DE2949192A1

DE2949192A1 - Vorrichtung zur steuerung der brennstoff-einspritzung

Info

Publication number: DE2949192A1
Application number: DE19792949192
Authority: DE
Inventors: Sadao Takase; Hiroshi Yamaguchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1980-06-12
Also published as: GB2037458A; US4459670A; FR2443579A1; FR2443579B1; DE2949192C2; GB2037458B; JPS5578131A

Description

TER MEER - MÖLLER . S T E 11. MC I ST E R BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine elektrisch geregelte Brennstoff-Einspritzvorrichtung errechnet die Menge des im Normalfalle eingespritzten Brennstofffes und korrigiert diesen Wert aufgrund von Temperatur, Druck und anderen Parametern, bis die tatsächlich einzuspritzende Brennstoffmenge ermittelt ist.

Die gegenwärtigen Einspritzvorrichtungen sind derart ausgelegt, daß sie eine vorgegebene Brennstoffmenge einmal pro Umdrehung der Maschinenwelle abgeben, und an alle Zylinder wird gleichzeitig Brennstoff eingespritzt, wenn ein einer Bezugsposition entsprechender Impuls abgegeben wird, der jedesmal bei der Drehung der Kurbelwelle über einen vorgegebenen Winkel entsteht.

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Aus diesem Grunde kann im ungünstigsten Fall ein Winkel von 360° der Kurbelwellendrehung zwischen dem Beginn der Kurbelwellendrehung bis zu der Ermittlung und tatsächlichen Abgabe des Brennstoffs liegen.

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Als Beispiel soll auf eine Viertakt-Maschine mit sechs Zylindern Bezug genommen werden, die einen Sensor zur Abtastung des Kurbelwinkels aufweist, der einen einer Bezugsposition der Kurbelwelle entsprechenden Impuls jeweils bei einer Drehung von 120° abgibt, der damit dem Intervall einer Explosion entspricht. Die beigefügte Figur 1, auf die bereits hier Bezug genommen werden soll, zeigt den Zeitpunkt T , bei dem die Kurbelwellen-Umdrehung beginnt, sowie eine Zeit T^ ₁, zu der ein Bezugspunkt-Impuls Nr. 1 eintrifft. Nach weiteren Umdrehungen der Kurbelwelle um 120° werden die Bezugspunkt-Impulse Nr. 2, Nr. 3 ... nacheinander abgegeben. Wenn die Einspritzvor-

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richtung jeweils einmal pro Umdrehung einspritzt, wird die Einspritzung jeweils bewirkt, wenn drei Positions-Impulse vorliegen, d.h. bei einer Kurbelwellendrehung von 360°.

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Das bedeutet, daß vom Zeitpunkt T.. an die Kurbelwelle gedreht wird, Brennstoff jedoch nicht eingespritzt wird, bis der Positions-Impuls Nr. 3 abgegeben worden ist, so daß die Maschine erst zu diesem Zeitpunkt, d.h. nach einer verhältnismäßig langen Kurbelzeit gezündet werden kann und die Zeit des Anlassens verlängert wird.

Die verzögerte Brennstoffeinspritzung liegt in der Praxis lediglich zwischen einer Zehntel Sekunde und wenigen Sekunden. Der Fahrer bemerkt jedoch die relativ lange Anlaßzeit , die den Eindruck schlechter Starteigenschaften vermittelt.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bessere Starteigenschaften ergibt.

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Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeich nenden Teil des Hauptanspruchs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Mikrocomputer mit der Funktion der Einstellung der einzusprit zenden Brennstoffmenge entsprechend vorgegebenen Versuchsergebnissen und Einspritzung bei der Abgabe des ersten Bezugspunkt-Impulses.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zur Brennstoffsteuerung eine Steuereinrichtung zur Unterscheidung zwischen einer ersten Einspritzung nach Beginn der Wellendrehung und anschließenden Brennstoffeinspritzungen, so daß die Steuereinrichtung die erste Einspritzung beim Eintreffen des ersten Be-

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zugspunkt-Impulses bewirken kann, während die weiteren Einspritzvorgänge jeweils nach Eintreffen einer vorgegebenen Anzahl von Bezugspunkt-Impulsen erfolgt.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Zeitdiagramm der Bezugspunkt-Impulse;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Form eines Mikro-Computers;

Fig. 3A und 3B sind Flußdiagramme zur Veranschaulichung des Regelprogramms der Vorrichtung der Fig. 2.

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Zunächst soll auf das Blockdiagramm der Fig. 2 Bezug genommen werden, das eine Ausführungsform der erfindungs-. gemäßen Brennstoff-Steuervorrichtung zeigt. Die Steuereinrichtung befindet sich in einem Mikro-Computer, der die Bezugsziffer 1 trägt. Der Mikro-Computer umfaßt eine zentrale Verarbeitungs-Einheit (CPU) 2, einen Festwert-Speicher (ROM) 3 zur Speicherung eines Programms oder der Einspritzimpulsbreiten, einen Direktzugriffs-Speicher (RAM) 4 zur momentanen Speicherung, Schreib- und Steuer-Register 5 und 6, einen Takt-Oszillator 7, einen Zähler 8 und Komparatoren 9 und 10.

Ein Sensor 11 dient zum Abtasten des Umdrehungswinkels der Kurbelwelle und liefert einen Bezugspositions-Impuls, beispielsweise jeweils bei 120° Wellendrehung. Eine Betätigungsschaltung 12 dient zur Steuerung eines nicht gezeigten Einspritzventils.

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Die zentrale Verarbeitungseinheit 2 zählt die Bezugspositions-Impulse, die nacheinander von dem Sensor 11 zugeführt werden, und speichert diese in dem Direktzugriff s-Speicher 4. Der Komparator 9 liefert ein Steuersignal S₁, wenn der Inhalt des Speichers 4 gleich demjenigen des Registers 5 ist. Wenn der Inhalt des Registers 5 auf "1" eingestellt ist, wird das Signal S.. abgegeben, wenn ein Bezugspositions-Impuls zugeführt wird. Wenn der Inhalt des Registers 5 auf "3" steht, wird das Signal S₁ abgegeben, wenn drei Bezugspositions-Impulse zugeführt worden sind.

Wenn daher bei Beginn der Drehung der Kurbelwelle der Inhalt des Registers 5 auf "1" eingestellt ist und nach Durchführung eines Einspritzvorganges auf "3" eingestellt wird, wird ein Betätigungs-Signal S₁ geliefert, wenn der erste Bezugspositions-Impuls bei Beginn der Kurbelwellendrehung abgegeben wird, während danach die Signale S₁ jeweils abgegeben werden, wenn drei Bezugspositions-Signale eingetroffen sind, d.h. bei jeder Kurbelwellen-Umdrehung. Der Inhalt des Speichers 4 wird gelöscht, wenn ein Betätigungs-Signal S₁ eingegeben wird.

Einerseits liest die Verarbeitungseinheit 2 Einspritzimpulsbreiten ab, die in dem Festwertspeicher 3 gespeichert sind, und speichert diese in dem Register 6. In dem Festwertspeicher 3 sind zuvor Einspritzimpulsbreiten entsprechend den Parametern, wie etwa Ansaugluftdurchsätz, Umdrehungen, Maschinentemperatur, beispielsweise Kühlwassertemperatur etc. gespeichert worden.

Bei Beginn der Kurbelwellendrehung ist es jedoch nicht möglich, den Ansaugluftstrom und die Maschinendrehzahl zu messen, da diese Parameter erst nach Beginn der Drehung ermittelt werden können. Diese Parameter werden daher durch entsprechende, geschätzte Werte ersetzt, und die Einspritzimpulsbreite wird ermittelt durch Abtasten

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des Temperatur-Signals, das von dem nicht gezeigten Temperatur-Sensor zugeführt wird. Da der Ansaugluftstrom und die Maschinendrehzahl beim Anlassen der Maschine im wesentlichen konstant sind, ergeben sich keine Nachteile bei der Einspritzsteuerung, obgleich diese nur auf geschätzten Werten beruht.

Der Zähler 8 wird durch ein Rückstellsignal S_ zurückgestellt, das zugeführt wird, wenn das Betätigungs-Signal S₁ abgegeben worden ist, und der Zähler zählt die Takt-Impulse des Oszillators 7 und gibt den gezählten Wert ab. Der Komparator 10 vergleicht den Inhalt des Zählers 8 mit demjenigen des Registers 6 und liefert ein Stop - Signal S_, wenn beide Signale übereinstimmen.

Die Betätigungsschaltung 12 öffnet bei Aufnahme eines Betätigungssignals S₁ das Einspritzventil, so daß der Einspritzvorgang beginnt, und wenn ein Stop - Signal 2 zugeführt wird, wird die Einspritzung unterbrochen. Folglich hängt die Länge des Einspritzvorganges und damit die eingespritzte Brennstoffmenge ab von den in dem Festspeicher 3 gespeicherten Werten.

Nach dem ersten Einspritzvorgang liest die Verarbeitungseinheit 2 aus dem Festwertspeicher 3 das Signal eines nicht gezeigten Ansaugluft-Sensors, das Signal eines Drehzahlsensors, der auf der Grundlage der Bezugspositions-Impulse arbeiten kann, und die Länge des Einspritzimpulses entsprechend der Maschinentemperatur ab und speichert sie in dem Register 6. Damit kann die normale Regelung beginnen und fortgesetzt werden.

Fig. 3A und 3B zeigen ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der einzelnen Steuerschritte der vorliegenden Erfindung. Fig. 3A ist ein Flußdiagramm der Brennstoff-Einspritzung und Fig. 3B bezieht sich auf die Unterbrechung des Bezugssignals.

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Wie in Fig. 3A gezeigt ist, wird vor Beginn des Anlassens, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist und die Maschine steht, ein Kennzeichen (FLAG) auf "1" gesetzt, so daß angezeigt wird, daß die erste Zündung noch nicht stattgefunden hat. Als nächstes wird bestimmt, ob das Kennzeichen (FLAG), das dem Datenbereich des Programmes zugeordnet ist, auf "1" steht oder nicht. Wenn das Kennzeichen nicht = 1 ist, geht die Ausführung des Programmes über auf die normale Einspritzung, oder es wird gewartet , bis das Kennzeichen auf "1" steht. Wenn bestimmt worden ist, daß das Kennzeichen auf "1" steht, wird der Inhalt der Speicherposition, die der Wassertemperatur entspricht, ausgelesen anhand der Breite der Injektionsimpulse, die zuvor in dem Festspeicher 3 gespeichert waren, und dieser Wert wird in das Register 6 eingebracht, das das Ergebnis in das Register 1 in dem Flußdiagramm der Fig. 3A einbringt. Als nächstes wird der Inhalt des Registers 5 auf "1" eingestellt, wie die Angabe "Register 2 = 1" in dem Flußdiagramm der Fig. 3A wiedergibt.

Eine Unterbrechung des Programmablaufs erfolgt, wenn die Bezugspositions-Impulse oder deren entsprechende Signale eingegeben werden. Wie aus Fig. 3B hervorgeht, wird die Anzeige (FLAG) gelöscht, so daß sie auf 0 übergeht und damit anzeigt, daß der erste Einspritzvorgang durchgeführt ist. Gleichzeitig wird der Inhalt des Registers 5 auf 3 eingestellt, wie in Fig. 3B durch die Angabe "Register 2=3" wiedergegeben ist. Anschließend wird das Ausgangssignal, das der bestimmten Adresse des Direktzugriff s-Speicher (RAM) 4 entspricht, gezählt, wie durch die Schrittdarstellung des Flußdiagrammes wiedergegeben ist. Fig. 3B läßt weiterhin erkennen, daß der Zählvorgang zurückgestellt wird, wenn jeweils drei Werte addiert sind.

Bei diesem Programm wird nach Beginn des Anlaflvorganges

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und zum Zeitpunkt des Eintreffens des ersten Bezugspositions-Impulses zwischen dem Beginn der Kurbelwellen-Drehung und einem Kurbelwinkel von höchstens 120° der Einspritzvorgang durchgeführt und anschließend wird jeweils eingespritzt, wenn drei Bezugspositions-Impulse angelangt sind, d.h. bei jeder Umdrehung.

Bei einer Viertakt-Maschine wird einmal bei jeder zweiten Kurbelwellendrehung gezündet. Wenn daher in jeden Zylinder gleichzeitig einmal pro Kurbelwellen-Umdrehung eingespritzt wird, ist die einzuspritzende Brennstoffmenge gleich der Hälfte der erforderlichen Brennstoffmenge, so daß zweimaliges Einspritzen zu der erforderlichen Brennstoffmenge führt. Hinsichtlich des ersten Einspritzvorganges bei Beginn des Anlassens ist es jedoch erforderlich, Brennstoff durch einen Einspritzvorgang in einer Menge zuzuführen, die in der Nähe der erforderlichen Menge liegt, so daß sich eine bevorzugte Einspritzsteuerung ergibt, wenn die Brennstoffmenge zum Zeitpunkt des ersten Einspritzvorganges das eineinhalbfache der üblichen Einspritzmenge beträgt.

Die erfindungsgemäße Einspritz-Steuervorrichtung bewirkt, daß bei Beginn des Anlaßvorganges eingespritzt wird und damit der Zeitpunkt des Beginns des Einspritzvorganges früher liegt als bei herkömmlicher Steuerung, so daß es möglich ist, die Hochlaufeigenschaften der Maschine, für die die Steuervorrichtung verwendet wird, zu verbessern. Mit einem Mikro-Computer als Steuereinrichtung ist es ausreichend, das Programm derart zu modifizieren oder zu ändern, daß sich die gewünschte Brennstoffeinspritz-Steuerung ergibt, so daß der Einspritzvorgang verbessert werden kann, ohne daß die Kosten erhöht werden .

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Claims

PAT E N TA N WA LTE

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Beim Europäischen Patentaml zugelassene Vertreter Piut Hupicbbiilutlveo before the European Putunt Office - Mandatalres agrees pres !'Office european (tea brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Dipl.-lng. F. E. Müller Siekerwall 7

Triftstrasse 4, Siekerwall 7,

D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD

79-210(3)/RN
St/ri

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung

PRIORITÄT: 6. Dezember 1978, Japan, No. 53-149932

PATENTANSPRÜCHE

( 1.) Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung einer Brennkraftmaschine, mit einer Einrichtung zur Lieferung von Impulsen entsprechend bestimmten Winkelstellungen der Kurbelwelle, welche Einrichtung eine Brennstoff-Einspritzung bewirkt, wenn mehr als zwei Impulse erfaßt sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1,2,9) zur Unterscheidung zwischen einer ersten Einspritzung nach Beginn der Kurbelwellendrehung und anschließenden

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Einspritzungen, die den ersten Einspritz-Vorgang bewirkt, wenn der erste Bezugspositions-Impuls eintrifft, sowie weitere Einspritzvorgänge nach Eintreffen einer vorgegebenen Anzahl von Bezugspositions-Impulsen auslöst. 5
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Mikrocomputer (1) umfaßt, der ein Programm enthält, das bei Eintreffen des ersten Bezugspositions-Impulses einen Einspritzvorgang und anschließend weitere Einspritzvorgänge jeweils nach Eintreffen einer vorgegebenen Anzahl von Bezugspositions-Impulsen auslöst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (1, 2,9) derart ausgeführt ist, daß sie einen Parameter entsprechend der Maschinentemperatur aus einer Anzahl von zuvor gespeicherten Einspritzmengen und entsprechenden Maschinentemperaturen ausliest und die einzuspritzende Brennstoffmenge ermittelt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (1,2,9) derart ausgelegt ist, daß sie beim ersten Einspritzvorgang eine Brennstoffmenge einspritzt, die etwa das eineinhalbfache der üblichen Brennstoffmenge bei der herrschenden Maschinentemperatur darstellt.

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