METHOD TO OPERATE AN INTERNAL-COMBUSTION ENGINE IN A FULL LOAD RANGE

Abstract: 1. A method of operating an internal combustion engine with an injection system in a full load range, in which the injection system, in dependence on the output signal from an accelerator-lever position pick-up (9) and a further output signal, varies the amount of fuel supplied in relation to and in the same sense as the amount of air supplied via a throttle device (2) which is unchangeably opened to the maximum extent, characterized in that the further signal is the output signal from an air-flow or air-mass meter (5) in an air-flow or air-mass measuring injection system and that, when passing through the full load region (II), the output signal from the air-flow or air-mass meter is continuously amplified corresponding to the output signal from the accelerator-lever position pick-up (9) while, on transition from the partial-load to the full-load region, the output signal is fed unchanged to the injection system.

Description: Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem Vollastbereich Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem Vollastbereich, in dem ein Einspritzsystem abhängig von den Ausgangssignalen eines Beschleunigungshebelstellungs-Gebers und eines weiteren Signalgebers die zugeführte Kraftstoffmenge im Verhältnis zur über eine unverändert maximal geöffnete Drosseleinrichtung zugeführten Luftmenge gleichsinnig ändert. -Ein derartiges Verfahren ist aus DE-OS 28 24 472 bekannt. Es dient dazu, in dem sich an den Teillastbereich der Brennkraftmaschine anschliessenden Vollastbereich eine Gemischqualitätssteuerung vorzunehmen. Während im Teillastbereich eine Füllungsregelung bzw. -steuerung mit Hilfe der in der Regel als Drosselklappe ausgebildeten Drosseleinrichtung erfolgt, ist im Vollastbereich zur Gemischqualitätssteuerung bzw. -regelung die Drosseleinrichtung ohne Einfluss, während die zugeführte Kraftstoffmenge entsprechend der Stellung des in der Regel als Gaspedal ausgebildeten Beschleunigungshebel verändert wird. Dieser beispielsweise als Potentiometer ausgebildete Geber sorgt dafür, dass das .Kra ftsto ff-luftgemisch im Vollastbereich zum Erzielen eines gleichmässigen Beschleunigungsverhaltens unterschiedlich angefettet wird. Bei dem bekannten Verfahren dient als weiterer Signalgeber ein Drehzahlmesser.Dies hat zur Folge, dass die zur Festder legung /erforderlichen Kraftstoffmenge notwendige Lastinformation auf indirektem Weg gewonnen werden muss. Ein solches Verfahren stellt infolge von Fertigungstoleranzen unerfüllbare Anforderungen an die Präzision der dabei notwendigen Kennfeld-Auslegung. Langzeittoleranzen, wie etwa Verringerung des Luftaufwands durch verminderte Reibleistung über der Lebensdauer des Motors sowie beispielsweise auch die Veränderung des Luftdurchsatzes infolge einer Verschmutzung des Luftfilters werden nicht berücksichtigt. Durch die erhebliche Länge der Steuerkette ist das dynamische Ansprechverhalten unzureichend. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit geringem Aufwand die zugeführte Kraftstoffmenge im Vollastbereich den tatsächlichen individuellen Erfordernissen optimal angepasst ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der weitere Signalgeber ein Luftmengen- oder -massenmesser ist. Durch einen derartigen Messer als weiteren Signalgeber anstelle- des Drehzahlmessers beim bekannten Verfahren wird unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine bzw. dessen Anderung die zugeführte Kraftstoffmenge der tatsächlich zur Verfügung stehenden Luftmenge bzw. -masse angepasst. Auf diese Weise ist es möglich, sich innerhalb des gesamten Vollastbereichs dem optimalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine weitgehend anzunähern. Dieser Zustand zeichnet sich durch niedrigen spezifischen Kraftstoffverbrauch und/oder optimales Drehmoment aus. Bei dem bekannten Verfahren ist zum Bestimmen der zugeführten Kraftstoffmenge die Verwendung eines Rechners erforderlich. Dieser bestimmt aus den beiden Einflussgrössen Drehzahl und Stellung des Beschleunigungshebels die Kraftstoffmenge, indem er das von den beiden Signalgebern gelieferte Signal-Wertepaar mit vorgegebenen Soll-Wertepaaren vergleicht. Demgegenüber lässt sich eine erhebliche Verringerung des Aufwands dadurch erzielen, dass das Einspritzsystem ein luftmengen- bzw. -massenmessendes Einspritzsystem ist. Bei einem derartigen Einspritzsystem wird somit auch im Teillastbereich die zugeführte Kraftstoffmenge mit Hilfe des Ausgangssignals eines Luftmengenbzw. -massenmessers bestimmt. Zwar ist ein luftmengenoder -massenmessendes Einspritzsystem an sich bekannt. Dieses besitzt jedoch bei vollständig geöffneter Drosseleinrichtung lediglich eine schlagartig zuschaltbare, sogenannte Vollastanreicherung, die als unangenehme, sprunghafte Drehmomentänderung spürbar ist. Betriebspunkte innerhalb des Vollastbereiches, d.h. zwischen verbrauchsoptimalem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis am oberen Ende des Teillastbereichs und dem erreichbaren Leistungsoptimum der Brennkraftmaschine bei optimaler fetter Gemischanpassung, können nicht konstant angefahren werden. Gegenüber diesem bekannten System mit sprungfunktionsartigem Lastsignal bei Vollast unterscheidet sich die Erfindung dadurch, dass auch im Vollastbereich ein differenzierbares Lastsignal gebildet wird, das die bleibende Einstellung eines beliebigen Betriebspunktes innerhalb des Vollastbereiches ermöglicht. Für die Bestimmung der Kraftstoffmenge im Vollastbereich kann das Ausgangssignal dieses bei einem Luftmengen- oder -massenmessenden Einspritzsystems dann ohnehin bereits vorhandenen Messers in verschiedener Weise verarbeitet werden. So ist es beispielsweise möglich, dieses Ausgangssignal vor Eingang in das Einspritzsystem entsprechend dem Ausgangssignal des Beschleunigungshebelstellungs-Gebers zu bewerten. Es ist in diesem Fall nicht erforderlich, das Einspritzsystem in irgendeiner Weise zu verändern, beispielsweise einen weiteren Eingang für den Beschleunigungshebelstellungs-Geber vorzusehen. Dem Einspritzsystem wird weiterhin lediglich das Ausgangssignal des Luftmengen- bzw. -massenmessers zugeführt. Jedoch ist dieses entsprechend der Stellung des Beschleunigungshebels modifiziert und entspricht einem Luftmengen- bzw. Massensi das gnal, das grösser als 1- bzw. zu Beginn des Vollastbereichs gleich dem Eingangssignal ist, das der der Brennkraftmaschine tatsächlich zugeführte Luftmenge bzw. -masse entspricht. Diese Bewertung des Ausgangssignals des Luftmengen- bzw. -massenmessers vor Eingang in das Einspritzsystem kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, einen entsprechenden Korrekturwert zu addieren. Demgegenüber ist es schaltungstechnisch einfacher, das Ausgangssignal dieses Gebers mit einem dem Ausgangssignal des Beschleunigungshebelstellungs-Gebers entsprechenden Faktor zu multiplizieren. Hierfür ist es lediglich erforderlich, zwischen dem Luftmengen- bzw. Massenmesser und dem Steuergerät für das Einspritzsystem ein Multiplikationsglied vorzusehen, das durch den Beschleunigungshebelstellungs-Geber gesteuert wirt. Zum Erzielen eines gleichmässigen Übergangs zwischen Teilund Vollastbereich bei gleichzeitig geringstmöglichem Kraftstoffverbrauch ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal des Beschleunigungshebelsstellungs-Gebers erst bei maximal geöffneter Drosseleinrichtung wirksam ist. Dieser Übergang kann beispielsweise mit Hilfe eines häufig bereits ohnehin vorhandenen Schalters erfolgen, der bei maximal geöffneter Drosseleinrichtung betätigt wird. Im Falle der vorhingenannten Multiplikation gssignals des Luftmengen- bzw. -massenmessers vor Eingang in das Steuergerät für das Einspritzsystem bedeutet dies, dass der Faktor vom Wert 1 zu Beginn des Vollastbereichs kontinuier lich entsprechend der Stellung des Besehleunigungshebelstellungs-Gebers zunimmt. Im Gegensatz zu dem aus der eingangs genannten DE-OS 28 24 472 bekannten Verfahren, bei dem auch im Teillastbereich aus den Ausgangs signalen des Drehzahlmessers und des Beschleunigungshebelstellungs Gebers die zugeführte Kraftstoffmenge bestimmt wird, ergibt sich bei Verwendung eines luftmengen- bzw. massenmessendes Einspritzsystems mit erst im Vollastbereich wirksamer Bewertung des Luftmengen- bzw. -massenmesser Ausgangssignal in der zuletzt beschriebenen Weise im gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine einbest- mögliches dynamisches Verhalten bei gleichzeitig optimaler Anpassungsfähigkeit des Systems. Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch ein in der erfindungsgemässen Weise betriebenes Einspritzsystem und Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Einspritzsystems. Eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine besitzt eine übliche Ansaugleitung 1 mit einer als Droselklappe 2 ausgebildeten Drosseleinrichtung sowie ein Einspritzventil 3 für die zugeführte Kraftstoffmenge. Das Einspritzventil 3 ist durch ein schematisch dargestelltes Steuergerät 4 gesteuert, dem das Ausgangssignal eines Luftmengenmessers 5 z.B. in Form einer Stauscheibe bzw. eines Luftmassenmessers z.B. in Form eines Hitz Drahts zugeführt ist. Zwischen diesem Messer 5 und dem Steuergerät 4 ist ein Multiplikationsglied 7 eingeschaltet, das im Vollastbereich eine Bewertung des Ausgangssignals dieses Messers in einer anhand von Fig. 2 näher erläuterten Weise und entsprechend der Stellung eines als Gaspedal 8 ausgebildeten Beschleunigungshebels vornimmt. Das Gaspedal 8 ist mit der Drosselklappe 2 in folgender, beispielsweise aus der US-PS 3 233 403 bekannter Weise gekoppelt. In einem ersten Bewegungsbereich 1 bei nicht vollständig geöffneter Drosselklappe 2 sind das Gaspedal 8 und die Drosselklappe 2 mechanisch fest miteinander verbunden. Die Stellung der Drosselklappe wird mit Hilfe des Gaspedals 8 bestimmt. In einem sich an den ersten Bewegungsbereich anschliessenden zweiten Bewegungsbereich II des Gaspedals 8 bei vollständig geöffneter Drosselklappe ist die Kupplung zwischen dem Gaspedal 8 und der Drosselklappe 2 aufgehoben. Während die Drosselklappe in diesem sogenannten Vollastbereich der Brennkraftmaschine unver ändert maximal geöffnet ist und somit nicht bewegt wird, kann das Gaspedal 8 kontinuierlich seine Stellung verändern. Dem Gaspedal 8 ist ein als Potentiometer 9 ausgebildeter Stellungs-Geber zugeordnet, der erst bei maximal geöffneter Drosselklappe 2- wirksam ist. Hierzu dient beispielsweise ein Schalter, der bei maximal geöffneter Drosselklappe mechanisch, beispielsweise durch die Drosselklappe 2 selbst bzw. deren Bewegungskinematik oder abhängig vom Ausgangssignal des Potentiometers geschaltet ist. In diesem Vollastbereich entsprechend dem Bewegungsbereich II des Gaspedals 8 beeinflusst das Potentiometer 9 das Multiplikationsglied 7. Dieses vergrössert das Ausgangssignal des Messers 5 vor Eingang in das Steuergerät 4. Diese Veränderung ist anhand von Fig. 2 erläutert. In Fig. 2 ist in Abhängigkeit von der Stellung s des Gas pedals 8 im Bewegungsbereich I und II das tatsächliche Ausgangssignal a des Messers 5 sowie das dem Steuergerät 4 zugeführte Eingangssignal b aufgetragen. Das Signal b ist im Bereich I gleich dem Signal a und wird im Bereich II durch Multiplikation des konstanten Ausgangssignals a entsprechend der Stellung s des Gaspedals gewonnen. Hierzu dient das Multiplikationsglied 7, das in Abhängigkeit von der Stellung s des Gaspedals 8 das Signal a mit einem Faktor rt/, vom vom Wert 1 zu Beginn des Bewegungsbe- reichs II des Gaspedals kontinuierlich ansteigt. Durch diese Multiplikation des Ausgangssignals des Messers 5 vor Eingang in das Steuergerät 4 wird diesem ein Steuersignal zugeführt, das einer höheren Luftmenge bzw. -Masse als der tatsächlich zugeführten entspricht. Das Einspritzsystem liefert für diese - scheinbar - höhere Luftmenge die entsprechende Kraftstoffmenge mit der Folge, dass im Vollastbereich der Brennkraftmaschine eine variable Gemischanfettung erzielt wird. Durch die Verwendung des Ausgangssignals eines Luftmengen- bzw. Massenmessers als Grundsignal wird ein optimales dynamisches Verhalten bei Laständerungen innerhalb des Vollastbereichs und damit des gesamten Lastbereichs der Brennkraftmaschine erzielt. Ferner zeichnet sich die dargestellte Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens durch geringen Aufwand aus, da diese Gemischqualitätssteuerung im Vollastbereich mit geringem zusätzlichen Aufwand und im wesentlichen mit den ohnehin bereits für den Teillastbereich der Brennkraftmaschine vorgesehenen Teilen erreicht wird.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem Vollastbereich, in dem ein Einspritzsystem abhängig von den Ausgangssignalen eines Beschleunigungshebelstel lungs-Gebers und eines weiteren Signalgebers die zuge führte Kraftstoffmenge im Verhältnis zur über eine un verändert maximal geöffnete Drosseleinrichtung zuge führten Luftmenge gleichsinnig ändert, dadurch ge kennzeichnet, dass der weitere Signalgeber ein Luft mengen- oder -massenmesser ( 5) ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzsystem ein luftmengen- bzw. -massenmessen des Einspritzsystem ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass das Ausgangssignal des Luftmengen- bzw. -mas senmessers ( 5) vor Eingang in das Einspritzsystem ent sprechend dem Ausgangssignal des Beschleunigungshebel stellungs-Gebers (9) bewertet ist. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Luftmengen- bzw. -massenmessers mit einem dem Ausgangssignal des Beschleunigungshebel stellungs-Gebers (9) entsprechenden Faktor multipli ziert ist. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Beschleuni gungshebelstellungs-Gebers (9) erst bei maximal geöff neter Drosseleinrichtung (2) wirksam ist.

Inventors: SALZER, LORENZ H.F., DIPL.-ING.
Applicants: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: F02M69
IPC codes: F02M69