DE19680914C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Lernen und Steuern der Leerlaufdrehzahl eines Motors mit innerer Verbrennung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lernen eines Steuerwerts, der der Zeit entspricht, zu der eine Zielumdrehungsgeschwindigkeit er­ reicht ist, während die Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit eines Motors mit innerer Verbrennung gesteuert wird, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in der Lage sind, den Lernmodus gemäß den Bedingungen des Mo­ tors mit innerer Verbrennung zu ändern.

Ein Motor mit innerer Verbrennung, der mit einer elektro­ nisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzvorrichtung versehen ist, ist angepaßt, um eine Ansaugluftflußmenge zu steuern, indem ein Öffnungsgrad eines Leerlaufsteuerventils vom elek­ tromagnetischen Typ gesteuert wird, das in einem Kanal ange­ ordnet ist, der ein Ansaugdrosselventil umgeht, und um einen Rückkopplungssteuerbetrieb durchzuführen, derart, daß eine Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit gleich einer Zielumdre­ hungsgeschwindigkeit ist.

Es wurde beispielsweise ein Motor mit innerer Verbrennung entwickelt, bei dem eine erforderliche Ansaugluftflußmenge für jeden Betriebssituationsparameter gemäß Motorbedingungen eingestellt wird, und bei dem ein Öffnungsgrad gesteuert wird, indem eine Tabelle für einen Steuerwert des Leerlauf­ steuerventilöffnungsgrads wiedergewonnen wird, der einer Zielansaugluftflußmenge entspricht, die als Gesamtwert von erforderlichen Ansaugluftflußmengen erhalten wird (siehe beispielsweise die japanische ungeprüfte Patentveröffentli­ chung Nr. 64-35036/1989).

Im Falle eines Motors mit innerer Verbrennung des Typs, der eine Leerlaufumdrehungszahl mittels des Leerlaufsteuerungs­ ventils steuert, weicht die Korrelation zwischen dem Steuer­ wert des Öffnungsgrads des Leerlaufsteuerventils und der Zielansaugluftflußmenge aufgrund von Variationen der Motor­ reibung, der Verschlechterung des Motors über der Zeit des Motors mit innerer Verbrennung, eines Zwischenraums zwischen dem vollständig geschlossenen Drosselventil und der Wand des Ansaugkanals und der anfänglichen Variation in und des Ver­ stopfens eines Hilfsluftkanalsystems, welches das Leerlauf­ steuerungsventil umfaßt, ab.

Wenn jedoch der Steuerwert abweicht, wenn eine tatsächliche Ansaugluftflußmenge von der Zielansaugluftflußmenge ab­ weicht, wird eine gewisse Zeit benötigt, um die Abweichung der Korrelation zwischen dem Steuerwert und der Zielansaug­ luftflußmenge durch Durchführen eines Rückkopplungssteue­ rungsbetriebs zu korrigieren. Dies beeinträchtigt die Stabi­ lität der Motorumdrehung.

Daher wird die mechanische Einstellung der vollständig ge­ schlossenen Position des Leerlaufsteuerventils in einer Fa­ brik oder von einem Händler durchgeführt, nachdem der Motor hergestellt worden ist. Dies erfordert jedoch eine Menge Mannstunden. Ferner wird keine ausreichende Genauigkeit er­ halten.

Ferner werden keine Lasten, wie z. B. eine Klimaanlage und ein Servolenkungssystem, an den Motor angelegt. Unter be­ stimmten Dauerleerlaufbetriebsbedingungen, in denen die Wassertemperatur auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt ist, wird ferner eine Rückkopplungsoperation bezüglich der vorher erwähnten Zielumdrehungsgeschwindigkeit durchgeführt. Es wird nämlich davon ausgegangen, daß die Abweichung des Steuerwerts beseitigt ist, und eine schnelle Steuerung der Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit möglich ist, indem der Steuerwert, der dem Öffnungsgrad des Leerlaufsteuerventils zu dem Zeitpunkt entspricht, zu dem die Zielumdrehungsge­ schwindigkeit bei einer minimalen Ansaugluftflußmenge erhalten wird, gelernt wird, und indem der Steuerwert gemäß dem gelernten Wert korrigiert wird, um die Korrelation zwi­ schen dem korrigierten Steuerwert und der Zielansaugluft­ flußmenge zu errichten, wodurch die Stabilität der Leerlauf­ umdrehung verbessert werden kann.

Bei einer solchen herkömmlichen Vorrichtung zum Lernen und Steuern der Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit sollte die Ab­ weichung der Korrelation zwischen dem Steuerwert und der Zielansaugluftflußmenge aufgrund der anfänglichen Variation von Teilen oder Motorkörpern als Ergebnis der Produktion der Motoren rasch oder schnell gelernt werden, damit von Anfang an ein gutes Verhalten sichergestellt werden kann. Die An­ saugluftleckflußrate aufgrund der Motorreibung und der Ver­ stopfung des Drosselventils und des Leerlaufsteuerventils verändert sich jedoch allmählich mit einer Zunahme der zu­ rückgelegten Strecke eines Motorfahrzeugs, wie es in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Eine solche Veränderung der Ansaugluftleckflußrate sollte daher langsam gelernt werden. Bei herkömmlichen Vorrichtungen wurde jedoch die Änderung bezüglich der Lernmethoden oder der Arten und Weisen zum Lernen, die Aufmerksamkeit verdienen, nicht durchgeführt.

Die mechanische Einstellung des Leerlaufsteuerventils ist gegen die anfängliche Variation wirksam. Die Kombination der vorher erwähnten Einstellung und des Lernens verbessert die Stabilität einer Leerlauf- oder Motorumdrehung mehr oder we­ niger. Die erforderlichen Mannstunden sind jedoch sehr hoch. Wie es ferner vorher beschrieben wurde, wird keine ausrei­ chende Genauigkeit der Einstellung gegenüber der anfängli­ chen Variation erhalten.

Aus der DE 40 27 707 C2 ist eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der abhängig von der tatsächlichen Leekrlaufdrehzahl und einer Zielleerlaufdrehzahl sowie abhängig von einer Änderungsrate der tatsächlichen Drehzahl ein Umschalten zwischen unter­ schiedlichen Steuerungsarten durchgeführt wird. Dabei wird zwischen einer Integralregelung, einer Differentialregelung und einer weiteren Leerlaufregelung, bei der ein Zusatzwert wiederholt zum Ausgangssignal eines Drehzahlsensors addiert oder von demselben subtrahiert wird, umgeschaltet.

Weitere Vorrichtungen zum Steuern bzw. Regeln der Leerlauf­ drehzahl einer Brennkraftmaschine sind aus der DE 40 16 099 C2, der DE 38 35 114 C2, der DE 35 28 232 C2, der DE 33 16 664 C2 und der DE 33 03 147 C2 bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Leerlaufdreh­ zahl eines Motors mit innerer Verbrennung zu schaffen, die von der Herstellung des Motors an eine schnelle Konvergenz der Leerlaufdrehzahl auf eine Zieldrehzahl ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 so­ wie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die oben erwähnten Punkte. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dem­ nach darin, daß dieselbe eine schnelle oder rasche Konver­ genz der Leerlaufdrehzahl (Leerlaufumdrehungsgeschwindig­ keit) auf eine Zielumdrehungsgeschwindigkeit basierend auf einem guten gelernten Wert zu allen Zeitpunkten schafft, in­ dem ein Lernverfahren zu einem bestimmten Zeitpunkt oder im Laufe der Zeit verändert wird, ohne daß eine mechanische Einstellung nötig ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht fer­ ner darin, daß sie die Veränderung des Lernverfahrens zuver­ lässig und sicher ohne weiteres erreicht, indem die Einstel­ lung einer Steuerkonstante für den oben erwähnten Rückkopp­ lungssteuerbetrieb verändert wird, und indem die Einstellung eines Grenzwerts einer Rückkopplungskorrekturmenge verändert wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht fer­ ner darin, daß dieselbe die Geschwindigkeit des Lernverfah­ rens zuverlässig ohne weiteres ändert, indem Lernbedingungen weniger streng gestaltet werden, wenn ein anfängliches schnelles Lernen durchgeführt wird.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die vorliegende Erfindung das Lernen mit hoher Genauigkeit erreicht, indem eine Umdrehungsvariation unter­ drückt wird.

Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung und gemäß dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren zum Steuern einer Leerlaufumdrehungs­ geschwindigkeit eines Motors mit innerer Verbrennung wird das Lernen durch den Schnellernschritt oder die Schnellern­ einrichtung schnell vollendet, und zwar das Lernen bezüglich der Abweichung der Korrelation zwischen dem Steuerwert und der Zielansaugluftflußmenge aufgrund einer anfänglichen Va­ riation unter den Teilen und Motoren als Ergebnis der Pro­ duktion derselben. Anschließend wird das Lernverfahren oder der Lernmodus verändert, derart, daß die Abweichung der Kor­ relation zwischen dem Steuerwert und der Zielansaugluftfluß­ menge, die sich aufgrund der Verschlechterung der Teile und der Motorreibung allmählich verändert, mittels des Normal­ lernschritts oder der Normallerneinrichtung langsam gelernt wird.

Als Folge kann die Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit basie­ rend auf einem guten gelernten Wert zu allen Zeitpunkten schnell auf die Zielumdrehungsgeschwindigkeit konvergieren.

Wenn das Lernen durch den Schnellernschritt oder die Schnellerneinrichtung durchgeführt wird, können der obere und der untere Grenzwert der Rückkopplungskorrekturmenge der Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Fall erhöht bzw. erniedrigt werden, bei dem das Lernen durch den Normallernschritt bzw. die Normallerneinrichtung durchge­ führt wird.

Selbst wenn die Abweichung aufgrund der anfänglichen Varia­ tion groß ist, wird damit verhindert, daß die Rückkopplungs­ korrekturmenge den oberen bzw. unteren Grenzwert erreicht. Die Lerngenauigkeit des Schnellernschritts oder der Schnell­ lerneinrichtung kann somit verbessert werden.

Wenn das Lernen ferner durch den Schnellernschritt oder die Schnellerneinrichtung durchgeführt wird, wird die Steuerkon­ stante verändert und derart eingestellt, daß die Ansprech­ charakteristik in der Rückkopplungssteuerung der Leerlauf­ umdrehungsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Fall erhöht wird, bei dem das Lernen in dem Normallernschritt oder der Normallerneinrichtung durchgeführt wird.

Die Geschwindigkeit des Lernens in dem Schnellernschritt oder der Schnellerneinrichtung wird somit erhöht.

Falls das Lernen durch den Schnellernschritt oder die Schnellerneinrichtung durchgeführt wird, kann ferner eine kleinere Region, in der eine Korrektur bei der Rückkopp­ lungssteuerung der Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit nicht durchgeführt wird, wenn die Abweichung zwischen der Zielum­ drehungsgeschwindigkeit und einer tatsächlichen Umdrehungs­ geschwindigkeit klein ist, im Vergleich zu dem Fall erhalten werden, bei dem das Lernen durch den Normallernschritt oder die Normallerneinrichtung durchgeführt wird.

Selbst wenn die Abweichung zwischen der Zielumdrehungsge­ schwindigkeit und der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindig­ keit klein ist, wird dennoch das Lernen durch Durchführen eines Rückkopplungssteuerungsbetriebs in dem Schnellern­ schritt oder der Schnellerneinrichtung ausgeführt. Folglich wird die Lerngenauigkeit verbessert.

Wenn das Lernen ferner durch den Schnellernschritt oder die Schnellerneinrichtung durchgeführt wird, kann die Rückkopp­ lungskorrektur der Zündzeitgebung verhindert werden, oder die Rückkopplungskorrekturmenge derselben kann auf einen Wert eingestellt werden, der kleiner als ein Normalwert ist.

Eine Variation der Umdrehung aufgrund der Rückkopplungskor­ rektur der Zündzeitgebung wird somit unterdrückt. Folglich wird die Genauigkeit des Lernens, das durch den Schnellern­ schritt oder die Schnellerneinrichtung durchgeführt wird, gesteigert.

Wenn das Lernen ferner durch den Schnellernschritt oder die Schnellerneinrichtung durchgeführt wird, kann ein Lernwert berechnet werden, indem einfach die Steuerwerte der Ansaug­ luftflußmenge zu einem Zeitpunkt, zu dem die erste vorbe­ stimmte Bedingung erfüllt ist, gemittelt werden. Wenn das Lernen dagegen mittels des Normallernschritts oder der Nor­ mallerneinrichtung durchgeführt wird, kann ein Lernwert ak­ tualisiert und berechnet werden, indem ein gewichtetes Mit­ telungsverfahren des letzten Lernwerts und des letzten Steuerwerts der Ansaugluftflußmenge ausgeführt wird, und zwar jedesmal, wenn die zweite vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.

Das Schnellernen wird daher in einer kurzen Zeit durch den Schnellernschritt oder die Schnellerneinrichtung durchge­ führt, derart, daß ein zufriedenstellendes Lernen durch ein­ faches Mitteln der Steuerwerte der Ansaugluftflußmenge sicher durchgeführt wird. Das Normallernen wird dagegen in dem Normallernschritt oder der Normallerneinrichtung langsam durchgeführt. Als Ergebnis des Ausführens des gewichteten Mittelungsverfahrens hat eine unerwartete oder zufällige Variation nur eine geringe Auswirkung auf das Lernen, wo­ durch ein zufriedenstellendes Lernen sicher durchgeführt wird.

Zusätzlich kann der Lernwert, der durch den Schnellern­ schritt oder die Schnellerneinrichtung erhalten wird, zum Steuern der Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit verwendet wer­ den, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist.

Ferner kann bezüglich des Lernwerts, der durch den Normal­ lernschritt oder die Normallerneinrichtung erhalten wird, ein Lernwert, der beim Beenden eines gegenwärtigen Betriebs des Motors erhalten wird, als Anfangswert des Lernwerts für den nächsten Betrieb des Motors verwendet werden.

Damit werden die Effekte des Schnellernens unter Verwendung des Lernwerts schnell erhalten, der durch den Schnellern­ schritt oder die Schnellerneinrichtung erhalten wird, und zwar von einem Zeitpunkt unmittelbar nach der Vollendung des Lernens aus. Für den Lernwert, der in dem Normallernschritt oder der Normallerneinrichtung erhalten wird, ist die Ge­ schwindigkeit des Lernens dagegen niedrig, wobei die Anzahl der Zeitpunkte des Aktualisierens des Lernwerts verringert wird, indem der Lernwert verwendet wird, der für jeden Be­ trieb des Motors aktualisiert wird. Folglich kann die Be­ triebszeit reduziert werden.

Da das Lernen basierend auf vielen Arten von Informationen aktualisiert werden kann, müssen keine Bedingungen bevorzugt werden. Folglich kann eine ausreichende Genauigkeit sicher­ gestellt werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detaillierter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration und Funk­ tionen einer Vorrichtung zum Steuern einer Leer­ laufumdrehungsgeschwindigkeit eines Motors mit in­ nerer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Systemkonfiguration eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Darstellen einer Schnellern/ Normallern-Routine, die bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 4 ein Diagramm, das eine Änderung der Motorreibung darstellt; und

Fig. 5 ein Diagramm, das eine Änderung der Ansaugluftleck­ flußrate darstellt.

Eine Vorrichtung zum Steuern einer Leerlaufumdrehungsge­ schwindigkeit eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus den in Fig. 1 dargestell­ ten Einrichtungen. Die Fig. 2 bis 5 stellen ferner die Kon­ figuration und den Betrieb eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen be­ schrieben.

Fig. 2 stellt die Systemkonfiguration einer Vorrichtung zum Lernen und Steuern einer Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

Bei einem Motor 1 mit innerer Verbrennung wird Luft über ei­ nen Luftfilter 2, eine Ansaugrohrleitung 3, eine Drosselkam­ mer 4 und einen Ansaugverteiler 5 angesaugt.

Ein Luftflußmeter 6 ist in der Ansaugrohrleitung 3 angeord­ net, um eine Ansaugluftflußmenge Q zu erfassen. Eine Dros­ selkammer 4, die mit einem Gaspedal (nicht gezeigt) verbun­ den ist, ist mit einem Drosselventil 7 zum Steuern der An­ saugluftflußmenge Q versehen. Ferner sind ein Drosselsensor 8 zum Erfassen des Öffnungsgrads TVO (TVO = Throttle Valve Opening = Drosselventilöffnung) des Drosselventils 7 mittels eines Potentiometers und ein Leerlaufschalter 9, welcher zu einem Leerlaufzeitpunkt eingeschaltet ist, bei dem der Öff­ nungsgrad des Drosselventils 7 gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Winkel ist, an dem Drosselventil 7 angebracht.

Eine elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 10 ist in dem Ansaugverteiler 5 für jeden Zylinder befestigt und inji­ ziert und führt einen Kraftstoff, welcher unter Druck von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) eingespeist wird, und welcher ferner durch einen Druckregler auf einen vorbestimm­ ten Druck gesteuert wird, in den Ansaugverteiler 5 zu.

Die Kraftstoffeinspritzmenge wird folgendermaßen gesteuert. In einer Steuereinheit 11, die einen Mikrocomputer umfaßt, wird eine Grundkraftstoffeinspritzmenge TP aus der Ansaug­ luftflußmenge Q, die durch das Luftflußmeter 6 erfaßt wird, und aus einer Motorumdrehungsgeschwindigkeit N berechnet, die basierend auf einem Signal von einem Kurbelwinkelsensor 12, der in einem Verteiler enthalten ist, berechnet wird. Anschließend wird eine Endkraftstoffeinspritzmenge T1 durch Korrigieren dieser Grundkraftstoffeinspritzmenge TP berech­ net, indem die Kühlwassertemperatur und dergleichen verwen­ det wird. Nun wird eine erforderliche Kraftstoffmenge dem Motor 1 zugeführt bzw. in denselben eingespritzt, indem ein Treiberpulssignal mit einer Pulsbreite, die dieser Kraft­ stoffeinspritzmenge T1 entspricht, mit der Motorumdrehung synchronisiert wird, und indem das Treiberpulssignal zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10 ausgegeben wird.

Ferner ist ein Leerlaufsteuerventil 14 in einem Hilfsluft­ kanal 13 angeordnet, der vorgesehen ist, um das Drosselven­ til 7 zu umgehen. Ferner wird ein Rückkopplungssteuerungs­ betrieb (nachfolgend als ISC bezeichnet) durchgeführt, der­ art, daß der Öffnungsgrad des Leerlaufsteuerventils 14 er­ höht oder erniedrigt wird, derart, daß die Motorumdrehungs­ geschwindigkeit gleich der Zielumdrehungsgeschwindigkeit während des Leerlaufs ist, bei dem der Leerlaufschalter 9 eingeschaltet ist, wodurch die Ansaugluftflußmenge erhöht oder erniedrigt wird. Wenn bei einer praktischen Anwendung Lasten, wie z. B. das Servolenkungssystem und die Klimaan­ lage, getrieben werden, wird ein Vorwärtskopplungsmenge oder ein (Steuer-) Wert berechnet, indem Steuerwerte ISCPS und ISCAC (ISCPS = ISC Power Steering = ISC-Servolenkung; ISCAC = ISC Air Conditioner = ISC-Klimaanlage), die jeweils den Lasten entsprechen, zu einem Basissteuerwert ISCB des Leer­ laufsteuerventils 14 addiert werden, der einer Zielansaug­ luftflußmenge entspricht, die auf der Basis der Motorkühl­ wassertemperatur und dergleichen eingestellt ist. Ferner wird der Steuerwert ISC des Öffnungsgrads des Leerlaufsteu­ erventils 14 erhalten, indem zu der Vorwärtskopplungsmenge oder dem Vorwärtskopplungsbetrag eine Rückkopplungskorrek­ turmenge ISCI addiert wird, die zunehmend oder abnehmend durch Durchführen einer integralen Steueroperation einge­ stellt wird, um um einen vorbestimmten Betrag erniedrigt zu werden, wenn die tatsächliche Motorumdrehungsgeschwindigkeit größer als die Zielumdrehungsgeschwindigkeit ist, oder um um einen vorbestimmten Betrag erhöht zu werden, wenn die tat­ sächliche Motorumdrehungsgeschwindigkeit kleiner als die Zielumdrehungsgeschwindigkeit ist.

Ferner sind ein Wassertemperatursensor 15 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur Tw in einem Kühlwassermantel des Motors 1 und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 17 zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Ansaug-Luft-Kraft­ stoff-Mischung durch Erfassen der Sauerstoffkonzentration in der Abgasluft eines Abgaskanals 16 vorgesehen.

Ferner werden Ausgangssignale eines Servolenkungssystem­ schalters 18 zum Ein- und Ausschalten des Servolenkungssy­ stems, eines Klimaanlagenschalters 19 (der die Antriebsope­ ration des Luftkompressors ein- und ausschaltet, um die Tem­ peratur eines Raums auf einer konstanten Temperatur zu hal­ ten), eines Lampenschalters 20 für die Beleuchtungsausrü­ stung, eines Schalters 21 für einen elektrischen Strahlungs­ lüfter, eines Neutralschalters 22, welcher an dem Getriebe eines Automatikgetriebes angebracht ist und eingeschaltet ist, wenn die Getriebeposition in einer neutralen Position ist, und der sonst ausgeschaltet ist, und eines Zündungs­ schalters 23 sowie ein Spannungssignal von einer Batterie 24 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeug­ geschwindigkeitssensor 25 zu der Steuereinheit 11 ausgege­ ben.

Nachfolgend wird ein Betrieb des Lernens und Steuerns der Steuerwerte des Öffnungsgrads des Leerlaufsteuerventils ge­ mäß der vorliegenden Erfindung, welcher durch eine Steuer­ einheit 11 durchgeführt wird, bezugnehmend auf ein Flußdia­ gramm von Fig. 3 beschrieben.

In einem Schritt 1 wird beurteilt, ob die Schnellernbedin­ gungen erfüllt sind oder nicht. Wenn alle folgenden Bedin­ gungen (i) bis (viii) erfüllt sind, wird beurteilt, daß die Schnellernbedingungen erfüllt sind.

• a) Eine vorbestimmte Zeitdauer ist nach dem Starten des Motors verstrichen.
• b) Die ISC-Ausführbedingungen sind erfüllt.
• c) Der Neutralschalter ist eingeschaltet.
• d) Sowohl der Servolenkungsschalter als auch der Klima­ anlagenschalter, der Lampenschalter und der Strah­ lungslüfterschalter sind ausgeschaltet.
• e) Die Wassertemperatur und die Batteriespannung sind in einem jeweiligen vorbestimmten Bereich.
• f) Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist 0.
• g) Die Schnellernflag FQLRN (FQLRN = Flag Quick LeaRNing) ist gesetzt.
• h) Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuer­ betrieb wird gerade durchgeführt.

Wenn is in dem Schritt 1 beurteilt wird, daß alle vorher erwähnten Bedingungen erfüllt sind, und somit die Bedingung für das schnelle Lernen erfüllt ist, springt das Programm zu einem Schritt 2, in dem die folgenden Operationen vor dem schnellen Lernen durchgeführt werden.

• a) Eine Integrationskonstante zum Einstellen der Rückkopp­ lungskorrekturmenge in ISC wird erhöht.
• b) Ein oberer und ein unterer Grenzwert der Rückkopplungs­ korrekturmenge (nämlich ein Integralwert) in ISC werden erhöht.
• c) Eine Totzonenregion, in der die Rückkopplungskorrektur­ menge in ISC fest ist, wenn die Abweichung zwischen der Zielumdrehungsgeschwindigkeit und der tatsächlichen Um­ drehungsgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Werts liegt, wird reduziert (d. h. der vorher erwähnte vorbestimmte Wert wird erniedrigt).
• d) Die Rückkopplungskorrektur der Zündzeitgebung wird ver­ hindert.
• e) In einem System, in dem eine Behandlung für verdampften Kraftstoff zum Entleeren des Kraftstoffs in das Ansaug­ system durchgeführt wird, nachdem ein Kraftstoff, der aus einem Kraftstofftank verdampft ist, vorübergehend in einem Kanister adsorbiert wurde, wird die Entleerung des verdampften Kraftstoffs verhindert.

In dem Schritt 2 wird jede Vorbehandlung durchgeführt. An­ schließend springt das Programm zu einem Schritt 3, in dem beurteilt wird, ob die Abweichung ΔN zwischen der Zielumdre­ hungsgeschwindigkeit und der tatsächlichen Umdrehungsge­ schwindigkeit gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und ob die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist oder nicht. Wenn ein Ergebnis der in dem Schritt 3 durchgeführten Beurteilung JA ist, d. h. wenn beurteilt wird, daß der Motor in einem stabilen stationären Zustand ist, springt das Pro­ gramm zu einem Schritt 4, in dem das schnelle Lernen durch­ geführt wird.

In der Praxis wird die Einstellung der Rückkopplungskorrek­ turmenge in ISC ausgeführt, indem eine Integralsteueropera­ tion durchgeführt wird. Anschließend wird die Abweichung zwischen dem Mittelwert ISCM (= ΣISCI/n, wobei n die Anzahl von Zeiten zum Durchführen der Integration bezeichnet) der Rückkopplungskorrekturmengen (Integralwerte) ΣISCI und dem Zielintegralwert ISCA, der der Zielansaugluftflußmenge ent­ spricht, als Lernwert TASLRC (= ISCM - ISCA) berechnet.

In einem Schritt S wird ISCI aktualisiert, indem ein Wert verwendet wird, der als Ergebnis der Subtraktion des vorher genannten Lernwerts TASLRC von dem gegenwärtigen ISCI erhal­ ten wird.

ISCI = ISCIALT - TASLRC.

Als Ergebnis ergibt sich folgende Gleichung:

ISC = ISCB + (ISCPS + ISCAC + . . .) + TASLRC + ISC

Der Lernwert TASLRC, der durch Durchführen des schnellen Lernens auf diese Art und Weise erhalten wird, wird zur Be­ rechnung von ISC unmittelbar nach der gerade erläuterten Be­ rechnung verwendet.

In einem Schritt 6 wird zwecks des Erreichens des Übergangs des Lernmodus in den Normallernmodus jede der Schnellernope­ rationen in die für das Normallernen nötigen Zustände wie folgt zurückgebracht:

• a) Die Schnellernflag FQLRN wird zurückgesetzt.
• b) Die Integralkonstante zum Einstellen der Rückkopplungs­ korrekturmenge in ISC wird auf einen Anfangswert redu­ ziert.
• c) Der obere und untere Grenzwert von ISC werden auf die Anfangswerte gebracht.
• d) Die Totzonenregion in ICS wird vergrößert, um auf einen normalen Wert zurückgebracht zu werden.
• e) Die Entleerungssteuerungsoperation für verdampften Kraftstoff wird gestartet.
• f) Die Zündzeitgebungs-Rückkopplungskorrektur wird durch­ geführt.

Nachdem das schnelle Lernen auf diese Art und Weise vollen­ det ist, springt das Programm zu einem Schritt 8 und zu den folgenden Schritten. Anschließend wird das normale Lernen durchgeführt. Wenn ferner in dem Schritt 1 beurteilt wird, daß die Schnellernbedingung nicht erfüllt ist, springt das Programm zu dem Schritt 7. Wenn die Schnellernflag FQLRN zu­ rückgesetzt ist, springt das Programm weiter zu dem Schritt 8. Wenn diese Flag gesetzt ist, springt das Programm zurück zu dem Schritt 1, und das Programm wartet darauf, bis die Schnellernbedingungen erfüllt sind.

In dem Schritt 8 wird beurteilt, ob die Normallernbedingun­ gen erfüllt sind oder nicht. Wenn in diesem Fall die Bedin­ gungen (i), (ii), (v), (vi) und (viii) erfüllt sind, wird beurteilt, daß die Normallernbedingungen erfüllt sind. Die Begrenzungen bezüglich des Treibens der Lasten werden zu­ rückgezogen. Es tritt beispielsweise häufig auf, daß die Klimaanlage in Betrieb gehalten wird. Wenn das Lernen daher erlaubt wird, wenn nur diese Lasten nicht getrieben werden, werden Möglichkeiten zum Durchführen des Normallernens ver­ paßt. Somit wird das Lernen der Rückkopplungskorrekturmenge durchgeführt, nachdem die Steuerwerte ISCAC und ISCPS des Öffnungsgrads, die den jeweiligen Lasten entsprechen, gege­ ben sind. Bei dem normalen Lernen ist die Lerngeschwindig­ keit niedrig. Selbst wenn daher eine kleine Variation in den Steuerwerten des Öffnungsgrads, die den jeweiligen Lasten entspricht, vorhanden ist, haben solche Variationen eine kleinen Einfluß. Es ist daher vorteilhaft, die Möglichkeiten zum Durchführen des Lernens zu erhöhen.

Wenn die Normallernbedingung in dem Schritt 8 erfüllt ist, springt das Programm zu dem Schritt 9 und zu den folgenden Schritten. In denselben wird das Normallernen durchgeführt.

Zuerst wird in dem Schritt 9 die Abweichung zwischen dem ge­ wichteten Mittelwert ISCM2 von ISCIs für eine vorbestimmte Zeit und dem Ziel-ISCI als Lernwert TASLR0 zu der gegenwär­ tigen Zeit unter Verwendung der folgenden Gleichungen be­ rechnet:

TASLR0 = ISCIM2 - Ziel-ISCI
ISCIM2 = {ISCIM2ALT(m - 1) + ISCI}/m

Wie es oben beschrieben wurde, wird die Abweichung zwischen dem einfach gemittelten ISCM und dem Ziel-ISCI während des Schnellernens gelernt, während die Abweichung zwischen dem gewichteten Mittel-ISCIM2 und dem Ziel-ISCI bei dem Normal­ lernen gelernt wird. Dies ist der Fall, da der Einfluß einer unerwarteten Änderung in ISCI beseitigt ist, und die Ge­ schwindigkeit des Lernens als Reaktion auf langsame Änderun­ gen der Steuerwerte reduziert ist, wie z. B. als Reaktion auf eine Motorreibung oder auf eine Verschlechterung ver­ schiedener Teile. Nebenbei bemerkt kann der Wert von m er­ höht werden, damit, sowie die Gesamtsumme der Steuerwerte, die den Lasten entsprechen, größer wird, wobei die Gewich­ tung des vorher gewichteten Mittelwerts erhöht werden soll­ te, um den Einfluß der Variation unter den Steuerwerten, die den Lasten entsprechen, wie z. B. der Klimaanlage und dem Servolenkungssystem, zu reduzieren.

Der Betrieb des normalen Lernens, das in dem Schritt 6 durchgeführt wird, wird jedesmal ausgeführt, wenn die Nor­ mallernbedingung erfüllt ist. Das Aktualisieren der Menge eines Lernwerts für jedes Lernen ist jedoch klein. Daher re­ sultiert das Aktualisieren des Lernwerts, der durch die Be­ rechnung von ISC erhalten wird, jedesmal nur in einer Zu­ nahme der Komplexität des Betriebs.

Somit wird in einem Schritt 10 beurteilt, ob der Zündschlüs­ selschalter ausgeschaltet ist oder nicht. Wenn derselbe ein­ geschaltet ist, springt das Programm zu dem Schritt 8 zu­ rück, in dem der Betrieb des normalen Lernens fortgesetzt wird. Wenn derselbe dagegen ausgeschaltet ist, springt das Programm zu dem Schritt 11, in dem der Lernwert TASLRC ak­ tualisiert wird, indem der gewichtete Mittelwert des vor­ herigen Lernwerts TASLR0 und des zuletzt aktuellen Lernwerts TASLRCALT durch die folgende Gleichung erhalten wird:

TASLRC = {TASLRCALT(k - 1) + TASLR0}/k

Der Lernwert TASLRC, der durch das normale Lernen aktuali­ siert wird, wird somit verwendet, wenn der nächste Betrieb des Motors gestartet wird.

Wie es oben beschrieben wurde, wird die Abweichung des Steu­ erwerts des ICS-Systems aufgrund der anfänglichen Variation unter Teilen und Motoren als Ergebnis der Produktion der­ selben mit guter Genauigkeit in kurzer Zeit beseitigt, indem das schnelle Lernen durchgeführt wird. Ein zufriedenstellen­ des Lernen kann anschließend gut und sicher durch Ausführen des üblichen Lernens mit langsamer Geschwindigkeit durchge­ führt werden, welches gemäß der Änderungsgeschwindigkeit des Steuerwerts eingestellt ist.

Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung zum Steuern der Leerlaufumdrehungsgeschwin­ digkeit eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vor­ liegenden Erfindung eine Rückkopplungssteuerungsoperation durchgeführt, derart, daß die Leerlaufumdrehungsgeschwindig­ keit schnell auf die Zielumdrehungsgeschwindigkeit bereits direkt nach der Produktion konvergieren kann. Somit wird das Verhalten des Motors mit innerer Verbrennung während des Leerlaufs verbessert. Die Qualität eines Motorfahrzeugs, das mit dem genannten Motor mit innerer Verbrennung ausgestattet ist, wird somit verbessert. Die vorliegende Erfindung stellt somit eine Verbesserung in der Automobilindustrie dar.

Claims (14)

1. Verfahren zum Lernen und Steuern einer Leerlaufdrehzahl eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, das ein Ler­ nen eines Steuerwerts zu einer Zeit durchführt, zu der eine Zieldrehzahl erhalten wird, während eine Steuerung der Leerlaufdrehzahl durch eine Rückkopplungssteuerung einer Ansaugluftflußmenge (Q) derart ausgeführt wird, daß die Motordrehzahl während eines Leerlaufbetriebs des Motors (1) mit innerer Verbrennung auf die Ziel­ drehzahl gesteuert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
einen Schnellernschritt (S4) zum Durchführen des Ler­ nens, wenn erste vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind (S1), bis eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Produk­ tion des Motors (1) verstrichen ist; und
einen Normallernschritt (S8) zum Aktualisieren eines gelernten Werts (TASLRC) durch Durchführen des Lernens unter Verwendung des gelernten Werts (TASLRC), der in dem Schnellernschritt gelernt wurde, als einen Anfangs­ wert, und zwar jedesmal dann, wenn zweite vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind (S8), nach der Vollendung des Lernens in dem Schnellernschritt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem, wenn das Lernen in dem Schnellernschritt (S4) durchgeführt wird, eine Steuerkonstante verändert und eingestellt wird, derart, daß eine Ansprechcharakteristik der Rückkopplungssteue­ rung (ISC) der Leerlaufdrehzahl im Vergleich zu einem Fall erhöht wird, bei dem das Lernen in dem Normallern­ schritt (S8) durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem, wenn das Lernen in dem Schnellernschritt (S4) durchgeführt wird, ein oberer und ein unterer Grenzwert einer Rückkopp­ lungssteuermenge der Leerlaufdrehzahl erhöht bzw. erniedrigt wird, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei dem das Lernen in dem Normallernschritt (S8) ausgeführt wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, wenn das Lernen in dem Schnellernschritt (S4) aus­ geführt wird, eine kleinere Region im Vergleich zu ei­ nem Fall, bei dem das Lernen in dem Normallernschritt (S8) durchgeführt wird, festgelegt wird, wobei in der Region keine Korrektur bei der Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl durchgeführt wird, wenn eine Ab­ weichung zwischen der Zieldrehzahl und einer tatsächli­ chen Drehzahl klein ist.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, wenn das Lernen in dem Schnellernschritt (S4) durchgeführt wird, eine Rückkopplungskorrektur der Zündzeitgebung verhindert werden kann, oder die Rück­ kopplungskorrekturmenge derselben auf einen kleineren Wert im Vergleich zu in üblichen Fällen eingestellten Werten eingestellt wird.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, wenn das Lernen in dem Schnellernschritt (S4) durchgeführt wird, ein Lernwert (TASLRC) auf einfache Weise berechnet wird, indem Steuerwerte (ISCM) einer Ansaugluftflußmenge (Q) gemittelt werden, falls die erste vorbestimmte Bedingung erfüllt ist (S1), und bei dem, wenn das Lernen in dem Normallernschritt (S8) durchgeführt wird, ein Lernwert (TASLRC) aktualisiert und berechnet wird, indem ein gewichtetes Mittelungs­ verfahren eines letzten Lernwerts (TASLR0) und eines letzten Steuerwerts (TASLRCALT) der Ansaugluftflußmenge jedesmal ausgeführt wird, wenn die zweite vorbestimmte Bedingung (S8) erfüllt ist.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Lernwert (TASLRC), der in dem Schnellernschritt (S4) erhalten worden ist, zum Steuern der Leerlaufdreh­ zahl verwendet wird, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, und bei dem für den Lernwert (TASLRC), der durch das Lernen in dem Normallernschritt (S8) er­ halten worden ist, der Lernwert (TASLRC), der beim Be­ enden eines gegenwärtigen Betriebs des Motors (1) er­ halten wird, als Anfangswert für einen Lernwert verwen­ det wird, der einem nächsten Betrieb des Motors (1) entspricht.

8. Vorrichtung zum Lernen und Steuern einer Leerlaufdreh­ zahl eines Motors (1) mit innerer Verbrennung, mit fol­ genden Merkmalen:
einer Leerlaufdrehzahlsteuerungseinrichtung (11) zum Durchführen einer Rückkopplungssteuerung (ISC) einer Ansaugluftflußmenge (Q), derart, daß eine Motordrehzahl während eines Leerlaufbetriebs des Motors (1) mit inne­ rer Verbrennung auf eine Zieldrehzahl gesteuert wird; und
einer Steuerwertlerneinrichtung (11) zum Durchführen des Lernens eines Steuerwerts zu einem Zeitpunkt, zu dem die Zieldrehzahl erhalten wird,
wobei die Steuerwertlerneinrichtung (11) folgende Merk­ male aufweist:
eine Schnellerneinrichtung (11, S4) zum Durchführen des Lernens, wenn erste vorbestimmte Bedingungen er­ füllt sind (S1), bis eine vorbestimmte Zeitdauer seit der Produktion des Motors (1) verstrichen ist; und
eine Normallerneinrichtung (11, S8) zum Aktualisie­ ren eines gelernten Werts (TASLRC) durch Durchführen des Lernens unter Verwendung des gelernten Werts (TASLRC), der durch die Schnellerneinrichtung (11, S4) gelernt worden ist, als Anfangswert, und zwar jedesmal, wenn zweite vorbestimmte Bedingung erfüllt sind (S8), nach einer Vollendung des Lernens durch die Schnellerneinrichtung (11, S4).

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der, wenn das Lernen von der Schnellerneinrichtung (11, S4) ausgeführt wird, eine Steuerkonstante verändert wird und derart einge­ stellt wird, daß eine Ansprechcharakteristik der Rück­ kopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl im Vergleich zu einem Fall erhöht wird, bei dem das Lernen durch die Normallerneinrichtung (11, S8) ausgeführt wird.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, bei der, wenn das Lernen von der Schnellerneinrichtung (11, S4) durchge­ führt wird, ein oberer und ein unterer Grenzwert einer Rückkopplungskorrekturmenge der Leerlaufdrehzahl erhöht bzw. erniedrigt wird, und zwar im Vergleich zu einem Fall, bei dem das Lernen von der Normallerneinrichtung (11, S8) durchgeführt wird.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der, wenn das Lernen von der Schnellerneinrichtung (11, S4) durchgeführt wird, eine kleinere Region, in der ei­ ne Korrektur in der Rückkopplungssteuerung der Leer­ laufdrehzahl nicht durchführt wird, wenn eine Abwei­ chung zwischen der Zieldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl klein ist, im Vergleich zu einem Fall, bei dem das Lernen von der Normallerneinrichtung (11, S8) durchgeführt wird, festgelegt wird.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der, wenn das Lernen von der Schnellerneinrichtung (11, S4) durchgeführt wird, eine Rückkopplungskorrektur der Zündzeitgebung verhindert oder die Rückkopplungskorrek­ turmenge derselben auf einen im Vergleich zu Werten, die in üblichen Fällen (11, S8) eingestellt werden, kleineren Wert eingestellt wird.

13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der, wenn das Lernen in der Schnellerneinrichtung (11, S4) durchgeführt wird, ein Lernwert (TASLRC) berechnet wird, indem einfach Steuerwerte (ISCM) einer Ansaug­ luftflußmenge (Q) gemittelt werden, falls die erste vorbestimmte Bedingung erfüllt ist (S1), und bei der, wenn das Lernen von der Normallerneinrichtung (11, S8) durchgeführt wird, ein Lernwert (TASLRC) aktualisiert und berechnet wird, indem ein gewichtetes Mittelungs­ verfahren eines letzten Lernwerts (TASLR0) und eines letzten Steuerwerts (TASLRCALT) der Ansaugluftflußmenge (Q) jedesmal dann durchgeführt wird, wenn die zweite vorbestimmte Bedingung (S8) erfüllt ist.

14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der der Lernwert (TASLRC), der in der Schnellerneinrichtung (S4) erhalten wird, zum Steuern der Leerlaufdrehzahl verwendet wird, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, und bei der für den Lernwert (TASLRC), der durch das Lernen erhalten wird, das durch die Normallerneinrichtung (11, S8) durchgeführt wird, der Lernwert (TASLRC), der beim Beenden eines gegenwärtigen Betriebs des Motors (1) erhalten wird, als Anfangswert für einen Lernwert verwendet wird, der einem nächsten Betrieb des Motors (1) entspricht.