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Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für
einen Verbrennungsmotor der im kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 beschriebenen Art (vgl. WO-A-88 02811).
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In einem Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffeinspritz
system muß für zufriedenstellenden Lauf des Motors so viel
Kraftstoff eingespritzt werden, daß das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzielt wird. Unter stationären
Bedingungen ist dieses Stand der Technik. Bei zunehmender
Belastung des Motors hingegen wird entsprechend mehr Luft
in jeden Zylinder gesaugt, und daher muß mehr Kraft-Stoff
eingespritzt werden. Nimmt andererseits die Belastung des
Motors ab, so ist die eingespritzte Kraftstoffmenge zu
reduzieren. Die Frage der Gemischanpassung unter solchen
dynamischen Bedingungen ist noch nicht geklärt.
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Bei bekannten Systemen ist in der Regel ein Sensor im
Lufteinlaßsystem des Motors vorgesehen, der die Motorlast
mißt und ein elektrisches Signal liefert, mit dem die
einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet werden kann.
Beispielhafte Sensoren sind der Drucksensor, der Heißfilm
- oder Hitzdraht-Luftmengenmesser und der Stauscheiben-
Luftmengenmesser. Die mit solchen Sensoren gewonnenen
Signale geben die Last bei konstanter Belastung und selbst bei
sich langsam ändernder Last sehr präzise wieder, bei
schnellen Laständerungen hingegen sind die gewonnenen
Signale ungenau und ergeben eine Fehlanpassung der
Einspritzmenge. Die von einem Drucksensor gewonnenen Signale
z.B. folgen der tatsächlichen Laständerung nur langsam mit
einer gewissen Verzögerung, so daß die davon abgeleiteten
Signale für die Einspritzmenge ein zu mageres Gemisch
ergeben. Die Signale von den anderen erwähnten Sensortypen
"überschwingen" den der tatsächlichen Last entsprechenden
Wert bei schnellen Laständerungen beträchtlich, weil es
sich um Meßwerte für die in das Saugrohr gesaugte Luft
handelt, das erst mit Luft befüllt werden muß, damit die
tatsächliche Zylinderfüllung zunehmen kann. In bestimmten
Fällen folgt auf das anfängliche "Überschwingen" des
Signals ein "Unterschwingen", und dieses gilt insbesondere
für Stauscheiben-Luftmengenmesser. Dadurch bedingt kann das
Gemisch entweder zu fett oder zu mager ausfallen. Ein
weiterer Grund für Fehlanpassung des Gemisches bei
Laständerung ist die änderungsbedingte Variation des
Kraftstoff-Wandfilmes, für die mit besonderen Algorithmen
kompensiert werden muß.
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In den Druckschriften US-A-4 463 732 und US-A-4 753 210 ist
die Berechnung der Grund-Einspritzmenge mittels eines
Saugrohrdruck-Sensors beschrieben. Ändert sich das
Drosselklappen-Signal über einen festgelegten Wert hinaus, wird
entsprechend der Änderung des Drosselklappen-Signals eine
asynchrone Einspritzmenge berechnet. Nach Angabe in der
Druckschrift WO-A-88/02811 werden die zum Berechnen der
grundlegenden (synchronen) Einspritzmenge benutzten Werte
mit einer anderen Filter-Charakteristik dann gefiltert,
wenn sich das Drosselklappen-Signal um mehr als einen
festgelegten Wert ändert. Die Zusammenfassung der
Druckschrift JP-A-58144635 lehrt eine Verringerung der
saugrohrdruckabhängigen Grund-Kraftstoffmenge dann, wenn
die Änderung des Drosselklappen-Signales weniger als Null
beträgt.
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Die Zusammenfassung der Druckschrift JP-A-6166825 lehrt
eine höhere Abtasthäufigkeit von als fehlerhaft ermittelten
Werten während Beschleunigungen.
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Ein erfindungsgemäßer Zweck ist die Angabe eines
Kraftstoffeinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor, mit dem
schnelle Laständerungen genauer verfolgt werden können und
das es ermöglicht, das angestrebte Gemisch auch zu
erhalten.
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Der genannte Zweck wird mittels der Merkmale nach Angabe in
Anspruch 1 erzielt.
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Weitere Vorteile werden durch Nutzung der Merkmale nach den
Ansprüchen 2 - 4 gewonnen.
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Im folgenden wird eine bestimmte Ausführungsart der
Erfindung beispielhaft beschrieben, dabei auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
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Fig. 1 ein Schema eines 4-Zylinder-Ottomotors mit
Benzineinspritzung mit erfindungsgemäßer Regelung der
Benzineinspritzung;
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Fig. 2 eine schematische Darstellung des sogenannten
Wandfilm-Effektes;
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Fig. 3 ein Diagramm über die Beziehung zwischen dem
Drosselventil-Öffnungswinkel αDK und der entsprechenden Grund-
Einspritzimpulsbreite t&sub1; für verschiedene Motordrehzahlen;
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Fig. 4a bis 4d die Beziehung zwischen der Drosselventil-
Stellung (Fig. 4a), den berechneten und tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzimpulsen (Fig. 4b), den Arbeitstakten
der Motorzylinder (Fig. 4c) und dem Saugrohrdruck (Fig. 4d)
während einer Änderung der Motorlast;
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Fig. 5 ein Blockschaltbild für die Funktionsweise einer
bestimmten Ausführungsart der Erfindung; und
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Fig. 6 ein Zeitdiagramm für die mit verschiedenen
Verarbeitungsverfahren gewonnenen Lastsignale.
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Zunächst zeigt die Fig. 1 einen 4-Zylinder-Motor 10 mit
Kraftstoffeinspritzung, der einen Ansaugkrümmer (Saugrohr)
12 und einen Auspuffkrümmer 14 besitzt. Luft wird, bedingt
durch den Unterdruck in den Motorzylindern, in den
Ansaugkrümmer 12 eingesaugt, und eine abgemessene Menge
Kraftstoff wird über eines oder mehrere Einspritzventile 16 in
die Luft eingespritzt. Der Luftzustrom zum Motor wird durch
ein Drosselventil (in der Regel als Klappe ausgebildet)
bestimmt, das mit dem Fahrpedal verbunden ist. Saugt der
Motor eine größere Menge Luft an, so muß die eingespritzte
Kraftstoffmenge entsprechend angepaßt werden. Zum Berechnen
der Einspritzmenge wird eine elektronische Steuereinheit 20
benutzt.
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Die Einspritzmenge muß der angesaugten Luftmenge genau
angepaßt sein, damit das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-
Verhältnis erzielt wird. Erfolgt dieses, so kann mit einer
saubereren und rationelleren Verbrennung des Kraftstoffs
gerechnet werden.
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Die vom Motor angesaugte Luftmenge wird in der Regel mit
einem Hauptlastsensor im Lufteinlaßsystem gemessen. Bei der
dargestellten Ausführungsart mit einem Drucksensor 22 und
einem Hitzdraht-Meßgerät 24 sind die letztgenannten
Einheiten abwechselnd mit der elektronischen Steuereinheit
verbindbar, die durch einen Schalter 26 dargestellt ist. Zu
beachten ist, daß in der Regel nur ein einziger
Hauptlastsensor benutzt werden wird, während bei der
beschriebenen Ausführungsart zwei Hauptlastsensoren vorgesehen
sind, um klar zu machen, daß ein Hauptlastsensor beliebiger
Art benutzt werden kann. Genau genommen können nicht nur
die vorstehend angegebenen Hauptlastsensoren eingesetzt
werden, sondern beispielsweise auch ein Stauscheiben- oder
Heißfilm-Luftmengenmesser.
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Ein der Winkelstellung α des Drosselventils entsprechendes
elektrisches Signal wird zusätzlich der elektronischen
Steuereinheit 20 zugeführt. Eine Leitung vom Motor 10 her
liefert ein Signal für die Drehzahl n des Motors, außerdem
Referenzsignale, die verschiedenen Winkellagen im 720º-
Zyklus des Motors entsprechen.
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Im oberen Teil der Fig. 5 ist dargestellt, wie die
normalen, winkelsynchronen Kraftstoffeinspritzimpulse in der
Steuereinheit 20 berechnet werden. Dabei erfolgt bei der
Stufe 27 Abtastung des Drucksignals vom
Druck-Hauptlastsensor 22 durch die elektronische Steuereinheit 20 bei
jeder Referenzmarke tR des Motors, außerdem in einer
Position zwischen zwei benachbarten Ref erenzmarken tR. Somit
wird der Druck als der Mittelwert der beiden genannten
Werte angenommen, wie folgt:
Segment
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Zu beachten ist, daß andere Druckerfassungsmethoden,
beispielsweise schnelle ims-Abtastung des Drucksignals über
eines oder mehrere Segmente von 720º/Anzahl Zylinder,
ebenfalls möglich sind.
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Anschließend wird bei der Stufe 28 eine winkelsynchrone
Grund-Einspritzimpulsbreite t1p nach Fig. 4d dadurch
gewonnen, daß der so erzielte Druckwert mit dem der
Motordrehzahl n entsprechenden Signal abgebildet wird.
(Entsprechend wird bei Verwendung eines Hauptlastsensors
anderer Art eine entsprechende winkelsynchrone
Grund-Einspritzimpulsbreite t1M oder t1Q gewonnen). Die auf die
beschriebene Weise von dem Hauptlastsensor gewonnene Grund-
Einspritzimpulsbreite wird von nun an mit t&sub1;(k)
bezeichnet. Die Grund-Einspritzdauer t&sub1;(k) wird danach mit
einem Filter 32 (verbindbar über einen Schalter 30)
gefiltert. Auf diese Weise wird eventuelles "Zittern" des
Signals beseitigt und eine gefilterte, winkelsynchrone
Grund-Einspritzimpulsbreite t1f(k) gewonnen. Das
gefilterte Signal geht über ein Freigabegatter 34 mit Steuerung
durch die Freigabefunktion 36 zu einer Laständerungs-
Kompensationsstufe 38. Die Laständerungs-Kompensationsstufe
38 verändert das Grundsignal multiplikativ oder additiv zur
Kompensation für verschiedene Motorparameter, u.a. das in
Fig. 2 dargestellte Wandfilm-Modell.
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Die Freigabefunktion 36 ermöglicht
Laständerungskompensation bei der Stufe 38 nur dann, wenn festgestellt worden
ist, daß die für zwei Takte berechnete Laständerung eines
speziellen Zylinders über einer bestimmten Schwelle liegt.
Es kann beispielsweise die Druckdifferenz für einen
bestimmten Zylinder, berechnet für aufeinanderfolgende
Takte, benutzt werden. Somit:
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Freigabefunktion wirksam für P(K)-P(K-Z) > Schwellenwert,
wobei Z = Anzahl der Motorzylinder.
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Die Freigabefunktion ermöglicht es, sicherzustellen, daß
Laständerungskompensation nur bei Bedarf erfolgt. Sie
gewährleistet, daß keine Laständerungskompensation
vorgenommen wird, wenn zylinderspezifische Differenzen die
Ursache einer scheinbaren Laständerung sind.
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Wie die Fig. 2 zeigt, wird von der in das Saugrohr des
Motors eingespritzten Kraftstoffmenge mKE nur der Teil mKα
dem Zylinder zugeführt, während der andere Teil mKFZ
zunächst als ein Kraftstoffilm auf der Wandung des Saugrohres
verbleibt. Kraftstoff wird einerseits auf der Wandung
abgelagert, andererseits aber auch von der Wandung abgezogen
und dem Motorzylinder zugeführt. Es verbleibt somit eine
Kraftstoffmenge mKF auf der Wandung, von der der Anteil
mKFA von der Wandung abgezogen und dem Zylinder zugeführt
wird. Also: Die in den Motorzylinder eintretende Gesamt-
Kraftstoffmenge mKA setzt sich aus einem direkt
eingespritzten Anteil mKα und einem durch Reduzierung des
Wandfilms bedingten Anteil mKFA zusammen. In welchen
Anteilen Kraftstoff als Wandf ilm abgelagert wird,
andererseits vom Wandfilm abdampft, hängt weitgehend von Druck und
Temperatur der Luft im Saugrohr ab.
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Da Verfahren, Gerät und Algorithmen für die Kompensation
der beschriebenen Wandfilm-Effekte bekannt sind, ist die
multiplikative und/oder additive Laständerungskompensation
als eine Einzelstufe 38 dargestellt und wird darauf nicht
ausführlicher eingegangen. Zu beachten ist aber, daß die
Strategie der Laständerungskompensation entweder von dem
Hauptlastsignal oder dem Drosselventil-Lastsignal berechnet
werden kann, bzw. von Letzterem nur dann, wenn der Schalter
30 umgeschaltet worden ist.
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Die multiplikative und/oder additive
Laständerungskompensation wird bei der Stufe 40 mit dem Grundsignal t1f(k)
multipliziert bzw. hinzuaddiert (je nach Fall), und dadurch
werden die angepaßten normalen winkelsynchronen
Kraftstoffeinspritzzeiten teN gewonnen. Die bisher beschriebene
Kraftstoffeinspritzung ist in jeder Weise konventionell,
abgesehen von der vorgenannten zylinderspezifischen
Freigabefunktion 36.
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Das beschriebene Kraftstoffeinspritzverfahren bewährt sich
im stationären Zustand bei konstanter Last sehr gut, auch
dann noch, wenn die Belastung sich nur langsam erhöht oder
verringert. Unter den genannten Bedingungen arbeitet der
Drucksensor (oder sonstige Hauptlastsensor) sehr präzise
und ergibt eine richtig zugemessene Kraftstoffmenge.
Andererseits sind bei größeren Laständerungen ("dynamische"
Bedingungen) die Signale von den Hauptlastsensoren nicht
sonderlich geeignet. Insbesondere folgt das ausgewertete
Signal des Drucksensors einer schnell zunehmenden Last zu
langsam mit einem zu mageren Gemisch als Folge, während
andererseits bei schnell sinkender Last ein zu fettes
Gemisch erzielt wird. Hauptlastsensoren anderer Art haben den
Nachteil, daß die ausgewerteten Signale dieser Sensoren bei
einem schnellen Lastwechsel über den richtigen Wert hinaus
erheblich "überschwingen" (Hitzdraht-Sensoren) oder um den
richtigen Wert herum oszillieren (Stauklappen-Sensoren), so
daß das Gemisch für den Motor einmal zu fett, dann wieder
zu mager ausfällt. Dieses Verhalten ist in den Fig. 6(a),
(c) und (d) dargestellt.
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Ein entsprechendes Verhalten wird erfindungsgemäß dadurch
vermieden, daß zusätzlich die Winkelstellung des
Drosselventils 18, wie schon früher beschrieben, erfaßt wird. Das
Drosselventil ist in der Regel mit einem Potentiometer zum
Erfassen der Vollast-Stellung des Ventils verbunden. Es
wurde nun vorgeschlagen, die Motorlast über die
Winkelstellung des Drosselventils zu erfassen, dieses ist aber
kein zweckmäßiger Weg, da das Signal bei stationären oder
sich langsam änderenden Lasten zu ungenau ist (ein
einfaches Potentiometer wird benutzt) und deshalb
nichtstöchiometrische Gemische erzielt werden. Bei schnellen
dynamischen Veränderungen andererseits ist das aus der
Drosselventil-Öffnung berechnete Lastsignal weit
zweckmäßiger als die anderen Leitungssignale (siehe Fig. 6(b)).
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Fig. 4 zeigt die Beziehungen zwischen verschiedenen
Motorparametern bei einer großen Laststeigerung. Der Fig. 4d ist
zu entnehmen, daß die Druckdifferenz, wie vorstehend
beschrieben, während der schnellen Laständerung erheblich
"nachläuft", während das Signal α für den
Drosselventilwinkel und insbesondere das davon abgeleitete Signal tLW
der Laständerung weit schneller folgt oder ihr sogar
vorauseilt. Der entsprechende Fall - jedoch im umgekehrten
Sinne - liegt bei einer schnellen Lastverringerung vor.
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Wiederum bezugnehmend auf Fig. 5, wird das dem
Drosselventil-Winkel entsprechende Signal α in regelmäßigen
Abständen abgetastet (z.B. alle 10 ms entsprechend einem
TAKT-Signal) und wird zusammen mit einem Eingangssignal vom
Motor, das die Motordrehzahl n betrifft, in der Stufe
42 abgebildet, um eine eigene winkelsynchrone Grund-
Einspritzdauer t1w(j) zu gewinnen. Dieser Vorgang ist in
der Fig. 3 dargestellt, in der das Ausgangssignal t1w(j)
für jeden Wert α des Drosselventil-Winkels dargestellt ist.
Darstellung erfolgt nur für drei Motordrehzahlen, es ist
aber klar, daß die Beziehung t1w(j)/α für viele andere
Motordrehzahlen abgespeichert ist und Interpolation von
Zwischenwerten erfolgt. Die Änderungsgeschwindigkeit dieser
Größe wird bei der Stufe 44 ermittelt, und bei der Stufe 46
wird darüber entschieden, ob die Änderungsgeschwindigkeit
einen festgelegten Schwellenwert überschreitet oder nicht.
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Sollte dieser Schwellenwert überschritten werden, so gibt
es drei Möglichkeiten, zwischen denen durch entsprechende
Programmierung der elektronischen Steuereinheit gewählt
werden kann:
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1. Der Schalter 30 kann umgeschaltet werden, so daß der
Ausgang der Stufe 42 mit dem Filter 32 verbunden wird.
Außerdem können die Parameter des Filters 32 geändert
werden (ist aber nicht wesentlich), um die Filterdämpfung
zu verringern oder aufzuheben, da es während einer starken
Beschleunigung oder Verzögerung wichtiger ist, daß ein
möglichst aktuelles Signal zum Bestimmen der normalen
winkelsynchronen Kraftstoffeinspritzmenge benutzt wird, oder es
kann beispielsweise für einen besseren Übergang von einem
Signal zum anderen, mit wertmäßigem Unterschied, ein
spezieller Filterwert gewählt werden. Den Fig. 4 und 6 ist
zu entnehmen, daß das Drosselventil-Lastsignal der
tatsächlichen Laständerung des Motors vorauseilt und daher bei
starker Änderung der Motorlast bevorzugt werden kann, da
das über den Drosselventil-Winkel gewonnene Signal t1w(j)
genauer ist als das Signal t&sub1;(k) vom Hauptlastsensor und
durch die Voreilung des Signals eine Zeitverzögerung bei
der Signalverarbeitung ausgeglichen werden kann. Das Signal
t1w(j) wird dann genauso behandelt wie das zuvor benutzte
Signal t&sub1;(k), abgesehen davon, daß die Möglichkeit besteht,
die Filterung bei der Stufe 32 zu ändern oder aufzuheben.
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2. Die zweite Möglichkeit wäre, daß der Schalter 30 in der
Normalstellung verbleibt, aber die Abtastung des Druckes
vom Drucksensor auf geänderte Art erfolgt und/oder die
Filterfunktion 32 abgeschwächt oder aufgehoben wird, wie für
die erste Wahlmöglichkeit beschrieben. Es ist zu ersehen,
daß für das stationäre Drucksignal ein Wert benutzt wird,
der um ein halbes Segment "veraltet" ist. Bei sich langsam
ändernder Belastung oder unter stationären Bedingungen ist
dies bedeutungslos, während bei sich schnell ändernder Last
ein zu mageres Gemisch erzielt wird. Infolgedessen ist die
Abtastung so abgeändert, daß die Druckmessung für den
Druckwert bei der aktuellsten Bezugsmarke tR erfolgt, ohne
Mittelwert-Berechnung. Dadurch wird ermöglicht, daß das
Drucksignal und das daraus berechnete Lastsignal der
tatsächlichen Motorlast bei schneller Laständerung
schneller folgen, mit einer geringeren Abweichung des Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses als Resultat.
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3. Die dritte Möglichkeit besteht darin, daß der Schalter
30 in der Normalstellung verbleibt und - insbesondere bei
einem Hitzdraht-Luftmengenmesser - die Abtastung normal
oder verändert erfolgt, aber die Filterparameter 32 relativ
hoch gewählt werden, so daß ein Lastsignal gewonnen wird,
das auf ein Überschwingen des Signals vom
Hitzdraht-Luftmengenmesser infolge von Befüllung des Saugrohrs nicht
reagiert, aber auf den Saugrohrdruck sehr genau anspricht,
wie in der Fig. 6a mit gestrichelter Linie dargestellt. Die
beschriebenen Merkmale sind mit einem einfachen Tiefpaß
erster Ordnung zu erzielen.
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Das erste vorerwähnte Verfahren zum Abändern der Signale
vom Hauptlastsensor durch Überwachen des Signals für den
Drosselventil-Winkel ermöglicht ein weit aktuelleres
winkelsynchrones Kraftstoffeinspritzsignal, besonders im Falle
eines Stauscheiben-Luftmengenmessers oder eines sehr
langsamen Drucksignals. Die zweiten und dritten vorerwähnten
Verfahren sind für turboaufgeladene Motoren oder Motoren
mit einem Bypass-Leerlaufdrehzahl-Regelsystem, bei denen
das Signal tLW nicht unbedingt der Motorlast entspricht,
vorzuziehen. In allen drei Fällen würde die geänderte
Strategie während einer Zeitspanne TTLFU, nachdem die
Differenz tLW nicht mehr größer ist als der Schwellenwert
TLFU, wirksam bleiben, wie in der Fig. 6b gezeigt.
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Zusätzlich zu den drei vorerwähnten Möglichkeiten wird bei
der Stufe 48 auch ermittelt, ob die aus dem Signal für den
Drosselventil-Winkel berechnete Änderungsgeschwindigkeit
der Einspritzdauer einen zweiten Schwellenwert erreicht
oder nicht (dieser Schwellenwert kann kleiner, gleich oder
größer als der Schwellenwert bei Stufe 46 sein).
Überschreiten des erwähnten zweiten Schwellenwertes bedeutet
eine schnelle Belastungssteigerung des Motors, und die
elektronische Steuereinheit veranlaßt dann, daß weitere
asynchrone Einspritzimpulse zur Gemischanreicherung
erfolgen. Die Schwelle wird in der Regel zu einem Punkt
gelegt, bei dem eine ausreichende Anreicherung der
Zylindergemische durch normale winkelsynchrone Einspritzung
nicht möglich ist. Die Fig. 4b zeigt beispielsweise, wie
die normalen, winkelsynchronen Einspritzimpulse bei einer
Laststeigerung länger werden, ohne daß dadurch eine
Abmagerung des Gemisches im Zylinder 4 verhindert wird, eine
Abmagerung im Zylinder 2 nur zum Teil. Um die Abmagerung zu
verhindern, werden somit asynchrone Zwischeneinspritzungen
vorgenommen. Sie können in verschiedenen Zeitabständen
während jedes Segmentes erfolgen, z.B. in Abständen von
10 ms. Daß mehrere asynchrone Einspritzungen erfolgen,
bedeutet, daß in allen Fällen Kraftstoff bei gerade noch
offenem Einlaßventil eingespritzt werden kann. Die gesamte
Zwischen-Einspritzmenge auf einmal einzuspritzen, wäre
unzweckmäßig, denn dann könnte Überfettung bei bestimmten
Zylindern erfolgen, z. B. bei Zylinder 4, der eine nur
relativ kleine Füllungssteigerung erfordert.
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Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird unter
Berücksichtigung eines Faktors bei Stufe 50 berechnet. Dieser Faktor
könnte sich beispielsweise nach der Temperatur des Motors,
einer adaptiven Korrektur entsprechend der Regelung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder anderem richten. Das
gewonnene Signal ist die asynchrone Grund-Einspritzzeit
tezcal. Wird bei der Stufe 52 festgestellt, daß die
berechnete Breite des asynchronen Impulses unter einem
bestimmten Schwellenwert liegt, so wird die betreffende
Zwischeneinspritzung unterdrückt, da die Einspritzung
minimal sein muß angesichts der Öffnungs- und Schließzeiten
des Einspritzventils. Liegt die Impulsbreite über dem
Schwellenwert, bleibt das Signal erhalten, liegt sie jedoch
unter dem Schwellenwert, erfolgt Abspeicherung im Speicher
54 und wird zu der Impulsbreite der folgenden asynchronen
Zwischeneinspritzung hinzuaddiert. Dieser Fall ist in den
Fig. 4b2 und 4b3 unter A dargestellt.
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Um sicherzustellen, daß im Anschluß an asynchrone
Zwischeneinspritzung die normale winkelsynchrone
Kraftstoffeinspritzung zu keiner Überfettung des Gemisches führt, wird
die Dauer aller Zwischeneinspritzimpule in jedem Segment
bei der Stufe 56 summiert und wird diese teilweise oder
ganz - nach Ermittlung bei Stufe 58 - von der folgenden
normalen, winkelsynchronen Einspritzimpulsdauer
subtrahiert. Die asynchronen Einspritzimpulse selbst öffnen
das Einspritzventil, außer bei gleichzeitiger Ausgabe mit
einer normalen, winkelsynchronen Einspritzung, wie bei
Punkt b in Fig. 4b2 dargestellt. In diesem Falle betätigt
die Steuereinheit 20 einen Schalter 60 zum Abtrennen des
Einspritzventils von der Erzeugungsschaltung für asynchrone
Impulse, und dieser Teil der Schaltung wird statt dessen
mit dem Schaltungsteil für normale, winkelsynchrone Impulse
verbunden, so daß die berechnete Dauer der erwähnten
asynchronen Zwischeneinspritzungen zu der berechneten normalen,
winkelsynchronen Einspritzdauer hinzuaddiert wird.
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Wenn also das elektronische Steuerungssystem entscheidet,
daß die über die normalen, winkelsynchronen
Einspritzimpulse bewirkte Kompensation nicht ausreicht, dann können
auch einer oder mehrere asynchrone
Zwischen-Einspritzimpulse in jedem Segment erfolgt, damit schnelle
Anreicherung des Gemisches erfolgt und das Gemisch den
Lastanforderungen besser entspricht, d.h. dem stöchiometrischen
Idealfall näherkommt.
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Die asynchronen Zusatzimpulse sind natürlich in der Regel
nur während einer schnellen Laststeigerung erforderlich,
nicht jedoch während einer schnellen Lastverringerung.
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Zur Nutzung der Voreilcharakteristik des Signals tLW bei
Verzögerung, mit Entscheidung durch den Schalter 60, werden
negative Zwischen-Einspritzimpulsbreiten in einen Speicher
61 addiert und durch eine Faktorierungsschaltung 62
berichtigt. Die resultierende negative Einspritzdauer wird zur
Verringerung der Impulsbreite mit dem nächsten synchronen
Einspritzimpuls addiert.
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Am Eingang der Stufe 48 kann ein Filter vorgesehen werden,
um Signalschwankungen zu glätten und einen langsamen
Signalabfall nach Triggerung einer Differenz tLW zu
bewirken, so daß Zwischeneinspritzungen nicht nur während
tLW erfolgen, sondern auch in den anschließenden
Abtastintervallen mit abnehmender Impulsbreite. Auf eine
entsprechende Darstellung in der Fig. 5 wurde der
Einfachheit halber verzichtet.
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Der behandelte Algorithmus ist für ein System mit
Simultaneinspritzung beschrieben worden. Ein Fachmann/Fachfrau
könnte Anpassung an ein sequentielles oder
Grund-Einspritzsystem ohne weiteres vornehmen. Bei einem Ausfall des
Hauptlastsensors oder des Sensors für den Drosselventil-
Winkel ist Umschaltung des Systems auf Funktion mit dem
verbleibenden Sensor möglich.
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Zu beachten ist, daß mit den Signalen von dem normalen,
winkelsynchronen Schaltungsteil und den Signalen bezüglich
der asynchronen Zwischeneinspritzung auch weitere
Funktionen bewirkt werden können. Wie ein einmal berechnetes
Einspritzimpulssignal behandelt werden kann, ist aber dem
Fachkundigen geläufig und kein Bestandteil der
vorliegenden Erfindung.
Figurenbeschriftung in Deutsch/Englisch
Figur 1
(Legende)
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a) Elektronische Steuereinheit
Electronic Control Unit
Figur 3
(Legende)
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a) 3000/min
3000 r.p.m.
Figur 2
Figur 5
(Legende)
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a) Abtastung
Sample
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b) Filter
Filter
-
c) Freigabe
Enable
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d) Laständerungs-Kompensation
Load Change Compensation
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e) X und/oder +
X And/Or +
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f) zu Einspritzventil
To Fuel Injector
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g) Taktsignal
Clock
-
h) Faktorierung
Factor
-
i) Faktorierung
Factor
-
j) Faktorierung
Factor
-
k) Triggersignal
Trigger
-
l) Speicher
Store
-
m) Zu Einspritzventil
To Fuel Injector
Figur 4
(Legende)
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a) Einlaß
Inlet
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b) Auslaß
Exhaust
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c) Saugrohrdruck P
Inlet Manifold Pressure P
Figur 6
(Legende)
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a) tL ohne Filter
tL without filter
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b) tL gefiltert
filtered tL
-
c) Stationäres tL-Filter
Stationary tL Filter
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d) Effektive Zeit fiir dynamisches tL-Filter oder/und
Verwendung von tLW
effective time for dynamic tL filter or/and use of tLw
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e) Stationäres tL-Filter
Stationary tL filter
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f) tL mit normaler Integration und Filterung
tL with normal integration and filter process
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g) tL ohne Filterung/Integration
tL without filter/integration