DE3042246A1

DE3042246A1 - Elektronisch gesteuertes kraftstoff-zumesssystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3042246A1
Application number: DE19803042246
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Barho; Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Denz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-11-08
Filing date: 1980-11-08
Publication date: 1982-06-03
Anticipated expiration: 2000-11-09
Also published as: JPH0318017B2; JPS57108439A; DE3042246C2; US4440136A

Description

16.10.1980 Mü/Ba

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Elektronisch gesteuertes Kraftstoff-Zumeßsystem für eine Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Es ist seit langem "bekannt, daß Brennkraftmaschinen während des Varmlaufs ein fetteres Gemisch erhalten müssen, als im Anschluß an das Erreichen einer "bestimmten Betriebstemperatur. Diese Anreicherung ist erforderlich, um Kondensationsverluste an den zu Zeiten des Warmlaufs noch kalten Innenwänden von Saugrohr und Zylindern auszugleichen.

In der Regel wird diese Warmlaufanreicherung temperatur- und auch drehzahlabhängig gewählt. Dadurch läßt sich zwar ein befriedigendes Fahrverhalten erzielen, doch ist die Anreicherung nicht feinfühlig genug, um zusätzlich auch noch das gewünschte saubere Abgas zu erzielen. Ursächlich ist hierfür bei den bekannten Systemen eine geforderte Sicherheitszone mit Priorität auf einem guten Fahrverhalten.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektronisch gesteuerte Kraftstoff zumeßsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat

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demgegenüber den Vorteil, daß die Jeweilige Anfettung des Gemische auf die jeweiligen Betriebskenngrößen abgestimmt werden kann und sich, damit gute Ergebnisse bezüglich Fahrverhalten und Abgas erzielen lassen. Eine feinfühlige Abstufung erlaubt im Leerlauf eine geringe bis mittelmäßige Anfettung und im unteren Teillast- und Drehzahlbereich kann sie im Hinblick auf eine gute Gasannahme und damit ein befriedigendes Beschleunigungsverhalten groß gewählt werden. Für hohe Lasten und hohe Drehzahlen kann die Anreicherung wiederum je nach Brennkraftmaschinetyp gering sein oder ganz entfallen. In jedem Fall ermöglicht das erfindungsgemäße Kraftstoffzumeßsystem die Berücksichtigung aller während des Warmlaufs der Brennkraftmaschine maßgeblichen Einflußgrößen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 ein grobes Blockschaltbild des elektrischen Teils des elektrisch gesteuerten Kraftstoffzumeßsystems, Fig. 2 Zahlenbeispiele für eine Warmlaufanreicherung, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Flußdiagramm zur Abfrage, wann die Warmlaufanreicherung zur Wirkung kommen soll, und Fig. 4- Zahlenbeispiele bezüglich der Beschleunigungsanreicherung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild den elektrischen Teil des elektronisch gesteuerten Kraftstoff-Zumeßsystems für eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung. Dabei handelt es sich bei diesem Kraftstoffzumeßsystem um eine Einspritzanlage. Das gezeichnete Blockschaltbild steht für eine hardware

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Lösung bei der Signalerzeugung. Im Falle einer Rechnersteuerung erfolgt sie selbstverständlich per Software,

In Pig. 1 ist mit 10 ein Zeitglied bezeichnet, dem Eingangssignale von einem Lastsensor 11 und einem Drehzahlsensor 12 zugeführt werden. Das Zeitglied 10 bildet den Quotienten von Luftdurchsatz im Ansaugrohr zu Drehzahl und gibt somit an seinem Ausgang einen Füllungswert ab, der mit ti bezeichnet ist. Dieses Signal ti, das auch als nicht korrigierte Einspritzzeit bezeichnet werden kann, gelangt zu einer nachfolgenden Korrekturstufe 14 zur weiteren Pulsdauermodulation und schließlich zu wenigstens einem Einspritzventil 15· Die Korrekturstufe 14· weist Korrektureingänge für den Warmlauf 16, die Beschleunigungsanreicherung 17, die Betriebsspannung 18 sowie sonstige Korrekturfaktoren 19 auf.

Ein erstes, zweigeteiltes Kennfeld 20 ist eingangsseitig mit dem Zeitglied 10 und dem Drehzahlsensor 12 verbunden und gibt an einem ersten Ausgang 21 ein Warmlaufkorrektursignal FM1 (ntl) an einen nachfolgenden Multiplizierer-Addierer 22 ab.

Ein Temperaturfühler ist mit 24 bezeichnet. Er ist mit einem Funktionsgenerator zur Erzeugung einer Kennlinie verbunden, die hinsichtlich der Warmlauf korrektur einen Wert FM2 (^) abgibt, der ebenfalls zum Multiplizierer-Addierer 22 geführt wird. Dort erfolgt die Bildung des Korrekturfaktors FM = 1 + FMl (n, ti) . FM2 (iß )

und dieser Korrekturfaktor gelangb zum Eingang 16 der Korrekturstufe 14.

Die entsprechende Anordnung wie für die Warmlaufkorrektur gibt es auch für die Beschleunigungsanreicherung. Das heißt, daß einem zweiten Ausgang 26 des Kennfeldes 20 ein drehzahl- und la st abhängiger Korrekturwert I¹BAI (n, ti) und

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dem Funktionsgenerator 25 ein temperaturabhängiger Beschleunigungskorrekturwert FBA2 ( is* ) entnommen werden kann, die einem zweiten Multiplizierer-Addierer 27 zugeführt werden. In diesem zweiten Multiplizierer-Addierer 27 wird entsprechend der Wirkungsweise des ersten (22) ein Korrekturfaktor nach, der Formel

PBA = 1 + PBAl (n, ti) . FBA2 (^ ) gebildet, der dann über eine Zusatzlogik 28 dem Beschleunigungskorrektureingang 17 der Korrekturstufe zugeleitet wird.

Der Beschleunigungserkennung kommt beim Kraftfahrzeug eine hohe Bedeutung zu, um gewünschte Beschleunigungsvor gänge von Ruckein zu unterscheiden. Zu diesem Zweck wird die Änderung des Signals ti als Ausgangssignal des Zeitglieds 10 erfaßt und drehzahlabhängig aus einem weiteren Feld 30 ein Wert Δ tlBA (n,ti) ausgelesen. Darüber hinaus wird in einer Subtraktionsstufe 31 der jeweils neueste tl-Wert mit dem vorangegangenen, in einem Zwischenspeicher 32 gespeicherten Wert verglichen, und das Subtraktionsergebnis zusammen mit dem Ausgangssignal des Kennfeldes 30 auf einen Vergleicher 33 geschaltet. Der Komparatorausgangswert wiederum gelangt zum Steuereingang der Zuschaltlogik 28 und bestimmt, ob der Beschleunigungskorrekturfaktor zur Korrekturstufe 14 durchgeschaltet wird.

Mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung läßt sich als Korrekturfaktor folgender formelmäßiger Zusammenhang angeben entsprechend den Eintragungen in den beiden Multiplizierern-Addierern 22 und 27·

PM . FBA = (1 + FMl . FM2) (l + FBAl . FBA2) Da die einzelnen Faktoren FM1, FM2, FBA1 und FBA2 Kennfeldern bzw. Kennlinien entstammen, läßt sich eine sehr feinfühlige Korrektur verwirklichen.

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Fig. 2 zeigt Werteteispiele für die Kennfelder des Speichers 20 und den Funktionsgenerator in Form einer Kennlinie 25· Erkennbar ist bei den Werten des Kennfelds, daß bei geschlossener Drosselklappe, "was Leerlauf oder Schub bedeutet, die Zahlenwerte in der Regel 0 sind, so daß keine Erhöhung der zugemessenen Kraftstoffmenge eintritt. Das gleiche gilt für hohe tl-Werte, die hohe Lastbereiche repräsentieren, sowie für hohe Drehzahlwerte. Das temperaturabhängige Ausgangssignal des Funktionsgenerators 25 zeigt gegen höhere Temperaturen eine stetig fallende Kurve, die etwa im Bereich von 60° C gegen 0 geht.

Wie bereits erwähnt, zeigt Fig. 1 ein Beispiel für eine Schaltungsrealisierung sines normalerweise programmgesteuerten Kraftstoffzumeßrechners. Bei diesen Programmen muß Wert auf· möglichst wenige Multiplikationen im Hinblick auf eine geringe Programmlaufzeit gelegt werden. Aus diesem Grund wird man in einem Programmablauf noch eine Temperaturabfrage vorsehen, und im Falle einer ausreichenden Temperatur auf die Multiplikation im Zusammenhang mit der Korrektur verzichten. Dieser spezielle Teil eines Flußdiagramms, das einer Programmierung zugrundeliegen kann, zeigt Fig. 3· Dort ist mit 35 eine Abfrage bezeichnet, mit der festgestellt wird, ob die Betriebstemperatur größer oder kleiner als 70° C ist. Im Falle dieser Betriebstemperatur wird der Ausgengswert des Multiplizierer-Addierers 22 von Fig. 1 auf den Ausgangswert FM = 1 gesetzt und infolgedessen erreicht man sehr schnell das gewünschte Ausgangssignal ti der Korrekturstufe 14.

Im anderen Fall, wenn diese Betriebstemperatur noch nicht erreicht worden ist, findet der Multiplikations-Additionsprozeß im Block 22 entsprechend der dort angegebenen Formel statt. Normalerweise spielt der Aufwand für diesen Multipli-

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kationsvorgang während des Warmlaufes deshalb keine so große Rolle, da bei diesem Betriebszustand noch keine maximale Dynamik wie bei Höchst-Drehzahlen verlangt wird.

Für die aus Fig. 1 ersichtliche Beschleunigungsanreicherung gilt im wesentlichen das gleiche wie für die Warmlaufanreicherung. Sie erfolgt nach der Formel

PBA = 1 + PBAl (n, ti) . PBA2 ( i£), sofern Δ ti > Λ tlBA (η, ti) ist.

Fig. 4 zeigt die entsprechenden Kennfeldwerte in den Kennfeldern 20 und 30 sowie im Funktionsgenerator 25. Dabei wird deutlich, daß eine Beschleunigungsanreicherung nur in einem bestimmten Drehzahl- und Lastbereich gewünscht wird. Auch ist eine Temperaturabhängigkeit dieser Beschleunigungsanreicherung wünschenswert.

Das Kennfeld 30 für 4tIBA -Werte ist notwendig, um in den ruekelempfindlichen Punkten des Leerlaufs und der. unteren Teillast eine möglicherweise vorhandene Antiruckelfunktion im Kraftstoffzumeßsystem ohne Beeinflussung durch die Beschleunigungsanreicherung auch bei großen Λ ti-Werten wirken zu lassen, während bei etwas höheren Teillastpunkten die Beschleunigungsanreicherung möglichst schon bei kleinen Beschleunigungen ( λ tl-Werten) wirken soll. Durch das vorgeschlagene, oben näher beschriebene elektronisch gesteuerte Kraftstoffzumeßsystem ergeben sich die folgenden Vorteile:

1. Für die Anpassung von verbrauchsoptimalen Kagerkonzepten mittels Lambda-Kennfeld ist eine gezielte starke Anfettung im Warmlauf in bestimmten niederen Drehzahl-Lastpunkten unbedingt notwendig, da sonst die Fahrbarkeit im Warmlauf völlig unbefriedigend ist. Durch die "vieldimensionale" Warmlaufanpassung und eine relativ große Beschleunigungsanreicherung mit kleiner Auslöseschwelle

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können diese Anforderungen optimal erfüllt werden.

2. Da "bei modernen Fahrzeugen empfohlen wird, sofort nach dem Start loszufahren, wird der Motor sehr schnell bei höheren Drehzahlen und Lasten betrieben, in denen die Warmlaufanhebung und Beschleunigungsanreicherung nicht mehr nötig ist. Die oben beschriebenen Funktionen ermöglichen es, daß in diesen Bereichen sofort mit möglichst magerer Anpassung gefahren wird, was zu einer erheblichen Kraftstoffeinsparung im Kurzstreckenbetrieb und vor allem während der kalten Jahreszeit führt.

3· Verbesserungen der CO-Werte im Abgastest, da in den Warmlauf-Leerlaufphasen eine magerere Anpassung als bisher möglich ist.

Leerseite

Claims

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16.10.1980 Mü/Ba

EOBEET BOSCH GMBH, 7000 STUTTGAET 1

Patentansprüche

M .JElektronisch gesteuertes Kraftstoffzumeßsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Zumeßsignalerzeugerstufe, in der ein Grundzumeßsignal vorzugsweise wenigstens sur Warmlauf- und Beschleunigungsanreicherung korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Korrekturwert entsprechend dem formelmäßigen Ausdruck K - 1 + K1 χ K2 gebildet wird, K1 und K2 wenigstens drehzahl-, last- und temperaturabhängig sind und in Kennfeldern (20, 25) bzw. Kennlinien abgespeichert sind.
2. Elektronisch gesteuertes Kraftstoff-Zumeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer bestimmten Temperatur der Warmlauf-Korrekturwert K = FM = 1 + FM1 χ ΡΜ2 gleich 1 gesetzt wird.

ORIGINAL INSPECTED ^

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3· Elektronisch gesteuertes Kraftstoffzumeßsystem nach Anspruch. 1, dadurch, gekennzeichnet, daß als Last signal der Füllungswert Q/n. dient.
4. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffzumeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungskorrekturwert nach der Formel K (BA) = FBA = Λ + FBA1 χ FBA2

nur wirksam ist für Drehzahlen und Lasten unterhalb von bestimmten Werten und einer Laständerung oberhalb eines bestimmten Wertes (n < nBA, ti < tlBA, Δ ti > AtIBA).

5· Elektronisch gesteuertes Kraftstoffzumeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als multiplikativer Korrekturwert für Warmlauf und Beschleunigungsanreicherung der Ausdruck K = (1 + IM1 χ FM2) (1 + FBA1 χ FBA2) dient.