DE3329891A1

DE3329891A1 - Kraftstoffzufuhr-kontrollverfahren fuer brennkraftmaschinen bei kraftstoffabsperrbetrieb

Info

Publication number: DE3329891A1
Application number: DE19833329891
Authority: DE
Inventors: Shumpei Niiza Saitama Hasegawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-08-18
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1984-02-23
Also published as: DE3329891C2; US4621600A; GB2126756B; GB8322165D0; JPS5932635A; GB2126756A

Description

Kraftstoffzufuhr-Kontrollverfahren für Brennkraftmaschinen bei Kraftstoffabsperrbetrieb

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffzufuhr-Kontrollverfahren für Brennkraftmaschinen/ insbesondere ein Verfahren von einer Art, bei welcher ein Absperren der Kraftstoffzufuhr zur Waschine bei geeigneten Zeitpunkten bewirkt wird, so daß eine Verschlechterung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine, ein Entzünden eines in der Maschine vorgesehenen Abgasreinigungskatalysators usw. vermieden werden, welche sonst durch das Absperren der Kraftstoff zufuhr zur Maschine verursacht wurden.

Bei Brennkraftmaschinen wird generell die Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine abgesperrt oder abgeschnitten, während die Maschine bei einem vorbestimmten Betriebszustand verzögert wird, um sowohl den Kraftstoffverbrauch und die Emissionscharakteristiken der Maschine zu verbessern, als auch ein Entzünden oder Verbrennen eines im Abgassystem der Maschine zum Reinigen der Abgase vorgesehenen Katalysators zu vermeiden.

Wenn jedoch die Kraftstoffabsperrung oder der Kraftstoff abschnitt häufig bewirkt wird, können Fluktuationen im Antriebsdrehmoment der Maschine auftreten, welche einen glatten oder gleichmäßigen Betrieb der Maschine verhindern und dem Fahrer oder Mitfahrer im Fahrzeug ein unangenehmes Schockgefühl geben.
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Bei einem Versuch, derartige Nachteile zu vermeiden und einen gleichmäßigen Betrieb der Maschine bei verzögerter Kraftstoffabsperrung zu erhalten, ist in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) No. 56-50 232 vorgeschlagen worden, die Bewirkung der

Kraftstoffabsperrung durch eine vorbestimmte Zeitperiode nach Erfüllung einer Kraftstoffabsperrbedingung zu verzögern, und es ist auch in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) No. 54-45 423 vorgeschlagen worden, die Bewirkung der Kraftstoffabsperrung zu verzögern, während die Maschine in einer vorbestimmten Geschwindigkeitsregion arbeitet.

Entsprechend den früheren Vorschlägen jedoch wird die Kraftstoffabsperrung um die gleiche vorbestimmte Zeitperiode verzögert, unbeachtet der Drehzahl der Maschine. Eine Folge davon ist, daß beim Setzen der verzögernden Zeitperiode auf einen großen Wert zur Vermeidung eines unangenehmen Schockgefühls bei Kraftstoffabsperrung bei einer niedrigen Drehzahl der Maschine eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen stattfinden, bevor die Verzögerungszeitperiode bei einer hohen Drehzahl der Maschine abgelaufen ist, was eine Zufuhr einer übermäßigen Menge von Kraftstoff zur Maschine zur Folge hat und ein Entzünden oder ein Verbrennen des Katalysators aufgrund einer Reaktion mit einer übermäßigen Menge unverbrauchten Kraftstoffs in den Abgasen verursacht. Andererseits wird gemäß dem letzteren Vorschlag beim Betrieb der Maschine in einer Hochgeschwindigkeitsregion eine Kraft-Stoffabsperrung unmittelbar bei der Erfüllung einer, vorbestimmten Kraftstoffabsperrbedingung ohne Verzögerung bewirkt. Dies reduziert die Möglichkeit des Entzündens oder Verbrennens des Katalysators. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades durch Abschwächung eines Schocks oder Stoßes bei Kraftstoffabsperrung in einer Region hoher Maschinendrehzahl ist es jedoch nicht wünschenswert, die Kraftstoffabsperrung unmittelbar bei Erfüllung der Kraftstoffabsperrbedingung ohne Verzögerung zu bewirken, wenn die Maschine in der Region hoher Maschinendrehzahl arbeitet. Außerdem ist ein Schutz des Katalysators gegen Entzün-

dung oder Verbrennen durch Setzen der Verzögerungszeitperiode auf einen Wert innerhalb eines Wertebereiches möglich/ bei dem die Möglichkeit eines Entzündens oder Verbrennens des Katalysators bei hohen Drehzahlen der Maschine gering ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftstoffzufuhr-Kontrollverfahren für eine Brennkraftmaschine anzugeben, das so ausgebildet ist, daß es eine Kraftstoffabsperrung bei einem solchen geeigneten Zeitpunkt bewirkt, bei dem sowohl eine Verschlechterung der . Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine vermieden ist, die anderweitig durch eine Kraftstoffabsperrung verursacht würde, als auch eine Entzündung oder Verbrennung des Katalysators über im wesentlichen den ganzen Drehzahlbereich der Maschine vermieden ist, das bzw. die leicht durch Verzögerung der Kraftstoffabsperrung verursacht wird.

Erfindungsgemäß wird dazu ein Kraftstoffzufuhr-Kontrollverfahren für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

(a) Es wird im voraus eine vorbestimmte Kraftstoffabsperrbedingung zum Absperren der Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine gesetzt, auf der Basis eines.

Wertes von wenigstens einem vorbestimmten Parameter, der Betriebszustände der Maschine anzeigt;

(b) der Wert des vorbestimmten Parameters wird erfaßt;

(c) aus dem erfaßten Wert des wenigstens einen vorbestimmten Parameters wird bestimmt, ob die obige Kraftstoffabsperrbedingung erfüllt worden ist oder nicht;

(d) wenn das Erfülltsein der Kraftstoffabsperrbedingung beim Schritt (c) festgestellt wird, wird die Summe von der Maschine nach der Feststellung des Erfülltseins der Kraftstoffabsperrbedingung zugeführten

Kraftstoffmengen berechnet;

(e) es wird bestimmt, ob die berechnete Summe aus Kraftstoffmengen einen vorbestimmten Wert überschreitet oder nicht; und

(f) die Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine wird abgesperrt, wenn beim Schritt (e) bestimmt worden ist, daß die berechnete Summe aus Kraftstoffmengen den vorbestimmten Wert überschreitet.

Der obige vorbestimmte Wert der berechneten Summe aus Kraftstoffmengen wird auf einen von Betriebszuständen der Maschine abhängigen Wert gesetzt. Vorzugsweise wird er auf einen von der Drehzahl der Maschine in einer solchen Weise abhängigen Wert gesetzt, daß er auf kleinere Werte gesetzt wird, wenn die Drehzahl der Maschine anwächst.

Vorteile und andere Eigenschaften und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels eines Kraftstoff zufuhr-Kontrollsystems für eine Brennkraftmaschine, das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeiten kann;

Figur 2 ein Blockschaltbild einer Schaltkreiskonfiguration in der elektronischen Kraftstoffkontrolleinheit (ECU) in Figur 1;

Figur 3 ein Flußdiagramm, welches das vorstehend beschriebene Verfahren zeigt;

Figur 4 einen Graphen, welcher ein Beispiel für die Art und Weise des Setzens eines eine Kraftstoffab-

sperrung bewirkenden Bereiches der Maschine zeigt; und

• Figur 5 einen Graphen, auf dem vorbestimmte Wert der kalkulierten Summe aus Kraftstoffmengen über der Drehzahl der Maschine aufgetragen sind. Das vorstehend beschriebene Verfahren wird nun anhand der Zeichnugnen detailliert beschrieben.

In der Figur 1 ist die ganze Anordnung eines Kraftstoffzufuhr-Kontrollsystems für eine Brennkraftmaschine dargestellt, das mit dem vorbestehend beschriebenen Verfahren arbeiten kann. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die beispielsweise vier Zylinder aufweisen kann. Mit der Maschine 1 ist ein Ansaugrohr 2 verbunden, in dem ein Drosselventil 3 angeordnet ist. Ein Drosselventilöffnungssensor 4 ist mit dem Drosselventil 3 zur Erfassung seiner Ventilöffnung und zum Umwandeln derselben in ein elektrisches Signal verbunden, welches einer elektronischen Kontrolleinheit 5 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) zugeführt wird.

In dem Ansaugrohr 2 sind an einer Stelle zwischen der Maschine 1 und dem Drosselventil 3 Kraftstoffeinspritzventile 6 angeordnet, von denen nur eines gezeigt ist. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind jeweils .in dem Ansaugrohr 2 an einer Stelle leicht stromaufwärts eines nicht dargestellten Einlaßventils eines zugeordneten Maschinenzylinders angeordnet und mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbunden. Außerdem sind die Kraftstoffeinspritzventile 6 elektrisch mit der ECU 5 in einer Weise verbunden, daß ihre Ventilöffnungsperioden oder Kraftstoffeinspritzmengen durch Signale kontrolliert werden, die von der ECU 5 zugeführt werden.

Andererseits steht ein Absolutdrucksensor 8 über eine Leitung 7 mit dem Inneren der Ansaugleitung 2 an einer

Stelle unmittelbar stromabwärts des Drosselventils 3 in Verbindung. Der Absolutdrucksensor 8 ist so ausgebildet, daß er den absoluten Druck in der Einlaßleitung 2 erfaßt und ein den erfaßten absoluten Druck anzeigendes elektrisches Signal an die ECU 5 abgibt. Ein Ansauglufttemperatursensor 9 ist in der Ansaugleitung 2 an einer Stelle stromabwärts des Absolutdrucksensors 8 zum Erfassen der Temperatur der Ansaugluft in der Ansaugleitung 2 angeordnet und ist elektrisch mit der ECU 5 verbunde'n, zum Zuführen eines die erfaßte Ansauglufttemperatur anzeigenden elektrischen Signals zur ECU

Ein Maschinenkühlmittel-Temperatursensor 10, der aus einem Thermistor oder dergl. bestehen kann, ist an dem Hauptkörper der Maschine 1 in einer in die Umfangswand eines im Inneren mit Kühlwasser gefüllten Maschinenzylinders in eingebetteter Weise befestigt, von dem ein elektrisches Ausgangssignal der ECU 5 zugeführt wird.

Ein Maschinendrehzahlsensor 11 (im folgenden mit "Ne"-Sensor bezeichnet, und ein Zylinderunterscheidungssensor 12 sind einer nicht dargestellten Nockenwelle der Maschine 1 oder einer nicht dargestellten. Kurbelwelle derselben zugekehrt angeordnet. Der erstere Sensor 11 ist so ausgebildet, daß er bei einem speziellen Kurbelwinkel der Maschine jedesmal wenn sich die Maschinenkurbelwelle um 180° gedreht hat, einen Impuls erzeugt, d.h. bei der Erzeugung eines Impulses eines oberen Totpunktlagensignals (TDC-Signal), während der letztere so ausgebildet ist, daß er einen Impuls bei einem speziellen Kurbelwinkel eines speziellen Maschinenzylinders erzeugt. Die durch¹ die Sensoren 11, 12 erzeugten obengenannten Impulse werden der ECU 5 zugeführt.

In einer aus dem Hauptkörper der Maschine 1 ragenden Abgasleitung 13 ist ein Drei-Weg-Katalysator 14 zum

Reinigen der Abgase von den darin enthaltenen Bestandteilen HC, CO und NOx angeordnet. Ein Op-Sensor 15 ist in die Abgasleitung 13 an einer Stelle stromaufwärts des Drei-Weg-Katalysators 14 zum Erfassen der Konzentration von Sauerstoff in den Abgasen und zum Zuführen eines einen erfaßten Konzentrationswert anzeigenden elektrischen Signals zur ECU 5 eingesetzt.

Andererseits steht ein Absolutdrucksensor 8 über eine Leitung '7 mit dem Inneren der Ansaugleitung 2 an einer Stelle unmittelbar stromabwärts des Drosselventils 3 in Verbindung. Der Absolutdrucksensor 8 ist so ausgebildet, daß er den absoluten Druck in der Ansaugleitung 2 erfaßt und ein den erfaßten absoluten Druck anzeigendes elektrisches Signal an die ECU 5 abgibt. Ein Ansauglufttemperatursensor 9 ist in der Ansaugleitung 2 an einer Stelle stromabwärts des Absolutdrucksensors 8 angeordnet und dient zum Erfassen der Temperatur der Ansaugluft in der Ansaugleitung 2 und ist elektrisch mit der ECU 5 zur Zufuhr eines elektrischen Signals verbunden, das der ECU 5 die erfaßte Ansauglufttemperatur anzeigt.

Ein Maschinenkühlmitteltemperatursensor 10, der aus. einem Thermistor oder dgl. gebildet sein kann, ist auf dem Hauptkörper der Maschine 1 in einer in die Umfangswand eines Maschinenzylinders eingebetteten Weise befestigt, deren oder dessen Inneres mit Kühlwasser gefüllt ist, wobei ein elektrisches Ausgangssignal des Thermistors der ECU 5 zugeführt wird.

Ein Maschinendrehzahlsensor 11 (im folgenden mit "Ne-Sensor" bezeichnet) und ein Zylinderunterscheidungssensor 12 sind einer nicht dargestellten Nockenwelle der Maschine 1 oder einer nicht dargestellten Kurbelwelle derselben zugekehrt angeordnet. Der Sensor 11 ist so ausgebildet, daß er bei einem speziellen

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Kurbelwinkel der Maschine jedesmal einen Impuls erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle um 180° gedreht hat, d.h. bei der Erzeugung eines jeden Impulses eines Positionssignals für den oberen Totpunkt (TDC-Signal), während der Sensor 12 so ausgebildet ist, daß er bei einem speziellen Kurbelwinkel eines speziellen Maschinenzylinders einen Impuls erzeugt. Diese durch die Sensoren 11 und 12 erzeugten Impulse werden der ECU 5 zugeführt.

In einer Abgasleitung 13, die sich von dem Hauptkörper der Maschine 1 fort erstreckt, ist ein Drei-Weg-Katalysator 14 zum Reinigen der Abgase von den darin enthaltenen Bestandteilen HG, CO und NOx. Ein 0_?-Sensor ist in die Abgasleitung 13 an einer Stelle stromaufwärts des Drei-Weg-Katalysators 14 zum Erfassen der Konzentration von Sauerstoff in den Abgasen und zum Zuführen eines elektrischen Signals zur ECU 5 eingesetzt, das einen erfaßten Konzentrationswert anzeigt.

Außerdem sind mit der ECU 5 ein Atmosphärendrucksensor 16 und ein Startschalter 17 zum Ein- und Ausschalten eines nicht dargestellten Starters oder Anlassers der Maschine elektrisch verbunden, die der ECU 5 entsprechende Signale zuführen, welche den erfaßten Atmosphärendruck bzw. die Positionen des Einschalt- und Ausschal tzustandes des Startschalters anzeigen.

Die ECU 5 arbeitet mit den Werten der obengenannten verschiedenen Maschinenparametersignale, um Betriebszustände der Maschine zu bestimmen, die einen Kraftstoffabschnittzustand enthalten, und die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 6 zu berechnen, unter Verwendung der folgenden Gleichung:

TOUT = Ti c K1 + K2 (1)

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in der Ti einen Basiswert der Kraftstoffeinspritzperiode darstellt, der als Funktion des absoluten Druckes PB in der Ansaugleitung und der Maschinendrehzahl Ne (Umdrehungen pro Minute) berechnet wird, und in der K1 und K2 Korrekturkoeffizienten bzw. Korrekturvariablen darstellen, deren Werte in Abhängigkeit von Werten von Ausgangssignalen aus den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren berechnet werden, d.h. des Drosselventilöffnungssensors 4, des Absolutdrucksensors 8 für die Ansaugleitüng, des Ansauglufttemperatursensors 9, des Kühlwassertemperatursensors 10 der Maschine, des Ne-Sensors 11, des Zylinderunterscheidungssensors 12, des Op-Sensors 15/ des Atmosphärendrucksensors 16 und des Startschalters 17, durch Anwendung zugeordneter Gleichungen, so daß optimale Betriebscharakteristiken der Maschine erzielt werden, wie beispielsweise Startfähigkeit, Emissionscharakteristiken, Kraftstoffverbrauch und Beschleunigungsfähigkeit.

Die ECU 5 arbeitet mit Werten der wie oben berechneten Kraftstoffeinspritzperiode TOUT, um Antriebssignale an die Kraftstoff einspritzventil 6 zur Erregung derselben zu geben.

Die Figur 2 zeigt eine Schaltkreiskonfiguration innerhalb der ECU 5 in Figur 1. Ein Ausgangssignal aus dem Ne-Sensor 11 in Figur 1 wird an einen Wellenformer 501 gegben, in dem der Impuls des Signals geformt wird, und sowohl einer zentralen Verarbeitungseinheit 503 (im folgenden mit "CPU" bezeichnet) als TDC-Signal als auch an einen Me-Wert-Zähler 502 zugeführt. Der Me-Wert-Zähler 502 zählt die Zeitintervalle zwischen einem bei einem bestimmten Kurbelwinkel der Maschine erzeugten vorangegangenen Impuls des TDC-Signals und einem beim selben Kurbelwinkel erzeugten gegenwärtigen Impulses

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desselben Signals, die ihm aus dem Ne-Sensor 11 eingegeben worden sind und deshalb entspricht der gezählte Wert We dem Reziproken der tatsächlichen Maschinendrehzahl Ne. Der Me-Wert-Zähler 502 gibt den gezählten Wert Me an die CPU 503 über einen Datenbus 510.

Die Spannungspegel der jeweiligen Ausgangssignale aus dem Ventilöffnungssensor 4, dem Absolutdrucksensor 8, dem Maschinenkühlmitteltemperatursensor 10 usw. werden sukzessive auf einen vorbestimmten Spannungspegel durch eine Pegelschiebereinheit 504 verschoben und an einen Analog-/Digitalwandler 506 über einen Multiplexer 505 angelegt. Der Analog-/Digitalwandler 506 wandelt die analogen Ausgangssignale aus den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren in digitale Signale um und die resultierenden Digitalsignale werden der CPU 503 über den Datenbus 510 zugeführt.

Außerdem sind mit der CPU 503 über den Datenbus 510 ein Nur-Lese-Speicher 507 (im folgenden mit "ROM" bezeichnet), ein Speicher 508 mit wahlfreiem Zugriff (im folgenden mit "RAM" bezeichnet) und ein Antriebsschaltkreis 509 verbunden. Der RAM 508 speichert zeitweilig verschiedene berechnete Werte aus der CPU 503, während der ROM 507 sowohl ein in der CPU 503 ausgeführtes .Kontrollprogramm als auch Tabellenkarten oder Pläne von Werten der Kraftstoffeinspritzbasisperiode Ti für die Kraftstoffeinspritzventile 6, eine Tabelle vorbestimmter Kraftstoffabschnittsbestimmungswerte und eine Me-TFCi-Tabelle, auf die im folgenden Bezug genommen wird, usw.. Die CPU 503 führt das im ROM 507 gespeicherte Kontrollprogramm synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT für die Kraftstoffeinspritzventile 6 in Abhängigkeit von Werten der verschiedenen Maschinenbetriebsparametersignale aus, und führt den berechneten

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Wert der Kraftstoffeinspritzperiode dem Antriebsschaltkreis 509 über den Datenbus 510 zu. Der Antriebsschaltkreis 509 führt die dem obengenannten berechneten TOUT-Wert entsprechenden Antriebssignale den Kraftstofeinspritzventilen 6 zum Antrieb derselben zu.

Die Figur 3 zeigt ein Flußdiagramm einer Subroutine des hier beschriebenen Verfahrens, das in der ECU 5 synchron mit der Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals ausgeführt wird. Zuerst wird beim Schritt (1) bestimmt, ob die Maschine in einem vorbestimmten Kraftstoffabsperrwirkungsbereich arbeitet. Dieser Kraftstoffabsperrwirkungsbereich ist bestimmt durch einen Wert von wenigstens einem Parameter, der Betriebszustände der Maschine anzeigt, beispielsweise Werte der Maschinendrehzahl Ne und des absoluten Druckes PBA in der Ansaugleitung, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Gemäß Figur 4 wird der die kraftstoffabsperrung bestimmende absolute Druck PBAFCj (j = 1, 2, 3) auf Werte gesetzt, die in einem Bereich zwischen einer Linie absoluten Druckes PBA fällt, bei der angenommen ist, daß keine Last an der Maschine anliegt, wenn mit dem Beschleunigungs- oder Gaspedal bei ausgerückter Kupplung oder bei Überführung der Maschine in ihre neutrale Position Gas gegeben wird, und eine Linie absoluten Druckes PBA fällt, bei der. das Drosselventil voll abgesperrt oder geschlossen ist, und bei der Werte eine Linie absoluten Druckes PBA überschreiten, die der maximal zulässigen Bett- oder Grenztemperatur des Drei-Weg-Katalysators 14 entspricht, unterhalb welcher die Temperatur des Drei-Weg-Katalysators auf einen abnormen Betrag ansteigt. Wenn der den Kraftstoffabschnitt bestimmende absolute Druck PBAFCj längs einer Linie gesetzt wird, die sich mit der Linie absoluten Druckes PBA bei fehlender Maschinenbelastung schneidet, kann ein Kraftstoffabschnitt oder eine Kraftstoffunterbrechung während des unbelasteten Betriebs der

Maschine stattfinden, so daß das Maschinendrehmoment wiederholt anwächst und abnimmt, um ein Jagen der Maschinendrehzahl zu bewirken, das in einer Verschlechterung der Antriebsfähigkeit oder des Wirkungsgrades resultiert. Auch wächst beim Anwachsen der Maschinendrehzahl die Menge des in den Drei-Weg-Katalysator pro Zeiteinheit strömenden Abgases auch dann, wenn der absolute Druck PBA unverändert bleibt. Eine Folge davon ist, daß die Menge der schädlichen Bestandteile, insbesondere unverbrannter Kraftstoff für eine Reaktions im Katalysator pro Zeiteinheit anwächst, so daß die Temperatur des Drei-Weg-Katalysators seinen oder deren Entzündungspunkt früher erreicht. Deshalb ist es notwendig, den absoluten Druck PBAFCj zur Bestimmung der Kraftstoffabsperrung so zu setzen, daß er mit der Erhöhung der Maschinendrehzahl Ne anwächst, damit die Menge der Abgasbestandteile für eine Reaktions im Katalysator pro Zeiteinheit unterhalb einer zulässigen oberen Grenze gehalten werden. Auf diese Weise wird die die Kraftstoffabsperrung oder die Kraftstoffunterbrechung bewirkende Region im Bereich in Richtung höherer Maschinendrehzahlen größer. Die obengenannte anwachsende Rate des die Kraftstoffabsperrung bestimmenden absoluten . Druckes PBAFCj hängt von dem Kühlungsgrad des Katalysators ab. Außerdem ist es wünschenswert, den die Kraftstoffabsperrung bestimmenden absoluten Druck PBAFCj auf solch einen niedrigen Wert zu setzen, daß er den Kraftstoffverbrauch auf einem Minimum halten kann, jedoch die Betreibbarkeit oder den Wirkungsgrad nicht beeinträchtigt.

Im Hinblick auf die obengenannten Erfordernisse sind in dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel zwei vorbestimmte Maschinendrehzahl werte NFCB1 (15.00 Umdrehungen pro Minute) und NFCB2 (3000 Umdrehungen pro Minute) vorgesehen, wäh-

- Irrend der die Kraftstoffabsperrung bestimmende absolute Druck PBAFCj auf einen vorbestimmten Wert PBAFC1 (180 mm Hg), PBAFC2 (200 mm Hg) und PBAFC3 (220 mm Hg).

Andererseits sollte die die Kraftstoffabsperrung

bestimmende Maschinendrehzahl NFCO auf Werte gesetzt werden, die von der Maschinenkühlmitteltemperatur TW in einer solchen Weise abhängen, daß sie auf einen höheren Wert gesetzt wird, wenn die Maschinenöl 0 kühlmitteltemperatur TW niedrig ist, um ein Abwürgen oder Sterben der Maschine zu vermeiden, das beim Ausrücken der Kupplung der Maschine unmittelbar nach dem Kraftstoffabschnitt sehr leicht auftritt, während sie auf einen niedrigeren Wert gesetzt wird, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur TW hoch ist, so daß der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. Im Beispiel nach Figur 4 ist die den Kraftstoffabschnitt bestimmende Maschinendrehzahl NFCO auf den Wert 2000 Umdrehungen pro Minute bei einem Wert der Maschinenkühlmitteltemperatur TW unterhalb 2O⁰C, 1600 Umdrehungen pro Minute bei 20 bis 50⁰C und 1200 Umdrehungen pro Minute bei einem Wert der Temperatur TW über 50⁰C. Auf diese Weise wird die den Kraftstoffabschnitt bewirkende Region flächenmäßig kleiner, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatür abnimmt.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (1) in Figur 3 ja ist, d.h. wenn die Maschine in der den Kraftstoff abschnitt bewirkenden Region arbeitet, wird ein Basiswert Ti der Kraftstoffeinspritzperiode für jedes Kraftstoffeinspritzventil 6, der aus erfaßten Werten der Maschinendrehzahl Ne und des Ansaugleitungabsolutdruckes PBA, wie vorstehend dargelegt, errechnet worden ist, zu einer berechneten Summe $.Ti von der Maschine zugeführten Basiswerten Ti addiert, die in der voran-.-gegangenen Ausführungsschleife der Subroutine erhalten worden ist, nachdem die Erfüllung der Kraftstoff bewir-

- Wirkenden Bedingung für die erste Zeit beim Schritt (1) (Schritt (2)) bestimmt worden ist. Dieser Wert Ti der Einspritzperiode wird als ein Karten- oder Tabellenwert aus dem ROM 50? in Figur 2 jedesmal gelesen, wenn ein Impuls des TDC-Signals erzeugt wird. Dann wird ein vorbestimmter Wert TFCi, der einem erfaßten Wert der Maschinendrehzahl Ne entspricht, beim Schritt (3) selektiv aus einer vorbestimmten Tabelle zum Vergleich mit der kalkulierten Summe 2LTi der Basiswerte Ti der Kraftstoffeinspritzperiode gelesen, die beim Schritt (2) wie folgt beschrieben erhalten werden. Der obige vorbestimmte Wert TFCi wird auf Werte der Einspritzperiode gesetzt, die maximal zulässigen Einspritzmengen entsprechen, welche der Maschine nach der Erfüllung der den Kraftstoffabschnitt bewirkenden Bedingung zugeführt werden können, ohne daß ein Entzünden des Drei-Weg-Katalysators in Figur 1 verursacht wird. Beispielsweise wird er auf Werte unterhalb 500 ms gesetzt. Der vorbestimmte Wert TFCi sollte auf kleinere Werte gesetzt werden, wenn die Maschinendrehzahl Ne anwächst, und zwar aus folgenden Gründen: Während die Maschine in einer Region hoher Drehzahl arbeitet, kann die Menge unverbrannten Kraftstoffs pro Zeiteinheit größer sein als wenn die Maschine mit einer Region mit niedriger Drehzahl arbeitet, auch wenn der Maschine bei beiden Drehzahlregionen die· glei- " ehe Kraftstoffeinspritzmenge zugeführt wird. Deshalb kann in der Region mit hoher Drehzahl die Temperatur des Katalysators höher sein, als in der Region mit niedriger Drehzahl, so daß ein Verbrennen oder Entzünden des Katalysators auftreten kann, auch wenn eine kleinere Kraftstoff einspritzmenge , beispielsweise eine kürze Kraftstoffeinspritzperiode als bei der Region mit niedriger Drehzahl auftreten. Im Beispiel der Figur 5 wird der vorbestimmte Wert TFCi schrittweise auf vorbestimmte Werte TFCO bis TFC3 gesetzt, wenn die Maschinendreh-•zahl Ne von einem niedrigeren vorbestimmten Wert NFCO bis zu einem höheren Wert NFC2 anwächst.

Dann wird beim Schritt (4) bestimmt, ob die berechnete Summe £.Ti aus Kraftstoffeinspritzperiodenwerten Ti, die nach der Erfüllung der den Kraftstoffabschnitt bewirkenden Bedingung angewendet wird, den gelesenen vorbestimmten Wert TFCi (i = 0, 1, 2, 3) überschreitet oder nicht. Wenn es sich bei der Bestimmung des Schrittes (4) ergibt, daß die berechnete Summe £Ti kleiner ist als der gelesene vorbestimmte Wert TFCi, schreitet das Programm zur Ausführung einer Basiskontrollschleife beim Schritt (7), ohne eine Kraftstoffabschnittsoperation zu bewirken. In dieser Basiskontrollschleife werden Werte der vorstehend erwähnten Korrekturkoeffizienten K1 und Korrekturvariablen K2 aus erfaßten Werten der vorstehend erwähnten verschiedenen Maschinenbetriebsparameter berechnet, um einen Wert für die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT aus den kalkulierten Werten von K1 und K2 und des aus dem ROM 507 gelesenen Basiseinspritzperiodenwertes Ti berechnet, zur Erregung der Kraftstoffeinspritzventile 6 mit einem Arbeits- oder Sollfaktor, welcher der berechneten Kraftstoffeinspritzperiode TOUT zur Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine entspricht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (4) ja ist, d. h. wenn beim Schritt (4) bestimmt wird, daß die berechnete Summe £. Ti den vorbestimmten Wert TFCi überschreitet, wird beim Schritt (5) eine Kraftstoffabschnittsoperation bewirkt. Das bedeutet, daß die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT auf null gesetzt wird, um die Kraftstoffzufuhr zur Maschine abzuschalten oder abzusperren.

Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes (1) nein ist, d.h. wenn die Maschine nicht in'der die Kraftstoffabsperrung bewirkenden Region arbeitet, wird die in der letzten Schleife erhaltene berechnete Summe I₁Ti von Kraftstoffeinspritzperiodenwerten Ti beim Schritt (6) auf null gesetzt, gefolgt von der Ausführung der Basiskontrollschleife beim Schritt (7).

Obwohl die vorangegangene Ausführung der Summe von Kraftstoffeinspritzperiodenwerten, die unmittelbar nach der Erfüllung der Kraftstoffabsperrbedingung angewendet wird, aus Basiswerten Ti der Kraftstoffeinspritzperiode erhalten werden, die aus einer Karte im ROM 507 gelesen werden, kann sie alternativ dazu aus berechneten KraftstofMnspritzperiodenwerten TOUT erhalten werden. Außerdem können bei einer mit Kraftstoffeinspritzhauptventilen und einem Nebeneinspritzventil, beispielsweise den Kraftstoffeinspritzventilen 6, ausgerüsteten Maschine Werte, die aus Karten für diese zwei Arten von Ventilen gelesen werden, zur Berechnung der Summe der Kraftstoffeinspritzperioden verwendet werden, die unmittelbar nach der Erfüllung der Kraftstoffabschnitts- oder Kraftstoffabsperrbedingung angewendet wird. Darüber hinaus können anstelle der Kraftstoffeinspritzperiodenwerte tatsächliche Kraftstoffeinspritzmengen erfaßt werden, so daß, wenn die Summe der erfaßten Werte von Kraftstoffeinspritzmengen einen vorbestimmten Wert überschreitet, die Kraftstoffabsperroperation bewirkt wird.

Die vorbestimmten, den Kraftstoffabschnitt bestimmenden Werte PBAFCj und NFCO des absoluten Druckes in der Ansaugleitung und der Maschinendrehzahl können mit einem Hysteresisspielraum von ± 15 mm Hg und + 25 Umdrehungen pro Minute in Bezug auf deren jeweiligen Basiswerte versehen sein, so wie es durch die gestrichelten Linien in Figur 4 angedeutet ist, so daß die Kraftstoffabsperroperation bei verschiedenen Werten des absoluten Druckes in der Ansaugleitung und der Maschinendrehzahl eingeleitet und beendet wird, wodurch wesentlich Stöße beim Eintritt in die und beim Verlassen der die Kraftstoffabsperrung bewirkenden Region absorbiert und deshalb ein gleichmäßiger, glatter Betrieb der Maschine sichergestellt wird.

Es wurde ein Verfahren zur elektronischen Kontrolle der Kraftstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine beschrieben, bei dem Kraftstoff mengen aufsummiert werden, die der Maschine nach Erfüllung einer vorbestimmten Bedingung für das Absperren der Kraftstoffzufuhr zur Maschine zugeführt werden, welche durch Maschinenbetriebsparameter bestimmt ist, welche Betriebszustände der Maschine anzeigen, und wenn die Summe der Kraftstoffmengen einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Kraftstoffzufuhr zur Maschine abgeschnitten, wodurch eine Verschlechterung der Betreibbarkeit oder des Wirkungsgrades der Maschine, ein Entzünden oder Verbrennen eines in der Maschine zur Reinigung von Abgasen vorgesehenen Katalysators usw. beim vom Kraftstoff abgeschnittenen Betrieb der Maschine verhindert ist.

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hüber Dr.-Ing. H. LiSKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

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Kraftstoffzufuhr-Kontrollverfahren für Brennkraftmaschinen bei Kraftstoffabsperrbetrieb

Patentansprüche

1J Verfahren zur elektronischen Kontrolle der einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine zuzuführenden Kraftstoffmenge, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

(a) Es wird im voraus eine vorbestimmte Kraftstoffabsperrbedingung zum Absperren der Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine (1) gesetzt, auf der Basis eines Wertes (NFCO, NFC1, NFC2; PBAFC1, PBAFC2, PBAFC3) von wenigstens einem vorbestimmten, Betriebszustände der Maschine (1) anzeigenden Parameters (Ne; PBA);

(b) der Wert des vorbestimmten Parameters (Ne; PBA) wird erfaßt;

(c) es wird aus dem erfaßten Wert des wenigstens einen vorbestimmten Parameters (Ne; PBA) bestimmt, ob die vorbestimmte Kraftstoffabsperrbedingung erfüllt

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worden ist oder nicht;

(d) wenn die Erfüllung der vorbestimmten Kraftstoffabsperrbedingung beim Schritt (c) festgestellt worden ist, wir die Summe von Kraftstoffmengen berechnet, die der Maschine nach der Feststellung des Erfülltseins der vorbestimmten Kraftstoffabsperrbedingung zuzuführen sind;

(e) es wird bestimmt, ob die berechnete Summe aus Kraftstoffmengen einen vorbestimmten Wert überschreitet; und

(f) die Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine (1) wird abgesperrt, wenn beim Schritt (e) bestimmt worden ist, daß die berechnete Summe aus Kraftstoffmengen den vorbestimmten Wert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der vorbestimmte Wert der Summe aus Kraftstoffmengen auf einen von Betriebszuständen der Maschine (1) abhängigen Wert gesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der vorbestimmte Wert der Summe aus Kraftstoffmengen auf einen von der Drehzahl der Maschine (1) in einer derartigen Weise abhängigen Wert gesetzt wird, daß sie auf kleinere Werte gesetzt wird, wenn die Drehzahl der Maschine (1) anwächst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Parameter wenigstens die Drehzahl (Ne) der Maschine (1) oder den Druck (PBA) in einer Ansaugleitung (2) der Maschine (1) enthält.
5· Verfahren zur elektronischen Kontrolle der einer Brennkraftmaschine durch Einspritzung und in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine zuzuführenden

Kraftstoffmenge, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: (a) Im voraus wird eine vorbestimmte Kraftstoffabsperrbedingung zum Absperren der Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine (1) gesetzt, die durch einen Wert (NFCO, NFC1, NFC2; PBAFC1, PBAFC2, PBAFC3) wenigstens eines vorbestimmten Parameters (Ne; PBA) bestimmt wird, der Betriebszustände der Waschine (1) anzeigt;

(b) der 'Wert des vorbestimmten Parameters (Ne; PBA) wird erfaßt;

(c) aus dem erfaßten Wert des wenigstens einen vorbestimmten Parameters (Ne; PBA) wird bestimmt, ob die vorbstimmte Kraftstoffabsperrbedingung erfüllt worden ist oder nicht;

(d) wenn das Erfülltsein der vorbestimmten Kraftstoffabsperrbedingung beim Schritt (c) festgestellt worden ist, wird die Summe aus Kraftstoffeinspritzmengen berechnet, die der Maschine nach der Feststellung des Erfülltseins der vorbestimmten Kraftstoff absperrbedingung zugeführt wird;

(e) es wird bestimmt, ob die berechnete Summe der Kraftstoffeinspritzmengen einen vorbestimmten Wert überschreitet oder nicht; und

(f) die Zufuhr von Kraftstoff zur Maschine wird abgesperrt, wenn beim Schritt (e) festgestellt wird, daß die berechnete Summe aus Kraftstoffeinspritzmengen den vorbestimmten Wert überschreitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schritte (d), (e) und

(f) die Berechnung der Summe ( £^Ti) aus Kraftstoffeinspritzperioden (Ti) enthalten, durch die der Maschine nach der Feststellung des Erfülltseins der vorbestimmten Kraftstoffabsperrbedingung Kraftstoff zugeführt worden

ist, wobei bestimmt wird, ob die berechnete Summe aus Kraftstoffeinspritzperioden (Ti) einen vorbestimmten Wert (TFCO, TFC1, TFC2, TFC3) überschreitet oder nicht, und wobei die Zufuhr von Kraftstoff abgesperrt wird, wenn die berechnete Summe (^Ti) aus Kraftstoffeinspritzperioden den vorbestimmten Wert überschreitet.