DE3838963A1

DE3838963A1 - System zur steuerung der kraftstoffeinspritzung fuer einen kraftfahrzeugmotor

Info

Publication number: DE3838963A1
Application number: DE3838963A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Sogawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-11-19
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1989-06-01
Anticipated expiration: 2008-11-18
Also published as: GB8826978D0; GB2212628A; DE3838963C2; US4903660A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für einen Kraftfahrzeugmotor in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad und der Motordrehzahl.

Bei einem bekannten Kraftstoffeinspritzsystem wird eine Grundeinspritzimpulsbreite Tp in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad R und der Maschinendrehzahl N errechnet. Die Grundeinspritzimpulsbreiten Tp werden in einer Tabelle gemäß Fig. 5 gespeichert und zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beim Betrieb des Motors abgerufen. Die Grundeinspritzimpulsbreite Tp wird in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie Maschinendrehzahl, Druck im Ansaugkanal, Kühlmitteltemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert, so daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht zu fett bzw. zu mager wird (vgl. zum Beispiel die JP-OS 55-32 913).

Es gibt eine Maschine, die in einem eine Drosselklappe umgehenden Bypaß ein Leerlaufregelventil aufweist. Dieses kann zur Einstellung der Saugluftmenge im Niedrigdrehzahlbereich oder im Leerlauf der Maschine verwendet werden. Bei dem Luft-Kraftstoff-Gemisch-Regelsystem, bei dem das Mischungsverhältnis durch den Drosselklappenöffnungsgrad und die Maschinendrehzahl bestimmt wird, wird der Massenluftstrom oder der Ansaugluftdruck nicht direkt gemessen. Wenn daher der Öffnungsquerschnitt des Bypaß durch das Leerlaufregelventil geändert wird, um die Saugluftmenge zu ändern, weicht das Mischungsverhältnis von einem Sollwert ab.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems mit Leerlaufdrehzahlregelventil, wobei im Niedrigdrehzahlbereich der Maschine die Kraftstoffeinspritzung genau einstellbar ist.

Bei dem System nach der Erfindung wird die Grundeinspritzimpulsbreite durch einen Korrekturwert korrigiert, der auf einen Stellwert für das Leerlaufregelventil bezogen ist.

Das System nach der Erfindung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für einen Kraftfahrzeugmotor mit einem Saugkanal, einer in diesem angeordneten Drosselklappe, einem die Drosselklappe umgehenden Bypaß, einem darin angeordneten Leerlaufregelventil und wenigstens einer Einspritzdüse ist gekennzeichnet durch einen Maschinendrehzahlsensor, der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl ein Drehzahlsignal erzeugt, durch einen Drosselklappenlagesensor, der in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Drosselklappe ein Drosselklappenöffnungsgradsignal erzeugt durch ein Rechenglied, das nach Maßgabe des Drehzahlsignals und des Drosselklappenöffnungsgradsignals ein Grundeinspritzimpulsbreitensignal erzeugt, durch einen Detektor, der den Leerlaufbetrieb der Maschine erfaßt und ein Leerlaufsignal erzeugt, durch eine Regeleinheit, die aufgrund des Leerlaufsignals und des Drehzahlsignals ein Stellwertsignal zur Einstellung des Leerlaufregelventils erzeugt, und durch Korrekturglieder, die aufgrund des Stellwertsignals einen Korrekturwert bilden und das Grundeinspritzimpulsbreitensignal mit diesem Korrekturwert korrigieren und ein Einspritzimpulsbreitensignal zur Betätigung der Einspritzdüse erzeugen.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Korrekturglieder ein Drosselklappenöffnungsgrad- Rechenglied und ein Bypaßöffnungsquerschnitt-Rechenglied sowie einen Addierer zur Addition der Ausgangssignale beider Rechenglieder unter Bildung des Korrekturwerts umfassen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, daß die Korrekturglieder ein Einstellglied aufweisen, das aufgrund des Drosselklappenöffnungsgradsignals das Drosselklappenöffnungsgradsignal korrigiert, um dadurch das Grundeinspritzimpulsbreitensignal zu korrigieren.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema eines Systems gemäß der Erfindung;

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Steuereinheit nach der Erfindung;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise des Systems von Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 den Verlauf eines Ausgangssignals eines Q₂-Sensors;

Fig. 5 eine Tabell für die Grundeinspritzimpulsbreiten;

Fig. 6 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm für das System von Fig. 6;

Fig. 8 das Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm für das System von Fig. 8.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Saugkanal 2 einer Maschine 1 eine Drosselkammer 7 an der Abstromseite einer Drosselklappe 3 vorgesehen, um Saugluftstöße zu absorbieren. Ein Bypaß 4 mit einem Leerlaufregelventil 5 ist um die Drosselklappe 3 geführt. Eine Mehrzahl Einspritzdüsen 8 sind im Saugkanal einem Einspritzventil benachbart angeordnet, um jedem Zylinder der Maschine 1 Kraftstoff zuzuführen. Zur Erfassung entsprechender Betriebszustände sind ein Drosselklappenlagesensor 9, ein Kühlmitteltemperatursensor 10, ein Kurbelwinkelsensor 11, ein Sauglufttemperatursensor 12 und ein Atmosphärendrucksensor 6 vorgesehen. Ein O₂-Sensor 14, dessen Ausgangssignal den in Fig. 4 gezeigten Verlauf hat, ist in einer Abgasleitung 13 angeordnet. Ausgangssignale der Sensoren werden einer Steuereinheit 15 zugeführt, die einen Mikrocomputer enthält, der die Einspritzdüsen 8 und eine Zündspule 8 a ansteuert.

Nach Fig. 2 umfaßt die Steuereinheit 15 ein Drosselklappenöffnungsgrad- Rechenglied 16, dem ein vom Drosselklappenlagesensor 9 zugeführter Drosselklappenöffnungsgrad R zugeführt wird und das einen Drosselklappenöffnungsgrad A _R errechnet. Der Drosselklappenöffnungsgrad R wird ferner einem Leerlaufdetektor 24 zugeführt, der den Maschinenleerlauf beim Schließen der Drosselklappe bestimmt. Ein Leerlaufsignal des Leerlaufdetektors 24 wird einem Leerlaufregelventil- Regler 20 zugeführt, dem außerdem eine Kühlmitteltemperatur Tw vom Kühlmitteltemperatursensor 10 und eine Maschinendrehzahl N vom Kurbelwinkelsensor 11 zugeführt werden. Der Regler 20 enthält ein Rechenglied, das einen Stellwert D _out für das Leerlaufregelventil 5 bildet. Aufgrund der Kühlmitteltemperatur Tw vom Kühlmitteltemperatursensor 10 wird aus einer Tabelle ein Grundstellwert D _tw abgeleitet. Ein Rückführungsregelwert D _fb wird nach Maßgabe der Differenz zwischen einer Soll-Maschinendrehzahl N _set, die bei Leerlaufbetrieb der Maschine aus einer Tabelle entsprechend der Kühlmitteltemperatur Tw abgeleitet wird, und der Ist-Maschinendrehzahl N errechnet. Ein Universalkorrekturkoeffizient D _et wird aus einer Tabelle entsprechend dem Zustand einer Klimaanlage und dem gewählten Gang abgeleitet. Damit wird der Stellwert D _out aus der folgenden Gleichung bestimmt:

D _out = D _tw + D _fb + D _et

und das Stellsignal (Impulssignal) wird dem Regelventil 5 zugeführt zur Regelung der Leerlaufdrehzahl der Maschine.

Im Lastbetrieb der Maschine, in dem der Leerlaufdetektor kein Leerlaufsignal erzeugt, wird der Stellwert D _out durch den Grundstellwert D _tw bestimmt. Im Leerlaufbetrieb der Maschine wird der Stellwert D _out so eingestellt, daß die Maschinendrehzahl N der Soll-Maschinendrehzahl N _set angenähert wird.

Der Stellwert D _out wird einem Bypaßöffnungsquerschnitts- Rechenglied 17 zugeführt, das den Öffnungsquerschnitt A _bac des Bypaß 4 in Abhängigkeit vom Stellwert D _out errechnet. Ausgangssignale A _R und A _bac der Rechenglieder 16 und 17 werden einem Addierer 18 zugeführt, in dem A _R und A _bac addiert werden unter Bildung eines Gesamtöffnungsquerschnitts A gemäß einer Gleichung A = (A _R+A _bac). Ein Ausgangssignal A wird einem Grundeinspritzimpulsbreiten- Rechenglied 19 zugeführt, das eine Tabelle enthält und dem die Maschinendrehzahl N vom Sensor 11 zugeführt wird. Im Rechenglied 19 wird aus der Tabelle nach Maßgabe der Signale A und N eine Grundeinspritzimpulsbreite Tp errechnet. In der Tabelle ist eine Mehrzahl Grundeinspritzimpulsbreiten Tp gespeichert, die aufgrund einer Gleichung

Tp = f((A _R+A _bac ), N)

errechnet sind. Die Grundeinspritzimpulsbreite Tp wird mit steigendem Gesamtöffnungsquerschnitt A und steigender Maschinendrehzahl N größer.

Die Steuereinheit 15 enthält ferner ein Mischungsverhältniskorrekturkoeffizient- Rechenglied 22, in dem in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck P, der Kühlmitteltemperatur T 2 und der Sauglufttemperatur T _A, die von den Sensoren 6, 10 und 12 geliefert werden, ein Mischungsverhältniskorrekturkoeffizient COEF errechnet wird. Ein Rückführungskorrekturkoeffizient- Rechenglied 23 ist vorgesehen, das in Abhängigkeit von einer Ausgangsspannung des O₂-Sensors 14 einen Rückführungskorrekturkoeffizienten K _FB errechnet.

Die korrigierte Grundeinspritzimpulsbreite Tp und die Koeffizienten COEF und K _FB werden einem Einspritzimpulsbreiten- Rechenglied 21 zugeführt, in dem mittels der folgenden Gleichung eine Ausgangs-Einspritzimpulsbreite Ti errechnet wird:

Ti = Tp×COEF×K _FB.

Die Impulsbreite Ti wird den Einspritzdüsen 8 zugeführt.

Das Ablaufdiagramm von Fig. 3 zeigt die Funktionsweise der Kraftstoffeinspritzsteuerung.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform des Systems zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung. Die Steuereinheit 15 dieser zweiten Ausführungsform enthält einen Korrekturwertgeberteil 26, der in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad R einen Korrekturwert liefert. Der Korrekturwertgeberteil 26 enthält eine Tabelle, aus der ein Korrekturwert R _bac nach Maßgabe des Drosselklappenöffnungsgrads R und des Stellwerts D _out abgeleitet wird. In der Tabelle sind Korrekturwerte R _bac gespeichert, die auf der Basis der Gleichung R _bac = f(D _out , R ) errechnet sind. Wenn der Stellwert D _out ansteigt, steigt der Wert R _bac an, und wenn der Drosselklappenöffnungsgrad R abnimmt, wird der Korrekturwert R _bac kleiner.

Der Korrekturwert R _bac wird an einen Drosselklappenkorrekturteil 27 geführt. Der vom Drosselklappenlagesensor 9 gelieferte Drosselklappenöffnungsgrad R wird durch den Korrekturwert (R+R _bac) korrigiert. Ein korrigierter Drosselklappenwert wird dem Grundeinspritzimpulsbreiten- Rechenglied 19 zugeführt, dem auch die Maschinendrehzahl N zugeführt wird. Die Grundeinspritzimpulsbreite Tp wird gemäß der Gleichung Tp = f(( R+R _bac ), N) errechnet.

Der übrige Aufbau entspricht der vorhergehenden Ausführungsform nach Fig. 2.

Das Ablaufdiagramm von Fig. 7 zeigt die Funktionsweise des Systems gemäß der zweiten Ausführungsform.

Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des Systems, wobei die Steuereinheit 15 einen Grundeinspritzimpulsbreiten- Bestimmungsteil 28 mit einer Tabelle (Fig. 5) aufweist, dem der Drosselklappenöffnungsgrad R und die Maschinendrehzahl N von den Sensoren 9 und 11 zugeführt wird und der eine Grundeinspritzimpulsbreite Tp* bestimmt. Einem Grundeinspritzkorrekturwert- Rechenglied 29 wird der Stellwert D _out zugeführt, und das Rechenglied errechnet einen Korrekturwert Tp _bac nach Maßgabe der Gleichung Tp _bac = f(D _out ). Der Korrekturwert Tp _bac dient der Korrektur der Änderung des Mischungsverhältnisses nach Maßgabe der Änderung der durch den Bypaß 4 strömenden Luftmenge. Wenn das Leerlaufregelventil 5 verstellt wird, um die Luftmenge bei steigendem Stellwert D _out zu erhöhen, nimmt der Wert Tp _bac als eine ansteigende Funktion des Stellwerts D _out zu. Ausgangssignale des Detektors 24, des Teils 28 und des Rechenglieds 29 werden einem Grundeinspritzimpulsbreiten-Korrekturteil 30 zugeführt. Wenn der Detektor 24 den Leerlaufzustand der Maschine erfaßt, wird die Grundeinspritzimpulsbreite Tp* durch den Korrekturwert Tp _bac korrigiert unter Erzeugung einer korrigierten Grundeinspritzimpulsbreite Tp in folgender Weise:

Tp = Tp* + Tp _bac.

Die Funktionsweise dieses Systems ist in dem Ablaufdiagramm von Fig. 9 erläutert.

Da bei der vorliegenden Erfindung die Einspritzimpulsbreite nach Maßgabe eines Stellwerts korrigiert wird, der von einem Signal für das Leerlaufregelventil abhängt, wird das Mischungsverhältnis Luft-Kraftstoff über den gesamten Betriebsbereich geregelt. Damit kann eine präzise Kraftstoffeinspritzüberwachung im Niedriglast- oder Leerlaufbetrieb der Maschine erzielt werden.

Claims

1. System zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für einen Kraftfahrzeugmotor mit einem Saugkanal, einer in diesem angeordneten Drosselklappe, einem die Drosselklappe umgehenden Bypaß, einem darin angeordneten Leerlaufregelventil und wenigstens einer Einspritzdüse, gekennzeichnet durch
einen Maschinendrehzahlsensor (11), der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl ein Drehzahlsignal (N) erzeugt;
einen Drosselklappenlagesensor (9), der in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Drosselklappe ein Drosselklappenöffnungsgradsignal (R) erzeugt;
ein Rechenglied (19), das nach Maßgabe des Drehzahlsignals (N) und des Drosselklappenöffnungsgradsignals (R) ein Grundeinspritzimpulsbreitensignal (Tp) erzeugt;
einen Detektor (24), der den Leerlaufbetrieb der Maschine erfaßt und ein Leerlaufsignal erzeugt;
eine Regeleinheit (20), die aufgrund des Leerlaufsignals und des Drehzahlsignals (N) ein Stellwertsignal (D _out ) zur Einstellung des Leerlaufregelventils (5) erzeugt; und
Korrekturglieder (22, 23), die aufgrund des Stellwertsignals (D _out ) einen Korrekturwert bilden und das Grundeinspritzimpulsbreitensignal (Tp) mit diesem Korrekturwert korrigieren und ein Einspritzimpulsbreitensignal (Ti) zur Betätigung der Einspritzdüse (8) erzeugen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturglieder ein Drosselklappenöffnungsgrad- Rechenglied (16) und ein Bypaßöffnungsquerschnitt-Rechenglied (17) sowie einen Addierer (18) zur Addition der Ausgangssignale beider Rechenglieder (16, 17) unter Bildung des Korrekturwerts (A) umfassen.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturglieder ein Einstellglied (26) aufweisen, das aufgrund des Drosselklappenöffnungsgradsignals (R) das Drosselklappenöffnungsgradsignal korrigiert, um dadurch das Grundeinspritzimpulsbreitensignal zu korrigieren.