DE3919822A1

DE3919822A1 - Vorrichtung zur steuerung der kraftstoffeinspritzung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3919822A1
Application number: DE3919822A
Authority: DE
Inventors: Hajime Kako
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1989-12-21
Anticipated expiration: 2009-06-16
Also published as: DE3919822C2; US4930482A; JPH01315642A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffs für Brennkraft maschinen und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffs für Brennkraft maschinen, bei der der Druck im Saugrohr gefühlt wird und die Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage des abgetasteten Druckwertes gesteuert wird.

Bisher war es üblich, den Druck (negativer Saugrohr druck) in einem Saugrohr eines Motors abzutasten und die Einspritzung des Kraftstoffes, den Zündzeitpunkt und so weiter in Abhängigkeit von dem abgetasteten Drucksignal zu steuern. Allerdings traten verschiedene Probleme auf, da ein derartiger negativer Saugrohrdruck auch pulsierende Schwankungen umfaßt, so daß ein Schwingungsphänomen erzeugt wurde, wenn Steuerungs vorgänge direkt abhängig von der Abtastung des negativen Saugrohrdruckes durchgeführt wurden, wodurch verschiedene Funktionen unrichtig gesteuert wurden.

Um derartige Probleme zu lösen, ist es bekannt, eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffs vorzusehen, die zusätzlich zu einem Drucksensor zum Abtasten des Druckes im Saugrohr einen Glättungskreis zum Glätten des Ausgangssignals des Drucksensors aufweist, um jedwede Schwankung im Saugrohrdruck zu entfernen und dessen Mittel wert zu bestimmen, wodurch das Auftreten des Schwingungsphänomens verhindert wird. Bei dieser Art von Steuerungsvorrichtung ist ein Drucksensor oder Druckfühler in einer Stellung stromabwärts zur den Motor mit Ansaugluft ver sorgenden Drosselklappe in dem Saugrohr vorge sehen, der den Druck im Saugrohr (negativer Saugrohrdruck) abfühlt. Das von dem Druckfühler gelieferte gefühlte Signal wird dem Glättungs kreis zugeführt, der zum Beispiel ein Filter aufweist, in dem die pulsierende Komponente entfernt wird. Das Saugrohrdrucksignal, von dem die pulsierende Komponente mittels des Glättungs kreises entfernt wurde, wird einem Steuerkreis zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und so weiter des Motors zugeführt.

Eine derartige bekannte Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffs hat allerdings gewisse Nachteile dahingehend, daß aufgrund des Glättens der in dem Saugrohrdrucksignal enthaltenen Schwankungen, was durchgeführt wurde, um den Mittelwert zu bestimmen, einer Ansprechverzögerung im Fühlen des Saugrohrdruckes während des Betriebs des Motors in einer Übergangsphase, d.h. während der Beschleunigung oder Verzögerung auftrat, und im Falle einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bewirkt eine derartige Ansprechverzögerung eine Unterversorgung mit Kraftstoff, wodurch der Motor stottern kann.

Dies wird im folgenden genauer beschrieben. Unter der Annahme, daß die Öffnung R der Drossel klappe sich mit der Zeit entsprechend Fig. 1(a) ändert, ändert sich der Druck Pb _AD im Saugrohr, d.h. das Ausgangssignal des Druckfühlers wie in Fig. 1(b) gezeigt. Dieser Druckwert Pb _AD enthält eine Welligkeit oder einen Brumm. Wenn der die Welligkeit enthaltende Druckwert in dem Glättungskreis bearbeitet wird, wird ein geglätteter Druckwert P b _F entsprechend Fig. 1(c) erhalten. Dieser geglättete Druckwert P b _F weist eine Ansprechverzögerung relativ zur Änderung des Saugrohrdruckes Pb _AD entsprechend einer Änderung im aktuellen Drosselklappen öffnungsgrad R zur Zeit der Beschleunigung oder Verzögerung auf, so daß das Luft-Kraftstoff gemisch während der Beschleunigung magerer und während der Verzögerung fetter wird, wie in Fig. 1(d) gezeigt, und somit wird die Leistungs fähigkeit des Motors während der Beschleunigung verringert und Stöße werden aufgrund des unruhigenden Laufs des Motors während der Verzögerung erzeugt.

Die japanische Patentanmeldung No. 24 829/1983 offenbart eine Vorrichtung zur Kraftstoff steuerung für eine Brennkraftmaschine, die das Problem lösen soll, daß der geglättete Druck wert eine Ansprechverzögerung relativ zur Änderung des Saugrohrdruckes entsprechend einer Änderung des Drosselklappenöffnungsgrades aufweist, wobei sie derart ausgebildet ist, daß die Wirkungsweise des Glättungskreises, der das Ausgangssignal des Druckfühlers glätten soll, verringert oder eliminiert wird, wenn der Motor in einem Übergangszustand ist, wodurch die Ansprechfähigkeit der Abtastung des Saugrohr druckes während eines Übergangszustandes ver bessert wird und so gut wie möglich die Erzeugung eines Schwingens aufgrund der Schwankungen des Saugrohrdruckes verhindert wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, bei der die Menge der Kraftstoffversorgung auf der Basis eines gefilterten Druckwertes, der durch einen digitalen Tiefpaß-Filtervorgang des Druckwertes im Saugrohr bei gleichbleibender Bedingung und eines Druckwertes im Saugrohr bei Übergangsbedingung erhalten wird, bestimmt wird, wodurch ein angemessenes Luft-Kraftstoff- Verhältnis erhalten wird und die Leistungsfähig keit des Motor verbessert wird und eine stabile und beständige Steuerung des Motors möglich wird.

Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffein spritzung für Brennkraftmaschinen auf der Basis eines Druckwertes gerichtet, wobei der Druckwert den Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine darstellt.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zur Steuerung der Brennkraft maschine gemäß der vorliegenden Erfindung Filtermittel, denen der Druckwert zugeführt wird und die eine Tiefpaßfilterung des Druckwertes durchführen und einen gefilterten Druckwert ausgeben, Laständerungs-Abtastmittel zur Überwachung der Laständerungen der Brennkraftmaschine, die ein Abtastsignal liefern, wenn eine Last änderung gleich oder größer einem vorgegebenen Wert ist.

Das Abtastsignal wird Zeitgebermitteln zugeführt, die abhängig von dem Abtastsignal für einen vorgegebenen Zeitraum nach Eingabe des Abtast signals wirken. Ein von den Zeitgebermitteln gesteuerter Selektor wählt den Druckwert während des Zeitraums, in dem die Zeitgebermittel arbeiten, und den gefilterten Druckwert in dem Zeitraum aus, in dem die Zeitgebermittel unwirksam sind.

Die Kraftstoffeinspritzung für die Brennkraft maschine wird auf der Basis entweder des Druck wertes oder des gefilterten Druckwertes, die jeweils von dem Selektor ausgewählt werden, gesteuert.

Es ist wünschenswert, daß die Zeitgebermittel während eines Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Abtastsignal als Eingangssignal eingegeben wird, und dem Zeitpunkt, zu dem der gefilterte Druckwert nach der Beendigung der Änderung der Last stabil wird, wirksam sind.

Es ist ebenfalls wünschenswert, daß der Druckwert ein Wert ist, der durch A/D-Wandlung des Saugrohrdruckwertes erhalten wird und daß die Filtermittel eine digitale Filterung des A/D gewandelten Druckwertes durchführen.

Zusätzlich ist es wünschenswert, daß die Last änderungs-Abtastmittel derart ausgebildet sind, daß sie die Drosselklappenöffnung überwachen und jede Änderung in dem Öffnungsgrad feststellen.

Der volumetrische Wirkungsgrad wird auf der Grundlage der Drehzahl des Motors, des Druck wertes oder des gefilterten Druckwertes, die vom Ausgang des Selektors geliefert werden, berechnet und die Impulsbreite zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung wird auf der Basis des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades berechnet.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich entsprechend einem ihrer weiteren Aspekte auf eine Vor richtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung des Motors auf der Basis eines digitalen Druckwertes oder eines Druckwertes, der durch A/D-Wandlung eines Druckwertes im Saugrohr des Motors erhalten wird. Diese Vorrichtung umfaßt digitale Tiefpaß-Filtermittel, denen ein digitaler Druckwert zur Durchführung einer digitalen Tiefpaßfilterung des digitalen Druckwertes zugeführt wird, wobei ein gefilterter Druckwert ausgegeben wird, und Laständerungs-Abtastmittel zur Überwachung der Laständerung der Brennkraftmaschine, die ein Ausgangssignal liefern, wenn eine Laständerung gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist.

Dieses Abtastsignal wird Zeitgebermitteln zuge führt, die abhängig von dem Abtastsignal für einen vorbestimmten Zeitraum wirksam sind.

Ein von den Zeitgebermitteln gesteuerter Selektor wählt den digitalen Druckwert während des Zeitraums, in dem die Zeitgebermittel wirksam sind, und den gefilterten Druckwert während des Zeitraums aus, in dem die Zeitgebermittel nicht wirksam sind.

Die Kraftstoffeinspritzung für den Motor wird auf der Basis der Drehzahl des Motors und dem Druckwert oder dem gefilterten Druckwert ge steuert, die jeweils vom Selektor ausgegeben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffs entsprechend der vorliegenden Erfindung dient zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung auf der Basis der Drehzahl der Brennkraftmaschine, des Drossel klappenöffnungsgrades und eines Druckwertes, der den Druck im Saugrohr darstellt, wobei die Vorrichtung umfaßt:
digitale Filtermittel, denen der Druckwert zur Durchführung einer digitalen Tiefpaß-Filterung des Druckwertes zugeführt wird, um einen ge filterten Druckwert auszugeben,
Laständerungs-Abtastmittel zur Überwachung der Laständerung der Drosselklappenöffnung, die ein Abtastsignal liefern, wenn eine Last änderung gleich oder größer einem vorgegebenen Wert ist,
Zeitgebermittel, die abhängig von dem Abtastsignal während eines Zeitraums, der zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Abtastsignal als Eingangs signal eingegeben wird, und dem Zeitpunkt, zu dem der gefilterte Druckwert nach der Änderung des Öffnungsgrades der Drosselklappe stabil wird, liegt, wirksam sind,
einen Selektor, der von den Zeitgebermitteln gesteuert wird und der den Druckwert für den Zeitraum, in dem die Zeitgebermittel arbeiten und den gefilterten Druckwert für den Zeitraum auswählt, in dem die Zeitgebermittel unwirksam sind,
erste Mittel zur Berechnung des volumetrischen Wirkungsgrades auf der Basis der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Druckwertes oder des gefilterten Druckwertes entsprechend der Auswahl durch den Selektor und
zweite Mittel zur Berechnung einer Impulsbreite zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine auf der Basis des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades.

Die Kraftstoffeinspritzung wird daher gesteuert, indem der den Saugrohrdruck in der Übergangsphase darstellende Druckwert, in der die Zeitgebermittel wirksam sind und in dem der gefilterte Druckwert, der durch digitale Tiefpaß-Filterung des Druckwertes gemittelt wird, bei gleichbleibenden Bedingungen, während denen die Zeitgebermittel unwirksam sind, ausgewählt werden.

Anders gesagt, wird die Steuerung der Kraftstoff einspritzung unter Verwendung eines Druckwertes, der eine gute Ansprechfähigkeit auf jedwede Veränderung des Saugrohrdruckes während einer Übergangsphase, d.h. während der Beschleunigung oder der Verzögerung, aufweist und unter Verwendung eines gefilterten Druckwertes, der einen optimalen Wert des Saugrohrdruckes bei gleichbleibenden Bedingungen darstellt, durchge führt. Dies führt zu dem Vorteil, daß ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgestellt werden kann, daß die Leistungsfähigkeit des Motors verbessert wird und daß eine stabile Kraftstoffsteuerung während der gleichbleibenden Bedingungen durchgeführt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnung aus der folgenden Beschreibung offensichtlich.

Fig. 1 zeigt Kennlinien, die die Betriebsweise einer Vor richtung zur Steuerung des Kraftstoffs gemäß dem Stand der Technik erläutern,

Fig. 2 ist eine schematische Dar stellung, die die elektrische Verbindung zwischen einer Motor steuervorrichtung in Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung und einem Motor zeigt,

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung der Steuer einheit nach Fig. 2 zeigt,

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise der CPU 200 nach Fig. 3 erläutert,

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines digitalen Filters für die sekundäre digitale Tiefpaß filterung bei Schritt S 13 nach Fig. 4,

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das genauer den Schritt S 13 nach Fig. 4 zeigt,

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das genauer den Schritt S 15 nach Fig. 4 zeigt,

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung eines Ausführungs beispiels der Vorrichtung zur Steuerung nach der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage des Flußdiagramms nach Fig. 4 zeigt, und

Fig. 9 zeigt die Wellenformen von Signalen an wichtigen Stellen nach Fig. 8 und ihre wechselseitigen Zeitverläufe.

Fig. 2 zeigt schematisch eine elektrische Verbindung zwischen der Kraftstoffsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung und einen Motor, der als SPI Vorrichtung (speed density type) ausgebildet ist.

In dieser Figur saugt der beispielsweise in einem Kraftfahrzeug installierte Motor 1 Luft über einen Luftfilter 2, ein Saugrohr 3 und eine Drosselklappe 4 an. Zum Zünden wird eine Zündvorrichtung 5 durch ein Signal bei spielsweise eines Signalgenerators in einem Verteiler (nicht gezeigt) von dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand geschaltet. Zum Zeitpunkt dieses Überganges wird auf der Sekundärseite einer Zündspule 6 ein Hochspannungs-Zündsignal erzeugt und einer nicht dargestellten Zündkerze des Motors 1 zugeführt, so daß sie die Zündung durchführen kann. Synchron mit der Erzeugung des Zündsignals wird Kraftstoff zugeführt und durch ein Einspritzventil 7 in das Saugrohr 3 stromaufwärts zu der Drosselklappe 4 eingespritzt. Der eingespritzte Kraftstoff wird durch den oben erwähnten Ansaug vorgang in den Motor 1 eingeführt. Nach der Verbrennung wird das Abgas über die Abgas leitung 8 ins Freie ausgestoßen.

Der Saugrohrdruck wird an einen Punkt in der Saugrohrleitung 3 stromabwärts von der Drossel klappe 4 von einem Druckfühler 9 als absoluter Druck gefühlt und der Öffnungsgrad der Drossel klappe 4 wird durch einen Drosselklappensensor 10 abgetastet. Die jeweiligen analogen Fühl signale, die die Größe bzw. Einheit entsprechend dem absoluten Druck aufweisen, und der Öffnungs grad der Drosselklappe ebenso wie das Zünd signal der Zündvorrichtung 5 werden als Eingangs signale in eine Steuereinheit 11 gegeben. Die Steuereinheit 11 berechnet die Kraftstoff einspritzung aus den analogen Drucksignalen und dem Zündsignal, um die Steuerung des Öffnens und Schließens des Einspritzventils 7 vorzunehmen.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung der Steuereinheit 11 nach Fig. 2. Die Steuer einheit 11 umfaßt einen Mikrocomputer 100, einen ersten Eingangsschnittstellenkreis 101, einen zweiten Eingangsschnittstellenkreis 102, einen Ausgangsschnittstellenkreis 103 und einen Versorgungsschaltkreis 104. Der Mikro computer 100 umfaßt eine Zentraleinheit (CPU) 200, einen Zähler 201, einen Taktgeber 202, einen A/D-Wandler 203, ein RAM 204, ein ROM 205 zum Speichern eines vorgegebenen Programms (wird weiter unten beschrieben), einen Ausgangs port 206 und einen Bus 207. Das Zündsignal von der Zündvorrichtung 5 wird in dem ersten Eingangs schnittstellenkreis 101 einer Impulsformung unterworfen und dann dem Mikrocomputer 100 als Interrupt (Unterbrechung) eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt der Unterbrechung wird ein gemessener Wert eines Zyklus des Zündsignals in dem Zähler 201 gelesen und in dem RAM 204 gespeichert, der für die Abtastung der Anzahl der Umdrehungen dient. Die Ausgangssignale vom Druckfühler 9 und vom Drosselklappensensor 10 werden einer Impulsformung und einer Entfernung des Rauschens in dem zweiten Eingangsschnittstellen kreis 102 unterworfen und danach nacheinander durch den A/D-Wandler 203 in Digitalwerte umgewandelt. Die Kraftstoffeinspritzung wird mittels der Offenzeit des Einspritzventils 7 berechnet und in den Timer 202 mit oder ohne Verbesserungen gesetzt. Während des Zeitraums, in dem der Timer 202 im Betrieb ist bzw. ar beitet, wird eine Spannung einer vorgegebenen Höhe am Ausgangsport 206 ausgegeben und einer Spannungs-Stromwandlung in dem Ausgangs schnittstellenkreis 103 unterworfen, damit das Einspritzventil 7 geöffnet wird. Der Mikro computer 100 wird betätigt, indem er eine konstante Spannung von dem Versorgungskreis 104 erhält, der mit der Batterie 13 über einen Schlüsselschalter 12 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der CPU 200 wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Bei dem Verfahrensschritt S 11 wird die Anzahl der Umdrehungen des Motors N _e aus dem gemessenen Wert des Zyklus des Zünd signals berechnet und im RAM 204 gespeichert. Beim Schritt S 12 wird das Ausgangssignal vom Druckfühler 9 im A/D-Wandler 203 A/D gewandelt und im RAM 204 als A/D-Wandlungswert (als digitaler Wert) des Saugrohrdrucks Pb _AD (im folgenden als Druckwert bezeichnet) gespeichert. Da der Druckwert Pb _AD einen Welligkeitsanteil enthält, der aus dem Pulsieren bei der Luft ansaugung herrührt, wird der Druckwert Pb _AD einem sekundären digitalen Tiefpaßfilter prozeß (weiter unten beschrieben) unterzogen (Schritt S 13), der zur Stabilisierung der Steuerung dient, wodurch ein filterbearbeiteter Wert des Saugrohrdruckes P b _F erhalten wird (im folgenden als gefilteter Druckwert bezeichnet). Im Verfahrensschritt S 14 wird das Ausgangssignal des Drosselklappensensors 10 A/D gewandelt, um ein Drosselklappenöffnungswert R abzutasten. Im Verfahrensschritt S 15 wird die Veränderung der Drosselklappenöffnung R abgetastet, wobei die Abtastung ein Setzen oder ein Dekrementieren des Timers TM (gespeichert im RAM 204) bewirkt. Der Schritt S 15 wird später genauer beschrieben. Im Verfahrensschritt S 16 wird eine Entscheidung dahingehend gefällt, ob der gesetzte Wert des Timers TM 0 ist oder nicht. Wenn er nicht 0 ist, wird ein Druckwert für die Berechnung Pb _AE gleich dem Druckwert Pb _AD im Schritt S 17 gesetzt. Wenn er 0 ist, wird der Druckwert für die Berechnung Pb _AD gleich dem gefilterten Druckwert P b _F in Schritt S 18 gesetzt. Nachfolgend zu den Schritten S 17 oder S 18 geht das Programm auf Schritt S 19, indem eine zweidimensionale Ab bildung unter Verwendung der vorher berechneten Anzahl von Umdrehungen N _e und dem Druckwert für die Berechnung Pb _AE durchgeführt wird, um den räumlichen Wirkungsgrad C _EV (N _E, Pb _AE) zu berechnen, der experimentell für jedes Luft-Kraftstoffverhältnis in Übereinstimmung mit der Anzahl der Umdrehungen und dem Druckwert über die Gleichung T _PW = K×Pb _AE×C _EV (wobei K = konstant ist) durchgeführt, um die Impulsweite T _PW entsprechend der Kraftstoffeinspritzung zu berechnen. Nach dem Vorgang in Schritt S 20 geht das Programm auf Schritt S 11 zurück und wiederholt den oben beschriebenen Vorgang. Die berechnete Impulsweite T _PW wird mit oder ohne Korrektur in den Timer 202 synchron mit der Erzeugung jedes Zündsignals gesetzt, wobei er dazu dient, den Timer 202 zu betätigen.

Ein digitales Filter zur Durchführung der sekundären Tiefpaß-Digitalfilterverarbeitung in Schritt S 13 wird im folgenden beschrieben. Es wird ange nommen, daß die Übertragungsfunktion H(s) eines gewünschten Analogfilters erhalten wurde.

Seine Frequenzcharakteristik wird durch H(j ω _A) gegeben. Es ist offensichtlich, daß die Frequenzcharakteristik H _D (e^j ω D ^T) der Systemfunktion H _D (z) des Digitalfilters, die durch Abbilden der imaginären Achse der s-Ebene s = j ω _A auf einem Einheitskreis auf der z-Ebene der gleiche Wert ist, wie der von H(j ω _A). Die Beziehung zwischen der Frequenz ω _A des Analogfilters und der Frequenz ω _D T des Digitalfilters wird durch eine Abbildungsfunktion bestimmt, aber die einfachste Funktion zur Abbildung der imaginären Achse auf dem Einheitskreis ist:

Die Beziehung zwischen ω _A und ω _D ist:

Durch Umordnen wird die folgende Gleichung erhalten.

Wenn der Abtastzyklus T = 6×10^-3 sec, die Grenzfrequenz F _C = 5 Hz, und Q = 1/ sind, wird die Übertragungsfunktion des sekundären digitalen Tiefpaßfilters wie folgt ausgedrückt:

wobei

ist.

Durch Substitution der Gleichung (1) in die Gleichung (2) wird die folgende Gleichung erhalten:

wobei

sind.

Die Gleichung (3) kann durch ein Blockdiagramm wie in Fig. 5 ausgedrückt werden. In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszeichen 21 und 24 Addierer, 22 und 23 Verzögerungsglieder, 25 einen Multiplizierer um den Faktor 2, 26 einen Multiplizierer um den Koeffizienten e _K, 27 ein Multiplizierer um den Koeffizienten f _K und 28 einen Multiplizierer um den Koeffizienten g _K. Pb _AD (nT) bezeichnet den Druckwert bei der n-ten Abtastung (die vorliegende Zeit), Pb _F (nT) einen gefilterten Druckwert entsprechend der n-ten Abtastung, U eine Zwischenvariable und U(nT), U(nT-T) und U(nT-2T) Zwischenvariablen beim vorliegenden Zeitpunkt, beim vorhergehenden Zeitpunkt und beim Zeitpunkt vor dem vorliegenden Zeitpunkt.

Das Blockschaltbild nach Fig. 5 kann durch die folgenden Differenzgleichungen ausgedrückt werden:

Außerdem können die Gleichungen (4) in Form eines Flußdiagramms entsprechend dem nach Fig. 6 ausgedrückt werden.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird eine Entscheidung bei Verfahrensschritt S 31 getroffen, ob der vorliegende Zeitpunkt mit dem Abtastpunkt über einstimmt (der Abtastzyklus T ist dabei bei spielsweise 6 ms). Wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt S 14 nach Fig. 4 und wenn ja, wird eine Berechnung zum Erhalten des Zwischenwertes U ₀ zum vorliegenden Zeitpunkt entsprechend der Gleichung U ₀ = Pb _AD + e _KU₁ + f _K × U ₂ unter Verwendung des Druckwertes zum vorliegenden Zeitpunkt Pb _AD, der Koeffizienten e _K und f _K und der Zwischenwerte U ₁ und U ₂ zum vorhergehenden Zeitpunkt und zu dem Zeitpunkt, der vor dem vorhergehenden Zeitpunkt liegt, durchgeführt, wie durch die Gleichung (4b) gezeigt. Bei Verfahrensschritt S 33 wird der gefilterte Druckwert P b _F zum vorliegenden Zeitpunkt entsprechend der Gleichung P b _F= g _K × (U ₀+2U ₁+U ₂) nach der Gleichung (4a) unter Verwendung der Koeffizienten g _K und der Zwischenwerte U ₀, U ₁ und U ₂ zum vorliegenden und den zwei vorhergehenden Zeitpunkten erhalten und im RAM 204 gespeichert.

Bei Verfahrensschritt S 34 wird der Zwischenwert U ₁ am letzten Zeitpunkt in RAM 204 als Zwischen wert U ₂ zum Zeitpunkt vor dem vorhergehenden Zeitpunkt gespeichert. Beim Verfahrensschritt S 35 wird der Zwischenwert U ₀ am vorliegenden Zeitpunkt als Zwischenwert U ₁ am vorhergehenden Zeitpunkt im RAM 204 gespeichert und dann geht das Verfahren zum Schritt S 14 in Fig. 4.

Der Verfahrensschritt S 15 nach Fig. 4 wird durch eine Mehrzahl von Schritten S 151- S 155, wie in Fig. 7 gezeigt, realisiert. In Schritt S 151 wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob der vorliegende Zeitpunkt mit dem Abtastpunkt übereinstimmt, wobei der Abtastzyklus 10 ms beträgt. Wenn nicht, geht das Verfahren zu Schritt S 16 und falls ja, wird eine Entscheidung beim Schritt S 152 durchgeführt, ob der absolute Wert R-R _B die Differenz zwischen dem Drossel klappenöffnungswert R zum vorliegenden Zeit punkt und dem Drosselklappenöffnungswert R _B zum vorhergehenden Zeitpunkt (10 ms vor dem vorliegenden Zeitpunkt), gleich oder größer als ein vorgegebener Wert A ist oder nicht. Wenn der absolute Wert gleich oder größer als der vor gegebene Wert A ist, wird der Timer TM auf den Wert 20 (entsprechend 200 ms) gesetzt (Schritt S 153). Wenn der absolute Wert geringer als der Wert A ist, wird der Timer TM im Schritt S 154 um 1 dekremen tiert und wenn der Timer TM 0 ist, wird er nicht dekrementiert sondern im Nullzustand gehalten. Nach den Schritten S 153 oder S 154 wird Schritt S 155 durchgeführt, bei der der Drosselklappen öffnungswert R _B zum vorhergehenden Zeitpunkt erneuert, indem der Drosselklappenöffnungswert R des vorliegenden Zeitpunkts angenommen und das Verfahren geht weiter zu Schritt S 16.

Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Schritt des Flußdiagramms nach Fig. 4 als Teiler einer Vorrichtung zur Durchführung der jeweiligen Funktion betrachtet werden kann und die Be ziehungen zwischen diesen Teilen wird in Fig. 8 dargestellt. Der Schritt S 11 entspricht einem Abtastelement 31 zum Abtasten der Anzahl der Umdrehungen N _e des Motors. Der Schritt S 12 ent spricht einem Druckwertfühler 32 zum Fühlen des A/D-Umwandlungswertes Pb _AD des Saugrohrdruckes. Der Schritt S 13 entspricht einem sekundären digitalen Tiefpaßfilter 33, dem der Druckwert Pb _AD zugeführt wird und der den digitalen Tiefpaßfiltervorgang des Druckwertes durchführt und den gefilterten Druckwert P b _F ausgibt, der den gefilterten Wert des Saugrohrdruckes darstellt. Der Schritt S 14 entspricht einem Drosselklappen öffnungabtaster 34 zum Abtasten des A/D-Wandlungs wertes R der Drosselklappenöffnung (im folgenden als Drosselklappenöffnungswert bezeichnet). Der Schritt S 15 entspricht einem Abtastelement 35 zum Abtasten der Veränderung der Drossel klappenöffnung, das den Drosselklappenwert R erzeugt und bei vorgegebenen Zeitabständen ab tastet, ob die Veränderung gleich oder größer einem vorgegebenen Wert ist. Der Schritt S 16 entspricht einem Timer 36 und empfängt das Abtastsignal der Veränderung der Drosselklappen öffnung und erzeugt ein Arbeitssignal, das anzeigt, ob die Drosselklappenöffnung sich verändert oder ob eine vorgegebene Zeit noch nicht abge laufen ist, die auf das Ende jeder Veränderung der Drosselklappenöffnung folgt. Die Schritte S 17 und S 18 entsprechen einem Selektor 37, der den Druckwert Pb _AD während des Zeitraums auswählt, in dem das Arbeitssignal vom Timer 36 abgegeben wird und der den gefilterten Druckwert P b _F, das Ausgangssignal des sekundären digitalen Tiefpaßfilters 33, für einen Zeit raum, in dem kein Arbeitssignal vom Timer 36 geliefert wird, auswählt, wobei der Selektor einen Saugrohrdruckwert für die Berechnung Pb _AE ausgibt, d.h. den Druckwert, der für die Berechnung verwendet wird. Der Schritt S 19 entspricht einer Vorrichtung 38 zur Berechnung des räumlichen Wirkungsgrades C _EV unter Ver wendung der Anzahl von Umdrehungen N _e und des zu berechnenden Druckwertes Pb _AE. Der Schritt S 20 entspricht einem Schaltkreis zur Berechnung der Pulsweite 39, der die Pulsweite T _PW entsprechend der Kraftstoffein spritzung unter Verwendung des räumlichen Wirkungsgrades C _EV und des zu berechnenden Druckwertes Pb _AE berechnet.

Fig. 9 zeigt die Veränderungen der verschiedenen Signale des oben beschriebenen Ausführungs beispiels in Abhängigkeit von der Zeit:
(a) zeigt den Drosselklappenöffnungswert R, (b) den Wert des Timers, (c) den Druckwert Pb _AD, (d) den gefilterten Druckwert P b _F und (e) den zu berechnenden Druckwert Pb _AE. Unter der Annahme, daß die Beschleunigung zwischen der Zeit t 1 und der Zeit t 2 und eine Verzögerung zwischen der Zeit t 3 und der Zeit t 4 durchgeführt wird, sei darauf hingewiesen, daß in diesen Zeiträumen der Ausgangswert des Timers 36 nicht 0 ist, wie in Fig. 9(b) gezeigt wird.

Demgemäß wird der Druckwert Pb _AD als zu be rechnender Druckwert Pb _AE verwendet. Aber in dem verbleibenden Zeitraum ist der Timer 36 auf 0 gesetzt und der gefilterte Druckwert P b _F wird als zu berechnender Druckwert Pb _AE verwendet. Daher haben die Wellenformen der Fig. 9(c) und (e) eine ähnliche Form mit dem gleichen Zeitverlauf und es versteht sich von selbst, daß der für die Berechnung des Fühlwertes des Saugrohrdruckes verwendete Zeitverlauf eine Verzögerung hat, die relativ zu den Änderungen im Saugrohrdruck während allen Zeitbereichen einschließlich denen, in denen Beschleunigungen oder Verzögerungen auftreten, unbedeutend ist.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Zeitkreis (Timer) auf 200 ms gesetzt, um die Zeit in Betracht zu ziehen, die notwendig ist, damit der gefilterte Druckwert P b _F bei verzögerungsfreien Bedingungen stabil wird, nachdem der Drosselklappenöffnungsgrad verändert wurde.

Obwohl die vorliegende Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbei spiele beschrieben wurde, können verschiedene Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden, ohne den Bereich und den Geist der Er findung zu verlassen. Beispielsweise wurde der Timer in den oben beschriebenen Ausführungs beispielen als Softwaretimer beschrieben, aber anstelle dieses Timers kann ein in dem Mikro computer 100 enthaltener Timer verwendet werden. Auch kann ein Hardwaretimer außerhalb des Mikro computers 100 vorgesehen werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoff einspritzung für eine Brennkraftmaschine auf der Basis eines Druckwertes, der sich auf den Druck im Saugrohr der Brennkraft maschine bezieht, mit Filtermitteln (33), denen der Druckwert zugeführt wird und die einen Tiefpaßfiltervorgang des Druck wertes durchführen und einen gefilterten Druckwert ausgeben,
Laständerungs-Abtastmitteln (34) zur Über wachung der Laständerung der Brennkraft maschine, die ein Abtastsignal liefern, wenn eine Laständerung gleich oder größer einem vorgegebenen Wert ist,
Zeitgebermitteln (36), die abhängig von dem Abtastsignal für einen vorgegebenen Zeitraum wirksam sind, und
einem Selektor (37), der von den Zeitgeber mitteln (36) gesteuert wird und der den Druckwert für den Zeitraum, in dem die Zeitgebermittel wirksam sind und den ge filterten Druckwert für den Zeitraum auswählt, in dem die Zeitgebermittel unwirksam sind, wobei die Kraftstoffeinspritzung der Brenn kraftmaschine entweder auf der Basis des Druckwertes oder des gefilterten Druckwertes, die jeweils von dem Selektor ausgewählt werden, gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Zeitraum, in dem die Zeitgebermittel (36) wirksam sind, zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Abtastsignal den Zeitgebermitteln zugeführt wird und dem Zeitpunkt, zu dem der ge filterte Druckwert nach dem Ende jeder Laständerung stabil wird, liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwert ein Wert ist, der durch A/D-Wandlung des Saugrohr druckwertes erhalten wird und daß die Filtermittel eine digitale Filterung des A/D gewandelten Druckwertes vornehmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laständerungs- Abtastmittel als Vorrichtung zur Über wachung des Drosselklappenöffnungsgrades ausgebildet sind, die jede Änderung des Öffnungsgrades feststellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Mittel (38) zur Berechnung des volumetrischen Wirkungs grades auf der Grundlage der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des vom Selektor gelieferten Druckwertes oder gefilterten Druckwertes und Mittel (39) zur Berechnung der Impulsbreite zur Steuerung der Kraftstoff einspritzung auf der Basis des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades vorgesehen sind.

6. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoff einspritzung für eine Brennkraftmaschine auf der Basis eines digitalen Druckwertes oder eines Druckwertes, der durch A/D- Wandlung eines Druckwertes des Saugrohrs erhalten wird, mit
digitalen Tiefpaß-Filtermitteln, denen der digitale Druckwert zugeführt wird und die eine digitale Tiefpaßfilterung des digitalen Druckwertes durchführen und einen gefilterten Druckwert ausgeben,
Laständerungs-Abtastmitteln zur Überwachung der Laständerungen der Brennkraftmaschine, die ein Abtastsignal liefern, wenn eine Laständerung gleich oder größer einem vorgegebenen Wert ist,
Zeitgebermitteln, die abhängig von dem Abtastsignal für einen vorgegebenen Zeit raum wirksam sind,
einem Selektor, der von den Zeitgebermitteln gesteuert wird und der den digitalen Druck wert für den Zeitraum, in dem die Zeitgeber mittel wirksam sind und den gefilterten Druckwert für den Zeitraum auswählt, in dem die Zeitgebermittel unwirksam sind und
Steuermitteln zur Steuerung der Kraftstoff einspritzung der Brennkraftmaschine auf der Basis der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Druckwertes oder des gefilterten Druckwertes, die jeweils von dem Selektor ausgegeben werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Zeitraum, in dem die Zeitgebermittel (36) wirksam sind, zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Abtastsignal den Zeitgebermitteln zugeführt wird und dem Zeitpunkt, zu dem der ge filterte Druckwert nach dem Ende jeder Laständerung stabil wird, liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwert ein Wert ist, der durch A/D-Wandlung des Saugrohr druckwertes erhalten wird und daß die Filtermittel eine digitale Filterung des A/D gewandelten Druckwertes vornehmen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel Mittel zur Berechnung des volumetrischen Wirkungsgrades auf der Basis der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Druckwertes oder des gefilterten Druckwertes, die jeweils vom Selektor ausgegeben werden, aufweisen, wobei eine Impulsweite zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung auf der Basis des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades berechnet wird.

10. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoff einspritzung für eine Brennkraftmaschine auf der Basis der Drehzahl der Brennkraft maschine, der Drosselklappenöffnung und eines Druckwertes, der den Druck im Saugrohr darstellt, mit
digitalen Filtermitteln, denen der Druckwert zugeführt wird und die eine digitale Tiefpaßfilterung des Druckwertes durchführen und einen gefilterten Druckwert ausgeben,
Laständerungs-Abtastmitteln zur Überwachung der Änderung der Drosselklappenöffnung, die ein Abtastsignal liefern, wenn die Änderung der Drosselklappenöffnung gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist,
Zeitgebermitteln, die abhängig von dem Abtast signal für einen vorgegebenen Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Abtast signal den Zeitgebermitteln zugeführt wird, und dem Zeitpunkt, zu dem der gefilterte Druckwert nach dem Ende der Veränderung der Drosselklappenöffnung stabil wird, wirksam sind,
einem Selektor, der von den Zeitgebermitteln gesteuert wird und der den Druckwert für den Zeitraum, in dem die Zeitgebermittel wirksam sind und den gefilterten Druckwert für den Zeitraum auswählt, in dem die Zeitgebermittel nicht wirksam sind,
erste Mittel zur Berechnung des volumetrischen Wirkungsgrades auf der Basis der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Druckwert oder dem gefilterten Druckwert, die jeweils durch den Selektor ausgewählt werden, und
zweite Mittel zur Berechnung der Impulsbreite zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine auf der Basis des berechneten volumetrischen Wirkungsgrades.