DE3833124A1

DE3833124A1 - Vorrichtung zum ueberwachen einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung

Info

Publication number: DE3833124A1
Application number: DE3833124A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Washino; Satoru Ohkubo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1989-05-03
Also published as: US4896642A; DE3833124C2; KR890005380A; KR920000993B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und Fremdzündung, welche den Anstieg der NO_x-Konzentration im Abgas herabdrückt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Überwachen der NO_x-Konzentration durch Überwachen der Kraftstoffeinspritzmenge, des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses oder des Zündzeitpunktes auf der Grundlage von Daten betreffen die Zylindertemperatur.

Fig. 18 zeigt schematisch eine herkömmliche Vorrichtung zur Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses beispielsweise nach der JP-OS 2443/1983. Folgende Elemente sind dargestellt: Ein Luftfilter 1, ein Strömungsmesser 2 zum Messen der Menge der angesaugten Luft, eine Drosselklappe 3, ein Luftansaugstutzen 4, ein Zylinder 5, ein Wassertemperatursensor 6 zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, ein Abgaskrümmer 8, ein Abgassensor 9 zum Erfassen der Konzentration einer Komponente (beispielsweise Sauerstoff) im Abgas, ein Kraftstoffeinspritzventil 10, eine Zündkerze 11, eine Überwachungseinrichtung 15 für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und ein Temperatursensor 17 für das Abgas.

Nachstehend ist die Arbeitsweise der herkömmlichen Überwachungsvorrichtung beschrieben. Die Überwachungseinrichtung 15 für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis empfängt ein Ansaugluftmengensignal S 1 von dem Luftströmungsmesser 2, ein Wassertemperatursignal S 3 (nicht gezeigt) von dem Wassertemperatursensor 6 und ein Abgassignal S 4 von dem Abgassensor 9, wenn der Wert eines Abgastemperatursignals S 7 des Abgastemperatursensors 17 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und gibt ein Kraftstoffeinspritzsignal S 5 an das Kraftstoffeinspritzventil 10, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis geregelt wird.

Wenn aber die von dem Abgassensor 17 erfaßte Abgastemperatur einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Regelung durch die Überwachungseinrichtung 15 für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gestoppt, so daß ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhalten wird, das kleiner (fetter) als ein theoretisches Luft/Kraftstoff- Verhältnis ist, wodurch abnorme Verbrennung und thermische Beschädigungen eines Katalysators verhindert werden.

Die beschriebene herkömmliche Vorrichtung zur Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses arbeitet nicht sehr genau, weil die Verbrennungstemperatur in den Zylindern indirekt aus der Abgastemperatur ermittelt wird. Auch arbeitet die genannte Vorrichtung deshalb ungenau, weil die Geschwindigkeit der Temperaturmessung sehr gering ist und zur Verhinderung des Anstiegs NO_x-Erzeugung nicht ausreicht.

Aus der JP-OS 148636/1981 ist eine Vorrichtung zum Überwachen der Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Kraftstoffeinspritzung bekannt. Diese Vorrichtung stellt jedoch den Zündzeitpunkt wegen der verschiedenen Charakteristika der verwendeten Maschine dann nicht immer optimal ein, weil die Kraftstoffeinspritzung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel endet, was zur Folge hat, daß die Brennkraftmaschine im Hinblick auf die Stabilität der Verbrennung, der Leistungsabgabe und der Abgascharakteristika nicht zufriedenstellend arbeitet.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung anzugeben, die unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine verhindert, daß die NO_x-Konzentration im Abgas abnorm ansteigt, wobei die Verbrennungstemperatur so überwacht wird, daß sie unterhalb eines von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abhängigen vorbestimmten Wert liegt.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 8 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2A eine Draufsicht auf eine Ausführung eines in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwendeten Drucksensors;

Fig. 2B eine Darstellung eines Schnitts entlang der Linie X - X in Fig. 2A;

Fig. 3 eine teilweise ausgeschnittene Frontansicht des Drucksensors nach Fig. 2 in eingebautem Zustand;

Fig. 4 eine Abfolge arithmetischer Berechnungen, die von der Überwachungsvorrichtung ausgeführt werden;

Fig. 5 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen dem Zylinderinnendruck und dem Kurbelwinkel bei verschiedenen Luft/Kraftstoff-Verhältnissen;

Fig. 6 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen der maximalen Verbrennungstemperatur und der NO_x-Konzentration zur Erläuterung des beschriebenen Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der NO_x-Konzentration zur Erläuterung des beschriebenen Ausführungsbeispiels;

Fig. 8 ein Flußdiagramm einer Abfolge von arithmetischen Berechnungen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 ein Flußdiagramm einer Abfolge arithmetischer Berechnungen nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt und der NO_x-Konzentration zur Erläuterung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Zündzeitpunkts in einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung;

Fig. 12 eine Wertetabelle betreffend Schwerlastkorrekturkoeffizienten in bezug auf Temperaturen des Kühlwassers der Brennkraftmaschine;

Fig. 13 eine Darstellung der Inhalte und Resultate arithmetischer Operationen und der zugehörigen Sensoren;

Fig. 14 ein charakteristisches Diagramm betreffend den Zeitpunkt des Abschlusses der Kraftstoffeinspritzung, eine Änderung des Drehmomentes und die NO_x-Konzentration, wie sie nach den beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung erhalten werden können;

Fig. 15A und 15B Flußdiagramme des Betriebes der Überwachungsvorrichtung nach Fig. 11;

Fig. 16 ein charakteristisches Diagramm betreffend die Beziehung zwischen dem Zylinderinnendruck und dem Kurbelwinkel;

Fig. 17 ein charakteristisches Diagramm der Beziehung zwischen der Standardabweichung σR der Kurbelwinkel, bei denen der maximale Zylinderinnendruck erzeugt wird, und der Standardabweichung σ Pi des Effektivdrucks; und

Fig. 18 schematisch eine herkömmliche Vorrichtung zur Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.

In den einzelnen Fig. sind gleiche oder entsprechende Elemente durchgehend mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszahl 7 einen Kurbelwinkelsensor zum Erfassen des Drehwinkels der Brennkraftmaschine. Der Kurbelwinkelsensor gibt beispielsweise bei jeder Bezugsposition des Kurbelwinkels (180° für eine 4zylindrige Maschine und 120° für eine 6zylindrige Maschine) einen Bezugspositionsimpuls und bei jedem Einheitswinkel (beispielsweise 1°) einen Einheitswinkelimpuls ab.

Der Kurbelwinkel kann dann dadurch erfaßt werden, daß die Anzahl der Einheitswinkelimpulse gezählt werden, nachdem ein Bezugspositionsimpuls von der Überwachungseinrichtung 15 gelesen worden ist. Die Maschinendrehzahl wird durch Messen der Frequenz oder der Periode der Einheitswinkelimpulse erfaßt.

In dem Beispiel nach Fig. 1 ist der Kurbelwinkelsensor in einem Verteiler 16 angeordnet.

Bezugszahl 13 bezeichnet einen Drucksensor zum Erfassen des Zylinderinnendrucks. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Drucksensors 13, wobei Fig. 2A eine Vorderansicht und Fig. 2B eine Schnittansicht entlang der Linie X - X in Fig. 2A zeigen.

In Fig. 2B bezeichnet Bezugszahl 13 A ein ringförmiges piezoelektrisches Element, 13 B eine ringförmige negative Elektrode und Bezugszahl 13 C eine positive Elektrode.

Fig. 3 zeigt den Drucksensor 13, wie er durch Festziehen der Zündkerze 11 in einem Zylinderkopf 14 eingesetzt ist.

Anhand des Flußdiagramms nach Fig. 4, das die Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis darstellt, ist der Betrieb des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 nachstehend beschrieben. P 1 bis P 22 in Fig. 4 bezeichnen aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte.

In Schritt P 1 ermittelt die Überwachungseinrichtung 15 aus dem empfangenden Signal S 3 von dem Kurbelwinkelsensor 7 die Maschinendrehzahl N und aus dem Signal S 1 von dem Luftströmungsdurchmesser 2 die Luftansaugmenge G _a.

In Schritt P 2 liest die Überwachungseinrichtung 15 eine zum Berechnen einer grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge verwendete Konstante K₀ aus einer Wertetabelle, welche Erfahrungswerte enthält. In Schritt P 3 wird die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge P _w₀ aus den in Schritt P 1 bzw. P 2 ermittelten Werten N, G _a und K₀ berechnet, wobei die Gleichung P _w₀ = K₀ · G _a/N verwendet wird.

In Schritt P 4 wird ein Zündzeitpunkt SA₀ aus einer Wertetabelle betreffend die Maschinendrehzahl N und die Luftansaugmenge G _a/N gelesen.

In Schritt P 5 wird aus dem Signal des Kurbelwinkelsensors 7 ein Kurbelwinkel R ermittelt. Daraufhin wird abgefragt, ob der in Schritt P 5 ermittelte Kurbelwinkel R dem in Schritt P 4 ermittelten Zündzeitpunkt SA₀ entspricht (Schritt P 6). Ist die Antwort in Schritt P 6 "NEIN" (Negierung), wird unmittelbar zu Schritt P 8 übergegangen.

Ist die Antwort in Schritt P 6 jedoch "JA" (Bestätigung), wird der maximale Zylinderinnendruck P _max zu Null gesetzt und ein momentaner Zylinderinnendruck P (R) gemessen und gespeichert (Schritt P 8).

In Schritt P 9 wird abgefragt, ob der in Schritt P 8 gemessene Zylinderinnendruck P (R) größer als der vorher gespeicherte maximale Zylinderinnendruck P _max ist.

Ist die Antwort in Schritt P 9 "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 12 übergegangen. Ist die Antwort in Schritt P 9 jedoch "JA", so erfolgt Schritt P 10, wo der momentane Zylinderinnendruck P (R) als der maximale Zylinderinnendruck P _max gespeichert wird.

In Schritt P 11 wird derjenige Kurbelwinkel, bei dem der maximale Zylinderinnendruck erzeugt wird (der Winkel zu dem Zeitpunkt, zu dem der Zylinderinnendruck maximal wird) als R P _max gespeichert.

In Schritt P 12 wird abgefragt, ob der Kurbelwinkel R zu R _e geworden ist, welcher dem in Schritt P 4 gelesene Zündzeitpunkt SA₀ zuzüglich eines vorbestimmten Kurbelwinkels (wie etwa 40°) entspricht. Der Wert R _e wird experimentell so ermittelt, daß der maximale Zylinderinnendruck P _max bei einem Kurbelwinkel zwischen dem Zündzeitpunkt SA₀ und R _e erzeugt wird (vergl. Fig. 5).

Ist die Antwort in Schritt P 12 "JA", wird zu Schritt P 13 übergegangen, weil der Bereich, in dem der maximale Zylinderinnendruck P _max erzeugt wird, überschritten ist.

Ist die Antwort in Schritt P 12 "NEIN", wird zu Schritt P 5 übergegangen und die beschriebenen Schritte P 5 bis P 11 werden wiederholt.

In Schritt P 13 wird abgefragt, ob eine Fehlzündung auftritt. Schritt P 13 dient dazu, eine wegen einer Fehlzündung fehlerhafte Erfassung des Maximalwertes P _max auszuschließen. Um zu entscheiden, ob eine Fehlzündung erfolgt ist, wird festgestellt, ob der in Schritt P 11 ermittelte Kurbelwinkel R P _max nahe bei oder in dem oberen Totpunkt der Vollendung eines Hubes liegt und ob der Anstieg dP/dR des Zylinderinnendrucks unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.

Ist die Antwort in Schritt P 13 "JA", wird unmittelbar zu Schritt P 21 übergegangen.

Ist die Antwort in Schritt P 13 jedoch "NEIN", wird zu Schritt P 14 übergegangen, wo die dem maximalen Zylinderinnendruck entsprechende Zylinderkapazität VP _max unter Verwendung des in Schritt P 11 gelesenen Wertes R P _max aus einer Wertetabelle gelesen wird. Die Wertetabelle wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) aufgestellt:

VP _max = S × R × [{1-cos( R P _max)} + λ × {1-(1 - r) ^0.5}] (1)

mit S = π/4d² (d ist der Zylinderinnendurchmesser), λ = L/R (L ist die Länge einer Verbindungsstange, R ist der Kurbelradius und r = {sin(R P _max)/g}².

In Schritt P 15 wird die Zylinderinnentemperatur TP _max zu dem Zeitpunkt berechnet, zu dem der Zylinderinnendruck P (0) maximal wird. Der Berechnung liegt die folgende Gleichung (2) zugrunde:

Dabei steht P _max für den in Schritt P 10 gelesenen maximalen Zylinderinnendruck, VP _max für die in Schritt P 14 gelesene Zylinderkapazität, G _a für die Schritt P 1 gelesene Ansaugluftströmung, R für eine Gaskonstante und N für die Maschinendrehzahl.

Daraufhin wird in Schritt P 16 einer Wertetabelle eine vorbestimmte Temperatur T₀ entnommen, welche der Maschinendrehzahl N und der angesaugten Luftmenge G _a/N entspricht. Übersteigt die Temperatur TP _max des Zylinders die vorbestimmte Temperatur T₀ steigt der NO_x-Gehalt im Abgas (vergl. Fig. 6).

In Schritt P 17 wird abgefragt, ob der in Schritt P 15 ermittelte Wert TP _max größer als die in Schritt P 16 gelesene Temperatur T₀ ist.

Ist die Antwort "NEIN", wird zu Schritt P 21 übergegangen, weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht geändert werden muß, und es wird schließlich unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) eine Kraftstoffeinspritzmenge P _w berechnet.

P _w = P _w₀ × α₁ + P _s (3)

Dabei steht P _w₀ für die in Schritt P 3 ermittelte grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge, α₁ für einen mittels des Sauerstoffkonzentrationssensors ermittelten Regelungskoeffizienten für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und P _s für eine unter Verwendung der Batteriespannung ermittelte Korrekturmenge.

Ist die Antwort in Schritt P 17 "JA", wird zu Schritt P 18 übergegangen, wo unter Verwendung der folgenden Gleichung (4) eine Kraftstoffkorrekturmenge Δ P _w berechnet wird, welche für die Überwachung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses im "fetten" Bereich verwendet wird.

Δ P _w = K₁ (TP _max - T₀) (4)

K₁ steht für eine Konstante.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff- Verhältnis und der NO_x-Konzentration. Die NO_x-Konzentration ist in der Nähe des theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses groß und nimmt in Richtung sowohl des "fetten" als auch des "mageren" Bereiches ab. Nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Überwachung derart vorgenommen, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im "fetteren" Bereich liegt, um die Zylindertemperatur zu reduzieren ohne die Leistung der Maschine zu mindern.

In Schritt P 19 wird die Kraftstoffeinspritzmenge P _w, welche die Kraftstoffkorrekturmenge Δ P _w entsprechend der Zylindertemperatur enthält, unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) berechnet:

P _w = P _w₀ × α₁ + P _s + Δ P _w (5)

In Schritt P 20 wird der Wert, der in Schritt P 2 gelesenen Konstanten K₀ unter Verwendung der folgenden Gleichung (6) verändert, in welche der in Schritt P 18 ermittelte Wert P _w eingeht:

K₀ = β · Δ P _w/P _w (6)

Dabei ist β eine Konstante.

Für den Fall, daß die Betriebsbedingungen der Maschine im folgenden Zündzyklus gleichbleiben, wird somit die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge P _w₀ als ein Wert berechnet, der so korrigiert ist, daß die Zylindertemperatur TP _max die vorbestimmte Temperatur T₀ nicht übersteigt.

In Schritt P 22 wird ein Signal, das der in Schritt P 21 ermittelten Kraftstoffeinspritzmenge P _w entspricht, an einen Steuerkreis für das Kraftstoffeinspritzventil gegeben. Werden die beschriebenen Schritte wiederholt, so ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so geregelt, daß die Zylindertemperatur TP _max die vorbestimmte Temperatur T₀ nicht übersteigt, wodurch die NO_x-Konzentration überwacht werden kann.

Die beschriebenen Berechnungsschritte müssen mit extrem hoher Berechnungsgeschwindigkeit erfolgen (beispielsweise muß die Rotine von Schritt P 5 bis Schritt P 12 in Fig. 4 innerhalb der Zeitspanne für eine Kurbelwinkeldifferenz von 1° abgearbeitet werden). Derart hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten sind durch Verwendung beispielsweise eines Datenflußprozessors (wie etwa µ PD7281 von Nippon Denki Kabushiki Kaisha) als Koprozessor möglich.

Für Operationen, die innerhalb eines Zyklus (Kurbelwinkel von 720°) ausgeführt werden, kann ein Hauptprozessor (wie etwa ein Neumann-Prozessor) verwendet werden. Solche Operationen sind: Feststellen des Arbeitspunkts der Maschine (Schritt P 1), Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge P _w₀ (Schritt P 3), Berechnen der maximalen Gastemperatur TP _max im Zylinder (Schritt P 15), Überwachen der Kraftstoffeinspritzzeit und Übergabe an eine von einem Koprozessor ausgeführte Rotine (wie etwa eine zur Ermittlung des maximalen Zylinderinnendruck und der Kurbelwinkelposition zum Zeitpunkt des maximalen Zylinderinnendrucks, in den Schritten P 5 bis P 12).

In einem Datenflußprozessor werden Verarbeitungen mittels Daten vorgenommen. Demzufolge kann die Übergabe an eine von einem Koprozessor ausgeführte Rotine folgendermaßen erfolgen. Beispielsweise dann, wenn ein Signal betreffend den Kurbelwinkel an den Hauptprozessor gegeben wird, sendet dieser Informationen betreffend den Kurbelwinkel und den Zylinderinnendruck P ( R) an einen Koprozessor, der ein Bearbeitungsprogramm mit den Schritten P 5 bis P 12 gespeichert hat. Das ist deshalb möglich, weil ein Datenflußprozessor automatisch arbeiten kann, sobald die nötigen Daten zur Verfügung stehen. Nur wenn in Schritt P 12 mit "JA" geantwortet wird, kann der Datenflußprozessor Daten betreffend den maximalen Zylinderinnendruck an den Hauptprozessor geben.

Empfängt der Hauptprozessor die Daten, beginnt er mit der Überwachung der Kraftstoffeinspritzzeit entsprechend den Schritten ab P 13 in dem Flußdiagramm nach Fig. 4. Ist die Antwort jedoch "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 5 übergegangen und der beschriebene Prozeß wiederholt.

Wird ein selbständiger Datenflußprozessor als Hauptprozessor verwendet, kann die Überwachung des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses durch Ausführung des Betriebsprogrammes entsprechend dem gesamten Flußdiagramm nach Fig. 4 erfolgen.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich darauf, daß der maximale Zylinderinnendruck P _maxn und die Kurbelwinkelposition R _n zur Zeit des Maximaldrucks unter Verwendung eines Programms ermittelt werden. Diese Werte können jedoch auch mittels eines Schaltkreises wie etwa einer Scheitelwerthalteschaltung gewonnen werden.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, in dem die Berechnungsschritte zum Ermitteln der Kraftstoffeinspritzmenge dargestellt sind. In Fig. 8 entsprechen die Schritte P 1 bis P 15 denjenigen in Fig. 4. D. h., daß die Zylindertemperatur TP _max in Schritt P 15 berechnet wird.

In Schritt P 15-1 wird ein Kumulierwert TP _max der Zylindertemperatur zu dieser Zeit unter Verwendung der folgenden Gleichung (7) ermittelt:

TP _maxt (momentan) = TP _maxt (vorher) + TP _max

Der Wert TP _maxt und der Wert einer Laufgröße n werden zu Beginn der Routine zu Null initialisiert.

Daraufhin wird in Schritt P 15-2 abgefragt, ob der Kumulierwert TP _max eine vorbestimmte Anzahl von Malen addiert worden ist (wie etwa 10mal). Ist die Antwort in Schritt P 15-2 "NEIN", wird die Laufgröße in Schritt P 15-4 erhöht und zu Schritt P 21 übergegangen.

Ist die Antwort in Schritt P 15-2 "JA", wird in Schritt P 15-3 der Mittelwert TP _maxb des Wertes der Zylindertempertur TP _max ermittelt.

Daraufhin wird in Schritt P 16 der Wert T₀ in derselben Weise wie nach Fig. 4 gelesen und mit dem in Schritt P 15-3 gewonnenen Wert TP _maxb verglichen (Schritt P 17).

Ist die Antwort in Schritt P 17 "JA", wird zu Schritt P 18 übergegangen. Ist die Antwort jedoch "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 21 übergegangen, woraufhin dieselben Vorgänge wie nach Fig. 4 ablaufen.

Dadurch, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wie beschrieben unter Verwendung des Mittelwertes TP _maxb der Zylindertemperatur TP _max geregelt wird, wird die Antwort des Regelkreises unempfindlich und ein Schwanken der Zylindertemperatur TP _max kompensiert, wodurch der NO_x-Gehalt unterhalb eines vorbestimmten Wertes eingeregelt wird.

Die Verarbeitungsschritte von Schritt P 18 bis Schritt P 22 nach Fig. 8 entsprechen denjenigen nach Fig. 4.

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm betreffend die Überwachung des Zündzeitpunktes, was eine Verarbeitungsabfolge entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Die Schritte P 1 und P 4 bis P 17 nach Fig. 9 entsprechen denjenigen nach Fig. 4.

In Schritt P 17 wird abgefragt, ob die in Schritt P 15 ermittelte Zylindertemperatur TP _max größer als die in Schritt P 16 gelesene vorbestimmte Temperatur T₀ ist.

Ist die Antwort "JA", wird in Schritt P 18-1 eine Korrekturmenge Δ SA für den Zündzeitpunkt unter Verwendung der folgenden Gleichung (8) berechnet:

Δ SA = K₂ (TP _max-T₀) (8)

K₂ ist eine Konstante.

In Schritt P 19-1 wird ein Zündzeitpunkt SA unter Verwendung der folgenden Gleichung (9) berechnet:

SA = SA₀- Δ SA (9)

Dabei stehen SA₀ für den in Schritt P 4 gelesenen Zündzeitpunkt und Δ SA für die in Schritt P 18-1 ermittelte Korrekturmenge.

Die Gleichung (9) dient dazu, den Zündzeitpunkt in Richtung einer Nacheilung zu verändern, wodurch gemäß Fig. 10 die Zylindertemperatur sinkt.

In Schritt P 20-1 wird die Wertetabelle betreffend den Zündzeitpunkt verändert.

Ist die Antwort im Schritt P 17 "NEIN", wird in Schritt P 21-1 der Zündzeitpunkt SA dem in Schritt P 4 gelesenen grundlegenden Zündzeitpunkt SA₀ gleichgesetzt. In Schritt P 22-1 wird ein dem Zündzeitpunkt SA entsprechendes Signal an eine Zündschaltung gegeben.

Durch Wiederholung der beschriebenen Prozesse wird der Zündzeitpunkt so geregelt, daß die Zylindertemperatur TP _max die vorbestimmte Temperatur T₀ nicht übersteigt, wodurch die Erzeugung von NO_x überwacht wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist nur ein Zylinder 5 gezeigt. Die Erfindung ist jedoch auch bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen anwendbar. Es ist möglich, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den Zündzeitpunkt für jeden einzelnen Zylinder entsprechend Signalen von in den Zylindern angeordneten Drucksensoren und Luftströmungssensoren zu korrigieren.

Nach Fig. 1 wird ein Luftströmungssensor zum Erfassen der angesaugten Luftmenge verwendet. Es ist jedoch auch möglich, die angesaugte Luftmenge aus der Maschinendrehzahl und dem Unterdruck in dem Luftansaugstutzen zu ermitteln.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Drucksensor in jedem Zylinder vorgesehen, um den Zylinderdruck zu erfassen. Jedoch ist die Korrektur der Kraftstoffeinspritzung auch für alle Zylinder gemeinsam möglich.

Die Korrektur für alle Zylinder gleichzeitig ist ferner unter Verwendung eines einzigen Drucksensors und eines einzigen Luftströmungssensors für alle Zylinder möglich.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind eine Justiereinrichtung für ein Luftgemisch und ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet. Das gleiche Ergebnis kann aber auch unter Verwendung eines Vergasers erzielt werden.

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Zylindertemperatur mittels eines Temperatursensors zu dem Zeitpunkt erfaßt, zu dem der Zylinderdruck seinen Maximalwert annimmt, und es wird mindestens das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder der Zündzeitpunkt derart geregelt, daß die Zylindertemperatur unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Somit kann der Anstieg des NO_x-Gehaltes unterbunden werden, wodurch ein abnormer Anstieg des NO_x-Gehaltes im Abgas verhindert wird. Ferner kann die Zylindertemperatur, die in direktem Zusammenhang mit der NO_x-Erzeugung steht, unter einem vorbestimmten Wert gehalten werden.

Nachstehend ist ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 für gleiche bzw. entsprechende Elemente verwendet sind.

Ein Kurbelwinkelsensor 7 erzeugt Bezugspositionsimpulse und Einheitswinkelimpulse, aus denen die Maschinendrehzahl N in gleicher Weise wie nach dem ersten Ausführungsbeispiel ermittelt werden kann.

Der Kurbelwinkelsensor ist in einem Verteiler angeordnet.

Eine Überwachungseinrichtung 12 wird von einem Mikrocomputer gebildet, der beispielsweise eine CPU, einen RAM, einen ROM und eine Eingabe/Ausgabe- Schnittstelle umfaßt. Die Überwachungseinrichtung 12 empfängt ein Ansaugluftmengensignal S 1 von einem Luftströmungsmesser 2, ein Wassertemperatursignal S 2 von einem Wassertemperatursensor 6, ein Kurbelwinkelsignal S 3 von dem beschriebenen Kurbelwinkelsensor 7, ein Abgassignal S 4 von einem Abgassensor 9, ein Drucksignal S 6 von einem Drucksensor 13, ein Batteriespannungssignal, ein Signal für die komplette Öffnung einer Drosselklappe usw., verarbeitet die Signale und berechnet daraus einen Wert für die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffeinspritzmenge, wobei sie ein dementsprechendes Krafstoffeinspritzsignal S 5 abgibt. Das Signal S 5 steuert ein Kraftstoffeinspritzventil 10 an, wodurch eine vorbestimmte Menge Kraftstoffs der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

Die Überwachungseinrichtung 12 berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge T _i unter Verwendung der folgenden Gleichung (10):

T _i = T _p × (1 + F _t + KMR/100) × β + T _s (10)

Dabei stehen T _p für eine grundlegende Einspritzmenge, die unter Verwendung der Formel T _p=K₀ × G _a/N ermittelt wird, wobei G _a die Ansaugluftgeschwindigkeit, N die Maschinendrehzahl und K₀ eine Konstante sind, F _t für einen der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine entsprechenden Korrekturkoeffizienten, der größer wird, wenn die Wassertemperatur sinkt, KMR für einen Korrekturkoeffizienten betreffend die Schwerlast (beispielsweise ist dieser Korrekturkoeffizient als ein sowohl der grundlegenden Einspritzmenge T _p als auch der Maschinendrehzahl N entsprechender Wert gespeichert, wobei er aus einer Wertetabelle lesbar ist, T _s für einen Korrekturkoeffizienten, der von der Batteriespannung abhängt und dazu dient, Schwankungen in derjenigen Spannung zu kompensieren, mit der das Kraftstoffeinspritzventil 10 angesteuert wird, und β für einen Korrekturkoeffizienten, der dem Abgassignal S 4 von dem Abgassensor 9 entspricht, womit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Gasgemisches so geregelt werden kann, daß es auf einem vorbestimmten Wert, d. h. auf oder nahe einem theoretischen Wert für das Luft/Kraftstoff- Verhältnis gehalten wird, welcher 14,6 beträgt.

Da das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gasgemisches mittels einer Regelung auf einem konstanten Pegel gehalten wird, ist eine Korrektur entsprechend der Kühlwassertemperatur oder bei hoher Last bedeutungslos. Demzufolge kann die Regelung mittels des Abgassignals S 4 nur dann erfolgen, wenn der Korrekturkoeffizient F _t der Wassertemperatur und der Korrekturkoeffizient KMR der Schwerlast Null sind. Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen den Einzelheiten der Korrektur und den Sensoren.

Es kann ein Drucksensor 13 des gleichen Typs wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.

Fig. 14 zeigt die Menge NO_x, welche abhängig von der Kraftstoffeinspritzzeit und der Veränderung des Drehmoments schwankt. Endet die Kraftstoffeinspritzung nahe 90° nach dem oberen Totpunkt im Ansaughub, bewirkt eine Strömung angesaugter Luft infolge der Bewegung eines Kolbens, daß sich sehr feine Kraftstoffpartikel bilden, wodurch die Verbrennung verbessert und ein stabiles Drehmoment erhalten wird. Wenn jedoch die Verbrennungstemperatur hoch wird, bewirkt dies eine sofortige Erzeugung von NO_x, so daß die Grenze des Erlaubten überschritten wird. Wird jedoch die Kraftstoffeinspritzung bei 60° hinter dem oberen Totpunkt im Ansaughub beendet, ist zwar die NO_x-Menge gering, jedoch schwankt das Drehmoment unzulässig stark.

Daher muß ein ausgeklügelter Bereich gewählt werden, innerhalb dessen die zulässigen Grenzen sowohl der Drehmomentsschwankungen als auch der NO_x-Menge praktisch eingehalten werden.

Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Programms zum Überwachen der Funktionen: Öffnen und Schließen des Kraftstoffeinspritzventils 10. Dies wird von der Überwachungseinrichtung 12 ausgeführt. Das Programm wird jedesmal dann unterbrochen, wenn der Kurbelwinkelsensor das Bezugspositionssignal (Luftansaugen oT) erzeugt. Nachstehend sind die Vorgänge nach Fig. 15A zusammenfassend beschrieben. Eine Kraftstoffeinspritzmenge wird auf der Grundlage des Arbeitspunkts der Brennkraftmaschine ermittelt; eine grundlegende Kraftstoffeinspritzzeit und ein Zündzeitpunkt werden aus einer vorher angelegten Wertetabelle gelesen; der maximale Zylinderinnendruck P _maxn, der innerhalb einer vorbestimmten Kurbelwinkelperiode (von SA _s bis SA _e) erzeugt wird, so wie der Kurbelwinkel R _n, zu dem der maximale Zylinderinnendruck P _maxn auftritt, werden ermittelt, woraufhin die maximale Gastemperatur T _maxn im Zylinder berechnet wird.

Im folgenden sind die aufeinanderfolgenden Schritte P 1, P 2, P 3 . . . in dieser Reihenfolge beschrieben.

In Schritt P 1 wird aus der Maschinendrehzahl N und der Menge G _e der angesaugten Luft oder dem Innendruck P _b des Luftansaugstutzens der Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt.

In Schritt P 2 wird ein Abtastkurbelwinkel ΔR bei dem der Maschinendrehzahl N entsprechenden Zylinderinnendruck aus einer Wertetabelle gelesen. Dieser dient dazu, das Problem zu eleminieren, daß die Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts (nachstehend erläutert) bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht innerhalb eines einzigen Zündzyklus abgeschlossen wird. Der Wert ΔR ändert sich stufenweise abhängig von der Maschinendrehzahl N.

In Schritt P 3 wird die dem Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine entsprechende Kraftstoffeinspritzmenge T _i unter Verwendung von Gleichung (10) berechnet. In Schritt P 4 wird ein vorher festgelegter Zeitpunkt R _e0, zu dem die Kraftstoffeinspritzung endet, aus einer Wertetabelle gelesen.

In Schritt P 5 wird der dem Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine entsprechende Zündzeitpunkt aus einer Wertetabelle gelesen. In Schritt P 6 wird der Kurbelwinkel R gelesen.

In Schritt P 7 wird abgefragt, ob der in Schritt P 6 gelesene Kurbelwinkel R dem in Schritt P 5 gelesenen Zündzeitpunkt SA _s entspricht. Ist die Antwort "NEIN" (Negation), wird zu Schritt P 9 übergegangen. Ist die Antwort in Schritt P 7 "JA" (Bestätigung), wird der vorherige maximale Zylinderinnendruck P _maxn zu Null gesetzt und der aktuelle Zylinderinnendruck P (R) gelesen (Schritt P 8, P 9).

In Schritt P 10 wird abgefragt, ob der in Schritt P 9 gelesene Zylinderinnendruck P (R) größer als der bis zu diesem Zeitpunkt maximale Zylinderinnendruck P _maxn ist (n bedeutet: der n-te Zündzyklus).

Ist die Antwort in Schritt P 10 "NEIN", wird unmittelbar zu Schritt P 13 übergegangen. Ist die Antwort jedoch "JA", wird der momentane Zylinderinnendruck P (R) als maximaler Zylinderinnendruck P _maxn gespeichert. Daraufhin wird der Kurbelwinkel R bei dem maximalen Zylinderinnendruck P _maxn in Schritt P 12 durch R _n ersetzt und gespeichert.

In Schritt P 13 wird abgefragt, ob der in Schritt P 6 gelesene Kurbelwinkel R größer als der durch Gleichung (11) ermittelte Kurbelwinkel SA _e ist. In diesem Fall ist SA _s der in Schritt P 5 gelesene Zündzeitpunkt und SA _i ist ein Bereich, innerhalb dessen der maximale Zylinderinnendruck erzeugt wird. SA _i muß vorher experimentell derart ermittelt werden, daß der maximale Zylinderinnendruck P _maxn zwischen SA _s und SA _e erzeugt wird (vergl. Fig. 16).

SA _e = SA _s + SA _i (11)

Ist die Antwort in Schritt P 13 "JA", liegt der Kurbelwinkel außerhalb des Bereichs, weshalb zu Schritt P 14 übergegangen wird. Ist die Antwort jedoch "NEIN", wird zu Schritt P 6 zurückgekehrt und die beschriebenen Schritte werden wiederholt.

In Schritt P 14 wird unter Verwendung des in Schritt P 12 ermittelten Kurbelwinkels R _n die Zylinderkapazität V _n aus einer Datentabelle gelesen.

In Schritt P 15 wird die Maximaltemperatur T _maxn des Gases im Zylinder unter Verwendung der folgenden Gleichung (12) berechnet:

T _maxn = (P _maxn × V _n)/(R × G _a/N) (12)

Dabei steht P _maxn für den maximalen Zylinderinnendruck, V _n für die Zylinderkapazität zum Zeitpunkt des Auftretens des maximalen Zylinderinnendrucks, G _a führt den Ansaugluftdurchsatz, R für eine Gaskonstante und N für die Maschinendrehzahl.

In Schritt P 16 wird festgestellt, ob in dem momentanen Zyklus eine Fehlzündung erfolgt ist. Liegt der in Schritt P 12 gespeicherte Wert für den Kurbelwinkel R _n nahe dem oberen Totpunkt in einem Kompressionshub und ist die Maximaltemperatur T _maxn des Gases im Zylinder geringer als ein vorbestimmter Wert (d. h. "JA"), wird festgestellt, daß eine Fehlzündung stattgefunden hat, und es wird zu Schritt P 29 in Fig. 15B übergegangen.

Ist die Antwort in Schritt P 16 "NEIN", wird das Gegenteil festgestellt, und es wird zu Schritt P 17 in Fig. 15B übergegangen.

In dem beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel wird die Maximaltemperatur T _maxn des Gases im Zylinder verwendet, um Fehlzündungen zu erfassen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Anstieg dP/dR des Zylinderinnendrucks oder eine Wärmemenge Q zu verwenden.

In den Verarbeitungsschritten P 17 bis P 21 nach Fig. 15B werden der Mittelwert derjenigen Kurbelwinkelpositionen R _n, bei denen der maximale Druck in bestimmten Zyklen erzeugt wird, und der Mittelwert T _maxn der Maximaltemperatur des Gases im Zylinder in bestimmten Zyklen ermittelt. Ein Kumulierwert T · R von R _n in Schritt P 17 und ein Kumulierwert T · T _maxn von T _maxn werden in Schritt P 18 berechnet.

In Schritt P 19 wird festgestellt, ob die Anzahl n der abgetasteten Zyklen einen vorbestimmten Wert annimmt. In diesem Fall ist n =10 gewählt, jedoch können auch andere Werte abhängig von der Maschinendrehzahl und der Last verwendet werden.

Ist die Antwort in Schritt P 19 "NEIN", wird zu Schritt P 29 übergegangen.

Ist die Antwort in Schritt P 19 "JA", wird der Mittelwert R _b derjenige Kurbelwinkelposition, bei der der maximale Zylinderinnendruck auftritt, wird in Schritt P 21 berechnet. Der Mittelwert T _maxb der Maximaltemperatur des Gases im Zylinder wird in Schritt P 20 berechnet.

In Schritt P 22 wird die Änderung σR bezüglich einer Anzahl n von in Schritt P 12 gespeicherten Kurbelwinkeln R _n berechnet. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Standardabweichung desjenigen Kurbelwinkels R _n, bei dem der maximale Zylinderinnendruck auftritt, unter Verwendung der Gleichung (13) berechnet, wodurch die Änderung σR gewonnen wird. Es kann jedoch auch die Varianz s²R des Kurbelwinkels R _n verwendet werden. Ferner könen auch die Standardabweichung σ P _max des maximalen Zylinderinnenendrucks P _maxn oder die Varianz σ²P _max von P _maxn verwendet werden.

Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen der Änderung σR und der Änderung σ P _i des graphisch dargestellten effektiven Durchschnittsdrucks entsprechend der Änderung des Drehmomentes. Es zeigt sich eine lineare Beziehung zwischen den beiden Werten. Die Änderung des Drehmomentes kann demnach durch σR ersetzt werden.

In Schritt P 23 wird die zulässige Grenze sR0 der Änderung, welche entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine festgelegt ist, aus einer Wertetabelle gelesen. In Schritt P 24 wird abgefragt, ob die in Schritt P 22 gewonnene Änderung σR größer als die in Schritt P 23 gelesene zulässige Grenze σR0 der Veränderungsgeschwindigkeit.

Ist die Antwort in Schritt P 24 "JA", bedeutet dies, daß die Veränderung des Drehmomentes die zulässige Grenze überschreitet. In diesem Fall müssen die Veränderungen des Drehmomentes reduziert werden, d. h. der Zeitpunkt des Abschlusses der Kraftstoffeinspritzung wird in Richtung einer Nacheilung verzögert. Zur Überwachung des Nacheilwinkels wird in Schritt P 28 unter Verwendung der folgenden Gleichung (14) ein Nacheilwinkelkorrekturwert berechnet, woraufhin dann zu Schritt P 30 übergegangen wird.

ΔR _e = K 1 × (sR - σ0) (14)

K 1 ist eine Konstante.

Ist die Antwort in Schritt P 24 "NEIN", kann die NO_x-Menge im Abgas oberhalb des zulässigen Bereichs liegen, obwohl die Veränderungen des Drehmomentes noch zulässig sind. Daher wird in Schritt P 25 der Grenzwert T₀ der Maximaltemperatur der Zylinder entsprechend dem Grenzwert für die NO_x-Menge aus einer Wertetabelle gelesen.

In Schritt P 26 wird festgestellt, ob der in Schritt P 20 gewonnene Mittelwert T _maxb der Maximaltemperatur des Zylinders größer als der in Schritt P 25 gelesene Wert T₀ ist. Ist die Antwort "JA", wird zu Schritt P 27 übergegangen, um den Zeitpunkt des Endes der Kraftstoffeinspritzung vorzuschieben.

In Schritt P 27 wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (15) ein Voreilwinkelkorrekturwert berechnet:

ΔR _e = K2 × (T₀ - T _maxb) (15)

K 2 ist eine Konstante.

Ist die Antwort in Schritt P 26 "NEIN", wird festgestellt, daß sowohl die Veränderungen des Drehmomentes als auch die NO_x-Menge in zulässigen Bereichen liegen, und der Korrekturwert ΔR _e wird zu Null gesetzt. Der Korrekturwert R _e wird ebenfalls zu Null gesetzt, ohne daß eine Korrektur betreffend den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorgenommen wird, wenn in Schritt P 16 festgestellt worden ist, daß eine Fehlzündung stattgefunden hat, oder wenn der Abtastvorgang vorbestimmter Zyklen in Schritt P 19 noch nicht abgeschlossen ist.

In Schritt P 30 wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (16) der Zeitpunkt R _st des Beginns der Kraftstoffeinspritzung berechnet.

R _st = R _e0 + ΔR e - (T _i × K3/N) - τ (16)

Dabei steht R _e0 für den in Schritt P 4 gelesenen Abschlußzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, ΔR _e für den in den Schritten P 27 bis P 29 gewonnenen Korrekturwert, T _i für die in Schritt P 3 ermittelte Kraftstoffeinspritzmenge, K 3 für eine Konstante, N für die Maschinendrehzahl und τ für eine Restzeit entsprechend der Kraftstofförderung. Die Restzeit ergibt sich aus der folgenden Gleichung (17):

τ = K 4 × (V _f × L) (17)

Dabei ist K 4 eine Konstante, V _f steht für die Kraftstoffeinspritzgeschwindigkeit und L für den Weg zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und einem Einlaßventil.

In Schritt P 31 wird die Wertetabelle für den Endzeitpunkt R _e0 der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend der folgenden Gleichung (18) geändert:

R _e0 (momentan) = R _e (vorher) + ΔR _e (18)

Somit wird der den bisherigen Korrekturwert enthaltene Wert R _e0 gelesen, wenn die Maschine in demselben Arbeitspunkt betrieben wird. Demzufolge sind Reaktion und Genauigkeit der Überwachung der Kraftstoffeinspritzzeit verbessert.

In Schritt P 32 wird der in Schritt P 30 ermittelte Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffeinspritzung an die Ansteuerschaltung für das Kraftstoffeinspritzventil gegeben. Durch Wiederholen der beschriebenen Arbeitsvorgänge kann die Überwachung der Kraftstoffeinspritzzeit so erfolgen, daß das optimale Verhältnis zwischen der Änderung des Drehmomentes und der NO_x-Menge gehalten wird.

Für das vierte Ausführungsbeispiel für die Verarbeitungen und Berechnungen entsprechend dem Flußdiagramm in Fig. 15 können die gleichen Arten von Prozessoren wie nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, wobei die gleichen Ergebnisse wie nach dem ersten Ausführungsbeispiel erzielbar sind.

Entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel wird dadurch, daß ein die Lagen der Maximaltemperatur des Gases im Zylinder wiedergebender Paramter und die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine durch Erfassung des Zylinderinnendrucks ermittelt werden, die Kraftstoffeinspritzeinheit bei Voreilung oder Nacheilung überwacht. Dadurch kann die NO_x- Konzentration im Abgas auf einem Pegel gehalten werden, der unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, wobei gleichzeitig das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment stabilisiert werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

1. Vorrichtung zum Überwachen einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und Fremdzündung, die die angesaugte Luftmenge und die Maschinendrehzahl mißt, unter Berücksichtigung der angesaugten Luftmenge und der Maschinendrehzahl eine grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge berechnet und auf der Grundlage eines Signals betreffend die grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge Kraftstoff einspritzt, gekennzeichnet durch Druckerfassungsmittel (13) zum Erfassen des Zylinderinnendrucks P, Kurbelwinkelerfassungsmittel (7) zum Erfassen des Kurbelwinkels R der Brennkraftmaschine, eine Überwachungseinrichtung (15), welche die Ausgangssignale der Druckerfassungsmittel (13) und der Kurbelwinkelerfassungsmittel (7) empfängt, um den maximalen Zylinderinnendruck P _max in einem einzelnen Zündzyklus und den Kurbelwinkel R P _max zur Zeit des maximalen Zylinderinnendrucks P _max zu ermitteln, eine Zylindertemperatur TP _max unter Verwendung des maximalen Zylinderinnendrucks P _max und des Kurbelwinkels R P _max berechnet und ein Überwachungssignal für die Kraftstoffüberwachung auf der Grundlage der Zylindertemperatur TP _max abgibt, und Mittel zum Verarbeiten einer zu verändernden Variablen bzw. Stellgröße in Abhängigkeit von dem Überwachungssignal.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verändernde Variable bzw. Stellgröße mindestens das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder der Zündzeitpunkt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Bereich des Kurbelwinkels zum Erfassen des Zylinderinnendrucks G von einem Zündzeitpunkt R_SA bis zu einem vorbestimmten Kurbelwinkel R _e erstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine ohne Verwendung der veränderten Variablen überwacht wird, wenn der Kurbelwinkel R P _max an oder nahe dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes liegt und die Änderung dP/dR des Zylinderinnendrucks geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindertemperatur TP _max unter Verwendung der folgenden Formel ermittelt wird: TP _max = (P _max · VP _max)/(G _a/(G _a/N · R)wobei Ga für den Durchsatz der angesaugten Luft, P _max für den maximalen Zylinderinnendruck, R für eine Gaskonstante, N für die Maschinendrehzahl und VP _max für die Zyinderkapazität steht, welche aus einer Wertetabelle mit dem Kurbelwinkel R P _max und dem maximalen Zylinderinnendruck P _max gelesen wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt einer Wertetabelle, welche unter Verwendung der Zylindertemperatur TP _max die veränderte Variable bestimmt, Erfahrungswerten entspricht.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderte Variable unter Verwendung eines Mittelwertes TP _maxb, der durch Berechnung des Durchschnittswertes der Temperaturwerte TP _max in vorbestimmten Zyklen ermittelt wird, festgelegt ist.

8. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch Druckerfassungsmittel (13) zum Erfassen des Zylinderinnendrucks P, Kurbelwinkelerfassungsmittel (7) zum Erfassen des Kurbelwinkels R der Brennkraftmaschine und einer Überwachungseinrichtung (15), welche die Ausgangssignale der Überwachungsmittel empfängt, einen Parameter berechnet, der eine Leistungsänderung in einem einzelnen Zündzyklus anzeigt, den Mittelwert T _maxb der maximalen Gastemperaturwerte T _maxn in einem Zylinder in vorbestimmten Zündzyklen unter der Annahme berechnet, daß die Gastemperatur in dem Zylinder bei dem maximalen Zylinderinnendruck P _maxn die Maximaltemperatur T _maxn ist, und unter Verwendung des Parameters und des Mittelwertes T _maxb den Zündzeitpunkt überwacht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter mindestens ein Element aus der folgenden Gruppe ist: die Standardabweichung σR desjenigen Kurbelwinkels 0_n, bei dem der maximale Zylinderinnendruck erzeugt wird, die Varianz σ²R desjenigen Kurbelwinkels R _n, bei dem der maximale Zylinderinnendruck erzeugt wird, die Standardabweichung s P _max des maximalen Zylinderinnendrucks P _max und die Varianz σ P _max des maximalen Zylinderinnendrucks ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Bereich des Kurbelwinkels zum Erfassen des Zylinderinnendrucks P von einem Zündzeitpunkt SA _s bis zu einem vorbestimmten Kurbelwinkel SA _e nach dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes erstreckt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung des Zündzeitpunktes ohne Verwendung der Maximaltemperatur T _maxn des Zylinders ausgeführt wird, wenn derjenige Kurbelwinkel R _n, bei dem der maximale Zylinderinnendruck erzeugt wird, nahe oder bei dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes liegt und die Maximaltemperatur T _maxn kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximaltemperatur T _maxn des Zylinders unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt wird: T _maxn = (P _maxn × V _n)/(R × G _a/N)wobei G _a für den Luftdurchsatz beim Ansaugen, P _maxn für den maximalen Zylinderinnendruck, R für eine Gaskonstante, N für die Maschinendrehzahl und V _n für eine Zylinderkapazität stehen, welche aus einer Wertetabelle entsprechend dem Kurbelwinkel R _n gelesen wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt der Wertetabelle betreffend den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf Erfahrungswerten unter Verwendung des Parameters und des Mittelwertes T _maxb beruht.