DE3036181A1

DE3036181A1 - Treibstoffregulierung fuer brennkraftmotoren

Info

Publication number: DE3036181A1
Application number: DE19803036181
Authority: DE
Inventors: Kenji Yokosuka Kanagawa Ikeura; Hiroshi Yamaguchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1981-04-16
Anticipated expiration: 2000-09-26
Also published as: DE3036181C3; US4395984A; FR2466625A1; GB2062291A; GB2062291B; FR2466625B1; DE3036181C2; JPS5650232A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen, mit der sich die Brennstoffzufuhr überwachen und einstellen läßt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Brennstoffzufuhr-Überwachungssystem zur Einstellung des Luft-Brennstoffgemisches für einen Fahrzeugmotor in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsbedingungen, die durch einen oder mehrere Sensoren erfaßt werden, um insbesondere den schädlichen Abgasanteil zu vermindern.

0 Zur Regulierung der Treibstoffzufuhr zum Motor eines Kraftfahrzeugs, das beispielsweise mit einem elektronischen Brennstoffeinspritz-Überwachungssystem, mit einem elektronisch gesteuerten Vergaser usw. ausgerüstet sein kann, ist es bekannt, eine Unterbrechung

der Brennstoffzufuhr während der Verzögerungsphasen vorzusehen, um den Reinheitsgrad des Abgases zu verbessern, den Brennstoffverbrauch zu senken und um gleichzeitig ein zu rasches Ausbrennen eines katalytischen Konverters im Abgassystem zu verhindern.

0 Die Brennstoffzufuhrunterbrechung erfolgt während der Fahrzeugverzögerung, wenn bestimmte Betriebsparameter in einem zufriedenstellenden Bereich liegen, beispielsweise wenn das Drosselventil in der Ansaugleitung in Leerlaufstellung steht, die Drehzahl der Maschine über einem vorgegebenen Wert liegt und wenn außerdem die Kühlwassertemperatur einen vorgebbaren Wert überschritten hat. Obgleich bei dieser bekannten überwachungseinrichtung die Brennstoffzufuhr unterbrochen und in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs wieder freigegeben wird, zeigen sich bei diesem Wechsel von Sperrung und Wiederfreigabe der Brennstoffzufuhr Änderungen im An-

130016/0781

Nissan - wg 0238/184 (3)/rs meer · Müller ■ steinmsister j U O ö I ö I

triebsdrehmoment des Fahrzeugs. Dies führt oftmals zu unerwünschtem "Stottern" und "Rütteln" des Fahrzeugs. Insbesondere im niedrigen Gang ist das Antriebsmoment relativ groß, so daß der erwähnte Wechsel des Drehmoments zu einem beträchtlichen "Ruck" oder "Sprung" des Fahrzeugs führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zur Regulierung der Brennstoffzufuhr insbesondere zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr beim Wechsel von Last- zu Leerlaufbetrieb und umgekehrt, so zu verbessern, daß Vibrationen und rückartiges Verhalten des Motors und damit des Fahrzeugs sowie die daraus folgenden Beeinträchtigungen der Lebensdauer vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser technischen Aufgabe ist im Patentanspruch 1 in kurzer Zusammenfassung angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch eine im Brennstoffzuführsystem enthaltene spezielle erfindungsgemäße Verzögerungseinrichtung läßt sich ein ruckfreier Betrieb beim Umschaltwechsel von Sperrung auf Freigabe der Brennstoffzufuhr und umgekehrt erreichen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter bezug auf die Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 die graphische darstellung der Abhängigkeit der Motordrehzahl (in U/min aufgetragen) über der Kühlwassertemperatur (in ⁰C): und

130016/0761

TER MEER -MÜLLER ■ STEINMCiSTdF? «äiSSan WG 0238/1 84 (3)/TB

_ 5 —

Fig. 3(a) und 3(b) Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Brennstoffreguliervorrichtung.

Die Treibstoff-Reguliervorrichtung in Fig. 1 umfaßt einen Drehzahlfühler 1 zur Ermittlung der Motordrehzahl, der beispielsweise jedesmal einen Impuls abgibt, wenn die Kurbelwelle sich um einen bestimmten Winkel gedreht hat, einen beispielsweise durch einen Thermistor in einem Wassermantel gebildeten Temperaturfühler2 zur Ermittlung der Kühlwassertemperatur , einen die vollständig geschlossene oder geöffnete Stellung der Motordrosselklappe ermittelnden Drosselklappenschalter 3, einen die Benutzung des oberen Getriebeganges ermittelnden Getriebeschalter 4 und einen im wesentlichen aus je einer Ein/Ausgabeschaltung 6, Zentralprozessor (CPU) 7, Festspeicher CROM) 8, Speicher für freien Zugriff (RAM) 9 und Taktgenerator 10 bestehenden Mikrocomputer 5. In einem konstanten Druckbereich des Motor-Ansaugstutzens befindet sich ein durch seine Öffnungszeit die Brennstoff-Einspritzmenge in die Zylinder des Motors bemessendes Einspritzventil 11.

Der Mikrocomputer (5) führtauf der Grundlage der Eingangssignale aus dem Drehzahlfühler 1, Temperaturfühler 2, Drosselklappenschalter 3 und Getriebeschalter 4 eine arithmetische Rechenoperation durch und veranalßt die Sperrung der Treibstoffzufuhr, falls eine der nachstehenden Bedingungen erfüllt ist:

a) Die Drosselklappe ist vollständig geschlossen und die Motordrehzahl liegt über N₁ in Fig. 2; oder

b) die Motordrehzahl liegt in dem Augenblick, wo die Drosselklappe schließt, über TST₂ in Fig. 2.

130018/0781

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTC^

Nissan

WG 0238/184(3)

Beim Fahren" im größten Getriebegang wird also bei Erfüllung der Bedingung a) oder b) der Treibstoff gesperrt. Falls nicht im oberen Getriebegang gefahren wird, erfolgt die Absperrung des Treibstoffs nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit oder nachdem die Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. Steht das Getriebe in einem anderen als dem höchsten Gang, so erfolgt die Treibstoff sperrung mit einer vorgegebenen Verzögerung, obgleich jede der Bedingungen a) und b) erfüllt sein kann, so daß das Fahrzeug gleichmäßig sanft ohne zu starke Motorbremsung aufgrund plötzlicher Treibstoffsperrung verzögert wird, auch wenn bei großem Getriebeübersetzungsverhältnis der Motor in einem höheren Drehzahlbereich arbeitet. Falls die Zeit, in der die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, kürzer als die Verzögerungszeit ist, erfolgt überhaupt keine Treibstoff absperrung. Dies hat den Vorteil, daß beim wiederholten Öffnen und Schließen der Drosselklappe zur Erzielung einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit bei Langsamfahrt überhaupt keine Treibstoffsperrung erfolgt und unerwünschte Rüttelerscheinungen dadurch vermieden werden.

Andererseits sind beim Fahren im obersten Gang wegen des geringen Drehmomentes Ruckerscheinungen kaum spürbar, die Treibstoff-Absperrung kann unverzögert einsetzen.

Sobald die Motordrehzahl N-. in Fig. 2 unterschreitet oder die Drosselklappe geöffnet wird, erfolgt die Fortsetzung der Treibstoffzufuhr. Die Absperrung der Treibstoffzufuhr erfolgt durch Unterbrechung der dem Einspritzventil 11 zugeführten Einspritz-Impulssignale;

Das Flußdiagramm in Fig. 3(a) gehört zu einer Operation zur Bestimmung, ob der Treibstoff abzusperren ist oder nicht. Fig. 3(b) enthält ein Flußdiagramm zu einer Verz ögerungs zeit-Z ähloperation.

130016/0761

TER MEER . MÜLLER · STEINMEISTER NiS-San WG 0238/1 84 (3) /TB

In dem Operationsablauf oder Programm von Fig. 3(a) wird durch Setzen einer Anweisung Flag 1 am Ende jedes Programmdurchlaufs festgestellt, ob die Drosselklappe vollständig geschlossen ist oder nicht (1 = vollständig geschlossen, 0 = nicht vollständig geschlossen). Durch Setzen einer Anweisung Flag 2 wird in jedem Durchlauf angegeben, ob der Mikrocomputer 5 Bedingungen für eine Treibstoffabsperrung festgestellt hat oder nicht (Flag 2=1 =ja, 0= nein). Durch Setzen einer Anwei-IQ sung Flag 3 wird angezeigt, ob die Brennstoffabsperrung derzeit verzögert wird oder nicht (Flag 3=1 = ja, 0 = nein).

In einem ersten Schritt P₁ überprüft der Mikrocomputer, ob das Drosselventil vollständig geschlossen ist oder nicht. Falls nicht, veranlaßt der Mikrocomputer das Setzen von Flag 1, Flag 2 und Flag 3 und Zählerstand null in Schritt P« und P... In Schritt P. veranlaßt der Mikrocomputer die Einschaltung der Brennstoffzufuhr.

Falls die Drosselklappe ganz geschlossen ist und der Mikrocomputer für Flag 1 in Schritt P₅ den Wert 0 erkennt, dann war die Drosselklappe im vorhergehenden Durchlauf nicht ganz geschlossen, ist aber jetzt ganz geschlossen; in diesem Fall wird Flag 1 in P_fi auf 1 gesetzt und der Mikrocomputer ermittelt entsprechend der vorhandenen Kühlwassertemperatur den Wert N„ aus der in Fig. 2 so gekennzeichneten Kurve (P_)- Falls der Mikrocomputer in Schritt P_fi erkennt, daß die Motordrehzahl nicht über N„ liegrt. dann ist die o.a. Bedingung b) nicht erfüllt, und der Mikrocomputer veranlaßt in Schritt P., und P. die Einschaltung der Treibstoffzufuhr. Ist die Antwort in Schritt P_ß jedoch "ja", dann werden die Anweisungen Flag 3 und Flag

13O016/07S1

TER MEER - MÜLLER · STEINMe-STFR Nissan WG 0238/1 84 (3) /TB

in Schritt P„ und P_1n auf eins gesetzt.

Falls der Mikrocomputer in Schritt P₁₁ die Einschaltung des höchsten Getriebeganges erkennt, dann wird der Zähler in Schritt P₃₀ unmittelbar gelöscht und die Sperrung der Treibstoffzufuhr durch den Mikrocomputer in Schritt P₁₅ veranlaßt. Falls der höchste Getriebegang nicht anliegt und Flag 3 den Wert 0 hat, dann erfolgt jetzt keine verzögerte Treibstoffabsperrung, der Zähler wird in Schritt P__ gelöscht und der Mikrocomputer geht sofort zu Schritt P₁₅ über. Hat Flag 3 in Schritt P₁₂ den Wert 1, dann wird jetzt der Treibstoff verzögert abgesperrt. In diesem Fall prüft der Mikrocomputer in Schritt P₁-,/ ob der Zählerwert einen vorbestimmten Wert erreicht hat oder nicht, Bei Antwort "nein" in Schritt P₁₃ erfolgt jetzt die verzögerte Treibstoffabsperrung, die vorgegebene Verzögerungszeit ist nicht verstrichen. In diesem Fall wird in Schritt P. die Treibstoffzufuhr eingeschaltet. Die Antwort "ja" in Schritt P₁- bedeutet, daß die vorgegebene Zeit verstrichen ist. Sobald Flag 3 in Schritt P . 0 ist, veranlaßt der Mikrocomputer in Schritt P₁₅ die Treibstoffabsperrung.

Ist Flag 1 in Schritt P₅ ¹¹O" (Drosselklappe ganz geschlossen) , dann prüft der Mikrocomputer in Schritt P^₆ den Zustand von Flag 2, dessen Wert 0 aussagt, daß im vorhergehenden Programmdurchlauf keine Absperrentscheidung gefallen ist. In dem Fall gewinnt der Mikrocomputer den der derzeitigen Kühlwassertemperatur entsprechenden N₁-Wert (Fig.2) und prüft in Schritt P₁₉_w ob die Motordrehzahl größer oder kleiner als N₁ ist. Falls die Drehzahl kleiner als N₁ ist, dann ist die o.a. Bedingung a) nicht erfüllt, und über Schritt P., und P₄ bleibt die Treibstoff zufuhr erhalten. Wenn dagegen die Drehzahl in Schritt P_19-1 den Wert N₁ übersteigt, ist Bedingung a) erfüllt und der Mikrocomputer

130018/0761

TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER Nissan WG 0238/184 (3) /TB

geht zu Schritt P₁. über und durchläuft die anschließenden Schritte, da aber Flag 3=0 ist, wird mit Schritt P₁P (Flag 3=0) die sofortige Brennstoffabsperrung veranlaßt. Mit anderen Worten: Wenn bei geschlossener Drosselklappe die Drehzahl über N₁ liegt, erfolgt die sofortige Treibstoffabsperrung, weil jetzt das Fahrzeug z.B. bergab fährt und Rüttelerscheinungen weitgehend unterdrückt werden.

Flag 2 = 1 in Schritt P..- bedeutet, daß der Mikrocomputer im vorhergehenden Durchlauf die Treibstoffabsperrung veranlaßt hat. In Schritt P₁₀ wird der Wert N₀ für die der-

I ö ά

zeitige Kühlwassertemperatur ermittelt. In Schritt P_1q~ prüft der Mikrocomputer ob die Motordrehzahl gleich oder größer als der in Schritt P „ ermittelte N -Wert ist. Die Antwort "nein" in Schritt P₁₈ bedeutet, daß die Motordrehzahl kleiner als N₀ ist und somit die Treibstoffabsperrung zu beenden ist; folglich geht der Mikrocomputer zu Schritt P₀ und P. über und schaltet die Treibstoffzufuhr ein. Bei Antwort "ja" in Schritt Ρ-,₉_₂ erfolgt Übergang zu Schritt P₁₁, und in den nachfolgenden Schritten bleibt die Treibstoff zufuhr weiterhin gesperrt.

Wenn bei dem Ablauf in Fig. 3(a) das Getriebe nicht im höchsten Gang, die Motordrehzahl größer oder gleich N„ und die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, durchläuft der Mikrocomputer genau einmal die Schrittfolge P₁, P₅, P₆, P_?/ P₈, P_g, P₁₀, P_n, P₁₂, P₁₃ nach P₄. Danach durchläuft der Mikrocomputer die Schrittfolge P , Pj-, ^₁₆/ P₁₈/ P₁₉_2' ^Pio' ^P11' ^P12' ^P13 ^{nach P}4 ^{biS der zählwert} des Zählers einen Vorgabewert überschritten hat und somit eine vorgegebene Verzögerungszeit abgelaufen ist. Dieser Vorgabewert kann entweder in Zeiteinheiten von 0,1 s bis 0,5 s oder in Umdrehungseinheiten von 2 bis 10 Umdrehungen

■130018/0781

TER MEER -MÜLLER · STEiNMZI-TER - Nissan WG 0238/1 84 (3)/TB

- 11 -

vorhanden sein.

Sobald der Zähler einen der vorgegebenen Verzögerungszeit entsprechenden Vorgabewert erreicht hat, durchläuft der Mikrocomputer genau einmal die Programmschrittfolge P₁, P₅₇ P₁₆₇ P₁₈, P_19-2, P₁₀, P₁-^ P₁₂, P₁₃, P₁₄ nach P₁C- Danach geht der Mikrocompter zur Schrittfolge ^ΡΓ ^P5' ^P16' ^P18' ^P19-2' ^P10' ^P11' ^P12' ^P20 ^{nach P}15 über. Falls der obere Getriebegang eingeschaltet ist, enden mindestens zwei Folgen mit P₁-., ^P20^{7 P}15' ^d>h* ^der Mikrocomputer beendet die Treibstoffzufuhr sofort.

Nach Durchführung jedes Programmablaufs gemäß Fig. 3(a) wird der Zähler gemäß 3(b) hochgezählt. Wenn die Rechenoperation nach festen Zeitintervallen (synchron mit Taktimpulsen einer festgelegten Frequenz) erfolgt, läuft der Zählwert zeitsynchron. Wenn dagegen die Rechenoperation drehzahlabhängig (synchron mit drehzahlabhängigen Taktimpulsen) ausgeführt wird, dann entspricht der Zählwert der Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen.

Die Flußdiagramme von Fig. 3(a) und (b) beziehen sich auf den Fall, daß im obersten Gang keine Verzögerung vorgesehen ist. Wenn Schritt P₁₁ entfällt, kann eine Verzögerung ohne Rücksicht auf den gewählten Getriebegang angewendet werden .

Wird der Zähler-Grenzwert abhängig vom Motorbetriebszustand verändert (bei höherer Drehzahl beispielsweise die Verzögerungszeit verlängert), dann kann so eine feinere Anpassung an die Motorbetriebszustände erreicht werden.

130016/0761

TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER Nissan WG 0238/1 84 (3)/TB

Da erfindungsgemäß die Treibstoff-Absperrung für die Brennkraftmaschine nach einer Verzögerungszeit erfolgt, wird ein ruckartiges Motorverhalten bei Treibstoff-Absperrung weitgehend unterdrückt. Dabei wird die Verzögerung vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise nur in den unteren Getriebegängen angewandt. Bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel dient der obere Getriebegang als Kriterium; die Entscheidung kann jedoch auch zwischen zwei unteren Getriebegängen oder beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit getroffen werden.

130018/0761

Claims

PAT E N TA N WA LTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N₁ ter Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister

ÄL^Bi^{E Μ0}"^βΓ S,sK,rw„, ₇,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD

WG 0238/184(3) 25. September 1980

Mü/Gdt/Tß/vL

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Treibstoffregulierung für Brennkraftmotoren

Priorität: 28. September 1979, Japan, No..54-124171

PATENTANSPRÜCHE

1J Treibstoff-Reguliervorrichtung für Brennkraftmotoren zur Unterbrechung der Treibstoffzufuhr während einer Drehzahlverminderung ,

gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (5) mit

- einer Prüf- und Entschexdungseinrichtung zur Ermittlung von Bedingungen, unter denen die Treibstoff zufuhr zu unterbrechen ist,

- eine auf die seitens der Prüf- und Entscheidungseinrichtung getroffene Entscheidung zur Unterbrechung dar Treibstoffzufuhr ansprechende Verzögerungsschal-

130018/0711 BADOR₁G₁NAL

TER MEER · MÜLLER - STEINM&ST^R

Nissan WG"0238/1 84(3) TB

- eine auf ein Verzögerungssignal der Verzögerungsschaltung ansprechende Sperreinrichtung, welche die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der durch die Entscheidungseinrichtung getroffene Entscheidung nach Ablauf der durch die Verzögerungsschaltung festgelegten Verzögerungszeit unterbricht.
2. Reguliervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Fühlelemente (1...4) zur Abfrage von Betriebsbedingungen des Brennkraftmotors, um die Verzögerungsschaltung selektiv in Abhängigkeit von den ermittelten Motor-Betriebsbedingungen zu erregen.
3. Reguliervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

Fühlelemente (4) den momentanen Betriebszustand eines Getriebes ermitteln.
4. Reguliervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung erregbar ist, wenn das betreffende Fühlelement (4) ermittelt, daß das Getriebe in einem niedrigen tibersetzungsbereich arbeitet.
5. Reguliervorrichtung nach .Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung erregbar ist, wenn das betreffende Fühlelement (4) ermittelt, daß das Getriebe nicht in seinem höchsten Übersetzungsbereich arbeitet.

•130018/07€1

TER MEER · MÖLLER · STEINMZIÖTER Nissan WG 0238/1 84 ( 3 ) TB
6. Reguliervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung vorgebbar ist.
7. Reguliervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit einer vorgegebenen Anzahl von Motorumdrehungen nach der Entscheidung zur Anwendung der Verzögerung entspricht.

130016/0781