DE3341622A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung des leerlaufbetriebs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Tedtke-BüHLiNG-KiNJik-jGSupe^:: "^:; SESSKSSl Pellmann - Grams -StrÜ.f

Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dip'l.-Ing. K. Grams - 5 - " . Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 20 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat

Nippondenso Co., Ltd. Telecopier: O 89-537377

cable: Germaniapatent Münc

Kariya-shi, Japan

17. November 1983

DE 3475 /

case A8156-02 DENSi

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren zur Steuerung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung wird für die Steuerung oder Regelung einer Brennkraftmaschine angewendet, die mit einem elektronisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzsystem ausgestattet ist, und insbesondere zur Steuerung der Drehzahl einer solchen Maschine während Leerlaufbetriebszeiträumen, wie Leerlaufbetrieb oder Betrieb mit sehr niedriger Geschwindigkeit, durch Regelung beispielsweise der Menge an eingespritztem Kraftstoff, des Zündzeitpunkts (der Zündpunktverstel lung) oder der der Maschine zugeführten Luftmenge.

Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 Bayer Vereinsbank (München) Kto. 508 941 Postscheck (München) Kto 670-43-804

Im allgemeinen wird bei einem mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem mit drehzahlab.hängiger Dosierung ausgestatteten Motor die Menge an eingespritztem Kraftstoff in einer solchen Weise bestimmt, daß ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis im wesentlichen durch eine Kraftstoff-Grundeinspritzmenge erhalten wird, die durch Ausführen einer Motordrehzahlkorrektur zu einer in Übereinstimmung mit einer zweidimensionalen Abbildung der Motordrehzahl und des Ansaugdrucks bestimmten Kraftstoff-Einspritzmenge festgelegt wird. Die auf diese Weise festgelegte Kraftstoff-Grundeinspritzmenge wird nach der Motor-Kühlwassertemperatur, der Ansauglufttemperatur, der Batteriespannung usw. korrigiert und auf diese Weise zur Regelung des Motors herangezogen. Diese Kraftstoff-Grundeinspritzmenge wird im wesentlichen hauptsächlich auf der Grundlage des Ansaugdrucks bestimmt, der Einfluß der Motordrehzahl ist im Vergleich mit'dem Einfluß des Ansaugdrucks gering.

Bei einem mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem mit drehzahlabhängiger Dosierung ausgestatteten Motor bewirkt das Auftreten jeglicher Störgröße im Motor bei lastlosem Betrieb eine Änderung sowohl in der Motordrehzahl wie auch im Ansaugdruck., und die Menge an eingespritztem Kraftstoff ändert sich im wesentlichen in derselben Phase mit dem Ansaugdruck. Andererseits ändert sich während der Übergangsperiode des Motors das in diesem entwickelte Drehmoment auf Grund einer Änderung im Luft/Kraftstoffverhältnis des Gemischs innerhalb eines jeden Zylinders, was durch den Unterschied in der Fließgeschwindigkeit zwischen der Luft sowie dem Kraftstoff hervorgerufen wird, und auf Grund einer Änderung in der Menge des Luft/Kraftstoffgemischs, was durch eine Änderung im Ansaugdruck hervorgerufen wird, und diese Drehmomentänderung unterscheidet sich in der Phase von der Ansaugdruckänderung auf Grund einer Zeitverzögerung zwischen der Verbrennung des eingespritzen Kraftstoffs und der Entwicklung des Drehmoments.

Ein mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem mit drehzahlabhängiger Dosierung ausgerüsteter Motor weist des weiteren einen Beruhigungsbehälter mit großer Kapazität im Ansaugsystem auf, weshalb eine Phasendifferenz zwischen einer Änderung in der Motordrehzahl und einer Änderung im Ansaugdruck auftritt. Somit tritt eine Phasendifferenz zwischen einer Änderung in der Motordrehzahl und einer Änderung von im Motor entwickelten Drehmoment in Erscheinung. Wenn die Motordrehzahl abnimmt, dann wird wegen dieser Phasendifferenz das Drehmoment herabgesetzt, was eine weitere Abnahme in der Motordrehzahl bewirkt, während umgekehrt, wenn die Motordrehzahl ansteigt, eine ein Drehmoment des Motors entwickelnde Charakteristik die Folge ist, was die Änderung in der Motordrehzahl fördert, wodurch eine Erscheinung hervorgerufen wird, wonach die Motordrehzahl unstabil wird.

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist ein Verfahren bekanntgeworden, das beispielsweise in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 57-38 642(1982) offenbart ist. Hiernach werden eine Änderung der Drehzahl und eine Änderung des Ansaugdrucks des Motors in jedem Intervall von aufeinanderfolgenden Zündungen oder Kraftstoff-Einspritzungen erfaßt, so daß auf der Grundlage der Anderungsverläufe ein Korrekturfaktor für jeden Zündzeitpunkt und für jede Kraftstoff-Einspritzmenge bestimmt werden, um die Änderung des im Motor entwickelten Drehmoments zu unterdrücken.

Dieses bekannte Verfahren berücksichtigt jedoch nicht die Phasendifferenz zwischen der Änderung in der Motordrehzahl und der Änderung im entwickelten Motordrehmoment, und deshalb wird die Änderung in der Motordrehzahl während des Leerlaufbetriebs nicht in ausreichendem Maß unterdrückt.

Im Hinblick auf die vorstehend aufgezeigten, dem Stand der Technik anhaftenden Mangel ist es die Aufgabe der Erfindung,

ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufbetriebs eines Motors anzugeben, womit man in der Lage ist, die Drehzahl eines Motors während eines Leerlaufbetriebs stabil auf einen vorbestimmten Wert einzuregeln.

Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufbetriebs eines Motors aufzuzeigen, die so ausgebildet sind, daß die Entwicklung eines Drehmoments im Motor mit Hilfe von Motordrehzahldaten erfaßt wird und in Übereinstimmung mit dem erfaßten Drehmomentzustand wenigstens ein Motorbetriebsparameter, z.B. der Zündzeitpunkt, die Menge an eingespritztem Kraftstoff usw., geändert wird, so daß die Änderung im entwickelten Motordrehmoment wirksam unterdrückt wird.

Um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen und das obige Ziel sowie weitere Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß der Vorgang der Korrektur von wenigstens einem Motorbetriebsparameter und damit der Regelung der Motordrehzahl auf einen vorgegebenen Wert während des Leerlaufbetriebs dadurch ausgeführt, daß in Aufeinanderfolge die Motordrehzahl erfaßt wird, um damit einen Motordrehzahländerungsverlauf festzustellen, daß ein Motordrehmomentänderungsverlauf in Übereinstimmung mit dem Motordrehzahländerungsverlauf erfaßt wird, daß eine Phasendifferenz zwischen den beiden Verlaufen oder Charakteristiken auf der Grundlage der Motordrehzahl erfaßt wird, daß ein Motordrehmomentänderungszustand im augenblicklichen Zeitpunkt auf der Grundlage der Daten des Drehmomentänderungsverlaufs sowie der Phasendifferenzdaten bestimmt wird und daß dann der wenigstens eine Motorbetriebsparameter in einer Richtung korrigiert wird, um die Drehmomentänderung zu minimieren.

Gemäß der Erfindung wird somit während der Zeiträume eines Leerlaufbetriebs einschließlich des Motorlaufes mit sehr kleiner Drehzahl die Motordrehzahl auf einen vorbestimmten Wert stabil eingeregelt, d.h., es wird insbesondere die Motordrehzahl auf einen vorbestimmten Wert stabil eingeregelt, indem eine Änderung in der Motordrehmomententwicklung auf der Grundlage der Motordrehzahldaten erfaßt und wenigstens ein Motorbetriebsparameter, wie der Zündzeitpunkt, die Menge an eingespritztem Kraftstoff usw., in einer Richtung korrigiert wird, um die Drehmonentänderung zu minimieren und damit die Motordrehmomentänderung wirksam zu unterdrücken.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Kennlinien für Motorbetriebsbedingungen zur Erläuterung' eines prinzipiellen Steuer- oder Regelverfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Blockbild der Gesamtanordnung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig, 3A, 3B und 3C Flußdiagramme zu Erläuterung der Arbeitsweise gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein Datendiagramm zur Darstellung der Art und Weise, in der Zündzeitpunktkorrekturwerte <x gespeichert werden;

Fig. 5 eine Kennlinie über die Beziehung zwischen der Motordrehzahl N und der Phasendifferenz φ ;

Fig. 6 und 7 Kennlinien über einmal die Beziehung zwischen der Motordrehzahländerung δ N sowie dem Zündzeitpunktkorrekturwert ©c und zum anderen zwischen der Änderung ΔΝ sowie dem Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturfaktor K;

Fig. 8 ein Datendiagramm zur Darstellung der Art und Weise, in der Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturfaktoren K gespeichert werden.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt, die mit Bezug auf diese Zeichnungen beschrieben werden wird.

Es wird zuerst auf das grundsätzliche Regel- oder Steuerprinzip gemäß der Erfindung eingegangen. Die Kennliniendarstellungen (A), (B) und (C) von Fig. 1 zeigen die Motordrehzahl N sowie den Motordrehzahländerungsverlauf N (d.h.

ΔΝ/ΔΘ oder ΔΝ/Δΐ, wobei Θ ein Kurbelwinkel ist) bzw. den Ansaugdruck Pm oder die Einspritzimpulsdauer Tp bzw. das in einem mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem mit drehzahlabhängiger Dosierung, das im Ansaugsystem einen Beruhigungsbehälter von relativ großer Kapazität hat, versehenen Motor entwickelte Motordrehmoment Tr, welches sich während des Leerlaufbetriebs mit einer Periode von etwa 0,5 bis 2 see ändert. Was hier besonders hervorzuheben ist, das ist, daß herausgefunden wurde, daß die Drehmomentänderungscharakteristik (der Drehmomentänderungsverlauf) als die Motordrehzahländerungscharakteristik (der Motordrehzahländerungsverlauf) angenähert werden kann und daß zwischen diesen beiden Verläufen eine gegebene Phasendifferenz φ besteht, die von der Motordrehzahl N abhängig ist. Deshalb ist es durch Erfassen des Änderungsverlaufs N der Drehzahl N und der Phasendifferenz φ, möglich, die gegenwärtige Motordrehmomentänderung und die kurz darauf folgende Motordrehmomentänderung abzuschätzen, zu beurteilen oder festzustellen. Dann ist es möglich, durch Korrigieren von wenigstens einem Motorbetriebsparameter, wie dem Zündzeitpunkt, der eingespritzten Kraftstoffmenge usw.·, in Übereinstimmung mit dem Drehmomentänderungsverlauf die Motordrehzahl zu regeln, um die Motordrehmomentänderung zu minimieren.

Das heißt im einzelnen, daß, wie unter (D) in Fig. 1 gezeigt ist, Zündzeitpunktkorrekturwerte od. dgl., die erforderlich sind, um die Drehmomentänderung mit Bezug auf den Drehzahl-

änderungsverlauf N (d.h. den Wert, der als der Drehmomentänderungsverlauf Tr angenähert werden kann), der in einem vorbestimmten Winkelstellungsintervall des Motors (z.B. in Intervallen von 180° im Kurbelwinkel) oder durch den vorherigen Ablauf über einen ausreichend größeren Drehwinkelbereich als die Phasendifferenz L· festgelegt ist, zu minimieren, vorbereitend gespeichert werden. Wenn es dann in einer Winkelstellung Θ. beispieslweise erwünscht ist, den für die Minimierung der Drehmomentänderung im augenblicklichen Zeitpunkt begehrten Zündzeitpunktkorrekturwert zu erhalten, so kann er durch Bestimmen der entsprechenden Phasendifferenz ^₁ aus der Drehzahl N im augenblicklichen Zeitpunkt und durch Ansetzen des um den Phasenwinkel L· vorlaufenden Drehzahländerungsverlaufs N (d.h. den angenäherten Drehmomentänderungsverlauf fr) als im wesentlichen gleich einem Drehmomentänderungsverlauf fr. im augenblicklichen Zeitpunkt veranschlagt werden. In diesem Fall ist der Darstellung (D) von Fig. 1 zu entnehmen, daß ein Drehzahländerungsverlauf N, etwa in der Winkelstellung 0_g im wesentlichen gleich dem Drehmomentänderungsverlauf fr. im augenblicklichen Zeitpunkt ist.Wenn der in dieser Winkelstellung Og erhaltene Zündzeitpunktkorrekturwert abgerufen und verwendet wird, so ist es somit möglich, einen Betriebsparameter zu erhalten, der der Drehmomentänderung im augenblicklichen Zeitpunkt angemessen ist. Da die Intervalle zwischen den Winkelstellungen G₁, ©2' ®3» ···' ®io ^^{est sind} (^Ζ·^Β· ^{mit 180}°)> ^kann in diesem Fall die entsprechende Winkelstel lung durch Division der Phasendifferenz φ. durch diesen festen Winkel bestimmt werden; auch ist· eine ganz peinlich genaue Erfassung durch Anwendung einer interpolierenden Berechnung möglich. Es ist zu bemerken, daß die Phasendifferenz L· zwischen einem Drehmomentänderungsverlauf und einem Drehzahländerungsverlauf durch die Drehzahl N, durch die Kapazität des Ansaugsystems usw. bestimmt wird, weshalb ihre Werte im voraus durch Versuche festgelegt werden müssen.

Auch der im Augenblick der Winkelstellung G, erhaltene Betriebsparameter, z.B. der Zündzeitpunktkorrekturwert, ist der Wert, der in der nächsten Winkelstellugn Q_Q benutzt wird, und deshalb ist eine gewisse Abweichung im Drehmomentänderungsverlauf an der Stellung Θ vorhanden, wie die graphische Darstellung zeigt. Es ist insofern vorzuziehen, die Ab-. weichung zu berücksichtigen und als gespeicherten Wert in einer Abbildung zur Einstellung von Betriebsparameterwerten, z.B. Zündzeitpunktkorrekturwerten, zu verwenden oder einen die Abweichung kompensierenden Ausdruck in einer Betriebsparameter-Berechnungsformel aufzunehmen.

Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung eines Steuerverfahrens bei einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung, wobei als Brennkraftmaschine ein 4-Zylinder-Motor 1 zur Anwendung kommt. Um den Druck in einem Ansaugrohr 2 festzustellen, ist ein Halbleiter-Druckfühler 3 vorgesehen. In der Nähe einer jeden Zylinder- · eintrittsöffnung des Saugrohrs 2 ist ein elektromagnetisch betätigtes Kraftstoff-Einspritzventil 4 angeordnet, um Kraftstoff mit einem geregelten, konstanten Druck in den Motor 1 einzuspritzen. Als Zündsystem sind eine Zündspule 5 sowie ein Verteiler 6 vorgesehen, wobei letzterer für jeweils zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle eine Umdrehung ausführt und einen Drehwinkelfühler 7 umfaßt, um Motord.rehwinkel festzustellen. Zusätzlich zu dem den Druck im Ansaugrohr 2 erfassenden Druckfühler 3 sind ein Drosselklappenfühler 10, der den völlig geschlossenen oder im wesentlichen völlig geschlossenen Zustand einer Drosselklappe 9 erfaßt, ein die Temperatur der Ansaugluft feststellender Ansaugluft-Temperaturfühler 11 und ein Kühlwasser-Temperaturfühler 12, der den angewärmten Zustand des Motors 1 feststellt, vorhanden.

Um die angestrebte Motorsteuerung im Ansprechen auf die Erfassungssignale der oben genannten Fühler zu bewerkstelligen, ist eine Rechenschaltung 8 vorgesheen, die die Fühler-

signale durch die Fühlersignal-Eingabe-schaltungen 71 und empfängt. Die Rechenschaltung 8 umfaßt eine Zentraleinheit (ZE) 800, einen gemeinsamen oder allgemeinen Datenbus 810, ein Unterbrechungsbefehl-Bauglied 801, einen U/min-Zähler 802, Analog/Digital-Wandler 811, 812 und 813, einen Speicher 805, ein Zündzeitpunkt-Befehlsregister-/-zählerbauglied 806, ein, Kraftstoffeinspritzzeit-Befehl5register-/-zählerbauglied 808 sowie Leistungsverstärker 807 und 809.

Die Signale vom Drehwinkelfühler 7 umfassen drei Arten von Signalen, die über die Fühlersignal-Eingabeschaltung 71 an das Unterbrechungssignal-Bauglied 801 bzw. an den U/min-Zähler 802 gelegt werden. Die Signale vom Kühlwasser-Temperaturfühler 12, vom Drosselklappenfühler 10, vom Druckfühler 3 und vom Ansaugluft-Temperaturfühler 11 werden den A/D-Wandlern 811, 812 und 813 zugeführt. Im' Ansprechen an die vom Drehwinkelfühler 7 kommenden Drehwinkelsignale gibt das Unterbrechungsbefehl-Bauglied 801 über den Datenbus 810 Befehle an die ZE 800, um Unterbrechungstätigkeiten für die Berechnung der Kraftstoff-Einspritzmenge und die Berechnung einer Zündzeitpunktverstellung auszuführen, und sie gibt auch an das Zündzeitpunkt-Befehlsregister-/-zählerbauglied 806 sowie an das Einspritzzeit-Befehlsregister-Z-zählerbauglied 808 Betriebsstartzeit-Stauertaktsignale. Der U/min-Zähler 802 empfängt die Drehwinkelsignale vom Drehwinkelfühler 7, so daß er die Periode eines gegebenen Drehwinkels im Ansprechen auf die Taktsignale einer gegebenen Frequenz von der ZE 800 zählt und damit die Motordrehzahl berechnet wird. Die Signale vom Kühlwasser-Temperaturfühler 12, vom Drosselklappenfühler 10, vom Druckfühler 3 und vom Ansaugluft-Temperaturfühler 11 werden durch die A/D-Wandler 811, 812, 813 einer Analog/Digital-Umsetzung unterworfen und dann über den Datenbus 810 in die ZE 800 eingelesen. Der Speicher speichert die Steuerprogramme der ZE 800 und auch die Daten von den Baugliedern 801, 802, 811, 812, und 813.

Im Zündzeitpunkt-Befehlsregister-Z-zählerbauglied 806 werden die für eine Zündspulenerregungszeit und einen Erregungsunterbrechungsmoment kennzeichnenden sowie von der ZE 800 berechneten digitalen Signale jeweils als eine Zeit und ein Moment in Ausdrucken von Motordrehwinkeln berechnet. Der Ausgang des Bauglieds 806 wird durch den Leistungsverstärker 807 verstärkt, dessen Ausgang der Zündspule 5 zugeführt wird, um die Zeiten, in denen die Spule 5 erregt und abgeschaltet wird, zu steuern. Im Einspritzzeit-Befehlsregister-Z-zählerbauglied 808 wird das für die Dauer der öffnung der Einspritzventile 4 kennzeichnende sowie von der ZE 800 berechnete digitale Signal von zwei Rückwärtszählern mit gleicher Funktion in ein Impulssignal umgewandelt, das eine Impulsdauer hat, die die Dauer der öffnung der Einspritzventile 4 bestimmt. Der Ausgang des Bauglieds 808 wird durch den Leistungsverstärker 809 verstärkt, dessen Ausgang den Kraftstoff-Einspritzventilen 4 zugeführt wird.

Die Winkelsignale vom Drehwinkelfühler 7 werden dem Unterbrechungsbefehl-Bauglied 801 zugeführt, das seinerseits wieder Unterbrechungsbefehlssignale für die Berechnung eines Zündzeitpunkts und die Berechnung der Kraftstoff-Einspritzmenge erzeugt. Die Winkelsignale enthalten im einzelnen ein Signal, das für eine Bezugswinkelstellung kennzeichnend ist, und ein Signal, das für einen Einheitskurbelwinkel in 30°- Schritten beispielsweise kennzeichnend ist, und es werden Signale, die für gegebene Kurbelwinkel kennzeichnend sind., durch Dividieren der Frequenz der Einheitskurbelwinkelsignale in Abhängigkeit vom Bezugsstellensignal erzeugt. Im Fall eines 4-Zylinder-Motors wird beispielsweise einmal ein Signal für jeden 180°-Kurbelwinkel erzeugt, und das Signal (ein Unterbrechungsbefehlssignal) befiehlt der ZE 800, eine Unterbrechung in der Zündzeitpunktberechnungsverarbeitung auszuführen. Auch wird für jeden 360°-Kurbelwinkel ein Signal erzeugt, um eine Unterbrechung in der Kraftstoff-Einspritzmengenberechnungsverarbeitung zu befehlen. Selbstverständlich

setzt dieses Signal eine Situation voraus, in dsr die Kraftstoff-Einspritzmenge in zwei Teilen zugeführt wird und der Kraftstoff gleichzeitig in die jeweiligen Zylinder (oder Zylindergruppen) eingespritzt wird, und die Erfindung ist auch auf irgendein anderes KraftstoffVersorgungssystem oder -verfahren als das genannte anwendbar.

Mit Bezug auf die logischen Flußdiagramme der Fig. 3A, 3B und 3C wird nun die Arbeitsweise der Vorrichtung von Fig. erläutert. Wenn der Motor gestartet wird, so daß ein Zündzeitpunkt- oder Einspritzmengen-Rechenunterbrechungsbefehlssignal D oder E vom Unterbrechungsbefehl-Bauteil 801 ohne Rücksicht darauf, ob ein Hauptprogramm ausgeführt wird, empfangen wird, so unterbricht die ZE 800 sofort die Durchführung des Hauptprogramms und geht zu einem Schritt aO des Unterbrechungsprogramms über (s. Fig. 3A). Wenn das Zündzeitpunkt-Rechenunterbrechungsbe'fehlssignal D empfangen wird, so erfolgt ein übergang von einem Schritt al zu einem Schritt a2, so daß ein vom U/min-Zähler 802 geliefertes, die Motordrehzahl N kennzeichnendes Signal und ein von der A/D-Wandlergruppe 811-813 erzeugtes Signal für den Ansaugdruck Pm von einer RAM-Sektion des Speichers 805 abgerufen werden. In einem Schritt a3 wird eine in einer zweidimensionalen Abbildung von N- und Pm-Werten gespeicherte Grund-Zündzeit aus dem Speicher 805 ausgelesen.

In den Schritten a4, a5, a6 und a7 wird bestimmt, ob ein .Zustand für eine Korrektur des Motorbetriebsparameters (die Zündzeitverstellung oder die Kraftstoff-Einspritzmenge) gegeben ist.

Ist das nicht der Fall, dann wird ein übergang für die Operation in einem Schritt a21 ausgeführt. Ist das aber der Fall, dann erfolgt ein übergang zu einem Schritt a8, in dem ein Korrekturkennzeichen (-flag) für die Anzeige, daß die Kor-

rekturmöglichkeit für den Motorbetriebsparameter gegeben ist, gesetzt, um anzuzeigen, daß die Korrektur ermöglicht wird. In einem Schritt a9 wird ein die Motordrehzahl kennzeichnendes, durch die vorherige Zündzeitpunktunterbrechungsverarbeitung gespeichertes Signal N¹ aus der RAM-Sektion des Speichers 805 ausgelesen und der ZE 800 zugeführt. Im Schritt a 10 wird das im Schritt a2 abgerufene Signal N in die RAM-Sektion des Speichers 805 eingeschrieben. Dieses eingeschriebene Signal N wird als ein Signal N¹ in der nächsten Zündzeitunterbrechungsverarbeitung verwendet.

In einem Schritt a 11 wird eine Motordrehzahländerung

ΔΝ = N - N¹ berechnet, und in einem Schritt a 12 wird ein Zündzeitkorrekturwert «,, der der Drehzahländerung N (d.h. N), die der Motordrehmomentänderung nahekommt, entspricht, aus einer Korrekturwertabbildung (Fig. 6) in der ROM-Sektion des Speichers 80"5 ausgelesen.

In den Schritten a13, a14, a 15 und a16 werden die Zündzeitkorrekturwerte oc bis ⁰^iQ₉ die durch die letzten zehn Zündzeitunterbrechungsverarbeitungen erhalten wurden, gespeichert, wie Fig. 4 zeigt. Das wird durch die vorher erwähnte Entdeckung bestimmt, daß der Motordrehmomentänderungsverlauf durch den Motordrehzahländerungsverlauf angenähert werden kann und daß der verflossene Datenablauf des Motordrehzahländerungsverlauf s über einen größeren Drehwinkelbereich als die Phasendifferenz benötigt wird.

Die Adressen der Zündzeit korrekturwerte c^ bis öd für die vergangenen zehn Verarbeitungen werden sequentiell verschon ben, der älteste Korrekturwert <x_1Q wird gelöscht. Dann wird im Schritt a17 der im Schritt a 12 erhaltene Korrekturwert oc.

an eine Adresse A. geschrieben.

Hierauf wird im Schritt a18 ein Wert, der für die Phasendifferenz φ zwischen dem Motordrehzahländerungsverlauf N und dem Drehmomentänderungsverlauf Tr entsprechend der im Schritt a2 abgerufenen Motordrehzahl N kennzeichnend ist, aus der in Fig. 5 gezeigten Einstellabbildung entnommen. In einem Schritt a 19 wird aus der folgenden Gleichung ein Korrekturwert <* des Grundzündzeitpunkts erhalten:

Für i< φ < i + 1 (worin i eine ganze Zahl ist)

istoc = (i + i-<|>)x <xi + (φ - i) χ od + 1

Das heißt, die Phasendifferenz φ zwischen dem Motordrehmomentänderungsverlauf fr und dem Motordrehzahländerungsverlauf N ist im wesentlichen der Motordrehzahl N proportional, und deshalb kann die Phasendifferenz φ im augenblicklichen Zeitpunkt leicht aus der Motordrehzahl N erhalten werden. Das hat zum Ergebnis, daß der Drehmomentänderungsverlauf im gegenwärtigen Zeitpunkt als im wesentlichen gleich dem um die Phasendifferenz φ vorlaufenden Motordrehzahländerungsverlauf veranschlagt werden kann. Wenn der zu einer um die Phasendifferenz φ vorlaufende Zeit erhaltene Zündzeitkorrekturwert ex durch Interpolation berechnet wird, so ist es somit möglich, einen Betriebsparameter zu erhalten, der dem gegenwärtigen Drehmomentänderungsverlauf angemessen ist.

In einem Schritt a20 wird dann dieser Korrekturwert «* dem vorher erhaltenen Grund-Zündzeitpunkt zuaddiert. Korrekturen für die Motor-Kühlwassertemperatur und die Ansauglufttemperatur werden in einem Schritt a21 bewirkt, und die sich ergebenden berechneten Daten werden in das Register des Zündzeitpunkt-Befehlsregister-/-zählerbauglieds 806 in einem Schritt a22 eingesetzt, wodurch die laufende Unterbrechungsverarbeitung (im Schritt a23) zurückgestellt wird.

Wenn dagegen das Kraftstoff-Einspritzmengen-Unterbrechungsbefehlssignal E empfangen wird, dann erfolgt ein Übergang vom Schritt al zum Schritt b1 (in Fig. 3C), wo die gleiche Operation wie im Schritt a2 ausgeführt wird, um die Werte von N und Pm abzurufen. Im Schritt b2 wird aus den im Schritt b1 abgerufenen Werten von N und Pm eine Kraftstoff-Grundeinspritzmenge berechnet. Im Schritt b3 wird bestimmt, ob die Korrekturf lag A durch die letzte Zündzeit-Unterbrechungsverarbeitung gesetzt worden ist. Ist das der Fall, erfolgt ein Übergang zum Schritt b4, und die Korrekturf lag A wird zurückgestellt. In den Schritten b5, b6, b7 und b8 werden gleichartige Operationen wie in den Schritten a9, a10, a 11 und a 12 ausgefürht, um einen Einspritzgrundmengenkorrekturfaktor K, zu erhalten. Die Fig. 7 zeigt eine Korrekturfaktor-Einstellabbildung für die Werte von AN. in den Schritten b9, b10, b11, b12 und b13 werden die gleichartigen Operationen wie in den Schritten a13, a14, a15, a16 und a17 ausgeführt, um die Daten Ki im RAM (s. Fig. 8) zu aktualisieren. Im Fall der Einspritzunterbrechung liegt der Grund für i = 5 im Schritt b9 darin, daß die Periode der Einspritzunterbrechung die Hälfte derjenigen der Zündunterbrechung im Fall eines 4-Zylinder-Motors ist.

In den Schritten b14 und b15 werden zu den Schritten a 18 und a 19 gleichartige Operationen ausgeführt, um einen Korrekturfaktor K zu erhalten. Für die Berechnung von K wird die folgende Gleichung verwendet:

Für i < <j>' < i + 1 (worin i eine ganze Zahl sit)

ist K = (i + 1 - φ¹) χ Ki + (ψ¹ - i) χ Ki + 1

Im Schritt b16 wird die Kraftstoff-Grundeinspritzmenge mit dem Korrekturwert K multipliziert und ein übergang zum Schritt b17 ausgeführt, in dem die erforderlichen Korrekturen für die Kühlwassertemperatur, die Ansauglufttemperatur, die Batteriespannung usw. vorgenommen werden. Dann werden im Schritt b18

die resultierenden berechneten Daten in das Register des Kraftstoff-Einspritzbefehlsreg ister-/-Zählerbauglieds 808 eingesetzt. Somit wird die laufende Unterbrechungsverarbeitung (im Schritt a23) zurückgestellt.

Die Fig. 6 und 7 sind charakteristische-Kurven, die jeweils die Beziehungen zwischen den Motordrehzahl-Änderungsverläufen, die an den bestimmten Adressen der ROM-Sektion des Speichers 805 gespeichert sind, und den Zündzeitpunktkorrekturwerten <=* bzw. den Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturfaktoren K zeigen. Die letztgenannten Korrekturfaktoren K, die den Motordrehzahl-Änderungsve.rläufen (in U/min ausgedrückt) entsprechen, werden an den entsprechenden Adressen in der ROM-Sektion des Speichers 805 mit einer solchen Kennlinie, wie sie Fig.7 zeigt, gespeichert. Das heißt, daß dann, wenn die Motordrehzahl abnimmt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf negativ wird, die Kraftstoff-Einspritzmenge dahingehend korrigiert wird, daß sie größer wird, und es wird das Motordrehmoment erhöht, wodurch ein Abnehmen in der Motordrehzahl verhindert wird. Wenn umgekehrt die Motordrehzahl zunimmt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf positiv wird, dann wird die Kraftstoff-Einspritzmenge dahingehend korrigiert, daß sie weniger wird, und es wird das Motordrehmoment vermindert, wodurch ein Ansteigen in der Motordrehzahl verhindert wird. Da die Motordrehmomentcharakteristik im Bereich des stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnisses derart ist, daß dieselbe Änderung im Luft/Kraftstoffverhältnis sowohl nach der mageren wie nach der fetten Seite des stöchiometrischen Luft/KraftstoffVerhältnisses in einer größeren Drehmomentabnahme auf der mageren Seite als Zunahme im Drehmoment auf der fetten Seite resultiert, werden die den negativen Drehzahländerungen entsprechenden Korrekturwerte größer voreingestellt als die den positiven Drehzahländerungen entsprechenden. Andererseits werden die Zündzeitkorrekturwerte oe (ausgedrückt in Kurbelwinkelgeraden) entsprechend den Motordrehzahländerungen (ausgedrückt in U/min) an den ent-

sprechenden Adressen der ROM-Sektion im Speicher 805 mit einem solchen Kurvenverlauf, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, gespeichert. Das heißt, daß dann, wenn die Motordrehzahl abnimmt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf negativ wird, der Zündzeitpunkt dahingehend korrigiert wird, um ihn vorzuverlegen, und es wird das Motordrehmoment erhöht, wodurch eine Abnahme der Motordrehzahl verhindert wird. Wenn dagegen die Motordrehzahl ansteigt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf positiv wird, dann wird der Zündzeitpunkt dahingehend korrigiert, daß er verzögert wird, und es wird das Motordrehmoment vermindert, wodurch ein Ansteigen der Motordrehzahl verhindert wird.

Wenngleich die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung als auf einen 4-Zylinder-Motor, der mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem mit drehzahlabhängiger Dosierung ausgestattet ist, angewendet erläutert wurde, so ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt und auf Mehrzylindermotoren z.B. 6- o^rder 8-Zylinder-Motoren, wie auch auf Vielzylindermotoren, die mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem der Massenstrombauart ausgerüstet sind, anwendbar.

Auch wenn die oben beschriebene Ausführungsform hauptsächlich dazu dient, einen Motor mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem zu steuern, so ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt, sondern ist auch auf Motoren anwendbar, die eine.n elektronisch gesteuerten Vergaser haben.

Die Erfindung offenbart somit die Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine auf eine vorbestimmte Motordrehzahl durch Korrigieren eines Motorbetriebs-parameters, wie eines Zündzeitpunkts, der Kraftstoff-Einspritzmenge usw., um einen Änderungsverlauf im Motordrehmoment zu unterdrücken. An Stelle der direkten Erfassung des Drehmomentänderungsverlaufs wird ein Motordrehzahländerungsverlauf erfaßt, und es

wird ein Korrekturwert des Motorparameters als eine Funktion des Motordrehzahländerungsverlaufs bestimmt, was darauf beruht, daß gefunden wurde, daß der Drehmomentänderungsverlauf als der Motordrehzahländerungsverlauf mit einer festen Phasendifferenz zwischen diesen angenähert werden kann. Da die Phasendifferenz durch die Motordrehzahl bestimmt wird, wird ein Korrekturwert in dem augenblicklichen Zeitpunkt aus dem vorher erhaltenen Korrekturwert, der um die Phasendifferenz vorausgeht, erhalten.

Leerseite

Claims (8)

1. Patentansprüche

   1/ Verfahren zur Steuerung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine unter Einregelung der Motordrehzahl auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl durch Korrektur wenigstens eines Motorbetriebsparameters, gekennzeichnet

   - durch Erfassen in Aufeinanderfolge einer Drehzahl des Motors und darauf beruhendes Feststellen einer Änderungscharakteristik des Motors,

   - durch Erfassen einer Drehmoment-Änderungscharakteristik des Motors in Übereinstimmung mit der Drehzahl-Änderungscharakteristik des Motors,

   - durch Erfassen einer Phasendifferenz zwischen diesen Charakteristiken in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl ,

   - durch Bestimmen einer Motordrehmomentänderung in einem augenblicklichen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit Daten der Drehmoment-Änderungscharakteristik und der

   r Bank (München) Kto. 3939644

   Bayer. Vereinsbank (München) Kto 5OB

   Posischeck (München) Kto. 670-43-804

   differenz und

   - durch Einregeln des wenigstens einen Motorbetriebsparameters in einer die Motordrehmomentänderung minimierenden Richtung.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmoment-Änderungscharakteristik des Motors durch Annähern dieser als eine Drehzahl-Änderungscharakteristik, des Motors, die die auf der Grundlage der Motordrehzahl bestimmte Phasendifferenz hat, erfaßt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz aus einer Einstellabbildung,' die eine Phasendifferenz zwischen einer Motordrehzahl-Änderungscharakteristik und einer Motordrehmoment-Änderungscharakteristik darstellt, berechnet wird, daß die Motordrehzahl-Änderungscharakteriäik und die Motordrehmoment-Änderungscharakteristik im voraus experimentell bestimmt werden und daß die Phasendifferenz als eine Funktion der Drehzahl des Motors dargestellt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Motorbetriebsparameter einen Zündzeitpunkt umfaßt und daß der Zündzeitpunkt durch Berechnen eines Zündzeitpunkt-Korrekturwerts an einer um die Phasendifferenz vorausgehenden Stelle aus einer Vielzahl von im voraus in Aufeinanderfolge für vorbestimmte Zeiten an einem vorbestimmten Winkelstellungsintervall des Motors gespeicherten Züdnzeitpunkt-Korrekturwerten und durch Korrigieren des Zündzeitpunkts mit dem berechneten Zündzeitpunkt-Korrekturwert korrigiert wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Motorbetriebsparameter eine Kraftstoff-Einspritzmenge umfaßt und daß die Kraftstoff-Ein-

   spritzmenge durch Berechnen eines Kraftstoff-Einspritzmengen-Korrekturwerts an einer um die Phasendifferenz vorausgehenden Stelle aus einer Vielzahl von im voraus in Aufeinanderfolge für vorbestimmte Zeiten an einem vorbestimmten Winkelstellungsintervall des Motors gespeicherten Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturwerten und durch Korrigieren der Kraftstoff-Einspritzmenge durch den berechneten Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturwert korrigiert wird.
6. 6. Vorrichtung zur Steuerung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine unter Einregelung der Motordrehzahl auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl durch Korrektur wenigstens eines Motorbetriebsparameters, gekennzeichnet

   - durch eine einen Drehwinkel des Motors (1) erfassende Fühlereinrichtung (7),

   - durch einen für den Empfang eines Signals von der Fühleinrichtung (7) geschalteten, eine Motordrehzahl in Aufeinanderfolge an einem vorgegebenen Winkelstellungsintervall des Motors bestimmenden Drehzahlzähler (802),

   - durch eine auf die Bestimmung der Motordrehzahl ansprechende Einrichtung, die in Aufeinanderfolge eine Änderung in der Motordrehzahl zwischen der gegenwärtigen sowie der vorhergegangenen Motordrehzahl berechnet,

   - durch eine in Aufeinanderfolge einen Korrekturwert des Motorbetriebsparameters entsprechend der Änderung in der Motordrehzahl bestimmende Einrichtung, wobei die Änderung im wesentlichen eine Änderung im entwickelten Motordrehmoment mit einer von der Änderung in der Motordretizahl nacheilenden Phasendifferenz darstellt,

   - durch eine den bestimmten Korrekturwert des Motorbetriebsparameters in Aufeinanderfolge für vorgegebene Zeiten speichernde Einrichtung (805),

   durch eine die Phasendifferenz zwischen der Änderung in der Motordrehzahl und der Änderung im Motordrehmoment auf der Grundlage der durch den Drehzahlzähler bestimmten Motordrehzahl bestimmende Einrichtung,

   - durch eine einen Korrekturwert, der einem Korrekturwert an einer um die Phasendifferenz vorausgehenden Winkelstellung des Motors entspricht, aus den gespeicherten Korrekturwerten und der durch die Motordrehzahl bestimmten Phasendifferenz berechnende Einrichtung und

   - durch eine den Motorbetriebsparameter mit dem Korrekturwert korrigierende Einrichtung.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung eines Korrekturwerts eine gespeicherte Abbildung umfaßt, die eine vorgegebene Beziehung zwischen dem Korrekturwert und der Änderung in der Motordrehzahl darstellt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, daß die Einrichtung zur Speicherung des bestimmten Korrekturwerts diese für die vorgegebenen Zeiten, die sich über einen Drehwinkelbereich des Motors erstrecken, der größer ist als die Phasendifferenz, speichert.