DE3543480C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Regelung des Aufladungsdruckes einer Verbrennungskraftmaschine
nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.
Bei einer solchen, in der DE-OS 35 06 303 beschriebenen
Vorrichtung, wird der Aufladungsdruck über eine variable
Einlaßgeometrie gesteigert und über ein
Abgas-Bypaßventil verringert. Aufgrund von Informationen
über Aufladungsdruck, Luftströmungsvolumen und Drehzahl
berechnet eine Berechnungseinrichtung Steuergrößen zur
Steuerung von zwei in den Steuereinrichtungen vorgesehenen
Magnetventilen, die eine Verstellung der Einlaßgeometrie
bzw. des Abgas-Bypaßventiles bewirken. Da die
Steuergrößen von der Berechnungseinrichtung auf der
Grundlage der jeweiligen augenblicklichen Betriebszustände
berechnet werden, ist besonders bei sich zeitlich
schnell ändernden Betriebszuständen (z. B. beim Beschleunigen)
keine optimale Regelung möglich. Durch Toleranzen
der Teile und durch Verschleißerscheinungen an diesen
(z. B. an den Magnetventilen) kann der augenblickliche
Aufladungsdruck erheblich vom Aufladungssolldruck abweichen.
Eine Korrekturmöglichkeit der Steuergrößen ist in
der beschriebenen Vorrichtung nicht vorgesehen.
Aus DE-Z ATZ (1983), Seiten 159 bis 162 ist eine Vorrichtung
zur Steuerung des Aufladungsdruckes einer
Verbrennungskraftmaschine mit Abgas-Turbolader bekannt.
Die Vorrichtung weist ein mittels eines Magnetventil
steuerbares Abgas-Bypaßventil auf. Die Ansteuerung des
Magnetventils erfolgt nach Drehzahl und Drosselklappenstellung.
Außer den bei der zuerst beschriebenen Vorrichtung
benannten Nachteilen tritt hier noch eine verzögerte
Steuerung des Aufladungsdruckes ein, da dieser
nicht selbst zur Steuerung verwendet wird, sondern die
Steuerung des Aufladungsdruckes erst nach Reaktion der
Verbrennungskraftmaschine wirksam wird. Eine variable
Einlaßgeometrie des Abgas-Turboladers zur Steuerung des
Aufladungsdruckes im niedrigen Drehzahlbereich ist nicht
vorgesehen.
Aus der JP-A2 54-84 123 ist eine variable Einlaßgeometrie
im Abgasturbolader zur Verbesserung der Leistung im niedrigen
Drehzahlbereich bekannt.
Aus der JP-A2 59-165 824 ist eine Vorrichtung bekannt, mit
der während der Beschleunigungsphase ein erhöhter Aufladungsdruck
zugelassen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, daß zur weiteren Verbesserung
der Regelung die jeweiligen Steuergrößen unter Berücksichtigung
von Betriebszustandsänderungen und z. B.
betriebszeitbedingten Alterungs- und Verschleißerscheinungen
der Verbrennungskraftmaschine zu korrigieren sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer Vorrichtung
der genannten Art durch die in den kennzeichnenden
Teilen der Patentansprüche 1 und 8 angegebenen Merkmale
gelöst.
Erfindungsgemäß wird also ein der Abweichung des augenblicklichen
Aufladungsdrucke vom Aufladungssolldruck
entsprechender Wert integriert und zur Korrektur der
Steuergrößen benutzt. Aufgrund von Informationen über den
augenblicklichen Betriebszustand und den augenblicklichen
Aufladungsdruck wird ein bestimmter Betriebsbereich zur
Korrektur der Steuergrößen festgelegt. Dieser festgelegte
Betriebsbereich und die jeweils vorgenommene Korrektur
der Steuergrößen dienen zur Ermittlung eines Lernbetrages.
Dieser Lernbetrag wird beim weiteren Korrigieren der
Steuergrößen berücksichtigt.
Die Unteransprüche 2 bis 7, 9 und 10 haben vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Gesamtaufbaus nach
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Gesamtaufbaus nach
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine Blockdarstellung eines Gesamtaufbaus nach
einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Übersichtszeichnung des mechanischen Aufbaus
der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Turboladerspirale;
Fig. 6 bis 10 Flußdiagramme der Betriebsweise der ersten
Ausführungsform;
Fig. 11 (A) und 11 (B) Diagramme der Grundregelung für
VN und WG;
Fig. 11 (C) eine Tabelle der QS-Grundregelung;
Fig. 12 (A) die Charakteristik der Regelsollwerte in bezug
auf QS;
Fig. 12 (B) den Zusammenhang zwischen der Abnahme der
übergeregelten Variablen und der Wassertemperatur
der Maschine;
Fig. 13 die Verminderungsrate des Regelarbeitszyklus in
bezug auf den Aufladungsdruck, um die Überregelungsmaßnahmen
und die Ausfallsicherung zu erläutern;
Fig. 14 (A) ein Diagramm zur Erläuterung von τ;
Fig. 14 (B) den Zusammenhang zwischen der Maschinendrehzahl
und τ bei 100 mmHg,
Fig. 15 das Verhältnis zwischen der Abweichung ERROR
und der Korrekturgröße P;
Fig. 16 die Regelbereiche von VN und WG in bezug auf
QS;
Fig. 17 die Aufladungsdruckcharakteristik, die die
Überregelung während plötzlicher Beschleunigung
zeigt;
Fig. 18 die Aufladungsdruckcharakteristik, die die
Fehlerverhinderung der Entscheidung plötzliche
Beschleunigung zeigt;
Fig. 19 die Funktionen und Wirkungen des ersten Betriebsbeispiels
vor und nach der lernenden Regelung;
Fig. 20 die Funktionen und Wirkungen des zweiten Beispiels
vor und nach der lernenden Regelung;
Fig. 21 einen Vergleich zwischen dem VN-Regelzyklus
bei und ohne Überregelung;
Fig. 22 (A) und 22 (B) die Funktionen und Wirkungen der
plötzlichen Beschleunigung bei kleiner Belastung
und bei großer Belastung, und
Fig. 23 (A) bis 24 (B) Funktionen und Wirkungen eines Beispiels
unterschiedlichen Aufbaus gegenüber dem
vorerwähnten Beispiel, jedoch unter identischen
Betriebsbehandlungen, wobei die Fig. 23 (A) und
24 (A) der Fig. 22 (A) und die Fig. 23 (B) und
24 (B) der Fig. 22 (B) entsprechen.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen Blockdarstellungen von ersten bis
dritten Ausführungsformen der Erfindung. Der Betriebsbedingungsdetektor
1 ermittelt die Betriebsbedingungen der Maschine
15. Er ermittelt einen Parameter, der für eine Betriebsbedingung
repräsentativ ist, beispielsweise für die
Zuführluftmenge. Der Aufladungsdruckdetektor 2 ermittelt
den herrschenden Aufladungsdruck des Turboladerverdichters
(in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellt).
In dem ersten Beispiel nach Fig. 1 errechnet die Recheneinrichtung
3 für eine geregelte Variable den Betrag einer Regelung
entsprechend wenigstens einer Einrichtung 9 variabler
Geometrie oder eines Abgas-Bypassventils (nicht dargestellt)
einer Abgasturbine auf der Grundlage der zuvor genannten
Betriebsbedingungen. Eine Rückkopplungskorrektureinrichtung
5 sorgt für eine Rückkopplungskorrektur für
eine geregelte Variable entsprechend dem integrierten Wert
der zuvor genannten Abweichung. Eine Steuereinrichtung 7
steuert wenigstens die Einrichtung 9 variabler Geometrie
oder das Abgasventil entsprechend der zuvor genannten geregelten
Variablen. Eine Abweichungsberechnungseinrichtung
11 berechnet einen integrierten Wert der Abweichung des
herrschenden Aufladungsdrucks von einem Aufladungssolldruck
als eine Betriebsbedingung. Ein Betriebsbereichsdiskriminator
12 diskriminiert oder entscheidet den Betriebsbereich,
in welchem die Rückkopplungsregelung ausgeführt wird.
Bei diesem Beispiel der vorliegenden Erfindung berechnet
eine Lernbetragsrecheneinrichtung 13 den Lernwert für wenigstens
die Einrichtung 9 variabler Geometrie oder das
Abgas-Bypassventil entsprechend den Entscheidungsresultaten
für den zuvor genannten Betriebsbereich und den integrierten
Wert der zuvor genannten Abweichung. Die Rückkopplungskorrektureinrichtung
5 bewirkt dann eine Korrektur für die
zuvor erwähnte geregelte Variable, basierend auf diesen
Lernbetrag.
Wenn bei der üblichen Rückkopplungsregelung ohne Lernfunktion
eine Streuung oder eine Langzeitänderung in einem
Elektromagnetventil erzeugt wird, das in der Steuereinrichtung
7 enthalten ist, dann wird hierdurch die stationäre
Abweichung gegenüber dem ursprünglich eingestellten Wert
erzeugt. Eine Regelung wird ausgeführt derart, daß die große
Verzögerung zwischen der Addition dieser sich stetig ändernden
Verzögerung zur Änderung des Steuersollwertes entsprechend
dem Betriebszustand eliminiert wird. Aus diesem
Grunde vergrößert sich während des Übergangsbetriebs während
der Verzögerung im Ansprechverhalten die Verzögerung
des Regelsollwertes (Aufladungssolldruck) und die Abweichung
geht zur höheren Seite des Regelsollwertes, so daß
die Lebensdauer der Maschine problematisch wird. Oder es
kann eine Verzögerung zur niedrigen Seite des Sollwertes
stattfinden, so daß ein geeigneter Aufladungsdruck nicht
erzielt wird und die Beschleunigungsfunktion leidet. Wenn
jedoch eine Lernfunktion vorgesehen wird, wie bei der vorliegenden
Erfindung, dann wird die erste Zeitregelung so
ausgeführt, daß die große Verzögerung, einschließlich der
sich stetig vergrößernden Verzögerung, verschwindet. In den
nachfolgenden Regelungen wird die stetig ansteigende Verzögerung
durch die Lernfunktion eliminiert, und weil die
Regelung durch den sogenannten genauen Anfangseinstellwert
erfolgt, selbst während des Übergangsbetriebs, kann das
Korrekturband eng gemacht werden, und das Ansprechverhalten
und die Genauigkeit der Regelung werden verbessert.
In dem zweiten Beispiel nach Fig. 2 wird der Aufladungsdruck
durch die Einrichtung 9 variabler Geometrie geregelt,
die das Verhältnis A/R der Abgasturbine ändert, und durch
das Abgas-Bypassventil 10. Eine Recheneinrichtung 3 für die
erste geregelte Variable und eine zweite Recheneinrichtung
4 berechnen eine erste und zweite geregelte Variable der
Einrichtung 9 variabler Geometrie der Abgasturbine und des
Abgas-Bypassventils 10 auf der Grundlage eines Parameters
der Betriebsbedingungen, einschließlich eines integrierten
Wertes der Abweichung zwischen einem Aufladungssolldruck
und einem herrschenden Ausladungsdruck, berechnet durch
eine Abweichungsrecheneinrichtung 11. Eine erste Rückkopplungskorrektureinrichtung 5 und eine zweite Rückkopplungskorrektureinrichtung
6 korrigieren durch Rückkopplung eine
erste geregelte Variable und eine zweite geregelte Variable
in Übereinstimmung mit dem integrierten Wert der Abweichung.
Eine erste Steuereinrichtung 7 und eine zweite Steuereinrichtung
8 steuern die Einrichtung 9 variabler Geometrie
und das Abgas-Bypassventil 10 in Übereinstimmung mit
den ersten und zweiten geregelten Variablen. Ein Betriebsbereichsdiskriminator
12 diskriminiert oder unterscheidet
den Betriebsbereich zur Ausführung der Rückkopplungsregelung.
Dementsprechend wählt er aus, ob eine Rückkopplungsregelung
in der Einrichtung 9 variabler Geometrie oder im
Abgas-Bypassventil 10 ausgeführt werden soll. Eine erste
Lernbetragsrecheneinrichtung 13 und eine zweite Lernbetragsrecheneinrichtung
14 berechnen den Lernbetrag für die Einrichtung
9 variabler Geometrie und das Abgas-Bypassventil
10 in Übereinstimmung mit der vorerwählten Betriebsbereichsuntersuchung
und dem integrierten Wert der Abweichung.
Die vorerwähnten ersten und zweiten Rückkopplungskorrektureinrichtungen
5 und 6 korrigieren die ersten und
zweiten geregelten Variablen auf der Grundlage des Lernbetrags.
In einer Betriebsart des zweiten Beispiels korrigieren, wie
oben erwähnt, die ersten und zweiten Rückkopplungskorrektureinrichtungen
5 und 6 die geregelte Variable der Einrichtung
9 variabler Geometrie, die das Verhältnis A/R der
Abgasturbine ändert, entsprechend den Betriebsbedingungen
und korrigiert die geregelte Variable des Abgas-Bypassventils
10 auf der Grundlage des errechneten integrierten Wertes
der Abweichung des herrschenden Aufladungsdrucks vom
Aufladungssolldruck. Weiterhin berechnen die ersten und
zweiten Lernbetragsberechnungseinrichtungen 13 und 14 den
Lernbetrag der Einrichtung 9 variabler Geometrie und des
Abgas-Bypassventils 10 entsprechend der Betriebsbereichsunterscheidung
und des integrierten Wertes der Abweichung,
wodurch die vorerwähnten ersten und zweiten geregelten Variablen
auf der Grundlage des Lernbetrags korrigiert werden.
Wenn die Rückkopplungsregelung von der Regelung der
Einrichtung variabler Geometrie auf die Regelung des Abgas-Bypassventils
umgeschaltet wird, dann berechnet die erste
Lernbetragsberechnungseinrichtung 13 den Lernbetrag der Einrichtung
9 variabler Geometrie.
Das zweite Beispiel kann in eine zweite Betriebsart gebracht
werden derart, daß nach Verstreichen einer vorbestimmten
Zeit ab dem Zeitpunkt, wo die Rückkopplungsregelung
von der Regelung der variablen Geometrie auf die Regelung
des Abgas-Bypassventils umgeschaltet worden ist, die
zweite Lernbetragsberechnungseinrichtung 14 den Lernbetrag
des Abgas-Bypassventils 10 berechnet.
Das zweite Beispiel kann weiterhin in einer dritten Betriebsart
betrieben werden derart, daß eine Überregeleinrichtung
vorgesehen ist, die den Aufladungssolldruck während
einer vorbestimmten Zeit anhebt, wenn eine plötzliche
Beschleunigung festgestellt wird, und nachdem die Überregelung
ausgeführt ist und die Rückkopplungsregelung von der
Regelung variabler Geometrie auf die Regelung des Abgasventils
umgeschaltet ist, berechnet die erste Lernbetragsberechnungseinrichtung
13 den Lernbetrag der Einrichtung 9
variabler Geometrie.
Der Rückkopplungskorrekturbetrag, der bei der Rückkopplungsregelung
verwendet wird, kommt während der späteren Periode
der Rückkopplungsregelung dichter an die geeignete Abweichung
vom Regelsollwert heran. Deshalb erscheint die optimale
Abweichung des Regelsollwertes, wenn die Rückkopplungsregelung
umgeschaltet wird.
Die optimale Regelzeitbestimmung des Lernbetrages der Einrichtung
variabler Geometrie erscheint, wenn die Rückkopplungsregelung
von der Regelung der variablen Geometrie auf
das Abgas-Bypassventil umgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt
wird der Rückkopplungskorrekturbetrag in der Regelung
variabler Geometrie gelernt. Dieser Betrag wird dazu verwendet,
die Rückkopplungsregelung in der nachfolgenden Regelung
der variablen Geometrie zu beeinflussen. Wenn dies
geschieht, dann ist die entsprechende Weite der Übergangsbetriebszeit
klein, und dies verbessert das Ansprechverhalten
und die Genauigkeit der Aufladungsdruckregelung.
Für die Berechnungszeit des Lernbetrages des Abgas-Bypassventils
nach dem Umschalten der Rückkopplungsregelung von
der variablen Geometrie auf das Abgas-Bypassventil muß der
Lernvorgang ausgeführt werden, wenn die Arbeitsöffnung der
Einrichtung variabler Geometrie sich ausreichend stabilisiert
hat, wobei der Rückkopplungskorrekturbetrag des Abgas-Bypassventils
konstant geworden ist. Daher geschieht
dies nach einer bestimmten Zeitperiode nach dem Umschalten,
beispielsweise unter Beachtung der Ansprechverzögerung der
Einrichtung variabler Geometrie, die vollständig öffnet.
Wenn beispielsweise der Rückkopplungskorrekturbetrag gelernt
worden ist, bevor die Öffnung der Einrichtung variabler
Geometrie vollständig offen war, und dieser Wert verwendet
worden ist, den Aufladungsdruck des Rückkopplungskorrekturbereiches
der Abgas-Bypassventilregelung zu regeln,
dann bleibt noch immer eine stationäre Abweichung
des Lernbetrags, wenn die genannte Öffnung nach dem Umschalten
vollständig geöffnet wird. Trotz vieler Schwierigkeiten
zur Vermeidung der stationären Abweichung durch die
lernende Regelung wird das Übergangsansprechverhalten
schlechter. In der oben erwähnten zweiten Betriebsart wird,
wenn die Öffnung der variablen Geometrie vollständig geöffnet
wird, der Rückkopplungskorrekturbetrag als Lernbetrag
des Abgas-Bypassventils gelernt, nachdem die Turboladerleistung
maximal geworden ist. Deshalb enthält der Lernbetrag
nicht die stationäre Abweichung und dieser Wert wird
dazu verwendet, die nachfolgende Rückkopplungsregelung bei
der Abgas-Bypassventilregelung zu beeinflussen. Wenn dies
geschieht, dann ist die Korrekturbreite der Übergangsbetriebszeit
klein, und dies verbessert das Ansprechverhalten
und die Genauigkeit der Aufladungsdruckregelung.
Im Falle, daß eine Überregelung ausgeführt wird, wird der
Regelbereich der Regelung variabler Geometrie während der
Überregelung vergrößert. Daher wird die Rückkopplungsregelzeit
lang und der Rückkopplungsregelungsbetrag gelangt dicht an
die geeignete Abweichung vom Regelsollwert. In der dritten
Betriebsart wird daher nach Ausführung der Überregelung
der Lernbetrag der Einrichtung variabler Geometrie während
des Umschaltens der Rückkopplungsregelung auf die Abgas-Bypassventilregelung
berechnet, wodurch das Ansprechverhalten
und die Regelgenauigkeit der Aufladungsdruckregelung
im Vergleich zu Fällen, in denen keine Überregelung stattfindet,
weiter verbessert wird.
Ein drittes Beispiel der Erfindung, speziell die Unterschiede
zwischen ihm und den zuvor diskutierten Beispielen,
wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.
Die ersten und zweiten Steuereinrichtungen 7 und 8 steuern
die Einrichtung 9 variabler Geometrie und das Abgas-Bypassventil
10 entsprechend dem Regelbetrag, der durch die ersten
und zweiten Berechnungseinrichtungen 3 und 4 für die
geregelte Variable berechnet werden. Diese Steuereinrichtungen
7 und 8 enthalten eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen,
die eine Rückkopplungsregelung ausführen auf der
Grundlage der Abweichung von einem Aufladungssolldruck,
und sie regeln die entsprechenden Aufladungsdrücke auf den
Aufladungssolldruck. Die Betriebsbereichsentscheidungseinrichtung
12 entscheidet den Betriebsbereich, der zuvor
eingestellt war, auf der Grundlage von Parametern, die den
Betriebszustand anzeigen, wie beispielsweise das Zuführluftvolumen
und den Aufladungsdruck, was durch den zuvor
erwähnten Aufladungsdruckdetektor 2 ermittelt wird. Die Berechnung
der geregelten Variablen entsprechend der zuvor
erwähnten Abweichung auf der Grundlage dieser Entscheidungsresultate
kann selektiv durch eine der beiden ersten
und zweiten Berechnungseinrichtungen 3 oder 4 für die geregelte
Variable werden.
Bei diesem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist eine
Überregelungseinrichtung vorgesehen, die für die feste
Zeitperiode des Aufladungssolldruck steigert im Falle, daß
ermittelt wird, daß eine schnelle Beschleunigung stattfindet.
Während dieser Überregelungszeit herrscht eine Verbreiterung
des Betriebsbereiches, in welchem die Rückkopplungsregelung
durch die zuvor erwähnte Einrichtung variabler
Geometrie ausgeführt wird. Die Überregeleinrichtung
enthält speziell eine Beschleunigungsentscheidungseinrichtung
16, die eine Entscheidung trifft, wenn eine schnelle
Beschleunigung stattfindet, eine Addiereinrichtung, die den
Beschleunigungskorrekturbetrag addiert im Falle, daß eine
schnelle Beschleunigung vorliegt, und eine Addiereinrichtung
18, die den Steigerungsanteil des Aufladungssolldrucks
addiert, wenn schnelle Beschleunigung herrscht. Von diesen
kann die Funktion der Addiereinrichtung, die den Steigerungsanteil
der Beschleunigung addiert, durch die ersten
und zweiten Regelbetragsberechnungseinrichtungen 3 und 4
gebildet sein.
Bei einem konventionellen Beispiel wird bei schneller Beschleunigung
zum Zeitpunkt hoher Belastung, wenn das Zuführluftströmungsvolumen
vergleichsweise groß ist, eine Umschaltung
der Regelung auf Abgas-Bypassventilregelung während
der Überregelung bewirkt. Es ist dabei schwierig,
während der Überregelung einen hohen Aufladungssolldruck
zu erzielen, weil es unmöglich ist, einen kleinen Öffnungsgrad
der Einrichtung variabler Geometrie bei kleinem Regelzyklus
nach dem Schalten aufrechtzuerhalten. Andererseits
ist bei der vorliegenden Erfindung während der Überregelung
der Regelbereich der Regelung variabler Geometrie breit, so
daß während der Überregelung die Regelung der variablen
Geometrie so fortfährt, wie sie ist, die geregelte Variable
der Einrichtung variabler Geometrie ist groß, und selbst
wenn die angestrebte Aufladung ansteigt, ist es für den
Öffnungsgrad der Einrichtung variabler Geometrie möglich,
klein zu bleiben, wodurch ein höherer Aufladungssolldruck
zur Ausführung einer wirksamen Regelung bereitgestellt
wird.
Fig. 4 zeigt eine Übersichtsdarstellung des mechanischen
Aufbaus einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Wie aus
Fig. 4 ersichtlich ist, wird der Maschine 21 über ein Lufteinlaßrohr
22 und eine Verzweigungsleitung 23 Luft zugeführt.
Die Abgase verlassen die Maschine über eine Abgaszweigleitung
24 und ein Abgasrohr 25. In der Mitte links
in der Zeichnung am Ende des gebogenen Lufteinlaßrohres 22
ist ein Luftströmungsmesser 31, der die Zuführleitung Qa
mißt. An der Biegung des Lufteinlaßrohres 22 ist ein Kompressor
35, der einen Teil des Turboladers darstellt. Der
Kompressor verdichtet die Luft, die durch den Luftströmungsmesser
31 fließt, und führt sie der Maschine 21 zu.
An dem unteren Ende des Lufteinlaßrohres 22 benachbart der
Luftverzweigungsleitung 23 ist eine Drosselklappe 32 angeordnet,
während zwischen der Drosselklappe 32 und dem Kompressor
35 sich in dem Lufteinlaßrohr 22 ein Entlüftungsventil
29 befindet.
Rechts der Mitte in Fig. 4 ist das Abgasrohr 25 mit einer
Biegung dargestellt, die ein Turbinengehäuse 38 bildet, innerhalb
dessen eine Turbine 37 angeordnet ist. Die Turbine
37 ist mit dem Kompressor 35 mittels einer Welle 36 verbunden.
Wie Fig. 5 zeigt, weist das Turbinengehäuse 38 eine
Einleitspirale 39 auf, die die Turbine 37 umgibt. Die Querschnittsfläche
der Einleitspirale 39 nimmt von dem Kanal 40
in Richtung des Pfeiles F allmählich ab. In dem Strömungsmischungsabschnitt
41 am Ende des Kanals 40 und der Spirale
39 ist eine bewegliche Klappe 45 als Einrichtung variabler
Geometrie angebracht, die ein Klappenventil ist. Diese bewegliche
Klappe 45 ist schwenkbar auf einem Schaft 46 montiert,
so daß es möglich ist, den Querschnitt des Kanals
40 zu verändern.
Die bewegliche Klappe 45 ist, wie Fig. 4 zeigt, im Abgasrohr
25 der Zweigleitung 23 oberhalb der Turbine 37 angeordnet,
mit anderen Worten, im Einlaßkanal 40 der Turbine
37. Der Schaft 46, der die Klappe 45 schwenkbar hält, ist
mit dem oberen Ende eines Stabes 48 über einen Arm 47 verbunden.
Das untere Ende des Stabes 48 ist mit einer Membran
52 eines Stellantriebs 50 verbunden, der die Klappe bewegt.
Das Gehäuse 51, in welchem sich die Membran 52 befindet,
ist in eine Atmosphärendruckkammer 53 und eine Überdruckkammer
54 durch die Membran 52 geteilt. Innerhalb der Atmosphärendruckkammer
53 befindet sich eine Feder 55, die
gegen die Membran 52 in Richtung auf die Überdruckkammer
54 drückt. Die Überdruckkammer 54 ist mit dem Lufteinlaßrohr
22 stromabwärts des Kompressors 35 mittels eines Verbindungsrohres
56 verbunden. Der Aufladungsdruck, der von
dem Kompressor 35 erzeugt wird, gelangt zur Überdruckkammer
54 und drückt die Membran 52 gegen die Feder 55 und gegen
die Atmosphärendruckkammer 53. In der Mitte des Verbindungsrohres
56 ist ein Elektromagnetventil 57 angeordnet.
Wenn das Elektromagnetventil 57 durch die Steuereinheit 80
erregt und geöffnet ist, dann steht das Verbindungsrohr 56
mit dem Eingang des Kompressors über das Elektromagnetventil
57 in Verbindung und der Druck in der Überdruckkammer
54 fällt ab. Im einzelnen wird das Elektromagnetventil 57
durch den Regelzykluswert von der Steuereinheit 80 gesteuert.
Wenn der Zykluswert groß wird, dann öffnet sich das
Elektromagnetventil 57 weiter und der Druck in der Überdruckkammer
54 fällt. Daher bewegt sich die Membran 52 nach
unten unter der Wirkung der Feder 55 in der Atmosphärendruckkammer
53. Diese Bewegung wird auf die Klappe 45 über
den Stab 48, den Arm 47 und den Schaft 46 übertragen. Die
Klappe 45 bewegt sich dann in einer Richtung, die den Querschnitt
des Abgaskanals 40 der Turbine 37 verringert, oder
in anderen Worten, sie schwenkt in der Schließrichtung. Als
Folge davon wird die Strömungsgeschwindigkeit des Fluides
zur Turbine 37 vergrößert und der Aufladungsdruck zur Maschine
21 wird vom Kompressor 35 angehoben. Umgekehrt, wenn
der Zykluswert kleiner wird, dann wird die Öffnung des
Elektromagnetventils 57 kleiner und der Druck in der Überdruckkammer
54 steigt an. Daher bewegt sich die Membran 52
gegen die Feder 55 nach oben, und die Klappe 45 öffnet sich
und vergrößert dadurch den Querschnitt des Kanals 40. Als
Folge davon fällt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases
zur Turbine 37 ab und der Aufladungsdruck vom Kompressor 35
zur Maschine 21 nimmt ab.
In der Verbindung des Abgas-Bypasskanals 26, der die Turbine
37 und die Abgaszweigleitung 24 überbrückt, ist ein
Abgas-Bypassventil oder Wastegate 60 angeordnet, das
mit dem einen Ende eines Stabes 63 über einen Arm 61 und
einen Verbinder 62 verbunden ist. Das andere Ende des Stabes
63 ist mit einer Membran 72 eines Stellantriebes 70
verbunden, der das Abgas-Bypassventil 60 antreibt. Ein Gehäuse
71, das die Membran 72 aufnimmt, ist in eine Atmosphärendruckkammer
73 und eine Überdruckkammer 74 durch die
genannte Membran 72 unterteilt. Innerhalb der Atmosphärendruckkammer
73 befindet sich eine Feder 75, die die Membran
72 in Richtung auf die Überdruckkammer 74 drückt. Die Überdruckkammer
74 ist mit dem Lufteinlaßrohr 22 stromabwärts
vom Kompressor 35 über ein Verbindungsrohr 76 verbunden.
Der Aufladungsdruck, der durch den Kompressor 35 erzeugt
wird, gelangt auf diese Weise zur Überdruckkammer 74.
In der Mitte der Verbindungsleitung 76 ist ebenfalls ein
Elektromagnetventil 77 angeordnet. Wenn der Elektromagnet
des Ventils 77 erregt ist und das Ventil öffnet, was unter
Steuerung durch die Steuereinheit 80 erfolgt, steht das
Verbindungsrohr 76 mit dem Eingang des Kompressors über das
Elektromagnetventil 77 in Verbindung, und der Druck in der
Überdruckkammer fällt. Detailliert gesagt, ist das Elektromagnetventil
77 durch den Regelzykluswert von der Steuereinheit
80 gesteuert. Wenn der Zykluswert größer wird, dann
öffnet das Elektromagnetventil 77 weiter und der Druck in
der Überdruckkammer 74 fällt. Deshalb bewegt sich die Membran
72 dann durch die Kraft der Feder 75 in der Atmosphärendruckkammer
73 nach unten. Diese Bewegung wird dann über
den Stab 63, den Verbinder 62 und den Arm 61 auf das Abgas-Bypassventil
60 übertragen und dieses bewegt sich in einer
Richtung, die den Bypasskanal 26 schließt. Wenn der Zykluswert
klein wird, dann schließt das Elektromagnetventil 77
und der Druck in der Überdruckkammer 74 steigt. Die Membran
72 bewegt sich dann gegen die Kraft der Feder 75 und das
Abgas-Bypassventil 60 wird geöffnet. Wenn sich die Maschine
21 in einem Zustand hoher Drehzahl und hoher Last befindet,
dann wird der Aufladungsdruck der Lufteinlaßleitung, der
der Maschine 21 vom Turbolader zugeführt wird, zu hoch. Um
eine Beschädigung der Maschine 21 zu verhindern, wird ein
Teil des Abgases der Maschine 21 durch das Abgas-Bypassventil
60 an der Turbine vorbeigeführt. Der durch die Turbine
37 geleitete Anteil des Abgases nimmt daher ab und es wird
der Maschine 21 ein Aufladungsdruck geeigneter Höhe zugeführt.
Die Steuereinheit 80 ist ein Mikrocomputer, bestehend aus
einem Mikroprozessor, einem Speicher, einem Eingabe/Ausgabe-Interface
mit einem A/D-Wandler. Über dieses Interface
empfängt die Steuereinheit 80 ein Signal über die Luftzuführmenge
vom Luftströmungsmesser 31, über die Maschinendrehzahl
vom Kurbelwinkelsensor 30 und über die Kühltemperatur
vom Kühltemperatursensor 34 auf der linken Seite der
Maschine 21 und über den Aufladungsdruck vom Aufladungsdrucksensor
33. Gemäß dieser Informationen regelt die Steuereinheit
80 den Zykluswert, der die Elektromagnetventile
57 und 77 betreibt. Durch Bewegung der Klappe 45 zur Veränderung
der Querschnittsfläche im Einlaßkanal 40 der Turbine
37 und durch Änderung der Abgasmenge, die durch die Turbine
37 fließt, mit Hilfe des Abgas-Bypassventils 60 kann der
Aufladungsdruck der Zuführluft, die der Maschine 21 zugeführt
wird, in Übereinstimmung mit der Zuführluftmenge Qa
geregelt werden, wodurch das Drehmoment im Gesamtbetrieb
von einem niedrigen Drehzahlbereich bis zu einem hohen
Drehzahlbereich gesteigert wird.
Als nächstes werden die Fig. 6 (A) bis 10 erläutert, in denen
der Fall beschrieben ist, daß eine Einrichtung variabler
Kapazität (bewegliche Klappe) und ein Abgastorventil (Abgas-Bypassventil)
mit einem Mikrocomputer gesteuert werde.
Die Zahlen in den Flußdiagrammen sind die Schrittnummern.
Die Einrichtung variabler Geometrie ist mit VN bezeichnet
und das Abgas-Bypassventil ist mit WG bezeichnet.
Die Signale, die den Betriebszustand angeben, wie beispielsweise
die Maschinendrehzahl und die Zuführluftmenge werden
in einem Speicher aufgezeichnet.
Gemäß Fig. 6 (A) wird die Verarbeitung einer Aufladungsdruckregelung
VNWGCONTROL in einem festen Zyklus (Regelzyklus)
ausgeführt und diese Verarbeitung berechnet die geregelte
Variable, um VN und WG einzustellen, damit der
herrschende Aufladungsdruck P2 dem Regelsollwert für den
benötigten Aufladungsdruck (Aufladungssolldruck) P2ADAPT
entspricht, abhängig von den verschiedenen Betriebsbedingungen.
Die Erläuterung wird nachfolgend entsprechend der
in den Flußdiagrammen gezeigten Folge gegeben. Zunächst
wird bei 200 ein Luftströmungsvolumenindex QS vom Zuführluftvolumen
QA erhalten. Dann wird dieses QS als Dateninformation
für die Berechnung der augenblicklichen Steuerung
verwendet. Die folgende Erläuterung wird gegeben unter Bezeichnung
der Zuführluftmenge als QS, aus Vereinfachungsgründen.
Bei 201 wird der Grundregelzyklus BASEDUTY 1 für WG
vom Wert QS erhalten. Bei 202 wird ein Regelzyklus von 35%
zu BASEDUTY 1 hinzuaddiert. Dies ist der Korrekturbetrag, um
WG am Öffnen zu hindern als Folge einer Verzögerung in der
Einstellung in der WG-Steuerung und von Streuungen bei den
Teilen. Wenn beispielsweise im VN-Regelbereich WG als Folge
der Verzögerung in der Einstellung auf der WG-Seite und
von Streuungen bei den Teilen öffnet, dann verzögert VN auf
der Schließseite, um den Aufladungsdruck zu steigern, und
es wird unmöglich, ein richtiges Lernen für die VN-Regelung
auszuführen. Dementsprechend stellt eine vorherige Einstellung
einer großen Regelvariablen für die WG-Regelung die
Zuverlässigkeit der Lernsteuerung der VN-Regelung sicher.
Bei 203 wird ein Lernbetrag LEARNWG zu BASEDUTY 1 addiert,
wie es durch die Lernsteuerung benötigt wird, um eine konstante
oder stationäre Abweichung von dem Regelungssollwert
zu beseitigen, die von der Einstellverzögerung hervorgerufen
wird. Bei 204 wird der Aufladungsdruck vorübergehend
gesteigert, wenn eine schnelle Beschleunigung auftritt, und
es wird geprüft, ob eine Überregelung ausgeführt wird, um
die Beschleunigungscharakteristik zu verbessern. Wenn ermittelt
wird, daß eine Überregelung stattfindet, dann wird
eine Beschleunigungskorrekturmenge zu BASEDUTY 1 bei 205 addiert,
um die Überregelung fortzuführen. Hier geben LEARNWG
und die Beschleunigungskorrektur den Betrag der Zuführvorwärtsregelung
für die WG-Regelung an. LEARNWG ist das Lernergebnis
bis zur vorausgegangenen Zeit, und es kann dazu
benutzt werden, die Regelverzögerung zu beseitigen, die auf
Langzeitänderungen und Teilestreuung beruht. Diese Korrektur
und Überregelung wird später diskutiert.
Die Schritte 206 bis 210 geben den Betrag der VN-Zuführvorwärtsregelung
für BASEDUTY 0 an. Der einzige Unterschied
in der Behandlung von 201 bis 205 und 206 bis 210 ist die
Tatsache, daß in 207 vom Grundregelzyklus BASEDUTY 0 5% abgezogen
werden. Dies ist der Korrekturbetrag, um WG am Öffnen
zu hindern im Falle, daß die VN-Grundregelzyklustabelle
zur VN-Schließseite verzögert aufgrund der Einstellverzögerung
in der VN-Regelung oder aufgrund von Teilestreuungen.
Ein Lernbetrag LEARNVN wird zur WG-Seite auf gleiche Weise
in 208 addiert. Diese LEARNVN-Berechnung wird ebenfalls
später erläutert. Hier kann man beispielsweise den Grundregelzyklus
für VN und WG aus der Tabelle erhalten, die in
Fig. 11 (C) gezeigt und in einem ROM-Speicher als eindimensionale
Nachschlagetabelle gespeichert ist, die aus dem
Grundregelzyklus als Charakteristik aufbereitet ist, die
in den Fig. 11 (A) und 11 (B) gezeigt ist. Es sei betont,
daß in Fig. 11 (C) in Punkten für VN H hexadezimal dargestellt
ist.
Fig. 11 (A) und Fig. 11 (B) werden nun detailliert erläuter.
Wie zuvor erwähnt, kann gezeigt werden, daß der Aufladungsdruck
im Betriebsbereich niedriger Drehzahl bestimmt werden
kann als das Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche A
des Spiralquerschnitts und der radialen Distanz R von ihrem
Zentrum, A/R, und selbst im niedrigen Drehzahlbereich, wo
das Abgasvolumen gering ist, kann, wenn A klein sein kann,
die Turbinendrehzahl hoch sein, was die Steigerung des Aufladungsdrucks
beschleunigt. Durch Vorsehung einer Einrichtung
variabler Geometrie im Turbolader zur Veränderung des
A/R-Verhältnisses der Maschine kann daher ein geeigneter
Aufladungsdruck und daher ein geeignetes Drehmoment mit
diesem Turbolader variabler Geometrie selbst im niedrigen
Drehzahlbereich erreicht werden.
Für die Aufladungsdruckregelung dieses Turboladers ist ein
Stellantrieb vorgesehen, der die Einrichtung variabler Geometrie
des Turboladers antreibt und den Aufladungsdruck
stromabwärts vom Kompressor als Betriebsdruck verwendet.
Der Aufladungsdruck kann schnell durch variable Regelung
des A/R-Verhältnisses der Turbine gesteigert werden, indem
man den Betriebszyklus, d. h. die Einschaltzeitdauer eines
Elektromagnetventils beeinflußt, das es erlaubt, den Betriebsdruck
nach außen entweichen zu lassen. Die Regelcharakteristik
dieser Art des Elektromagnetventils ist in
Fig. 11 (A) dargestellt. Die Horizontalachse ist das Luftzuführvolumen
und die Vertikalachse ist der Wert des Grundregeleinschaltzyklus.
Wenn dieser Zyklus, der die Öffnungszeitdauer
pro feste Periode angibt, 100% ist, dann bedeutet
dies, daß das Elektromagnetventil weit offen ist. In diesem
Falle wird über die Einrichtung variabler Geometrie der
Stellantrieb A ein Minimum und die Turbinendrehzahl wird
gesteigert. Ist der Einschaltzyklus 0%, dann schließt das
Elektromagnetventil vollständig und in diesem Falle wird A
maximal und die Turbinendrehzahl wird vermindert. Auf diese
Weise wird der Aufladungsdruck schnell gesteigert, bevor er
auf einen gleichförmigen Wert geregelt wird, indem man zusätzlich
die Abgas-Bypassventilregelung durch das Abgas-Bypassventil
einsetzt, um es dem Abgas zu erlauben, nach
außen zu entweichen.
Die Rückkopplungsregelung wird auf der Grundlage des augenblicklich
ermittelten Wertes nach gegenwärtiger Praxis ausgeführt,
um die Regelverzögerung zu beseitigen, die eine
große Vielzahl von Abweichungsfaktoren begleitet. Auch bei
diesem Beispiel erhält man den Rückkopplungskorrekturwert
aus der Differenz zwischen dem herrschenden Aufladungsdruck,
der durch den Aufladungsdrucksensor ermittelt worden ist,
und dem Aufladungssolldruck, und eine Korrektur für den
Grundregelzyklus wird unter Verwendung dieses Wertes gemacht.
Es wird nochmals auf Fig. 6 (A) Bezug genommen. In 211 wird
eine Rückkopplungskorrektur für die Verzögerungen zwischen
dem augenblicklichen Aufladungsdruck P2 und dem Aufladungssolldruck
P2ADAPT berechnet und zu dem zuvor erhaltenen Zuführvorwärtsregelwert
addiert. Die Endregelsignalwerte
BASEDUTY 0 und BASEDUTY 1 erhält man so entsprechend. Die
Rückkopplungsregelung P2FBCONT, die in 221 ausgeführt wird,
soll später erläutert werden.
In 212 wird eine Überschwing-Verhinderung im Anfangszustand
schneller Beschleunigung zusammen mit einer Ausfallsicherung
ausgeführt, wenn Probleme in den Einzelteilen auftreten.
Die Behandlung einer Überschwing-Verhinderung wird wie
folgt erläutert. Wenn eine schnelle Beschleunigung stattfindet,
dann steigt der Aufladungsdruck plötzlich an. Im
Falle eines Turboladers, der mit einer Einrichtung variabler
Geometrie ausgerüstet ist, wird ein Überschwingen erzeugt,
wie in Fig. 17 gezeigt, weil der Anstieg des Aufladungsdrucks
im Vergleich zu einem normalen Lader sehr
schnell ist. In dem in diesem Diagramm speziell gezeigten
Beispiel übersteigt der Aufladungsdruck zum Zeitpunkt der
Überregelung 500 mmHg, was die Lebensdauer der Maschine
nachteilig beeinflußt. Um dies zum Beginnzeitpunkt der
schnellen Beschleunigung zu verhindern, wird der WG-Regelzyklus
(Regelsignal) vorübergehend klein gemacht, und durch
Steigerung der Abgasmenge, die an der Turbine 37 vorbeigeleitet
wird und entweicht wird der Aufladungsdruck vermindert.
Noch genauer gesagt, die Regelzykluskorrektur der WG-Regelung
wird mittels des Aufladungsdrucks ausgeführt, wie
in Fig. 13 gezeigt. Speziell im Falle, wo der Aufladungsdruck
als Folge einer schnellen Beschleunigung steigt, wird
der WG-Regelzyklus auf 50% reduziert, wenn der feste Aufladungsdruck
P0 überschritten wird. Wenn jedoch der P0-Pegel
niedrig angesetzt ist (z. B. 375 mmHg), um ein Überregeln zu
verhindern, dann wird der nachfolgende Aufladungsdruck niedrig,
so daß die Verminderung im Regelzyklus nur 0,3 Sekunden
beim P0-Pegel von dem Zeitpunkt an dauert, zu welchem
der Aufladungsdruck P0 erreicht hat. Nach 0,3 Sekunden, mit
P1 bis P3 (<P0) als Pegelbereich, wird die Ausfallsicherung
ausgeführt, durch die der WG-Regelzyklus durch schrittweise
Verminderung kompensiert wird.
Unter Beachtung des Falles, daß WG nicht öffnet, dann setzt
das Maschinenregelsystem außerdem das Kraftstoffunterbrechungsanforderungskennzeichen,
wenn ein Zustand, wonach P4
überschritten wird, anhält, um eine Unterbrechung der
Kraftstoffzufuhr zu bewirken. Dann werden die zuletzt erhaltenen
WG-VN-Regelzyklen zu jedem der vorbeschriebenen
Elektromagnetventilen 77, 57 durch ein Ausgabe-Interface
ausgegeben, nachdem sie auf ONDUTY 1 und ONDUTY 2 bewegt worden sind,
was später beschrieben wird. Maßnahmen gegen ein Überschwingen
und Ausfallsicherungsverfahren werden durch
Korrektur von ONDUTY 1 und ONDUTY 0 ausgeführt.
Als nächstes wird die Behandlung der Rückkopplungsregelung
P2FBCONT, die bei 211 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf
die Fig. 7 (A) bis 7 (C) erläutert. Hier wird eine Betriebsbereichsentscheidung
oder -unterscheidung ausgeführt,
ob eine Rückkopplungsregelung entweder an VN oder an WG
ausgeführt werden soll, und sowohl der Rückkopplungskorrekturumfang
als auch der Lernumfang werden berechnet. Schließlich
wird die geregelte Variable in ONDUTY 0 und ONDUTY 1 gespeichert.
Das Programm wird nun beschrieben, der Ablauffolge entsprechend.
Bei 100 werden Prozeduren ausgeführt, den Regelsollwert
P2ADAPT zu reduzieren im Falle, daß die Zuführluftströmungsrate
groß ist, um eine anomale Verbrennung zu vermeiden.
Beispielsweise ist eine eindimensionale Tabelle, wie
in Fig. 12 (A) dargestellt, in einem ROM-Speicher für zukünftige
Vergleiche gespeichert, und wenn die Zuführluftströmungsrate
QS größer als eine feste Zuführluftströmungsrate
QSPDOWN 0 ist, dann wird der Regelsollwert allmählich
verringert. Bei 101 wird ein Kennzeichen FP2FBVNWG, das anzeigt,
ob die VN-Seite oder die WG-Seite der Regelbereich
ist, geprüft, und wenn dieses "1" ist, dann wird die Entscheidung
getroffen, die Rückkopplungsregelung der WG-Seite
zuzuführen, und das Programm geht auf 111 über. Wenn das
Kennzeichen jedoch "0" ist, dann geht das Programm auf 102
und die folgenden Schritte über, wo eine Berechnung ausgeführt
wird, um den Betriebsbereich zu entscheiden, in welchem
die Rückkopplungsregelung ausgeführt wird, und der
Lernbetrag wird berechnet.
Zunächst wird bei 102 der herrschende Aufladungsdruck P2
geprüft, um zu sehen, ob er klein ist, wobei der Bereichsentscheidungsaufladungsdruck
P2JUDGE (230 mmHg) verwendet
wird, der den Betriebsbereich festlegt, in welchem die
Rückkopplungsregelung ausgeführt wird. Wenn er klein ist,
dann geht das Verfahren auf 111 über, ohne den Betriebsbereich
zu entscheiden. Damit wird verhindert, daß die Rückkopplungsregelung
auf die WG-Seite oder -Regelung umgeschaltet
wird, bevor nach einer Schnellbeschleunigungsentscheidung
in die Überregelung eingetreten wird, was später noch
erläutert wird. Spezieller gesagt, bei der Überregelung
wird eine Schnellbeschleunigungsentscheidung mit Hilfe
eines Vergleichs zwischen der Beschleunigungsperiode, in
der der Aufladungsdruck von 100 mmHg auf 200 mmHg übergeht,
und dem Entscheidungsstandard TJUDGE ausgeführt. Im Falle,
daß die Beschleunigungsperiode kleiner als TJUDGE ist, dann
wird auf Schnellbeschleunigung geurteilt. Wenn jedoch der
Aufladungsdruck P2 ebenfalls kleiner als P2JUDGE ist, wenn
die oben erwähnte Betriebsbereichsunterscheidung ausgeführt
wird, dann verlangt die Schnellbeschleunigungsentscheidung
einen Vergleich, wie später erläutert, zwischen einem Zuführluftvolumen
QS und der Rückkopplungsregelbereichs-Unterscheidungsluftströmung
QSVNTWG, um zu entscheiden, welche
Seite oder Regelung, VN oder WG, die Rückkopplungsregelung
übernimmt. Dementsprechend wird Schnellbeschleunigung
entschieden, und an dem Punkt, wo Überregelung ausgeführt
wird (die das Ansprechverhalten vergrößert, wenn
schnelle Beschleunigung herrscht), wenn die Zuführluftströmung
größer als QSVNTWG ist, dann wird dies als im WG-Regelbereich
liegend bestimmt. Dies bedeutet daher, daß die
Rückkopplungsregelung von der VN-Seite auf die WG-Seite umgeschaltet
wird, ohne Rücksicht auf die Schnellbeschleunigungsentscheidung,
und eine Überregelung kann nicht ausgeführt
werden. Um dies zu verhindern, wird die obige Entscheidung
nicht ausgeführt, wenn der Aufladungsdruck P2
kleiner als P2JUDGE ist.
In 103 wird die Luftströmungsrate QSVNTWG, die dazu verwendet
wird, den Rückkopplungsregelbereich während des Normalbetriebs
festzulegen, im Register ACC gespeichert. Diese
Bereichsentscheidungsluftströmungsrate QSVNTWG ist die
Luftströmungsratenlinie A in Fig. 16. In dieser Zeichnung
ist der Bereich auf der linken Seite der Linie A der VN-Regelbereich,
während die rechte Seite der WG-Regelbereich
ist. In 104 wird auf das Vorhandensein von schneller Beschleunigung
geprüft, und wenn das Kennzeichen FACCEL gleich
"1" ist, dann wird auf schnelle Beschleunigung entschieden,
so daß der Vorgang auf 105 übergeht. Ist das Gegenteil der
Fall, dann geht der Vorgang auf 107 über. Das Kennzeichen
FACCEL ist das Schnellbeschleunigungs-Entscheidungskennzeichen,
das auf "1" gesetzt wird, wenn auf schnelle Beschleunigung
entschieden ist, und wird später unter den Beschleunigungsentscheidungsprozeduren
erläutert. Bei 105 wird geprüft,
ob eine Überregelung abgeschlossen worden ist. Im
Falle, daß die Entscheidung getroffen wird, daß die Überregelung
noch ausgeführt wird, geht das Programm auf 106 über.
Wenn die Überregelung abgeschlossen ist, geht das Programm
auf 107 über. Bei 106 wird die Bereichsentscheidungsluftströmungrate
QSVNTWGX während der Überregelung (<QSVNTWG)
in ACC gespeichert. Diese Bereichsentscheidungsluftströmung
QSVNTWGX ist die Luftströmungsratenlinie B in Fig. 14. Während
der Überregelung erweitert sich der VN-Regelbereich,
so daß, zur Bestätigung, die Bereichsentscheidungsluftströmungsrate
von der Linie A zur Linie B gesteigert wird.
Bei 107 wird die Bereichsentscheidungsluftströmungsrate,
die in ACC gespeichert ist, mit der augenblicklich herrschenden
Zuführluftströmungsrate QS verglichen. Wenn QS
größer als ACC ist, dann wird die Entscheidung getroffen,
daß dies nicht ein VN-Regelbereich ist, und bei 108 wird
das Kennzeichen FP2FBVNWG auf "1" gesetzt. Dies bedeutet,
daß eine Umschaltung vom VN-Regelbereich auf die WG-Seite
ausgeführt wird. Bei 109 wird ein Zeitgeber zur Einleitung
der WG-Lernregelung gestartet, und gleichzeitig, bei 110,
wird die VN-Lernbetragsberechnung ACCLEARNVN ausgeführt.
Diese Lernbetragsberechnung wird später erläutert. Bei 111
wird das Kennzeichen FP2FBVNWG geprüft. Wenn es "0" ist,
dann geht das Programm auf 113 über. Wenn es "1" ist, dann
wird bei 112 die WG-Lernbetragsberechnung ACCLEARNWG ausgeführt.
Auf diese Weise wird der Betriebsbereich, der die in
Fig. 16 gezeigte Rückkopplung ausführt, entschieden, und
die Berechnung der Lernbeträge für VN und WG ausgeführt.
Als nächstes wird bei 113 und nachfolgend die Rückkopplungskorrektur
für VN und WG berechnet. Hier wird eine proportionale
plus integrale plus ableitende Regelung diskutiert.
Die proportionalen, integralen und ableitenden Teile, die
von der Abweichung berechnet werden, werden als P-, I- und
D-Teile bezeichnet. Zunächst wird bei 113 der P-Teil für
die VN-Regelung berechnet und zu dem zuvor erhaltenen
BASEDUTY 0 addiert und das Ergebnis wird im Speicher M2 gespeichert.
Diese P-Teil-Berechnung erhält man durch die
folgende Berechnung in Beachtung des Falles, bei dem die
Regelstabilität sowie der Grundregelzyklus BASEDUTY 0 verzögert
sind. Das heißt, der P-Teil für die VN-Regelung ist
KPVN × ERROR ×|ERROR|.
Hier ist ERROR die Differenz zwischen dem Aufladungssolldruck und dem herrschenden Aufladungsdruck (ERROR = P2ADAPT - P2). KPVN ist die berechnete Verstärkung. Bei 114 wird auf gleiche Weise der P-Teil für die WG-Regelung berechnet und zu dem zuvor erhaltenen BASEDUTY 1 hinzuaddiert und das Ergebnis wird im Speicher M2 + 2 gespeichert. Der P-Teil für die WG-Regelung ist KPWG × ERROR, wobei KPWG die berechnete Verstärkung ist. In Fig. 15 ist der P-Teil für die VN-Regelung durch die gestrichelte Linie dargestellt, während der für die WG-Regelung mit der ausgezogenen Linie dargestellt ist.
KPVN × ERROR ×|ERROR|.
Hier ist ERROR die Differenz zwischen dem Aufladungssolldruck und dem herrschenden Aufladungsdruck (ERROR = P2ADAPT - P2). KPVN ist die berechnete Verstärkung. Bei 114 wird auf gleiche Weise der P-Teil für die WG-Regelung berechnet und zu dem zuvor erhaltenen BASEDUTY 1 hinzuaddiert und das Ergebnis wird im Speicher M2 + 2 gespeichert. Der P-Teil für die WG-Regelung ist KPWG × ERROR, wobei KPWG die berechnete Verstärkung ist. In Fig. 15 ist der P-Teil für die VN-Regelung durch die gestrichelte Linie dargestellt, während der für die WG-Regelung mit der ausgezogenen Linie dargestellt ist.
Die P-Teile der auf diese Weise erhaltenen Rückkopplungsregelung
werden gewöhnlich addiert. Um jedoch eine integrale
und ableitende Regelung bei einem Druck oberhalb des
festen Aufladungsdrucks auszuführen, wird in den Schritten
115 bis 118 die Entscheidung getroffen, ob oder ob
nicht eine integrale und ableitende Regelung ausgeführt
wird. Zunächst wird bei 115 der herrschende Aufladungsdruck
P2 im Register ACC gespeichert. Bei 116 wird geprüft,
ob der Aufladungssolldruck P2ADAPT gleich 375 mmHg ist.
Wenn dies der Fall ist, dann geht das Programm auf 118
über. Wenn P2ADAPT kleiner als 375 mmHg ist, dann wird
bei 117 P2DOWNVALUE zu ACC addiert. Im Falle, daß der Aufladungsdruck
P2MIN (320 mmHg) erreicht, wird bei 118 die
Entscheidung getroffen, ob eine integrale und ableitende
Regelung möglich sind. Dies rührt daher, daß bei 100 im
Falle, daß die Luftströmungsrate hoch wird und der Regelsollwert
fällt, eine Entscheidung getroffen wird, daß die
Regelung von einem niedrigeren Aufladungsdruck möglich ist.
Das heißt, im unteren und mittleren Luftströmungsbereich, bei
dem der Regelsollwert 375 mmHg ist, wird eine Entscheidung
getroffen, indem man den herrschenden Aufladungsdruck und
den Entscheidungsaufladungsdruck P2MIN (320 mmHg) miteinander
vergleicht, hinsichtlich des Regelbereiches, wo eine
integrale und ableitende Regelung ausgeführt wird. In einem
hohen Luftströmungsbereich, wo der Regelsollwert kleiner
als 375 mmHg ist, ist es jedoch wünschenswert, auch den
Entscheidungsaufladungsdruck P2MIN klein zu machen, um den
Regelbereich aufrechtzuerhalten, um eine integrale und ableitende
Regelung auszuführen. Aus diesem Grunde ist es
akzeptabel, den Wert P2, der im ACC-Register gespeichert
ist, mit einem Wert zu vergleichen, den man durch Subtraktion
eines festen Wertes nur von P2MIN erhält. Wenn jedoch
der zuvor erwähnte feste Wert zu P2 zuvor addiert wird, um
diesen addierten Wert mit P2MIN zu vergleichen, dann erhält
man dasselbe Ergebnis. Der feste Wert ist in diesem
Falle der zuvor erwähnte Wert P2DOWNVALUE, und P2DOWNVALUE
kann auch ein einheitlicher Wert sein und kann proportional
zu QS variieren.
Bei 118 wird geprüft, ob ACC größer als P2MIN ist. Im Falle,
daß ACC größer als P2MIN ist, wird entschieden, daß
eine Regelung möglich ist, und das Programm geht auf 127
über. Im Falle, daß entschieden wird, daß eine Regelung
nicht möglich ist, wird bei 119 geprüft, ob QS kleiner als
eine spezifizische Luftströmungsrate QSWGAREA ist. Wenn QS
kleiner ist, dann werden alle Regelfolgekennzeichen bei
120 gesetzt und die Initialisierung aller Rückkopplungsvariablen
wird gleichzeitig ausgeführt. Bei 121 werden
die Lernmengen sowohl für VN als auch für WG neu geschrieben.
Das heißt, die Zeitgabe, die die Lernmengen erneuert, erscheint,
wenn der Aufladungsdruck kleiner als P2MIN ist
und wenn das Zuführluftvolumen kleiner als QSWGAREA ist.
Wenn dies groß ist im Falle, wo der Aufladungsdruck vorübergehend
abgefallen ist bei der hohen Luftströmungsratenseite,
dann werden die vorerwähnten Kennzeichen nicht
rückgesetzt oder die oben erwähnten Variablen werden nicht
initialisiert und das Programm geht auf 122 über. Bei
voll offener Beschleunigung im hohen Luftströmungsbereich
im Falle, wo das Gaspedal in seinem Ursprungszustand rückgeführt
wird, gibt es Fälle, bei denen der Abfall des Aufladungsdrucks
schneller erfolgt, als der Abfall im Zuführluftvolumen.
In einem Fall dieser Art wird eine hohe Luftströmung
aufrechterhalten und trotz der Tatsache, daß man
sich im WG-Regelbereich befindet, ist der resultierende
Aufladungsdruck unter P2MIN. Selbst in diesem Falle werden
dementsprechend die Kennzeichen rückgesetzt und die Rückkopplungsvariablen
werden initialisiert, wonach der integrierte
Wert ERRORIWG (der Abweichungen, bis hinauf zur
letzten, für die WG-Regelung) abgezogen wird, und der Betrag
der WG-Regelung ist klein, was zu einer Regelverzögerung
führt, die durch gewisse Faktoren, wie beispielsweise
die Streuung der Teile usw. verursacht wird. Die Kennzeichen
werden nicht rückgesetzt, um eine solche Regelverzögerung
zu vermeiden.
Bei 122 werden die in den Speichern M2 und M2 + 2 (die Ergebnisse
der Addition des Korrekturbetrags zu den Grundregelzyklen)
auf ONDUTY 0 und ONDUTY 1 gebracht. Diese Übertragung
stellt die oberen und unteren Regelgrenzen ein,
innerhalb denen die VN- und WG-Werte geregelt werden müssen.
Bei 123 wird geprüft, ob QS kleiner als die Entscheidungsluftströmungsrate
QSDUTYCUT ist. Ist QS kleiner, dann
werden die Steuerzyklen ONDUTY 0 und ONDUTY 1 bei 124 auf die
Minimalwerte gesetzt. Dies wird ausgeführt, um die Lebensdauer
der Steuerelektromagnetventile 57, 77 zu steigern,
indem sie daran gehindert werden, bei niedrigen Luftströmungsraten
im Leerlauf zu arbeiten. Bei 125 wird verhindert,
daß Beschleunigungsentscheidungsfehler auftreten.
Eine Erläuterung dieser Tätigkeit wird später beim Beschleunigungsentscheidungsschritt
gegeben. Danach geht das Programm
auf 212 unter VNWGCONTROL über.
Als nächstes wird bei 118 eine Entscheidung getroffen, ob
dies ein Bereich ist, wo eine Integral- und Ableitregelung
möglich ist. Der Fall, bei dem das Programm auf 127 übergeht,
wird nun erläutert. Ausgehend von 127 werden für VN
und WG die entsprechenden Berechnungen durchgeführt, basierend
auf dem Ergebnis der Entscheidung, ob dies ein Regelbereich
für VN und WG ist (ausgeführt in 101 bis 106).
Zunächst wird bei 127 eine Statusprüfung für das Kennzeichen
PF2FBVNWG ausgeführt. Wenn dieses "1" ist, dann wird
die vorhandene Abweichung ERROR zu ERRORIWG addiert, dem
akkumulierten Wert für die Abweichung ERROR für WG bis zur
letzten Abweichung. Wenn das Kennzeichen auf "0" gesetzt
ist, dann geht das Programm auf 129 über, wo die vorhandene
Abweichung ERROR zu ERRORIVN addiert wird, was der akkumulierte
Wert für die Abweichung ERROR für VN hinauf bis
zur letzten Abweichung ist. Bei 130 wird eine Prüfung für
den Beginn der Überregelung ausgeführt. Im Falle, daß entschieden
wird, daß eine Überregelung begonnen hat, wird
der Korrekturbetrag VNCOEFI zum Zeitpunkt der Überregelung
zu ERRORIVN bei 131 addiert. Dies addiert den Rückkopplungsregelbetrag,
der der Betrag der Steigerung über den
Sollwert ist, wenn eine Überregelung ausgeführt wird. Im
Falle, daß die Überregelung nicht begonnen hat, geht das
Programm auf 132 über, wo FP2FBVNWG geprüft wird. Wenn
dies "1" ist, dann gibt dies den WG-Regelbereich an, so
daß das Programm auf 133 übergeht, wo ein fester Wert von
dem integrierten Wert ERRORIVN der VN-Abweichung ERROR
subtrahiert wird. Als Ergebnis wird nach der Rückkopplungsumschaltung
von der VN-Regelung auf die WG-Regelung
der VN-Regelbetrag allmählich von dem unmittelbar vor dem
Umschalten herrschenden Regelbetrag abgezogen. Das heißt im
einzelnen, selbst nachdem die Rückkopplung auf die WG-Regelung
umschaltet, unter Aufrechterhaltung der VN-Regelung
auf dem Betrag unmittelbar vor dem Schalten zusammen mit
der Steigerung der Abgasströmungsmenge steigt die Strömungsgeschwindigkeit
im Einlaßkanal 40 und der Druck fällt.
Als Folge dieses Druckabfalls wird die bewegliche Klappe
45 in der Richtung verschwenkt, die den Einlaßkanal 40
schließt, und die Leistung des Turboladers wird vermindert.
Wenn andererseits der feste Wert von ERRORIVN abgezogen
wird, das ist der akkumulierte Wert für die VN-Abweichung
ERROR, dann wird die Klappe 45 in der Richtung verschwenkt,
in welcher der Einlaßkanal 40 geöffnet wird. Der Kanal 40
wird vollständig geöffnet, so daß selbst beim Eintritt der
WG-Regelung ein ausreichendes Abgasvolumen aufrechterhalten
werden kann, und der Turbolader ist in der Lage, einen
maximalen Drosselungsbetrieb zu zeigen. Wenn jedoch
FP2FBVNWG gleich "0" ist, dann geht das Programm auf 134
über, wo der I-Teil der VN-Regelung aus der Berechnung
KIVN × ERRORIVN erhalten wird, und dies wird zu M2 addiert.
Hier ist KIVN die berechnete integrierte Verstärkung.
Außerdem wird gleichzeitig dieser I-Teil in VNLEARN als
gegenwärtiger VN-Lernbetrag für die Lernregelung gespeichert.
Bei 135 wird der I-Teil für die WG-Seite aus der Berechnung
KIWG × ERRORIWG erhalten und zu M2 + 2 addiert. Hier
ist KIWG die berechnete integrierte Verstärkung. Gleichzeitig
wird dieser I-Teil in WGLEARN als gegenwärtiger
WG-Lernbetrag für die Lernregelung gespeichert. Bei 136
wird der D-Teil berechnet und das Ergebnis wird im Speicher
M1 gespeichert. Diesen D-Teil erhält man aus der Berechnung
KDX (ERROR 1-ERROR). Hier ist KD die berechnete abgeleitete
Verstärkung. Das heißt im einzelnen, es wird eine Prüfung
für FP2FBVNWG ausgeführt, um zu ermitteln, ob die Regelung
sich auf der VN- oder der WG-Seite befindet. Ist sie
im VN-Regelbereich, dann wird die VN-Verstärkung KDVN ausgewählt
und berechnet. Ist sie im WG-Bereich, dann wird
die WG-Verstärkung KDWG berechnet. ERROR 1 ist das vorausgehende
ERROR. Bei 137 wird, wenn FP2FBVNWG gleich "1"
ist, der D-Teil für die WG-Regelung zur WG-Regelung bei
138 addiert und die resultierende Summe wird in M2 + 2 gespeichert.
Ist es "0", dann wird der D-Teil für die VN-Regelung
zur VN-Regelung bei 139 addiert und die resultierende
Summe wird in M2 gespeichert. Bei 140 wird der
gegenwärtige Fehler ERROR (= P2ADAPT - P2) in ERROR 1 gespeichert,
um den D-Teil zu berechnen, der bei der nächsten
Berechnung erhalten wird. Bei 141 und 142 werden die
in den Speichern M2 und M2 + 2 gespeicherten Werte (das
Resultat der Addition der Korrekturbeträge zu den Grundregelzyklen)
auf ONDUTY 0 und ONDUTY 1 als die Endregelzyklen
gebracht. Diese Übertragung setzt die oberen und unteren
Regelgrenzen fest, innerhalb denen die VN- und WG-Werte
geregelt werden müssen. Danach geht das Programm auf
212 VNWGCONTROL über.
Als nächstes wird eine Überregelung erläutert, die ausgeführt
wird, wenn eine schnelle Beschleunigung auftritt,
wodurch der Aufladungsdruck vorübergehend angehoben und
das Beschleunigungsvermögen verbessert wird. Grundsätzlich
wird der zuvor erwähnte Zuführvorwärtsregelumfang modifiziert
und die Überregelung wird ausgeführt, indem man den
Regelsollwert anhebt. Fig. 6 (B) ist ein Flußdiagramm, das
den Ablauf eines Programms BOOSTCNTR zeigt, das die Einstellung
und Rückstellung der verschiedenen Kennzeichen
für die Überregelung ausführt. Fig. 8 (A) ist das Flußdiagramm
für das Programm ACCELJUDGE, das die schnelle Beschleunigung
beurteilt.
Zunächst wird die Erläuterung in der Reihenfolge nach Fig. 8 (A)
für die Beurteilung der schnellen Beschleunigung gegeben.
Dieser Vorgang wird alle 10 ms ausgeführt, neben
der zuvor erläuterten Regelberechnung. Bei 300 wird der
Aufladungsdruck in P2 gespeichert. Bei 301 wird geprüft,
ob P2 die Größe 100 mmHg überschreitet. Wenn P2 diese
Größe nicht überschreitet, dann werden die Kennzeichen
und Variablen, die in der Regelfolge benutzt werden, rückgesetzt
bzw. initialisiert, was bei 302 stattfindet. Ist
P2 größer oder gleich 100 mmHg, dann geht das Programm auf
303 über. Ist es das erste Mal, daß 100 mmHg überschritten
worden sind, dann geht das Programm auf 304 über, und ein
Zeitgeber für die Messung der Beschleunigungszeit wird in
Betrieb gesetzt. Bei 305 wird die Zeit als Entscheidungskriterium
aus der Maschinendrehzahl bei 100 mmHg, der Getriebestellung
usw. berechnet, und dies wird in TJUDGE gespeichert.
Dieses Entscheidungskriterium wird die Entscheidungslinie,
die in Fig. 14 (B) gezeigt ist, d. h., die Entscheidungslinie
erhält man aus
Wenn die Beschleunigungszeit ( τ ), die später erläutert
wird, im Bereich unterhalb dieser Entscheidungslinie liegt,
dann wird dies als schnelle Beschleunigung beurteilt. Die
Ziffern in Fig. 14 (B) zeigen die Getriebepositionen vom
ersten bis zum vierten Gang. Bis zum dritten Gang liegen
diese unter der Entscheidungslinie, so daß kein Problem
auftritt, aber im vierten Gang, bei niedriger Drehzahl
überschreiten die Beschleunigungszeiten ( τ ), das sind die
Zeiten zwischen dem Aufladungsdruck 100 mmHg und 200 mmHg,
die Entscheidungslinie und sind im Bereich verteilt, der
im Diagramm durch die gestrichelte Linie umgrenzt ist.
Dementsprechend ist es bei niedrigen Drehzahlen im vierten
Gang notwendig, die Entscheidungslinie an eine Stelle
zu bringen, wo dieser Bereich überschritten wird, und das
Entscheidungskriterium wird als der Wert genommen, den man
durch Addition eines festen Wertes zum Wert der Entscheidungslinie
erhält. Dies ist der Grund, weshalb die Getriebepositionen
ebenfalls als Entscheidungskriterium herangezogen
werden.
Bei 303 wird im Falle, daß 100 mmHg zweimal oder mehr überschritten
worden ist, das Programm auf 307 geführt, wo geprüft
wird, ob P2 die Größe 200 mmHg überschritten hat.
Wenn P2 kleiner als 200 mmHg ist, dann wird dies nicht als
schnelle Beschleunigung beurteilt. Wenn P2 gleich oder
größer als 200 mmHg ist, dann wird bei 304 der Zeitgeberwert
gestartet, d. h. die Beschleunigungszeit ( t ), die in
Fig. 14 (A) gezeigt ist (das ist die Zeit, wie zuvor erwähnt,
zwischen dem Aufladungsdruck 100 mmHg und 200 mmHg)
wird geprüft, ob sie kleiner als das Entscheidungskriterium
TJUDGE ist, das in 305 bestimmt wird. Wenn τ kleiner
ist, dann geht das Programm auf 309 über und das Kennzeichen
FACCEL wird auf "1" gesetzt, um zu zeigen, daß auf
schnelle Beschleunigung geurteilt worden ist. Danach kehrt
das Programm zum Maschinenregelbetrieb zurück. Auf diese
Weise werden die Eingabe des Aufladungsdrucks und die Entscheidung
über Schnellbeschleunigungsbedingungen, die für
die Regelung notwendig sind, ausgeführt. Diese Daten werden
in VNWGCONTROL in Fig. 6 (A) und P2FBCONT in Fig. 7
verwendet, die zuvor beschrieben worden sind, und in
BOOSTCNTR in Fig. 6 (B), was nachfolgend erläutert wird.
Als nächstes wird die BOOSTCNTR-Prozedur für die geeignete
Durchführung der Überregelung mit Bezugnahme auf Fig. 6 (B)
erläutert. Dieses BOOSTCNTR wird vor der Ausführung von
VNWGCONTROL einmal ausgeführt und liefert die Daten, die
für die Überregelung notwendig sind. Dem Ablauf nach Fig. 6 (B)
folgend, wird zunächst bei 214 geprüft, ob eine Überregelung
abgeschlossen worden ist. Dies erfolgt durch Prüfung
der Resultate der Tätigkeiten zur Vervollständigung
der Überregelung, die in den Schritten 236 bis 239 ausgeführt
werden. Sobald die Entscheidung getroffen ist, daß
diese Regelung abgeschlossen ist, geht das Programm auf
241 über und es wird eine allmähliche Verringerung des Regelsollwertes
ausgeführt (es wird der Betrag der Zuführvorwärtsregelung
während der Überregelung allmählich verringert).
Wenn diese Regelung nicht abgeschlossen worden
ist, geht das Programm auf 215 über, wo geprüft wird, ob
das Schnellbeschleunigungs-Entscheidungskennzeichen FACCEL
gesetzt oder durch die vorangehend diskutierte Schnellbeschleunigungsentscheidungstätigkeit
rückgesetzt worden ist.
Wenn es "0" ist, dann ist die Tätigkeit abgeschlossen. Wenn
es "1" ist, dann wird dies als schnelle Beschleunigung beurteilt
und das Programm geht auf 216 über, wo geprüft
wird, ob eine Überregelung zulässig ist. Ob eine Überregelung
ausgeführt werden kann, oder nicht, hängt von der Maschine
und der Fahrzeugart ab. Durch Speichern dieser Information
im ROM-Speicher kann das gleiche Programm unterschiedlichen
Spezifikationen gerecht werden, wie z. B. solchen,
die eine Überregelung haben, und solchen, die keine
haben.
Im Falle, daß eine Überregelung zulässig ist, geht das
Programm auf 217 über und es wird geprüft, ob die Temperatur
des Maschinenkühlwassers unterhalb 100°C liegt.
Wenn es bei oder über 100°C liegt, dann läßt sich daraus
leicht schließen, daß eine anomale Verbrennung stattfindet,
so daß keine Überregelung ausgeführt wird. Wenn die Kühlwassertemperatur
unter 100°C liegt, dann geht das Programm
auf 218 über und das WG-Zuführvorwärtskorrekturstartkennzeichen
FP2WG wird auf "1" gesetzt. Bei 219 wird geprüft,
ob der Aufladungsdruck 250 mmHg überschreitet. Wenn er
diesen Wert nicht überschreitet, ist der Vorgang abgeschlossen.
Wenn er ihn überschreitet, dann geht das Programm
auf 221 über. Beim ersten Mal, wo 250 mmHg überschritten
werden, geht das Programm auf 222 über, wo der
Zeitgeber zur Verhinderung des Schnellbeschleunigungsentscheidungsfehlers
gestartet und das VN-Zuführvorwärtskorrekturstartkennzeichen
FP2VN auf "1" gesetzt wird. Die gemessene
Zeit dieses Entscheidungsfehlerverhinderungszeitgebers
wird durch die Schnellbeschleunigungs-Entscheidungsfehlerverhinderungsprozeduren
der zuvor beschriebenen Art
bei 125 in Fig. 7 geprüft. Im Falle, daß 250 mmHg überschritten
und 320 mmHg für mehr als 3 Sekunden erreicht
worden sind, wird dies nicht als schnelle Beschleunigung
beurteilt, und das Schnellbeschleunigungsentscheidungskennzeichen
FACCEL und das VN-Zuführvorwärtskorrekturstartkennzeichen
FP2VN werden auf "0" gesetzt. Dies verhindert
die Störung der Betriebsfähigkeit, die unter den nachfolgenden
Bedingungen auftreten kann. Beim Beschleunigen aus
einem Zustand, bei dem die Drosselklappe um ¼ geöffnet
ist im zweiten Gang, wie in Fig. 18 gezeigt, ist die Zeit
( τ ), die für die Schnellbeschleunigungsentscheidung verwendet
wird, kurz. Daher wird Schnellbeschleunigung identifiziert,
da die Beschleunigungszeit kurz ist, man tritt in
die Überregelung nach Abschluß der Beschleunigung ein und
der Aufladungsdruck ändert sich schnell, so daß das Betriebsverhalten
gestört wird.
Zwischen 250 mmHg und 320 mmHg wird es nicht als schnelle
Beschleunigung betrachtet, wenn die Zeit T0, die durch den
Entscheidungsfehlerverhinderungszeitgeber gemessen wird,
größer oder gleich 3 ist. Als nächstes wird bei 221 im Falle,
daß 250 mmHg zum zweiten oder wiederholten Male überschritten
worden ist, das Programm auf 223 gebracht und es
wird geprüft, ob der Aufladungsdruck P2 die Größe 345 mmHg
überschritten hat. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm
auf 225 über und es wird geprüft, ob 345 mmHg zum
ersten Mal überschritten worden ist. Ist dies der Fall,
dann geht das Programm auf 226 über und es wird ein Zeitgeber
gestartet, um die Zeitdauer zu messen, die oberhalb
des Regelsollwertes verbracht worden ist, und der Vorgang
wird beendet. Bei 225 wird im Falle, daß 345 mmHg zum zweiten
oder wiederholten Male überschritten worden ist, das
Programm auf 228 gebracht, und bei 226 wird geprüft, ob
eine feste Zeitdauer (0,3 Sekunden) vom Zeitgeber registriert
worden ist, der zuvor gestartet worden ist. Wenn
diese Zeit verstrichen ist, dann geht das Programm auf 229
über. Wenn diese feste Zeit zum ersten Mal verstrichen ist,
dann geht das Programm auf 230 über und es wird ein Überregelungsbetrag
entsprechend der Wassertemperatur der Maschine
zugeführt und der Regelsollwert wird erhöht. Das heißt, die
optimale übergeregelte Variable entsprechend der Wassertemperatur
erhält man aus der eindimensionalen Tabelle,
wie in Fig. 12 (B) gezeigt, und die optimale Überregelung
erhält man, weil der Regelsollwert 425 mmHg abnimmt, wenn
die Wassertemperatur ansteigt (eine feste Größe ist zur
Verminderung hinzuaddiert).
Als nächstes wird der Fall erläutert, bei dem das Programm
von 228 und 229 auf 232 usw. übergeht, wobei von 232 an
eine Prüfung der Überregelungsbeendigungsbedingungen ausgeführt
wird. Bei 232 und 234 wird zur Messung der verstrichenen
Zeit seit dem Überschreiten des Wertes 375 mmHg
durch den Aufladungsdruck im Falle, daß dieser Wert bei
234 zum ersten Mal überschritten worden ist, das Programm
auf 235 weitergeschaltet, und der Zeitgeber zur Messung
der Überregelungszeit wird in Betrieb gesetzt. Bei 234
wird beim Überschreiten des Wertes 375 mmHg zum zweiten
oder wiederholten Mal das Programm auf 236 gebracht und es
wird geprüft, ob der Zeitgeber zur Messung der Regelzeit,
der bei 235 in Betrieb gesetzt worden ist, eine feste verstrichene
Zeit überschritten hat. Wenn diese Zeit überschritten
worden ist, dann geht das Programm auf 239 über
und die Überregelung wird beendet. Wenn diese Zeit nicht
überschritten worden ist, dann geht das Programm auf 237
über und es wird der Klopfpegel geprüft. Wenn der Klopfpegel
hoch ist, dann wird die Überregelung beendet, so daß
kein Klopfen erzeugt wird. Wenn der Klopfpegel klein ist,
dann geht das Programm auf 238 über und es wird geprüft,
ob QS größer als das Entscheidungsluftvolumen QSBOOSTCUT
ist, womit die Überregelungssteuerung abgeschnitten wird.
Wenn QS größer ist, dann geht das Programm auf 239 über
und die Überregelung wird beendet, um eine anomale Verbrennung
zu verhindern. Auf diese Weise werden die verschiedenen
Datenverarbeitungen für die Überregelung in den
BOOSTCNTR-Schritten ausgeführt.
Nachfolgend wird die Lernregelung erläutert, durch die
eine Korrektur für die Verzögerung in der Größe der VN-
und WG-Zuführungsvorwärtssteuerung ausgeführt wird. Bei
der Lernregelung wird der Betrag der Rückkopplungskorrektur
als Lernbetrag verwendet, und der Betrag der Rückkopplungskorrektur
liegt dichter an jenem, den man aus der wahren
Abweichung von dem Regelsollwert in einer späteren
Zeitperiode während der Rückkopplungsregelung erhält, so
daß er in der am meisten verzögerten Zeitperiode der Rückkopplungsregelung
liegt, d. h., wenn die Rückkopplungsregelung
umgeschaltet wird, so daß die genaueste Abweichung
vom Regelsollwert geliefert wird. Aus diesem Grunde ist
bei der VN-Regelung 110 in Fig. 7 der Zeitpunkt, der die
Größe des Lernvorgangs berechnet, und es ist der Zeitpunkt,
wenn die Rückkopplungsregelung von VN auf WG umgeschaltet
wird. Außerdem ist der Lernbetrag der I-Teil, der in
VNLEARN bei 134 im selben Diagramm gespeichert wurde.
Dies bedeutet dementsprechend, daß der stationäre Abweichungsteil,
wenn der Aufladungsdruck auf der VN-Seite geregelt
wird, zuvor zu dem Betrag der Zuführvorwärtsregelung
in den folgenden Regelungen addiert wird. Die laufende Berechnung
des Lernbetrages wird unter Bezugnahme auf Fig. 9
erläutert. Zuerst wird bei 400 durch FACCEL geprüft, ob
eine Überregelung ausgeführt wird. Die Berechnung des Lernbetrages
ist selbstverständlich möglich, wenn keine Überregelung
ausgeführt wird, jedoch ist im Falle einer Überregelung
der Wert des I-Teiles groß in jenem Regelbereich,
um den VN-Regelbereich auszudehnen. Wenn die Regelung mit
Hilfe dieses großen Wertes ausgeführt wird, dann läßt sich
die Regelgenauigkeit verbessern, so daß bei dieser Ausführungsform
die Berechnung des Lernbetrages unmittelbar nach
der Überregelung ausgeführt werden muß. Wenn in diesem
Falle die Überregelung nicht ausgeführt wird, sondern
vielmehr der Lernbetrag berechnet wird, dann wird die Regelgenauigkeit
zusammen mit dem Ansprechverhalten der Aufladungsdruckregelung
verbessert. Dementsprechend wird bei
diesem Beispiel die Berechnung des Lernbetrages nicht ausgeführt,
wenn bei den Beschleunigungsbedingungen eine
Überregelung nicht ausgeführt wird. Im Falle, daß eine
Überregelung ausgeführt wird, geht das Programm auf 401
über und der Korrekturbetrag während der Überregelung
(15% des Regelzyklusäquivalents) wird von der stationären
Abweichung VNLEARN, erhalten bei 134 in Fig. 7, abgezogen
und das verringerte Ergebnis wird wieder VNLEARN. Dies ergibt
den optimalen Grundregelzyklus, wenn keine Überregelung
stattfindet. Bei 402 wird der Wert, den man durch
Addieren von VNLEARN und LEARNVN erhält, in VNLEARNVALUE
gespeichert. Hier ist LEARNVN das Ergebnis des vorausgegangenen
Lernens, und dieser Wert LEARNVN wird zu dem vorhandenen
Lernergebnis VNLEARN hinzuaddiert, um einen Optimalwert
für den Lernbetrag zu erhalten. Auf diese Weise
wird das nächste Resultat des bei 121 in Fig. 7 gespeicherten
VNLEARNVALUE für die nächste Regelung verwendet,
d. h., durch die Tatsache, daß eine Erneuerung stattfindet,
wenn die rückgesetzten Regelkopplungsbedingungen befriedigt
sind - der Aufladungsdruck ist kleiner als 320 mmHg
und QS ist kleiner als QSWGAREA. Der erneute Zeitpunkt
befriedigt in diesem Beispiel die zwei Bedingungen,
aber es ist akzeptabel, wenn er wenigstens kleiner als
der feste Aufladungsdruck ist.
Nachfolgend wird die WG-Lernregelung erläutert. Der Berechnungszeitpunkt
des Lernbetrages der WG-Regelung muß
dort liegen, wo keine Beeinflussung durch die VN-Rückkopplungsregelung
stattfindet und wenn der Korrekturbetrag von
der WG-Rückkopplungsregelung ausreichend eingeengt ist.
Kurz gesagt, unmittelbar nachdem die Rückkopplungsregelung
von der VN-Seite auf die WG-Seite umgeschaltet worden ist,
ist der Öffnungsgrad von VN noch nicht stabilisiert und
der korrekte Betrag der WG-Rückkopplungskorrektur kann
nicht gelernt werden. Daher muß man die Ansprechverzögerung,
bis VN vollständig geöffnet und stabilisiert ist,
berücksichtigen und eine feste Zeit verstreicht nach dem
Umschalten. Der Zeitpunkt, der die Berechnung des Lernbetrags
ausgeführt, ist bei 112 in Fig. 7, wenn eine feste Zeit
nach dem Umschalten der Rückkopplungsregelung auf die WG-Seite
verstrichen ist (1,2 Sekunden). Außerdem ist der
Lernbetrag der I-Teil, der bei 135 in WGLEARN gespeichert
ist. Dies bedeutet, daß der normale Abweichungsteil bei
Regelung des Aufladungsdrucks von der WG-Seite im voraus
zum Betrag der Zuführvorwärtsregelung in den folgenden Regelungen
addiert wird.
Die Berechnung des herrschenden Lernbetrages wird nun unter
Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert. Zunächst, bei 404, in
109 in Fig. 7, wird der berechnende Wert von WGLEARNTIMER,
der Zeitpunkt, der die WG-Lernregelung beginnt, wenn die
Rückkopplungsregelung auf die WG-Seite umgeschaltet ist,
wird geprüft, um zu ermitteln, ob er 1,2 Sekunden überschritten
hat. Wenn er kleiner als 1,2 Sekunden ist, dann
wird der Lernbetrag nicht berechnet. Wenn er 1,2 Sekunden
überschritten hat, dann geht das Programm auf 405 über.
Auf die gleiche Weise wird bei dieser VN-Regelung die vorhandene
stationäre Abweichung WGLEARN, die man bei 135 in
Fig. 7 erhalten hat, zum Lernbetrag LEARNWG vom vorangehenden
Zeitpunkt addiert und wird in WGLEARNVALUE gespeichert.
Dieser neueste Lernwert, mit derselben Zeitgabe wie
auf der VN-Seite, wird bei 121 in Fig. 7 erneuert. Die Berechnung
und Erneuerung des Lernbetrages werden zu optimalem
Zeitpunkt für VN bzw. WG durchgeführt, und diese erneuerten
Werte werden als LEARNVN und LEARNWG bei 203 und
208 (Fig. 6 (A)) in den Prozeduren VNWGCONTROL hinzuaddiert,
speziell als Zuführvorwärtsregelkorrektur.
Außerdem führen die Zeitgeber, die für die Zeitberechnungen
während der voranstehenden Erläuterungen verwendet
wurden, wie in Fig. 8 (B) gezeigt, die Zeitgabe unter
TIMER-Prozeduren durch, indem sie alle feste Zeitperiode
(10 ms) um einen Schritt weitergeschaltet werden.
Die Fig. 19 und 20 zeigen einen Vergleich für den Betrieb;
die Funktion und die Wirkung vor dem Lernen (gestrichelte
Linie) und nach dem Lernen (durchgezogene Linie)
im Falle, daß eine volle Beschleunigung im dritten
Gang aus einer Geschwindigkeit von 30 km/h ausgeführt
wird. Dies ist ein Beispiel für den Fall, in dem VN und WG
beide in der Richtung eingestellt sind, in der der Aufladungsdruck
steigt oder wo, wegen der Streuungen der Einzelteile,
der Aufladungsdruck sowohl bei der VN- als auch
bei der WG-Regelung größer wird. In diesem Beispielsfall
wird die Maschinenlebensdauer nachteilig beeinflußt. Wie
jedoch in der Zeichnung dargestellt, wird jedoch bei diesem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung trotz
der Tatsache, daß der Wert des Regelzyklus vor dem Lernen
groß ist und aus diesem Grunde der Aufladungsdruck erheblich
den Regelsolldruck übersteigt, auf den Regelsollwert
mit hoher Genauigkeit nach dem Lernen geregelt (das ist
das Beispiel der dritten vollen Beschleunigung). Weiterhin
führt der Bereich A eine Überregelung auf einen Regelsollwert
von 425 mmHg aus, und im Bereich B ist die Überregelung
beendet, nachdem sie auf einen Regelsollwert von 375 mmHg
geführt hat. Der geneigte Linienbereich zeigt den Unterschied
zwischen den Zuständen vor und nach dem Lernen
an, während die Pfeile die Lernamplitude angeben.
Vor dem Lernen, beim Punkt S, zu Beginn der vollen Beschleunigung
(erste Beschleunigung) steigt der Aufladungsdruck
an. Zu diesem Zeitpunkt beginnt das Öffnen vom verzögerten
Punkt V0 an anstelle am Punkt V6, was normalerweise
der Fall wäre. Jedoch wird VN, das den Aufladungsdruck
höher als den Regelsolldruck hält, mehr geschlossen, als
der Optimalposition entspricht, so daß es nicht vollständig
öffnen kann. Wenn dementsprechend der Rückkopplungskorrekturwert
in diesem Zustand zum Zeitpunkt, bei dem die
Rückkopplungsregelung auf die WG-Seite umgeschaltet wird,
gelernt wird, dann wird die Regelung des VN-Öffnungsgrades,
der nicht vollständig offen ist, als Standard für die Regelung
unter der WG-Regelung genommen. Aus diesem Grunde
steigt der Abgasdruck an und WG beginnt früh am Punkt W0
zu öffnen, anstelle am Punkt W6, wo er normalerweise öffnen
würde. Der resultierende Aufladungsdruck wird auf
einen höheren als das Regelsoll geregelt, was einen nachteiligen
Einfluß auf die Lebensdauer der Maschine hat.
Weil außerdem die Aufladungsdruckregelung ausgeführt wird,
ohne daß VN voll öffnen kann, wird das A/R-Verhältnis des
Turboladers extrem klein. Die Turbinenleistung fällt und
der Beschleunigungsbetrieb leidet.
Wenn andererseits dieselbe Beschleunigung nach dem Lernen
wiederholt wird (sechste Beschleunigung), dann wird der
Betrag der Zuführvorwärtsregelung für die fünf vorausgehenden
Beschleunigungen gelernt und der Aufladungsdruck
wird auf einen Sollwert mit hoher Genauigkeit geregelt.
Aus diesem Grunde ist es möglich, die Einstellverzögerungen
und Regelverzögerungen, die sich aus Abnutzung oder
Teilestreuungen ergeben, zu absorbieren, die sonst sämtlich
einen nachteiligen Einfluß auf die Lebensdauer der
Maschine haben würden, weil der Aufladungsdruck sonst höher
würde, als der Regelsolldruck oder die eine Störung
des Beschleunigungsverhaltens hervorrufen würden, weil
dieser Druck niedriger als der Sollwert ist. Es wird möglich,
eine optimale Regelung in allen Betriebsbereichen
zu erzielen. Nachdem die Beschleunigung am Punkt S beginnt,
fängt VN an sich, vom Punkt V6 an mit gutem Ansprechverhalten
zu öffnen und öffnet sich fast vollständig (A/R wird
maximal). (In diesem Falle beginnt WG sich vom Punkt W6 an
zu öffnen). Weil die Turbinenleistung auf einem hohen Pegel
gehalten wird, läßt sich, einhergehend mit einer Verbesserung
im Ansprechverhalten, eine verbesserte Beschleunigung
erzielen. Weil außerdem die üblichen Abweichungen
durch den Lernprozeß abgeschafft ist, ist eine eingehende
Prüfung der Fertigungsgenauigkeit der Einzelteile nicht
mehr wesentlich, so daß Justierarbeiten in der Fabrik vermindert
werden können.
Ähnliche Funktionen und Ergebnisse kann man außerdem bei
der Lernregelung auf der VN-Regelseite erzielen.
Nachfolgend wird eine Erläuterung des Verhältnisses zwischen
dem VN-Regelzyklus und der Luftströmungsrate unter
Bezugnahme auf die Ausführungsform nach Fig. 3 gegeben.
Fig. 21 zeigt im Diagramm einen Vergleich zwischen dem VN-Regelzyklus,
wenn eine Überregelung stattfindet und wenn
keine solche Überregelung stattfindet. Wie sich aus diesem
Diagramm ergibt, bewegt sich während der Überregelung der
Bereich, der das Luftströmungsvolumen bestimmt, das die
Regelung von der VN-Seite auf die WG-Seite umschaltet, von
A (QSVNTWG) auf B (QSVNTWGX), und durch diese Maßnahmen
wird der Regelbereich auf der VN-Seite ausgedehnt. Übrigens
zeigt der Unterschied zwischen den gebogenen Linien
in Richtung der Vertikalachse den zuvor erwähnten Betrag
der Beschleunigungskorrektur.
Fig. 22 (A) zeigt eine graphische Darstellung des Betriebes
und der Wirkung im Falle, wenn eine volle Beschleunigung
im vierten Gang aus 40 km/h ausgeführt wird, auf der Basis
dieser Art des Regelzyklus. In dieser Darstellung zeigt
die horizontale Achse die verstrichene Zeit seit dem Punkt,
wo die Drosselklappe voll geöffnet worden ist, während die
Vertikalachse den entsprechenden Aufladungsdruck (Kompressorausgangsdruck),
den VN-Regelzyklus (Grundregelzyklus
plus herrschenden Regelzyklus), den Öffnungsgrad oder den
Betrag, daß VN offen ist, den Luftströmungsratenindex und
den Betrag, daß WG offen ist, zeigt. Der Grundregelzyklus
ist äquivalent dem Wert für BASEDUTY 0 aus dem Tabellennachschlag
bei 206 in Fig. 6 (A). Der herrschende Regelzyklus
entspricht dem Wert, der in Fig. 7 in ONDUTY 0 gespeichert
ist.
Am Punkt T0 wird das Gaspedal niedergetreten und die Beschleunigung
beginnt, woraufhin der Aufladungsdruck steigt.
Beim Punkt T1, wo der Aufladungsdruck 320 mmHg erreicht,
werden VN und WG mit dem herrschenden Regelzyklus geregelt,
für den der P-Teil zu dem Grundregelzyklus entsprechend
QS addiert worden ist. In diesem Bereich ist der P-Teil
ein vergleichsweise großer positiver Wert, und der
Grundregelzyklus ist ebenfalls ein großer Wert, so daß der
Gesamtwert dicht bei 100% des oberen Regelwertes liegt.
Die VN-Öffnung wird klein gemacht (WG wird vollständig geschlossen)
und die Regelung wird so ausgeführt, daß der
Aufladungsdruck auf den Regelsolldruck so weit wie möglich
ansteigt. Wenn der Punkt T1 überschritten wird, tritt VN
in den Regelbereich ein, bei welchem die Rückkopplungsregelung
ausgeführt wird, so daß VN auf den herschenden
Zyklus geregelt wird (den Gesamtwert des Grundregelzyklus
plus P-Teil plus I-Teil plus D-Teil), zu dem der I-Teil
und der D-Teil weiter addiert worden sind. Im Falle, wo
eine Überregelung ausgeführt wird, resultierend aus einer
Schnellbeschleunigungsentscheidung, wird jedoch das Bereichsentscheidungsluftströmungsvolumen,
bei welchem die
Regelung von der VN-Seite auf die WG-Seite umgeschaltet
wird, von QSVNTWG (QS-Wert bei 02EH) auf einen großen Wert
von QSVNTWGX (QS-Wert bei 0,48H) verschoben, und der VN-Regelbereich
weitet sich aus. Aus diesem Grunde wird während
der Überregelung VN auf einen Wert geregelt, der der
Abweichung vom herrschenden Aufladungsdruck entspricht,
so daß dieser Wert der Aufladungszieldruck während der
Überregelung wird. Das heißt, der Wert des herrschenden Regelzyklus
auf der VN-Seite ist groß und als Folge dieses großen
Wertes wird die VN-Öffnung klein gehalten, und es ist
möglich, einen Aufladungsdruck (425 mmHg) zu erreichen,
der das Ziel während der Überregelung wird. Daher ist während
der Überregelung als Folge davon, daß der Aufladungszieldruck
höher ist, als während des normalen Betriebes,
die Maschinenausgangsleistung hoch, woraus eine verbesserte
Beschleunigung resultiert. Diese Steigerung im Aufladungszieldruck
wird am Punkt T2 ausgeführt, wo der herrschende
Aufladungsdruck 375 mmHg ist.
Als nächstes geht am Punkt T4, wo die Überregelung endet,
um in den normalen Betriebszustand zu schalten, das Bereichsentscheidungsluftströmungsvolumen
von QSVNTWGX wieder
auf QSVNTWG. In diesem Zustand überschreitet die herrschende
Luftströmungsrate QSVNTWG, so daß die Umschaltung
sofort in den Regelbereich stattfindet, der die Rückkopplungsregelung
auf der WG-Seite ausführt, und die Rückkopplungsregelung
wird aus der VN-Regelung entfernt. Das heißt,
der herrschende Regelzyklus auf der VN-Seite nach dem Umschalten
wird der Wert des Grundregelzyklus, zu dem nur
der P-Teil addiert ist. Weil in diesem Zustand jedoch der
Aufladungsdruck fast derselbe wird, wie der Aufladungssolldruck,
verschwindet die Abweichung fast (der P-Teil ist
klein), und der herrschende Regelzyklus gleicht sich dicht
an den Wert des Grundregelzyklus an. Aus diesem Grunde
wird der VN-Öffnungsgrad allmählich groß, entsprechend der
Abnahme im herrschenden Regelzykluswert, und das Turbinenvolumen
wird groß. Danach, zum Zeitpunkt, zu welchem VN
weit offen wird, wird der Aufladungsdruck auf den Regelsollwert
mit Hilfe der WG-Öffnung geregelt.
In Fig. 22 (B) wird der Betrieb und die Wirkung für den
Fall gezeigt, daß eine volle Beschleunigung im vieren
Gang aus einer Geschwindigkeit von 80 km/h ausgeführt
wird. Der Vorgang und die Wirkung der Ausdehnung des Regelbereichs
auf der VN-Seite sind auf dieselbe Weise, wie
in Fig. 22 (A) dargestellt, erzielbar.
Um nun einen Vergleich mit dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung anzustellen, zeigen die Fig. 23 (A),
23 (B), 24 (A) und 24 (B) Versuchsergebnisse, die unter identischen
Betriebsbedingungen nach einem anderen Verfahren
ausgeführt worden sind. Die Fig. 23 (A) und 24 (A) entsprechen
der Fig. 22 (A), während die Fig. 23 (B) und
24 (B) der Fig. 22 (B) entsprechen. Es sei nun auf die Fig.
23 (A) und 23 (B) Bezug genommen. Dies ist ein Beispiel,
in welchem der Wert von QSVNTWG einfach als ein Wert verwendet
worden ist, der größer als einer in der vorangehenden
Ausführungsform ist (QS-Wert bei 0,34H), um die Umschaltung
der Rückkopplungsregelung von der VN-Seite auf
die WG-Seite zu vergrößern. In diesem Beispiel wird in
einer Schnellbeschleunigungsperiode von einer niedrigen
Last (vierter Gang, volle Beschleunigung aus 40 km/h) auch
eine Überregelung im VN-Regelbereich ausgeführt, so daß
der Aufladungssolldruck während der Überregelung erreicht
werden kann. In einer Schnellbeschleunigungsperiode bei
hoher Last (vierter Gang, volle Beschleunigung aus 80 km/h)
wird wegen des ursprünglich großen Luftvolumens die Umschaltung
bei der anfänglichen Beschleunigung auf die WG-Regelseite
(geschaltet auf QSVNTWG) ausgeführt. Aus diesem
Grunde wird bei der VN-Regelung, die aus der Rückkopplungsregelung
entfernt ist, der Regelzykluswert schnell klein,
so daß VN den voll offenen Zustand während der Überregelung
erreicht, und der Aufladungszieldruck (425 mmHg) kann
nicht erreicht werden.
Die Fig. 24 (A) und 24 (B) zeigen ein Beispiel, in welchem
QSVNTWG den gleichen Wert hat, wie in den Fig.
23 (A) und 23 (B) (QS-Wert bis 0,34H), und gleichzeitig der
herrschende Regelzyklus für VN auf einem gleichförmigen
Wert von dem Punkt fixiert ist, wo es QSVNTWG bis
QSVNTWGADD ist (QS-Wert bei 0,40H), so daß VN nicht vollständig
während der Überregelung beim schnellen Beschleunigen
aus großer Last öffnet. In diesem Beispiel wird bei
schneller Beschleunigung aus großer Last VN in einem leicht
offenen Zustand gehalten, so daß A/R klein ist und der Aufladungssolldruck
(425 mmHg) während der Überregelung erreicht
werden kann. Die Aufladungsdruckregelung wird nach
Erreichen des Aufladungssolldruckes für VN mit festem Regelzyklus
unmöglich, so daß eine Änderung ausgeführt und
die Steuerung auf der WG-Seite durchgeführt wird, und WG
öffnet schnell. Dies bedeutet, wenn die VN-Öffnung fest
ist und klein bleibt, dann ist die Turboladerleistung reduziert
und der Abgasdruck wird extrem hoch, so daß die
Maschinenausgangsleistung abfällt.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergeben sich
nicht die ungünstigen Verhältnisse, die zuvor diskutiert
worden sind während der Überregelung, und die Turboladerleistung
fällt nicht ab. Während der Überregelung kann der
Aufladungssolldruck erreicht werden und die Beschleunigungseigenschaften
werden verbessert.
Claims (10)
1. Verfahren zum Regeln des Aufladungsdruckes einer einen
Abgasturbolader aufweisenden Verbrennungskraftmaschine
(15), der eine änderbare Einlaßgeometrie und ein
Abgas-Bypaßventil (10; 60) aufweist, wobei
der augenblickliche Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (15) erfaßt wird,
der augenblickliche Aufladungsdruck der Verbrennungskraftmaschine (15) erfaßt wird,
eine Abweichung zwischen dem augenblicklichen Aufladungsdruck und einem Aufladungssolldruck berechnet und ein dieser entsprechender Wert abgegeben wird,
eine Steuergröße aufgrund des erfaßten Betriebszustandes und des abgegebenen Wertes berechnet wird und
die Einlaßgeometrie und/oder das Abgas-Bypaßventil (10; 60) nach Maßgabe dieser Steuergröße gesteuert wird/werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß aufgrund des augenblicklichen Betriebszustandes und des augenblicklichen Aufladungsdruckes ein bestimmter Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine (15) festgelegt wird,
daß der der Abweichung entsprechende Wert integriert wird,
daß aufgrund des integrierten Wertes die Steuergröße korrigiert wird und
daß aufgrund der Korrektur der Steuergröße und des festgelegten Betriebsbereiches ein Lernbetrag ermittelt wird, der beim weiteren Korrigieren der Steuergröße berücksichtigt wird.
der augenblickliche Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (15) erfaßt wird,
der augenblickliche Aufladungsdruck der Verbrennungskraftmaschine (15) erfaßt wird,
eine Abweichung zwischen dem augenblicklichen Aufladungsdruck und einem Aufladungssolldruck berechnet und ein dieser entsprechender Wert abgegeben wird,
eine Steuergröße aufgrund des erfaßten Betriebszustandes und des abgegebenen Wertes berechnet wird und
die Einlaßgeometrie und/oder das Abgas-Bypaßventil (10; 60) nach Maßgabe dieser Steuergröße gesteuert wird/werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß aufgrund des augenblicklichen Betriebszustandes und des augenblicklichen Aufladungsdruckes ein bestimmter Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine (15) festgelegt wird,
daß der der Abweichung entsprechende Wert integriert wird,
daß aufgrund des integrierten Wertes die Steuergröße korrigiert wird und
daß aufgrund der Korrektur der Steuergröße und des festgelegten Betriebsbereiches ein Lernbetrag ermittelt wird, der beim weiteren Korrigieren der Steuergröße berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Steuerung der Einlaßgeometrie und des
Abgas-Bypaßventils (10; 60) zwei unterschiedliche Steuergrößen
berechnet werden und daß zwei unterschiedliche
Lernbeträge aufgrund der dann unterschiedlichen Korrekturen
ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Beschleunigungszustand aufgrund des augenblicklichen Betriebszustandes und des augenblicklichen Aufladungsdruckes erfaßt wird,
daß der Beschleunigungszustand in die Berechnung der Steuergröße(n) und die Festlegung des Betriebsbereiches eingeht,
daß aufgrund des Beschleunigungszustandes eine Überregelung durch Anheben des Aufladungssolldruckes herbeigeführt wird, indem ein bestimmter Wert zum Aufladungssolldruck addiert wird,
daß dieser angehobene Aufladungssolldruck in die Abweichungsberechnung eingeht und
daß der von der Einlaßgeometrie beeinflußte Regelbereich des Aufladungsdruckes erweitert wird.
daß ein Beschleunigungszustand aufgrund des augenblicklichen Betriebszustandes und des augenblicklichen Aufladungsdruckes erfaßt wird,
daß der Beschleunigungszustand in die Berechnung der Steuergröße(n) und die Festlegung des Betriebsbereiches eingeht,
daß aufgrund des Beschleunigungszustandes eine Überregelung durch Anheben des Aufladungssolldruckes herbeigeführt wird, indem ein bestimmter Wert zum Aufladungssolldruck addiert wird,
daß dieser angehobene Aufladungssolldruck in die Abweichungsberechnung eingeht und
daß der von der Einlaßgeometrie beeinflußte Regelbereich des Aufladungsdruckes erweitert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuergröße zur Steuerung der Einlaßgeometrie
ab dem Zeitpunkt allmählich verringert wird, bei dem
die Korrektur der Steuergröße für die Einlaßgeometrie auf
die Korrektur der Steuergröße für das Abgas-Bypaßventil
(10; 60) umgeschaltet wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lernbeträge in zeitlicher Abstimmung erneut
berechnet werden, solange der augenblickliche Aufladungsdruck
geringer als der Aufladungssolldruck ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lernbeträge jeweils zu dem Zeitpunkt berechnet
werden, bei dem die Korrektur der Steuergröße für die
Einlaßgeometrie auf die Korrektur der Steuergröße für das
Abgas-Bypaßventil (10; 60) umgeschaltet wurde.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lernbeträge zu einem Zeitpunkt berechnet
werden, bei dem eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Umschalten
der Korrektur der Steuergröße für die Einlaßgeometrie
auf die Korrektur für die Steuergröße für das
Abgas-Bypaßventil (10; 60) verstrichen ist.
8. Vorrichtung zum Regeln des Aufladungsdruckes einer
Verbrennungskraftmaschine (15), die eine Abgasturbine
(37) und einen durch die Abgasturbine (37) angetriebenen
Verdichter (35) umfaßt, mit
einer Einrichtung (9; 45) variabler Geometrie auf der Eintrittsseite der Abgasturbine (37),
einem Abgas-Bypaßventil (10; 60) zur Überbrückung der Abgasturbine (37),
einer Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) zur Ermittlung der Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine,
einem Aufladungsdruckdetektor (2) zur Ermittlung des augenblicklichen Aufladungsdrucks,
einer Abweichungsberechnungseinrichtung (11) zur Berechnung der Abweichung des augenblicklichen Aufladungsdrucks von einem Aufladungssolldruck und zur Abgabe eines der Abweichung entsprechenden Wertes,
mindestens einer Berechnungseinrichtung (3, 4) zur Berechnung einer Steuergröße aufgrund von Informationen der Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) und des abgegebenen Wertes und
mindestens einer Steuereinrichtung (7, 8) zur Steuerung der Einrichtung (9; 45) variabler Geometrie und/oder des Abgas-Bypaßventiles (10; 60) nach Maßgabe der Steuergröße(n),
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der mindestens einen Berechnungseinrichtung (3, 4) und der mindestens einen Steuereinrichtung (7, 8) mindestens eine Rückkopplungskorrektureinrichtung (5, 6) geschaltet ist, die mit einem Betriebsbereichsdiskriminator (12) gekoppelt ist, der aufgrund von Informationen der Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) und des Aufladungsdruckdetektors (2) einen bestimmten Betriebsbereich festlegt,
daß die mindestens eine Rückkopplungskorrektureinrichtung (5, 6) mit der Abweichungsberechnungseinrichtung (11) zur Korrektur der Steuergröße(n) auf der Grundlage des integrierten Wertes der Abweichung gekoppelt ist und
daß die mindestens eine Rückkopplungskorrektureinrichtung (5, 6) mit mindestens einer Lernbetragsberechnungseinrichtung (13, 14) gekoppelt ist, die einen Lernbetrag aufgrund von Informationen sowohl des Betriebsbereichsdiskriminators (12) als auch der Rückkopplungskorrektureinrichtung(en) (5, 6) berechnet, um die Steuergröße(n) auch um den Lernbetrag zu korrigieren.
einer Einrichtung (9; 45) variabler Geometrie auf der Eintrittsseite der Abgasturbine (37),
einem Abgas-Bypaßventil (10; 60) zur Überbrückung der Abgasturbine (37),
einer Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) zur Ermittlung der Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine,
einem Aufladungsdruckdetektor (2) zur Ermittlung des augenblicklichen Aufladungsdrucks,
einer Abweichungsberechnungseinrichtung (11) zur Berechnung der Abweichung des augenblicklichen Aufladungsdrucks von einem Aufladungssolldruck und zur Abgabe eines der Abweichung entsprechenden Wertes,
mindestens einer Berechnungseinrichtung (3, 4) zur Berechnung einer Steuergröße aufgrund von Informationen der Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) und des abgegebenen Wertes und
mindestens einer Steuereinrichtung (7, 8) zur Steuerung der Einrichtung (9; 45) variabler Geometrie und/oder des Abgas-Bypaßventiles (10; 60) nach Maßgabe der Steuergröße(n),
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der mindestens einen Berechnungseinrichtung (3, 4) und der mindestens einen Steuereinrichtung (7, 8) mindestens eine Rückkopplungskorrektureinrichtung (5, 6) geschaltet ist, die mit einem Betriebsbereichsdiskriminator (12) gekoppelt ist, der aufgrund von Informationen der Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) und des Aufladungsdruckdetektors (2) einen bestimmten Betriebsbereich festlegt,
daß die mindestens eine Rückkopplungskorrektureinrichtung (5, 6) mit der Abweichungsberechnungseinrichtung (11) zur Korrektur der Steuergröße(n) auf der Grundlage des integrierten Wertes der Abweichung gekoppelt ist und
daß die mindestens eine Rückkopplungskorrektureinrichtung (5, 6) mit mindestens einer Lernbetragsberechnungseinrichtung (13, 14) gekoppelt ist, die einen Lernbetrag aufgrund von Informationen sowohl des Betriebsbereichsdiskriminators (12) als auch der Rückkopplungskorrektureinrichtung(en) (5, 6) berechnet, um die Steuergröße(n) auch um den Lernbetrag zu korrigieren.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils erste und zweite Berechnungseinrichtungen (3,
4) und erste und zweite
Lernbetragsberechnungseinrichtungen (13, 14) vorgesehen
sind, von denen die ersten zur Berechnung und Korrektur
einer ersten Steuergröße für die Einrichtung (9; 45) variabler
Geometrie und deren Steuerung und die zweiten zur
Berechnung und Korrektur einer zweiten Steuergröße für
das Abgas-Bypaßventil (10, 60) und dessen Steuerung dienen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Beschleunigungsdiskriminator (16) zwischen die Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) und den Aufladungsdruckdetektor (2) einerseits und den Betriebsbereichsdiskriminator (12) und die mindestens eine Berechnungseinrichtung (3, 4) andererseits geschaltet ist, um aus den aufgenommenen Informationen einen Beschleunigungszustand festzustellen und eine Überregelung durchzuführen und
daß zwischen den Beschleunigungsdiskriminator (16) und die Abweichungsberechnungseinrichtung (11) eine Addiereinrichtung (18) geschaltet ist zur Anhebung des Aufladungssolldruckes für eine vorgegebene Zeitdauer.
daß ein Beschleunigungsdiskriminator (16) zwischen die Betriebszustandsdetektoreinrichtung (1) und den Aufladungsdruckdetektor (2) einerseits und den Betriebsbereichsdiskriminator (12) und die mindestens eine Berechnungseinrichtung (3, 4) andererseits geschaltet ist, um aus den aufgenommenen Informationen einen Beschleunigungszustand festzustellen und eine Überregelung durchzuführen und
daß zwischen den Beschleunigungsdiskriminator (16) und die Abweichungsberechnungseinrichtung (11) eine Addiereinrichtung (18) geschaltet ist zur Anhebung des Aufladungssolldruckes für eine vorgegebene Zeitdauer.
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