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DE3027297A1 - Regelsystem fuer die kraftstoffzufuehrung eines verbrennungsmotors - Google Patents

Regelsystem fuer die kraftstoffzufuehrung eines verbrennungsmotors

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Publication number
DE3027297A1
DE3027297A1 DE19803027297 DE3027297A DE3027297A1 DE 3027297 A1 DE3027297 A1 DE 3027297A1 DE 19803027297 DE19803027297 DE 19803027297 DE 3027297 A DE3027297 A DE 3027297A DE 3027297 A1 DE3027297 A1 DE 3027297A1
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DE
Germany
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control system
signal
fuel supply
correction
engine
Prior art date
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Application number
DE19803027297
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Akio Hosaka
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP54090930A external-priority patent/JPS5911736B2/ja
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Publication of DE3027297A1 publication Critical patent/DE3027297A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3027297C2 publication Critical patent/DE3027297C2/de
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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
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F02D41/107—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration and deceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • 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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

- 6 Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Regelsystem für die Kraftstoffzuführung eines Verbrennungsmotors. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Regelsystem für die Kraftstoffzuführung, durch das eine dem Verbrennungsmotor zuzuführende Kraftstoffgrundmenge festlegbar und die Kraftstoffgrundmenge entsprechend den Lastbedingungen des Verbrennungsmotors korrigierbar ist.
Neuerdings sind verschiedenartige Regelsysteme zur Steuerung der Kraftstoffzuführung für einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen in ein Kraftfahrzeug eingebauten Kolbenverbrennungsmotor, in Entwicklung. Ein derartiges Regelsystem ist außerordentlich wichtig, um den Wirkungsgrad und die Kraftstoffausnutzung höchstmöglich sowie den durch den Motor erfolgenden Ausstoß von Schadstoffen geringstmöglich zu gestalten. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist bei modernen Regelsystemen für die Kraftstoffzuführung eine Betriebsweise vorgesehen, in der die Kraftstoffzuführung beim Abbremsen des Fahrzeugs unterbrochen wird. Zum Abschalten der Kraftstoffzuführung in Reaktion auf ein Abbremsen des Fahrzeugs ist es nötig, eine Abbremsbedingung für das Fahrzeug wirkungsvoll und zufriedenstellend zu erfassen. In einem herkömmlichen Regelsystem wird das Abbremsen oder Beschleunigen des Fahrzeugs durch eine Erfassung des Schließens oder öffnens einer in einem Luftansaugkanal vorgesehenen Drosselklappe bestimmt, die mechanisch mit einem Gasfußhebel wirkungsmäßig verbunden ist. Zur Erfassung des Schließens oder öffnens der Drosselklappe wird bei diesem Regelsystem ein Drosselklappenwinkelschalter oder ein Gasfußhebelschalter verwendet. Der Drosselklappenwinkelschalter erzeugt ein Fühlersignal, wenn sich, die Drosselklappe in ihrer vollständig geschlossenen Lage befindet, und der Gasfußhebelschalter erzeugt ebenfalls ein Signal, wenn sich der Gasfußhebel in seiner vollständig freigegebenen Lage befindet. Für eine genaue Erfassung der Beschleunigungs- und Abbremsbedingungen des Fahrzeugs müssen der Drosselklappenschalter und der Gasfußhebelschalter richtig und genau arbeiten.
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Der Punkt, in dem die Drosselklappe von ihrer völlig geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung übergeht, ist ziemlich kritisch und unterliegt Veränderungen von einem Fahrzeug zum anderen in Abhängigkeit von der genauen Lage, in welcher der Motor eingebaut ist. Die Drosselklappe ist nämlich als geöffnet bestimmt, wenn sie sich um 1 oder 2 Grad aus der vollkommen geschlossenen Stellung gedreht hat und in anderen Worten der Gasfußhebel geringfügig betätigt ist. Es ist daher notwendig, den Drosselklappenwinkelfühler oder den Gasfußhebelschalter nach dem Einbau in das Kraftfahrzeug einzustellen, so daß sein genauer und wirkungsvoller Betrieb zur Erfassung der vollständig geschlossenen Stellung der Drosselklappe und damit der Erfassung der Abbremsbedingungen des Fahrzeugs möglich ist, um in Reaktion auf ein Abbremsen des Fahrzeugs ein Signal zu erzeugen« Dieser Einstellvorgang nach dem Zusammenbau des Fahrzeugs ist ziemlich mühsam und erhöht auch die Anzahl der Arbeitsvorgänge beim Zusammenbau des Fahrzeugs mit der Folge einer niedrigeren Leistungsfähigkeit der Fahrzeugherstellung. Außerdem unterliegen die mechanischen Teile des Fühlers oder des Schalters der Gefahr eines Bruches oder einer Abnutzung, da sie fortwährend in Berührung geraten und getrennt werden. Hierdurch können eine Verschiebung des Schaltpunktes und auch Fehlberührungen zwischen den Teilen des Schalters hervorgerufen werden, was Fehlfunktionen des Regelsystems nach sich zieht. Zur Vermeidung derartiger Vorkommnisse ist es erforderlich, das System, insbesondere den Schalter oder den Fühler, in regelmäßigen Zeitabständen zu überprüfen.
Da das herkömmliche System die Abbrems- und Beschleunigungsbedingungen des Fahrzeugs dadurch erfaßt, daß festgestellt wird, ob der Drosselklappenwinkelschalter oder der Gasfußhebelschalter ein- oder ausgeschaltet ist, kann ferner kein genaues und wirkungsvolles Ansprechen auf die Fahrbedingungen des Motors erhalten werden. Insbesondere vermag das herkömmliche Regelsystem nur die Unterscheidung zu treffen, ob die Fahrbedingung des Motors für eine Unterbrechung der Kraftstoffzuführung geeignet ist und ist nicht dazu in der Lage, die xugeführte Kraftstoff-
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menge entsprechend der Fahrbedingung des Fahrzeugs zu korrigieren, nämlich Verringerung der Kraftstoffmenge unter Abbremsbedingungen des Fahrzeugs und Erhöhung der Kraftstoffmenge unter Beschleunigungsbedingungen des Fahrzeugs.
Daneben wäre es nützlich und wirtschaftlich, wenn die Abbrems- und Beschleunigungsbedingungen des Fahrzeugs ohne eine Verwendung des oben genannten Drosselklappenwinkelsclialters oder Gasfußhebe Ischalters erfaßt werden könnten. Dies würde außerdem die Herstellung eines mit einem derartigen Regelsystem für die Kraftstoff zuführung versehenen Fahrzeugs erleichtern. Auch wird eine Erhöhung des Wirkungsgrades und der Genauigkeit des Regelsystems erzielt werden, wenn in dem Detektormittel zur Erfassung des Abbremsens und Beschleunigens des Fahrzeugs keine Teile verwendet werden, die eine hohe Genauigkeit oder eine empfindliche Einstellung beim Einbau erfordern.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Regelsystem für die Kraftstoffzuführung zu schaffen, in dem kein Drosselwinkelfühler oder Gasfußhebelschalter vorhanden ist und das andere Elemente zur Erfassung des Abbremsens und Beschleunigens des Fahrzeugs verwendet, und bei dem die Elemente keine hohe Betriebsgenauigkeit oder kritische Beziehung zu anderen Elementen erfordern.
Ein weiteres und spezielleres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Regelsystems für die Kraftstoffzuführung,durch das eine durch die Motordrehzahl bestimmte Kraftstoffgrundmenge entsprechend Abbremsbedingungen oder Beschleunigungsbedingungen des Fahrzeugs und auch entsprechend den Motorlastbedingungen korrigierbar ist.
Zur Erreichung der oben genannten sowie auch weiterer Ziele der Erfindung ist ein Regelsystem für die Kraftstoffzuführung vorgesehen, mit einem Fühlermittel zur Erfassung der Motorlastbedingung und anderer Steuerparameter und Erzeugung von Fühltr-Signalen, mit einem Rechenmittel zur Bestimmung einer Impulsgrundbreite eines eine zuzuführende Kraftstoffgrundmenge anzei-
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genden Impulssignals, mit einem Mittel zum Korrigieren der Impulsgrundbreite des Impulssignals entsprechend verschiedenen Steuerparametern, wie die Motorkühlmitteltemperatur, und mit einem Mittel zur Unterscheidung der Fahrbedingung des Motors auf der Grundlage von Eingangssignalen, von denen eines ein die Motorlast anzeigendes Fühlersignal ist, und zur Erzeugung eines einen Korrektionskoeffizienten anzeigenden Korrekturbefehls. Der Korrekturbefehl wird an das Korrekturmittel angelegt, um dieses im Sinne einer Vergrößerung oder Verringerung der Impulsbreite des Impulssignals oder einer Unterbrechung der Kraftstoffzuführung des Motors zu betätigen.
Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem Regelsystem für die Kraftstoffzuführung, durch das die einem Verbrennungsmotor zuzuführende Kraftstoffmenge regelbar ist, mit einem Fühlermittel zur Erfassung einer Motorlastbedingung und anderer Steuerparameter und Erzeugung von FühlerSignalen, mit einem Rechenmittel zur Bestimmung einer Impulsgrundbreite eines eine zuzuführende Kraftstoffmenge anzeigenden Impulssignals, einem Mittel zum Korrigieren der Impulsgrundbreite des Impulssignals entsprechend verschiedener Steuerparameter, die jeweils eine Motorbedingung, wie die Motorkühlmitteltemperatur anzeigen, und einem Mittel zur Unterscheidung der Motorfahrbedingung auf der Grundlage von Eingangssignalen, deren eines ein eine Motorlastbedingung anzeigendes Fühlersignal ist und zur Erzeugung eines einen Korrektionskoeffizienten anzeigenden Korrekturbefehls. Der Korrekturbefehl wird dem Korrekturmittel zugeleitet, um dieses im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Impulsbreite des Impulssignals oder einer Unterbrechung der Kraftstoffzuführung für den Motor zu betätigen.
Die weiteren von der Erfindung angestrebten Ziele und Vorteile ergeben sich aus der folgenden in Einzelheiten gehenden Erläuterung der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
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Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden in Einzelheiten gehenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung bevorzugter Ausfuhrungsformen der Erfindung, die jedoch in keiner Weise als den Umfang der Erfindung einschränkend anzusehen sind, sondern lediglich zum Zwecke der Darstellung und Erklärung dienen. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems für die Kraftstoffzuführung,
Fig. 2 ein Kurvendiagramm zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen einer Ansaugluftmenge und einer Motordrehzahl, wobei die durch die in der Kurvendarstellung wiedergegebenen Kurven begrenzten Bereiche jeweils die Abbrems-, Normal- und Beschleunigungsbedingung des Fahrzeugbetriebs wiedergeben,
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 1,
Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer weiteren Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform,
Fig. 5 ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäSen Regelsystems für die Kraftstoffzuführung,
Fig. 6 eine dreidimensionale Kurvendarstellung zur Wiedergabe des Zusammenhangs zwischen der Ansaugluftmenge, der Motordrehzahl und dem Korrektionskoeffizienten für die Korrektur der Kraftstoffgrundmenge, und
Fig. 7 ein schematisches Blockdiagramm einer Abwandlung der in λ Fig. 5 dargestellten Ausführungsform.
In der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, ist ein erfindungsgemäßes Regelsystem für die Kraftstoffzuführung eines Verbrennungsmotors, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, dargestellt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Motordrehzahlfühler zur Erfassung der Motordrehzahl und zum Erzeugen eines die erfaßte Motordrehzahl anzeigenden Fühlersignals S.. Dieser kann beispielsweise ein Kurbelwinkelfühler sein, der ein Impulssignal erzeugt, dessen Frequenz oder Impulsintervall proportional, oder
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- 11 umgekehrt proportional zur Motordrehzahl ist.
Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Motorlastfühler, der ein Motorlastsignal S- erzeugt. Für den Lastfühler 2 kann ein Luftdurchflußmesser zur Erfassung der Ansaugluftmenge Verwendung finden. Ebenso kann als Lastfühler 2 ein Mittel zur Bestimmung und Erzeugung von Signalen entsprechend einem erfaßten Ansaugunterdruck, einem Drosselklappenwinkel oder einem Motordrehmoment verwendet werden.
Die Fühlersignale S- und Sj werden dem Eingang eines Rechenwerks zugeführt. Unter Verwendung der Fühlersignale S- und S2 errechnet das Rechenwerk 3 eine Kraftstaffzuführungsgrundmenge und erzeugt ein Signal S3, welches das der ermittelten Kraftstoffeinspritzmenge entsprechende Regelgrundverhältnis anzeigt (im folgenden wird hierfür die Bezeichnung "Grundsignal S3 11 verwendet). Im allgemeinen wird der Wert des Grundsignale S3 beispielsweise erhalten durch
S3 ~ K N
wobei N die Motordrehzahl bedeutet, Q die Ansaugluftmenge und K eine Konstante ist.
Das Grundsignal S3 wird einem Korrekturschaltkreis 4 zugeführt, um die Kraftstoffzuführungsmenge entsprechend einem Ktihlmitteltemperatursignal S7 und weiterer von einem Kühlmitteltemperaturfühler 5 und anderen Fühlern eingegebenen Steuerparametern zu bestimmen, und um ein Signal S. zu erzeugen, dessen Impulsbreite die korrigierte Kraftstoffzuführungsmenge anzeigt. Das Signal S4 wird einem Stellglied 6 xugeleitet, um dessen Betriebsund Außerbetriebsdauer in Obereinstimmung mit dem Tastverhältnis zu steuern. Im allgemeinen ist das Stellglied 6 durch ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Kraftstoffpumpe oder dergleichen gegeben.
Das Motordrehzahleignal S- wird auch einem Beζugssignal-Generatorechaltkreis 7 zugeführt. Der Bezugssignal-Generatorscbaltkrei«
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erzeugt ein Bezugssignal S5, das mit dem Motordrehzahlsignal S-in einem vorgegebenen funktionalen Zusammenhang steht. Das Bezugssignal Sr wird dem Eingang eines Korrekturbefehls-Generatorschaltkreises 8 zugeleitet. Das Motorlastsignal S2 wird ebenfalls dem Eingang des Korrekturbefehl-Generatorschaltkreises 8 zugeleitet, um mit dem Bezugssignal Sg verglichen zu werden. Der Korrekturbef ehls-Generatorschaltkreis 8 erzeugt einen Korrekturbefehl Sg entsprechend dem Unterschied zwischen dem Motorlastsignal S2 und dem Bezugssignal S5* Der Korrekturbefehl Sg wird dem Korrekturschaltkreis 4 zur Steuerung des Schaltkreises 4 zugeleitet. Es ist auch möglich, einen Korrekturschaltkreis vorzusehen, der in Reaktion auf einen vom Bezugssignal-Generatorschaltkreis 7 zugeleiteten Korrekturbefehl Sg betreibbar ist. : In diesem Fall ist natürlich die Schaltung zum Korrigieren der Kraftstoffzuführungsmenge im Ansprechen auf den Korrekturbefehl in den Korrekturschaltkreis 4 eingeschlossen.
In Fig. 2 ist der Zusammenhang zwischen der Motordrehzahl N und der Ansaugluftmenge Q dargestellt. In Fig. 2 zeigt die auegezogene Linie L- die Änderung der Ansaugluftmenge Q entsprechend der Motordrehzahl M bei normalen Fahrbedingungen auf einer waagerechten Strecke. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist bei verhältnismäßig niedrigen Motordrehzahlen die Aneaugluftmenge Q im wesentlichen proportional zur Motordrehzahl N, wogegen bei höheren Motordrehzahlen die Ansaugluftmenge Q eine nichtlineare Funktion der Motordrehzahl N ist, da bei höheren Motordrehzahlen der Motaoverlust ansteigt. In der Q-K-Ebene stellt der oberhalb der Kurve L- liegende Teil einen Bereich verhältnisnäftig hoher Motorlast dar, das heißt Beschleunigungebedingungen oder Aufwirtsfahrt. Andererseits gibt der unterhalb der Kurve L- gelegene Teil einen Bereich verhältnismäßig niedriger Motorlaet wieder, daβ heißt Abbremsen oder Abwärtsfahrt. Die gestrichelte Linie L2 zeigt Änderungen der Luftansaugmenge Q entsprechend der Motordrehzahl N bei einem Motörausgangsdrehmoment von 0. Der unterhalb der Kurve L2 gelegene Teil der Q-N-Ebene gibt die Bedingung wieder, bei der der Motor durch die Drehung der Fahrzeugräder anfetrieben wird. Die hierin gelegene etrichpunktierte Linie Lj begrenzt
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einen darunter liegenden Bereich, in dem der Kraftstoff abgeschaltet werden kann. Der Wert des Bezugssignals Sc wird im wesentlichen längs der Kurve L3 variiert. Wenn daher das Lastsignal S2, das in dem Korrekturbefehls-Generatorschaltkreis 8 mit dem Bezugssignal S5 verglichen wird, kleiner als das Bezugssignal Se ist, wird die Kraftstoffzuführung unterbrochen, und wenn das Lastsignal S~ das Bezugssignal S5 überschreitet, wird der Kraftstoff wieder zugeführt.
Es ist wünschenswert, beim Umschalten zwischen dem Zustand der Kraftstoffunterbrechung und der erneuten Kraftstoffzuführung eine Hysterese vorzusehen. Das bedeutet, daß beim Eintritt der Entscheidung für eine Rückkehr zum Zustand der Zuführung des Kraftstoffes aus dem Zustand der abgeschalteten Kraftstoffzuführung das Lastsignal S- um einen gegebenen Wert über dem Bezugssignal Sg liegen wird. Bei Bedarf ist es möglich, eine Verzugszeit zwischen dem Abschalten der Kraftstoffzuführung und der Zuführung des Kraftstoffs vorzusehen, indem Konstanten, die in den Rechenoperationen des Korrekturbefehls-Generatorschaltkreises 8 verwendet werden, einer Veränderung unterzogen werden. Durch die Veränderung der Punkte, an denen der Kraftstoff abgeschaltet oder angeschaltet wird, und indem der letztgenannte Punkt höher als der erstgenannte festgelegt wird, kann in wirkungsvoller und befriedigender Weise verhindert werden, daß ein wiederholtes Aus- und Einschalten der Kraftstoffzuführung auftritt, was von in dem Fahrzeug befindlichen Fahrgästen als unangenehm empfunden werden kann.
In Fig. 3 und 4 sind Abwandlungen der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems für die Kraftstoffzuführung dargestellt. Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, gleicht die Struktur des Systems im wesentlichen derjenigen des Regelsystems von Fig. 1 in den allgemeinen Teilen, das heißt dem Motordrehzahlfühler 1, dem Motorlastfühler 2, dem Rechenwerk 3, dem Korrekturschaltkreis 4, den weiteren Fühlern und dem Korrekturbefehls-Generatorschaltkreis 8.
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In Fig. 3 besteht der besondere Gedanke dieser Abwandlung der ersten Ausführungsform darin, daß das Grundsignal S3 des Rechenwerks 3 anstelle des Motorlastsignals S7 mit dem Bezugssignal S-verglichen wird, das in dem Bezugssignal-Generatorschaltkreis 7 auf der Grundlage des Motordrehzahlsignals S- erzeugt wird. Das Grundsignal S3 ist hier, wie oben festgestellt wurde, durcn Q/N festgelegt und ist daher proportional zur Ansaugluftmenge. Das bedeutet, daß das Grundsignal S3 von der Ansaugluftmenge abhängt und außerdem dem Motordrehmoment entspricht» Deshalb kann das Motordrehmoment aus dem Grundsignal S3 bestimmt werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist Q/N im wesentlichen konstant, da der Zusammenhang zwischen der Ansaugluftmenge Q und der Motordrehzahl N durch eine im wesentlichen lineare Kurve gegeben ist. Daher ist der der Erfassung des Abbremsens oder Beschleunigen des Fahrzeugs dienende Grundpegel im wesentlichen konstant.
Wenn der der Erfassung der Fahrbedingung des Motors im Hinblick auf das Abbremsen oder Beschleunigen dienende Grundpegel konstant ist, kann der Bezugssignal-Generatorschaltkreis weggelassen werden, wie in Fig. 4 dargestellt. In diesem Fall wird dem Eingang des Korrekturbefehls-Generatorschaltkreises 8 fortwährend ein konstantes Signal V zugeführt. Wenn der Grundpegel nicht konstant, sondern im wesentlichen in einem engen Bereich veränderlich ist, bedarf es in dem System des Bezugssignal-· Generatorschaitkreises. Jedoch kann der Bezugssignal-Generatorschaltkreis von einfacher Struktur sein.
Wenngleich vorstehend Ausführungsformen offenbart sind, bei denen ein Fühler zur Erfassung der Motorlast Verwendung findet und ein die Ansaugluftmenge anzeigendes Fühlersignal als das Motorlastsignal angewendet wird, wird darauf hingewiesen, daß die Ausführung auch in anderer Weise erfolgen kann. So ist es beispielsweise möglich, einen Ansaugunterdruckfühler zur Erfassung der Motorlastbedingung zu verwenden. Bei Verwendung des Ansaugunterdruckfühlers als Motorlastfühler kann der Bezugssignal-Generatorschaltkreis ebenfalls von einfacher Struktur sein. Ferner muß das die Kraftstoffzufuhrgrundmenge anzeigende Grund-
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signal nicht immer mittels der Ansaugluftmenge Q und der Motordrehzahl N "bestimmt werden. Das Grundsignal kann auf andere Weise bestimmt werden. Beispielsweise kann im Zusammenhang mit der Ansaugluftmenge Q ein Kraftstoffeinsprit zint ervall das Grundsignal bestimmen, wenn der Kraftstoff in einem gegebenen konstanten Intervall eingespritzt wird.
Im Falle eines Eegelsystems für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Verbrennungsmotors, bei dem die Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend ihrer Sauerstoffkonzentration im Abgas durch Messung der Konzentration mittels eines in der Abgasleitung vorgesehenen Sauerstoffühlers geregelt wird, wird das Grundaignal gemäß dem Sauerstoffühlersignal festgelegt. Es erfolgt daher durch die Verwendung des gemäß der Sauerstoffkonzentration des Abgases korrigierten Grundsignals zur Erfassung des Abbremsens und Beschleunigens des Fahrzeugs eine geneuere und wirkungsvollere Entscheidung zur Regelung der Kraftstoffzuführungsmenge. Andererseits ist es bei dem Regelsystem mit Rückführung erforderlich, die Motorfahrbedingungen zu unterscheiden, um die Rückführungsregelung zu unterbrechen, wenn das Kraftstoffzuführungssysteii die Kraftstoffmenge erhöht oder verringert oder die Kraftstoffzuführung unterbricht. In diesem Fall ist die Durchführung einer Rückführungsregelung nur dann möglich, wenn die Korrektionsrate des in dem erfindungegemäßen Regelsystem für die Kraft stoff zuführung erzeugten Korrekturbefehls im falle einer multiplikation Korrektur 1,0 oder im Falle einer additiven Korrektur 0 beträgt. Es .ist auch möglich, einen vorgegebenen Bereich in einer Umgebung der Korrektionsrate vorzusehen, um die Rückftihrungsregelung auszuführen· Es wird nämlich im feie des Betchleunigens und Abbremstns des Motors und der damit verbundenen Abweichung des Koeffizienten von 1,0 die der
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Sauerstoffkonzentration im Abgas entsprechende Rückführungsregelung des Luft-/KraftstoffVerhältnisses unterbrochen, sobald der Koeffizient den Wert 1,05 oder 0,95 erreicht. Andererseits wird die Rückführungsregelung des Luft-/EraftstoffVerhältnisses betätigt, wenn der in dem vom Korrekturbefehlsgeneratorschaltkreis 8 erzeugten Korrekturbefehl angezeigte Koeffizient gegen 1 geht und die Annäherung an 1 den Wert 0,93 oder 1,03 überschreitet. Auf diese Weise kann in die Bückführungsregelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des Verbrennungsmotors Hysterese eingeführt werden. Somit ist es nicht mehr notwendig, irgendein weiteres Mittel zum Test der Motorfahrbedingung hinsichtlich der Durchführbarkeit der Rückfünrungsregelung vorzusehen. Ferner ist es möglich, eine gegebene geeignete Verzögerungszeit für das Umschalten des Regelbetriebs zwischen der Rückführungsregelung und der Regelung im offenen Kreislauf vorzusehen, um einen häufig wechselnden Regelbetrieb in Reaktion auf innerhalb einer kurzen Zeitspanne liegende änderungen der Fahrbedingungen des Motors zu unterbinden, beispielsweise während des Gangwechselbetriebs. Allgemein kann die Verzögerungszeit da-
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durch hervorgerufen werden, daß in das Regelsystem Hysterese eingeführt wird.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems für die Kraftstoffzuführung dargestellt. In der im folgenden beschriebenen dargestellten Ausführungsform gleicht die Struktur des Regelsystems in allgemeiner Hinsicht im wesentlichen derjenigen der vorhergehenden Ausführungsform. Zur Vereinfachung der Erklärung sind die im wesentlichen die gleichen Funktionen aufweisenden Elemente oder Merkmale durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß Fig. 5 wird das durch den Motordrehzahlfühler 1, wie einen Kurbelwinkelfühler, erzeugte Motordrehzahlsignal S- dem Rechenwerk 3 zugeleitet. Gleichzeitig wird das Mdtordrehzahlsignal S1 auch einem Funktionssignal-Generatorschaltkreis 17 zugeführt. Das Motorlastsignal S~f das die Motorlast etwa in Form der Ansaugluftmenge anzeigt und durch den Motoflastfühler 2, wie einen Luftdurchflußmesser, erzeugt wird, wird ebenfalls dem Rechenwerk 3 und dem Funktionssignal-Generatorschaltkreis 17 zugeführt. Auf der Grundlage des Motordrehzahlsignals S- und des Motorlastsignals S2 bestimmt das Rechenwerk 3 eine dem Motor zuzuführende Kraftstoffgrundmenge und erzeugt ein Signal S.j, dessen Impulsbreite der festgelegten Kraftstoffgrundmenge entspricht (im folgenden wird darauf unter der Bezeichnung "Grundsignal" Bezug genommen). Das Grundsignal S3 wird dem Korrekturschaltkreis 4 zugeleitet, in dem die Impulsbreite des Grundsignals auf der Grundlage weiterer Steuerparameter, wie das Motorkühlmitteltemperatursignal S7, das von Fühlern 5 wie einem Motorkühlmitteltemperaturfühler zugeleitet wird, korrigiert wird.
Inzwischen erzeugt der Funktionssignal-Generatorschaltkreis 17 ein Signal S'5 (im folgenden als "Funktionssignal" bezeichnet), das mit den beiden EingangsSignalen, das heißt dem Motordrehzahlsignal S-. und dem Motorlastsignal S- in einem gegebenen funktionalen Zusammenhang steht. Das Funktionssignal S'5 zeigt eine Motorfahrbedingung an, unter der die Kraftstoffmenge zu erhöhen oder zu verringern oder die Kraftstoffzuführung abzuschalten ist und wird dem Korrekturschaltkreis 4 zugeleitet. Der Korrektur- .
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schaltkreis 4 bestimmt in Reaktion auf das Funktionssignal S'r die Kraftstoffmenge und erzeugt ein Impulssignal, dessen Impulsbreite der dem Motor zuzuführenden Kraftstoffmenge entspricht.
Fig. 6 zeigt Kennlinien des Funktionssignal-Generatorschaltkreisesi7# wobei C einen Korrektionskoeffizienten darstellt, der mit den Eingangssignalen des Funktionssignal-Generatorschaltkreises in einem gegebenen Zusammenhang steht, das heißt mit dem die Motordrehzahl N anzeigenden Motordrehzahlsignal S-j und dem die Ansaugluftmenge Q anzeigenden Motorlastsignal S,· Ferner stellt in Fig. 6 A1 (C = 0) einen Bereich zur Unterbrechung der Kraftstoffzuführung dar, A2 (0<C<1) einen Bereich zur Verringerung der Kraftstoffmenge, A3 (C = 1) einen Bereich ohne die Durchführung einer Korrektur der Kraftstoffgrundmenge und A^ (C> 1) einen Bereich zur Erhöhung der Kraftstoffmenge. Wenngleich ein derartiger Funktionssignal-Generatorschaltkreis als Analogschaltkreis ausgebildet werden kann, ist es vorzuziehen, diesen unter Verwendung eines digitalen Computers auszuführen, durch den sich der Betrieb unter Anwendung von Tabellenlesen leicht und einfach gestaltet. In dem Computersystem ist eine Tabelle vorgesehen, in der Korrektionskoeffizienten darstellende Daten in jeder Adresse einer dazugehörigen Speichereinheit vorhanden sind, und die Adresse kann durch die dazugehörigen Eingangssignale aufgefunden werden. Bei diesem System bestimmt der Funktionssignal-Generatorschaltkreis 17 die Korrektionskoeffizienten durch einen Tabellenlesevorgang in der in dem Speicher auf der Grundlage der Motordrehzahl N und der Motorlast Q gespeicherten Tabelle.
In der Tabelle ist in wohlbekannter Weise jede für die Speicherung der Korrektionskoeffizienten vorgesehene Adresse durch die in vorgegebenen Intervallen aufgetragene Motordrehzahl und Motorlast identifiziert. Wenn die Eingangssignale, das heißt das Motordrehzahlsignal S- und das Motorlastsignal S3 Zwischenwerte zwischen den vorgespeicherten Adressenwerten einnehmen, kann eine Interpolation aus vier vorgespeicherten Werten, die in der Nähe der Eingangswerte liegen, verwendet werden. Wenn nur einer der Eingangswerte einen Zwischenwert darstellt, wird natürlich die Inter-
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polation hinsichtlich zweier entsprechender vorgespeicherter Werte ausgeführt. Wenn ein Digitalcomputer als Funktionssignal-Generatorschaltkreis verwendet wird, können andere Schaltkreise, die einen Bestandteil des erfindungsgemäßen Regelsystems für die KraftstoffZuführung bilden, beispielsweise das Rechenwerk 3 oder der KorrekturSchaltkreis 4, ebenfalls innerhalb desselben Computers ausgeführt sein. In diesem Fall kann die Bestimmung der Kraftstoffgrundmenge und der Korrektionsrate der Kraftstoffgrundmenge durch Abarbeitung eines Programms oder von Programmen, die in seiner Speichereinheit gespeichert sind, durchgeführt werden.
Durch die Verwirklichung eines erfindungsgemäßen Regelsystems für die Kraftstoffzuführung ist es möglich, den Pegel für die Bestimmung einer zum Abschalten der Kraftstoffzuführung geeigneten Motorfahrbedingung entsprechend weiteren Steuerparametern, wie die Motorkühlmitteltemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit oder Abgastemperatur usw., zu verändern, indem Kennlinien des Funktionssignal-Generatorschaltkreises oder des Vergleichsschaltkreises variiert werden. Bei diesem System kann die Motorfahrbedingung auch gemäß Änderungen von Einstellungen eines Übersetzungsgetriebes, Motorstart, wesentlich niedriger Motordrehzahl und wesentlich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit unterschieden werden, was Sperrbedingungen für das Abschalten der Kraftstoffzuftihrung sind.
Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 5 dargestellten Ausfülvrungsform des Regelsystems für die Kraftstoffzuführung. Bei dieser Abwandlung wird das Grundsignal S3, das die Kraftstoffgrundmenge anzeigt und durch das Motordrehzahlsignal S1 und das Motorlastsignal S2 bestimmt ist, an den Eingang des Funktionssignal-Generatorschaltkreises 17 angelegt. Der Funktionssignal-Genera tor schaltkreis 17 erzeugt ein Funktionssignal S5 auf der Grundlage des Motordrehzahlsignals S- und des Grundsignals S3. Dabei sind, da das Grundsignal S3 proportional zu Q/N ist, die Grundpegel L^ bis L3 für veränderliche Korrektionskoeffizienten im wesentlichen konstant. Daher kann die Struktur des Funktionssignal-Generatorschaltkreises 17 einfach gestaltet werden.
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In ähnlicher Weise kann die Vereinfachung der Struktur des Funktionssignal-Generatorschaltkreises 17 auch durch die Verwendung eines einen Ansaugunterdruck anzeigenden Signals, das auch im wesentlichen proportional zu Q/N ist, erreicht werden.
Somit ist es nach der Erfindung nicht mehr nötig, ein Mittel zur Erfassung des Abbremsens des Fahrzeugs, wie beispielsweise den Drosselklappenwinkelschal tea? ocLa? Gasfußhebelschalter zu verwenden, wodurch die Kosten verringert und die Einstellung und Wartung des Fahrzeugs erleichtert werden. Ferner vermag das erfindungsgemäße Regelsystem für die Kraftstoffzuführung allen Fahrbereichen des Verbrennungsmotors zu folgen, so daß hierdurch eine wirksame und zufriedenstellende Regelung der Kraftstoffzuführung durch alle Fahrbereiche in Aufeinanderfolge möglich ist.
In dem erfindungsgemäßen Regelsystem für die Kraftstoffzuführung kann zur Bestimmung der Motorlast jedes geeignete Mittel, wie ein Luftdurchflußmesser, Ansaugunterdruckfühler, Drosselklappenwinkelfühler, Motordrehmomentfühler usw. verwendet werden. Dies erleichtert die Ausbildung des Regelsystems für die Kraftstoffzuführung.
Darüber hinaus ist es auch möglich, durch das erfindungsgemäße System bestimmte Korrektionskoeffizienten zur Unterscheidung von Rückführungsregelbedingungen einer KraftstoffZuführungsregelung zu verwenden, die auf dem Abgasfühlersignal beruht.
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Claims (16)

  1. Patentansprüche
    Regelsystem für die Kraftstoffzuführung eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch ein erstes Fühlermittel (2) zum Erfassen einer Motorlastbedingung und Erzeugen eines die erfaßte Motorlast anzeigenden ersten i*ühlersignals (S2),
    ein Rechenmittel (3) zum Bestimmen einer Impulsgrundbreite eines Impulssignals (S5), durch das eine auf der Grundlage des ersten Fühlereignals bestimmte Kraftstoffzuführungsgrundmenge anzeigbar ist,
    ein Mittel (4) zum Korrigieren der Impulsgrundbreite des Impulssignals auf der Grundlage von Kraftstoffzuführungssteuerparametern (S™), wie eine Motorkühlmitteltemperatur, und
    ein Mittel (8) zum Unterscheiden einer Motorfahrbedingung und Erzeugen eines Korrekturbefehls (Sg, SO zur Durchführung einer Vergrößerung odei verkleinerung der Impulsgrundbreite oder Unterbrechung der Kraftstoffzuführung
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    (oao) aaaaea
    Telex os-aesao
    monapat
    auf der Grundlage eines in dem Korrekturbefehl angezeigten Korrektionskoeffizienten.
  2. 2. Regelsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites Fühlermittel (1) zum Erfassen einer Motordrehzahl und Erzeugen eines die erfaßte Motordrehzahl anzeigenden zweiten Fühlersignals (S1), wobei das zweite Fühlersignal mit dem ersten Fühlersignal zur Bestimmung der Impulsbrei to des Impulssignals in dem Rechenmittel verknüpfbar ist*
  3. 3. Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (8) zum Unterscheiden der Motorfahrbedingung das erste Fühlersignal (S2) mit einem vorbestimmten Bezugssignal (S5) vergleicht, um den den Korrektionskoeffizienten anzeigenden Korrekturbefehl (Sß) zu bestimmen (Fig. 1 und 3 bis 4).
  4. 4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal(Sg)entsprechend dem zweiten Fühlersignal (S.) veränderbar ist (Fig. 1).
  5. 5. Regelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet f daß das Bezugssignal (S5) konstant ist (Fig. 3 und 4).
  6. 6. Regelsystem für die Kraftstoffzuführung eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch
    ein erstes Fühlermittel (2) zum Erfassen einer Motorlastbedingung und Erzeugen eines die erfaßte Motorlast anzeigenden ersten Fühlersignals (S3),
    ein zweites Fühlermittel (1) zum Erfassen einer Motordrehzahl und Erzeugen eines die erfaßte Motordrehzahl anzeigenden zweiten Fühlersignals (S-),
    ein Rechenmittel (3) zum Bestimmen einer Impulsgrundbreite eines Impulssignals (S^), durch das eine auf der Grundlage des ersten und zweiten Fühlersignals bestimmte Kraftstoffzuführungsgrundmenge anzeigbar ist,
    ein drittes Mittel (4) zum Korrigieren der Impulsgrundbreite
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    des Impulssignals auf der Grundlage von Kraftstoffzuftihrungssteuerparametern (S7) , wie die Motorkühlmitteltemperatur, und
    ein viertes Mittel (8} 17) zum Unterscheiden einer Motorfahrbedingung und Erzeugen eines Korrekturbefehls (Sg, S1,-) zum Betätigen des dritten Mittels im Sinne einer Vergrößerung oder Verringerung der Impulsgrundbreite des Impulssignals oder einer Unterbrechung der Kraftstoffzuführung auf der Grundlage eines in dem Korrekturbefehl angezed gten Korrektionskoeffizienten .
  7. 7. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Mittel das erste Fühlersignal mit einem vorbestimmten Bezugssignal (S1-) vergleicht, und daß das dritte Mittel im Sinne einer Vergrößerung der Impulsbreite des Impulssignals zur Vergrößerung der KraftstoffZuführungsmenge betrieben ist, wenn der Korrektionskoeffizient des Korrekturbefehls größer als 1 ist, sowie im Sinne einer Verkleinerung der Impulsbreite zur Verringerung der Kraftstoffzuführungsmenge, wenn der Korrektionskoeffizient zwischen 1 und 0 liegt und im Sinne einer Unterbrechung der Kraftstoffzuführung, wenn der Korrektionskoeffizient gleich 0 ist (Fig. 1 und 3 bis 4).
  8. 8. Regelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal entsprechend dem zweiten Fühlersignal veränderlich ist (Fig. 1).
  9. 9. Regelsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal proportional zum zweiten Fühlersignal veränderlich ist (Fig. 1).
  10. 10. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Mittel das die Kraftstoffzuführungsgrundmenge anzeigende Impulssignal (S,) mit einem Bezugssignal (Sc) vergleicht, und daß das dritte Mittel im Sinne einer Vergrößerung der Impulsbreite des Impulsedgnals zur Erhöhung der
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    KraftstoffZuführungsmenge betrieben ist, wenn der Korrektionskoeffizient des Korrekturbefehls größer als 1 ist, sowie im Sinne einer Verkleinerung der Impulsbreite zur Verringerung der Kraftstoffzuführungsmenge, wenn der Korrektionskoeffizient zwischen 1 und 0 liegt, und im Sinne einer Unterbrechung der Kraftstoffzuführung, wenn der Korrektionskoeffizient kleiner als 0 ist (Fig. 3 und 4).
  11. 11. Regelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal konstant ist (Fig. 3 und 4).
  12. 12. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Mittel den Korrektionskoeffizienten auf der Grundlage des ersten und zweiten Fühlersignals bestimmt, und daß das dritte Mittel im Sinne einer Vergrößerung der Impulsbreite des Impulssignals zur Erhöhung der Kraftstoffzuführungsmenge betrieben ist, wenn der Korrektionskoeffizient des Korrekturbefehls größer als 1 ist, sowie im Sinne einer Verkleinerung der Impulsbreite zur Verringerung der Kraftstoffzuftihrungs-· menge, wenn der Korrektionskoeffizient zwischen 1 und 0 liegt, und im Sinne einer Unterbrechung der Kraftstoffzuführung, wenn der Korrektionskoeffizient kleiner als 0 ist (Fig. 5 und 7).
  13. 13. Regelsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Mittel durch einen Mikrocomputer mit einer Speichereinheit gebildet ist, in welcher eine die Korrektionskoeffizienten mit Werten des ersten und zweiten Fühlersignals identifizierende Datentabelle gespeichert ist (Fig. 5 und 7).
  14. 14. Regelsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer Programme zur Arithmetisierung des Grundimpulssignals und zur Bestimmung einer Korrektionsrat· zum Korrigieren des Grundimpulssignals auf der Grundlage der Regelung aufweist (Fig. 5 und 7).
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  15. 15. Regelsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem vierten Mittel erzeugte Korrekturbefehl einem Rückführungsregelsystem eines Verbrennungsmotors zuführbar ist, und daß die Rückführungsregelung unterbrechbar ist, wenn der in dem Korrekturbefehl angezeigte Korrektionskoeffizient von 1 verschieden ist.
  16. 16. Regelsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem vierten Mittel erzeugte Korrekturbefehl einem Rückführungsregelsystem zur Rückführungsregelung des Luft~/Kraftstoffverhältnisses des Verbrennungsmotors zuführbar ist, daß die Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses unterbrochen wird, wenn der in dem Korrekturbefehl angezeigte Korrektionskoeffizient in einem ersten gegebenen Verhältnis von 1 abweicht und daß die Rückführungsregelung betätigt wird, wenn der Korrektionskoeffizient unter Überschreitung eines zweiten gegebenen Verhältnisses gegen 1 geht.
    17· Regelsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste gegebene Verhältnis 0,5 % und das zweite gegebene Verhältnis 0,3 % beträgt.
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