DE10147079A1

DE10147079A1 - Verfahren zur Regelung der Motorleerlaufdrehzahl

Info

Publication number: DE10147079A1
Application number: DE10147079A
Authority: DE
Inventors: Kohn Min
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: KR20020024397A; DE10147079B9; JP2002138880A; US6578548B2; US20020059916A1; JP4446298B2; DE10147079B4; KR100373143B1

Abstract

Verfahren zur Regelung der Motorleerlaufdrehzahl in einem Motorleerlaufregelungssystem, welches aufweist: einen Batterie-Spannungssensor, einen Kühlmittel-Temperatursensor, einen Sensor für das Erfassen eines Stromgenerator-Stroms, einen Motordrehzahl-Sensor, einen ISC, der eine Luftmenge regelt, die dem Motor im Leerlaufzustand zugeführt wird, und eine ECU, die mit erfassten Sensorwerten gespeist wird und ein Regelsignal zum ISC ausgibt, welches auf den zugeführten, erfassten Werten basiert, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: DOLLAR A (a) Bestimmen, ob eine verstrichene Zeit nach dem Start innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt; und DOLLAR A (b) Ausführen einer Drehzahlrückführungsregelung bei Stoppen jener ISC-Regelung, die gemäß der Höhe des Stromgenerator-Stroms ausgeführt wird, wenn die nach dem Motorstart verstrichene Zeit innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Motorleerlaufdrehzahl und insbesondere ein Verfahren zur Regelung einer Motorleerlaufdrehzahl, indem kurz nach dem Motorstart eine ECU-Elektrizitäts-Regelung für kurze Zeit ausgeschaltet und eine Regelung der Motordrehzahl ausgeführt wird.

Die ECU (Elektronische Regeleinheit) wird allgemein mit Daten von unterschiedlichen, im Motor angeordneten Sensoren gespeist, treibt ein Stellglied an und regelt dadurch den Motor.

Wenn im Leerlauf die ECU einen ISC (Leerlaufdrehzahlregler) regelt, wird die ECU mit Daten wie Batteriespannung, Kühlmitteltemperatur, Stromerzeugungssignal eines Stromgenerators, der Elektrizität erzeugt, versorgt, und berechnet aus diesen Daten die Motorlast. Wenn eine momentane Luftmenge des ISC hinsichtlich der Motorlast nicht ausreicht, regelt die ECU mittels des ISC die Luftmenge, um eine Schwankung der Motordrehzahl zu vermeiden.

Die Regelung des ISC gemäß einer Stromgenerator- Ausgangsspannung im Leerlauf wird mit ECU-Stromerzeugungsrege lung bezeichnet. Die ECU-Stromerzeugungsregelung verhindert, dass die Motordrehzahl wegen plötzlichen ISC-Luftmengenmangels abfällt. Wenn die ECU-Stromerzeugungsregelung ausgeführt wird, schaltet die normale Motordrehzahlregelung für einen kurzen Augenblick (zum Beispiel für 2 Sekunden) ab.

Gemäß eines Beispiels für eine ISC-Regelung wird, wenn ein abweichender Wert des Stromgenerator-Stroms größer ist als ein vorbestimmter Wert, die Kühlmitteltemperatur höher ist als eine vorbestimmte Temperatur, die Motordrehzahl niedriger ist als eine vorbestimmte Drehzahl, der Druck im Ansaugkrümmer niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, eine Kompensations- Luftmenge berechnet und der ISC so geregelt, dass dem Motor eine Kompensations-Luftmenge zugeführt wird. In diesem Moment wird die normale Motordrehzahlregelung für eine vorbestimmte Zeitspanne abgeschaltet.

Das oben erwähnte Verfahren zur Regelung der Motordrehzahl wird jedoch auch in einem Betriebszustand kurz nach dem Starten des Motors angewendet, wenn der Motor noch nicht stabil läuft.

In einem frühen Betriebszustand des Motors ändert sich der Betrag des Stromgenerator-Stroms gemäß der Batteriespannung und dem Grad der elektrischen Last erheblich.

Wenn nach dem Stand der Technik die ECU- Stromerzeugungsregelung zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, wird die Motordrehzahlregelung für eine bestimmte Zeitspanne abgeschaltet. Selbst wenn sich die Motordrehzahl erheblich ändert, kann sie nicht adäquat auf eine gewünschte Drehzahl geregelt werden und wird in der bestimmten Zeitspanne instabil. Der Motor kann sogar aussetzen, und wenn insbesondere die Kühlmitteltemperatur höher ist als eine vorbestimmte Temperatur, ist die Motorleerlaufdrehzahl niedrig, und die Wahrscheinlichkeit, dass der Motor aussetzt, noch höher.

Daher betrifft die Erfindung ein Verfahren, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, damit in einem frühen Betriebszustand des Motors ein Aussetzen des Motors vermieden wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das in einem Motorleerlauf-Regelungssystem verwendet wird, das aufweist: einen Kühlmittel-Temperatursensor, einen Stromgenerator- Stromsensor, einen Motordrehzahl-Sensor, einen ISC, der eine Luftmenge regelt, die dem Motor im Leerlauf zugeführt wird, und eine ECU, die mit erfassten Sensorwerten gespeist wird und ein Regelsignal zum ISC ausgibt, welches auf den zugeführten, erfassten Werten basiert, werden folgende Schritte ausgeführt:
Bestimmen, ob eine verstrichene Zeit nach dem Start innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt; und,
wenn die nach dem Motorstart verstrichene Zeit innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, Ausführen einer Drehzahlrückführregelung bei Stoppen der ISC-Regelung gemäß dem Stromwert.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Motorleerlaufdrehzahl-Regelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Motorleerlaufdrehzahl-Regelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaubild eines Regelungsvorgangs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sowie als Ergebnis des Verfahrens den Verlauf der Motordrehzahl und der ISC-Luftmenge in Abhängigkeit von der Zeit,

Fig. 4 und 5 je ein Schaubild, welches die Ergebnisse der Motordrehzahl-Regelung gemäß dem Stand der Technik und gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist eine Drehzahlregelungsvorrichtung auf: einen Batteriespannungs- Sensor 110, einen Kühlmittelsensor 120, einen Stromgenerator- Stromsensor 130, einen Motordrehzahl-Sensor 140, einen ISC 150 zur Regelung der Luftmenge, die einem Motor im Leerlauf zugeführt wird, und eine ECU 160, welche mit den erfassten Sensorwerten gespeist wird und basierend auf den erfassten Sensorwerten ein Regelsignal an den ISC ausgibt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, beginnt mit dem Start des Motors der Ablauf des Verfahrens zur Motorleerlaufdrehzahl-Regelung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Zuerst misst die ECU 160 eine nach dem Start verstrichene Zeit und ermittelt, ob die verstrichene Zeit innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (S210).

Allgemein kann ein Start-Schritt unterteilt werden in einen Anlass-Schritt, bei dem einem Anlasser Energie zugeführt wird und sich dessen Welle dreht, und einen Leerlaufeintritts- Schritt, wenn nach dem Ende des Anlass-Schrittes der Motor in einen stabilen Leerlauf-Zustand eintritt. Es ist daher wünschenswert, den Leerlaufeintritts-Schritt als den vorbestimmten Bereich zu wählen. In diesem Zusammenhang ist es wünschenswert, dass ein Mindestwert des vorbestimmten Bereiches als ein Zeitpunkt festgesetzt wird, wenn der Anlass- Schritt endet, und ein Höchstwert des vorbestimmten Bereiches als ein Zeitpunkt festgesetzt wird, wenn der Motor beginnt, stabil im Leerlauf zu laufen.

Insbesondere wird der Moment, in dem der Anlass-Schritt endet, als der Moment festgesetzt, in dem die Motordrehzahl höher ist als die Motordrehzahl, wenn der Anlassermotor in Eingriff ist. Der Moment, in dem der Motor beginnt, im Leerlauf stabil zu laufen, kann als eine allgemein stabile Leerlaufeintrittszeit festgesetzt werden. Zum Beispiel kann der vorbestimmte Bereich als ein Zeitraum von 3 bis 10 Sekunden nach dem Motorstart festgesetzt werden.

Wenn in Schritt S210 die verstrichene Zeit nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, wird der Ablauf mit Schritt S215 fortgesetzt, in dem festgestellt wird, ob die verstrichene Zeit kürzer als der Anfangswert des vorbestimmten Bereiches ist.

Wenn in Schritt S215 die verstrichene Zeit kürzer als der Anfangswert des vorbestimmten Bereiches ist, beginnt der Vorgang erneut bei Schritt S210.

Wenn in Schritt S210 die verstrichene Zeit innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist, wird der Vorgang mit Schritt S220 fortgesetzt, in dem festgestellt wird, ob die Kühlmitteltemperatur höher ist als eine vorbestimmte Temperatur. Die vorbestimmte Temperatur kann als eine willkürliche Temperatur gesetzt werden, oberhalb derer eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass kurz nach dem Starten des Motors die Motordrehzahl signifikant schwankt.

Wenn in Schritt S220 die Kühlmitteltemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wird der Vorgang mit Schritt S225 fortgesetzt, in dem die ECU-Stromerzeugungsregelung, nämlich die Regelung des Lichtmaschinen-Stromwertes, unterbunden wird.

Nach dem Ausschalten der ECU-Stromerzeugungsregelung wird in Schritt S230 an Hand einer Motordrehzahl-Abweichung eine Kompensations-Luftmenge berechnet.

Die Kompensations-Luftmenge kann mit folgender Formel bevorzugt berechnet werden:

Q(NE) = Δ NE * Kompensationskonstante

In obiger Formel bezeichnet Q(NE) die Kompensations-Luftmenge, Δ NE ist die Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl, und die Kompensationskonstante ist eine Proportionalitätskonstante, mit der aus der Differenz der beiden Motordrehzahlen die erforderliche Luftmenge berechnet werden kann.

Nach Berechnung der Kompensations-Luftmenge wird der Vorgang mit Schritt S235 fortgesetzt, in dem der ISC von der Kompensations-Luftmenge geregelt wird.

Es wird empfohlen, den ISC mit der nach folgender Formel berechneten ISC-Luftmenge zu regeln:

Q(ISC) = Q(base) + Q(adap) + Q(NE)

In obiger Formel ist Q(ISC) eine Soll-Luftmenge, die vom ISC bereitgestellt wird, Q(base) ist eine Basis-Luftmenge gemäß der Kühlmitteltemperatur und Q(adap) ist eine Anpassungs- Luftmenge.

Wenn der ISC wie oben beschrieben geregelt wurde, beginnt erneut der Vorgang bei Schritt S210.

Wenn in Schritt S215 die verstrichene Zeit nicht kürzer als der Anfangswert ist oder wenn in Schritt S220 die Kühlmitteltemperatur unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegt, wird der Vorgang mit Schritt S240 fortgesetzt, in dem die Regelung der Motorleerlaufdrehzahl kurz nach dem Motorstart endet und ein normaler Regelungsschritt ausgeführt wird.

Der normale Regelungsschritt S240 wird von einem allgemeinen Leerlaufregelungsverfahren nach dem Stand der Technik ausgeführt.

Zum Beispiel wird zuerst überprüft, ob eine normale Regelungsbedingung erfüllt ist. Falls die Bedingung erfüllt ist, wird anschließend, wenn der Betrag des Stromgenerator- Stroms größer als der vorbestimmte Betrag ist, nach dem Abschalten der Drehzahlrückführregelung und Berechnung einer Kompensations-Luftmenge mittels einer ECU- Stromerzeugungsregelung, der ISC so geregelt, dass die Kompensations-Luftmenge zum Motor zugeführt wird.

Ein Beispiel der normalen Regelungsbedingung ist, dass ein momentaner Stromgenerator-Strom größer als der vorbestimmte Wert ist, die Kühlmitteltemperatur höher als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist und ein Druck im Ansaugkrümmer des Motors niedriger als ein vorbestimmter Druck ist.

Die Kompensations-Luftmenge der ECU-Stromerzeugungsregelung kann ermittelt werden, indem der Betrag des Stromgenerator- Stroms mit einer Kompensationskonstante multipliziert wird. Die Kompensationskonstante ist eine Proportionalitätskonstante, mit der aus dem Betrag des Stromgenerator-Stroms die Luftmenge berechnet werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Schaubild eines Regelungsvorgangs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sowie als Ergebnis des Verfahrens den Verlauf der Motordrehzahl und der ISC-Luftmenge in Abhängigkeit von der Zeit.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird die Motordrehzahlregelung im vorbestimmten Bereich von 3 bis 10 Sekunden nach dem Motorstart ausgeführt.

Während nach dem Stand der Technik die ECU- Stromerzeugungsregelung in der Zeitspanne des vorbestimmten Bereiches ausgeführt wird, wird in einer Ausführungsform der Erfindung die ECU-Stromerzeugungsregelung in der Zeitspanne des vorbestimmten Bereiches ausgeschaltet.

Nach dem Stand der Technik fällt die Motordrehzahl folglich unter eine Soll-Drehzahl ab und steigt dann an, wohingegen in einer Ausführungsform der Erfindung jedoch die Motordrehzahl kontinuierlich oberhalb der Soll-Drehzahl bleibt, so dass der Motor rund läuft.

Der Kurvenverlauf, der die vom ISC geregelte Luftmenge darstellt, ist analog zu dem Kurvenverlauf, der die Motordrehzahl darstellt.

Fig. 4 und 5 stellen je ein Schaubild dar, welches die Ergebnisse der Motordrehzahl-Regelung gemäß dem Stand der Technik und gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, steigt kurz nach dem Starten des Motors die Motordrehzahl kurzzeitig an und fällt dann vor dem Eintreten in den stabilen Zustand unter die Soll-Drehzahl ab. Weil das Versuchsergebnis zeigt, dass kurz nach dem Start des Motors die Motordrehzahl auf 688 U/min (Umdrehungen pro Minute) abfällt, ist es möglich, dass bei Auftreten einer Motorlast der Motor stehen bleibt.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich nähert sich bei dem Leerlaufdrehzahl-Regelungsverfahren gemäß der Ausführungsform der Erfindung die Motordrehzahl der Soll-Drehzahl und die Motordrehzahl ist kurz nach dem Starten des Motors stabil.

Versuchsergebnisse bei verschiedenen Kühlmitteltemperaturen sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.

Wie oben gezeigt kann gemäß der Ausführungsform der Erfindung kurz nach dem Starten des Motors eine Instabilität der Motordrehzahl vermieden werden. Wenn, wie aus obiger Tabelle ersichtlich, insbesondere die Kühlmitteltemperatur hoch ist, kann eine Instabilität der Motordrehzahl ebenfalls vermieden werden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Motorleerlaufdrehzahl, in dem eine ECU einen ISC regelt, der eine Luftmenge regelt, welche dem Motor im Leerlaufzustand zugeführt wird, mit den Schritten:

a) Bestimmen, ob eine verstrichene Zeit nach dem Start innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt; und
b) Ausführen einer Drehzahlrückführregelung bei Stoppen jener ISC-Regelung, die gemäß der Höhe des Stromgenerator-Stroms ausgeführt wird, wenn die nach dem Motorstart verstrichene Zeit innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem der vorbestimmte Bereich des Schrittes (a) zwischen einem Höchstwert und einem Mindestwert gesetzt wird, wobei der Mindestwert ein Zeitpunkt ist, in dem das Anlassen abgeschlossen ist, und der Höchstwert ein Zeitpunkt ist, in dem der Motor beginnt, im Leerlauf stabil zu laufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner die Schritte aufweist:

a) Stoppen jener ISC-Regelung, die gemäß dem Stromgenerator-Strom ausgeführt wird.
b) Berechnung einer Kompensations-Luftmenge; und
c) Regelung des ISC basierend auf der berechneten Kompensations-Luftmenge.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Schritt (d) die Kompensations-Luftmenge berechnet wird, indem eine Differenz zwischen einer Soll-Motordrehzahl und einer Ist-Motordrehzahl mit einer Kompensationskonstante multipliziert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, in dem in der ISC-Regelung nach Schritt (e) eine Soll-Luftmenge berechnet wird, indem eine Basis-Luftmenge und eine Anpassungs-Luftmenge zu einer Kompensations-Luftmenge addiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem Schritt (b) ausgeführt wird, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als eine vorbestimmte Temperatur ist.

7. Verfahren nach Anspruch 2, in dem, wenn die nach dem Motorstart verstrichene Zeit nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches von Schritt (a) liegt, bestimmt wird, ob die nach dem Motorstart verstrichene Zeit geringer ist als der Mindestwert, und, wenn die nach dem Motorstart verstrichene Zeit geringer ist als der Mindestwert, wird der Vorgang zu dem Schritt zurückgeführt, bei dem bestimmt wird, ob die nach dem Motorstart verstrichene Zeit innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, in welchem, wenn die Kühlmitteltemperatur nicht höher als die vorbestimmte Temperatur ist, bestimmt wird, ob eine Normalregelungsbedingung erfüllt ist, wobei unter der Normalregelungsbedingung verstanden wird, dass ein momentaner Stromgenerator-Strom größer ist als ein vorbestimmter Wert, eine Motordrehzahl nicht höher ist als eine vorbestimmte Motordrehzahl und ein Druck im Ansaugkrümmer des Motors nicht höher ist als ein vorbestimmter Wert, und falls die Normalregelungsbedingung erfüllt ist, wird, wenn der Betrag des Stromgenerator-Stroms höher ist als der vorbestimmte Wert, nach dem Abschalten der Drehzahlrückführregelung für eine festgelegte Zeitspanne und Berechnung einer Kompensationsluftmenge, der ISC so geregelt, dass die Kompensationsluftmenge dem Motor zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, in welchem, wenn die verstrichene Zeit nicht kürzer ist als der Mindestwert, bestimmt wird, ob eine Normalregelungsbedingung erfüllt ist, wobei unter der Normalregelungsbedingung verstanden wird, dass eine Änderung des Stromgenerator-Stroms größer ist als ein vorbestimmter Wert, eine Motordrehzahl nicht höher ist als eine vorbestimmte Motordrehzahl und ein Druck im Ansaugkrümmer des Motors nicht höher ist als ein vorbestimmter Wert, und falls die Normalregelungsbedingung erfüllt ist, wird, wenn der Betrag des Stromgenerator-Stroms höher ist als der vorbestimmte Wert, nach dem Abschalten der Drehzahlrückführregelung für eine festgelegte Zeitspanne und nach Berechnung einer Kompensationsluftmenge, der ISC so geregelt, dass die Kompensationsluftmenge dem Motor zugeführt wird.