DE19640429C2 - Verfahren zum Ermitteln der Drehzahl für die Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Dreh­ zahl für die Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Kritische Betriebsbereiche einer Dieselbrennkraftmaschine sind Leerlauf und niedrige Teillast. Obwohl in diesem Be­ triebsbereich die Verbrauchswerte im Vergleich zu einer Ot­ tobrennkraftmaschine sehr günstig sind, wird bei modernen Dieselbrennkraftmaschinen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die Leerlaufdrehzahl weiter abgesenkt. Da aber mit abnehmen­ der Leerlaufdrehzahl eine Zunahme der Leerlaufgeräusche, ins­ besondere das sogenannte Nageln auftritt und bei zu geringer Drehzahl die Gefahr des Absterbens der Brennkraftmaschine be­ steht, gewinnt die genaue Ermittlung der Drehzahl zur Leer­ laufregelung immer mehr an Bedeutung.

Aus der DE 36 09 245 C2 ist eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine mit einem Propor­ tional-Integral-Differentialregler (PID-Regler) bekannt, bei der eine mittlere Drehzahl und eine zylinderbezogene Drehzahl mit Hilfe von Marken an der Kurbelwelle gemessen und ausge­ wertet werden. Abhängig von diesen Messungen wird mit Hilfe einer Einzelzylinderregelung eine Kraftstoffkorrektur durch Verändern der Regelkonstanten des PTD-Reglers durchgeführt, so daß die Laufruhe erhöht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Einspritzsystemen, bei denen eine Drehzahlmessung unmittelbar vor dem Einspritzvorgang nicht möglich ist und somit kein ak­ tueller Wert für die Drehzahl zur Verfügung steht, ein Ver­ fahren zum Ermitteln der Drehzahl für die Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrenn­ kraftmaschine mit einem Leerlaufregler anzugeben, mit dem die Drehzahl mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann und ein einwandfreier Leerlauf der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Un­ teransprüchen.

Die Heranziehung einer Kompressionsdrehzahldifferenz zur Er­ mittlung der Drehzahl hat den Vorteil, daß auch bei Ein­ spritzsystemen, bei denen eine Drehzahlmessung unmittelbar vor dem Einspritzvorgang nicht möglich ist und somit kein ak­ tueller Wert für die Drehzahl zur Verfügung steht, die Dreh­ zahl mit hoher Genauigkeit bestimmt und für die Leerlaufrege­ lung verwendet werden kann.

Das Verfahren wird im folgenden anhand der einzigen Zeich­ nungsfigur näher erläutert. Das Diagramm zeigt den Verlauf der Kurbelwellendrehzahl einer 4-zylindrigen Dieselbrenn­ kraftmaschine in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel in Grad.

Mit n_exp,j ist dabei die Drehzahl während des Expansionstak­ tes, mit n_kom,j die Drehzahl während des Kompressionstaktes, jeweils für das Segment j bezeichnet. Die Zeitpunkte, während der Kraftstoff eingespritzt wird, sind in dem Diagramm mit waagrechten Balken gekennzeichnet und mit ti(n_j-2), ti(n_{j- 1}) und ti(n_j) bezeichnet.

Als Drehzahlinformation und damit als Eingangsgröße für den Leerlaufregler, der vorzugsweise als PID-Regler ausgelegt ist, wird die Änderung einer sogenannten aktuellen Drehzahl n_j in Bezug zur vorherigen Drehzahl n_j-z verwendet. Sie setzt sich zusammen aus der Expansionsdrehzahl des jeweils letzten Zylinders n_exp,j und einer vorausberechneten, gewichteten Kompressionsdrehzahl n_kom,vor des aktuellen Zylinders. Dazu werden die Expansionsdrehzahlen der letzten zwei Zylinder n_exp,j und n_exp,j-1, sowie deren Differenz und die letzte Kom­ pressionsdrehzahl n_kom,j herangezogen:

n_j = {n_exp,j + [n_j-z + ((n_exp,j - (n_exp,j-1 - n_exp,j) . A) - n_kom,j)] . B}/2

mit
n_j aktuelle Drehzahl
n_j-z vorherige Drehzahl
n_exp,j Expansionsdrehzahl des letzten Zylinders
n_exp,j-1 Expansionsdrehzahl des vorletzten Zylinders
n_kom Kompressionsdrehzahl
n_kom,vor vorausberechnete Kompressionsdrehzahl = n_exp,j -(n_exP,j - n_exp,j) . A) - n_kom,jn_kom,j letzte Kompressionsdrehzahl
j Zählvariable
z Zylinderanzahl
A, B Wichtungskonstanten, die experimentell am Prüf­ stand ermittelt werden und für die gilt:

0 < A, B < 1.

Claims (3)

1. Verfahren zum Ermitteln der Drehzahl für die Leerlaufrege­ lung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel­ brennkraftmaschine mit einem Leerlaufregler, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen während der Expansion und der Kompression aufeinanderfolgender Arbeitszyklen der Brennkraftmaschine ge­ messen werden und als Eingangsgröße für den Leerlaufregler ein Drehzahlwert (aktuelle Drehzahl n_j) verwendet wird, der sich aus der Expansionsdrehzahl (n_exp,j) des jeweils letzten Zylinders und einer vorausberechneten, mit Wichtungsfaktoren (A, B) gewichteten Kompressionsdrehzahl (n_kom,vor) des aktuel­ len Zylinders zusammensetzt, wobei die vorausberechnete Kom­ pressionsdrehzahl (n_kom,vor) aus den Expansionsdrehzahlen (n_exp,j, n_exp,j-1) der letzten zwei Zylinder und aus der letz­ ten Kompressionsdrehzahl (n_kom,j) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (n_j) nach folgender Beziehung berechnet wird:
n_j = {n_exp,j + [n_j-z + ((n_exp,j - (n_exp,j-1 -n_exp,j) . A) - n_kom,j)] . B}/2
mit
n_j aktuelle Drehzahl
n_j-z vorherige Drehzahl
n_exp,j Expansionsdrehzahl des letzten Zylinders
n_exp,j-1 Expansionsdrehzahl des vorletzten Zylinders
n_kom,vor vorausberechnete Kompressionsdrehzahl = (n_exp,j - (n_exp,j-1 - n_exp,j) . A) - n_kom,j
n_kom,j letzte Kompressionsdrehzahl
j Zählvariable
z Zylinderanzahl
A, B Wichtungskonstanten

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wichtungskonstanten (A, B) experimentell auf einem Prüfstand ermittelt werden und jeweils Werte zwischen 0 und 1 aufwei­ sen.