DE3341622C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur elektronischen Regelung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraft­ maschine unter Einregelung der Motordrehzahl auf eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl durch Korrektur wenigstens eines Motorbetriebsparameters. Sie betrifft insbesondere eine elektronische Regelung der Drehzahl einer mit einem elektronisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzsystem ausgerüsteten Maschine während Leerlaufbetriebs­ zeiträumen, wie Leerlaufbetrieb oder Betrieb mit sehr nie­ driger Geschwindigkeit, durch Regelung beispielsweise der Menge an eingespritztem Kraftstoff, des Zündzeitpunkts (der Zündverstellung) oder der der Maschine zugeführten Luft­ menge.

Im allgemeinen wird bei einem mit einem elektronischen Kraft­ stoff-Einspritzsystem mit drehzahlabhängiger Dosierung aus­ gestatteten Motor die Menge an eingespritztem Kraftstoff in einer solchen Weise bestimmt, daß ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis im wesentlichen durch eine Kraft­ stoff-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-Grundein­ spritzmenge 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 Ein­ fluß des Ansaugdrucks gering.

Bei einem mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritz­ system mit drehzahlabhängiger Dosierung ausgestatteten Motor bewirkt das Auftreten jeglicher Störgröße im Motor bei last­ losem Betrieb eine Änderung sowohl in der Motordrehzahl wie auch im Ansaugdruck, und die Menge an eingespritztem Kraft­ stoff ändert sich im wesentlichen in derselben Phase mit dem Ansaugdruck. Andererseits ändert sich während der Übergangs­ periode des Motors das in diesem entwickelte Drehmoment auf Grund einer Änderung im Luft/Kraftstoffverhältnis des Ge­ mischs innerhalb eines jeden Zylinders, was durch den Unter­ schied in der Fließgeschwindigkeit zwischen der Luft sowie dem Kraftstoff hervorgerufen wird, und auf Grund einer Ände­ rung 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 eingespritzten Kraftstoffs und der Ent­ wicklung 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 zwi­ schen einer Änderung in der Motordrehzahl und einer Änderung des im Motor entwickelten Drehmoments in Erscheinung. Wenn die Motordrehzahl abnimmt, wird wegen dieser Phasendif­ ferenz das Drehmoment herabgesetzt, was eine weitere Abnahme in der Motordrehzahl bewirkt, während umgekehrt, wenn die Motordrehzahl ansteigt, eine ein Drehmoment des Motors ent­ wickelnde Charakteristik die Folge ist, was die Änderung in der Motordrehzahl fördert, wodurch die Motordrehzahl unstabil wird.

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist ein Verfahren bekannt, das beispielsweise in der japanischen Patent-Offenle­ gungsschrift Nr. 57-38 642 (1982) offenbart ist. Hiernach wer­ den eine Änderung der Drehzahl und eine Änderung des Ansaug­ drucks des Motors in jedem Intervall von aufeinanderfolgen­ den Zündungen oder Kraftstoff-Einspritzungen erfaßt, so daß auf der Grundlage der Änderungsverläufe ein Korrekturfaktor für jeden Zündzeitpunkt und für jede Kraftstoff-Einspritz­ menge bestimmt wird, um die Änderung des im Motor ent­ wickelten Drehmoments zu unterdrücken.

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur elektronischen Regelung des Leer­ laufbetriebs einer Brennkraftmaschine anzugeben, womit die Drehzahl eines Motors während eines Leerlaufbetriebs stabil auf einen vorbestimmten Wert einregelbar ist.

Hierbei soll die Ent­ wicklung eines Drehmoments im Motor mit Hilfe von Motordreh­ zahldaten erfaßt und in Übereinstimmung mit dem erfaßten Drehmomentzustand wenigstens ein Motorbetriebsparameter, z. B. der Zündzeitpunkt, die Menge an eingespritztem Kraftstoff usw., geändert werden, so daß die Änderung im entwickelten Motordrehmoment wirksam unterdrückt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des verfahrensgemäßen Patentanspruchs 1 und durch die des vorrichtungsgemäßen Patentanspruchs 6 gelöst.

Weiterbildungen zur elektronischen Regelung des Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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 Mo­ tordrehzahl 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 korri­ giert wird, um die Drehmomentänderung zu minimieren und da­ mit die Motordrehmomentänderung wirksam zu unterdrücken.

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand der Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Kennlinien für Motorbetriebsbedingungen zur Erläu­ terung der prinzipiellen Wirkungsweise des Regelverfah­ rens,

Fig. 2 ein schematisches Blockbild der Gesamtanordnung der Regelvorrichtung,

Fig. 3A, 3B und 3C Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeits­ weise der Regelung,

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

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

Fig. 6 und 7 Kennlinien über die Beziehung zwischen der Motordrehzahländerung, Δ N und dem Zündzeit­ punktkorrekturwert α sowie die Beziehung zwischen der Änderung Δ N und dem Kraftstoff-Einspritzmengen­ korrekturfaktor K und

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

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Regelung dargestellt, die mit Bezug auf die Zeichnung nachstehend beschrieben wird.

Es wird zuerst auf das grundsätzliche Regel­ prinzip eingegangen. Die Kennliniendar­ stellungen (A), (B) und (C) von Fig. 1 zeigen die Motordreh­ zahl N sowie den Motordrehzahländerungsverlauf N (d. h. Δ N/ΔR oder ΔN/Δt, wobei R 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, verse­ henen Motor entwickelte Motordrehmoment Tr, welches sich während des Leerlaufbetriebs mit einer Periode von etwa 0,5 bis 2 s ändert. Hervorzuheben ist hierbei die Erkenntnis, daß die Drehmomentände­ rungscharakteristik (Drehmomentänderungsverlauf) als Motordrehzahländerungscharakteristik (Motordrehzahlän­ gerungsverlauf) angenähert werden kann und daß zwischen die­ sen beiden Verläufen eine gegebene Phasendifferenz Φ besteht, die von der Motordrehzahl N abhängig ist. Deshalb ist es durch Erfassen des Änderungsverlaufs der Drehzahl N und der Pha­ sendifferenz Φ₁ möglich, die gegenwärtige Motordrehmoment­ änderung und die kurz darauf folgende Motordrehmomentänderung abzuschätzen, zu beurteilen oder festzustellen. Dann ist es möglich, durch Korrigieren von wenigstens einem Motorbe­ triebsparameter, wie dem Zündzeitpunkt, der eingespritzten Kraftstoffmenge usw., in Übereinstimmung mit dem Drehmoment­ änderungsverlauf die Motordrehzahl zu regeln, um die Motor­ drehmomentänderung 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 (d. h. den Wert, der als Drehmoment­ änderungsverlauf r angenähert werden kann), der in einem vorbestimmten Winkelstellungsintervall des Motors (z. B. in Intervallen von 180° im Kurbelwinkel) oder durch den vor­ herigen Ablauf über einen ausreichend größeren Drehwinkel­ bereich als die Phasendifferenz Φ₁ festgelegt ist, zu mini­ mieren, vorbereitend gespeichert werden. Wenn es dann in einer Winkelstellung R₁ beispielsweise erwünscht ist, den für die Minimierung der Drehmomentänderung im augenblick­ lichen Zeitpunkt begehrten Zündzeitpunktkorrekturwert zu erhalten, so kann er durch Bestimmen der entsprechenden Pha­ sendifferenz R₁ aus der Drehzahl N im augenblicklichen Zeit­ punkt und durch Ansetzen des um den Phasenwinkel Φ₁ vorlaufen­ den Drehzahländerungsverlaufs (d. h. den angenäherten Dreh­ momentänderungsverlauf r) als im wesentlichen gleich einem Drehmomentänderungsverlauf r₁ im augenblicklichen Zeitpunkt veranschlagt werden. In diesem Fall ist der Darstellung (D) von Fig. 1 zu entnehmen, daß ein Drehzahländerungsverlauf ₁ etwa in der Winkelstellung R₉ im wesentlichen gleich dem Drehmomentänderungsverlauf r₁ im augenblicklichen Zeitpunkt ist. Wenn der in dieser Winkelstellung R₉ erhaltene Zünd­ zeitpunktkorrekturwert abgerufen und verwendet wird, ist es somit möglich, einen Betriebsparameter zu erhalten, der der Drehmomentänderung im augenblicklichen Zeitpunkt angemes­ sen ist. Da die Intervalle zwischen den Winkelstellungen R₁, R₂, R₃. . . . , R₁₀ fest sind (z. B. mit 180°), kann in diesem Fall die entsprechende Winkelstellung durch Divi­ sion der Phasendifferenz Φ₁ durch diesen festen Winkel be­ stimmt werden; auch ist eine äußerst genaue Erfassung durch Anwendung einer interpolierenden Berechnung möglich. Die Phasendifferenz Φ₁ zwischen einem Drehmomentänderungsverlauf und einem Drehzahländerungs­ verlauf durch die Drehzahl N wird hierbei von der Kapazität des Ansaugsystems usw. bestimmt, weshalb ihre Werte im voraus durch Versuche festgelegt werden müssen.

Auch der im Augenblick der Winkelstellung R₁ erhaltene Be­ triebsparameter, z. B. der Zündzeitpunktkorrekturwert, ist der Wert, der in der nächsten Winkelstellung R₀ benutzt wird, und deshalb ist eine gewisse Abweichung im Drehmomentände­ rungsverlauf an der Stellung R₀ vorhanden, wie die graphi­ sche 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 eine Betriebs­ parameter-Berechnungsformel aufzunehmen.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens, wobei als Brennkraftma­ schine 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 Kraft­ stoff mit einem geregelten, konstanten Druck in den Motor 1 einzuspritzen. Als Zündanlage sind eine Zündspule 5 sowie ein Verteiler 6 vorgesehen, wobei letzterer für jeweils zwei Um­ drehungen der Motorkurbelwelle eine Umdrehung ausführt und einen Drehwinkelfühler 7 umfaßt, um Motordrehwinkel festzu­ stellen. Zusätzlich zu dem den Druck im Ansaugrohr 2 erfas­ senden Druckfühler 3 sind ein Drosselklappenfühler 10, der den völlig geschlossenen oder im wesentlichen völlig ge­ schlossenen Zustand einer Drosselklappe 9 erfaßt, ein die Temperatur der Ansaugluft feststellender Ansaugluft-Tempera­ turfühler 11 und ein Kühlwasser-Temperaturfühler 12, der den Warmlaufzustand des Motors 1 feststellt, vorhanden.

Um die angestrebte Leerlaufregelung in Abhängigkeit von den Erfassungssignalen der oben genannten Fühler zu bewerkstelli­ gen, ist eine Rechenschaltung 8 vorgesehen, die die Fühler­ signale durch Fühlersignal-Eingabeschaltungen 71 und 72 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-Befehlsregister-/zählerbauglied 808 sowie Leistungsverstärker 807 und 809.

Die Signale von 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-Tempera­ turfühler 12, vom Drosselklappenfühler 10, vom Druckfühler 3 und vom Ansaugluft-Temperaturfühler 11 werden den A/D- Wandlern 811, 812 und 813 zugeführt. Ansprechend auf die vom Drehwinkelfühler 7 kommenden Drehwinkelsignale gibt das Unterbrechungsbefehl-Bauglied 801 über den Datenbus 810 Be­ fehle an die ZE 800 ab, 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-/-zählerbau­ glied 808 Betriebsstartzeit-Steuertaktsignale ab. Der U/min- Zähler 802 empfängt die Drehwinkelsignale vom Drehwinkelfüh­ ler 7, so daß er die Periode eines gegebenen Drehwinkels ansprechend auf die Taktsignale einer gegebenen Frequenz von der ZE 800 zählt und damit die Motordrehzahl berechnet wird. Die Signale vom Kühlwasser-Temperaturfühler 12, vom Drossel­ klappenfühler 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 805 speichert die Steuerprogamme der ZE 800 und auch die Daten von den Baugliedern 801, 802, 811, 812 und 813.

Im Zündzeitpunkt-Befehlsregister-/-zählerbauglied 806 werden dir für eine Zündspulenerregungszeit und einen Erregungsun­ terbrechungsmoment kennzeichnenden sowie von der ZE 800 berechneten digitalen Signale jeweils als eine Zeit und ein Moment in Ausdrücken von Motordrehwinkeln berechnet. Das Aus­ gangssignal 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-/-zähler­ bauglied 808 wird das für die Dauer der Öffnung der Ein­ spritzventile 4 kennzeichnende sowie von der ZE 800 berechne­ te digitale Signal von zwei Rückwärtszählern mit gleicher Funktion in ein Impulssignal umgewandelt, das eine Impuls­ dauer hat, die die Dauer der Öffnung der Einspritzventile 4 bestimmt. Das Ausgangssignal des Bauglieds 808 wird durch den Lei­ stungsverstärker 809 verstärkt, dessen Ausgangssignal den Kraftstoff- Einspritzventilen 4 zugeführt wird.

Die Winkelsignale vom Drehwinkelfühler 7 werden dem Unter­ brechungsbefehl-Bauglied 801 zugeführt, das seinerseits wieder Unterbrechungsbefehlssignale für die Berechnung eines Zündzeitpunkts und die Berechnung der Kraftstoff-Einspritz­ menge 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 Un­ terbrechung in der Zündzeitpunktberechnungsverarbeitung aus­ zuführen. Auch wird für jeden 360°-Kurbelwinkel ein Signal erzeugt, um eine Unterbrechung in der Kraftstoff-Einspritz­ mengenberechnungsverarbeitung zu befehlen. Selbstverständlich setzt dieses Signal eine Situation voraus, in der die Kraft­ stoff-Einspritzmenge in zwei Teilen zugeführt wird und der Kraftstoff gleichzeitig in die jeweiligen Zylinder (oder Zylindergruppen) eingespritzt wird. Die Erfindung ist jedoch auch auf ein anderes Kraftstoffversorgungssystem oder -verfahren als das genannte anwendbar.

Mit Bezug auf die logischen Flußdiagramme der Fig. 3A, 3B und 3C wird nachstehend die Arbeitsweise der Vorrichtung von Fig. 2 erläutert. Wenn der Motor gestartet wird, so daß ein Zünd­ zeitpunkt- oder Einspritzmengen-Rechenunterbrechungsbefehls­ signal D oder E vom Unterbrechungsbefehl-Bauteil 801 ohne Rücksicht darauf, ob ein Hauptprogramm ausgeführt wird, emp­ fangen wird, unterbricht die ZE 800 sofort die Durchfüh­ rung des Hauptprogramms und geht zu einem Schritt a0 des Unterbrechungsprogramms über (s. Fig. 3A). Wenn das Zündzeit­ punkt-Rechenunterbrechungsbefehlssignal D empfangen wird, erfolgt ein Übergang von einem Schritt a1 zu einem Schritt a2, so daß ein vom U/min-Zähler 802 geliefertes, die Motor­ drehzahl N kennzeichnendes Signal und ein von der A/D-Wand­ lergruppe 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, wird ein Übergang für die Opera­ tion 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 kenn­ zeichnendes, durch die vorherige Zündzeitpunktunterbrechungs­ verarbeitung gespeichertes Signal N′ aus der RAM-Sektion des Speichers 805 ausgelesen und der ZE 800 zugeführt. Im Schritt a10 wird das im Schritt a2 abgerufene Signal N in die RAM-Sektion des Speichers 805 eingeschrieben. Dieses eingeschriebene Signal N wird als ein Signal N′ in der näch­ sten Zündzeitunterbrechungsverarbeitung verwendet.

In einem Schritt a11 wird eine Motordrehzahländerung ΔN=N-N′ berechnet, und in einem Schritt a12 wird ein Zündzeitkorrekturwert α₁, der der Drehzahländerung N (d. h. ), die der Motordrehmomentänderung nahekommt, ent­ spricht, aus einer Korrekturwertabbildung (Fig. 6) in der ROM-Sektion des Speichers 805 ausgelesen.

In den Schritten a13, a14, a15 und a16 werden die Zündzeit­ korrekturwerte α₁ bis α₁₀, die durch die letzten zehn Zündzeitunterbrechungsverarbeitungen erhalten wurden, ge­ speichert, wie Fig. 4 zeigt. Dies beruht auf der vorstehend er­ wähnten Erkenntnis, daß der Motordrehmomentänderungs­ verlauf durch den Motordrehzahländerungsverlauf angenähert werden kann und daß der verflossene Datenablauf des Motor­ drehzahländerungsverlaufs über einen größeren Drehwinkel­ bereich als Phasendifferenz benötigt wird.

Die Adressen der Zündzeitkorrekturwerte α₁ bis α₁₀ für die vergangenen zehn Verarbeitungen werden sequentiell verscho­ ben, der älteste Korrekturwert α₁₀ wird gelöscht. Dann wird im Schritt a17 der im Schritt a12 erhaltene Korrekturwert α₁ unter einer Adresse A₁ eingeschrieben.

Hierauf wird im Schritt a18 ein Wert, der für die Phasendif­ ferenz Φ zwischen dem Motordrehzahländerungsverlauf und dem Drehmomentänderungsverlauf r entsprechend der im Schritt a2 abgerufenen Motordrehzahl N kennzeichnend ist, aus der in Fig. 5 gezeigten Einstellabbildung entnommen. In einem Schritt a19 wird aus der folgenden Gleichung ein Korrekturwert α des Grundzündzeitpunkts erhalten:

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

α = (i + 1 - Φ) × αi + (Φ - i) × αi + 1

Das heißt, die Phasendifferenz Φ zwischen dem Motordrehmo­ mentänderungsverlauf r und dem Motordrehzahländerungsverlauf ist im wesentlichen der Motordrehzahl N proportional, und deshalb kann die Phasendifferenz Φ im augenblicklichen Zeit­ punkt leicht aus der Motordrehzahl N erhalten werden. Das hat zum Ergebnis, daß der Drehmomentänderungsverlauf im gegen­ wärtigen Zeitpunkt als im wesentlichen gleich dem um die Phasendifferenz Φ vorlaufenden Motordrehzahländerungsverlauf veranschlagt werden kann. Wenn der zu einer um die Phasen­ differenz Φ vorlaufende Zeit erhaltene Zündzeitkorrekturwert α durch Interpolation berechnet wird, ist es somit mög­ lich, einen Betriebsparameter zu erhalten, der dem gegenwär­ tigen Drehmomentänderungsverlauf angemessen ist.

In einem Schritt a20 wird dann dieser Korrekturwert α dem vorher erhaltenen Grund-Zündzeitpunkt hinzuaddiert. Korrekturen für die Motor-Kühlwassertemperatur und die Ansauglufttempera­ tur werden in einem Schritt a21 bewirkt, und die sich erge­ benden berechneten Daten werden in das Register des Zündzeit­ punkt-Befehlsregister-/-zählerbauglieds 806 in einem Schritt a22 eingegeben, wodurch die laufende Unterbrechungsverarbei­ tung (im Schritt a23) zurückgestellt wird.

Wenn dagegen das Kraftstoff-Einspritzmengen-Unterbrechungs­ befehlssignal E empfangen wird, erfolgt ein Übergang vom Schritt a1 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-Grund­ einspritzmenge berechnet. Im Schritt b3 wird bestimmt, ob das Korrekturflag A durch die letzte Zündzeit-Unterbrechungs­ verarbeitung gesetzt worden ist. Ist das der Fall, erfolgt ein Übergang zum Schritt b4, und das Korrekturflag A wird zurückgestellt. In den Schritten b5, b6, b7 und b8 werden gleichartige Operationen wie in den Schritten a9, a10, a11 und a12 ausgeführt, um einen Einspritzgrundmengenkorrektur­ faktor K₁ zu erhalten. Fig. 7 zeigt eine Korrekturfaktor- Einstellabbildung für die Werte von Δ N. In den Schritten b9, b10, b11, b12 und b13 werden gleichartige 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 a18 und a19 gleichartige Operationen ausgeführt, um einen Kor­ rekturfaktor K zu erhalten. Für die Berechnung von K wird die folgende Gleichung verwendet:

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

K = (i + 1 - Φ′) × Ki + (Φ′ - i) × 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 Batterie­ spannung usw. vorgenommen werden. Dann werden im Schritt b18 die resultierenden berechneten Daten in das Register des Kraftstoff-Einspritzbefehlsregister-/-zählerbauglieds 808 eingesetzt. Somit wird die laufende Unterbrechungsverarbei­ tung (im Schritt a23) zurückgestellt.

Die Fig. 6 und 7 sind charakteristische Kurven, die jeweils die Beziehungen zwischen den Motordrehzahl-Änderungsverläufen, die unter bestimmten Adressen der ROM-Sektion des Speichers 805 gespeichert sind, und den Zündzeitpunktkorrekturwerten α bzw. den Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturfaktoren K zeigen. Die letztgenannten Korrekturfaktoren K, die den Motor­ drehzahl-Änderungsverläufen (in U/min ausgedrückt) entspre­ chen, werden an den entsprechenden Adressen in der ROM-Sektion des Speichers 805 mit einer Kennlinie, wie sie Fig. 7 zeigt, gespeichert. Das heißt, daß dann, wenn die Motordreh­ zahl abnimmt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf nega­ tiv wird, die Kraftstoff-Einspritzmenge dahingehend korri­ giert wird, daß sie größer wird, so daß sich das Motordreh­ moment erhöht, wodurch ein Abnehmen der Motordrehzahl verhindert wird. Wenn umgekehrt die Motordrehzahl zunimmt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf positiv wird, dann wird die Kraftstoff-Einspritzmenge dahingehend korrigiert, daß sie abnimmt, so daß sich das Motordrehmoment ver­ ringert, wodurch ein Ansteigen 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 stöchiometri­ schen Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer größeren Dreh­ momentabnahme 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 Zündzeitkorrektur­ werte α (ausgedrückt in Kurbelwinkelgeraden) entsprechend den Motordrehzahländerungen (ausgedrückt in U/min) unter den ent­ sprechenden Adressen der ROM-Sektion im Speicher 805 mit einem Kurvenverlauf, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, gespei­ chert. Das heißt, daß dann, wenn die Motordrehzahl abnimmt, so daß der Motordrehzahländerungsverlauf negativ wird, der Zündzeitpunkt korrigiert wird, um ihn vorzuver­ stellen, so daß sich das Motordrehmoment erhöht, wodurch eine Abnahme der Motordrehzahl verhindert wird. Wenn dagegen die Motordrehzahl ansteigt, so daß der Motordrehzahländerungs­ verlauf positiv wird, dann wird der Zündzeitpunkt dahingehend korrigiert, daß er verzögert wird, und das Motordreh­ moment verringert sich, wodurch ein Ansteigen der Motordrehzahl verhindert wird.

Obwohl die Regelung vorstehend in Verbindung mit einem 4-Zylinder-Motor mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem mit drehzahlabhängiger Dosierung beschrieben ist, kann sie auch bei Mehrzylindermotoren z. B. 6- oder 8-Zylinder-Motoren, wie auch bei Vielzylinder­ motoren, die mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritz­ system der Massenstrombauart ausgerüstet sind, Anwendung finden.

Auch wenn die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Regelung hauptsächlich dazu dient, einen Motor mit einem elektronischen Kraftstoff- Einspritzsystem zu steuern, ist sie auch auf Motoren anwendbar, die einen elektronisch gesteuerten Vergaser haben.

Claims (8)

1. Verfahren zur elektronischen Regelung des Leerlaufbetriebs einer Brenn­ kraftmaschine 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 Änderungs­ charakteristik des Motors,
• - durch Erfassen einer Drehmoment-Änderungscharakteristik des Motors in Übereinstimmung mit der Drehzahl-Änderungs­ charakteristik des Motors,
• - durch Erfassen einer Phasendifferenz zwischen diesen Charakteristiken in Übereinstimmung mit der Motordreh­ zahl,
• - durch Bestimmen einer Motordrehmomentänderung in einem augenblicklichen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit Daten der Drehmoment-Änderungscharakteristik und der Phasen­ differenz und
• - durch Einregeln des wenigstens einen Motorbetriebspa­ rameters in einer die Motordrehmomentänderung minimie­ renden Richtung.

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. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz aus einer Einstellabbildung, die eine Phasendifferenz zwischen einer Motordrehzahl-Änderungs­ charakteristik und einer Motordrehmoment-Änderungscharak­ teristik darstellt, berechnet wird, daß die Motordrehzahl- Änderungscharakteristik und die Motordrehmoment-Änderungs­ charakteristik im voraus experimentell bestimmt werden und daß die Phasendifferenz als eine Funktion der Drehzahl des Motors dargestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Motorbetriebsparameter einen Zündzeit­ punkt umfaßt und daß der Zündzeitpunkt durch Berechnen eines Zündzeitpunkt-Korrekturwerts an einer um die Phasen­ differenz vorausgehenden Stelle aus einer Vielzahl von im voraus in Aufeinanderfolge für vorbestimmte Zeiten an einem vorbestimmten Winkelstellungsintervall des Motors gespeicherten Zündzeitpunkt-Korrekturwerten und durch Korrigieren des Zündzeitpunkts mit dem berechneten Zünd­ zeitpunkt-Korrekturwert korrigiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Motorbetriebsparameter eine Kraft­ stoff-Einspritzmenge umfaßt und daß die Kraftstoff-Ein­ spritzmenge durch Berechnen eines Kraftstoff-Einspritzmen­ gen-Korrekturwerts an einer um die Phasendifferenz voraus­ gehenden Stellen aus einer Vielzahl von im voraus in Auf­ einanderfolge für vorbestimmte Zeiten an einem vorbestimm­ ten Winkelstellungsintervall des Motors gespeicherten Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturwerten und durch Kor­ rigieren der Kraftstoff-Einspritzmenge durch den berech­ neten Kraftstoff-Einspritzmengenkorrekturwert korrigiert wird.

6. Vorrichtung zur elektronischen Regelung 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 Fühl­ einrichtung (7) geschalteten, eine Motordrehzahl in Auf­ einanderfolge an einem vorgegebenen Winkelstellungsinter­ vall des Motors bestimmenden Drehzahlzähler (802),
• - durch eine auf die Bestimmung der Motordrehzahl an­ sprechende Einrichtung, die in Aufeinanderfolge eine Änderung in der Motordrehzahl zwischen der gegenwärti­ gen sowie der vorhergehenden 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 Mo­ tordrehzahl nacheilenden Phasendifferenz darstellt,
• - durch eine den bestimmten Korrekturwert des Motorbetriebs­ parameters in Aufeinanderfolge für vorgegebene Zeiten speichernde Einrichtung (805),
• durch eine die Phasendifferenz zwischen der Änderung in der Motordrehzahl und der Änderung im Motordrehmo­ ment auf der Grundlage der durch den Drehzahlzähler bestimmten Motordrehzahl bestimmende Einrichtung,
• - durch eine einen Korrekturwert, der einem Korrekturwert an einer um die Phasendifferenz vorausgehenden Winkel­ stellung des Motors entspricht, aus den gespeicherten Korrekturwerten und der durch die Motordrehzahl bestimm­ ten Phasendifferenz berechnende Einrichtung und
• - durch eine den Motorbetriebsparameter mit dem Korrek­ turwert korrigierende Einrichtung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung eines Korrekturwerts eine gespeicherte Abbildung umfaßt, die eine vorgegebene Bezie­ hung zwischen dem Korrekturwert und der Änderung in der Motordrehzahl darstellt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Speicherung des bestimmten Korrektur­ werts diese für die vorgegebenen Zeiten, die sich über einen Drehwinkelbereich des Motors erstrecken, der größer ist als die Phasendifferenz, speichert.