuereinrichtung (64), die auf den ersten Steuerbe fehl anspricht und eine gegebene Anzahl von Zylindern in den Stillstand versetzt; gekennzeichnet durch
eine Recheneinrichtung (65), die die Anzahl N der Zylinder be rechnet, die während eines vorgegebenen Zeitintervalls im Stillstand gewesen sind;
eine zweite Beurteilungseinrichtung (66), die sowohl auf den von der Befehlseinrichtung (61) gelieferten Steuerbefehl als auch auf die in der Recheneinrichtung (65) berechnete Anzahl N von im Stillstand befindlichen Zylindern anspricht und einen zweiten Steuerbefehl erzeugt; und
eine zweite Steuereinrichtung (67), die auf den zweiten Steuer befehl anspricht und den Zündzeitpunkt der aktiven Zylinder des Verbrennungsmotors (62) verzögert.
eine Befehlseinrichtung (61), die einen Steuerbefehl erzeugt, der einen Änderungsbetrag für das Ausgangsdrehmoment des Ver brennungsmotors (62) anzeigt;
eine erste Beurteilungseinrichtung (63), die auf den von der Befehlseinrichtung (61) erzeugten Steuerbefehl anspricht und einen ersten Steuerbefehl erzeugt, der die Anzahl der in den Stillstand zu versetzenden Zylinder angibt;
eine erste Steuereinrichtung (64), die auf den ersten Steuerbe fehl anspricht und eine gegebene Anzahl von Zylindern in den Stillstand versetzt; gekennzeichnet durch
eine Recheneinrichtung (65), die die Anzahl N der Zylinder be rechnet, die während eines vorgegebenen Zeitintervalls im Stillstand gewesen sind;
eine zweite Beurteilungseinrichtung (66), die sowohl auf den von der Befehlseinrichtung (61) gelieferten Steuerbefehl als auch auf die in der Recheneinrichtung (65) berechnete Anzahl N von im Stillstand befindlichen Zylindern anspricht und einen zweiten Steuerbefehl erzeugt; und
eine zweite Steuereinrichtung (67), die auf den zweiten Steuer befehl anspricht und den Zündzeitpunkt der aktiven Zylinder des Verbrennungsmotors (62) verzögert.
9. System nach Anspruch 8, das in einem Traktionssteuersystem
(TSS) für ein Kraftfahrzeug, das zwei Vorderräder (1L, 1R) und
zwei Hinterräder (2L, 2R) enthält, verwendet wird, dadurch ge
kennzeichnet, daß
die Befehlseinrichtung (61) durch Erfassen der Differenz zwi schen einer mittleren Drehgeschwindigkeit (VF) der beiden Vor derräder (1L, 1R) und einer mittleren Drehgeschwindigkeit (VR) der beiden Hinterräder (2L, 2R) einen Radschlupf (S) ableitet und in Übereinstimmung mit dem Radschlupf (S) einen Steuerbe fehl ableitet, der eine Betriebsart Mn enthält.
die Befehlseinrichtung (61) durch Erfassen der Differenz zwi schen einer mittleren Drehgeschwindigkeit (VF) der beiden Vor derräder (1L, 1R) und einer mittleren Drehgeschwindigkeit (VR) der beiden Hinterräder (2L, 2R) einen Radschlupf (S) ableitet und in Übereinstimmung mit dem Radschlupf (S) einen Steuerbe fehl ableitet, der eine Betriebsart Mn enthält.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Beurteilungseinrichtung (63) ein Datenkennfeld enthält,
das eine Beziehung zwischen der Betriebsart in dem von der Be
fehlseinrichtung (61) erzeugten Steuerbefehl und dem ersten
Steuerbefehl repräsentiert.
11. System nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (64) auf
grund des ersten Steuerbefehls durch Unterbrechen der Kraft
stoffzufuhr an einen relevanten Zylinder diesen Zylinder in den
Stillstand versetzt.
12. System nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß die Verzögerungssteuerung durch Ver
zögern des Zündzeitpunktes um eines von mehreren Verzögerungs
zeitintervallen ausgeführt wird.
13. System nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Zeitintervall, in dem
die Anzahl N der im Stillstand befindlichen Zylinder berechnet
wird, gleich dem Produkt aus der Anzahl der Zylinder des Motors
(62) und einer Verbrennungsperiode (T₀) gesetzt ist.
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