DE3330700A1

DE3330700A1 - Verfahren zur elektronischen regelung der einem verbrennungsmotor zugefuehrten kraftstoffmenge

Info

Publication number: DE3330700A1
Application number: DE19833330700
Authority: DE
Inventors: Takehiko Hosokawa; Akihiko Urawa Saitama Koike; Nobutoshi Yokohama Kanagawa Maruyama; Akihiro Shiki Saitama Yamato
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-08-25
Filing date: 1983-08-25
Publication date: 1984-03-01
Also published as: US4478194A; GB2126757B; JPS5946329A; FR2532362A1; GB2126757A; DE3330700C2; FR2532362B1; GB8322698D0

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur elektronischen Regelung der einem Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem Starten zugeführten Kraftstoffmenge und speziell um ein solches Regelverfahren, gemäß dem dem Motor gewünschte ,Q erhöhte Mengen an Kraftstoff als Funktion einer Kraftstoffzunahme zugeführt wird, die in ihrem Wert von einem als Funktion der Motortemperatur nach Beendigung des Motorstartens eingestellten Anfangswert graduell abnimmt, um einen glatten und stabilen Motorlauf zu realisieren.

Es sind Kraftstoffmengen-Regelverfahren für Verbrennungsmotoren bekanntgeworden, gemäß denen eine Start-Kraftstoffzufuhrregelung derart erfolgt, daß die Kraftstoffmenge entsprechend der Kühlwassertemperatur des Motors entsprechend der Motortemperatur beim Start auf einen solchen Wert eingeregelt wird, daß ein richtiger und glatter Start des Motors sichergestellt ist. Es ist weiterhin eine grundlegende Kraftstoffzufuhrregelung bekannt, gemäß der die Kraftstoffmenge auf einen von den Betriebsparametern des Motors, beispielsweise der Motordrehzahl und dem Absolutdruck im Ansaugrohr abhängigen Wert eingeregelt wird, nachdem der Motor'nicht mehr im Startbetrieb arbeitet. Bei dieser grundlegenden Kraftstoffzufuhrregelung wird die Zunahme der Kraftstoffmenge unter Ausnutzung eines Kraftstoff-Zunahmekoeffizien- ten vergrößert, dessen Wert mit Zunahme der Motor-Kühlwassertemperatur abnimmt (dieser Koeffizient wird im folgenden als von der Wassertemperatur abhängiger Kraftstoff-Zunahmekoeffizient KTW bezeichnet). Damit wird ein stabiler Motorbetrieb bei kaltem Motor gewährleistet.

«J N/ SJ \J t WS/

Um einen glatten übergang vom Startbetrieb des Motors bei der vorgenannten Start-Kraftstoffzufuhrregelung zum Normalbetrieb des Motors bei der vorgenannten grundlegenden Kraftstoff zufuhrregelung zu erhalten, wurde von der Anmelderin bereits vorgeschlagen, einen Wert eines Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST als Produkt des Wertes des vorgenannten, von der Wassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW und einer Konstanten CAST mit festem Wert einzustellen, eine dem Motor unmittelbar nach dessen Start zugeführte Kraftstoffmenge auf der Basis des vorgenannten eingestellten Wertes des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST einzustellen und sodann die dem Motor zugeführte eingestellte Kraftstoffmenge graduell zu verringern (siehe dazu die japanische Patentanmeldung Nr.

57-206737).

Die Zunahmerate der Kraftstoffzufuhrmenge zur Realisierung eines glatten und guten Start des Motors gemäß der vorgenannten Start-Kraftstoffzufuhrregelung beim Start ist größer als die Kraftstoffzufuhrmenge zur Realisierung eines stabilen Motorbetriebs gemäß der vorgenannten grundlegenden Kraftstoffzufuhrregelung. Wird die dem Motor unmittelbar nach dem Start zugeführte Kraftstoffmenge auf der Basis des Wertes des Koeffizienten KAST, der durch Multiplikation des Wertes des von der Wassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW und der Konstanten CAST mit festem Wert gemäß der vorgenannten vorgeschlagenen Nachstart-Kraftstoff zufuhrregelung erhalten wird, eingestellt, so kann sich daher eine große Differenz in der resultierenden Kraftstoff-' zufuhrmenge zwischen dem Startbetrieb und dem Betrieb unmittelbar nach dem Starten ergeben. Diese große Differenz kann die Antreibbarkeit des Motors nachteilig beeinflussen, was für den Fahrer unangenehm ist. Darüber hinaus kann dies

sogar zu einem Abwürgen des Motors führen. 35

S-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein elektronisches Kraftstoffzufuhr-Regelverfahren für Verbrennungsmotoren anzugeben, gemäß dem dem Motor während des Übergangs vom Startbetrieb zum Normalbetrieb nach dem Starten eine graduelle Abnahme von einer Anfangs-Kraftstoffmenge

gegeben ist, wobei diese Anfangs-Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Motor-Kühlwassertemperatur eingestellt ist, so daß eine glatte und gute Antreibbarkeit des Motors sichergestellt ist.
10

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der eine Funktion der Motortemperatur darstellende Koeffizient besitzt dabei in Weiterbildung der Erfindung einen mit abnehmender Motortemperatur zunehmenden Wert.

Vorzugsweise erfolgt im Verfahrensschritt (1) eine Bestim-²^ mung, daß der Motor im Startbetrieb arbeitet, wenn ein Anlaßschalter des Motors geschlossen und gleichzeitig die Drehzahl des Motors kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Kraftstoff zufuhr-Regelsystems zur Durchführung des er-

findungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Innenaufbaus einer elektronischen Regeleinheit gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Programms für die Regelung von Ventilöffnungsperioden TOUTM, TOUTS von Haupteinspritzern und eines Hilfseinsprit-

zers des Motors, die durch die elektronische Steuereinheit gemäß Fig. 1 angesteuert werden;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Hauptprogramms zur Steuerung der grundlegenden Ventilöffnungsperioden TOUTM und TOUTS;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines einen Teil des Programms nach Fig. 4 bildenden Unterprogramms zur Festlegung eines Startbetriebs des Motors;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Art der Zunahme der Kraftstoffzufuhrmenge unmittelbar nach dem Starten des Motors im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt; 15

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das die Art der Berechnung des Wertes des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm, aus dem der Zusammenhang zwischen dem zweiten, von der Kühlwassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten CASTA für die Berechnnung des Wertes des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST und der Motor-Kühlwassertemperatur TW ersichtlieh ist; und

Fig. 9 ein Diagramm, aus dem der Verlauf des ersten, von der Kühlwassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW ersichtlich ist. 30

Zunächst wird anhand des in Fig. 1 dargestellten Gesamtaufbaues eines Kraftstoffzufuhr-Regelsystems für Verbrennungsmotoren das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Ein Verbrennungsmotor 1 kann beispielsweise vier Zylinder aufweisen. Dieser

Motor 1 besitzt beispielsweise vier Hauptbrennkammern sowie

lmit diesen in Verbindung stehende Hilfsbrennkammern, die jedoch nicht dargestellt sind. Ein mit dem Motor 1 verbundenes Ansaugrohr 2 umfaßt ein mit den Brennkammern in Verbindung stehendes Hauptansaugrohr sowie ein mit den Hilfsbrennkammern in Verbindung stehendes Hilfsansaugrohr, die ebenfalls nicht dargestellt sind. Im Ansaugrohr 2 ist ein Drosselkörper 3 angeordnet, welcher mit einer im Hauptansaugrohr angeordneten Hauptdrosselklappe und einer im Hilfsansaugrohr angeordneten Hilfsdrosselklappe in Verbindung steht, wodurch ein synchroner Betrieb erreichbar ist. Die beiden Drosselklappen sind ebenfalls nicht dargestellt. Mit der Hauptdrosselklappe ist ein Drosselklappenöffnungs-Sensor 4 (Oth-Sensor) verbunden, um die Drosselklappenöffnung zu erfassen und als Funktion dessen ein elektrisches Signal zu erzeugen, das in eine elektronische Regeleinheit 5 eingespeist wird.

Eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 ist im Ansaugrohr 2 an einer Stelle zwischen dem Motor 1 und dem Drosselkörper 3 angeordnet, welche nicht dargestellte Haupteinspritzer und einen Hilfseinspritzer umfaßt. Die Haupteinspritzer entsprechen in ihrer Zahl den Motorzylindern und sind im Hauptansaugrohr jeweils an einer Stelle geringfügig vor einem nicht dargestellten Ansaugventil des entsprechenden MotorZylinders angeordnet, während der einzige Hilfseinspritzer im Hilfsansaugrohr an einer Stelle geringfügig hinter der Hilfsdrosselklappe angeordnet ist. Damit ist allen Motorzylindern Kraftstoff zuführbar. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6 ist mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbunden. Die Haupteinspritzer sowie der Hilfseinspritzer sind elektrisch in der

Weise mit der elektronischen Regeleinheit 5 verbunden, daß ihre Ventilöffnungsperioden bzw. Kraftstoffeinspritzmengen durch von der elektronischen Regeleinheit 5 gelieferte Signale geregelt werden.

Ein Absolutdruck-Sensor 8 (PBA-Sensor) steht über eine Leitung 7 mit dem Inneren des Hauptansaugrohrs des Drosselkörpers

■ι

an einer Stelle unmittelbar hinter der Hauptdrosselklappe in Verbindung. Dieser PBA-Sensor 8 dient zur Erfassung des Absolutdrucks im. Hauptansaugrohr 2 und liefert ein ein Maß für den erfaßten Absolutdruck darstellendes elektrisches Signal zur elektronischen Regeleinheit 5. Im Hauptansaugrohr ist an einer Stelle hinter dem PBA-Sensor 8 ein Ansaugrohr-Lufttemperatur-Sensor 9 (TA-Sensor) montiert, um ein ein Maß für die erfaßte Ansaugrohr-Lufttemperatur darstellendes elektrisches Signal in die elektronische Regeleinheit einzuspeisen.

Ein Motor-Kühlwassertemperatur-Sensor 10 (TW-Sensor), der beispielsweise durch einen Thermistor gebildet werden kann, ist in der Weise auf dem Motorblock des Morors 1 montiert, daß er in der Umfangswand eines MotorZylinders eingebettet ist, deren Inneres mit Kühlwasser gefüllt ist. Dieser Sensor liefert ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal zur elektronischen Regeleinheit 5.

Gegenüber einer nicht dargestellten Nockenwelle oder einer nicht dargestellten Kurbelwelle des Motors 1 sind ein Motordrehzahl-Sensor 11 (ne-Sensor) und ein Zylinderunterscheidungs-Sensor 12 angeordnet. Der erstgenannte Sensor 11 dient zur Erzeugung eines Impulses in einer bestimmten Kurbelwellenstellung bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle um 180°, d.h., bei Erzeugung jedes Impulses eines Hub-Mittenstellungssignals (TDC-Signal) während der Sensor 12 einen Impuls bei einem speziellen Nockenstellungswinkel eines speziellen Motorzylinders dient. Diese durch die Sensoren 11 und 12 erzeugten Impulse werden in die elektronische Regeleinheit 5 eingespeist.

In einem vom Motorblock des Motors 1 abgehenden Auspuff 13 ist ein Dreiweg-Katalysator 14 zur Reinigung der in den Abgasen enthaltenen Komponenten HC, CO und NOx angeordnet. Im Auspuff 13 ist an einer Stelle vor dem Dreiweg-Katalysator 14 ein 0₂~Sensor 15 zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration in den

Auspuffgasen angeordnet, der einen ein Maß für den erfaßten Konzentrationswert darstellendes elektrisches Signal zur elektronischen Regeleinheit 5 liefert.

Weiterhin sind mit der elektronischen Regeleinheit 5 ein Atmosphärendruck-Sensor 16 (PA-Sensor) sowie ein Anlaßschalter 17 zur Ein-und Ausschaltung eines nicht dargestellten Starters des Motors elektrisch verbunden, welche ein ein Maß .für den erfaßten Atmosphärendruck darstellendes Signal bzw. 10^eiⁿ ein Maß für den eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand des Anlaßschalters darstellendes Signal zur elektronischen Regeleinheit 5 liefern.

Die elektronische Regeleinheit 5 berechnet die Ventilöffnungs-15periode TOUT für die Haupteinspritzer sowie den Hilfseinspritzer der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 und liefert den berechneten TOUT-Werten entsprechende Ansteuersignale für die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 zur Öffnung der Einspritzer.

2OFig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung innerhalb der elektronischen Regeleinheit 5 nach Fig. 1. Ein Ausgangssignal des Ne-Sensors 11 wird in eine Signalformerstufe 501 eingespeist, in der eine Impulsformung stattfindet, wonach das Signal als TDC-Signal in einen Zentralprozessor 503 (im folgenden CPU

25genannt) sowie in einen Me-Wert-Zähler 502 eingespeist wird. Der Me-Wert-Zähler 502 zählt das Zeitintervall zwischen einem vorhergehenden Impuls des in einer vorgegebenen Nockenstellung des Motors erzeugten TDC-Signals sowie einen laufenden Impuls dieses in der gleichen Nockenstellung erzeugten Signals, das

3CVom Ne-Sensor 11 eingegeben wird, so daß der gezählte Wert Me dem Reziprokenwert der tatsächlichen Motordrehzahl Ne entspricht. Der Me-Wert-Zähler 5 02 speist den gezählten Wert Me über einen Datenbus 510 in die CPU 503 ein.

Spannungspegel der Ausgangssignale des PBA-Sensors 8, des TW-Sensors 10, des Anlaßschalters 17 usw. werden durch eine

OU I UU

Pegelschieberstufe 504 sukzessive auf einen vorgegebenen Spannungspegel geschoben und über einen Multiplexer 505 in einen Analog-Digital-Wandler 506 eingespeist. Dieser Analog-Digital-Wandler 506 überführt die analogen Ausgangsspannungen der vorgenannten verschiedenen Sensoren sukzessive in Digitalsignale und speist diese resultierenden Digitalsignale über den Datenbus 510 in die CPU 503 ein.

Über den Datenbus 510 sind weiterhin ein Festwertspeicher 507 (im folgenden ROM genannt), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff 508 (im folgenden RAM genannt) sowie eine Treiberstufe 509 mit der CPU 503 gekoppelt. Das RAM 508 speichert zeitweise verschiedene von der CPU 503 berechnete Werte, während das ROM 507 ein in der CPU 503 abzuarbeitendes Regelprogramm sowie eine Wertetabelle des von der Motor-Kühlwassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW und eine Wertetabelle des von der Kühlwassertemperatur abhängigen Koeffizienten CAST speichert. Die Auslesung erfolgt dabei selektiv in im folgenden noch genauer zu beschreibender Weise. Die CPU 503 arbeitet das im ROM 507 gespeicherte Regelprogramm zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzperioden TOUT für die Einspritzer der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 als Funktion der verschiedenen Motorbetriebsparamter-Signale ab und speist die berechneten Periodenwerte über den Datenbus 510 in die Treiberstufe 509 ein. Diese Treiberstufe 509 liefert Treibersignale entsprechend den vorgenannten berechneten TOUT-Werte zur Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 6 zwecks Ansteuerung von deren Einspritzern.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Kraftstoffzufuhr-Regelsystems gemäß Fig. 1 anhand der Fig. 3 bis 9 erläutert.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des gesamten Programms für die Kraftstoffzufuhrregelung, d.h., der durch die elektronisehe Regeleinheit 5 durchgeführten Regelung der Ventilöffnungsperioden TOUTM, TOUTS der Haupteinspritzer und des HiIfsein-

ι spritzers. Das Programm umfaßt ein erstes Programm 100 sowie ein zweites Programm 2 00. Das erste Programm 100 wird zur Kraftstoffmengenregelung synchron mit der Erzeugung des TDC-Signals ausgenutzt und umfaßt ein Startregel-Unterpro-

,. gramm 30 sowie ein grundlegendes Regel-Unterprogramm 40, während das zweite Programm 200 ein Asynchron-Regel-Unterprogramm 50 umfaßt, das asynchron zum bzw. unabhängig vom TDC-Signal ausgeführt wird.

.„Im Startregel-Unterprogramm 30 werden die Ventilöffnungsperioden TOUTM und TOUTS durch die folgenden grundlegenden Gleichungen festgelegt:

TOUTM = TiCRM X KNe + (TV + ÄTV) (D

TOUTS = TiCRS X KNe +TV (2)

worin TiCRM, TiCRS grundlegende Werte der Ventilöffnungsperioden für die Haupteinspritzer bzw. den Hilfseinspritzer darstellen, welche aus einer TiCRM-Tabelle 60 und einer TiCRS-Tabelle 70 festgelegt werden. KNe stellt einen beim Start des Motors wirksamen Korrekturkoeffizienten dar, welcher als Funktion der Motordrehzahl Ne variabel ist und aus einer KNe-Tabelle 80 festgelegt wird. TV ist ein Korrekturwert zur Vergrößerung und Verringerung der Ventilöffnungsperiode als Funktion von Änderungen der Ausgangsspannung der Batterie, der aus einer TV-Tabelle 90 festgelegt wird. Der Wert ATV- -wird dem für die Haupteinspritzer wirksamen Wert TV hinzuaddiert, der sich von dem für den Hilfseinspritzer wirksamen

30Wert TV unterscheidet, da die Haupteinspritzer sich in ihrem Aufbau vom Hilfseinspritzer unterscheiden und daher eine andere Betriebscharakteristik besitzen.

Die grundlegenden Gleichungen der für das grundlegende Regel-35Unterprogramm 40 wirksamen Werte TOUTM und TOUTS sind die folgenden:

TOUTM = (TiM - TDEC) X (KTA X KTW X KAPC X KPA X KAST X KWDT X KO₂X KLS) + TACC X (KTA X KTWT X KAFC) + (TV + Δίν) (3)

TOUTS = (TiS - TDBC) X (KTA X KTW X KAST X KPA) + TV (4)

Darin bedeuten TiM und TiS grundlegende Werte der Ventilöffnungsperioden für die Haupteinspritzer bzw. den Hilfseinspritzer, welche aus einer grundlegenden Ti-Tabelle 101 festgelegt werden. TDC und TACC sind Korrekturwerte/ welche bei Motorbeschleunigung bzw. bei Motorabbremsung wirksam sind und aus Beschleunigungs- und Brems-Unterprogrammen 110 festgelegt werden. KTA, KTW, usw., sind Korrekturkoeffizienten, die durch ihre entsprechenden Tabellen und/ oder Unterprogramme 120 festgelegt werden. KTA ist ein von der Temperatur der angesaugten Luft abhängiger Korrekturkoeffizient, der aus einer Tabelle als Funktion der tatsächlichen Temperatur der angesaugten Luft festgelegt wird. KTW ist ein von der Kühlwassertemperatur des Motors abhängi-

²⁰ger Kraftstoff-Zunahmekoeffizient, der aus einer Tabelle als Funktion der tatsächlichen Kühlwassertemperatur TW des Motors festgelegt wird. KAFC ist ein Kraftstoff-Zunahmekoeffizient, der nach der Abschaltung der Kraftstoffzufuhr wirksam ist und durch ein Unterprogramm festgelegt

²^wird. KPA ist ein vom Atmosphärendruck abhängiger Korrekturkoeffizient, der aus einer Tabelle als Funktion des tatsächlichen Atmosphärendrucks festgelegt wird, während KAST ein Kraftstoff-Zunahmekoeffizient ist, der nach dem Start des Motors wirksam ist und durch ein Unterprogramm festge-

legt wird. KWOT ist ein Koeffizient zur Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Gemisches, der bei weit offener Drosselklappe wirksam ist und einen konstanten Wert besitzt, während KO₂ ein vom Ausgangssignal des O₂-Sensors abhängiger Rückkoppelregel-Korrekturkoeffizient ist, der durch ein Unter-

programm als Funktion der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen festgelegt wird, während KLS ein

-44-

Magermischungs-Koeffizient ist, der im stöchiometrischen Magerbetrieb wirksam ist und einen konstanten Wert besitzt. Der Begriff "stöchiometrisch" bezeichnet ein stöchiometrisches bzw. theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Mischung.

Auf der anderen Seite wird die Ventilöffnungsperiode TMA für die Haupteinspritzer, welche asynchron mit dem TDC-Signal wirksam ist, durch die folgende Gleichung bestimmt:

TMA = TiA X KTWT X KAST + (TV + ATV) (5)

Darin bedeutet TiA einen grundlegenden Kraftstoffzunahmewert, der bei Motorbeschleunigung wirksam und asynchron zum TDC-Signal ist. Dieser TiA-Wert wird aus einer TiA-Tabelle 130 festgelegt. KTWT ist als Kraftstoff-Zunahmekoeffizient definiert, der bei und nach der mit dem TDC-Signal synchronen Beschleunigungsregelung sowie bei der zum TDC-Signal asynchronen Beschleunigungsregelung wirksam ist. Diese Größe wird aus einem Wert des vorgenannten von der Wassertemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW gemäß Tabelle 140 berechnet.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm des vorgenannten ersten Programms 100 zur Regelung der Ventilöffnungsperiode, die durch die CPU 503 gemäß Fig. 2 synchron mit dem TDC-Signal erfolgt. Das gesamte Programm umfaßt einen Eingangssignal-Verarbeitungsblock I, einen Basisregelblock II sowie einen Startregelblock III. Im Eingangssignal-Verarbeitungsblock ³^ I wird zunächst die CPU 503 im Schritt a eingeschaltet und das TDC-Signal in die elektronische Regeleinheit 5 eingegeben, wenn der Motor im Schritt b startet. Sodann werden alle grundlegenden Analogwerte in die elektronische Regeleinheit 5 eingegeben, wobei es sich um die erfaßten Werte des At-³^ mosphärendruckes PA, des Absolutdruckes PB, die Motor-Kühlwasser temperatur TW, die Ansaug-Lufttemperatur TA, die Dros-

selklappenöffnung ΘΤΗ, die Batteriespannung V, den Ausgangsspannungswert V des 0₂~Sensors sowie den ein- oder ausgeschalteten Zustand des Anlaßschalters 17 handelt/ wobei einige notwendige Werte gespeichert werden (Schritt c). Weiterhin wird die Periode zwischen einem Impuls des TDC-Signals und des nächsten Impulses dieses Signals gezählt, um die tatsächliche Motordrehzahl Ne auf der Basis des gezählten Wertes zu berechnen, wobei der gerechnete Wert in der elektronischen Regeleinheit 5 gespeichert wird (Schritt d)· Das Programm schreitet sodann zum Basisregelblock II fort. In diesem Block erfolgt im Schritt e unter Ausnutzung des berechneten Ne-Wertes eine Bestimmung, ob die Motordrehzahl kleiner als die Kurbelwellendrehzahl (Startdrehzahl) ist oder nicht. Ist die Antwort ja, so schreitet das Programm zum Startregelunterprogramm III fort. In diesem Block werden die Werte von TiCRM und TiCRS aus einer TiCRM-Tabelle bzw. einer TiCRS-Tabelle auf der Basis des erfaßten Wertes der Motor-Kühlwassertemperatur TW ausgewählt (Schritt f). Ebenso wird der Wert des von der Drehzahl Ne abhängigen Korrekturkoeffizienten KNe mittels der KNe-Tabelle bestimmt (Schritt g). Weiterhin wird der Wert=der von der Batteriespannung abhängigen Korrekturgröße TV mittels der TV-Tabelle bestimmt (Schritt h). Diese so bestimmten Werte werden dann zur Berechnung der Werte von TOUTM, TOUTS in die oben genannten Gleichungen (1), (2) eingesetzt (Schritt i).

Ist die Antwort im oben genannten Schritt e nein, so wird im Schritt k festgelegt, ob der Motor in einem Zustand zur Durchführung der Kraftstoffabschaltung arbeitet oder nicht. ist die Antwort ja, so werden die Werte TOUTM und TOUTS im Schritt 1 beide auf Null gesetzt.

Ist andererseits die Antwort im Schritt k nein, so werden die Berechnungen der Werte der Korrekturkoeffizienten KTA, KTW, KAFC, KPA, KAST, KWOT, KO-, KLS, KTWT, usw. sowie die Korrekturwerte TDEC, TACC, TV und ATV mittels der entspre-

-AS- chenden Berechnungsunterprogramme und Tabellen im Schritt m durchgeführt.

Sodann werden die grundlegenden Ventilöffnungsperioden-Werte TiM und TiS aus den entsprechenden Tabellen des TiM-Wertes bzw. des TiS-Wertes ausgewählt, welche den Daten der tatsächlichen Motordrehzahl Ne bzw. des tatsächlichen Absolutdrucks PB und/oder entsprechenden Parametern entsprechen (Schritt n).

Sodann erfolgen die Berechnungen der Werte TOUTM, TOUTS auf der Basis der in den Schritten m und η ausgewählten Werte der Korrekturkoeffizienten und Korrekturwerte im oben beschriebenen Sinne gemäß den oben angegebenen Gleichungen (3) und (4) (Schritt o). Die Haupteinspritzer sowie der Hilfseinspritzer werden entsprechend den in den Schritten i, 1 und ο erhaltenen Werte von TOUTM und TOUTS für die Ventilöffnungsperioden betätigt (Schritt p).

2oWie oben ausgeführt, erfolgt zusätzlich zu der vorbeschriebenen Regelung der Ventilöffnungsperioden der Haupteinspritzer und des Hilfseinspritzers synchron mit dem TDC-Signal eine asynchrone Regelung der Ventilöffnungsperioden der Haupteinspritzer asynchron mit dem TDC-Signal, jedoch synchron mit einem

25bestimmten impulsförmigen Signal, das eine konstante Impulswiederholungsperiode besitzt. Auf eine detaillierte Beschreibung dieses Sachverhaltes wird hier verzichtet.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Aus-30führung des Schrittes e nach Fig. 4 zur Bestimmung, ob der Motor im Startbetrieb arbeitet oder nicht. Im Schritt aa wird zunächst bestimmt, ob der Anlaßschalter 17 gemäß Fig. offen oder geschlossen ist. Ist der Anlaßschalter 17 nicht eingeschaltet, so kann angenommen werden, daß der Motor nicht 35startet, wobei das Programm zu einer grundlegenden Regel-

schleife im Schritt bb fortschreitet, während bei eingeschaltetem Schalter 17 eine Bestimmung durchgeführt wird, ob die Motordrehzahl Ne kleiner als eine vorgegebene Startdrehzahl NCR (beispielsweise 400 U/min) ist oder nicht (Schritt cc). Ist der erstgenannte Wert größer als der zweitgenannte Wert, so schreitet das Programm unter der Annahme, daß der Motor nicht startet, zur vorgenannten grundlegenden Regelschleife gemäß Schritt bb fort. Ist andererseits der erstgenannte Wert kleiner als der zweitgenannte Wert, so IQ schreitet das Programm unter der Annahme, daß der Motor startet, zu einer Startregelschleife (Block III in Fig. 4) fort (Schritt dd).

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, aus dem die Art der Zunahme der Kraftstoffzufuhrmenge unmittelbar nach dem Start des Motors im erfindungsgemäßen Sinne ersichtlich ist. Nach dem Start des Motors wird eine größere Menge Kraftstoff, welche durch die vorgenannte Start-Kraftstoffzufuhrregelung in Abhängigkeit von der Motorkühltemperatur geregelt wird, zum Motor geleitet, um dessen Startfähigkeit zu verbessern, was in Fig. 6 durch eine ausgezogene Kurve A dargestellt ist. Im Normalbetrieb wird dem Motor nach dem Starten gemäß einer Kurve A" in Fig. 6 eine Kraftstoffmenge zugeführt, welche gemäß der oben genannten grundlegenden Kraftstoffzufuhrregelung geregelt wird. Wie.Fig. 6 zeigt, ist zwischen dem Ventilöffnungsperioden-Pegel A beim Starten und'dem Ventilöffnungsperioden-Pegel A" nach dem Starten eine Differenz vorhanden. Um eine durch diese Differenz bedingte Diskontinuität für den Motor beim Übergang vom Startbetrieb zum Normalbetrieb nach dem Starten zu vermeiden, wird die Kraftstoffmenge gemäß dem oben genannten Vorschlag der Anmelderin beimEintritt in den Übergang dadurch erhöht, daß der durch die grundlegende Kraftstoffzufuhrregelung nach dem Starten erhaltene Ventilöffnungsperioden-Pegel A" mit einem Wert des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST multipliziert und danach der Wert des Koeffizienten

KAST synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals graduell vermindert wird, um eine glatte Abnahme der Ventilöffnungsperiode bzw. der Kraftstoffzufuhrmenge vom Start-Pegel A zum Nachstart-Pegel A" zu realisieren, wie dies durch die Kurve A¹ in Fig. 6 angegeben ist.

Darüber hinaus wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Kraftstoffmenge beim Starten des Motors auf einen höheren Wert eingestellt, wenn die Motor-Kühltemperatur TW kleiner ist. Speziell wird beispielsweise die Kraftstoffmenge auf einen Wert entsprechend eines Ventilöffnungsperioden-Pegels B in Fig. 6 eingestellt, wenn die Motor-Kühltemperatur beim Start kleiner als diejenige Temperatur ist, bei der der vorgenannte Ventilöffnungsperioden-Pegel A erhalten wird. Nach dem Starten wird die Kraftstoffmenge auf einen einem Ventilöffnungsperioden-Pegel B" entsprechenden Wert eingestellt, der dadurch erhalten wird, daß ein durch die grundlegende Kraftstoffzufuhrregelung festgelegter Ventilöffnungsperioden-Wert mit einem Wert des von der Motorkühltemperatur abhängigen Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW multipliziert wird. Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird die Kraftstoffmenge während der Zeitperiode, während der die Ventilöffnungsperiode vom Pegel B zum Pegel B" verschoben wird (im folgenden als "Nachstärt-Kraftstoffzunahmeperiode" bezeichnet), längs einer Kurve B¹O graduell verringert, so daß zwischen dem Startbetrieb und dem Betrieb unmittelbar nach dem Start,eine Differenz in der Kraftstoffmenge vor-. handen ist, welche einer Ventilöffnungsperiode ΔΤ entspricht. Ist diese Differenz groß, so wird die Antreibbarkeit des Motors verschlechtert. Der Grund für das Auftreten einer derartigen Differenz ΔΤ der Ventilöffnungsperiode liegt darin, daß die Rate der Zunahme der Kraftstoffmenge vom Ventilöffnungsperioden-Pegel A zum Pegel B aufgrund der kleinen Kühltemperatur größer als die Rate der Zunahme der Kraftstoffmenge vom Ventilöffnungsperioden-Pegel A" zum Pegel B" aufgrund des von der Kühltemperatur ab-

-Al·

hängigen Koeffizienten KTW nach dem Starten ist und daß
darüber hinaus die während der Nachstart-Kraftstoffzunahmeperiode zugeführte Kraftstoffmenge unter Ausnutzung des
Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST als Produkt des von
der Kühltemperatur abhängigen Koeffizienten KTW und der
Konstanten CAST' mit festem Wert eingestellt wird, was dazu führt, daß die Kraftstoffmenge nicht mit dem Ventilöffnungsperioden-Pegel B unmittelbar nach der Beendigung des Startbetriebs zusammenfällt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird anstelle des
vorgenannten Konstantenwertes CAST¹ ein zweiter von der
Kühltemperatur abhängiger Koeffizient CAST ausgenutzt, dessen Wert derart variabel ist, daß er mit abnehmender Motorkühltemperatur zunimmt, um die während der Nachstart-Kraftstoffzunahmeperiode zugeführte Kraftstoffmenge so einzustellen, daß sie kontinuierlich vom Ventilöffnungsperioden-Pegel B beim Starten zu einem Pegel B" nach dem Starten längs der Kurve B¹ nach Fig. 6 kontinuierlich abnimmt.

Ist die Motorkühltemperatur hoch, so wird der Wert des
Koeffizienten CAST entsprechend der erhöhten Kühltemperatur auf einen kleineren Wert eingestellt, um die Kraftstoffmenge dadurch so einzustellen, daß sie kontinuierlich vom Ventilöffnungsperioden-Pegel C zu einem Pegel C" nach dem Start längs der Kurve C nach Fig. 6 abnimmt, um einen glatten
Übergang in den Nachstart-Betrieb zu realisieren.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Be-
^O rechnung des Wertes des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Zunächst wird in einem Schritt 71 bestimmt, ob der Motor sich in der letzten Schleife bei der Abarbeitung des Unterprogramms im
Startzustand befand oder nicht. Arbeitet der Motor im Startbetrieb, so wird der von der Kühltemperatur abhängige Koef-

fizient CAST aus dem ROM 507 gemäß Fig. 2 zur Berechnung des Anfangswertes des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST gemäß Schritt 72 ausgelesen. Fig. 8 zeigt ein Diagramm von Werten des gemäß der Motorkühltemperatur TW g eingestellten Koeffizienten CAST. Ist gemäß dem Beispiel dieses Diagramms die Motorkühltemperatur TW kleiner als ein vorgegebener Wert TWASO (beispielsweise O⁹C), so wird ein Wert CASTO (beispielsweise 1,5) als Wert des Koeffizienten CAST ausgewählt, während bei größerer Motorkühl-

"LQ temperatur TW als der vorgegebene Wert TWASO ein Wert CAST1 (beispielsweise 1,2) als Koeffizientenwert ausgewählt wird. Die Einstellung der Koeffizientenwerte ist nicht auf die Werte nach dem Diagramm beschränkt. In Abhängigkeit von den Betriebseigenschaften des Motors, auf die das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, ist eine große Vielzahl von Einstellungen möglich.

Gemäß Fig. 7 wird der Anfangswert des Nachstart-Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST auf der Basis des im Schritt 72 ausgelesenen Wertes des von der Kühltemperatur abhängigen Koeffizienten CAST gemäß folgender Gleichung berechnet:

KAST = CAST χ KTW (6)

Darin ist KTW der vorgenannte von der Kühltemperatur abhängige Kraftstoff-Zunahmekoeffizient, dessen Wert aus einer Tabelle als Funktion der Motorkühltemperatur TW im - unten beschriebenen Sinne bestimmt wird. Fig. 9 zeigt ein Diagramm von Werten des gemäß der Motorkühltemperatur TW eingestellten Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KTW. Gemäß diesem Diagramm wird der Wert des Koeffizienten KTW auf 1 gehalten, wenn die Motorkühltemperatur TW größer als ein vorgegebener Wert TW 5 (beispielsweise 60⁰C) ist, während fünf vorgegebene Werte des Koeffizienten KTW ausgewählt werden, wenn die Kühltemperatur TW fünf entsprechende vorgegebene Werte TW1 bis TW5 annimmt, wenn die Temperatur

TW gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert TW5 ist. Nimmt die Kühltemperatür TW einen Wert zwischen benachbarten vorgegebenen Werten an, so wird der Wert des Koeffizienten KTW durch ein Interpolationsverfahren bestimmt. In einem Schritt 75 wird dann bestimmt, ob der im oben genannten Sinne bestimmte Wert des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten größer als 1,0 ist.

Ist die Antwort im Schritt 71 gemäß Fig. 7 nein, d.h., startete der Motor in der letzten Schleife nicht, so schreitet das Programm zum Schritt 74 fort, indem ein vorgegebener fester Wert AKAST von einem in der letzten Schleife eingestellten Wert des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST subtrahiert wird, um einen neuen Wert des Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten KAST einzustellen. Dieser vorgegebene Wert AKAST wird auf einen Wert eingestellt, der zur Sicherstellung eines glatten Übergangs von der Start-Kraftstoffzufuhrregelung zur grundlegenden Kraftstoffzufuhrregelung optimal ist. Sodann schreitet das Programm zu einem Schritt 75 fort, indem bestimmt wird, ob der neu eingestellte Wert des Koeffizienten KAST größer als 1,0 ist. Diese Bestimmung erfolgt, um festzulegen, ob die Nachstart-Kraftstoff-Zunahmeperiode gemäß Fig. 6 abgelaufen ist. Wenn der Wert des Koeffizienten KAST unter 1,0 reduziert ist, um das Ablaufen der vorgenannten Nachstart-Kraftstoff-Zunahmeperiode zu bestimmen, so wird der Wert des Koeffizienten KAST in einem Schritt 76 auf 1,0 gesetzt, worauf die Beendigung der Abarbeitung dieses Unterprogramms folgt.

Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing; Ü Weickmän^-Pipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Im*<3·.-R-ä.^e'ic-eman-n/Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

8000 München 86 2 5. Aug. 1983

POSTFACH 860 820

MDH LSTRASS E 22

_._VT__- TELEFON (0 89)98 0352

DXIIIA TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWHCKMANN MÜNCHEN

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha,
No. 27-8, Jingumae 6-chome, Shibuya-ku

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., No. 1006, Oaza-Kadoma, Kadoma-shi,
Osaka-fu, Japan

Verfahren zur elektronischen Regelung der einem Verbrennungsmotor zugeführten Kraftstoffmenge

Patentansprüche

Verfahren zur elektronischen Regelung der einem Verbrennungsmotor synchron mit der Erzeugung von Impulsen eines vorgegebenen Regelsignals zugeführten Kraftstoffmenge als Funktion einer Kraftstoffzunahme, deren Wert nach Beendigung des Anlassens des Motors graduell abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) bestimmt wird, ob sich der Motor (1) in einem Anlaßzustand befindet oder nicht;

(2) unmittelbar nach der Bestimmung, daß der Motor (1) den Anlaßzustand verlassen hat, ein Anfangswert der Kraftstoffzunähme eingestellt wird, der einem Produkt entspricht, das durch Multiplikation des Wertes eines mit zunehmender Motortemperatur abnehmenden Kraftstoff-Zunahmekoeffizienten mit dem Wert eines eine Funktion der Motortemperatur darstellenden Koeffizienten erhal-

ου

-2-ten wird, und

(3) danach der eingestellte Anfangswert der Kraftstoffzunahme bei Erzeugung jedes Impulses des vorgegebenen Regelsignals verringert wird/ bis der so verringerte

Zunahmewert gleich einem Wert wird, bei dem keine ins Gewicht fallende Zunahme der dem Motor (1) zugeführten Kraftstoffmenge stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1₇ dadurch gekennzeichnet, daß der eine Funktion der Motortemperatur darstellende Koeffizient einen mit abnehmender Motortemperatur zunehmenden Wert besitzt.

1^
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Verfahrensschritt (3) bei Erzeugung jedes laufenden Impulses des vorgegebenen Regelsignals von einem bei Erzeugung jedes vorhergehenden Impulses des vorgegebenen Regelsignals erhaltenen Wert der Kraftstoff-

^O zunähme ein vorgegebener fester Wert subtrahiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob sich ein Anlaßschalter (17) des Motors (1) in geschlossener oder offener Stellung befindet, die Motordrehzahl festgestellt wird und im Verfahrensschritt (1) bestimmt wird, daß der Motor (1) im Anlaßbetrieb arbeitet, wenn der Anlaßschalter (17) geschlossen ist und gleichzeitig die Motordrehzahl kleiner als
ein vorgegebener Wert ist.
30