EP0054112B1 - Elektronisches Verfahren und elektronisch gesteuertes Kraftstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Elektronisches Verfahren und elektronisch gesteuertes Kraftstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0054112B1
EP0054112B1 EP81107657A EP81107657A EP0054112B1 EP 0054112 B1 EP0054112 B1 EP 0054112B1 EP 81107657 A EP81107657 A EP 81107657A EP 81107657 A EP81107657 A EP 81107657A EP 0054112 B1 EP0054112 B1 EP 0054112B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
new
injection period
signal
mean value
acceleration
Prior art date
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Expired
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EP81107657A
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English (en)
French (fr)
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EP0054112A3 (en
EP0054112A2 (de
Inventor
Wolfram Dipl.-Ing. Becker
Helmut Dipl.-Ing. Denz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0054112A3 publication Critical patent/EP0054112A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0054112B1 publication Critical patent/EP0054112B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2403—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially up/down counters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires

Definitions

  • the invention relates to an electronically controlled fuel metering system for an internal combustion engine according to the type of the independent claim.
  • DE-A-2 815 067 it is known to monitor the individual metering signals in order to avoid torque jumps and thus undesirable jerking of the internal combustion engine and to limit changes in these metering signals.
  • this takes place in that, starting from a specific metering signal, an upper and a lower limit value are formed for the next metering signal, and if the changes are too great, these limit values then come into play.
  • an anti-jerk system is obtained which achieves good results with regard to driving behavior and exhaust gas composition even in critical operating conditions.
  • FIG. 1 shows a speed-load diagram with indication of a jerk-sensitive area
  • FIG. 2 shows various examples of the mode of operation of the system under different operating conditions
  • FIG. 3 shows a flow diagram in connection with a computer-controlled implementation of the invention
  • FIG. 4 shows a block diagram as an example of a hardware solution
  • FIG. 5 shows a detail relating to the subject of FIG. 4.
  • the exemplary embodiment relates to a method and an electrically controlled fuel metering system in an internal combustion engine with spark ignition, the fuel being metered in via injection valves which are triggered in pulses.
  • Jerking is a driving operation in which the vehicle is braked and accelerated again by cyclical torque fluctuations. The reason lies in the type of load recording.
  • the load signal ti is proportional to the air flow in the intake pipe and thus proportional to the output signal of the air flow meter and inversely proportional to the speed.
  • FIG. 1 Such a map is shown in FIG. 1 and different areas for different countermeasures are drawn in this map, as well as a particularly critical area in which bucking is particularly critical due to the design of the engine and vehicle.
  • 2 shows various diagrams of the mode of operation of the exemplary embodiment in different operating states.
  • 2a shows a quite restless load signal (ti) whose individual values are averaged in a compensating sense.
  • FIG. 2b shows the signal behavior during a typical acceleration process, namely when the load signal rises sharply and exceeds certain change threshold values.
  • the situation with a slow load increase is shown in Fig. 2c.
  • the averaging is effective due to the fact that a certain change in the load signal has not yet been reached becomes.
  • this averaging would lead to an increasing gap between the actual and the averaged value, so that an approximation of these two different values must be ensured.
  • FIGS. 2d and e show the conditions during a transition to the overrun mode and with a slow load decrease.
  • FIG. 3 shows a flowchart for a computer-controlled solution of the fuel metering system according to the invention.
  • the second query in FIG. 13 concerns the thrust detection. If there is a transition to overrun mode, then either this newest value is switched through or, with a view to a smooth transition, an adapted new value according to the formula chosen. This alternative option is characterized by solid and dashed lines.
  • the averaging takes place over the last maximum of eight load values. It takes place on the basis of the values stored in a shift register, with the shift register in the so-called push-through mode being loaded with the latest value in the stationary area, while the oldest is lost.
  • the push mode control serves a counter to determine the ranking of the individual memory values.
  • a query for the maximum counter reading is denoted by 16 and a subtraction point for the last load value during stationary operation is denoted by 17.
  • the control of the shift register is characterized by a block 18, the latest load value occupying the shift register location Z1 after 19.
  • the respective load values are summed in block 20.
  • the subsequent division to form the mean value takes place in block 21. Since the deviation of the latest value from the mean value is also processed, a corresponding calculation is provided in block 22.
  • the next interrogation unit 23 is used for the area classification.
  • Two interrogation units 24 and 25 follow, with which slow load decreases and slow load increases in the sense of FIGS. 2c and 2e are recorded.
  • the latest basic injection quantity value corresponds to the averaged load signal. Otherwise there is a progressive approximation to the respective load value according to the formula to wear over block 26.
  • This also applies in the event that a special area is recognized via the area detection stage 23 and the change in this special area exceeds a certain threshold value (27).
  • the new basic injection value is the averaged value, block 28, then the serial number Z is continuously increased by one until an end value N is reached (30) and then jumped back to the starting point A.
  • a signal deviating from the mean value is generated as the new basic injection value, a new mean value formation and a new writing of values into the shift register take place in accordance with the specifications in a block 29.
  • FIG. 4 An example of a hardware-based implementation possibility is shown in FIG. 4.
  • the individual blocks of FIG. 4 are provided with the reference numbers known from FIG. 3 if they match, although the Blocks of the flowchart basically represent pure arithmetic operations, while those of FIG. 4 mark circuit arrangements for realizing the special function.
  • timing element 35 for generating the quotient of air throughput and speed based on signals from a speed sensor 36 and an air quantity measuring device 37.
  • selection logic 38 for a desired switching of the individual sizes depends on the individual driving conditions, and finally the valve winding of an injection valve 39 is indicated.
  • the signal line to this injection valve there are usually correction stages for at least the temperature and the battery voltage.
  • the individual structure is as follows.
  • the output of the timing element 35, at which the latest ti (k) value is present, is inevitably coupled to all those stages which process or pass on the current basic injection value or load value.
  • These are the selection logic 38, the difference formation stage 11 for successive load signals, a memory stage 40 for the previous load signal, a counter 30, which supplies the control signal for an adder 20 and the divider stage 21, and also a subtraction stage 22 for forming the difference between the current one Load value and the current mean value as well as a threshold level 23 for range inquiry.
  • the subtraction stage 11 is coupled to two comparators 12 and 13 for recognizing the acceleration and the transition to overrun mode, the output signals of which can in turn be switched to two control inputs 41 and 42 of the selection logic 38. Furthermore, these comparators 12 and 13 supply reset signals for the adder stage 20. This is because the averaging in the special example according to FIG. 4 is to be stopped in each of these transitional operating states and corresponding addition values are to be deleted. The same reset signal is also received by the shift register 18 and the counter 30. The respective counter reading of the counter 30 controls the adder 20, the progression of the contents of the shift register 18 and the divider 21. The output of this divider 21 is an average of the basic injection time tiM, which in turn is as Input variable for the subtraction level 22, the division and addition level 26 and for the selection logic 38 is used.
  • a further division and subtraction stage 15 supplies a ti (k-1) +, decisivi / 2 signal for a further input of the selection logic 38.
  • the difference between the current load value and the current mean value is provided by the subtraction stage 22, which in turn returns the output signal to the Division and addition level 26 and a sign recognition level 44 passes on.
  • Another control input 45 of the selection logic 38 receives output signals from the threshold switches 24, 25 and 27, the output signals of which also cause the resetting of the adder 20 and the counter 30.
  • the control stage 29 ensures that, depending on input signals at its three inputs 47, 48, 49, the latest load value tineu is written into the memory 40 for the previous load value as the newest value.
  • the input 47 is connected to the control input 45 of the selection logic 38, the input 48 to the control input 41 and finally the input 49 to the control input 42.
  • the control device 29 can be implemented by means of a triple-OR gate for the individual input variables.
  • FIG. 5a shows the diagram of the selection logic 38 with the individual data and value inputs " .
  • FIG. 5b shows a logic table according to which the individual switches shown in FIG. 5a switch to The first line of the table in FIG. 5b shows the case of acceleration, the second line the signal output when changing to overrun mode and lines 3 and 4 identify different cases of more or less stationary operation for the output signal, the curve curves dashed in FIGS. 2c and 2e are traced.
  • the fuel metering system described above is distinguished by the fact that it enables very good driving behavior in all operating conditions in all possible operating areas.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem elektronisch gesteuerten Kraftstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs. Aus der DE-A-2 815 067 ist bekannt, zum Vermeiden von Drehmomentsprüngen und damit von unerwünschten Ruckeln der Brennkraftmaschine die einzelnen Zumesssignale zu überwachen und Änderungen dieser Zumesssignale zu begrenzen. Dies geschieht bei dem bekannten System dadurch, dass ausgehend von einem bestimmten Zumesssignal jeweils ein oberer und ein unterer Grenzwert für das nächstfolgende Zumesssignal gebildet wird und bei zu grossen Änderungen dann eben diese Grenzwerte zum Tragen kommen.
  • Es hat sich nun gezeigt, dass dieses bekannte «Antiruckel»-System nicht immer zufriedenstellend arbeitet, da die Änderungsbegrenzung bei Übergangsbetrieben wie Beschleunigung und Schub abschaltbar sein muss und speziell beim Auftreten dieser Bereiche Ungenauigkeiten entstehen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens sowie ein des elektronisch gesteuerten Kraftstoffzumesssystems entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche erhält man ein Antiruckelsystem, das auch bei kritischen Betriebszuständen gute Ergebnisse hinsichtlich des Fahrverhaltens sowie der Abgaszusammensetzung erzielt. Insbesondere ist es vorteilhaft, für unterschiedliche Betriebszustände unterschiedliche Begrenzungen zu wählen, so dass sehr genau einzelne Forderungen berücksichtigt .werden können.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Drehzahl-Last-Diagramm mit Angabe eines rukkelempfindlichen Bereichs, Fig. 2 verschiedene Beispiele für die Wirkungsweise des Systems bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen, Fig. 3 ein Flussdiagramm im Zusammenhang mit einer rechnergesteuerten Realisierung der Erfindung, Fig. 4 ein Blockschaltbild als Beispiel einer Hardware-Lösung und Fig. 5 eine Einzelheit zum Gegenstand von Fig. 4.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispieles
  • Das Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren sowie ein elektrisch gesteuertes Kraftstoffzumesssystem bei einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, wobei der Kraftstoff über impulsweise angesteuerte Einspritzventile zugemessen wird. Als Ruckeln bezeichnet man einen Fahrbetrieb, bei dem das Fahrzeug durch zyklische Drehmomentschwankungen jeweils abgebremst und wieder beschleunigt wird. Die Ursache liegt in der Art der Lasterfassung. Das Lastsignal ti ist proportional dem Luftdurchsatz im Ansaugrohr und damit proportional dem Ausgangssignal des Luftmengenmessgeräts und umgekehrt proportional zur Drehzahl. Beim Ruckeln kann von näherungsweise konstantem Luftmengensignal ausgegangen werden, während die Drehzahl um einen Mittelwert schwankt. Bei konstanter Ausgangsspannung des Luftmengenmessgeräts bewirkt demnach eine Drehzahlabnahme eine Anfettung des Gemischs, während zunehmende Drehzahl zur Abmagerung führt.
  • Liegt man nun mit der Auslegung eines Kraftstoffzumesssystems in einem A-Bereich, in dem das Drehmoment proportional zum X-Wert ist, dann bewirkt eine zunehmende Drehzahl eine Abmagerung des Gemisches und dadurch ebenfalls eine, unter Umständen sehr starke, Drehmomentabnahme, die wiederum zu einem verstärkten Drehzahlabfall führt. Diese Drehzahlabnahme erzeugt nach der mathematischen Beziehung des Lastsignals ti ≈ Q/n eine Anfettung des Gemisches und damit eine Drehmomentzunahme, was einer Beschleunigung gleichkommt. Die Folge davon ist wiederum eine Drehzahlzunahme und der gesamte Vorgang beginnt von neuem.
  • Dies führt, gekoppelt mit einem entsprechend schwingungsfähigen System (Motor- Kupplung-Getriebe - Kardanwelle - Hinterachse - Reifen) zum «ruckelnden Fahrbetrieb». Angeregt werden kann dieser Vorgang z.B. durch ein einzelnes zu hohes Lastsignal ti oder durch eine Bodenwelle o.ä., die eine schnelle Drehzahländerung anregt.
  • Im Hinblick auf das genannte schwingungsfähige System als solches gibt es im Last-Drehzahl-Kennfeld einer Brennkraftmaschine verschiedene Bereiche mit unterschiedlicher Ruckelneigung.
  • Ein derartiges Kennfeld ist in Fig. 1 dargestellt und in diesem Kennfeld sind unterschiedliche Bereiche für verschiedene Gegenmassnahmen eingezeichnet, sowie ein besonders kritischer Bereich, in dem Ruckel aufgrund der Auslegung von Motor und Fahrzeug besonders kritisch ist.
  • Man kann Ruckelerscheinungen dämpfen, indem das ganze Gemisch fetter eingestellt wird. Im Hinblick auf einen sparsamen Verbrauch sowie gutes Abgas ist diese Methode jedoch nicht allgemein anwendbar. Beim Ausführungsgegenstand hingegen wird vorzugsweise im ruckelgefährdeten Bereich eine Mittelwertbildung der einzelnen Zumesssignale vorgenommen, wobei in Übergangsbereichen eine Sonderregelung getroffen wird.
  • Fig. 2 zeigt verschiedene Diagramme zur Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles bei unterschiedlichen Betriebszuständen. So zeigt Fig. 2a ein recht unruhiges Lastsignal (ti) dessen Einzelwerte in ausgleichendem Sinne gemittelt werden.
  • Fig. 2b zeigt das Signalverhalten bei einem typischen Beschleunigungsvorgang, wenn nämlich das Lastsignal stark ansteigt und gewisse Änderungsschwellwerte überschreitet. Die Verhältnisse bei einer langsamen Lastzunahme zeigt Fig.2c. Dort wirkt anfangs die Mittelwertbildung aufgrund der Tatsache, dass ein bestimmter Änderungswert im Lastsignal noch nicht erreicht wird. Diese Mittelwertbildung würde im Endeffekt zu einem immer stärkeren Auseinanderklaffen von tatsächlichem und gemitteltem Wert führen, so dass für eine Annäherung dieser beiden unterschiedlichen Werte Sorge getragen werden muss.
  • In entsprechender Weise zeigen die Fig. 2d und e die Verhältnisse bei einem Übergang in den Schubbetrieb sowie bei langsamer Lastabnahme.
  • Wesentlich ist, dass die einzelnen Fahrzustände erkannt, entsprechend bewertet und nachfolgend die richtigen Schlussfolgerungen im Sinne einer Ruckel-Gegensteuerung gezogen werden.
  • Im Hinblick auf zunehmend üblicher werdende Kraftstoffzumesssysteme mit Rechnersteuerung zeigt Fig. 3 ein Flussdiagramm für eine rechnergesteuerte Lösung des erfindungsgemässen Kraftstoffzumesssystems.
  • Beim Flussdiagramm nach Fig. 3 werden zu Beginn in einem Block 10 einzelne Bereiche initialisiert, Zählerstände zurückgesetzt, Speicherinhalte gelöscht usw. Nachfolgend wird dann in Block 11 eine Differenzbildung von aufeinanderfolgenden Lastsignalen vorgenommen, der wiederum eine doppelte Abfrage in 12 und 13 nach-. folgt. Die Abfrage im Block 12 dient der Beschleunigungserkennung und ist sie gegeben, dann wird als neuer Lastwert auch jeweils der neueste Wert genommen (14), entsprechend weitergeleitet und verarbeitet.
  • Die zweite Abfrage in 13 betrifft die Schuberkennung. Liegt Übergang in den Schubbetrieb vor, dann wird entweder dieser neueste Wert durchgeschaltet oder jedoch im Hinblick auf einen sanften Übergang ein angepasster neuer Wert nach der Formel
    Figure imgb0001
    gewählt. Diese Alternativmöglichkeit ist durch ausgezogene und gestrichelt gezeichnete Linien charakterisiert.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Mittelwertbildung über die letzten maximal acht Lastwerte. Sie erfolgt ausgehend von den in einem Schieberegister gespeicherten Werten, wobei im stationären Bereich das Schieberegister in sogenannten Durchschiebebetrieb mit jeweils dem neuesten Wert beaufschlagt wird, während der älteste verloren geht. Der Schiebebetriebssteuerung dient ein Zähler zur Festlegung der Rangfolge der einzelnen Speicherwerte. Beim Flussdiagramm nach Fig. 3 ist mit 16 eine Abfrage nach dem Höchstzählerstand bezeichnet und mit 17 eine Subtraktionstelle für den letzten Lastwert beim stationären Betrieb. Das Schieberegister ist mit seiner Steuerung durch einen Block 18 gekennzeichnet, wobei nach 19 der jeweils neueste Lastwert den Schieberegisterplatz Z1 belegt.
  • In Block 20 findet eine Summation der jeweiligen Lastwerte statt. Die nachfolgende Division zur Bildung des Mittelwerts erfolgt in Block 21. Da auch die Abweichung des jeweils neuesten Werts vom Mittelwert verarbeitet wird, ist eine entsprechende Berechnung in einem Block 22 vorgesehen.
  • Der Bereichsklassifizierung dient die nächste Abfrageeinheit 23. Es folgen zwei Abfrageeinheiten 24 und 25, mit denen jeweils langsame Lastabnahmen und langsame Lastzunahmen im Sinne der Fig. 2c und 2e erfasst werden. Solange die dort eingezeichneten Schwellen noch nicht erreicht sind, entspricht der jeweils neueste Grundeinspritzmengenwert dem gemittelten Lastsignal. Andernfalls kommt eine progressive Annäherung an den jeweiligen Lastwert nach der Formel
    Figure imgb0002
    über den Block 26 zum tragen. Dies gilt auch für den Fall, dass über die Bereichserkennungsstufe 23 ein Spezialbereich erkannt und in diesen Spezialbereich die Änderung einen bestimmten Schwellwert überschreitet (27). Ist der neue Grundeinspritzwert der gemittelte Wert, Block 28, dann wird die laufende Nummer Z bis zum Erreichen eines Endwerts N laufend um Eins erhöht (30) und dann zum Ausgangspunkt A zurückgesprungen. Wird hingegen als neuer Grundeinspritzwert ein vom Mittelwert abweichendes Signal erzeugt, so erfolgt eine neue Mittelwertbildung und ein neues Einschreiben von Werten in das Schieberegister entsprechend Angaben in einem Block 29. Auch hier erfolgt im Anschluss daran ein Zurückspringen des gesamten Rechnungsablaufes nach A.
  • Mit Hilfe des in Fig. 3 als Flussdiagramm dargestellten Programmablaufs werden somit verschiedene Grenzwerte für das Grundeinspritzsignal erzeugt und abgefragt, die je nach den aus Fig. 2 ersichtlichen Fällen zum tragen kommen. Wesentlich ist die fortlaufende Mittelwertbildung während des stationären Betriebs, das Verhalten in den jeweiligen Übergangsbetrieben wie Beschleunigung und Schub, wobei im Hinblick auf eine möglichst gute Beschleunigung der jeweilige Fahrerwunsch unmittelbar zum tragen kommt, während bei Schubbetrieb zum Erreichen eines weichen Übergangs ein flacherer Abfall gewählt werden kann. Darüber hinaus werden langsame Beschleunigungsvorgänge und Lastabnahmen erkannt und eine entsprechende Signalverarbeitung vorgenommen.
  • Insgesamt gibt es für den neuen Grundeinspritzwert vier verschiedene Möglichkeiten:
    • - ti neu = ti (k) für Beschleunigungsfälle und gegebenenfalls für den Schubbetrieb.
    • - ti neu = ti (k-1) + Ati/2 für einen weichen Übergang in den Schubbetrieb.
    • - ti neu = tiM als gemittelten Wert im stationären Fahrbetrieb, und
    • - ti neu = tiM + AtiM/2 zur sukzessiven Annäherung des Mittelwertsignals an das Lastsignal im Falle langsamer Beschleunigungsvorgänge und flacher Lastabschwächungen.
  • Ein Beispiel einer hardware-mässigen Realisierungsmöglichkeit zeigt Fig. 4. Der besseren Übersicht halber sind die einzelnen Blöcke dieser Fig. 4 mit den aus Fig. 3 bekannten Bezugsziffern versehen, sofern sie übereinstimmen, obwohl die Blöcke des Flussdiagramms im Grunde genommen reine Rechnenoperationen darstellen, während diejenigen von Fig. 4 Schaltungsanordnungen zur Realisierung der speziellen Funktion markieren.
  • Um die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 im Sinne eines Kraftstoffmesssystems zu vervollständigen, findet sich noch ein Zeitglied 35 zum Erzeugen des Quotienten aus Luftdurchsatz und Drehzahl ausgehend von Signalen eines Drehzahlgebers 36 und eines Luftmengenmessgeräts 37. Ausserdem findet sich noch eine Auswahllogik 38 für eine wunschgemässe Durchschaltung der einzelnen Grössen abhängig von den einzelnen Fahrzuständen, und schliesslich ist die Ventilwicklung eines Einspritzventils 39 angedeutet. In der Signalleitung zu diesem Einspritzventil liegen in der Regel noch Korrekturstufen für wenigstens die Temperatur und die Batteriespannung.
  • Im einzelnen ergibt sich folgender Aufbau. Der Ausgang des Zeitgliedes 35, an dem der jeweils neueste ti(k)-Wert anliegt, ist zwangsläufig mit all jenen Stufen gekoppelt, die den aktuellen Grundeinspritzwert bzw. Lastwert verarbeiten oder weitergeben. Dies sind die Auswahllogik 38, die Differenzbildungsstufe 11 für aufeinander folgende Lastsignale, eine Speicherstufe 40 für das jeweils vorausgegangene Lastsignal, einen Zähler 30, der Steuersignal für ein Addierglied 20 sowie die Dividierstufe 21 liefert, ferner eine Subtraktionsstufe 22 zum Bilden der Differenz zwischen dem aktuellen Lastwert und dem aktuellen Mittelwert sowie eine Schwellwertstufe 23 zur Bereichsabfrage.
  • Ausgangsseitig ist die Subtraktionsstufe 11 mit zwei Komparatoren 12 und 13 zum Erkennen der Beschleunigung und des Übergangs in den Schubbetrieb gekuppelt, deren Ausgangssignale wiederum auf zwei Steuereingänge 41 und 42 der Auswahllogik 38 schaltbar sind. Ferner liefern diese Komparatoren 12 und 13 Rücksetzsignale für die Addierstufe 20. Dies deshalb, weil die Mittelwertbildung beim speziellen Beispiel nach Fig. 4 jeweils bei diesen Übergangsbetriebszuständen gestoppt und entsprechende Additionswerte gelöscht werden sollen. Das gleiche Rücksetzsignal erhält auch das Schieberegister 18 sowie der Zähler 30. Der jeweilige Zählerstand des Zählers 30 steuert die Addierstufe 20, das Fortschreiten der Inhalte des Schieberegisters 18 sowie die Dividierstufe 21. Ausgangssignal dieser Dividierstufe 21 ist ein Mittelwert der Grundeinspritzzeit tiM, der wiederum als Eingangsgrösse für die Subtraktionsstufe 22, die Divisions- und Additionsstufe 26 sowie für die Auswahllogik 38 dient.
  • Eine weitere Divisions- und Subtraktionsstufe 15 liefert ein ti(k-1) +,äti/2-Signal für einen weiteren Eingang der Auswahllogik 38. Die Differenz zwischen aktuellem Lastwert und momentanem Mittelwert liefert die Subtraktionsstufe 22, die ihrerseits wieder das Ausgangssignal an die Divisions- und Additionsstufe 26 sowie eine Vorzeichenerkennungsstufe 44 weitergibt.
  • Ihr folgen zwei Schwellwertschalter 24 und 25 zur Abfrage von Schwellen in Verbindung mit langsamen Beschleunigungsvorgängen sowie flache Lastabnahmen. Ein weiterer Steuereingang 45 der Auswahllogik 38 erhält Ausgangssignale der Schwellwertschalter 24, 25 und 27, wobei deren Ausgangssignale ebenfalls das Zurücksetzen des Addiergliedes 20 und des Zählers 30 bewirken. Die Steuerstufe 29 stellt sicher, dass abhängig von Eingangssignalen an ihren drei Eingängen 47,48,49 der jeweils neueste Lastwert tineu in den Speicher 40 für den vorausgegangenen Lastwert als neuester Wert eingeschrieben wird. Dabei steht der Eingang 47 mit dem Steuereingang 45 der Auswahllogik 38 in Verbindung, der Eingang 48 mit dem Steuereingang 41 und schliesslich der Eingang 49 mit dem Steuereingang 42. Realisierbar ist die Steuereinrichtung 29 mittels eines Dreifach-Odergatters für die einzelnen Eingangsgrössen.
  • In der Auswahllogik 38 muss nun dafür Sorge getragen werden, dass je nach Betriebszustand die einzelnen berechneten Grösse auf den Ausgang als neuer Grundeinspritzmengenwert durchgeschaltet werden. Die erforderliche Verknüpfung zeigt Fig. 5, wobei in Fig. 5a nochmals das Schema der Auswahllogik 38 mit den einzelnen Daten- und Werteeingänge". dargestellt ist, während Fig. 5b eine Logiktabelle zeigt, nach der die einzelnen aus Fig. 5a ersichtlichen Schalter zu schliessen sind. Dabei zeigt die erste Zeile der Tabelle nach Fig. 5b den Fall der Beschleunigung, die zweite Zeile die Signalabgabe beim Übergang in den Schubbetrieb und die Zeilen 3 und 4 kennzeichnen verschiedene Fälle des mehr oder weniger stationären Betriebs. Nach der dritten Zeile werden für das Ausgangssignal die in den Fig. 2c und 2e gestrichelten Kurvenverläufe nachgefahren.
  • Unabhängig von der jeweiligen Realisierung, ob rechnergesteuert oder mit einer mit diskreten Bausteinen aufgebauten Schaltunganordnung, zeichnet sich das oben beschriebene Kraftstoffzumesssystem dadurch aus, dass es sehr gutes Fahrverhalten bei allen vorkommenden Betriebszuständen in allen möglichen Betriebsbereichen ermöglicht.

Claims (6)

1. Verfahren zur elektronisch gesteuerten Kraftstoffzumessung einer Brennkraftmaschine, bei dem abhängig von Betriebskenngrössen als Lastsignal eine Kraftstoff-Einspritzdauer (ti) gebildet wird, bei dem weiterhin eine Grundeinspritzdauer abhängig von sich ändernden Betriebszuständen korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine korrigierende Einspritzdauer (ti neu) ausgehend von einer aktuellen Einspritzdauer (ti(k)) (k = Zählindex) wie folgt gebildet wird:
- ti neu = ti(k) bei Beschleunigung oder Schubbetrieb
- ti neu = ti(k-1) + Ati/2 für weichen Übergang in den Schubbetrieb mit Δti = ti(k) -ti(k-1).
- ti neu = tiM im stationären Betrieb mit einem aus mehreren der letzten Werte ti(k), ti(k-1) ...ti(k-N) fortlaufend gebildeten Mittelwert
- ti neu = tiM + ΔtiM/2 zur sukzessiven Annäherung des Mittelwertes an das Lastsignal bei langsamer Beschleunigung oder flacher Lastabschwächung mit AtiM = tiM-ti(k).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwertbildung am Ende jedes der beiden Übergangszustände - Beschleunigung oder Schub - neu beginnt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei langsamen kontinuierlichen Änderungen des Kraftstoffzumesssignales ab einer vorgebbaren Differenz zwischen aktuellem und gemitteltem Wert das Kraftstoffzumesssignal an den aktuellen Wert angenähert wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Drehzahl-Last-Bereich eine Mittelwertbildung oder eine progressive Annäherung an den jeweils aktuellen Wert des Kraftstoffzumesssignals erfolgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwertbildung vorzugsweise über höchstens die letzten acht Signalwerte vorgenommen wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, mit Mitteln (35) zur Berechnung einer Kraftstoff-Einspritzdauer (ti) abhängig von Betriebskenngrössen, weiterhin mit Mitteln (38) zur Korrektur einer Grundeinspritzdauer abhängig von sich ändernden Betriebszuständen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erkennung des Fahrzustandes (Beschleunigung, Schub, stationärer Betrieb) der Brennkraftmaschine vorhanden sind und dass ferner eine Auswahllogik (38) vorgesehen ist, die die aus einer aktuellen Einspritzdauer (ti(k)) (k = Zählindex) wie folgt gebildete korrigierte Einspritzdauer (ti neu)
- ti neu = ti(k) bei Beschleunigung oder Schubbetrieb
- ti neu = ti(k-1) + Ati/2 für weichen Übergang in den Schubbetrieb mit Ati = ti(k)-ti(k-1)
- ti neu = tiM im stationären Betrieb mit einem aus mehreren der letzten Werte ti(k), ti(k-1) ... ti(k-N) fortlaufend gebildeten Mittelwert
- ti neu = tiM + AtiM/2 zur sukzessiven Annäherung des Mittelwertes an das Lastsignal bei langsamer Beschleunigung oder flacher Lastabschwächung mit AtiM = tiM-ti(k)
dem jeweiligen Fahrzustand der Brennkraftmaschine zuordnet.
EP81107657A 1980-12-12 1981-09-26 Elektronisches Verfahren und elektronisch gesteuertes Kraftstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine Expired EP0054112B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3046863 1980-12-12
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