DE3545397C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rück
kopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraft
maschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im allgemeinen kann es leicht zum Anhalten oder Abwürgen
einer Brennkraftmaschine aufgrund eines Abfalls der Ma
schinendrehzahl kommen, wenn die Maschine in einem Leer
laufzustand betrieben wird, während die Maschinenkühl
mitteltemperatur niedrig ist oder wenn die Maschine mit
elektrischen Lasten durch Scheinwerfer, elektrische Ge
bläse, Klimagerät etc. in einem mit der Maschine ausge
statteten Fahrzeug schwer belastet ist. Um einen solchen
Nachteil auszuschalten, ist z. B. durch die
JP-OS 55-98 628 ein
rückkopplungssteuerungsverfahren für die Leerlaufdrehzahl
vorgeschlagen worden, das umfaßt, daß eine Leerlaufdrehzahl
in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine eingestellt
wird, die Differenz zwischen dem Maschinendrehzahl-Istwert
und dem Leerlaufdrehzahl-Sollwert festgestellt wird und der
Maschine zusätzliche Luft in einer der festgestellten
Differenz entsprechenden Menge zugeführt wird, um die
Differenz auf ein Minimum herabzusetzen, um hierdurch die
Maschinendrehzahl auf die Soll-Leerlaufdrehzahl zu regeln.
Wenn bei diesem vorgeschlagenen Verfahren die obige Rück
kopplungssteuerung für die Leerlaufdrehzahl ausgeführt
wird, wenn sich die Maschine bei völlig geschlossenem
Drosselventil zum Leerlaufbereich hin verlangsamt, kann die
Maschinendrehzahl in Abhängigkeit von der Maschinentempe
ratur und der elektrischen Last, wie z. B. dem Klimagerät,
plötzlich abnehmen. Selbst wenn dann die Rückkopplungs
steuerung der Leerlaufdrehzahl, auf die später Bezug ge
nommen wird, sofort folgend auf die plötzliche Abnahme der
Maschinendrehzahl begonnen wird, kann sie der abrupten
Drehzahlabnahme nicht unmittelbar folgen, um der Maschine
eine benötigte Menge zusätzlicher Luft zuzuführen, was oft
zu einem Anhalten bzw. Abwürgen der Maschine führt.
In der älteren DE-OS 34 22 371 ist ein Verfahren zur
Auf/Zu-Steuerung eines Steuerventils gemäß Oberbegriff des
Anspruchs 1 beschrieben, bei dem die Abnahmerate der Ma
schinendrehzahl festgestellt wird, wenn die Maschinen
drehzahl unter einen vorbestimmten Maschinendrehzahlwert
abgefallen ist, und bei dem die Auf/Zu-Steuerung des Steu
erventils während einer vorbestimmten Zeitperiode in Ab
hängigkeit davon durchgeführt wird, ob die festgestellte
Abnahmerate der Maschinendrehzahl größer als ein vorbe
stimmter Wert ist. Selbst wenn die obige Steuerung der
zusätzlichen Luft in der Verlangsamungsbetriebsart vor
Beendigung des Übergangs des Maschinenbetriebs zum Rück
kopplungssteuerungsbetrieb der Leerlaufdrehzahl durchge
führt wird, kann die Maschinendrehzahl plötzlich weit unter
den Leerlaufdrehzahl-Sollwert abfallen (d. h. es kommt zu
einem Überfahren bzw. Hinausschießen der Maschinendreh
zahl), wenn die Kupplung zum Trennen der Maschine und der
Antriebsräder ausgerückt wird oder wenn die Maschine durch
dreht, was zu einer Verzögerung der Maschinendrehzahl
steuerung zum Leerlaufdrehzahl-Sollwert hinführt, selbst
wenn durch das obige vorgeschlagene Verfahren vor Beginn
der Rückkopplungssteuerung vorher zusätzliche Luft zuge
führt worden ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die
vorher zugeführte Menge zusätzlicher Luft vor dem Beginn
der Rückkopplungssteuerung um eine vorbestimmte Menge er
höht, dann erreicht die Maschinendrehzahl nicht sofort die
Leerlaufdrehzahl bei langsamer Geschwindigkeitsverringerung
der Maschine (d. h. die Maschinendrehzahl macht Unter
schwünge). Mit diesem Verfahren kann somit das Problem der
Verzögerung beim Steuern der Maschinendrehzahl auf den
Leerlaufdrehzahl-Sollwert nicht gelöst werden.
In der DE-OS 34 06 750 ist ein Verfahren zur Rückkopplungs
steuerung der Menge der einer Brennkraftmaschine während
des Leerlaufbetriebes zugeführten zusätzlichen Luft be
schrieben, bei dem ein vorläufiger Leerlaufdrehzahl-Soll
wert eingestellt wird, der um einen vorbestimmten Betrag
größer als der richtige Leerlaufdrehzahl-Sollwert ist, wenn
die Maschine in einem bestimmten Betriebszustand (bei Ver
langsamung) arbeitet, und die Menge der zusätzlichen Luft
in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Istwert der
Maschinendrehzahl und dem vorläufigen Sollwert der Maschi
nendrehzahl während einer vorbestimmten Zeitperiode ge
steuert wird.
Aus der DE-OS 33 14 216 ist ferner ein Verfahren zur Rück
kopplungssteuerung der einer Brennkraftmaschine zugeführten
Menge zusätzlicher Luft beschrieben, bei dem die Menge der
zusätzlichen Luft im Rückkopplungsbetrieb in Abhängigkeit
von der Differenz zwischen dem Drehzahl-Istwert und dem
Leerlaufdrehzahl-Sollwert gesteuert wird, wenn die Maschine
in einem derartigen speziellen Betriebszustand arbeitet,
daß das Drosselventil voll geschlossen ist und die Maschi
nendrehzahl nicht höher als der obere Grenzwert des Leer
laufdrehzahl-Sollwertes ist. Es ist ein Verfahren be
schrieben, bei dem die Menge zusätzlicher Luft abhängig von
der Größe der angelegten elektrischen Last auf einen vor
bestimmten Wert voreingestellt wird. Ein Hinweis betreffend
die Abnahmerate der Maschinendrehzahl wird nicht gegeben.
Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, um eine
Verzögerung beim Starten einer Rückkopplungssteuerung aus
zuschalten, die den obigen herkömmlichen Rückkopplungs
steuerungsverfahren für die Leerlaufdrehzahl zu eigen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anhalten oder
Abwürgen der Maschine zu vermeiden, selbst wenn die Maschi
nendrehzahl während der Verlangsamung der Maschine zum
Rückkopplungssteuerungsbereich für die Leerlaufdrehzahl
plötzlich abfällt.
Durch die vorliegende Erfindung soll auch sichergestellt
werden, daß während Verlangsamung der Maschine zum Rück
kopplungssteuerungsbereich für die Leerlaufdrehzahl ein
Anhalten oder Abwürgen der Maschine vermieden wird, selbst
wenn an der Maschine eine große elektrische Last anliegt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 5 gelöst. Vorteilhafte
Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Er
findung werden aus der nachfolgenden detaillierten Be
schreibung in Verbindung mit der Zeichnung weiter er
sichtlich. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung eines Rück
kopplungssteuerungsystems für die Leerlaufdreh
zahl veranschaulicht, auf das das erfindungsge
mäße Verfahren angewendet wird,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das zur Erläuterung des er
findungsgemäßen Steuerungsverfahrens für die Leer
laufdrehzahl nützlich ist und eine Art der Ver
änderung der Maschinendrehzahl Ne und des Ventil
öffnungstastverhältnisses DOUT eines Steuer
ventils für die Zusatzluftmenge in bezug auf den
Zeitverlauf zeigt,
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Ausführung
der Berechnung des Ventilöffnungstastver
hältnisses zeigt,
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine erfindungsgemäße
Schußluft-Subroutine, zeigt,
Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem
Signalwert E für den Generatorzustand und einem
Ventilöffnungstastverhältnis DEX veranschau
licht,
Fig. 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem
elektrischen Lastterm DE und einer Einstellzeit
periode TSAE eines Schußluftzeitgebers veran
schaulicht, und
Fig. 7 ein Diagramm, das einen Speicherbelegungsplan zur Einstellung einer
Zeitperiode TSAM des Schußluftzeitgebers veran
schaulicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden im
einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In Fig. 1 ist ein Rückkopplungssteuerungssystem für die
Leerlaufdrehzahl schematisch veranschaulicht, auf das
das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Mit einer
Brennkraftmaschine 1, bei der es sich z. B. um eine Vier-
Zylinder-Maschine handeln kann, sind an der Ansaugseite
der Maschine 1 ein Ansaugrohr 3 mit einem an seinem offenen
Ende angebrachten Luftreiniger bzw. -filter 2 und ein Aus
puffrohr 4 an das Abgasseite der Maschine 1 verbunden. Im Inneren
des Ansaugrohrs 3 ist ein Drosselventil 5 angeordnet, und
ein Luftkanal 8 öffnet sich an seinem einen Ende 8 a in
das Ansaugrohr 3 an einer Stelle stromabwärts des Drossel
ventils 5. Das andere Ende des Luftkanals 8 steht mit
der Atmosphäre in Verbindung und ist mit einem Luft
filter 7 versehen. Ein Steuerventil 6 für die Zusatzluft
menge (im folgenden als "Steuerventil" bezeichnet) ist
an der anderen Seite des Luftkanals 8 bzw. quer zu ihm
angeordnet, um die der Maschine 1 durch den Luftkanal 8
zugeführte Menge zusätzlicher Luft zu steuern. Das Steuer
ventil 6 ist ein Solenoidventil vom normalerweise ge
schlossenen Typ und umfaßt ein Solenoid 6 a und einen Ven
tilkörper 6 b, der so angeordnet ist, daß der Luftkanal 8
geöffnet wird, wenn das Solenoid 6 a erregt ist. Das
Solenoid 6 a ist elektrisch mit einer elektronischen
Steuer- und Regeleinheit 9 verbunden, die im folgenden
als "ECU" bezeichnet wird. Kraftstoffeinspritzventile 10
sind in das Ansaugrohr 3 vorspringend
an Stellen zwischen der Maschine 1 und dem offenen Ende
8 a des Luftkanals 8 angeordnet und sind mit einer nicht
gezeigten Kraftstoffpumpe verbunden sowie mit der ECU 9
elektrisch verbunden.
Mit dem Drosselventil 5 ist ein Sensor 11 für die Drossel
ventilöffnung (R th) verbunden. Ein Absolutdrucksensor 13 (PBA-Sen
sor) ist in Verbindung mit dem Ansaugrohr 3 durch einen
Kanal 12 an einer Stelle stromabwärts des offenen Endes
8 a des Luftkanals 8 vorgesehen, während ein Sensor 14
für die Maschinendrehwinkelposition (Ne) am Körper der
Maschine 1 angebracht ist. Sämtliche Sensoren sind mit
der ECU 9 elektrisch verbunden. Der Ne-Sensor 14 er
zeugt nacheinander ein Kurbelwinkelpositionssignal (im folgenden
als "TDC-Signal" bezeichnet) bei einer Kurbelwinkelposi
tion vor einem vorbestimmten Kurbelwinkel in bezug auf
den oberen Totpunkt (TDC) beim Beginn eines Ansaughubs
eines jeden Zylinders und führt das TDC-Signal der ECU 9
zu.
Die einen Enden elektrischer Einrichtungen 15, wie z. B. von
Scheinwerfern, eines angetriebenen Kühlerventilators und eines
Heizventilators, sind mittels entsprechender Schalter 15 a
elektrisch mit einer Verbindungsstelle 16 a verbunden,
während die anderen Enden geerdet sind. Zwischen der Ver
bindungsstelle bzw. dem Knotenpunkt 16 a verbunden,
während die anderen Enden geerdet sind. Zwischen der Ver
bindungsstelle bzw. dem Knotenpunkt 16 a und der Erde sind
parallel eine Batterie 16, ein Wechselstromgenerator 17
und ein Regler 18 angeordnet, der eingerichtet ist, um dem
Generator 17 in Abhängigkeit von der durch die elektrischen Ein
richtungen 15 angelegten Last Feldwicklungsstrom zuzuführen.
Ein Ausgangsanschluß 18 a des Reglers 18 für den Feld
wicklungsstrom ist über einen Sensor 19 für den Generator
zustand mit einem Eingangsanschluß 17 a des Generators 17
für den Feldwicklungs- bzw. Erregerstrom verbunden. Der
Sensor 19 für den Generatorzustand liefert der ECU 9
ein Signal, das die Generatorzustände des Generators 17
darstellt (z. B. ein Signal E, das einen Spannungspegel
entsprechend einem vom Regler 18 dem Generator 17 zuge
führten Feldwicklungsstrom besitzt).
Der Generator 17 ist mechanisch mit einer nicht gezeigten
Ausgangswelle der Maschine 1 verbunden, um durch diese
angetrieben zu werden, und versorgt die elektrischen Ein
richtungen 15 mit elektrischer Energie, wenn die ent
sprechenden Schalter 15 a geschlossen (EIN) sind. Wenn
die zum Antrieben der elektrischen Einrichtungen 15 be
nötigte Energie bzw. Spannung die Generatorkapazität des
Generators 17 übersteigt, liefert die Batterie 16 wieder
um elektrische Energie, die den Mangel kompensiert. Die
ECU wird entsprechend mit Signalen für Maschinenbe
triebszustandsparameter vom Sensor 11 für die Drossel
ventilöffnung, vom Absolutdrucksensor 13 und dem Ne-Sen
sor 14 sowie einem Generatorzustandssignal vom Generator
zustandssensor 19 versorgt. Die ECU 9 umfaßt eine Eingangs
schaltung 9 a mit Funktionen, wie z. B. der Wellenform-For
mung und Spannungspegelverschiebung für Eingangssignale
und der Umwandlung von Analogsignalen in Digitalsignale,
eine Zentraleinheit 9 b (im folgenden als "CPU" bezeich
net), eine Speichereinrichtung 9 c zum Speichern von
durch die CPU 9 b ausgeführten Berechnungsprogrammen und
Berechnungsergebnissen, und eine Ausgangsschaltung 9 d
zum Zuführen von Treibersignalen zu den Kraftstoffein
spritzventilen 10 und dem Steuerventil 6. Die ECU 9
stellt Maschinenbetriebszustände und Maschinenlast
zustände, wie z. B. elektrische Lasten, basierend auf Sig
nalwerten für Maschinenzustandsparameter und einem
Signalwert für den Generatorzustand fest, und stellt
einen Leerlaufdrehzahl-Sollwert ein, der in Abhängig
keit von diesen festgestellten Zuständen der Maschine
während eines Leerlaufbetriebs zugeführt werden soll. Die
ECU 9 berechnet auch die der Maschine 1 zuzuführende
Kraftstoffmenge (d. h. die Ventilöffnungsperiode der
Kraftstoffeinspritzventile 10) und die zusätzliche Luft
menge (d. h. das Ventilöffnungstast bzw. -leistungsverhältnis
DOUT des Steuerventils 6), die jeweils den Kraftstoffeinspritz
ventilen 10 und dem Steuerventil 6 mit Treibersignalen
in Abhängigkeit von den jeweiligen Berechnungsergeb
nissen zuzuführen sind.
Das Solenoid 6 a des Steuerventils 6 wird erregt, um den
Ventilkörper 6 b für eine Ventilöffnungsperiode ent
sprechend dem durch die ECU 9 berechneten Ventilöff
nungstastverhältnis zu öffnen, so daß eine Soll
menge zusätzlicher Luft entsprechend der Ventilöffnungs
periode der Maschine 1 durch den Luftkanal 8 und das
Ansaugrohr 3 zugeführt wird.
Wenn die Menge zusätzlicher Luft erhöht wird, indem die
Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 auf einen
größeren Wert eingestellt wird, wird der Maschine 1 eine
erhöhte Gemischmenge zugeführt, um die Maschinenausgangs
leistung und entsprechend die Maschinendrehzahl zu er
höhen. Wenn andererseits die Ventilöffnungsperiode auf
einen kleineren Wert eingestellt wird, wird der Maschine
eine verringerte Gemischmenge zugeführt, um hierdurch die
Maschinendrehzahl herabzusetzen. Auf diese Weise wird
die Maschinendrehzahl gesteuert, indem die Menge zusätz
licher Luft, d. h. die Ventilöffnungsperiode des Steuer
ventils 6, während des Leerlaufs der Maschine gesteuert
wird.
Die Kraftstoffeinspritzventile 10 werden jeweils während
einer durch die ECU 9 berechneten Ventilöffnungsperiode
geöffnet, um hierdurch die Maschine 1 mit einer erforder
lichen Kraftstoffmenge zu versorgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden unter
Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, die eine Art und Weise
der Veränderung der Maschinendrehzahl Ne und des
Ventilöffnungsverhältnisses DOUT des Steuerventils 6
für die Zusatzluftmenge in bezug auf den Zeitverlauf
zeigt.
Erfindungsgemäß sind erste, zweite und dritte vorbestimmte
Werte NSA 1, NSA 2, NSA 3 vorgesehen und auf Zwischen
werte zwischen einem vorbestimmten Drehzahlwert NA und
der oberen Grenze NH des Leerlaufdrehzahl-Sollwerts
eingestellt. Wenn die Maschinendrehzahl unter jeden der
vorbestimmten Werte NSA 1, NSA 2 und NSA 3 abfällt, wird
die Differenz zwischen dem Maschinendrehzahl-Ist
wert und einem vorhergehenden Wert der Maschinendreh
zahl, d. h. die Abnahmerate Δ Ne, festgestellt.
Wenn diese Abnahmerate Δ Ne größer als ein vorbestimmter
Wert NSA ist, wird der Wert des Tastverhältnisses DOUT der
Ventilöffnung des Steuerventils 6 auf einen vorbestimmten
Wert DSA (z. B. 100% oder vielleicht 80% in Abhängigkeit
von der Öffnungsfläche des Steuerventils 6) eingestellt
und bei diesem Wert während einer Zeitperiode gehalten, die gleich der
Summe einer durch den durchquerten vorbestimmten Dreh
zahlwert und die Abnahmerate Δ Ne bestimmten Zeitperiode
und einer durch die durch die elektrischen Einrichtungen
15 angelegten Last bestimmten Zeitperiode ist, um hier
durch der Maschine 1 zusätzliche Luft zuzuführen (im
folgenden als "Schußuft-Steuerung" bezeichnet).
Um dies näher auszuführen: Wenn sich die Maschine in
einem Verlangsamungszustand zum Leerlaufdrehzahl-Soll
wert hin bei voll geschlossenem Drosselventil be
findet und die Maschinendrehzahl Ne unterhalb des vor
bestimmten Drehzahlwerts NA (zu einer Zeit t 1 in Fig. 2)
liegt, wird das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung
des Steuerventils 6 auf einen Anfangswert DXREF + DE
eingestellt, der beim Beginn der Rückkopplungssteuerung
angewendet wird (Zeitperiode t 13 - t 14, wenn die Ma
schine längs einer ausgezogenen Linie a in Fig. 2 ver
langsamt, Zeitperiode t 8 - t 14, wenn die Maschine
längs einer strichpunktierten Linie b verlangsamt, und
Zeitperiode t 11 - t 14, wenn die Maschine längs einer
gestrichelten Linie c verlangsamt) (in Teil (B) von Fig. 2).
Wenn die Maschine längs der ausgezogenen Linie a in Fig. 2
langsam die Geschwindigkeit verringert, wird jedesmal,
wenn die Maschinendrehzahl Ne über den ersten, zweiten
oder dritten vorbestimmten Wert NSA 1, NSA 2, NSA 3 ab
fällt, zur Zeit (t 5), (t 9) oder (t 12) die Abnahme
rate Δ Ne erhalten. Da die Abnahmerate Δ Ne einen Wert
kleiner als der vorbestimmte Wert Δ NSA zeigt, wenn die
Maschine längs der ausgezogenen Linie a verlangsamt, wird
dann bestimmt, daß sich die Maschine 1 im Zustand mit
langsam verringernder Geschwindigkeit bei irgendeinem
der vorbestimmten Drehzahlwerte befindet, und dement
sprechend wird der Maschine fortlaufend zusätzliche Luft
bei einem Ventilöffnungstastverhältnis gleich dem einge
stellten Anfangswert DXREF + DE von der Zeit (t 1), zu
der die Maschinendrehzahl unter den vorbestimmten Dreh
zahlwert NA gefallen ist, bis zu der Zeit (t 13) zuge
führt, zu der die Maschinendrehzahl die obere Grenze NH
des Leerlaufdrehzahl-Sollwerts erreicht, bei der die
Rückkopplungssteuerung beginnt (als "Verlangsamungsbe
triebssteuerung" bezeichnet). Indem so der Maschine eine
im Verlangsamungsbetrieb bestimmte Menge zusätzlicher
Luft der Maschine von der Zeit an, zu der die Maschinen
drehzahl Ne unter den vorbestimmten Drehzahlwert NA ab
gefallen ist, bis zu der Zeit zugeführt wird, zu der die
Maschinendrehzahl die obere Grenze NH des Leerlaufdreh
zahl-Sollwerts erreicht, wobei die Steuerung im rück
kopplungsbetrieb begonnen wird, auf die nachfolgend Be
zug genommen wird, kann der Übergang zur Steuerung in den
Rückkopplungsbetrieb sanft bewirkt werden, ohne daß die
Maschinendrehzahl weit unter den Leerlaufdrehzahl-Sollwert
abfällt.
Von der Zeit (t 13) an, zu der die Maschinendrehzahl
unter die obere Grenze NH der gewünschten Leerlaufdreh
zahl abfällt, wird das Tastverhältnis DOUT der Ventil
öffnung des Steuerventils 6 auf die Weise einer Rückkopp
lung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem
Leerlaufdrehzahl-Sollwert und dem Maschinendrehzahl-
Istwert gesteuert, um die Maschinendrehzahl auf einen
Wert zwischen der oberen Grenze NH und einer unteren
Grenze NL zu halten, die um einen vorbestimmten Wert
kleiner als die obere Grenze NH ist.
Wenn im Maschinenbetrieb ein Übergang vom Leerlaufzustand
zum Beschleunigungszustand durch Öffnen des Drosselven
tils 5 (nach einer Zeit t 14 in Teil (A) von Fig. 2) er
folgt, wird das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung
allmählich von einem Anfangswert, der unmittelbar vor
Öffnen des Drosselventils 5 eingestellt wurde, auf 0
verringert (nach der Zeit t 14 in Teil (B) von Fig. 2;
nachfolgend die "Beschleunigungsbetriebssteuerung" bezeich
net). Indem so die Menge zusätzlicher Luft wie oben fest
gestellt allmählich verringert wird, kann der Übergang des
Maschinenbetriebs vom Leerlaufzustand zum Beschleunigungs
zustand sanft und glatt stattfinden.
Wenn die Maschinendrehzahl Ne abrupt abnimmt, z. B. längs
der strichpunktierten Linie b in Teil (A) von Fig. 2,
wird die Abnahmerate Δ Ne der Maschinendrehzahl, die fest
gestellt wurde, als der erste vorbestimmte Wert NSA 1
(zur Zeit t 2 in Fig. 2) überschritten wurde, mit dem vor
bestimmten Wert Δ NSA verglichen. Wenn die Abnahmerate
Δ Ne größer als der vorbestimmt Wert Δ NSA ist, wird
bestimmt, daß sich die Maschine in einem abrupten Ver
langsamungszustand befindet, und dann wird das Tastver
hältnis DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils 6 auf
einen vorbestimmten Wert DSA (100%) über einen Zeitraum,
d. h. eine Zeitperiode, TSA eingestellt und gehalten, der
gleich der Summe einer durch den vorbestimmten Wert NSA 1
und die Abnahmerate Δ Ne bestimmten Zeitperiode TSAM und
einer anderen durch die durch die elektrischen Einrichtungen 15 an
gelegte Last bestimmten Zeitperiode TSAE ist, d. h.
TSA = TSAM + TSAE, und eine dem eingestellten vorbestimm
ten Tastverhältnis DSA der Ventilöffnung entsprechende
Menge zusätzlicher Luft wird der Maschine 1 (während einer
Zeiperiode TSA, beginnend mit der Zeit t′ 2 in Fig. 2)
zugeführt. Die Schußluftsteuerung wird auch auf dieselbe
Weise wie oben beschrieben ausgeführt, wenn die
Maschinendrehzahl den vorbestimmten Wert NSA 2 über
schreitet, der kleiner als der vorbestimmte Wert NSA 1
ist, und auch den anderen vorbestimmten Wert NSA 3 über
schreitet, der noch kleiner als NSA 2 ist (zur Zeit t 3
und t 6 in Fig. 2). Wenn die Maschinendrehzahl die vor
bestimmten Werte NSA 2, NSA 3 überschreitet, wenn die
Schußluftsteuerung bereits begonnen worden ist, wird die
bereits bewirkte Schußluftsteuerung fortgesetzt. Die
gestrichelte Linie c in Fig. 2 zeigt eine Änderung in
der Maschinendrehzahl, deren Abnahmerate Δ Ne einen der
art kleinen Wert besitzt, daß die Schußluftsteuerung
nicht benötigt wird, wenn der erste vorbestimmte Wert
NSA 1 überschritten wird (zur Zeit t 4 in Fig. 2), ge
folgt von einem abrupten Abfall in der Maschinendrehzahl
zwischen dem ersten vorbestimmten Wert NSA 1 und dem
zweiten vorbestimmten Wert NSA 2, was beispielsweise durch
eine neu hinzugefügte Last bei den elektrischen Ein
richtungen 15 bewirkt wird. Wenn die Maschinendrehzahl
in diesem Fall unter den zweiten vorbestimmten Wert NSA 2
(zur Zeit t 7 in Fig. 2) abfällt, wird die Schußluft
steuerung ausgeführt (während einer Zeitperiode von t′ 7
bis TSA in Teil (B) von Fig. 2).
Wenn die in bezug auf den vorbestimmten Wert NSA 2 bestimm
te vorbestimmte Zeitperiode TSA noch nicht verstrichen
ist, selbst wenn die Maschinendrehzahl Ne unter die
obere Grenze NH fällt, die einen Drehzahlwert zum Starten
der Rückkopplungssteuerung darstellt (zur Zeit t 11), wird
die oben erwähnte Zufuhr der Menge zusätzlicher Luft
(DOUT = DSA) fortlaufend mit Priorität für die Rück
kopplungssteuerung bewirkt. Wenn die vorbestimmte Zeit
periode TSA (zur Zeit t′ 10) verstrichen ist, wird die
Rückkopplungssteuerung begonnen, wobei das Tastverhält
nis auf DXREF + DE als Anfangswert eingestellt ist. Wie
oben beschrieben wurde, kann die Maschinendrehzahl Ne,
selbst wenn sie zu einem beliebigen Zeitpunkt
im Verlauf der Verlangsamung plötzlich abfällt, sanft, glatt
und genau auf den Leerlaufdrehzahl-Sollwert durch die
Schußluftsteuerung gebracht werden, die mit einer Anzahl
vorbestimmter Drehzahlwerte bewirkt wird.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Routine für die
Berechnung des Tastverhältnisses DOUT der Ventilöffnung
zeigt, die durch die CPU 9 b in der ECU 9 bei Eingabe
eines jeden TDC-Signalimpulses vom Ne-Sensor 14 ausge
führt wird.
Bei Schritt 1 wird eine Bestimmung ausgeführt, ob ein
das Zeitintervall zwischen einem gegenwärtigen TDC-
Signalimpuls und einem unmittelbar vorhergehenden TDC-
Signalimpuls darstellender Wert Me, der proportional zum
Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne ist, größer als ein
Wert MA entsprechend dem Reziprokwert des vorbestimmten Drehzahl
wertes NA (z. B. 1500 U/min) ist. Wenn die Antwort auf die
Bestimmung beim Schritt 1 verneinend ist (Me ≧ MA
besteht nicht), ist die Maschinendrehzahl Ne somit
größer als der vorbestimmte Wert NA vor der Zeit t 1 in Fig. 2 wobei eine Zufuhr
zusätzlicher Luft zur Maschine nicht erforderlich ist,
wodurch das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung des
Steuerventils 6 beim Schritt 2 auf 0 gesetzt wird (nach
folgend als "Zufuhrstoppbetrieb" bezeichnet).
Wenn die Antwort bei der Bestimmung beim Schritt 1 be
stätigend oder Ja ist (Me ≧ MA gilt), d. h. wenn die
Maschinendrehzahl kleiner als der vorbestimmte Wert
NA (nach der Zeit t 1 in Fig. 2) ist, wird beim Schritt 3
bestimmt, ob das Drosselventil 5 im wesentlichen
geschlossen ist oder nicht. Wenn das Drosselventil 5
im wesentlichen geschlossen ist, wird beim Schritt 4
bestimmt, ob der zum Reziprokwert der Maschinendrehzahl
Ne proportionale Wert Me größer als ein Wert MH ist, der
dem Reziprokwert der oberen Grenze NH des
Leerlaufdrehzahl-Sollwertes entspricht oder nicht. Wenn die Antwort
verneinend oder Nein ist, d. h. wenn die Maschinendreh
zahl größer als die obere Grenze NH des Leerlaufdrehzahl-
Sollwerts ist, schreitet das Programm zum Schritt 5
fort. Beim Schritt 5 wird eine Bestimmung ausgeführt,
ob die vorhergehende Steuerschleife im Rückkopplungs
betrieb ausgeführt wurde oder nicht. Die Antwort auf
die Frage beim Schritt 5 ist nur dann bestätigend oder
Ja, wenn die Maschinendrehzahl über die obere Grenze NH
des Leerlaufdrehzahl-Sollwertes bei leerlaufender
Maschine aufgrund einer äußeren Störung oder einer
Änderung in der elektrischen Last angestiegen ist,
wie nachfolgend beschrieben wird. Wenn daher die
Maschine bei völlig geschlossenem Drosselventil 5 ver
langsamt und zugleich die Bestimmung beim Schritt 4
verneinend oder Nein ist (eine Zeitperiode zwischen
Zeiten t 1 und t 13 beim Verlauf längs der ausge
zogenen Linie a, eine Zeitperiode zwischen Zeiten t 1
und t 8 längs der strichpunktierten Linie b oder eine
Zeitperiode zwischen Zeiten t 1 und t 11 beim Verlauf
längs der gestrichelten Linie c in Fig. 2), schreitet
das Programm zum Schritt 6 fort, um das Tastverhältnis
DOUT der Ventilöffnung im Verlangsamungsbetrieb zu be
rechnen.
Das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung wird im Verlang
samungsbetrieb durch Verwendung der folgenden Gleichung
(1) berechnet:
DOUT = DXREF + DE (1)
wobei DXREF einen Mittelwert des Tastverhältnisses
DOUT der Ventilöffnung darstellt, die in einem Rück
kopplungssteuerungsbetrieb bestimmt worden ist, wenn
sämtliche elektrischen Einrichtungen 15 in Fig. 1 aus
geschaltet bleiben. Der Wert DXREF wird auch als Basis
wert verwendet, um einen beim Beginn der Steuerung im
Rückkopplungsbetrieb verwendeten Anfangswert einzustel
len. DE stellt einen Korrekturwert dar, der in Abhängig
keit von Lastzuständen der elektrischen Einrichtungen
15 eingestellt wird, d. h. er ist ein elektrischer Last
term. Durch die Verwendung des elektrischen Lastterms
kann der erhöhte Einfluß der Last der elektrischen
Einrichtung 15 auf die Maschinendrehzahl bewältigt
werden, wenn die Maschinendrehzahl unterhalb NA liegt,
während der Einfluß vergleichsweise klein ist, wenn
die Maschinendrehzahl oberhalb NA liegt.
Zu diesem Zweck wird ein Wert DEX aus einer in der
Speichereinrichtung 9 c in der ECU 9 gespeicherten
Tabelle für ein Generatorzustandssignal E bei einem
Tastverhältnis DEX der Ventilöffnung in Abhängigkeit
vom Ausgangssignal des in Fig. 2 gezeigten Sensors 19
für den Generatorzustand ausgelesen. Mehr im einzelnen,
ein Tastverhältniswert DEX der Ventilöffnung wird bei
einem Bezugsdrehzahlwert (z. B. 700 U/min) aus einer
in Fig. 5 gezeigten Tabelle des Generatorzustands
signal E bei Tastverhältnis DEX für die Ventilöffnung
(DEX-Generatorzustandssignal E) in Abhängigkeit vom
Generatorzustandssignal E ausgelesen. In Fig. 5 sind
als Generatorzustandssignal vorbestimmte Werte E 1 (z. B.
1 V), E 2 (z. B. 2 V), E 3 (z. B. 3 V) und E 4 (z. B. 4,5 V) vor
gesehen, während als Basiskorrekturwert vorbestimmte
Tastverhältnisse DE 1 (z. B. 50%), DE 2 (z. B. 30%),
DE 3 (z. B. 10%) und DE 4 (z. B. 0%) für die Ventilöffnung
vorgesehen sind, die jeweils den obigen vorbestimmten
Spannungswerten entsprechen.
Wenn das Generatorzustandssignal E einen Wert zeigt, der
zwischen benachbarte vorbestimmte Werte fällt, wird ein
Tastverhältniswert DEX für die Ventilöffnung durch eine
Interpolationsberechnung erhalten.
Indem der so ausgelesene DEX-Wert als ein Wert entspre
chend dem Bezugsdrehzahlwert in der folgenden Glei
chung (2) substituiert wird, wird ein elektrischer Last
term DEn entsprechend der Maschinendrehzahl berechnet.
DEn = KE × DEX (2)
wobei KE einen Korrekturkoeffizienten darstellt, der
basierend auf der Differenz zwischen einem dem Reziprok
wert der Bezugsdrehzahl in Umdrehungen pro Minute
(700 U/min) und dem Wert Me durch die folgende Gleichung
(3) berechnet wird.
KE = η × (Mec - Me) + 1 (3)
wobei η eine Konstante darstellt (z. B. 8 · 10-4).
Der Grund dafür, daß der elektrische Lastterm DEn als
eine Funktion des Generatorzustände entsprechend dem
Feldwicklungsstrom im Generator darstellenden Signals E
und der Maschinendrehzahl Ne eingestellt wird, ist,
daß die während des Betriebs des Generators an die
Maschine angelegte Last eine Größe proportional zur
erzeugten Elektrizitätsmenge (Energiebetrag) besitzt,
die als eine Funktion des Feldwicklungsstroms und der
Maschinendrehzahl, d. h. der Rotordrehzahl des Generators
gegeben wird.
Durch Verwendung des Mittelwerts DXREF des Tastverhält
nisses für die Ventilöffnung im Rückkopplungssteuerbe
trieb als Basiswert, der beim Beginn des Rückkopplungs
steuerungsbetriebs verwendet wird, kann Schwankungen in
der Menge der der Maschine tatsächlich zugeführten zu
sätzlichen Luft aufgrund von Veränderungen in den Be
triebseigenschaften des Steuerventils 6 begegnet werden,
die auf eine Verschlechterung des Arbeitens des Steuer
ventils 6 und Verstopfen des Luftfilters 7 zuzuschrei
bende Alterungsveränderungen zurückzuführen sind.
Wenn die Antwort beim Schritt 4 Ja ist, (Me ≧ MH), d. h.
wenn die Maschinendrehzahl Ne unterhalb der vorbestimm
ten oberen Grenze NH des Leerlaufdrehzahl-Sollwerts
ist (zur Zeit t 13 auf der ausgezogenen Linie a, zur
Zeit t 8 auf der strichpunktierten Linie b oder zur Zeit
t 11 auf der gestrichelten Linie c in Fig. 2), schreitet
das Programm zum Schritt 7 fort, um zu bestimmen, ob
die vorbestimmte Zeitperiode TSA in Fig. 2 verstrichen
ist oder nicht, d. h. ob ein Zählwert TSA eines Zeit
gebers Null ist, der durch die Schußluft-Subroutine
eingestellt wird, auf die später Bezug genommen wird.
Wenn die Antwort bestätigend oder Ja ist, schreitet das
Programm zum Schritt 8 fort, um das Tastverhältnis DOUT
für die Ventilöffnung im Rückkopplungsbetrieb zu berech
nen, während, wenn die Antwort Nein ist (zwischen den
Zeiten t 11 und t′ 1 auf der gestrichelten Linie c in
Fig. 2), das Programm zum Schritt 6 fortschreitet.
Das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung wird im
Rückkopplungsbetrieb beim Schritt 8 durch die folgende
Gleichung (4) berechnet:
DOUT = DAIn + DP (4)
wobei DAIn einen integralen Steuerterm und Dp einen
proportionalen Steuerterm darstellen. Der integrale
Steuertermwert DAIn, der in der gegenwärtigen Schleife
verwendet wird, wird auf die Summe des unmittelbar vor
hergehenden Wertes DAIn-1 des in der Speichereinrichtung
9 c in der ECU 9 (in Fig. 1) gespeicherten integralen
Steuerterms, eines in Abhängigkeit von der Differenz zwi
schen dem Maschinendrehzahl-Istwert und dem
Leerlaufdrehzahl-Sollwert bestimmten Korrekturwerts Δ DI und ei
nes der durch die elektrischen Einrichtungen 15 angelegten
Last entsprechenden Korrekturwerts DE eingestellt, d. h.
DAIn = DAIn - 1 + Δ DI + DE. Wenn der Schritt 8 das erste
Mal ausgeführt wird, wird der Anfangswert des unmittelbar
vorhergehenden integralen Steuertermwerts DAIn-1 auf
einen beim Schritt 6 bestimmten Wert des Tastverhält
nisses der Ventilöffnung (DXREF + DE) eingestellt. Der
proportionale Steuertermwert DP wird auf einen Wert
entsprechend der Differenz zwischen dem
Maschinendrehzahl-Istwert und dem Leerlaufdrehzahl-Sollwert
eingestellt.
Während der Leerlaufdrehzahlsteuerung im Rückkopplungs
betrieb kann die Maschinendrehzahl Ne die obere Grenze
NH des Leerlaufdrehzahl-Sollwerts aufgrund äußerer
Störungen oder Löschens bzw. Ausgehens der elektrischen
Last zeitweilig überschreiten. Sobald jedoch die Steuerung
im Rückkopplungsbetrieb beginnt, wird dieselbe Rück
kopplungssteuerung so lange ausgeführt, wie das
Drosselventil 5 völlig geschlossen ist, so daß ein
Anhalten bzw. Abwürgen der Maschine nie auftreten
wird. Außerdem kann durch die Steuerung im Rückkopp
lungsbetrieb die Steuerung der Maschinendrehzahl
rascher und genauer als bei der Steuerung im Verlang
samungsbetrieb ausgeführt werden. Wenn daher die Maschi
nendrehzahl Ne die obere Grenze NH des Leer
laufdrehzahl-Sollwerts durch äußere Störungen oder Ausgehen der
elektrischen Last zeitweilig überschreitet, so daß beim
Schritt 4 Me ≧ MH nicht besteht, wird erfindungsgemäß
der Schritt 5 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die vorher
gehende Schleife im Rückkopplungsbetrieb ausgeführt
wurde oder nicht. Bei dieser Gelegenheit sollte die Ant
wort beim Schritt 5 bestätigend oder Ja sein, und daher
schreitet die Ausführung zu den Schritten 7 und 8 fort.
Dementsprechend wird die Steuerung fortgesetzt im Rück
kopplungsbetrieb ausgeführt.
Wenn das Drosselventil 5 während der Rückkopplungs
steuerung der Leerlaufdrehzahl geöffnet wird (in Fig. 2
zur Zeit t 14), ist die Antwort auf die Frage beim
Schritt 3 verneinend oder Nein, und dann schreitet das
Programm zum Schritt 9 fort, wo das Tastverhältnis DOUT
für die Ventilöffnung im Beschleunigungsbetrieb berech
net wird. Diese Steuerung im Beschleunigungsbetrieb
wird bewirkt, um zu verhindern, daß die Zufuhr zusätz
licher Luft vom Steuerventil 6 plötzlich gestoppt wird,
wenn ein Übergang im Maschinenbetrieb vom Leerlaufbe
trieb zum Beschleunigungsbetrieb bei geöffnetem Drossel
ventil stattfindet. Das bei der Steuerung im Beschleuni
gungsbetrieb verwendete Tastverhältnis DOUT für die
Ventilöffnung wird erhalten, indem ein vorbestimmter
Wert Δ DACC bei jeder Erzeugung des TCD-Signalimpulses
von einem unmittelbar vorhergehenden Wert des Tastver
hältnisses der Ventilöffnung subtrahiert wird, wobei
der Anfangswert auf einen integralen Steuertermwert
DAIn-1 eingestellt wird, der bei der Steuerung im Rück
kopplungsbetrieb eingestellt wurde, unmittelbar bevor
das Drosselventil 5 geöffnet wird. Diese Subtraktion
wird fortgesetzt, bis das Tastverhältnis für die Ventil
öffnung Null ist.
Nachdem das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung
bei einem der obenerwähnten Schritte 2, 6, 8 und 9
berechnet worden ist, schreitet das Programm zum Schritt
10 fort, um die Schußluft-Subroutine gemäß der vorlie
genden Erfindung auszuführen, die in Fig. 4 gezeigt ist.
Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Als erstes wird
beim Schritt 40 eine Bestimmung ausgeführt, ob die Schuß
luftsteuerung zur Zeit der Erzeugung des unmittelbar
vorhergehenden Impulses des TCC-Signals ausgeführt
wurde oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage beim
Schritt 40 verneinend oder Nein ist, wird von den
Schritten 41 bis 46 bestimmt, ob die Maschinendrehzahl
Ne während des Zeitintervalls zwischen der Erzeugung
des unmittelbar vorhergehenden Impulses des TCD-Signals
und der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses dieses
Signals über irgendeinen der vorbestimmten Werte
NSA 1, NSA 2 oder NSA 3 abfällt oder nicht. Das heißt, es
wird beim Schritt 41 bestimmt, ob ein zum Reziprokwert
der Maschinendrehzahl proportionaler Wert Men bei der Er
zeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals größer
als ein dem Reziprokwert der ersten vorbestimmten Dreh
zahl NSA 1 (z. B. 1100 U/min) entsprechender Wert MSA 1
ist oder nicht, und dann wird beim Schritt 42 bestimmt,
ob ein dem Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne zur
Zeit der Erzeugung des unmittelbar vorhergehenden Impulses des TDC-
Signals entsprechender Wert Men-1 kleiner als der oben
erwähnte Wert MSA 1 ist oder nicht (Nen-1 < NSA 1). Wenn
die Antwort auf die Frage beim Schritt 41 verneinend
oder Nein ist (Ne ≧ NSA 1), dann wird das gegenwärtige
Subprogramm beendet. Wenn die Bestimmung beim Schritt 41
und auch beim Schritt 42 bestätigend oder Ja ist, be
deutet dies, daß die Maschinendrehzahl während des Zeit
intervalls zwischen der Erzeugung des unmittelbar vorher
gehenden Impulses und des gegenwärtigen Impulses des TDC-
Signals unter den ersten vorbestimmten Wert NSA 1 abge
fallen ist. Dann schreitet das Programm zum Schritt 47
fort.
Wenn der Wert Me sowohl zur Zeit der Erzeugung des vorher
gehenden Impulses als auch des gegenwärtigen Impulses des
TDC-Signals größer als der Wert MSA 1 ist, d. h.
wenn die Maschinendrehzahl Ne kleiner als der Wert NSA 1
ist, wird bei den Schritten 43 und 44 auf dieselbe
Weise wie bei den Schritten 41 und 42 bestimmt, ob
die Maschinendrehzahl Ne unter den zweiten vorbestimmten
Wert NSA 2 abgefallen ist oder nicht. Das heißt, wenn ein
Wert Men zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Im
pulses des TDC-Signals größer als der zum Reziprokwert
des zweiten vorbestimmten Werts NSA 2 (z. B. 1000 U/min)
proportionale Wert MSA 2 ist, was bedeutet, daß beim
Schritt 43 die Beziehung Men < MSA 2 nicht besteht, wird
das laufende Subprogramm beendet. Wenn sowohl Men < MSA 2
als auch Men-1 < MSA 2 bestehen (das Ergebnis der Bestim
mung beim Schritt 44 ist bestätigend), dann schreitet
das Programm zum Schritt 47 fort.
Wenn der Wert Men sowohl zur Zeit der Erzeugung des un
mittelbar vorhergehenden Impulses als auch zur Zeit der
Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals
größer als der vorbestimmte Wert MSA 2 ist, d. h. wenn
die Maschinendrehzahl Ne kleiner als der zweite vorbe
stimmte Wert NSA 2 ist, wird bei den Schritten 45 und
46, wie dies bei den Schritten 43 und 44 erfolgte,
eine Bestimmung ausgeführt, ob die Maschinendrehzahl
unter den dritten vorbestimmten Wert NSA 3 abgefallen
ist oder nicht. Mehr im einzelnen, wenn der Wert Men
zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des
TDC-Signals nicht größer als ein dem Reziprokwert des dritten
vorbestimmten Werts NSA 3 (z. B. 800 U/min) entsprechen
der Wert MSA 3 ist, d. h. wenn beim Schritt 45 die Be
ziehung Men < MSA 3 nicht besteht, wird das Subprogramm
beendet. Wenn sowohl Men < MSA 3 als auch Men-1 < MSA 3
gelten (die Bestimmung beim Schritt 46 ist bestätigend),
dann schreitet das Subprogramm zum Schritt 47 fort.
Beim Schritt 47 wird eine Abnahmerate Δ Me (= Men - Men-4)
der Maschinendrehzahl von einem zur Zeit der Erzeugung
des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals erfaßten
Men-Wert und einem Wert Men-4 berechnet, der zur Zeit
der Erzeugung eines vorhergehenden Impulses des TDC-
Signals entsprechend demselben Zylinder, der dem gegen
wärtigen Impuls entspricht, erfaßt wurde (der
erfaßte Wert Men-4 ist in der Speichereinrichtung
9 c der ECU 9 gespeichert), und dann wird bestimmt, ob
der Wert Δ Me größer als ein dem Reziprokwert des vor
bestimmten Werts Δ NSA entsprechender vorbestimmter
Wert Δ MeSA ist oder nicht. Indem so der zur Zeit der
Erzeugung eines vierten TDC-Signalimpulses vor dem gegen
wärtigen TDC-Signalimpuls erfaßte Wert Men-4 ver
wendet wird, ist es möglich, die Abnahmerate Δ Me genau
unabhängig vom Fertigungsfehler und vom Montagefehler
des Ne-Sensors 14 zu bestimmen. Wenn diese Fehler je
weils in zulässigen Bereichen liegen, kann der unmittel
bar vorhergehende Wert Men-1 anstelle des Wertes Men-4
verwendet werden. Wenn die Bestimmung beim Schritt 47
bestätigend oder Ja ist, d. h. wenn die Abnahmerate Δ Me
der Maschinendrehzahl größer als der vorbestimmte Wert
Δ MeSA ist, wird bestimmt, daß sich die Maschine in einem
plötzlichen Verlangsamungszustand befindet. Dann schrei
tet das Subprogramm zum Schritt 48 fort, wo der elektri
sche Lasttermwert DE berechnet wird, und ein Wert der
Zeitperiode TSAE für eine Schußluftsteuerung entspre
chend dem berechneten Wert DE des elektrischen Last
terms, d. h. entsprechend Betriebszuständen der elektri
schen Einrichtungen 15, wird aus einer DE-TSAE-Tabelle
erhalten.
Fig. 6 zeigt die DE-TSAE-Tabelle, bei der der Wert TSAE
so eingestellt wird, daß er sich erhöht, wenn der Wert
DE zunimmt. Es wird nun wieder auf Fig. 5 Bezug genom
men. Aus einem in Fig. 7 dargestellten MSA-Δ Me-Speicherbelegungsplan wird
beim Schritt 49 ein Wert der Zeitperiode TSAM ausge
lesen, der dem vorbestimmten Wert MSA und dem Wert Δ Me
entspricht. In dem in Fig. 7 gezeigten MSA-Δ Me-Speicherbelegungsplan
sind vier vorbestimmte Werte Δ Me 0-Δ Me 3 vorgesehen,
die jeweils dem vorbestimmten Wert MSA 1, MSA 2 und MSA 3
entsprechen, wobei Δ Me 0 der Maschinendrehzahldifferenz Δ Ne von beispielsweise 40 U/min/TDC entspricht und
-Δ Me 3 der Differenz Δ Ne von beispielsweise 200 U/min/TDC
entspricht. Der Wert TSAi, j ist so eingestellt, daß er
kleiner wird, wenn die Zahl i größer und j kleiner wird.
Beim Schritt 50 wird die Einstellzeitperiode TSA für den
Schußluftzeitgeber (nicht gezeigt; in der ECU 9 von Fig. 1
vorgesehen) unter Verwendung der Werte bei den Schritten 48
und 49 erhaltenen Werte TSAE und TSAM entsprechend der folgen
den Gleichung (5) berechnet.
TSA = TSAM + TSAE (5)
Beim Schritt 51 wird dann der Schußluftzeitgeber
während der eingestellten Periode TSA betätigt, und
dann schreitet das Programm zum Schritt 52 fort. Beim
Schritt 52 wird bestimmt, ob die eingestellte Zeit
periode TSA des Schußluftzeitgebers verstrichen ist oder
nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung verneinend oder
Nein ist, schreitet das Programm zum Schritt 53 fort,
wo das bei den Schritten 6 und 8 in Fig. 3 eingestellte
Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils
6 durch den vorbestimmten Wert DSA (100%) ersetzt wird,
woraufhin die Beendigung des Programms erfolgt. Zu
diesem Zeitpunkt (zur Zeit t′ 2 in Fig. 2) wird die
Schußluftsteuerung beim Schritt 11 in Fig. 3 durch
Öffnen des Steuerventils 6 mit dem wie oben beschriebenen
bestimmten Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung
bewirkt.
Bei der nächsten Schleife sollte die Antwort auf die
Frage beim Schritt 40 in Fig. 4 bestätigend oder Ja sein,
und dann springt das Programm zum Schritt 52, um zu be
stimmen, ob die eingestellte Zeitperiode TSA verstrichen
ist oder nicht. Wenn die Antwort verneinend oder Nein
ist, d. h. wenn die eingestellte Zeitperiode TSA nicht
verstrichen ist, wird der Schritt 53 wiederholt, wobei
das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung auf den vor
bestimmten Wert DSA eingestellt wird. Die Schußluft
steuerung wird schließlich während der eingestellten
Zeitperiode TSA ausgeführt.
Wenn beim Schritt 52 bestimmt wird, daß die eingestellte
Zeitperiode TSA beim Schußluftzeitgeber verstrichen ist, über
springt das Programm den Schritt 53 und wird dann been
det. Um dies genauer darzulegen, das Ventil 6 wird beim
Schritt 11 in Fig. 3 mit dem beim Schritt 2, 6, 8 oder 9
eingestellten Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung
geöffnet.
Wenn beim Schritt 47 in Fig. 4 bestimmt wird, daß der
Wert Δ Me kleiner als der vorbestimmte Wert Δ MeSA ist,
schreitet das Programm zum Schritt 52 fort, da sich
die Maschine dann in einem Zustand mit geringer Verlang
samung befindet. Bei einer derartigen Gelegenheit wird
beim Schritt 51 bestimmt, daß der Schußluftzeitgeber unwirk
sam sein soll, so daß das Ergebnis der Bestimmung beim
Schritt 52 bestätigend oder Ja ist. Dann überspringt
das Programm den Schritt 53 und wird beendet. Das Tast
verhältnis DOUT für die Ventilöffnung wird durch den
vorbestimmten Wert DSA nicht ersetzt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Rückkopplungssteuerung der Leerlauf
drehzahl einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ansaugrohr
(3), einem im Ansaugrohr (3) angeordneten Drosselventil
(5), einem das Drosselventil im Ansaugrohr umgehenden Zu
satzluftkanal (8) und einem im Zusatzluftkanal angeordneten
Steuerventil (6) zum Steuern einer der Maschine zuzufüh
renden Menge zusätzlicher Luft (DSA, TSA), wobei die Dreh
zahl (Ne) der Maschine während des Leerlaufbetriebs der
Maschine erfaßt wird, und eine vorbestimmte Maschinendreh
zahl höher als ein Leerlaufdrehzahl-Sollwert (NH, NL) vor
eingestellt wird, und wobei die Ventilöffnungsperiode
(DOUT) des Steuerventils auf die Weise eines Rückkopplungs
betriebs in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der
erfaßten Maschinendrehzahl (Ne) und dem Leerlaufdrehzahl-
Sollwert (NH, NL) gesteuert wird, und in der Zwischenzeit
während des Verlangsamungsbetriebs der Maschine, bei dem
die erfaßte Maschinendrehzahl (Ne) zu dem Leerlaufdrehzahl-
Sollwert (NH, NL) hin abnimmt, die Abnahmerate (Δ Ne) der
Maschine bei dem vorbestimmten Maschinendrehzahlwert fest
gestellt wird und die Menge (DSA, TSA) der Maschine zuzu
führender zusätzlicher Luft auf einen Sollwert entsprechend
der festgestellten Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendreh
zahl gesteuert wird,
gekennzeichnet durch die Schritte, daß
- a) als der vorbestimmte Maschinendrehzahlwert eine Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3) eingestellt wird, die höher als der Leerlauf drehzahl-Sollwert (NH, NL) sind;
- b) bestimmt wird, unter welchen aus der Anzahl vorbe stimmter Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3) die Maschinendrehzahl (Ne) abgefallen ist, wenn die Maschine (1) zum Leerlaufdrehzahl-Sollwert (NH, NL) hin verlangsamt;
- c) bei jedem der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3), unter die die Maschinendrehzahl (Ne) abgefallen ist, bestimmt wird, ob die festge stellte Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl (Ne) einen rascheren Verlangsamungsgrad als eine vor bestimmte Abnahmerate (Δ MeSA) anzeigt;
- d) die Menge zusätzlicher Luft (DSA, TSA) bestimmt wird, die vom Steuerventil (6) entsprechend einem oder mehreren der der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3), bei denen beim Schritt c) be stimmt wird, daß die festgestellte Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl (Ne) einen rascheren Verlangsamungsgrad als die vorbestimmte Abnahmerate (Δ MeSA) anzeigt, und der Abnahmerate (Δ Ne) bei dieser Gelegenheit zuzufüren ist; und
- e) das Steuerventil (6) zum Öffnen basierend auf der beim Schritt d) bestimmten Menge zusätzlicher Luft (DSA, TSA) angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die von dem Steuerventil zugeführte
Menge zusätzlicher Luft (DSA, TSA) auf einen kleineren Wert
eingestellt wird, wenn der eine beim Schritt b) bestimmte
Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2,
NSA 3) dichter beim Leerlaufdrehzahl-Sollwert liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Menge der vom Steuerventil (6)
zugeführten zusätzlichen Luft (DSA, TSA) auf einen größeren
Wert eingestellt wird, wenn die beim Schritt c) festge
stellte Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl (Ne)
größer ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerventil (6) nur
geöffnet wird, wenn die beim Schritt c) festgestellte Ab
nahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl (Ne) größer als ein
vorbestimmter Wert ist.
5. Verfahren zur Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdreh
zahl einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Ansaugrohr (3),
einem im Ansaugrohr angeordneten Drosselventil (5), einem
das Drosselventil im Ansaugrohr umgebenden Zusatzluftkanal
(8), einem im Zusatzluftkanal angeordneten Steuerventil (6)
zum Steuern einer der Maschine (1) zuzuführenden Menge zu
sätzlicher Luft (DSA, TSA) und zumindest einer durch die
Maschine angetriebenen elektrischen Einrichtung (15), wobei
die Drehzahl (Ne) der Maschine erfaßt wird und ein vorbe
stimmter Maschinendrehzahlwert höher als ein Leerlauf
drehzahl-Sollwert (NH, NL) voreingestellt wird und während
des Leerlaufbetriebs der Maschine die Ventilöffnungsperiode
(DOUT) des Steuerventils auf die Weise eines Rückkopplungs
betriebs in Abhängigkeit von einer Diferenz zwischen der
erfaßten Maschinendrehzahl (Ne) und einem Leerlaufdrehzahl-
Sollwert (NH, NL) gesteuert wird und wobei in der Zwischen
zeit während des Verlangsamungsbetriebs der Maschine, bei
dem die erfaßte Maschinendrehzahl (Ne) zu dem Leerlauf
drehzahl-Sollwert (NH, NL) hin abnimmt, die Abnahmerate
(Δ Ne) der Maschine bei dem vorbestimmten Maschinendreh
zahlwert festgestellt wird und die Menge der Maschine zu
zuführender zusätzlicher Luft (DSA, TSA) entsprechend der
festgestellten Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl
auf einen Sollwert gesteuert wird,
gekennzeichnet durch die Schritte, daß
- a) als der vorbestimmte Maschinendrehzahlwert eine Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3) eingestellt wird, die höher als der Leerlauf drehzahl-Sollwert (NH, NL) sind,
- b) eine Größe (DE) einer durch die elektrische Einrich tung (15) an die Maschine (1) angelegten Last erfaßt wird, wenn die Maschine zu dem Leerlaufdrehzahl-Soll wert (NH, NL) hin verlangsamt;
- c) bestimmt wird, unter welchen aus der Anzahl vorbe stimmter Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3) die Maschinendrehzahl (Ne) abgefallen ist, wenn die Maschine (1) zum Leerlaufdrehzahl-Sollwert (NH, NL) hin verlangsamt;
- d) bei jedem der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3), unter den die Maschinendrehzahl (Ne) abgefallen ist, bestimmt wird, ob die festge stellte Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl (Ne) einen rascheren Verlangsamungsgrad als eine vor bestimmte Abnahmerate (Δ MeSA) anzeigt;
- e) die Menge zusätzlicher Luft (DSA, TSAM) bestimmt wird, die von dem Steuerventil (6) entsprechend einem oder mehreren der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte (NSA 1, NSA 2, NSA 3), bei denen beim Schritt d) be stimmt wird, daß die festgestellte Abnahmerate (Δ Ne) der Maschinendrehzahl (Ne) einen rascheren Verlangsamungsgrad als die vorbestimmte Abnahmerate (Δ MeSA) anzeigt und der Abnahmerate (Δ Ne) bei dieser Gelegenheit zuzuführen ist;
- f) die beim Schritt e) bestimmte Menge zusätzlicher Luft (DSA, TSAM) in Abhängigkeit von der Größe der beim Schritt b) erfaßten Last (DE) der elektrischen Einrichtung (15) korrigiert wird und
- g) das Steuerventil (6) angesteuert wird, um basierend auf der beim Schritt e) bestimmten Menge zusätz licher Luft (DSA, TSA) zu öffnen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Maschine (1) eine
durch die Maschine angetriebene Generatoreinrichtung für
die Zuführung elektrischer Energie zur elektrischen Ein
richtung (15) umfaßt, dadurch gekennzeich
net, daß die Größe der durch die elektrische Einrich
tung (15) an die Maschine angelegten Last (DE) basierend
auf der erfaßten Maschinendrehzahl (Ne) und einem Wert
eines Parameters festgestellt wird, der die Generatorzu
stände der Generatoreinrichtung anzeigt.
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