EP0441908A1 - Verfahren zum einstellen von luft- und kraftstoffmengen für eine mehrzylindrige brennkraftmaschine. - Google Patents

Verfahren zum einstellen von luft- und kraftstoffmengen für eine mehrzylindrige brennkraftmaschine.

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EP0441908A1
EP0441908A1 EP19900910552 EP90910552A EP0441908A1 EP 0441908 A1 EP0441908 A1 EP 0441908A1 EP 19900910552 EP19900910552 EP 19900910552 EP 90910552 A EP90910552 A EP 90910552A EP 0441908 A1 EP0441908 A1 EP 0441908A1
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EP
European Patent Office
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fuel
air
throttle valve
accelerator pedal
actuator
Prior art date
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Application number
EP19900910552
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English (en)
French (fr)
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EP0441908B1 (de
Inventor
Eberhard Schnaibel
Erich Schneider
Martin Klenk
Winfried Moser
Christian Klinke
Lutz Reuschenbach
Klaus Benninger
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
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Application granted granted Critical
Publication of EP0441908B1 publication Critical patent/EP0441908B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045—Detection of accelerating or decelerating state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for setting air and fuel quantities for a multi-cylinder internal combustion engine with as individual an injection as possible for each cylinder and with an electronically controlled actuator for the air actuator.
  • the air regulator is generally designed as a throttle valve, which is why in the following, for the sake of clarity, a throttle valve instead of one.
  • Air actuator is generally spoken. However, it is pointed out that the air actuator can be of any design.
  • the air quantities must also be set.
  • the amount of air is set by the throttle valve being adjusted directly by actuating the accelerator pedal.
  • the throttle valve is also adjusted directly by actuating the accelerator pedal, but the extent of the adjustment of the throttle valve depends not only on the accelerator pedal angle, but also on the WO 88/06235 A1 has further proposed that an offset be additionally provided between the actuation of the accelerator pedal and the adjustment of the throttle valve. This method is based on the finding that a Internal combustion engine with central injection too Favorable driving behavior leads if the throttle valve is adjusted during an intake stroke.
  • Adjusting the accelerator pedal therefore does not immediately lead to an adjustment of the throttle valve, but after a determined change in the accelerator pedal position, the beginning of the next next intake stroke is waited for, in order to then adjust the throttle valve to that caused by the accelerator pedal position, taking into account the current position Operational parameters to set predetermined value.
  • EP 0 281 152 A2 Another method, in which the adjustment of an air actuator is delayed compared to the time when a request for more fuel occurs, is known from EP 0 281 152 A2. It is a method for metering additional fuel masses for operating additional units, e.g. B an air conditioner.
  • additional units e.g. B an air conditioner.
  • a fuel quantity which is increased by a fixed predetermined value compared to the case without additional load is first injected, and only then is the idle bypass valve 1 opened a little further.
  • the clutch for the air conditioning system is only engaged when these measures increase the torque that can be output.
  • the teaching according to the invention is based on the knowledge that all known methods without exception suffer from the fact that it is assumed that fuel masses to be drawn in in the future will be calculated with the current values of operating parameters, in particular with the current intake manifold pressure, instead of on Basis of those values that are likely to be available at the time at which the previously injected fuel is drawn in.
  • the invention is based on the knowledge that the intake manifold pressure does not change suddenly after an essentially sudden change in position of the throttle valve, but after a transition function, essentially a first-order transition function, the time constant of which is generally dependent on the operating point. If this fact is taken into account when calculating the fuel mass drawn in in the future, the result is a considerably improved driving and polluting gas behavior. At this point, a comparison is made with the document known from WO 88/06235 A1 already mentioned. In this known method, the fuel mass is the current intake manifold pressure is determined and the throttle valve is changed at the start of the intake stroke following a change in the pedal position. This procedure for two problems at the same time.
  • the first is that the fuel mass which is drawn in during an intake stroke following a change in the pedal position has already been injected before the change in the pedal position. It is therefore a fuel mass that does not match the newly set throttle valve position at the start of the new intake.
  • the second problem is that a fuel mass that was calculated directly after a change in the pedal position already takes into account the new pedal position, but not yet the intake manifold pressure as it exists when this fuel mass is finally injected.
  • the accelerator pedal position can be converted into a throttle valve position in a conventional manner and the fuel mass can be changed in adaptation to operating parameters so that an essentially constant lambda value results.
  • the procedure is preferably such that the desired fuel mass is directly predetermined by the accelerator pedal position.
  • the throttle valve position is then taken into account
  • the current values of operating parameters are adjusted so that a given load value is essentially retained.
  • a certain torque corresponds to each position of the accelerator pedal, while in the aforementioned method the torque changes with the speed.
  • the torque is determined by the accelerator pedal position, it is possible in a simple manner to take into account additional requirements with regard to torque processes. As already explained above, z. B.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a method for calculating fuel masses to be drawn in in the future when the desired throttle valve angle is specified
  • FIG. 2 block diagram corresponding to that of Figure 1, but with ' specification of the desired fuel mass.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a partial method in which the wall film behavior is also taken into account when calculating future fuel masses to be drawn in;
  • FIG. 4 shows a block diagram of a partial method according to which air density changes are adapted for the calculation of future inducted fuel masses; and 5 block diagram of a partial method according to which a load control is included in the calculation process for fuel quantities to be drawn in in the future.
  • a voltage is generated by an accelerator pedal potentiometer 10, which is a measure of the accelerator pedal angle.
  • a throttle valve angle map 11 is controlled with the accelerator pedal angle signal. From this, 12 throttle valve angles ⁇ (n) can be read out in an addressable manner via values of the accelerator pedal angle and also the speed n of an internal combustion engine.
  • the signal for the throttle valve angle on the one hand determines the voltage with which a throttle valve actuator 13 is to be actuated in order to achieve the desired throttle valve angle ⁇ * -, but on the other hand also the injection time T1.
  • a map value TI_KF is first read from a map that can be addressed via values of the throttle valve angle and the speed n. After reading out the map value TI_KF, there follows the process step which brings about the decisive improvement compared to previously conventional processes. It is namely the angle to a throttle valve **. and the currently existing speed n ' injection time value read out from the injection time map 14 is not used directly, but is subjected in a filtering step 15 to a first order transition function which has a time constant which depends on the throttle valve position and the Speed depends.
  • injection time t ⁇ value TI achieved up to that point is determined and subjected to the transition function with the current time constant r (o ⁇ , n), which may still be depends on the sign of the throttle clap change.
  • the filtering step 15 output injection time TI is the one with which an injection valve is actually controlled.
  • the amount of fuel to be injected depends on the intake manifold pressure at the time of the intake stroke for which the amount of fuel is calculated.
  • the intake manifold pressure in turn depends on the throttle valve angle, the speed and, which is crucial, on the time at which the throttle valve position was changed.
  • Cylinder 1 draws in every fourth intake stroke.
  • three intake cycles already begin before the intake cycle of this cylinder There are now three intake cycles before the intake cycle for cylinder 1, the accelerator pedal angle 3 is increased.
  • the fuel mass to be injected was still calculated taking into account the old accelerator pedal angle, more precisely, taking into account the throttle valve angle assigned to the old pedal angle and thus the air mass per stroke assigned to this angle. Also at this time- point, the fuel injection processes for other cylinders that have not yet taken in, are in progress or have already been completed.
  • the throttle valve angle OL is immediately increased to the value read out from the throttle valve angle map 11, it would come to an end in all cylinders for which fuel was already injected starting from the old air flow conditions. With the adjustment of the throttle valve, it is therefore waited until there is an amount of fuel for intake that has already been calculated taking into account the new throttle valve angle.
  • the fuel quantity for cylinder 3 can already be calculated taking into account the new throttle valve position, which, however, has not yet been set. This amount of fuel is also injected immediately.
  • the throttle valve position is adapted to the new accelerator pedal position and cylinder 3 is now the first cylinder to draw fuel at the new throttle valve position, with a quantity that was calculated for the first time for this new position .
  • the throttle valve is opened to its new value only at the beginning of the intake stroke under consideration, that is to say that the intake manifold pressure has not yet reached the final value for the stationary state in the new throttle valve position.
  • the offset just discussed between the time the accelerator pedal is adjusted and the time the throttle valve is adjusted is calculated in an offset step 16.
  • the offset time TV depends in particular on how long fuel has already been injected for this intake stroke before a specific intake stroke. With the above given game it is the time of three intake cycles. Only at the beginning of the sixth cycle can the throttle valve be adapted to the changed accelerator pedal position. If the throttle valve actuator 13 had no dead time, it would ideally be controlled at such an angle mark at which an inlet valve opens. However, since the throttle valve actuator 13 has a dead time of a few milliseconds, it must be controlled by the appropriate time in front of an angle mark of the type mentioned so that the start of a new throttle valve movement actually coincides with the start of an intake stroke.
  • the offset period of three suction cycles mentioned in the above example is a relatively long period of the periods which are used in practice. It guarantees that all fuel can also be sprayed out within a cycle time at the highest speed and maximum load.
  • the offset time span can decrease to the value zero, namely if, in the case of sequential injection, injection takes place at the same time as the opening of an inlet valve associated with an injection valve and / or the rotational speed and the reading are low.
  • the fuel quantity could then already be calculated for a new throttle valve position, but this can no longer be set because of the dead time.
  • the throttle valve is then left in its old position and the fuel mass calculated for the old conditions is injected.
  • the actuator is actuated and the fuel mass for the next intake stroke is calculated taking into account the intake manifold pressure which arises with the new throttle valve position.
  • a throttle valve does not change its position abruptly if the associated throttle valve actuator is actuated with a position-changing voltage. If the sensor caused by this behavior is to be avoided, the time constant f (# -, n) in the filtering step 15 is determined taking into account the throttle valve angle actually present at a particular point in time instead of starting from the desired throttle valve angle .
  • To calculate the actual throttle valve angle can be used as a model, for. B. a delay element of the first order or a ramp with limitation can be used.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from all previously known methods not only by the filtering step 15, which is also used here, but also in that a throttle valve angle c ⁇ is not calculated from the accelerator pedal angle / 3, but that the desired amount of fuel is specified immediately. This measure can also be used without the filtering step 15.
  • the specification of the fuel quantity corresponds to the specification of a torque. Each accelerator pedal position therefore essentially has a certain torque. If, on the other hand, the throttle valve angle is determined by the accelerator pedal position, more and more fuel is injected with increasing speed, which increases the torque.
  • An example of how the torque request can be implemented is given in FIG. 2.
  • the output signal from the driving pedal potentiometer 10 is given to a characteristic table 17 which establishes a non-linear relationship between the pedal angle and an injection time ratio TI / TI_MAX.
  • the ratio indicates what percentage of the maximum possible amount of fuel is desired under the operating conditions.
  • the characteristic curve is non-linear, with increasing slope towards larger pedal angles in order to improve the driveability of a vehicle.
  • the ratio number output by the characteristic curve table 17 is linked in a logical linking step 18 with the torque specifications as entered by special functions. It is initially assumed that the ratio number given by the Ken.nl inientable le 17 goes through the logical linking step 18 unchanged.
  • To set the throttle valve in accordance with the ratio number it is first given to a modified throttle valve map 11. M, from which, depending on the values of the speed n and the ratio, a desired throttle valve angle ⁇ is read out.
  • the control voltage associated with this setpoint angle for the throttle valve actuator 13 is again not supplied directly to the latter, but rather via the offset step 16. Its function is with the . Function described above is identical, which is why the setting of the throttle valve is not discussed in more detail here.
  • An injection time TI_FP predetermined by the accelerator pedal is obtained from the injection time ratio TI / TI_MAX by multiplying the ratio in a multiplication step 19 by an injection time TI_MAX, which corresponds to the injection time n at the present speed n gives the highest torque.
  • TI_MAX it is assumed that the internal combustion engine 12 has a maximum charge at a very specific speed n_0 and thereby delivers its maximum torque and that fuel is injected while keeping the injection time TI_MAX_0. The air charge is lower for all other speeds.
  • a filling correction factor FK is therefore read out from a torque characteristic table 20 and has the value one at the speed n_0.
  • the filling decreases with higher and also lower speeds, which is why the filling correction factor FK falls to values less than one.
  • the injection time TI_FP assigned to the accelerator pedal position is calculated from this maximum injection time TI_MAX, which applies to a respective speed n, by multiplicative linking with the ratio number from the characteristic table 17.
  • This predetermined injection time is subjected to the filtering step 15 explained in detail above, as a result of which the actual injection time TI is obtained.
  • Ratios TI / TI_MAX of special functions are fed to this logic combination step 18.
  • Is z. B. the air conditioner is switched on at idle, this means increased torque requirement.
  • the idle charge control accordingly outputs a relatively high value for the desired ratio TI / TI_MAX.
  • This ratio number from the idle charge control is then shown in the logical combination step 18 selected for maximum selection.
  • z. B. from a traction control system ago a low ratio TI / TI_MAX entered in order to prevent spinning of the drive wheels by providing a low torque, this value is passed in the sense of a low value selection by the logic logic step 18. If there are several ratio predefined values at the logical linking step 18, he only leaves. a ratio in terms of priority selection.
  • the injected fuel mass must be corrected accordingly in order to actually draw in the fuel mass that is required to set a certain lambda value with an air mass that is drawn in.
  • FIG. 3 only the part of the block diagrams according to FIGS. 1 and 2 between the filtering step 15 and the output of the injection time TI to the internal combustion engine 12 is shown.
  • An input injection time TI_EIN is supplied to the filtering step 15, be it the map injection time TI_KF according to FIG. 1 or the accelerator pedal injection time TI_FP according to FIG. 2.
  • the filtering step 15 outputs an output injection time TI_AUS that is not yet immediate corresponds to the injection time TI with which an injection valve in the internal combustion engine 12 is controlled.
  • the output injection time TI-OUT is additively linked in a wall film correction step 20 with a wall film correction quantity K_WF, as a result of which the actual injection time TI is formed.
  • the wall film correction variable K_WF is composed of two parts, namely a thermal correction variable K_ * ⁇ and a pressure correction variable K_P.
  • the current value for the thermal correction variable is calculated in a temperature effect correction step 21, while the value for the pressure correction variable is calculated in a pressure effect correction step 22.
  • the values of the correction variables are calculated on the basis of a decaying function, the time constant for the temperature effect being slower than that for the pressure effect. The decaying behavior is recalculated with every change in the input variable for the correction steps.
  • FIG. 4 like FIG. 3, is an illustration for explaining a correction method which can be used both in the method according to FIG. 1 and in the method according to FIG. 2.
  • the methods according to FIGS. 3 and 4 can also be used together.
  • the method according to FIG. 4 serves to take into account changes in the intake air mass compared to the value that applies under calibration conditions.
  • the speed n and the injection time TI become in a fuel flow determination step 23 calculates the fuel flow m K.
  • the value obtained is multiplied in a target air flow determination step 24 by the predetermined lambda value. It is then known which air mass flow would have to be present in order to achieve the predetermined load value with the fuel flow set by the injections.
  • the current value for the target air flow m L_S0 is subtracted in an air flow comparison step 25 from the current value of the actual air flow L_IST as it is output by an air mass meter.
  • the difference value is further processed in an integration step 26, in which integration is carried out around the value one.
  • the integration value is the current value for an air assay correction variable K_ ⁇ f ⁇ L, with which the input value for the injection time TI_EINS explained with reference to FIG. 3 is multiplicatively linked in an air mass correction step 27. If the target and actual air flows continuously match, the multiplicative air mass correction value has the value one.
  • FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, with an integration step 26 and an air mass correction step 27.
  • the integration step 26 is not an air flow difference signal, but a lambda value difference signal. Signal processed.
  • An actual lambda value LAMBDA_IST is measured in the exhaust gas of the internal combustion engine 12.
  • the target lambda value LAMBDA_SOLL is subtracted from this value in a lambda value comparison step 28. If the difference deviates from zero, the integration step 26 is carried out, corresponding to the method according to FIG. 4.

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Description

Verfahren zum Einstellen von Luft- und Kraftstoffmengen für eine mehrzy1 indrige Brennkraftmaschine
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen von Luft- und Kraftstoffmengen für eine mehrzy1 indrige Brennkraftma¬ schine mit möglichst individueller Einspritzung für jeden Zylinder und mit elektronisch angesteuertem Stellglied für den Luftsteller. Der Luftsteller ist auf dem maßgeblichen technischen Gebiet in der Regel als Drosselklappe ausgebildet, weswegen im folgenden der Anschaulichkeit halber dauernd von einer Drosselklappe statt von einem. Luftstel ler allgemein ge¬ sprochen wird. Es wird aber darauf hingewiesen, daß der Luft¬ steller beliebig ausgebildet sein kann.
Stand der Technik
Für möglichst individuelle Einspritzung für jeden Zylinder einer mehrzy1 indrigen Brennkraftmaschine sind im wesentlichen zwei Verfahren bekannt, nämlich das der Zentraleinspritzung und das der sequentiellen Einspritzung in jeweils einen Saug¬ rohrabschnitt für jeden Zylinder. Bei der Zentraleinspritzung ist der Weg zwischen dem gemeinsamen Saugrohr und den einzel¬ nen Zylindern relativ lang. Bei einem Viertakt-Vierzylinder- Motor mit der Ansaugtaktfolge 1, 3, 4, 2 wird z. B. die vom ersten Zylinder anzusaugende Kraftstoffmeπge bereits während des Ansaugtaktes für den vierten Zylinder eingespritzt. Es folgt dann noch der gesamte Ansaugtakt für den zweiten Zylin¬ der, bis schließlich der erste Zylinder die für ihn ins Saug¬ rohr eingespritzte Kraftstoffmenge ansaugt. Durch Beginn und Länge der Einspritzimpulse können die Kraftstoffmengen den einzelnen Zylindern einigermaßen individuell zugeteilt werden. Ein solches Verfahren ist in DE 29 29 516 C2 beschrieben.
Eine ganz genaue individuelle Zumessung von Kraftstoffmengen zu einzelnen Zylindern ist mit sequentieller Einspritzung mög¬ lich. Hierbei ist jedem Zylinder ein Ei πspri tzventi 1 zugeordne des separat angesteuert wird.
Außer den Kraftstoff engen müssen auch die Luftmengen einge¬ stellt werden. Bei den am weitesten verbreiteten V„"fahren er¬ folgt das Einstellen der Luftmenge dadurch, daß die Drossel¬ klappe unmittelbar durch Betätigen des Fahrpedals verstellt wird. Bei moderneren Verfahren mit sogenanntem elektronischem Fahrpedal fehlt eine solche unmittelbare Kopplung; vielmehr wird das Fahrpedalsignal in ein Stellsignal für ein Stellglied für die Dros -t~*selklappe umgewandelt. Die Drosselklappe wird bei solchen Verfahren ebenfalls unmittelbar mit einem Betätigen des Fahrpedals verstellt, jedoch hängt das Ausmaß der Ver¬ stellung der Drosselklappe nicht nur vom Fahrpedalwinkel, son¬ dern auch von den aktuellen Werten vorgegebener Betriebspara¬ meter ab. Noch weitergehend ist in WO 88/06235 A1 vorgeschla¬ gen worden, zusätzlich einen Versatz zwischen dem Betätigen des Fahrpedals und dem Verstellen der Drosselklappe vorzu¬ sehen. Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei einer Brennkraftmaschine mit Zentraleinspritzung zu un- günstigem Fahrverhalten führt, wenn während eines Ansaugtaktes die Drosselklappe verstellt wird. Ein Verstellen des Fahr¬ pedals führt daher nicht unmittelbar zu einem Verstellen der Drosselklappe, sondern nach festgestellter Änderung der Fahr¬ pedalstellung wird der Beginn des direkt nächsten Ansaugtaktes abgewartet, um dann mit diesem die Stellung der Drosselklappe auf den durch die Fahrpedalstellung unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsparameter vorgegebenen Wert zu stellen.
Ein anderes Verfahren, bei dem das Verstellen eines Luftstel¬ lers gegenüber dem Zeitpunkt des Auftretens einer Anforderung für mehr Kraftstoff verzögert wird, ist aus EP 0 281 152 A2 be kannt. Es handelt sich um ein Verfahren zum Zumessen zusätzli¬ cher Kraftstoffmassen zum Betreiben von Zusatzaggregaten, z. B einer Klimaanlage. Wenn die Klimaanlage eingeschaltet wird, mu mehr Luft und mehr Kraftstoff zugeführt werden, um einen Dreh¬ zahleinbruch im Leerlauf zu vermeiden. Es wird nun eine gegen¬ über dem Fall ohne Zusatzbelastung um einen festen vorgegeben Wert erhöhte Kraftstoffmenge zunächst eingespritzt und erst danach wird das Leerlauf-Bypassventi 1 ein Stück weiter geöff¬ net. Erst wenn durch diese Maßnahmen das abgebbare Drehmoment erhöht ist, wird die Kupplung für die Klimaanlage in Eingriff gebracht.
Alle bisher bekannten Verfahren zum Einstellen von Luft- und Kraftstoffmassen für eine mehrzyl indrige Brennkraftmaschine führen zu nicht voll zufriedenstellendem Fahrverhalten bei Instationärübergängen . Es besteht daher das allgemeine Problem derartige Verfahren so zu verbessern, daß das Fahr- und Schadg verhalten besser wird. Darstellung der Erfindung
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist entscheidend, daß beim Berechnen jedes Kraftstoffmassenwertes von derjenigen Luft¬ masse ausgegangen wird, die bei demjenigen Ansaugtakt, für den die Kraftstoffmasse berechnet wird, voraussichtlich unter Berücksichtigung der dann vorliegenden Stellung des Luftmassen- stellers angesaugt wird. Darüber hinaus ist es von Vorteil, das Stellglied für den Luftsteller im wesentlichen in demjeni¬ gen Zeitpunkt mit einer stel lungsändernden Spannung anzusteuern, der um die Stel l'ertotzeit vor dem Zeitpunkt derjenigen Drossel¬ klappenbewegung liegt, unter deren Berücksichtigung bereits eine Kraftstoffmasse berechnet wurde. Diese Lehre wird weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Der erfindungsgemäßen Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde, daß alle bekannten Verfahren ohne Ausnahme daran leiden, daß davon ausgegangen wird, daß in der Zukunft anzusaugende Kraftstoff¬ massen mit den aktuellen Werten von Betriebsparametern, insbe¬ sondere mit dem aktuellen Saugrohrdruck, berechnet werden, statt auf Grundlage derjenigen Werte, die wahrscheinlich zu demjeni¬ gen Zeitpunkt vorliegen werden, zu dem der zuvor eingespritzte Kraftstoff angesaugt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich der Saugrohrdruck nach einer im wesentlichen sprunghaften Stel¬ lungsänderung der Drosselklappe nicht sprunghaft, sondern nach einer Übergangsfunktion, im wesentlichen einer Übergangsfunk¬ tion erster Ordnung, ändert, deren Zeitkonstante in der Regel betriebspunktabhängig ist. Wird diese Tatsache bei der Berech¬ nung der zukünftig angesaugten Kraftstoffmasse berücksichtigt, ergibt sich ein erheblich verbessertes Fahr- und Schadgasver¬ halten. Es sei an dieser Stelle ein Vergleich zu dem aus der bereits genannten WO 88/06235 A1 bekannten Schrift gezogen. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Kraftstoffmasse unter Be- rücks ichtigung des aktuellen Saugrohrdrucks bestimmt und die Drossselklappe wird mit Beginn des auf eine Pedalstel lungsand rung folgenden Ansaugtaktes geändert. Diese Vorgehensweise fü .gleich zu zwei Problemen. Das erste besteht darin, daß dieje¬ nige Kraftstoffmasse, die bei einem auf eine Pedalstellungs¬ änderung folgenden Ansaugtakt angesaugt wird, bereits vor der Pedalstellungsänderung eingespritzt wurde. Es ist daher eine Kraftstoffmasse, die nicht zu der mit Beginn des neuen Ansaug taktes neu eingestellten Drosselklappenstellung paßt. Das zweite Problem ist dasjenige, daß eine Kraftstoffmasse, die direkt nach einer Pedalstellungsänderung berechnet wurde, zwa bereits die neue Pedalstellung berücksichtigt, jedoch noch nicht den Saugrohrdruck, wie er vorhanden ist, wenn diese Kraftstoffmasse schl ießl ich eingespritzt wird.
All diese Probleme bestehen beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht, da bei diesem jede in der Zukunft anzusaugende Kraft¬ stoffmasse unter Berücksichtigung der dann voraussichtlich an gesaugten Luftmasse berechnet wird und ein Verstellen der Dro selklappe nicht zugelassen wird, solange noch Kraftstoff abgespritzt und nicht angesaugt ist, der nicht unter Berücksichtigung der neuen Drossel¬ klappenstellung berechnet wurde. Diese Voraussage läßt sich recht genau durchführen, da die Abweichung der Änderung des Saugrohrdrucks von einer Übergangsfunktion erster Ordnung nic groß ist und andere Effeke keine große Rolle spielen oder ebe falls leicht kompensiert werden können, wie insbesondere Aus¬ wirkungen des Wandfilmverhaltens.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Fahrpedalstellung auf herkömmliche Weise in eine Drosselklappenstellung umge¬ rechnet werden und die Kraftstoffmasse kann in Anpassung an Betriebsparameter so geändert werden, daß sich ein im wesent¬ lichen konstanter Lambdawert ergibt. Vorzugsweise wird jedoch so vorgegangen, daß durch die Fahrpedalstellung direkt die gewünschte Kraftstoffmasse vorgegeben ist. Es wird dann die Drosselklappenstellung unter Berücksichtigung jeweils ak- tueller Werte von Betriebsparametern so verstellt, daß ein vorgegebener La bdawert im wesentlichen erhalten bleibt. In diesem Fall entspricht jeder Stellung des Fahrpedals ein be¬ stimmtes Drehmoment, während sich beim vorgenannten Verfahren das Drehmoment mit der Drehzahl ändert. Beim bevorzugten Ver¬ fahren, bei dem das Drehmoment durch die Fahrpedalstellung festgelegt wird, ist es auf einfache Weise möglich, zusätz¬ liche Forderungen in bezug auf Drehmomentvorgänge zu berück¬ sichtigen. Wie bereits oben erläutert, erfordert z. B. das Zuschalten einer Klimaanlage im Leerlauf das Erhöhen des Dreh¬ momentes. Andererseits kann z. B. eine Antriebsschlupfregelung ein Erniedern des Drehmomentes fordern. Diese verschiedenen Drehmomentwünsche lassen sich mit dem über das Fahrpedal vorge¬ gebenen Fahrwunsch leicht logisch verknüpfen, da auch die Fahr¬ pedalstellung einem Drehmomentwunsch entspricht.
Zeichnung
Fig. 1 Blockdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen von zukünftig anzusaugenden Kraftstoffmassen, bei Vor¬ gabe des gewünschten Drosselklappenwinkels;
Fig. 2 Blockschaltbild entsprechend dem von Fig. 1, jedoch mit' Vorgabe der gewünschten Kraftstoffmasse;
Fig. 3 Blockschaltbild eines Teilverfahrens, bei dem beim Berechnen zukünftig anzusaugender Kraftstoffmassen das Wandfilmverhalten mitberücksichtigt wird;
Fig. 4 Blockdiagramm eines Tei 1Verfahrens , gemäß dem zum Berechnen zukünftiger angesaugter Kraftstoffmassen Luftdichteänderungen adaptiert werden; und Fig. 5 Blockdiagramm eines Tei 1Verfahrens , gemäß dem in d Berechnungsvorgang für zukünftig anzusaugende Kraf stoffmengen eine La bdaregelung einbezogen ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Beim Verfahrensablauf gemäß Fig. 1 wird durch ein Fahrpedal¬ potentiometer 10 eine Spannung gebildet, die ein Maß für den Fahrpedalwinkel ist. Mit dem Fahrpedalwinkels ignal wird ein Drosselklappenwinkelkennfeld 11 angesteuert. Aus diesem sind adressierbar über Werte des Fahrpedalwinkels und außerd der Drehzahl n einer Brennkraftmaschine 12 Drosselklappenwin kel Ä ( n) auslesbar. Das Signal für den Drosselklappenwinke bestimmt zum einen die Spannung, mit der ein Drosselklappen¬ stellglied 13 anzusteuern ist, um den gewünschten Drosselkla penwinkel <*- zu erzielen, zum anderen aber auch die Einspritz zeit Tl.
Zum Bestimmen der Einspritzzeit TI ausgehend vom Drosselklap¬ penwinkel σc wird zunächst ein Kennfeldwert TI_KF aus einem Kennfeld ausgelesen, das über Werte des Drosselklappenwinkels und der Drehzahl n adressierbar ist. Nach diesem Auslesen des Kennfeldwertes TI_KF folgt derjenige Verfahrensschritt, der gegenüber bisher üblichen Verfahren die entscheidende Ver besserung bringt. Es wird nämlich der zu einem Drosselklappen winkel **. und der gerade vorliegenden Drehzahl n aus dem Ein- spritzzeitkennfeld 14 ausgelesene' Einsp-ritzzeitwert nicht un¬ mittelbar verwendet, sondern er wird in einem Filterungs¬ schritt 15 einer Übergangsfunktion erster Ordnung unterzogen, die eine Zeitkonstante raufweist, die von der Drosselklappen stellung und der Drehzahl abhängt. Mit jedem Zeipunkt, zu dem eine Änderung im Drossel kl appen-winkel oder der der Drehzahl eingegeben wird, wird der bis dahin erzielte Einspritzze t¬ wert TI ermittelt und der Übergangsfunktion mit der aktuellen Zeitkonstanten r(oς,n) unterworfen, die u.U. noch vom Vorzeich der Drossel kl appenänderung abhängt. Die von diesem Filterungsschritt 15 ausgegebene Einspritzzeit TI ist die¬ jenige, mit der ein Einspritzventil tatsächlich angesteuert wird.
Dem Vorgehen, daß die aus dem Einspritzzeitkennfeld 14 aus¬ gelesene Kennfeldeinspritzzeit TI_KF einer Übergangsfunktion erster Ordnung unterworfen wird, liegt folgende Beobachtung zugrunde. Wird die Drosselklappe zu einem bestimmten Zeitpunk auf einen vom Drosselklappenwinkelkennfeld 11 ausgegebenen Drosselklappenwinkel x. gestellt, der größer ist als der zuvor vorhandene Drosselklappenwinkel, führt dies nicht zu einem schlagartigen Ansteigen des Saugdruckes, sondern zu einem Anwachsen des Saugdruckes mit einem Zeitverhalten, das recht genau demjenigen einer Übergangsfunktion erster Ordnung ent¬ spricht. Aus dem Einspritzzeitkennfeld 14 wird eine Kennfeld- einspritzzeit TJ_KF ausgelesen, die für einen stationären Zustand mit dem Drosselklappenwinkel < und der Drehzahl n gilt. Wegen des Übergangsverhaltens erster Ordnung, ist es er¬ forderlich, daß für den unmittelbar auf die Drosselklappen¬ winkelerhöhung folgenden Ansaugtakt nur wenig mehr Kraft¬ stoff eingespritzt wird, als dies ohne die Drosselklappen¬ winkelerhöhung der Fall gewesen wäre. Dies, weil bei diesem unmittelbar auf die Drosselklappenwinkelerhöhung folgenden Ansaugtakt der Saugrohrdruck noch kaum angewachsen ist. Von Ansaugtakt zu Ansaugtakt steigt jedoch der Saugrohr¬ druck entsprechend der Übergangsfunktion erster Ordnung an,
weswegen auch die Kraftstoffmenge für einen Ansaugtakt nach dem anderen erhöht werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, daß nach einer Stellungsänderung der Drosselklappe die prozen.tuale Drehzahländerung während eines Ansaugtaktes nur sehr klein ist. Es führt daher in der Praxis zu keinem erheblichen Fehler, wenn für die Berechnung einer in einem Ansaugtakt angesaugten Luftmasse, und damit de zugehörigen Einspritzzeit TI, von einer während des Ansaug¬ taktes konstanten Drehzahl ausgegangen wird.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, hängt die einzuspritzen de Kraftstoffmenge vom Saugrohrdruck zum Zeitpunkt desjenigen Ansaugtaktes ab, für den die Kraftstoffmenge berechnet wird. Der Saugrohrdruck seinerseits hängt vom Drosselklappenwinkel, der Drehzahl und, was entscheidend ist, vom Änderungszeitpunk der Drosselklappenstellung ab. Dies bedeutet aber, daß die Drosselklappe nicht verstellt werden darf, bevor nicht Kraft¬ stoffmengen für die neue Drosselklappenstellung berechnet wurden. Dies sei an einem Beispiel veranschaulicht.
Es sei von einem Vierzylinder-Viertakt-Motor ausgegangen, un bei diesem sei der Zylinder 1 betrachtet. In jedem vierten Ansaugtakt saugt Zylinder 1 an. Mit dem Einspritzen von Kraft stoff in den diesem Zylinder zugeordneten Saugrohrabschnitt wird jedoch, dies sei hier angenommen, bereits drei Ansaug¬ takte vor dem Ansaugtakt dieses Zylinders begonnen. Es werde nun gerade drei Ansaugtakte vor dem Ansaugtakt für Zylinder 1 der Fahrpedalwinkel 3 vergrößert. In diesem Moment ist bereit mit dem Abspritzen von Kraftstoff für Zylinder 1 begonnen wor den. Die einzuspritzende Kraftstoffmasse wurde noch unter Berücksichtigung des alten Fahrpedalwinkels berechnet, genaue gesagt, unter Berücksichtigung des dem alten Pedalwinkel zugeordneten Drosselklappenwinkels und damit der diesem Winkel zugeordneten Luftmasse pro Hub. Auch sind zu diesem Zeit- punkt die Kraftstoffeinspritzvorgänge für- andere Zylin¬ der, die noch nicht angesaugt haben, im Gange oder bereits ab¬ geschlossen. Würde nun. mit dem Erhöhen des Fahrpedalwinkel s f sofort der Drosselklappenwinkel OL auf den aus dem Drosselklap- penwinkelkennfeld 11 ausgelesenen Wert erhöht werden, käme es in allen Zylindern, für die bereits Kraftstoff ausgehend von den alten Luftflußbedingungen eingespritzt wurde, zu Ausma- gerung. Mit dem Verstellen der Drosselklappe wird daher ge¬ wartet, bis eine Kraftstoffmenge zum Ansaugen ansteht, die be¬ reits unter Berücksichtigung des neuen Drosselklappenwinkels berechnet wurde. Im Beispiel wurde davon ausgegangen, daß zum Zeitpunkt des Veränderns des Pedalwinkels gerade Kraftstoff für den Zylinder 1 eingespritzt wird. Nach Zylinder 1 sauge Zylinder 3 an. Die Kraftstoffmenge für Zylinder 3 kann bereits unter Berücksichtigung der neuen Drosselklappenstellung be¬ rechnet werden, die jedoch noch nicht eingestellt ist. Diese Kraftstoffmenge wird auch sogleich eingespritzt. Sind dann drei Ansaugtakte ab der Veränderung der Fahrpedalstellung vergangen, wird die Drosselklappenstellung an die neue Fahr¬ pedalstellung angepaßt und Zylinder 3 saugt nun als erster Zylinder Kraftstoff bei der neuen Drosselklappenstellung an, und zwar mit einer Menge, die erstmals für diese neue Stellun berechnet wurde. Beim Berechnen der Kraftstoffmenge ist be¬ rücksichtigt, daß erst zu Beginn des nun betrachteten Ansaug¬ taktes die Drosselklappe auf ihren neuen Wert geöffnet wird, daß also der Saugrohrdruck noch nicht den Endwert für statio¬ nären Zustand bei der neuen Drosselklappenstellung hat.
Der eben besprochene Versatz zwischen dem Zeitpunkt des Ver- stellens des Fahrpedals und dem Zeitpunkt des Verstellens der Drosselklappe wird in einem Versatzschritt 16 berechnet. Die Versatzzeit TV hängt insbesondere davon ab, wie lange vor einem bestimmten Ansaugtakt bereits für diesen Ansaugtakt Kraftstoff eingespritzt wird. Beim vorstehend gegebenen Bei- spiel ist es die Zeit von drei Ansaugtakten. Erst zu Beginn des sechsten Taktes darf die Drosselklappe an die geänderte Fahrpedalstellung angepaßt werden. Würde das Drosselklappen¬ stellglied 13 über keine Totzeit verfügen, würde es idealer¬ weise jeweils bei einer solchen Winkelmarke angesteuert wer¬ den, bei der ein Einlaßventil öffnet. Da das Drosselklappen¬ stellglied 13 jedoch mit einer Totzeit von einigen Millisekun¬ den behaftet ist, muß es um die entsprechende Zeit vor einer Winkelmarke der genannten Art angesteuert werden, damit der Be ginn einer neuen Drosselklappenbewegung tatsächlich mit dem Be ginn eines Ansaugtaktes übereinstimmt.
Vorstehend ist angenommen, daß jeder Beginn eines Ansaugtaktes genau an das Ende des vorigen Ansaugtaktes anschließt, über¬ lappen sich Ansaugtakte, wird die Drosselklappe im jeweili¬ gen Bereich zwischen Anfang und Ende zweier benachbarter An¬ saugtakte vorzugsweise näher am Anfang des folgenden Taktes, u. U. genau am Anfang des folgenden Taktes, geöffnet. Das An¬ steuern des Stellgliedes erfolgt um die Totzeit vorher. Wie be reits erläutert, soll jedoch ein Verstellen der Drosselklappe nicht vor demjenigen Zeitpunkt erfolgen, zu dem die erste nach einer Änderung der Fahrpedal stel lung berechnete Kraftstoffmass angesaugt wird.
Die im obigen Beispiel genannte Versatzzeitspanne von drei An¬ saugtakten ist von den Zeitspannen, die in der Praxis verwende werden, eine relativ lange Zeitspanne. Sie garantiert, daß auc bei höchster Drehzahl und höchster Last noch aller Kraftstoff innerhalb einer Zykluszeitspanne abgespritzt werden kann. Im Grenzfall kann die Versatzzeitspanne bis auf den Wert Null herabgehen, wenn nämlich bei sequentieller Einspritzung erst zugleich mit dem Öffnen eines zu einem Einspritzventil zugehö¬ rigen Einlaßventils eingespritzt wird und/oder Drehzahl und Las niedrig sind. Hier kommt es nur in Sonderfällen zu einem Ver¬ satz, nämlich dann, wenn das Fahrpedal ganz kurz vor Beginn eines Ansaugtaktes verstellt wird, und zwar um eine Zeitspanne die kürzer ist als die Totzeit des Stellgliedes. Es könnte dann zwar unter Umständen die Kraftstoffmenge bereits für eine neue Drosselklappenstellung berechnet werden, jedoch kann dies wegen der Totzeit nicht mehr eingestellt werden. Es wird dann die Drosselklappe noch in ihrer alten Stellung belassen und di für die alten Bedingungen berechnete Kraftstoffmasse wird abge spritzt. Um die Stel lertotzeit vor Beginn des nächsten Ansaug¬ taktes wird dann aber das Stellglied angesteuert und die Kraf stoffmasse für den nächsten Ansaugtakt wird unter Berücksich¬ tigung des sich bei der neuen Drosselklappenstellung einstel¬ lenden Saugrohrdrucks berechnet.
Es wird darauf hingewiesen, daß eine Drosselklappe nicht schlagartig ihre Stellung ändert, wenn das zugehörige Dros¬ selklappenstellglied mit einer stel lungsverändernden Spannung angesteuert wird. Soll der durch dieses Verhalten bedingte Fe ler vermieden werden, wird die Zeitkonstante f(#-, n) im Fi 1- terung.sschritt 15 unter Berücksichtigung des zu einem jewei¬ ligen Zeitpunkt tatsächlich vorliegenden Drosselklappenwinkel bestimmt statt ausgehend von dem gewünschten Drosselklappen¬ winkel. Zum Berechnen des tatsächlichen Drosselklappenwinkels kann als Modell z. B. ein Verzögerungsglied erster Ordnung od eine Rampe mit Begrenzung herangezogen werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet .s ich von allen bisher im Stand der Technik bekannten Verfahren nicht nur durch den Filterungsschritt 15, der auch hier verwendet wird, sondern auch dadurch, daß aus dem Fahrpedalwinkel /3 nicht ein Drosselklappenwinkel c< berechnet wird, sondern daß unmittelbar die gewünschte Kraftstoffmenge vorgegeben wird. Diese Maßnahme ist auch ohne d-en Filterungsschritt 15 anwend¬ bar. Das Vorgeben der Kraftstoffmenge entspricht dem Vorgeben eines Drehmomentes. Zu jeder Fahrpedalstellung gehört somit im wesentlichen ein bestimmtes Drehmoment. Wird dagegen durch die Fahrpedalstellung der Drosselklappenwinkel festgelegt, wird mit steigender Drehzahl immer mehr Kraftstoff einge¬ spritzt, wodurch das Drehmoment zunimmt. Ein Beispiel dafür, wie der Drehmomentwunsch realisierbar ist, gibt Fig. 2.
Beim Verfahren gemäß Fig. 2 wird das Ausgangssignal vom Fahr pedalpotentiometer 10 an eine Kennlinientabelle 17 gegeben, die einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen dem Pedalwinke und einer Einspritzzeit-Verhältnisgröße TI/TI_MAX herstellt. Die Verhältnisgröße gibt an, wieviel Prozent der bei den vor liegenden Betriebsbedingungen maximal möglichen Kraftstoff¬ menge gewünscht sind. Die Kennlinie ist nichtlinear, mit zu¬ nehmender Steigung zu größeren Pedalwinkeln hin, um das Aπ- fahrverhalten eines Fahrzeugs zu verbessern.
Die von der Kennlinientabelle 17 ausgegebene Verhältniszahl wird in einem logischen Verknüpfungsschritt 18 mit Drehmomen vorgaben verknüpft, wie sie von Sonderfunktionen her einge¬ geben werden. Es sei zunächst angenommen, daß die von der Ken.nl inientabel le 17 ausgegebene Verhältniszahl den logische Verknüpfungsschritt 18 unverändert durchläuft. Zum Einstelle der Drosselklappe entsprechend der Verhältnisza l wird diese zunächst an ein modifiziertes Drosselklappenkennfeld 11.m ge geben, aus dem abhängig von Werten der Drehzahl n und der Ve hältniszahl ein Drosselklappensollwinkel ^ ausgelesen wird. Die diesem Sollwinkel zugeordnete Ansteuerspannung für das Drosselklappenstellglied 13 wird diesem wieder nicht unmittel bar, sondern über den Versatzschritt 16 zugeführt. Dessen Funktion ist mit der. oben beschriebenen Funktion identisch, weswegen hier auf das Einstellen der Drosselklappe nicht meh näher eingegangen wird. Aus der Einspritzzeit-Verhältniszahl TI/TI_MAX wird eine durch das Fahrpedal vorgegebene Einspritzzeit TI_FP dadurch gewon¬ nen, daß die Verhältniszahl in einem Multiplikationsschritt 19 mit einer Einspritzzeit TI_MAX multipliziert wird, die derjeni¬ gen Einspritzzeit entspricht, die bei der vorliegenden Dreh¬ zahl n das höchste Drehmoment ergibt. Zum Berechnen von TI_MAX ist unterstellt, daß die Brennkraftmaschine 12 bei einer ganz bestimmten Drehzahl n_0 maximale Füllung aufweist und dabei ih maximales Drehmoment abgibt und daß dabei Kraftstoff unter Ein halten der Einspritzzeit TI_MAX_0 eingespritzt wird. Für alle anderen Drehzahlen ist die Luftfüllung geringer. Es wird daher aus einer Drehmomentkennlinientabelle 20 ein Füllungskorrektur faktor FK ausgelesen, der bei der Drehzahl n_0 den Wert Eins aufweist. Zu höheren und auch zu kleineren Drehzahlen hin nimm die Füllung ab, weswegen der Füllungskorrekturfaktor FK auf Werte kleiner Eins fällt. Mit diesem Füllungskorrekturfaktor F wird in einem multipl ikativen Füllungskorrekturschritt 21 der Wert TI_MAX_0 zu* TI_MAX = TI_MAX_0 x FK korrigiert. Aus dieser für eine jeweilige Drehzahl n geltenden maximalen Einspritzzei TI_MAX wird, wie erwähnt, durch multipl ikative Verknüpfung mit der Verhältniszahl aus der Kennlinientabelle 17 die der Fahr¬ pedalstellung zugeordnete Einspritzzeit TI_FP berechnet. Diese vorgegebene Einspritzzeit wird dem oben ausführlich er¬ läuterten Filterungsschritt 15 unterzogen, wodurch die tat¬ sächliche Einspritzzeit TI gewonnen wird.
Abschließend zur Besprechung von Fig. 2 sei die Aufgabe des logischen Verknüpfungsschrittes 18 näher erläutert. Diesem logischen Verknüpfungsschritt 18 werden Verhältniszahlen TI/TI_MAX von Sonderfunktionen her zugeleitet. Wird z. B. im Leerlauf die Klimaanlage eingeschaltet, bedeutet dies erhöhten Drehmomentbedarf. Die Leerlauffül lungsregelung gibt entspre¬ chend einen relativ hohen Wert für die gewünschte Verhältnis¬ zahl TI/TI_MAX aus. Diese Verhältniszahl von der Leerlauf¬ füllungsregelung her wird dann im logischen Verknüpfungs- schritt 18 im Sinne einer Höchstwertauswahl ausgewählt. Wird dagegen z. B. von einer Antriebsschlupfregel ung her eine nied rige Verhältniszahl TI/TI_MAX eingegeben, um durch Bereitstel len eines geringen Drehmomentes ein Durchdrehen der Antriebsr der zu verhindern, wird dieser Wert im Sinne einer Tiefstwert auswahl vom logischen Verknüpfungsschritt 18 durchgelassen. G langen an den logischen Verknüpfungsschritt 18 mehrere Ver¬ hältniszahlvorgaben, läßt er nur. eine Verhältniszahl im Sinne einer Prioritätsauswahl durch.
Beim Stand der Technik, bei dem aus einer Fahrpedalstellung eine Drosselklappenstellung statt einer drehmomentanzeigenden Größe abgeleitet wurde, war das Verknüpfen mit Sonderfunk¬ tionen, die Drehmomentwünsche anzeigen, relativ schwierig. Es konnte nämlich nicht in eine ohnehin das Drehmoment beein¬ flussenden Signalverarbeitungsweg eingegriffen werden.
Im vorstehenden wurde mehrfach auf die Bedeutung des Filte¬ rungsschrittes 15 hingewiesen, d. h. auf die Wichtigkeit des Berechnens einer zukünftig angesaugten Kraftstoffmasse unter Berücksichtigung der für die Zukunft erwarteten Bedingungen. Bei den Verfahren gemäß den Fig. 1 und 2 wurde als in der Zu¬ kunft liegende Bedingung lediglich der Saugrohrdruck in seiner Eigenschaft als Maß für die Zyl inderfüllung (Luftmasse pro Hub) berücksichtigt. Es ist jedoch so, daß der Saugrohrdruck nicht nur Einfluß auf die ansaugbare Luft masse nimmt, sondern daß er auch das Verhalten des Kraftstoff- Wandfilms bestimmt. Steigen der Druck und der Kraftstoffmassenstrom an, geht ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs in den Wandfilm, während umgekehrt Kraftstoff aus dem Wa'ndfilm freigesetzt wird, wenn der Saugdruck abfällt. Entsprechend muß die eingespritzte Kraftstoffmasse korrigiert werden, um mit einer angesaugten Luftmasse tatsächlich diejenige Kraftstoffmasse anzusaugen, di zum Einstellen eines bestimmten Lambdawertes erforderlich ist. In Fig. 3 ist von den Blockbildern gemäß den Fig. 1 und 2 nur derjenige Teil zwischen dem Filterungsschritt 15 und der Aus¬ gabe der Einspritzzeit TI an die Brennkraftmaschine 12 einge¬ zeichnet. Dem Filterungsschritt 15 wird eine Eingangseinspritz zeit TI_EIN zugeführt, sei dies nun die Kennfeldeinspritz- zeit TI_KF gemäß Fig. 1 oder die Fahrpedalwunsch-Einspritz¬ zeit TI_FP gemäß Fig. 2. Der Filterungsschritt 15 gibt eine Ausgangs-Einspritzzeit TI_AUS ab, die noch nicht unmittelbar der Einspritzzeit TI entspricht, mit der ein Einspritzventil in der Brennkraftmaschine 12 angesteuert wird. Vielmehr wird die Ausgangseiήspritzzeit TI-AUS in einem Wandfilmkorrektur¬ schritt 20 mit einer Wandfilmkorrekturgröße K_WF additiv ver¬ knüpft, wodurch erst die tatsächliche Einspritzzeit TI gebil¬ det ist. Die Wandfilmkorrekturgröße K_WF setzt sich aus zwei Anteilen additiv zusammen, nämlich einer thermischen Korrek¬ turgröße K_ * ~ und einer Druckkorrekturgröße K_P. Der jeweils aktuelle Wert für die thermische Korrekturgröße wird in einem Temperatureffekt-Korrekturschritt 21 berechnet, während der Wert für die Druckkorrekturgröße in einem Druckeffekt-Korrek¬ turschritt 22 berechnet wird. In beiden Korrekturschritten werden die Werte der Korrekturgrößen auf Grundlage einer ab¬ klingenden Funktion berechnet, wobei die Zeitkonstante für den Temperatureffekt langsamer ist als diejenige für den Druck effekt. Mit jeder Änderung der Eingangsgröße zu den Korrektur¬ schritten wird das abklingende Verhalten neu berechnet.
Bei Fig. 4 handelt es sich ebenso wie bei Fig. 3 um eine Dar¬ stellung zum Erläutern eines Korrekturverfahrens, das sowohl beim Verfahren gemäß Fig. 1 wie auch bei dem gemäß Fig. 2 an¬ wendbar ist. Auch sind die Verfahren gemäß den Fig. 3 und 4 gemeinsam nutzbar. Das Verfahren gemäß Fig. 4 dient zum Be¬ rücksichtigen von Änderungen in der angesaugten Luftmasse gegenüber demjenigen Wert, der bei Kalibrierungsbedingungen gilt. Aus der Drehzahl n und der Einspritzzeit TI wird in einem Kraftstofffluß-Bestimmungsschritt 23 der Kraftstoff¬ fluß m K berechnet. Der erhaltene Wert wird in einem Soll¬ luftfluß-Bestimmungsschritt 24 mit dem vorgegebenen Lambda- wert multipliziert. Es ist dann bekannt, welcher Luftmassen¬ fluß vorliegen müßte, um bei dem durch die Einspritzungen ein gestellten Kraftstofffluß den vorgegebenen La bdawert zu er¬ zielen. Der jeweils aktuelle Wert für den Sollluftfluß m L_S0 wird in einem Luftfluß-Vergleichsschritt 25 vom jeweils ak¬ tuellen Wert des Istluftflusses L_IST abgezogen, wie er von einem Luftmassenmesser ausgegeben wird. Der Differenzwert wird in einem Integrationsschritt 26 weiterverarbeitet, in dem um den Wert Eins herum integriert wird. Der Integrations¬ wert ist der jeweils aktuelle Wert für eine Luft assenkorrek- turgröße K_ιfι L, mit der der anhand von Fig. 3 erläuterte Ein¬ gangswert für die Einspritzzeit TI_EINS in einem Luftmassen- korrekturschritt 27 multipl ikativ verknüpft wird. Stimmen die Soll- und Ist-Luftflüsse dauernd miteinander überein, hat die multipl ikative Luftmassenkorrekturgröße den Wert Eins. Fährt nun das Fahrzeug, an dem das Verfahren ausgeübt wird, in eine größere Höhe, als sie derjenigen entspricht, für die die ver¬ schiedenen angewandten Kennfelder und Kennlinien bestimmt wurden, stimmt für eine bestimmte Drehzahl von Drosselklappen- stellungendie angesaugte Luftmasse nicht mehr mit der erwarte¬ ten Luftmasse überein. Es ergibt sich eine negative Differenz der Luftmassen, weswegen im Integrationsschritt 26 zu kleine¬ ren Werten hin integriert wird. Dies führt zu verringerter Einspritzzeit TI in Anpassung an einen Luftmassenfluß, der gegenüber demjenigen Luftmassenfluß verringert ist , wie er für den Kalibrierungsluftdruck erwartet wird.
Das Verfahren gemäß Fig. 5 ist dem von Fig. 4 ähnlich, mit einem Integrationsschritt 26 und einem Luftmassen-Korrektur¬ schritt 27. Im Integrationsschritt 26 wird jedoch nicht ein Luftfluß-Differenzsignal, sondern ein Lambdawert-Differenz- Signal verarbeitet. Im Abgas der Brennkraftmaschine 12 wird ein Ist-Lambdawert LAMBDA_IST gemessen. Von diesem Wert wird in einem Lambdawert-Vergleichsschritt 28 der Soll-Lambda- wert LAMBDA_SOLL abgezogen. Wenn die Differenz von Null ab¬ weicht, wird der Integrationsschritt 26 ausgeführt, entspre¬ chend wie beim Verfahren gemäß Fig. 4.
Es wird darauf hingewiesen, daß ein Nachbilden des zeitlichen Verlaufs des Saugrohrdruckes nach einem beliebigen bekannten Modell erfolgen kann, also nicht nur gemäß dem Modell des Fil¬ terungsschrittes 15. Ein Saugrohrdruckmodell ist z. B. von U. Kienke und C.-T. Cao beschreiben in Automobil-Industrie Nr. 2, 1988, Seiten 135 und 136 unter Punkt 4.1 eines Artikels mit dem Titel "Regelverfahren in der elektronischen Motor¬ steuerung". Unter Punkt 4.2 ist angegeben, wie dieses Modell zur Leerlaufregelung eingesetzt wird. Dabei wird in einem Reku sionsverfahren mit Hilfe des Modells der jeweils aktuelle Saug rohrdruck berechnet, der nicht gemessen wird. Ein Berechnen de zukünftigen Saugrohrdrucks zum Zumessen der aktuell abzusprit¬ zenden Kraftstoffmasse zu einer zukünftigen Luftmasse erfolgt bei dem dort beschriebenen Verfahren nicht.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Einstellen von Luft- und Kraftstoffmassen fü eine mehrzy1 indrige Brennkraftmaschine mit möglichst indivi¬ dueller Einspritzung für jeden Zylinder und mit elektronisch angesteuertem Stellglied für einen Luftsteller, bei welchem Verfahren
- nach einer Fahrpedal-Stellungsänderung ein Stellglied für einen Luftsteller angesteuert wird, um eine neue Stellung des Luftstellers einzustellen, und
- wiederholt Kraftstoff-Einspritzmengen für jeden Zylinder unter Berücksichtigung von Motorparametern berechnet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß
- das Stellglied bei ermittelter Änderung der Fahrpedalstel¬ lung im wesentlichen nur ab solchen Zeitpunkten stellungs- ändernd angesteuert wird, die um die Stel lertotzeit vor dem der Einspritzzeitberechnung zugrunde liegenden Beginn einer neuen Drosselklappenbewegung liegen, und
- die Kraftstoffmasse für jeden zukünftigen Ansaugtakt unter Berücksichtigung derjenigen Luftmasse pro Hub berechnet wird die in diesem zukünftigen Ansaugtakt bei der dann vorliegen¬ den Stellung des Luftstellers angesaugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß jede für einen zukünftigen Ansaugtakt berechnete Luftmasse unter Berücksichtigung des beim zukünftigen Ansaug¬ takt zu erwartenden Wandfilmverhaltens berechnet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Fahrpedalstellung ein Kraftstoffmassensignal gebildet wird, durch das unmittelbar die zukünftig gewünschte Kraftstoffmasse bestimmt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Fahrpedalstellung das Verhältnis der tatsäch¬ lich abzuspritzenden Kraftstoffmasse zu einer bei den jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen maximal abspritzbaren Kraft¬ stoffmasse bestimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die maximal abspritzbare Kraftstoffmasse mit Hilfe einer Kennlinie gewonnen wird, die die maximale Lu^füllung ab¬ hängig von der jeweils vorliegenden Drehzahl beschreibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Kraftstoffmassensignale, wie sie von Sonderfallregelungen, z. B. einer Leerlauffüllungsregelung oder einer Antriebsschlupfregelung abgegeben werden, mit dem aus der Fahrpedalstellung gewonnenen Kraftstoffmassensignal verknüpft werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Verknüpfung durch eine logische Auswahl er¬ folgt.
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