DE3934002A1

DE3934002A1 - Anlass-diskriminiervorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3934002A1
Application number: DE3934002A
Authority: DE
Inventors: Satoru Ohkubo; Shoichi Washino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1990-04-26
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH02115551A; KR920007893B1; KR900006185A; DE3934002C2; US5024082A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlaß-Diskriminiervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die z. B. in einem Kraftfahr zeug vorgesehen ist.

Bei einer konventionellen Anlaß-Diskriminiervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wie sie z. B. in der JP-P-OS 1 07 034/1980 beschrieben ist, wird das Anlassen einer Brennkraftmaschine (nachstehend kurz: Maschine) im wesent lichen dadurch diskriminiert, daß erfaßt wird, daß die An zahl Umdrehungen auf eine vorbestimmte Anzahl oder höher gestiegen ist. Eine Detektorvorrichtung für die Erfassung einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen ist z. B. in der JP-P-OS 2 12 643/1985 angegeben und wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert.

Fig. 6 zeigt einen Luftfilter 1, einen Luftmengenmesser 2, der eine Ansaugluftmenge mißt, eine Drosselklappe 3, einen Ansaugkrümmer 4, einen Zylinder 5, einen Wassertemperatur sensor 6, der die Temperatur des Kühlwassers für die Ma schine aufnimmt, einen Kurbelwinkelsensor 7, einen Auspuff krümmer 8, einen Abgassensor 9, der die Konzentration einer Abgaskomponente (etwa die Sauerstoffkonzentration) auf nimmt, ein Einspritzventil 10, eine Zündkerze 11 und einen Regler 12.

Der Kurbelwinkelsensor liefert bei jeder Kurbelwinkel-Be zugslage (z. B. jeweils bei 180° bei einer Vierzylinder maschine und jeweils bei 120° bei einer Sechszylinderma schine) einen Bezugslageimpuls und liefert bei jeder Win keleinheit (z. B. jeweils bei 1°) einen Winkeleinheits impuls. Der Regler 12 zählt die Anzahl der Winkeleinheits impulse bei Empfang eines Bezugslageimpulses, so daß da durch der Kurbelwinkel erhalten wird. Ferner wird die Dreh zahl der Maschine durch Messen der Frequenz oder der Perio de der Winkeleinheitsimpulse abgeleitet.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 6 ist der Kurbelwinkelsensor 7 im Verteiler montiert.

Der Regler 12 besteht aus einem Mikrocomputer, der z. B. eine CPU, einen RAM, einen ROM, eine Ein/Ausgangsschnitt stelle etc. hat.

Der Regler 12 empfängt ein Saugluftmengensignal S ₁ vom Luftmengenmesser 2, ein Wassertemperatursignal S ₂ vom Was sertemperatursensor 6, ein Kurbelwinkelsignal S ₃ vom Kur belwinkelsensor und ein Abgassignal S ₄ vom Abgassensor 9. Der Regler 12 empfängt ferner ein Batteriespannungssignal und ein Signal, das den vollständigen Schließzustand der Drosselklappe bezeichnet; diese Signale sind in Fig. 6 nicht dargestellt. Der Regler verarbeitet die Eingangssi gnale und berechnet eine der Maschine zuzuführende Kraft stoffeinspritzmenge, so daß ein Einspritzsignal S ₅ erzeugt wird. Das Signal S ₅ aktiviert ein Einspritzventil 10, wo durch der Maschine eine vorbestimmte Kraftstoffmenge zuge führt wird. Insbesondere beim Anlassen der Maschine (d. h. bei der durch einen Anlasser bewirkten Kurbelwellendrehung) wird ein fettes Gemisch mit hohem Kraftstoffanteil zuge führt. Wenn das Anlassen der Maschine von der Detektorein heit für die Anzahl Umdrehungen, die eine Erhöhung der Anzahl Umdrehungen der Maschine feststellt, diskriminiert wird, wird das Gemisch mager gemacht, so daß das Kraft stoff-Luft-Verhältnis für den Betrieb der Maschine nach dem Anlassen geeignet ist, und die Drosselklappe, die die Leer laufoffenstellung hat, wird zum Warmlaufen weiter geöffnet.

Wenn bei der konventionellen Vorrichtung das Anlassen der Maschine durch Feststellung der Erhöhung der Anzahl Umdre hungen diskriminiert wird, vergeht einige Zeit, bis die Maschine eine vorbestimmte höhere Anzahl Umdrehungen er reicht, wodurch die Diskriminierung des Anlassens der Maschine verzögert wird und eine schnelle Regelung nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Anlaß- Diskriminiervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die das Anlassen der Maschine verzögerungsfrei diskriminieren kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch Bereit stellen einer Anlaß-Diskriminiervorrichtung für eine Brenn kraftmaschine, mit einem Zylinderdrucksensor, der einen Zylinderdruck in der Maschine aufnimmt, mit einer Verbren nungsparameter-Verarbeitungseinheit, die für eine Rechen operation einen Verbrennungsparameter extrahiert, der einen Verbrennungszustand in der Maschine auf der Basis des Aus gangssignals des Zylinderdrucksensors bezeichnet, und mit einer Anlaß-Diskriminiereinheit, die das Anlassen der Maschine auf der Basis des Ausgangssignals der Verarbei tungseinheit diskriminiert.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Ausführungsbeispiels der Anlaß-Diskriminiervorrichtung für eine Brenn kraftmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm eines Verbrennungsparameters;

Fig. 3 ein Diagramm des Zylinderdrucks;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das ein Beispiel des Be triebs der Diskriminiervorrichtung nach der Erfindung ist;

Fig. 5 ein Flußdiagramm für die Berechnung eines graphisch dargestellten mittleren wirksamen Drucks; und

Fig. 6 ein Schema einer konventionellen Anlaß-Dis kriminiervorrichtung für eine Brennkraftma schine.

Fig. 1 ist ein Schema eines Ausführungsbeispiels der An laß-Diskriminiervorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Fig. 1 zeigt einen Zylinderdrucksensor 13 zur Aufnahme des Drucks in einem Zylinder. Der Zylinderdrucksensor 13 wird als Sitz für eine Zündkerze 11 eingesetzt und nimmt Ände rungen des Zylinderdrucks auf und erzeugt ein elektrisches Signal. Ein Regler 12 besteht z. B. aus einem Mikrocom puter, der ein Ansaugluftmengensignal S ₁ vom Luftmengen messer 2, ein Wassertemperatursignal S ₂ vom Wassertempera tursensor 6, ein Kurbelwinkelsignal S ₃ vom Kurbelwinkel sensor, ein Abgassignal S ₄ vom Abgassensor 9 und ein Druck signal S ₆ vom Zylinderdrucksensor 13 empfängt. Der Regler 12 führt Rechenoperationen aus und liefert ein Einspritz signal S ₅, so daß das Einspritzventil 10 entsprechend geregelt wird.

Nachstehend wird der Betrieb der Anlaß-Diskriminiervor richtung erläutert. Zum Anlaßzeitpunkt empfängt der Regler 12 das Kurbelwinkelsignal S ₃ und das Zylinderdrucksignal S ₆ und berechnet einen Verbrennungsparameter, der im Signal verlauf des Zylinderdrucksignals enthalten und durch den ein Anlaßzustand der Maschine diskriminierbar ist. Der Verbrennungsparameter ist derart, daß der Verbrennungszu stand der Maschine erfaßt werden kann. Z. B. ist der Ver brennungsparameter der maximale Zylinderdruck (P _max), der Kurbelwinkel (R P _max) bei maximalem Druck, der maximale Anstieg des Zylinderdrucks mit dem Kurbelwinkel dP(d R _max) oder ein graphisch dargestellter wirksamer mittlerer Druck (P _i), wobei diese Parameter zum Anlaßzeit punkt der Maschine und zum Zeitpunkt nach dem Anlassen der Maschine unterschiedliche Werte aufweisen, so daß das An lassen der Maschine diskriminiert werden kann.

Fig. 2 ist ein Diagramm des Verbrennungsparameters, wobei typische Verläufe des Parameters jeweils zum Anlaßzeitpunkt und nach dem Anlassen gezeigt sind. Gemäß der Vollinien kurve a nimmt der Verlauf des Zylinderdrucksignals eine symmetrische Form in bezug auf den oberen Totpunkt an, weil das Anlassen durch einen Anlasser zum Anlaßzeitpunkt der Maschine durchgeführt wird. Dabei wird am OT in einem Ver dichtungsschritt in der Maschine ein Kurbelwinkel R P _max (a) erhalten. Andererseits wird nach dem OT im Ver dichtungsschritt ein Kurbelwinkel R P _max (b) erhalten, weil nach dem Anlassen der Maschine ein Druckanstieg erfolgt, wie die Kurve b zeigt. Wenn ein graphisch dargestellter wirksamer mittlerer Druck P _i durch Berechnung erhalten wer den soll, nimmt dieser zum Anlaßzeitpunkt einen negativen Wert und nach dem Anlassen einen positiven Wert an. Die vorliegende Erfindung soll diese Charakteristiken nützen und das Anlassen der Maschine durch Vergleich des Werts eines Verbrennungsparameters mit einem vorbestimmten Refe tenzwert diskriminieren.

Die Fig. 3a und 3b sind jeweils Diagramme, die zeigen, daß bei der Bestimmung des Anlassens der Maschine eine Verzö gerung auftritt, wenn die Diskriminierung durch Anwendung der Anzahl Umdrehungen der Maschine bzw. durch Anwendung des graphisch dargestellten wirksamen mittleren Drucks P _i als Verbrennungsparameter durchgeführt wird. Fig. 3a zeigt, daß eine Zeitdauer (t ₁-t ₀) benötigt wird, bis die Anzahl Umdrehungen der Maschine einen Bezugswert N ₀ erreicht, wenn die Anzahl Umdrehungen als Verbrennungsparameter genützt wird. Andererseits erreicht der graphisch dargestellte wirksame mittlere Druck sofort ohne Verzögerung einen Be zugswert P _io, wenn der graphisch dargestellte wirksame mittlere Druck P _i als Verbrennungsparameter genützt wird. Im Fall von Fig. 3a ergibt sich eine Verzögerung von (t ₁-t ₀), bis eine Regelung nach dem Anlassen der Maschine durchgeführt wird. Das Diagramm von Fig. 3c zeigt den Dros selklappenöffnungsgrad über der Zeit. Der Anlasser wird an einem Punkt 0 auf der Zeitachse betätigt. Das Anlassen der Maschine wird zu einem Zeitpunkt t ₀ erkannt. Die Drossel klappe 3 wird zu einem Zeitpunkt t ₂ geöffnet. Da die Dros selklappe aus der Leerlauföffnungslage R ₀ bis zum Zeit punkt t ₁ nicht in Öffnungsrichtung bewegt wird (die Anzahl Umdrehungen nach dem Zeitpunkt t ₂ dient dem Warmlaufen), wird die Maschine angehalten, bevor die Regelung der Anzahl Umdrehungen für den Warmlaufbetrieb beginnt. Ferner wird der Maschine während der Verzögerungsdauer zu viel Kraft stoff zugeführt, weil das Kraftstoff-Luft-Verhältnis bis zur Erkennung des Anlassens der Maschine fett eingestellt ist.

Das Flußdiagramm von Fig. 4 zeigt den Betrieb der Regel vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der graphisch dar gestellte wirksame mittlere Druck P _i als Verbrennungspara meter genützt wird.

Zuerst wird in Schritt 110 erfaßt, ob ein Leerlaufschalter die EIN-Stellung hat. Dann erfolgt in den Schritten 120, 130, 140 und 150 nacheinander die Feststellung, daß der Anlaßschalter den EIN-Zustand hat, die Feststellung, daß ein Anlaß-Flag gesetzt ist, d. h. wenn die Maschine ange lassen ist, die Berechnung des graphisch dargestellten wirksamen mittleren Drucks P _i und die Diskriminierung von P _i. Die Berechnung von P _i in Schritt 140 wird noch im ein zelnen unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.

Zwischen den Schritten 160 und 190 wird die Diskriminierung von P _i n ₀-fach durchgeführt. Wenn die n ₀ Operationen aus geführt sind, wird das Anlaß-Flag 1 gesetzt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Diskriminierung verbessert. Wenn festgestellt wird, daß die Maschine nicht angelassen ist, wird in Schritt 200 die Drosselklappe angehalten, und in Schritt 210 wird an das Einspritzventil 10 ein zum Anlassen geeignetes Einspritzsignal geliefert.

Wenn in Schritt 110 der Leerlaufschalter den EIN-Zustand hat, der Anlaßschalter in Schritt 120 den AUS-Zustand hat oder in Schritt 130 das Anlaß-Flag 1 gesetzt ist, dann geht der Ablauf weiter zu Schritt 250. Die Operationen zwischen Schritt 250 und 290 betreffen Regelvorgänge für die Ma schine nach dem Zeitpunkt t ₀ von Fig. 3. Dabei wird eine Zeitdauer (t ₂-t ₀) nach dem Anlassen der Maschine gemessen (Schritt 250); die Drosselklappe wird geöffnet (Schritte 260 und 270), und die Anzahl Umdrehungen der Maschine wird geregelt. In Schritt 290 wird die Kraftstoffmenge allmäh lich erhöht, so daß ein für die Maschine nach dem Anlassen geeignetes Gemisch dem Einspritzventil zum Zeitpunkt t ₀ zugeführt wird. Wenn in Schritt der Leerlaufschalter den AUS-Zustand hat und die Drosselklappe 3 geöffnet ist, wird die Betätigung der Drosselklappe in den Schritten 220-240 gestoppt, und das für die Maschine nach dem Anlassen ge eignete Einspritzsignal S ₅ wird dem Einspritzventil 10 zu geführt.

Das Flußdiagramm von Fig. 5 zeigt im einzelnen den Inhalt von Schritt 140, in dem der graphisch dargestellte wirksame mittlere Druck P _i durch Berechnung gebildet wird. Die Be rechnungsformel für P _i ist wie folgt:

wobei dV( R ) die Änderungsgeschwindigkeit des Hubraums des Zylinders bei jedem Kurbelwinkel und V _s das Hubvolumen des Maschinentakts ist. Infolgedessen wird in einem Speicher in Form einer Map eine Gleichung C₁( R ) = dV( R )/V _s gespei chert.

P _i wird also gewonnen durch Division eines Werts der von der Maschine während eines Takts (zwei Umdrehungen der Kurbelwelle = 720°) durch das Hubvolumen des Zylinders geleisteten Arbeit. Der Inhalt von Schritt 140 ist in dem Flußdiagramm von Fig. 5 gezeigt. Ein Winkelzähler wird in Schritt 401 rückgesetzt, und ein Kurbelwinkel R wird in Schritt 402 ausgelesen. Dann wird im Schritt 403 bestimmt, ob sich der Kolben am OT befindet. Bei NEIN wird Schritt 402 wiederum ausgeführt. Bei JA wird in Schritt 404 der Wert von P _i gelöscht. In Schritt 405 wird dem Winkelzähler ein Digitalwert "1" hinzuaddiert, und der dem Kurbelwinkel R entsprechende Wert C ₁(R) wird aus der Datenmap für C ₁ in Schritt 406 ausgelesen. P(R) wird in Schritt 407 ge messen, und die oben angegebene Gleichung (1) wird in Schritt 408 verarbeitet. Dann wird in Schritt 409 bestimmt, ob der Winkelzähler 720 erreicht. Bei NEIN wird der Kurbel winkel R zum nächsten Kurbelwinkel korrigiert. Dann wer den die Abläufe der Schritte 405-409 wiederholt. Bei JA in Schritt 409 ist die Berechnung von P _i beendet, und der so gewonnene Wert P _i wird der Hauptroutine von Fig. 4 zuge führt.

Bei der Beschreibung des vorstehenden Ausführungsbeispiels wird nur auf einen Zylinder des Motors Bezug genommen. Wenn es sich jedoch um eine Mehrzylindermaschine handelt, kann die Anlaß-Diskriminierung der Maschine unter Verwendung des Ausgangssignals des an jedem Zylinder angeordneten Zylin derdrucksensors 13 durchgeführt werden.

Gemäß der Erfindung kann also die Diskriminierung des An lassens der Maschine durchgeführt werden unter Nutzung eines Verbrennungsparameters, der durch Erfassen eines Zylinderdrucks gebildet wird, so daß es möglich ist, eine exakte Diskriminierung und schnelle Regelung der Maschine nach dem Anlassen zu erreichen.

Claims

1. Anlaß-Diskriminiervorrichtung für eine Brennkraftma schine mit innerer Verbrennung, gekennzeichnet durch
einen Zylinderdrucksensor (13) zur Erfassung eines Zylin derdrucks in der Brennkraftmaschine,
eine Verbrennungsparameter-Verarbeitungseinheit, die für eine Rechenoperation einen Verbrennungsparameter extra hiert, der einen Verbrennungszustand in der Brennkraftma schine auf der Basis des Ausgangssignals des Zylinderdruck sensors (13) anzeigt, und
eine Anlaß-Diskriminiereinheit (12), die das Anlassen der Brennkraftmaschine auf der Basis des Ausgangssignals der Verarbeitungseinheit diskriminiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsparameter der maximale Zylinderdruck (P _max ), der Kurbelwinkel ( R P _max) bei maximalem Druck, der maximale Anstieg des Zylinderdrucks mit dem Kurbelwinkel (dP/dR _max) oder ein graphisch dargestellter wirksamer mittlerer Druck (P _i ) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderdrucksensor (13) einen Sitz für eine an der Maschine befestigte Zündkerze (11) bildet.