DE3421640A1

DE3421640A1 - Einrichtung zum feststellen des aenderungswertes in der drehzahl eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3421640A1
Application number: DE19843421640
Authority: DE
Inventors: Koiuichi Higashimatsuyama Saitama Izumi
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-06-09
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE3421640C2; US4635201A

Description

Anwaltsakte: 33 552

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Feststellen des Änderungswerts in der .Drehzahl eines Verbrennungsmotors, wie beispielsweise eines Dieselmotors.

Um verschiedene Steuerungen an einem Verbrennungsmotor elektronisch durchzuführen, muß die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit hoher Genauigkeit festgestellt werden. In einem elektronisch gesteuerten Regler wird die Verstärkung des Regelsystems erniedrigt, und es ist ein Filter in Form einer Schaltung mit einer geringen Phasenverzögerung oder ein Programm vorgesehen, das eine Wirkung schafft, welche der eines Filters ähnlich ist, um einen stabilen Betrieb des Motors zu erhalten. Ein solches Filter in Form einer Schaltung oder ein Programm beeinträchtigt die Ansprechkenndaten des Regelsystems, wenn sich die Motorbelastung plötzlich ändert. Änderungen in der Belastung sollen daher kontinuierlich festgestellt werden, und die Filterkonstante soll sich entsprechend dem festgestellten Ergebnis ändern, um eine FiI-tercharakteristik zu schaffen, welche dem Betriebszustand des Motors zu jedem Zeitpunkt entspricht. Aus diesem Grund ist vorgeschlagen worden, den Änderungswert (4 N/4 T) in der Motordrehzahl N pro Zeiteinheit festzustellen, um die Änderung in der Belastung zu bestimmen und um die Charakteristik des Filters dementsprechend zu ändern. Hierzu muß jedoch die Motordrehzahl genau festgestellt werden, um eine solche Steuerung zufriedenstellend ^zu erreichen.

Insbesondere werden in einem Verbrennungsmotor, die Ansaug-, Kompressions-, Expansions- und Auslaßhübe in einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt. Zu einer Beschleunigung kommt es unmittelbar nach dem Expansionshub, so daß die Drehzahl

des Motors sich periodisch ändert. Aus diesem Grund müssen, um Steuerungen auf der Basis der Drehzahl mit hoher Genauigkeit leiten zu können, Drehzahldaten erhalten werden, die frei von solchen periodischen Änderungen sind. 5

Gemäß der Erfindung soll daher eine Einrichtung zum Feststellen des Änderungswerts in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors geschaffen werden, mit welcher genaue Drehzahldaten erhalten werden können, welche für die gewünschte Steuerung des Motorbetriebs erforderlich sind, wobei die Wirkung der periodischen Änderung in der Drehzahl des Verbrennungsmotors ausgeschaltet ist. Ferner soll eine Einrichtung zum Feststellen des Änderungswerts in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors geschaffen werden, mit welcher die genauen Drehzahldaten erhalten werden können, welche für^die gewünschte Steuerung oder Regelung des Motorbetriebs erforderlich sind, wobei die periodische Änderung in der Drehzahl des Verbrennungsmotors und die Wirkung von elektrischem Rauschen, das am Ausgang eines Drehzahlfühlers erhalten wird, ausgeschlossen sind. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Einrichtung zum Feststellen des Änderungswerts in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Einrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugsimpulses, der jedesmal dann erzeugt wird, wenn die Kurbeiwelle des Verbrennungsmotors eine Bezugsdrehstellung erreicht, eine erste Recheneinrichtung, um jedesmal dann, wenn der Impuls erzeugt wird, die mittlere Drehzahl über einen Verbrennungszyklus des Motors auf der Basis des Zeitintervalls zwischen Impulsen zu berechnen, und eine zweite Recheneinrichtung auf, um nach jeweils m Impulsen (m = 1, 2, ....) die Drehzahländerungsrate des Motors von der durchschnittlichen Drehzahl aus, die von der ersten Recheneinrich-

tung berechnet worden ist, für den letzten Zyklus und die durchschnittliche Drehzahl, die von der ersten Einrichtung berechnet worden ist, m Impulse früher zu berechnen. Der Änderungswert in der Drehzahl des Verbrennungsmotors wird mit-

5tels einer dritten Recheneinrichtung berechnet, welche die Drehzahländerungsgeschwindigkeit, die von der zweiten Recheneinrichtung abgegeben worden ist, integriert.

Mit dieser Anordnung wird die durchschnittliche Drehzahl über jeden Verbrennungszyklus des Motors zuerst auf der Basis der Impulse berechnet, welche, wie vorstehend beschrieben, die Bezugsdrehposition darstellen, dann wird die Änderungsgeschwindigkeit in der Motordrehzahl von den berechneten mittleren Werten aus berechnet, und dann wird die berechnete Änderungsgeschwindigkeit einem Integrierfilter zugeführt. Im Ergebnis ist dadurch die periodische Schwankung in der Drehzahl bei einem Verbrennungsmotor wirksam ausgeschaltet, wodurch dann Motordrehzahldaten mit hoher Genauigkeit erhalten werden können. Wenn der Wert von m ausreichend groß ist, kann auch der Einfluß eines durch Rauschen induzierten Fehlers herabgesetzt werden.

Statt der vorerwähnten dritten Einrichtung kann jedoch auch eine Steuereinrichtung verwendet werden, welche verhindert, daß irgendein Drehzahländerungswert unter denen, welche nacheinander von der zweiten Recheneinrichtung berechnet worden sind, welche eine Änderung in der Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahländerungsrate bewirkt, die über einen vorbestimmten Wert hinausgeht, als Daten abgegeben werden, welche den Wert der Drehzahländerung darstellen.

Entsprechend dieser Ausführungsform wird die mittlere Drehzahl über jeden Verbrennungszyklus des Motors zuerst auf der Basis der Impulse berechnet, welche die Bezugsdrehposition darstellen. Dann wird die Änderungsrate in der Motordrehzahl aus den berechneten Durchschnittswerten berechnet, hierauf werden vorübergehende Abweichungen in der Änderungsrate in-

folge von Rauschen festgestellt, indem die Änderungsrate des Werts der Änderungsrate überwacht wird, und hierauf werden irgendwelche Abweichungen beseitigt, um Energiedrehzahldaten mit hoher Genauigkeit und hoher Zuverlässigkeit zu erhalten, welche frei von dem Einfluß der periodischen Änderung in der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors sind. Wenn der Wert von m entsprechend groß gewählt ist, kann der Einfluß eines Feststellfehlers infolge von Rauschens herabgesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein schematisches Blockdiagramm einer Aus

führungsform eines elektronisch gesteuerten Reglers, bei welchem die Erfindung angewendet ist;

Fig.2A die Wellenform eines Bezugsimpulses von

einem in Fig.1 dargestellten Impulsgenerator;

Fig.2B die augenblickliche Änderung in der Drehzahl des in Fig.1 dargestellten Motors;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das ein Steuerprogramm

darstellt, das in dem in Fig.1 dargestellten Mikrocomputer gespeichert ist;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm einer Integrierschal

tung ;

Fig. 5 ein ins einzelne gehendes Flußdiagramm von

in Fig.3 dargestellten Schritten;

Fig.6 ein ins einzelne gehendes Flußdiagramm eines

in Fig.3 dargestellten Schrittes, und

Fig.7 ein weiteres, ins einzelne gehendes Flußdia-

gramm von in Fig.3 dargestellten Schritten. 5

Fig.1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines elektronisch gesteuerten Reglers, bei welchem die erfindungsgemäße Einrichtung zum Feststellen des Änderungswertes in der Motordrehzahl angewendet ist. Der elektro- nisch gesteuerte Regler 1 steuert die Stellung einer Steuerzahnstange 4, welche ein Einstellteil für eine Kraftstoffeinspritzpumpe 3 ist, die mit einem Dieselmotor 2 verbunden ist, um die dem Dieselmotor 2 zugeführte Kraftstoffmenge zu steuern, so daß die Drehzahl des Dieselmotors 2 entsprechend einer vorbestimmten Reglercharakteristik gesteuert werden kann. Der elektronisch gesteuerte Regler 1 weist einen Mikrocomputer 5 auf, welcher die Sollstellung berechnet, in welche die Steuerzahnstange 4 gesteuert werden soll. Der Mikrocomputer 5 hat ein vorbestimmtes, in ihm gespeichertes Rechenprogramm und erhält als Eingang Beschleunigungsdaten D., die von einem Gaspedalfühler 7 abgegeben worden sind, welche das Durchdrücken eines Gaspedals 6 darstellen, Kühlmittel-Temperaturdaten D₂, die von einem Kühlmittel-Temperaturfühler 8 abgegeben worden sind und die Kühlmitteltemperatür darstellen^und Bezugsimpulse P, die von einem Impulsgenerator 10 abgegeben worden sind. Der Dieselmotor 2 weist einen Drehzahlfühler 9 auf, der ein an der Kurbelwelle 2a des Dieselmotors 2 befestigtes Zahnrad 9a und eine elektromagnetische Abnahmespule 9b aufweist, die so angeordnet sind, daß sich nacheinander die Zähne des Zahnrads 9a der elektromagnetischen Abnahmespule 9b nähern und sich von dieser entfernen. Die Lagebeziehung zwischen der elektromagnetischen Abnahmespule 9b und dem Zahnrad 9a wird so bestimmt, daß eine impulsförmige Spannung in der elektromagnetischen Abnahmespule 9b jedesmal dann induziert wird, wenn ein vorbestimmter (nicht dargestellter) Kolben des Dieselmotors 2 den oberen Totpunkt erreicht. Die an der elektromagneti-

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¹ sehen Abnahmespule 9b induzierten Spannungen werden dem Impulsgenerator 10 eingegeben, und eine Folge von Impulsen P, welche den oberen Totpunkt des vorbestimmten Kolbens darstellt, wird in den Mikrocomputer 5 eingegeben.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Dieselmotor 2 ein Viertakt-Sechszylinder-Motor, und somit werden sechs Impulse von dem Impulsgenerator 10 abgegeben, und eine Verbrennung wird dreimal während einer Umdrehung des Motors bewirkt.

IOwenn daher die Zeitsteuerimpulse P .,, P , P ,..,.... so erhal-

n~ ι η η+1

ten werden, wie in Fig.2A dargestellt, ändert sich die augenblickliche Drehzahl N des Motors in Zyklen mit einer Periode, welche zweimal so lang ist wie die Periode zwischen den Impulsen P, wie in Fig.2B dargestellt ist. Diese periodische !^Änderung in der Drehzahl N erscheint als eine Positionsänderung auf der Zeitachse der Impulse P.

Die Impulse P werden in den Mikrocomputer 5 eingegeben, und jeden Augenblick wird die Drehzahl aus dem Zeitintervall zwi-

20sehen den Impulsen P berechnet; die Berechnung zum Positionieren der Steuerzahnstange 4 wird aufgrund der berechneten Drehzahldaten, der Beschleunigungsdaten D₁ und der Kühlmittel-Temperaturdaten Dp durchgeführt. Die so erhaltenen Positionssteuerdaten D-., welche die Steuerposition der Steuerzahnstan-

25ge 4 darstellen, werden in eine Servoschaltung 11 eingegeben, welche dann ein Stellglied 12 antreibt, das mit der Steuerzahnstange 4 verbunden ist, um dadurch die Zahnstange 4 in die Position zu bringen, welche durch die Positionssteuerdaten D„ angezeigt sind.

In Fig.3 ist ein Flußdiagramm der von dem Mikrocomputer 5 ausgesführten Schritte dargestellt, um die Sollposition der Steuerzahnstange 4 zu berechnen. Zuerst wird eine Initialisierung beim Schritt 21 bewirkt, und die in den Mikrocompu-

35ter 5 eingegebenen Daten D₁ und D₂ werden dann eingelesen (Schritt 22). Danach wird die Drehzahl N aus den Impulsen P beim Schritt 23 berechnet, und der Änderungswert in der

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Drehzahl N pro Zeiteinheit wird beim Schritt 24 als ein Wert berechnet, welcher die Änderung in der Belastung darstellt. Die gewünschte Position der Steuerzahnstange für den Zustand des Motorbetriebs zu diesem Zeitpunkt wird dann beim Schritt 25 auf der Basis der eingegebenen Daten D und D„ und der Daten berechnet, welche die Drehzahl N

1
betreffen, welche beim Schritt 23 berechnet worden ist.

Die Berechnung der Sollposition der Zahnstange 4 wird in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Reglungsdiagramm dadurch durchgeführt , daß im voraus eine Anzahl Daten, welche Positionen der Zahnstange 4 anzeigen, in einem (nicht dargestellten) Festwertspeicher (ROM) des Mikrocomputers 5 gespeichert werden, und indem dann die Daten D₁ und D„ und die Drehzahldaten an den Festwertspeicher (ROM) als Adressensignale angelegt werden, um so zu jedem Zeitpunkt die Zahnstangenposition entsprechend dem Motorbetriebszustand auszulesen.

Die Zahnstangen-Positionsdaten, die durch die Berechnung beim Schritt 25 erhalten worden sind, werden dann einem Filterberechnungsschritt 26 unterzogen, bei welchem dann durch eine programmierte Verarbeitungsoperation im wesentlichen dieselbe Korrektur-Regelcharakteristik erreicht wird, die durch ein Korrekturfilter 13 erhalten werden würde, wie es in Fig.4 dargestellt ist. Beim Schritt 26 wird eine Filterberechnung (wie sie später noch beschrieben wird) auf der Basis des Änderungswerts der beim Schritt 24 berechneten Motordrehzahl N durchgeführt, um so die erforderliche Kennlinienkorrektur zu bewirken. Die sich ergebenden Daten werden beim Schritt 27 verarbeitet, und die Positionssteuerdaten D_Q werden als Servosteuerdaten abgegeben. Die Berechnungen bei den Schritten 21 bis 27 werden in vorbestimmten Intervallen wiederholt durchgeführt. Dieses Programm kann so arrangiert werden, daß ein Zyklus davon in dem Intervall zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Impulspaaren P durchgeführt wird.

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Die Berechnungen bei den Schritten 23 und 25 in dem Flußdiagramm der Fig.3 werden nunmehr anhand von Fig.5 beschrieben. Zuerst werden die Zeitintervalle T _ , τ ,T ₁, T₊₂' ··· zwischen aufeinanderfolgenden Impulspaaren beim

Schritt 30 berechnet, und soviele derartiger Zeitintervalldaten, wie sie für die Berechnungen erforderlich sind, die in den nachfolgenden Schritten durchzuführen sind, werden in dem Speicher des Mikrocomputers 5 gespeichert.

Als nächstes wird die Drehzahl N des Motors bei dem n-ten

Programzyklus nach der folgenden Gleichung berechnet:

Insbesondere die Summe des" Zeitintervalls τ zwischen

dem Impuls P , der während des Programmzyklus η erzeugt worden ist, und der vorhergehende Impuls P _Λ wird berechnet,

η— ι

und das Zeitintervall T _Λ zwischen dem Impuls P _Λ und

n-1 η-Ί

dem vorhergehenden Impuls P _„ wird berechnet; dann wird der reziproke Wert dieser Summe mit 2 multipliziert, um die Drehzahl N zu diesem Zeitpunkt zu bestimmen (siehe Fig.2). Mit anderen Worten, die Drehzahl des Motors wird aus der Zeit berechnet, die für einen Motorverbrennungszyklus erforderlich ist. Im Ergebnis kann dann die periodisehe Änderungskomponente der Drehzahl infolge des Expansions- oder Arbeitshubs bei der Berechnung wirksamer gemittelt werden als in dem Fall, wo die Drehzahl aus dem Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen berechnet wird. Wenn die Berechnung der Drehzahl beim Schritt 31 beendet ist, wird 1 zu dem Zählergebnis CTR eines Zählers addiert, was durch das Programm beim Schritt 32 eingeführt wird. Da der Zählstand CTR in der Anfangsstufe auf null gestellt ist, stellt der in ihm gespeicherte Wert die Anzahl Drehzahlberechnungen dar, welche durchgeführt worden ist. Bei dem folgenden Schritt 33 wird bestimmt, ob der Zählstand in dem Zähler CTR einen vorbestimmten Wert m erreicht hat. Wenn der Zählstand größer m ist., kehrt das Programm zu dem

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Schritt 36 zurück, um die vorerwähnten Schritte zu wiederholen, ohne die Schritte 34 und 35 auszuführen.

Wenn die Berechnung der Drehzahl m-mal durchgeführt worden ist, wird ein Schritt 34 nach dem Schritt 33 durchgeführt, und der Zählstand des Zählers CTR wird null gemacht. Danach wird beim Schritt 35 die Drehzahländerungsgeschwindigkeit ΛΝ/4Τ des Motors aus der folgenden Gleichung berechnet:

4Ν/ΛΤ = 1 (N_n- N₀)N_m (2)

wobei N_ den Drehzahlwert darstellt, der durch die Drehzahlberechnung erhalten worden ist, wenn CTR = 0 ist, N der Drehzahlwert ist, wenn CTR = m ist und k eine Konstante ist.

Der Änderungswert in der Drehzahl pro Zeiteinheit wird für jeweils m ImpulsIntervalle berechnet, so daß, selbst wenn ein anormaler Rauschwert eingeführt werden sollte, er gemittelt wird, so daß ein genaueres Berechnungsergebnis erhalten werden kann. Der Mittelungsgrad wird durch die Größe des Werts m bestimmt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß m 1 sein kann. In diesem Fall wird immer der Schritt 35 nach den Schritten 30 und 31 durchgeführt.

Nach einer Beendigung des Schritts 35 oder wenn das Ergebnis der Bestimmung beim Schritt 33 nein ist, geht das Programm auf den Schritt 36 über, bei welchem eine Berechnung auf der Basis des Wertes Λ-Ν/ΛΤ zu diesem Zeitpunkt durchgeführt wird, und der Integrationswert dN/dT¹ der Drehzahländerungsgeschwindigkeit, der in dem vorhergehenden Programmzyklus erhalten worden ist, wird entsprechend der folgenden Formel berechnet:

4N/ AT_DATA=4N/AT' + kMÄN/AT -ΑΝ/ΔΤ¹) (3)

Das berechnete Ergebnis wird vorübergehend in einem Speieher als ΛΝ/4Τ__ΑΤΑ gespeichert. In diesem Fall ist k¹ eine Konstante, und das berechnete Ergebnis ist ein Integrationswert der Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Mo-

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tors. Folglich wird der Integrationswert ΛΝ/ΛΤ¹ der vorhergehenden Drehzahländerungsgeschwindigkeit verwendet, um die Integrationswertdaten ^ⁿ/^^t _Da.ta für die späteste Änderungsrate der Motordrehzahl zu erhalten. Die so erhaltenen Integrationswertdaten ΛΝ/ ΔΤ_DATA werden beim Schritt 37 als die spätesten bzw. letzten Integrationswertdaten gespeichert/ wodurch der vorerwähnte Wert ΔΝ/4Τ¹ ersetzt wird, und sie werden dann als Daten abgegeben, welche den

Änderungswert in der Motordrehzahl darstellen. 10

Wie der vorhergehenden Beschreibung zu entnehmen ist, wird mit Hilfe der Berechnung durch die Gl.(2) im wesentlichen derselbe Effekt erreicht, wie er erreicht würde, wenn die berechnete Drehzahländerungsgeschwindigkeit durch ein Inte-¹^ grationsfilter gehen würde, und darüber hinaus ist sichergestellt, daß die Rauschwirkung mit größerer Sicherheit ausgeschlossen werden kann.

Fig.6 ist ein Flußdiagramm zum Durchführen einer Filterberechnung beim Schritt 26. Bei Schritten 41 und 42 werden eine Integrationskonstante K. und ein Differentialkoeffizient K, unter Zugrundelegung des Werts ΛΝ/4Τ berechnet. K. und K sind Werte zum Einstellen von Bedingungen, welche der Integral- bzw. Differentialwirkung der Filterschaltung entsprechen, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, und sie werden entsprechend der Größe von 4N/^UT bestimmt.Wenn K. und K, so festgelegt werden, werden die Zahnstangen-Positionsdaten R , welche unlängst beim Schritt 25 berechnet worden sind, und die Zahnstangen-Positionsdaten R _Λ , wel-

n— ι

ehe einen Zyklus vorher berechnet worden sind, beim Schritt 4 3 verglichen. Wenn R = R_-1 ist, wird die Berechnung beim Schritt 4 5 entsprechend der folgenden Gleichung durchgeführt:

^Qn = ^Qn-1 ⁺V^Rn -Vi' ⁽⁴⁾

wobei Q ₁ Daten sind, die auf dem Ergebnis der Berechnung basieren, das einen Zyklus vorher ausgeführt worden ist,

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und sie stellen den korrigierten Einspritzsteuerwert dar. Die Daten, die als Ergebnis der Berechnung von Q_-1 +K. . (R -Q _₁) erhalten worden sind, werden als Q gespeichert.

Wenn andererseits R ^R_-1 ist, wird eine Berechnung ^Qn ^{= Q}n-1 ^{+ K}d^(R _n ⁿ- ^Rn-1> ⁽⁵>

beim Schritt 44 durchgeführt, und das berechnete Ergebnis wird als Q gespeichert. Wenn die Berechnung von Q beendet ist, werden die Daten Q als Q , (Schritt 45) für eine Berechnung in dem nachfolgenden Zyklus gespeichert, und die Filterberechnung ist beendet.

In dem vorerwähnten Beispiel wird die Berechnung von JlN/ £T' mittels eines Programms durchgeführt; jedoch kann die Verarbeitung von Fig.5 auch mittels Schaltungskomponenten durchgeführt werden. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird zuerst die durchschnittliche Drehzahl des Motors aus Impulsen berechnet, welche einen vorbestimmten Bezugszeitpunkt, wie beispielsweise den Zeitpunkt des oberen Totpunkts anzeigen, und der Integrationswert der Änderungsgröße in der Motordrehzahl wird aus der berechneten durchschnittlichen Geschwindigkeit erhalten, so daß die Wirkung der periodischen Änderung in der Drehzahl bei dem Verbrennungsmotor ausgeschlossen werden kann, und die Wirkung von Rauschimpulsen wirksam beseitigt werden kann, um genaue und zuverlässige Motordrehzahldaten zu schaffen.

In Fig.7 ist ein Flußdiagramm eines weiteren Programms zum Durchführen der Berechnung bei den Schritten 23 und 24 wiedergegeben, wie sie in Fig.3 dargestellt sind. In Fig.7 sind Schritte, welche die gleichen sind, oder den in Fig.5 dargestellten Schritten entsprechen, mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden nicht nocheinmal beschrieben. Bei dem Programm, wie es in Fig.7 dargestellt ist, geht, nach einer Beendigung des Schritts

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35 oder wenn das Ergebnis des Schritts 33 nein ist, das Programm beim Schritt 38 weiter. Beim Schritt 38 wird bestimmt, ob die Änderungsgeschwindigkeit der Werte der Drehzahländerungsgeschwindigkeiten ^I N/4 Ty die anschließend an den Schritt 35 erhalten worden sind, größer als ein vorbestimmter Wert X ist oder nicht. Beim Schritt 38 wird der Absolutwert der Differenz zwischen der spätesten bzw. letzten Drehzahländerungsgeschwindigkeit Δ N/Δ T und der vorhergehenden Drehzahländerungsgeschwindigkeit ΛΝ/^Τ._ΤΓ.

berechnet, und diese Differenz wird dann mit dem Wert X auf folgende Weise verglichen:

ΔΝ _ 4N , _>
χ

Somit kann der Wert von X entsprechend eingestellt werden, um ein entsprechender Wert zu sein, der größer als der Maximalwert der Änderungsrate des Werts von <dN/d T bei normaler Arbeitsweise des Motors ist. Auf diese Weise können irgendwelche anomalen Werte der Drehzahländerungsgeschwin-

digkeit Δ N/4 T beispielsweise infolge von elektronischem Rauschen festgestellt und ausgeschlossen werden.

Wenn das Ergebnis der Bestimmung beim Schritt 38 ja ist, d.h. wenn der berechnete Wert, wie durch die Gl.(6) dargestellt ist, größer als der Wert von X ist, geht das Programm zu dem Schritt 39 über, und der nunmehr erhaltene Wert ΔN/όT wird als <4N/4T gespeichert. In diesem Fall wird der ΔΝ/Δ Τ nicht abgegeben.

Wenn das Ergebnis der Bestimmung beim Schritt 38 nein ist, d.h. wenn der berechnete Wert, welcher durch die Gl(6) angezeigt ist, unter dem Wert von X liegt, wird der Wert von ΔΝ/Δ T als normal festgelegt, und die folgenden Datenverarbeitungsschritte 36 und 37 werden durchgeführt. Die so erhaltenen Integrationswertdaten ΛΝ/Λ ^T _DATA werden als neue IntegratioHSwertdaten gespeichert, welche den vorerwähnten Wert 4N/4T¹ ersetzen, und werden als Daten abgegeben,

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welche den Änderungswert in der Motordrehzahl darstellen. Danach wird die Verarbeitung des Schrittes 39 durchgeführt, so daß der Wert ΔΛΧ/ΔΤ, der zu diesem Zeitpunkt erhalten worden ist, in dem nachfolgenden Programmzyklus als 4Ν/ΔΤ_Λτη verwendet werden kann. Folglich wird in dem

UJuU

nachfolgenden Programmzyklus der vorher erhaltene Wert von Δΐί/Δτ als Wert «4N/ Δ Τ__τ_ verwendet.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung zu ersehen ist, erreichen die Berechnung und der Vergleich gemäß der Gl.(6) eine Wirkung, welche im wesentlichen dieselbe ist, wie die, welche erhalten würde, wenn nur der normale Wert über ein Integrationsfilter genommen würde. Somit kann die Wirkung von Rauschen mit größerer Sicherheit ausgeschlossen werden, um eine genaue und zuverlässige Drehzahländerungswert-Bestimmung zu gewährleisten.

Bei der vorerwähnten Anordnung wird zuerst jeden Augenblick die mittlere Drehzahl des Motors aus Impulsen berechnet, welche einen vorbestimmten Bezugszeitpunkt, beispielsweise den Zeitpunkt des oberen Totpunkts darstellen; dann wird die Änderungsrate in der Motordrehzahl aus aufeinanderfolgenden berechneten, durchschnittlichen Drehzahlen berechnet, und eine so berechnete Änderungsgeschwindigkeit welche einen anormalen Wert darstellt, wird festgestellt und beseitigt, damit nur normale Änderungsgeschwindigkeitswerte als Drehzahländerungswertdaten abgegeben werden. Folglich kann die Wirkung der periodischen Änderung in der Drehzahl bei einem Verbrennungsmotor ausgeschlossen werden, und die Wirkung von Rauschimpulsen kann wirksam eliminiert werden, um Motordrehzahldaten mit hoher Genauigkeit und hoher Zuverlässigkeit zu schaffen.

Ende der Beschreibung
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Claims

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Anwaltsakte: 33 552

Diesel Kiki Co., Ltd. Tokyo / Japan

Einrichtung zum Feststel-len des Änderungswerts in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors

Patentansprüche

y\jj Einrichtung zum Feststellen des Änderungswerts in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugsimpulses jedesmal dann, wenn die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (2) eine Bezugsdrehposition erreicht;

eine erste Recheneinrichtung zum Berechnen der durchschnittlichen Drehzahl über einen Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors (2) auf der Basis der Zeitintervalle zwischen den Bezugsimpulsen;

durch eine zweite Recheneinrichtung zum Berechnen der Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors nach jeweils m Bezugsimpulsen (m = 1, 2, ...) von der dmrchschnittliehen Drehzahl (N_Q), die von der ersten Recheneinrichtung zu diesem Zeitpunkt berechnet worden ist,

vil/XX/Ha - 2 -

»(089)9882 72-74 Telex: 524560BERGd Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)

Telegramme (cable)· Telekopierer: (089) 963049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MN

und von der durchschnittlichen Motordrehzahl (N ) aus, die m Impulse früher berechnet worden ist, und durch eine dritte Recheneinrichtung zum Berechnen des Integrationswertes der Drehzahländerungsgeschwindigkeit, die von der zweiten Recheneinrichtung erhalten worden ist, um den Änderungswert in der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erhalten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η lOzeichnet, daß die erste Recheneinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen des Zeitintervalls zwischen jedem Bezugsimpuls und dem vorhergehenden Bezugsimpuls entsprechend dem Auftreten jedes Bezugsimpulses und eine Einrichtung zum Berechnen der durchschnittlichen Drehzahl über einen Verbrennungszyklus auf der Basis der Zeitintervalle zwischen den Bezugsimpulsen aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R Bezugsimpulse pro Verbrennungszyklus erzeugt werden, und die durchschnittliche Motordrehzahl auf der Basis der R Zeitintervalle während jedes Verbrennungszyklus berechnet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit (ΛN/Δ T) des Verbrennungsmotors nach der folgenden Formel berechnet wird:

wobei k eine Konstante ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Recheneinrichtung den Inte grationswert der Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors von der gegenwärtigen Drehzahländerungsgeschwindigkeit aus, die mittels der zweiten Recheneinrich-

tung berechnet worden ist, und den Integrationswert der Drehzahländerungsgeschwindigkeit berechnet, der von der zweiten Recheneinrichtung eine vorbestimmte Zeit früher berechnet worden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrationswert der Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors entsprechend der folgenden Formel berechnet wird:

R₂ + k¹(R₁ - R₂)

wobei R₁ die gegenwärtige Drehzahländerungsgeschwindigkeit ist, R„ der Integrationswert der früheren Drehzahl und k¹ eine Konstante ist. ^
7. Einrichtung zum Feststellen des Änderungswerts in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet

durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugsimpulses jedesmal dann, wenn die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors eine Bezugsdrehposition ereicht;

durch eine erste Recheneinrichtung zum Berechnen der durchschnittlichen Motordrehzahl über einen Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors auf der Basis des Zeitintervalls zwischen den Bezugsimpulsen;

durch eine zweite Recheneinrichtung zum Berechnen der Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors nach jeweils m Impulsen (m = 1, 2, ...) von der durchschnittlichen Motordrehzahl (N_Q) aus, die von der ersten Recheneinrichtung zu diesem Zeitpunkt berechnet worden ist, und von der durchschnittlichen Motordrehzahl (N ) aus, die m Impulse früher berechnet worden ist, und
durch eine Steuereinrichtung, welche verhindert, daß als Daten, welche den Änderungswert in der Drehzahl des Verbrennungsmotors anzeigen, irgendeine Dreh zah lande rung sra"t<2 abgegeben wird, die von der zweiten Recheneinrichtung berech-

Inet worden ist, welche eine Änderung hervorruft, die größer als eine vorbestimmte Größe in der Änderungsrate der Drehzahländerungsgeschwindigkeit ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung hat, um zu unterscheiden, ob die Differenz zwischen der gegenwärtigen Drehzahländerungsgeschwindigkeit, die von der zweiten Recheneinrichtung berechnet worden ist, und einer Drehzahländerungsgeschwindigkeit, die von der zweiten Recheneinrichtung eine vorbestimmte Zeit früher berechnet worden ist, mehr als ein vorbe stimmt er Wert ist,oder nicht und eine Einrichtung hat, die auf das Ergebnis der Unterscheidungseinrichtung anspricht, um die gegenwärtige Drehzahländerungs- rate als Daten auszugeben, welche den Änderungswert in der Drehzahl des Verbrennungsmotors anzeigen, wenn die Differenz nicht mehr als der vorbestimmte Wert ist, und die frühere Drehzahländerungsgeschwindigkeit als die Daten abgeben, wenn die Differenz größer als der vorbestimmte Wert ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Berechnen des Integrationswerts der Drehzahländerungsrate des Verbrennungsmotors, die von der Steuereinrichtung erhalten worden ist.