DE3609245C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer mehrzylindrigen Brennkraftmachi­ ne in einer Regelschleife nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Aus der DE-OS 31 49 097 ist eine derartige Einrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl bei einer Brennkraftma­ schine mit Sensoren für wenigstens Drehzahl und Tempera­ tur, ferner einem PI-Regler und nachfolgenden Steuerstu­ fen eines elektromagnetischen Stellwerks bekannt. Um die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine bis zu sehr tiefen Werten herab sicher beherrschen zu können und da­ bei gleichzeitig eine hohe Laufsicherheit der Brennkraft­ maschine sicherzustellen, soll bei dieser bekannten Ein­ richtung dem PI-Regler eine Unempfindlichkeitssteuerstu­ fe zugeordnet werden. Diese Unempfindlichkeitssteuerstu­ fe besteht aus zwei antiparallel geschalteten idealen Dioden. Dabei wird die untere Grenze des Unempfindlich­ keitsbereiches durch einen Spannungsteiler festgelegt, während jedoch die Obergrenze durch das Verhältnis der Spannungsteilerwiderstände vorgegeben wird. Oberhalb des genannten Unempfindlichkeitsbereiches ist eine der Dio­ den leitend, während innerhalb des Unempfindlichkeitsbe­ reiches die beiden Dioden gesperrt sind.

Innerhalb des Unempfindlichkeitsbereiches zeigt dieses bekannte System aber zwangsläufig ein träges Ansprech­ verhalten, d. h. die Regelstabilität wird nicht konstant gehalten, sondern sie wird absichtlich verändert.

Aus der EP 01 20 730-A2 ist eine Kraftstoffregeleinrich­ tung für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein Kraftstoffmengenrechner zur Anwendung gelangt, um die jeweils erforderliche Kraftstoffmenge angebende Signale zu erzeugen, die jedem der Zylinder der Brennkraftma­ schine abhängig von Betriebsparametern der Maschine zu­ zuführen ist. Das wesentliche dieses bekannten Regelsy­ stems besteht in einer Einrichtung, um aufeinanderfol­ gend erste Signale zu erzeugen, welche die Drehzahl einer Kurbelwelle angeben, welche sich aus jedem Drehmoment­ impuls ergibt, der der Kurbelwelle der Maschine von den Zylindern her erteilt wird. Ferner ist eine Kraftstoff­ verteilereinrichtung vorgesehen, um korrigierte Kraft­ stoffmengensignale abhängig von den genannten ersten Si­ gnalen zu erzeugen, wobei diese korrigierten Kraftstoff­ mengensignale an die Kraftstoffabgabeeinrichtung geführt werden, um dadurch die Drehmomentimpulse, die von den Zy­ lindern erzeugt werden, gleich zu machen.

Eine weitere Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine in einer ge­ schlossenen Regelschleife ist in der älteren DE-OS 35 33 900 beschrieben. Diese ältere Vorrichtung stimmt weitgehend mit der Vorrichtung nach der Erfindung über­ ein, ermöglicht jedoch keine Feststellung der Bedingun­ gen für die Umschaltung auf Einzelzylinderregelung. Auch ist keine Umschaltung von Regelkonstanten vorgesehen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine der angegebenen Gat­ tung derart zu verbessern, daß unabhängig von der Lei­ stungsabgabe der Zylinder ein einwandfreier Leerlauf im­ mer gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Das wesentliche der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, daß durch die besondere Ausbildung der Schaltungs­ anordnung abhängig von dem Feststellergebnis bestimmter Bedingungen für die Durchführung einer überlagerten Ein­ zelzylinderregelung die Regelkonstanten innerhalb eines PID-Rechners verändert werden können, so daß dadurch das Regelverhalten immer optimal eingestellt werden kann und eine im Vergleich zu dem älteren System bessere Regelsta­ bilität erreicht werden kann.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 15.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Leerlaufregelvorrichtung mit Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A bis 2G Zeitdiagramme zur Erläuterung des Be­ triebs der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild des Drehzahl­ detektors in Fig. 1;

Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild eines Reserve- Zeitgabedetektors in Fig. 1;

Fig. 5A bis 5I Zeitdiagramme zur Erläuterung des Be­ triebs des Reserve-Zeitgabedetektors in Fig. 4;

Fig. 6 ein weiters Ausführungsbeispiel mit Merkmalen nach der Erfindung, das einen Mikroprozessor verwendet;

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Regelprogramms, das in dem Mikroprozessor in der Vorrichtung nach Fig. 6 ausgeführt wird, und

Fig. 8 und 9 detaillierte Flußdiagramme als Teil des Flußdiagramms von Fig. 7.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Leerlaufregelvor­ richtung für eine Brennkraftmaschine mit Merkmalen nach der vorliegen­ den Erfindung, hier angewendet zur Regelung des Leerlauf­ betriebs einer Dieselmaschine. Die Dieselmaschine 3 wird von einer Kraftstoffeinspritzpumpe 2 mit Kraftstoff ver­ sorgt und die Leerlaufregelvorrichtung 1 dient dazu, die Drehzahl der Maschine 3 während des Leerlaufs zu regeln.

Ein erster Signalgenerator in Form eines Drehzahlfühlers 7 ist dazu vorgesehen, eine vorbe­ stimmte Bezugsstellung der Kurbelwelle 4 der Dieselmaschine 3 zu ermitteln. Der Drehzahlfühler 7 ist bekannter Bau­ art und besteht aus einem Impulsgeber 5 und einer elektro­ magnetischen Aufnehmerspule 6. Da die Dieselmaschine 3 im vorliegenden Falle eine Viertakt-Vierzylinder-Maschine ist, sind um den Umfang des Impulsgebers 5 ein Satz von Nasen 5 a bis 5 d mit einem Winkelabstand von jeweils 90° angeordnet. Die Winkelstellung zwischen dem Impulsgeber 5 und der Kurbelwelle 4 ist derart, daß, wenn die Kolben in zwei der vier Zylinder der Dieselmaschine 3 den oberen Totpunkt erreichen, die Nase 5 a oder 5 c der elektromagneti­ schen Aufnehmerspule 6 direkt gegenübersteht.

Fig. 2A zeigt die momentane Ist-Drehzahl N der Dieselmaschine 3, und Fig. 2B zeigt den Verlauf eines Wechselstromsignals AC, das durch den Drehzahlfühler 7 erzeugt wird. Jedes­ mal, wenn eine Nase der elektromagnetischen Aufnehmer­ spule 6 gegenübergestellt wird, wechselt das Wechselstrom­ signal seinen Pegel von positiver zu negativer Polarität, sodaß ein Stromverlauf aus Impulspaaren erzeugt wird, die jeweils einen positiven Impuls, gefolgt von einem negativen Impuls, enthalten. Die Zeitpunkte t₁, t₃, t₅ . . . t₁₇ der Anstiegspunkte der positiven Spitzen entsprechen den OT- Zeitpunkten der Kolben in der Dieselmaschine 3. Die Zeit­ punkt t₂, t₄ . . . t₁₆ entsprechen den angegebenen Zeit­ punkten, bei welchen die Kurbelwelle 4 sich um einen Winkel gedreht hat, der größer als 90° ist, nach dem Passieren der OT-Stellung. Andererseits sind die Zeitpunkte t₁, t₃, t₅ . . . t₁₇ der Minimumpunkte der Augenblicksdrehgeschwin­ digkeit N die Verbrennungsstartzeitpunkte der Zylinder. Dies rührt aus der Tatsache her, daß die momentane Ist-Drehzahl N auch als Augenblicksdreh­ geschwindigkeit oder -drehzahl bezeichnet, zu steigen beginnt, wenn Verbrennung auftritt. Ande­ rerseits beginnt bei jedem der Zeitpunkte t₂, t₄ . . . t₁₆ die momentane Ist-Drehzahl N abzunehmen. Unmittel­ bar vor jedem der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte, bei denen Zündung stattfindet, erreicht die momentane Ist-Drehzahl N einen Minimalwert. Aus diesem Grunde ändert sich die momentane Ist-Drehzahl N der Die­ selmaschine 3 periodisch, wobei die Periode der Drehge­ schwindigkeitsschwankungen einer halben Umdrehung der Kurbelwelle 4 entspricht.

Strenggenommen entsprechen in manchen Fällen die Minimum­ punkte der momentanen Ist-Drehzahl N nicht den OT- Positionen (oberer Totpunkt) der Kolben während der Verdichtung innerhalb der Zylinder, und entsprechen auch die Maximumpunkte nicht jenen Stellungen, die gegenüber der OT-Stellung um 90° verschoben sind. Zur Vereinfachung der Beschreibung sei jedoch nachfolgend angenommen, daß die Minimumpunkte den OT-Positionen und die Maximumpunkte den dagegen um 90° ver­ schobenen Positionen entsprechen.

Die vier Zylinder der Dieselmaschine 3 werden als Zylinder C₁, C₂, C₃ und C₄ bezeichnet, wobei die Verbrennungsvor­ gänge für die Zylinder C₁ bis C₄ zu den Zeitpunkten t₁, t₃, t₅ und t₇ eingeleitet werden. In der nachfolgenden Be­ schreibung wird diese Folge von Verbrennungsbeginnzeit­ punkten für die Zylinder vorausgesetzt.

Die Verhältnisse zwischen den Anstiegspunkten des Wechsel­ stromsignals AC, d. h. deren Zeitpunkte durch diese An­ stiegspunkte und die Zeitpunkte der entsprechenden Zylinder angegeben werden, werden wie folgt ermittelt. Ein zweiter Impuls NLP₁ wird von einem zweiten Signalgenerator in Form eines Nadelventilhub­ sensors 9 eines Kraftstoffeinspritzventils (nicht darge­ stellt) erzeugt, das am Zylinder C₁ montiert ist, und wird einer Detektoreinrichtung 10 als Bezugszeitsignal zugeführt. Wie Fig. 2C zeigt, wird der zweite Impuls NLP₁ unmittelbar vor jedem Verbrennungsstartzeitpunkt des Zylin­ ders C₁ abgegeben, d. h. zu den Zeitpunkten t₁, t₉, t₁₇ . . . Die Detektoreinrichtung 10 besteht in der Hauptsache aus einem Binärzähler, der Eingangsimpulse in Übereinstimmung mit positiv gerichteten Impulsen des Wechselstromsignals AC zählt und durch den zweiten Impuls NLP₁ rückgesetzt wird. Die die Ergebnisse dieser Zählung dar­ stellenden Binärdaten werden als Unterscheidungsdaten Di abgegeben. Auf diese Weise ist es einfach möglich, den Zu­ sammenhang zwischen einem gegebenen Anstiegspunkt des Wechselstromsignals AC und des Zylinders, der einen ent­ sprechenden Betriebszeitpunkt hat, zu unterscheiden. Die Unterscheidungsdaten Di werden über eine Schalteinrichtung SW (der nachfolgend beschrieben wird) einer ersten Einrichtung in Form eines Geschwindigkeits­ detektor 8 zugeführt.

Der Geschwindigkeitsdetektor 8 dient dazu, die Zeitinter­ valle R₁₁, R₂₁, . . . R₄₁, R₁₂, R₂₂ . . . zu messen, die die Kurbelwelle 4 benötigt, um nach dem Verbrennungsbeginn in jedem Zylinder um 90° zu drehen, wobei die Messung auf der Grundlage des Wechselstromsignals AC ausgeführt wird. Fig. 3 zeigt ein Schaltbild eines speziellen Ausführungs­ beispiels des Geschwindigkeitsdetektors 8. Wie man aus Fig. 3 sieht, enthält der Geschwindigkeitsdetektor 8 einen Impulsgenerator 81, der Zählimpulse CP abgibt, die mit einer konstanten Frequenz erzeugt werden, die höher als jene des Wechselstromsignals AC ist. Der Geschwindigkeits­ detektor 8 enthält weiterhin einen Zähler 82 zum Zählen der Impulse CP. Der Zähler 82 ist mit einem Eingangsan­ schluß 82 a versehen, der Zählimpulse CP aufnimmt, einem Startanschluß 82 b zur Aufnahme von Startimpulsen, die zur Rücksetzung des Zählers 82 und zum Beginn des Zählbetriebs verwendet werden, und mit einem Stoppanschluß 82 c zur Auf­ nahme von Stoppimpulsen versehen. Diese Stoppimpulse dienen dazu, den Zählbetrieb des Zählers 82 anzuhalten und den Zählinhalt unverändert zu halten. Ausgangsleitungen 83 a und 84 a von Dekodern 83 und 84 sind mit den Anschlüssen 82 b bzw. 82 c verbunden, und die Unterscheidungsdaten Di werden den Dekodern 82 und 83 zugeführt.

Wie oben beschrieben, drücken die Betriebszustandszeitsignale Di einen Zählwert einer Anzahl von positiv gerichteten Impulsen innerhalb des Wechselstromsignals AC aus, wobei die Impulszählung durch einen Zähler ausgeführt wird, der durch den zweiten Impuls NLP₁ rückgesetzt wird. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Zeitdetek­ tor 10 so aufgebaut, daß die Betriebszustandszeitsignale Di auf null gesetzt werden, wenn der Zeitdetektor 10 durch den Impuls NLP₁ rückgesetzt wird. Wie Fig. 2D zeigt, haben die Unterscheidungsdaten Di zum Zeitpunkt t₁ den Wert 1, zum Zeitpunkt t₂ den Wert 2 und zum Zeitpunkt t₃ den Wert 3, d. h., die Signale Di werden jedesmal um eins erhöht, wenn der positiv gerichtete Impuls des Wechselstromsignals AC erzeugt wird. Zum Zeit­ punkt t₈ erreicht sie daher einen Wert 8. Unmittelbar vor dem Zeitpunkt t₉ werden die Unterscheidungsdaten Di durch die Zuführung des Impulses NLP₁ auf null gesetzt. Anschließend ändert sich der Inhalt der Betriebszustandszeitsignale Di noch einmal sequentiell nacheinander, wie oben beschrieben.

Jedesmal, wenn die Betriebszustandszeitsignale Di einen der Werte 1, 3, 5 oder 7 annehemen, geht der Pegel an der Ausgangsleitung 83 a des Dekoders 83 für eine kurze Zeit nach oben, um dem Startanschluß 82 b des Zählers 82 einen Startimpuls zuzuführen. Wenn andererseits die Betriebszustands­ zeitsignale Di einen der Werte 2, 4, 6 oder 8 annehmen, dann geht der Pegel auf der Ausgangsleitung 84 a des Dekoders 84 für eine kurze Zeit nach oben, und als Folge davon wird ein Stoppimpuls dem Stoppanschluß 82 c des Zählers 82 zugeführt.

Der Zähler 82 zählt daher die Taktimpulse CP jedesmal nach den Verbrennungsstartzeitpunkten (t₁, t₃, t₅, . . .) während eines Intervalls, das sich bis zu dem Zeitpunkt erstreckt, zu welchem die Kurbelwelle 4 sich um 90° gedreht hat. Der Zähler 82 erzeugt infolgedessen als Ausgang die Zähldaten­ information CD, die einem der Intervalle R₁₁, R₂₁, . . . R₄₁, R₁₂, . . . entspricht. Die Zähldateninformation CD wird einem Wandler 85 zugeführt, von dem sie in Daten umgewandelt werden, die jeweils die Zeitintervalle R₁₁, R₂₁, . . . darstellen. Diese gewandelte Dateninformation wird sequentiell als Augenblicksdrehgeschwindigkeit ausge­ geben, die die Augenblicksdrehgeschwindigkeit der Maschine unmittelbar nach der Verbrennung in einem Zylinder aus­ drückt.

Die umgewandelte Dateninformation gibt auch die Größe der Ausgangsleistung des Zylinders an, in dem zu diesem Zeit­ punkt die Verbrennung stattfindet.

Wie zuvor beschrieben, werden vom Geschwindigkeitsdetektor Daten abgegeben, die jedes der Zeitintervalle R₁₁, R₂₁, . . . ausdrücken, von denen sich jedes von einem Anstiegs­ punkt des Wechselstromsignals AC (entsprechend den Ver­ brennungsstartzeitpunkten für Maschinenzylinder) bis zum nachfolgenden Anstiegszeitpunkt erstreckt. Nachfolgend wird die Augenblicksdateninformation, die die augenblick­ liche Drehgeschwindigkeit in Bezug auf den Zylinder C _i aus­ drückt, als eine Folge ausgedrückt, in der die Ermittlung durch den Geschwindigkeitsdetektor ausgeführt wird, d. h. in der allgemeinen Form N _in , wobei n=1, 2, . . .

Der Inhalt der ersten Daten N _in , die von der ersten Einrichtung in Form eines Geschwindigkeitsdetektors 8 abgegeben werden, ist daher so, wie in Fig. 2E gezeigt.

Gemäß Fig. 1 werden die ersten Daten N _in einer ersten Ausgabeeinrichtung in Form eines Mittelwertsrechners 11 zugeführt, durch den die mittlere Drehgeschwindigkeit der Dieselmaschine 3 berechnet wird. Das Bezugszeichen 12 gibt eine zweite Ausgabeeinrichtung in Form eines Solldreh­ zahlrechners an, der eine Leerlaufsolldrehzahl auf der Grundlage des Betriebszustandes der Dieselmaschine 3 in jedem Augenblick berechnet und Solldrehzahldaten N _t erzeugt, die die Ergebnisse dieser Berechnung angeben. Der Solldrehzahlrechner 12 hat bekannten Aufbau und die Solldrehzahldaten N _t werden erzeugt, um die optimale Leerlaufdrehzahl anzugeben, basierend auf dem Be­ triebszustand der Dieselmaschine 1, wie durch vorbestimmte Betriebsdaten OD für die Dieselmaschine 3 ausgedrückt. Es wird daher hier keine detaillierte Beschreibung des Aufbaus Solldrehzahlrechners 12 gegeben. Es ist in diesem Falle auch möglich, anstelle des Solldrehzahlrechners 12 eine Anordnung zu verwenden, die konstante Daten, die auf der Grundlage einer notwendigen Solldrehzahl bestimmt werden, erzeugt. Der Schaltkreisaufbau für die Erzeugung der Solldrehzahldaten N _t ist daher nicht auf den in Fig. 1 gezeigten beschränkt.

Die Solldrehzahldaten N _t werden einer Addierstufe 13 zugeführt, der auch die Durchschnittsdrehzahldatenwerte , die von dem Mittelwertrechner 11 abgegeben werden, zugeführt werden, sodaß die Durchschnittsdrehzahl-Datenwerte und der Sollwert N _t mit den in Fig. 1 gezeigten Polaritäten zueinander addiert werden. Das Ergebnis dieser Addition wird als erste Regeldaten(Soll-Ist-Abweichung) De einem ersten Proporti­ onal/Integral/Differenz-(PID-)Rechner 14 zugeführt, in welchem eine Datenverarbeitung für die PID-Regelung ausgeführt wird.

Das Ergebnis der Berechnung im ersten PID-Rechner 14 wird als Ausgangssignal bzw. als Einspritzmengendateninformation Q _ide ausgegeben, die über eine Addierstufe 15 einem Wandler 16 zugeführt wird. Die Durchschnittsdrehzahl-Datenwerte werden ebenfalls dem Wandler 16 zugeführt. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal Q _ide in ein Sollpositionssignal S₁ umgewandelt, die einen Sollwert für die Position eines Einspritzmengenstellgliedes 17 ausdrückt, d. h. einen Wert für diese Position, der so groß ist, daß die ersten Regeldaten De auf null ge­ bracht werden. Ein Positionssensor 18 dient dazu, die aufein­ anderfolgenden Positionen zu ermitteln, auf die das Ein­ spritzmengenstellglied 17 eingestellt wird, um eine Ein­ stellung der durch die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 einge­ spritzten Kraftstoffmengen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck erzeugt der Positionssensor 18 als Ausgang ein Augenblicks­ positionssignal S₂, das die Position anzeigt, auf die das Einspritzmengenstellglied 17 augenblicklich eingestellt ist. Dieses Augenblickspositionssignal S₂ wird zu dem Soll­ positionssignal S₁ vom Wandler 16 durch eine Addier­ stufe 19 mit den in Fig. 1 gezeigten Polaritäten addiert.

Das Additionsausgangssignal von der Addierstufe 19 wird einem zweiten PID-Rechner 20 zugeführt, und nach der Signalverarbeitung zur Ausführung der PID-Regelung wird das Signal vom zweiten PID-Rechner 20 einem Impulsbreiten­ modulator 21 zugeführt. Als Folge davon erzeugt der Impuls­ breitenmodulator 21 ein Impulssignal PS, das ein Tastver­ hältnis aufweist, das entsprechend dem Ausgang vom zweiten PID-Rechner 20 festgelegt ist. Das Impulssignal PS wird über einen Treiberkreis 22 einem Stellglied 23 zugeführt, das die Position des Einspritzmengenstellgliedes 17 einstellt. Auf diese Weise führt das Einspritzmengenstellglied 17 eine Positionsregelung in der Weise aus, das die Diesel­ maschine im Leerlauf bei der Leerlaufsolldrehzahl betrieben wird.

Mit Hilfe des oben beschriebenen Regelsystems, das auf die Durchschnittsdrehgeschwindigkeit und auf die Augenblicksposition des Einspritzmengenstellgliedes 17 anspricht, wird die Drehzahl der Dieselmaschine 3 so gere­ gelt, daß sie mit der vorbestimmten Leerlaufsolldrehzahl übereinstimmt.

Die Vorrichtung 1 enthält auch ein weiteres Regelsystem zur Ausführung der Regelung einzelner Zylinder, d. h. die "Einzelzylinderregelung", wodurch identische Aus­ gangsleistungen an jedem der Zylinder der Dieselmaschine 3 erzeugt werden. Dieses Regelsystem wird nun erläutert.

Das Regelsystem für die Einzelzylinderregelung dient dazu, den zu jedem der Zylinder zugeführten Kraft­ stoff so einzustellen, daß die Unterschiede zwischen den Ausgangsleistungen der entsprechenden Zylinder auf null gebracht werden. Diese Regelschleife enthält einen Geschwin­ digkeitsdifferenzrechner 24, der die Differenzen zwischen den Werten der Augenblicksgeschwindigkeiten berechnet, die für jeden der Zylinder C₁ bis C₄ auf der Grundlage der ersten Daten N _in gewonnen werden, wobei auch eine Augenblicks-Bezugsgeschwindigkeit für einen Zylinder mitverwendet wird, der als Bezugszylinder vorher bestimmt worden ist. In der vorlie­ genden Ausführungsform wird die Differenz zwischen der Augenblicksgeschwindigkeit für einen betreffenden Zylinder und der Augenblicksgeschwindigkeit des un­ mittelbar vorausgehenden Zylinders für die Auswertung ver­ wendet. Auf diese Weise werden die Differenzdaten N₁₁- N₂₁, N₂₁-N₃₁, N₃₁-N₄₁, . . . nacheinander vom Geschwin­ digkeitsdifferenzrechner 24 als Differenzdaten Dd ausge­ geben. Die Ausgabezeitpunkte dieser Geschwindigkeitsdiffe­ renzdaten sind in Fig. 2F dargestellt. Es ist wünschens­ wert, daß die Augenblicksgeschwindigkeitswerte für die Zylinder einander identisch werden, d. h., daß der Wert der Differenzdaten Dd null wird. Aus diesem Grunde wird die Differenzdateninformation Dd in einer Addierstufe 25 zu einem vorbestimmten Bezugswert Dr, mit den in Fig. 1 gezeigten Polaritäten hinzuaddiert. Der Bezugswert Dr wird von einem Bezugsdatengenerator 32 ge­ liefert. Das Ergebnis dieses Additionsvorgangs wird als zweite Regeldaten D₀ ausgegeben, deren Größe die Kraft­ stoffeinspritzmenge bestimmt, nachdem sie einer erforder­ lichen Verarbeitung für die PID-Regelung durch einen drit­ ten PID-Rechner 26 unterzogen worden sind. Die Durch­ schnittsdrehzahldatenwerte werden jedesmal dann aktualisiert, wenn eine neue Augenblicksdrehgeschwin­ digkeitsinformation vom Geschwindigkeitsrechner 8 abgegeben wird. Auf diese Weise ist der Inhalt der Durchschnittsdrehzahl- Datenwerte , so wie in Fig. 2G gezeigt, d. h., sie vari­ iert in der Folge N₁, N₂, . . .

Ein Ausgaberegler 27 dient dazu, den Ausgangszeitpunkt der zweiten Regeldaten D₀ auf der Grundlage der Differenzdaten Dd zu regeln. Diese Ausgabezeit wird, wie nachfolgend be­ schrieben, in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen Di geregelt.

Die zweiten Regeldaten D₀, die zu jedem speziellen Zeit­ punkt erzeugt werden, basieren auf den Differenzdaten bezüglich zweier Zylinder C _i und C _i+1. Die zweiten Regel­ daten D₀ werden mit einem Wert zum Regeln des Kraftstoffeinstellbetriebs, der auf die Verbrennung im Zylinder C _i+1 folgt, erzeugt. Diese Regeldaten D₀ werden dem Ausgangssignal Q _ide hinzuaddiert, das vom ersten PID-Rechner 14 zu diesem Zeitpunkt abgegeben wird. Die Addition findet in der Addierstufe 15 statt. Bei­ spielsweise drückt die Differenzdateninformation N _d (=N₁₁ -N₂₁) zum Zeitpunkt t₄ die augenblickliche Geschwin­ digkeitsdifferenz zwischen den Zylindern C₁ und C₂ aus. Die Regeldaten D₀ werden daher zu einem Zeitpunkt aus­ gegeben, der wenigstens geringfügig vor dem Zeitpunkt t₁₁ liegt, zu welchem der Zylinder C₂ anschließend mit dem Arbeitstakt beginnt, und anschließend an den Zeitpunkt t₉, zu welchem die Verbrennung im Zylinder C₁ beginnt. In diesem Falle werden also die Regeldaten D₀, die auf der Differenz N₁₁-N₂₁ basieren, dem Ausgangssignal Q _ide hinzuaddiert. Als Folge davon wird die Positionseinstellung des Stellglieds 17 in einer solchen Weise ausgeführt, die die vorhergehende Geschwindigkeitsdifferenz N₁₁-N₂₁ gegen null bringt, d. h., es wird eine solche Regelung ausgeführt, daß die Werte der Augenblicksgeschwin­ digkeiten für die Zylinder C₁ und C₂ einander identisch werden.

Auf gleiche Weise, wie zuvor beschrieben, führt die Aus­ gaberegeleinrichtung 27 die Regelung aus, die die Geschwindigkeits­ differenz zwischen den Zylindern C₂ und C₃ vermindert, die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Zylindern C₃ und C₄ und jene zwischen den Zylindern C₄ und C₁ ebenfalls gegen null bringt. Der Betrieb ist in jedem Falle gleich jenem, mit welchem die Differenz zwischen den Zylindern C₁ und C₂ auf null gebracht wird. Auf diese Weise wird für jeden Zylinder nacheinander die Regelung so ausgeführt, daß die Kraftstoffmenge, die den Zylindern zugeführt wird, in einer Weise vermindert wird, die dazu führt, daß die Aus­ gangsleistungen der Zylinder einander gleich werden.

Ein Schalter 29, der durch eine Steuereinrichtung 28 ein- bzw. ausgeschaltet werden kann, ist mit dem Ausgang des Ausgabereglers 27 verbunden. Der Schalter 29 wird in den geschlossenen Zustand, in welchem die Einzelzylinderre­ gelung der oben beschriebenen Art ausgeführt wird, nur dann gestellt, wenn die Steuereinrichtung 28 feststellt, daß vorbestimmte Bedingungen erfüllt worden sind, die anzeigen, daß eine Einzelzylinderregelung in stabiler Weise ausge­ führt werden kann. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, dann erzeugt die Steuereinrichtung 28 ein Schaltsteuersignal S₃, durch das der Schalter 29 geschlossen wird. Wenn diese vorbestimmten Bedingungen jedoch nicht erfüllt werden, dann hält das Schaltsteuersignal S₃ den Schalter 29 im ge­ öffneten Zustand, wodurch eine Einzelzylinderregelung unterbunden ist. Auf diese Weise wird eine Instabilität des Leerlaufbetriebes, die aus der Zylinderregelung resul­ tieren könnte, wirksam verhindert. Um bei dieser Ausfüh­ rungsform außerdem das Ansprechverhalten zu verbessern, wird zum selben Zeitpunkt, zu welchem der Schalter 29 durch die Steuereinrichtung 28 geschlossen wird, die Frequenz des Impulssignals PS, das vom Impulsbreitenmodulator 21 abgegeben wird, auf eine spezifische Frequenz geändert, die durch die Drehgeschwindigkeit der Dieselmaschine 3 nicht beeinflußt wird.

Um die Regelung der Drehwinkelgeschwindigkeit durch die Einzelzylinderregelung oben beschriebener Art auszuführen, ist es wünschenswert, daß die Leerlaufdrehzahl bereits einen stabilen Wert erreicht hat, der innerhalb eines spezifischen Drehzahlbereichs in Bezug auf eine gewünschte Solldrehzahl liegt. Damit soll sichergestellt werden, daß eine gute Einzelzylinderregelung in der oben beschriebenen Art nur dann eingerichtet wird, wenn die Schwankungen der Drehgeschwindigkeit aufgrund von Streuungen des Kraftstoff­ einspritzsystems und der Brennkraftmaschine in regelmäßi­ ger, periodischer Art auftreten. Wenn eine Einzelzylinder­ regelung während einer Beschleunigung ausgeführt würde oder wenn irgendeine Abnormität im Regelsystem auftritt, würde sich sonst ein instabiler Leerlaufbetrieb ergeben.

Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung müssen daher die folgenden Bedingungen erfüllt sein, bevor die Zylinderregelung ausgeführt wird. Zunächst darf die Diffe­ renz zwischen der Leerlaufsolldrehzahl und der Ist- Drehzahl stets nicht größer als ein vorbestimmter Wert a₁ über ein vorbestimmtes Zeitintervall sein. Dann darf das Ausmaß, um das das Gaspedal niedergetreten ist, nicht größer als ein vorbestimmter Wert a₂ sein. Schließlich darf die Temperatur Tw des Maschinenkühlmittels nicht nie­ driger als eine vorbestimmte Temperatur Tr sein. Nur wenn diese drei Bedingungen erfüllt sind, wird der Schalter 29 geschlossen, um die Regelschleife zu bilden, die die Ein­ zelzylinderregelung ausführt.

Andererseits, wenn wenigstens eine der nachfolgenden Be­ dingungen auftritt, dann wird der Schalter 29 geöffnet und die Einzelzylinderregelung wird beendet. Diese Bedingungen sind, daß zunächst die Differenz zwischen der Solldreh­ zahl und der Ist-Drehzahl größer als ein vorbe­ stimmter Wert a₃ geworden ist (wobei a₃≧a₁); dann, daß das Ausmaß, um das das Gaspedal niedergetreten ist, einen vor­ bestimmten Wert a₄ überschritten hat (wobei a₄≧a₂); schließlich, daß eine Abnormität sich im Regelsystem ent­ wickelt hat. Wenn der Schalter 29 in einem solchen Fall geöffnet wird, dann wird die Regelung danach nur dazu ausgeführt, das Stellglied 17 in Übereinstimmung mit den Durchschnittsdrehzahl-Datenwerten so einzustellen, daß die Leerlaufdrehzahl auf den vorbestimmten Sollwert gebracht wird.

Um den weiteren stabilen Betrieb der Einzelzylinderregelung sicherzustellen, selbst wenn die Einzelzylinderregelschlei­ fe in Abhängigkeit vom Schließen des Schalters 29 aufge­ baut ist und der Regelzustand im Regelsystem geändert wird, wird das Schaltsteuersignal S₃ dem ersten PID-Rechner 14 zugeführt, um die Regelkonstanten für die Regelung im ersten PID-Rechner 14 zu ändern. Das Schaltsteuersignal S₃ wird hauptsächlich als Regelsignal für die Änderung der Proportionalitätskonstanten für einen Proportionalregelteil und die Integrationskonstante für einen Integralregelteil verwendet.

Wenn die Proportionalitätskonstante und die Integrations­ konstante für den ersten PID-Rechner 14 auf einen sehr kleinen Wert geändert werden im Falle, daß die Einzelzy­ linderregelung ausgeführt wird, dann folgt, daß die Kompo­ nente, die der Proportionalregelung plus der Integral­ regelung entspricht und die auf der Durchschnittsdrehzahl basiert, klein bleibt. Als Folge davon wird die Berechnung für die PID-Regelung nur für die Komponente der Einzelzylinderregelung durch den dritten PID-Rechner 26 ausgeführt. Daher herrscht bei der Einzel­ zylinderregelung die Kraftstoffregelung entsprechend der Regelung für den Einzelzylinder in geschlossener Schleife mehr vor, als die Regelung entsprechend den Durchschnitts­ drehzahldaten, so daß die Regelung der Leerlaufdreh­ zahl in stabilem Zustand durch die Einzelzylinderregelbe­ triebsart ausgeführt werden kann. Wenn andererseits die Einzelzylinderregelung nicht ausgeführt wird, wenn also der Schalter 29 nicht geschlossen ist, dann werden die Pro­ portionalitätskonstante und die Integrationskonstante, die im ersten PID-Rechner 14 eingestellt sind, auf die vorbe­ stimmten Werte zurückgeführt, so daß jene Regelung ausge­ führt wird, die die Durchschnittsdrehzahl auf den Sollwert bringt.

Außerdem sind die im Falle der Einzelzylinderregelung einzustellenden Proportionalitäts- und Integra­ tionskonstanten nicht auf jene in der obigen Ausführungs­ form beschränkt, sie können auf jeden passenden Wert eingestellt werden, der für die Bedingung des Systems zu jenem Zeitpunkt geeignet ist.

Im Falle, wo der Betriebszeitpunkt für jeden Zylinder, der benötigt wird, um die Einzelzylinderregelung auszuführen, im Zeitdetektor 10 auf der Grundlage des Wechselstrom­ signals AC und der zweiten Impulse NLP₁ ermit­ telt wird, wird die Zeitermittlung durch den Zeitdetektor 10 unmöglich, wenn beispielsweise der Nadelventilhubsensor 9 eine Fehlfunktion zeigt, so daß es unmöglich wird, die genannte Einzelzylinderregelung auszuführen. Wird diesem Zustand nicht abgeholfen, dann wird die Leerlaufregelung instabil. Um dies zu vermeiden, hat die Vorrichtung 1 eine Datenausgabeeinrichtung 30 zur Ermittlung der Betriebs­ zeit in jedem Zylinder auf der Grundlage nur des Wechsel­ stromsignals AC, und Unterscheidungsdaten Dj, die das Ergebnis anzeigen, das von der Datenausgabeeinrichtung 30 ermittelt worden ist, werden dem Schalter SW zugeführt.

Zum Ermitteln, ob der Nadelventilhubsensor 9 richtig arbei­ tet oder nicht, ist ein Störungsdetektor 31 vorgesehen, der die zweiten Impulse NLP₁, die Durchschnittsdrehzahl- Datenwerte und das Augenblicksposi­ tionssignal S₂ empfängt. Der Störungsdetektor 31 ermittelt, ob die Dieselmaschine 3 im Nicht-Einspritz-Bereich betrieben wird, auf der Grundlage der Durchschnittsdrehzahl-Datenwerte und des Augenblickspositionssignals S₂, wenn die Ausgabe der zweiten Impulse NLP₁ vom Nadelventilhubsensor 9 aufhört, und erzeugt ein Schalt­ signal HS, wenn die Dieselmaschine 3 nicht im Nicht-Ein­ spritz-Bereich betrieben wird. Der Schalter SW wird von dem mit ausgezogener Linie dargestellten Zustand in den mit gestrichelter Linie dargestellten Zustand in Abhängig­ keit von der Zuführung des Schaltsignals HS umgeschaltet, so daß die Unterscheidungsdaten Dj an­ stelle der Betriebszustandszeitsignale Di dem Geschwin­ digkeitsdetektor 8 und dem Ausgaberegler 27 zugeführt werden.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockschaltbild das einen Schaltkreisaufbau der Datenausgabeeinrichtung 30 zeigt. Die Datenausgabeeinrichtung 30 enthält eine Kurvenformerschaltung 90, die aus dem Wechselstromsignal AC (siehe Fig. 5A) einen Grundimpulssignalzug Pa macht, der aus Impulsen besteht, die den positiv gerichteten Impulsen des Wechselstromsignals AC entsprechen. Der Grundimpulsignal­ zug Pa wird einem T-Flip-Flop 91 zugeführt, das in Abhän­ gigkeit von der Anstiegsflanke eines jeden Impulses des Grundimpulssignalzugs Pa einen Q-Ausgang und einen -Aus­ gang liefert (Fig. 5C und 5D).

Der Grundimpulssignalzug Pa wird dem einen Eingangsanschluß von UND-Schaltungen 92 und 93 zugeführt, deren andere Ein­ gangsanschlüsse jeweils den Q-Ausgang bzw. -Ausgang auf­ nehmen. Die UND-Schaltung 92 wird daher nur dann geöffnet, wenn der Q-Ausgang hoch ist, während die UND-Schaltung 93 nur geöffnet wird, wenn der -Ausgang hoch ist. Als Folge davon wird nur jeder zweite Impuls der Impulse, die den Grundimpulssignalzug Pa bilden, von der UND-Schaltung 92 abgegeben, so daß ein erster Impulssignalzug Pa 1 geliefert wird (Fig. 5E). Andererseits werden die anderen Impulse des Grundimpulssignalzugs Pa, die nicht den ersten Puls­ signalzug Pa 1 bilden, von der anderen UND-Schaltung 93 geliefert, die einen zweiten Impulssignalzug Pa 2 bilden (Fig. 5F).

Wie zuvor beschrieben, können daher die OT-Zeitpunkte der Kolben unmittelbar vor dem Arbeitstakt in jedem Zylinder durch die Impulse des Impulssignalzugs angegeben werden, die von einer der UND-Schaltungen 92 und 93 geliefert werden. Man erkennt aus Fig. 5A oder 5B leicht, daß in diesem Falle die Impulse des ersten Impulssignalzugs Pa 1 den Zeitpunkt der OT-Stellung der Kolben kurz vor dem Arbeitstakt eines Zylinders angeben. Um den oben beschrie­ benen Sachverhalt auf der Grundlage der Zeitintervalldiffe­ renz zwischen den zwei Serienimpulsen des Grundimpulssi­ gnalzugs Pa ohne Verwendung der zweiten Impulse NLP₁ zu unterscheiden, sind Zähler 94 und 95 vorgesehen, die durch den ersten und den zweiten Impulssignalzug Pa 1 bzw. Pa 2 gesteuert werden. Diese Zähler 94 und 95 haben gleichen Aufbau wie der Zähler 82 in Fig. 3. Zählimpulse Pb, die von einem Impulsgenerator 96 mit ausreichend kurzer Zeitdauer, verglichen mit den Impulsen des Wechselstrom­ signals AC, erzeugt werden, gelangen an die Eingangsein­ schlüsse 94 a und 95 a. Der erste Impulssignalzug Pa 1 wird einem Startanschluß 94 b des Zählers 94 und einem Stoppan­ schluß 95 c des Zählers 95 zugeführt, und der zweite Impuls­ signalzug Pa 2 wird einem Stoppanschluß 94 c des Zählers 94 und einem Startanschluß 95 b des Zählers 95 zugeführt. Der Zähler 94 wird daher durch einen Impuls des ersten Impuls­ signalzugs Pa 1 rückgesetzt, um den Zählbetrieb für die Zählung der Anzahl der erzeugten Zählimpulse Pb zu starten. Danach wird der Zählbetrieb des Zählers 94 in Abhängigkeit von der ersten Erzeugung eines nachfolgenden Impulses des zweiten Impulssignalzugs Pa 2 angehalten und der Inhalt des Zählers 94 wird aufrechterhalten. Die Ausgangsinformation vom Zähler 94 wird einem Verriegelungskreis 97 zugeführt, der seine Eingangsinformation in Abhängigkeit vom zweiten Impulssignalzug Pa 2 verriegelt, so daß das Zählergebnis des Zählers 94 unmittelbar vom Verriegelungskreis 97 verriegelt wird.

Der Zähler 95 beginnt in Abhängigkeit von Impulsen des zweiten Impulssignalzugs Pa 2 zu zählen und hört in Abhän­ gigkeit von einem Impuls des ersten Impulssignalzugs Pa 1 zu zählen auf. Das Zählergebnis des Zählers 95 wird in einem Verriegelungskreis 98 in Abhängigkeit von einem Impuls des ersten Impulssignalzugs Pa 1 verriegelt.

Der Zähler 94 erzeugt daher Zähldaten DT₁₁, DT₁₂, DT₁₃, . . . in Übereinstimmung mit entsprechenden Zählzeiten T₁₁, T₁₂, T₁₃, . . ., die jeweils die Zeit von einem Impuls des ersten Impulssignalzugs Pa 1 bis zum nächsten Impuls des zweiten Impulssignalzugs Pa 2 angeben, und diese Zähldaten werden von dem Verriegelungskreis 97 zur oben beschriebenen Zeit (siehe Fig. 5E, 5F und 5G) verriegelt. In gleicher Weise erzeugt der Zähler 95 Zähldaten DT₂₁, DT₂₂, DT₂₃, . . . in Übereinstimmung mit entsprechenden Zeiten T₂₁, T₂₂, T₂₃, . . ., die jeweils die Zeit von einem Impuls des zweiten Impulssignalzugs Pa 2 bis zum nächsten Impuls des ersten Impulssignalzugs Pa 1 angeben, und diese Zähldaten werden von dem Verriegelungskreis 98 zu der oben beschriebenen Zeit (siehe Fig. 5E, 5F und 5H) verriegelt.

Die von den Verriegelungskreisen 97 und 98 verriegelten Daten werden einer Unterscheidungseinrichtung 99 zugeführt, die ermittelt, welche der Daten geringerwertig sind. Eine Dateninformation G₁, die das Ergebnis dieser Unterscheidung angibt, wird als Wählsteuerinformation einer Auswahleinrichtung 100 zugeführt, die die ersten und zweiten Impulssignalzüge Pa 1 und Pa 2 empfängt. Die Auswahleinrichtung 100 dient dazu, selektiv einen der ersten und zweiten Impulssignalzüge Pa 1 und Pa 2 derart abzugeben, daß ein Impulssignalzug, der als ein Verriegelungssignal dem Verriegelungskreis zugeführt wird, den Verriegelungskreis mit der höherwertigen Daten­ information verriegelt. Da in diesem Falle der durch den Verriegelungskreis 98 verriegelte Inhalt größer ist, als der vom Verriegelungskreis 97 verriegelte Inhalt, wird von der Auswahleinrichtung 100 der der Verriegelungsschaltung 98 zugeführte erste Impulssignalzug Pa 1 ausgewählt und als ein Zählimpulssignal einem n-Vorwärtszähler 101 zugeführt. Es folgt demnach daraus, daß ein Impulssignalzug, der aus Impulsen besteht, die die OT-Zeitpunkte des Kolbens unmit­ telbar vor dem Arbeitstakt des Zylinders jeweils angeben, auf der Basis der Zählergebnisse der Zähler 94 und 95 ausgewählt wird.

Der Zählerstand des n-Vorwärtszählers 101 wird bei jedem Impuls des ersten Impulssignalzugs Pa 1 um eins erhöht, wie Fig. 51 zeigt, und die Zählung von 0 bis 3 wiederholt sich. Die Ausgangsdateninformation des n-Vorwärtszählers 101 gibt daher an, in welchem Zylinder der Kolben sich zu diesem Zeitpunkt in seinem Verbrennungstakt befindet, und dieses wird als Unterscheidungsdaten Dj abgegeben.

Es ist unmöglich anzugeben, in welchem der Zylinder C₁ bis C₄ der Arbeitstakt auftritt, lediglich gerade auf der Grundlage des Inhalts der Unterscheidungsdaten Dj. Aus der oben gegebenen Beschreibung erkennt man jedoch, daß die Einzelzylinderregelung nicht unter­ drückt wird und normalerweise durch Verwendung der Unterscheidungsdaten Dj ausgeführt werden kann.

Es ist daher möglich, die Einzelzylinderregelung normal auszuführen, selbst wenn der Nadelventilhubsensor 9 eine Fehlfunktion aufweist.

Bei dieser Ausführungsform ist das System derart eingerichtet, daß die Unterscheidungsdaten Dj dem Regelsystem nur dann zugeführt werden, wenn der Nadelventilhubsensor 9 ausfällt. Die Schaltung nach Fig. 4 kann jedoch anstelle der Detektoreinrichtung 10 vorgesehen sein und die Unterscheidungsdaten von der in Fig. 4 dargestellten Schaltung können ständig dem Geschwin­ digkeitsdetektor und dem Ausgaberegler 27 zugeführt wer­ den.

Mit dieser Anordnung werden die Regelung zur Unterdrückung von Übergangsschwankungen, wie ein Unterschreiten der Soll-Drehzahl, die Regelung zur Aufrechterhaltung der Drehzahl etwa der Leerlaufsolldrehzahl und dgl. in einer geschlossenen Regelschleife ausgeführt, in der eine Durchschnittsdrehgeschwindigkeit der Dieselmaschine und ein Signal, das die Augenblicksposition des Stellglieds angibt, als Rückkopplungssignale verwen­ det werden, so daß der stabile Zustand des Leerlaufbetriebs der Maschine erreicht wird. Bei einem solchen stabilen Zustand wird die Einzelzylinderregelung in der Weise ausge­ führt, daß eine identische Ausgangsleistung von jedem der Zylinder der Maschine abgegeben wird. Wenn die Einzelzy­ linderregelung ausgeführt wird, dann werden die Größen der Proportionalregelkonstante und der Integralregelkonstante, die für die Durchschnittsgeschwindigkeitsregelung verwen­ det werden, herabgesetzt, so daß die Einzelzylinderregelung wirksam ausgeführt wird.

Da weiterhin die Datenausgabeeinrichtung 30 und der Störungsdetek­ tor 31 vorsehen sind, um die Einzelzylinderregelung selbst dann auszuführen, wenn der Nadelventilhubsensor 9 ausfällt, ist die Zuverlässigkeit der Vorrichtung bemerkenswert ge­ steigert.

In dem Regelbereich, in welchem die Leerlaufdrehzahl der Maschine dicht bei der Solldrehzahl ist, ist außerdem die Regelverstärkung der geschlossenen Schleife für die Rege­ lung der Durchschnittsdrehzahl relativ niedrig eingestellt, und die Einzelzylinderregelung wird nicht so stark ausgeführt.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Geschwindigkeit für jeden Zylinder auf der Grundlage der Zeit geregelt, die die Kurbelwelle benötigt, um nach der OT-Stellung des Verdichtungstaktes des betroffenen Zylin­ ders um 90° weiterzudrehen. Hierdurch wird es möglich, daß in der nachfolgenden Verbrennung erzeugte Drehmoment­ schwankungen sofort ermittelt werden, was zu einer Verbes­ serung der Regelcharakteristik führt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Bei dieser enthält die Leerlaufregelvorrichtung einen Mikrocomputer oder Mikroprozessor. Jene Teile der Regelvor­ richtung 40 nach Fig. 6, die identisch mit den entsprechen­ den Teilen der Vorrichtung nach Fig. 1 sind, tragen ent­ sprechende, übereinstimmende Bezugszeichen und werden hier nicht nochmals erläutert. Mit 41 ist eine Kurvenformer­ schaltung bezeichnet, die Ausgangsimpulse entsprechend den positiv gerichteten Impulsen des Wechselstromsignals AC erzeugt. Diese Impulse werden als OT-Impulse TDC abgegeben. Die TDC-Impulse, die zweiten Impulse NLP₁ vom Nadelimpulshubsensor 9 und das Augenblickspositionssignal S₂ vom Positionssensor 18 werden einem Mikroprozessor 43 zugeführt, der mit einem Nurlesespeicher (ROM) 42 versehen ist. Der ROM 42 enthält ein darin gespeichertes Regelpro­ gramm, das eine im wesentlichen identische Funktion für die Leerlaufregelung ausführt, wie sie durch die Vorrich­ tung nach Fig. 1 ausgeführt wird. Dieses Regelprogramm wird durch den Mikroprozessor 43 durchgeführt, so daß eine spezifische Leerlaufdrehzahl eingestellt wird. Der Mikro­ prozessor 43 erzeugt ein Ausgangssignal O₁, das die Berech­ nungsergebnisse für die Regelung der Einspritzmenge an­ gibt und dem Impulsbreitenmodulator 21 zugeführt wird.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm des Regelprogramms, das im ROM 42 gespeichert ist. Das Regelprogramm besteht aus einem Hauptregelprogramm 122 mit einem Schritt 120, in welchem der Betrieb nach dem Beginn des Programms initialisiert wird, und einen Schritt 121 zur Ausführung der Positions­ regelung des Stellglieds und zur Berechnung einer Solleinspritzmenge entsprechend der Betätigung eines Gaspedals, ein Unterbrechungsprogramm INT 1, das in Ab­ hängigkeit von der Ausgabe der zweiten Impulse NLP₁ ausgeführt wird, und ein weiteres Unterbrechungs­ programm INT 2, das in Abhängigkeit von der Ausgabe eines OT-Impulses TDC ausgeführt wird.

Im Schritt 123 des Unterbrechungsprogramms INT 1 wird zu­ nächst der Inhalt eines Zählers TDCTR auf 8 eingestellt, und ein Kennzeichen TF wird auf "0" im Schritt 124 gesetzt, womit die Ausführung dieses Vorgangs beendet wird. Das Kennzeichen TF dient der Bestimmung, ob die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmengendaten Q _i ausgeführt werden soll, oder ob die zu berechnenden Daten Q _i im Unterbrechungs­ programm INT 2 erzeugt werden sollen. Das Unterbrechungs­ programm INT 2 wird als Folge der Erzeugung des OT-Impulses TDC ausgeführt, und der Inhalt des Zählers TDCTR wird im Schritt 125 um eins vermindert. Der Vorgang geht dann zum Schritt 126 über, wo eine erste Entscheidung getroffen wird, ob der Inhalt des Zählers TDCTR gleich null ist. Wenn die Entscheidung JA ist, d. h., wenn TDCTR=0 ist, dann geht das Programm zum Schritt 127 über, wo der Zähler TDCTR auf 8 gesetzt wird, und dann zum Schritt 128, wo das Kenn­ zeichen TF invertiert wird.

Wenn andererseits im Schritt 126 die Entscheidung NEIN ist, dann geht das Programm sofort zum Schritt 128 über, wo die Invertierung des Kennzeichen stattfindet. Die Be­ rechnung von Daten M₁, M₂, . . ., die das Zeitintervall zwischen benachbarten Impulsen (das den Zeiten T₁₁, T₂₁, T₁₂, . . . in Fig. 5 entspricht) angeben, wird durchgeführt und die Maschinendrehzahl wird im Schritt 129 in Übereinstimmung mit diesem Berechnungsergebnis ausge­ rechnet.

Im Schritt 130 wird eine weitere Entscheidung getroffen, ob der Nadelventilhubsensor 9 defekt ist, d. h. eine Fehl­ funktion zeigt. Die Entscheidung wird in einer solchen Weise getroffen, daß, wenn der Inhalt des Zählers TDCTR größer als der vorbestimmte Wert 8 ist und ein Kraftstoff­ einspritzzustand ermittelt wird, entschieden wird, daß eine Fehlfunktion vorliegt. Wenn der Nadelventilhubsensor 9 keine Fehlfunktion zeigt, dann geht das Programm zu den Schritten 131 bis 133 über, wo entsprechend eine Entschei­ dung getroffen wird, ob die Kühlmitteltemperatur T _w der Maschine 3 über einem vorbestimmten Wert T _r liegt, ob die Betä­ tigungsgröße R des Gaspedals unterhalb eines vorbestimmten Wertes a₂ liegt und ob die Differenz -N _t zwischen der Leerlaufsolldrehzahl N _t und der Duchschnittsleer­ laufdrehzahl für eine vorbestimmte Zeitdauer oberhalb eines vorbestimmten Wertes a₁ gelegen hat.

Nur wenn die Entscheidung in jedem der Schritte 131 bis 133 JA ist, geht das Programm zum Schritt 134 über, wo die Berechnung für die Einzelzylinderregelung in Übereinstim­ mung mit der herrschenden Drehzahl für den Leer­ laufbetrieb ausgeführt wird.

Wenn die Einzelzylinderregelung ausgeführt wird, geht das Programm zum Schritt 146 über, in welchem PI-Regelkonstan­ ten, die für die Berechnung benutzt werden, die für die Leerlaufdrehzahlregelung auf der Grundlage der Durchschnittsdrehzahl bestimmt ist und im unten be­ schriebenen Schritt 135 ausgeführt wird, eingestellt wer­ den. Im Schritt 146 werden eine Proportionalregelkonstante PRO und eine Integralregelkonstante INTE auf I₁ bzw. J₁ ge­ setzt, die kleine Werte nahe 0 haben. Danach geht das Pro­ gramm zum Schritt 135 über, in welchem die Leerlaufdrehzahl auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses für die Einzelzylinderregelung in Übereinstimmung mit der Durchschnittsdrehzahl ausgeführt wird. Bei diesem Regelbetrieb werden die Regelkonstanten I₁ und J₁ für die PI-Regelberechnung für die Durchschnittsdrehzahl­ regelung benutzt.

Wenn andererseits die Entscheidung in einem der Schritte 131 bis 133 NEIN ist, dann wird im Schritt 134 keine Be­ rechnung für die Einzelzylinderregelung ausgeführt, und das Programm geht zum Schritt 147 über, wo die Proportio­ nalregelkonstante PRO und die Integralregelkonstante INTE auf I₂ bzw. J₂ eingestellt werden. Diese Werte I₂ und J₂ werden so gewählt, daß sie größer als die Werte I₁ bzw. J₁ sind. Danach geht das Programm zum Schritt 135 über, wo die Leerlaufdrehzahlregelung auf der Grundlage nur der Durchschnittsdrehzahl in Übereinstimmung mit den eingestellten Konstanten I₂ und J₂ ausgeführt wird.

Wenn die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, dann zeigt die Verbrennung in der Maschine kein gleichförmiges Verhalten, da die Verbrennung instabil ist, und die Amplitude des Aus­ gangsdrehmoments wird instabil. Als Folge davon kann nicht garantiert werden, daß die periodischen Verbrennungsschwan­ kungen in jedem Zylinder die gleiche Tendenz haben, was eine Voraussetzung für die Einzelzylinderregelung ist. Der Temperaturzustand des Kühlmittels wird daher als einer der Faktoren für die Entscheidung der Voraussetzungen für die Regelung der einzelnen Zylinder angesehen. Dementsprechend wird die Bedingung T _w ≧T _r für die Einzelzylinderregelung gewählt. Im obigen Falle wird die Einzelzylinderregelung im Schritt 134 nur ausgeführt, wenn T _w ≧T _r berechnet wird.

Fig. 9 zeigt ein detailliertes Flußdiagramm der Leerlauf­ drehzahlregelung, die im Schritt 135 ausgeführt wird. Gemäß Fig. 9 werden im Schritt 170 die Solldrehzahl­ daten N _t berechnet, und das Programm geht zum Schritt 171 über, wo eine Entscheidung getroffen wird, ob sich die Einzelzylinderregelung in einem ausführ­ baren Zustand befindet. Wenn die Entscheidung JA ist, geht das Programm zum Schritt 172 über, in welchem unter Ver­ wendung der Konstanten I₁ und J₁ die PID-Regelberechnung ausgeführt wird. In diesem Falle wird die Differential­ regelkonstante für die Differentialregelberechnung auf einen vorbestimmten Wert im voraus eingestellt und dieser Wert wird verwendet. Danach geht das Programm zum Schritt 173 über, wo die Drehzahlregelung ausgeführt wird, um die Solldrehzahl N _t auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses der Einspritzmenge für die Ein­ zelzylinderregelung und des Ergebnisses im Schritt 172 zu erhalten.

Wenn die Entscheidung im Schritt 171 NEIN ist, geht das Programm zum Schritt 174 über, wo die PID-Regelberechnung unter Verwendung der Konstanten I₂ und J₂ ausgeführt wird. In diesem Falle wird die Differentialregelkonstante eben­ falls auf den vorbestimmten konstanten Wert im voraus ein­ gestellt und dieser Wert wird benutzt. Dann geht das Pro­ gramm zum Schritt 173 über, wo die Drehzahl­ regelung ausgeführt wird, um die Leerlaufsolldrehzahl N _t auf der Grundlage des Ergebnisses des Schritts 174 zu erhalten. Es sei noch einmal auf Fig. 7 Bezug genom­ men. Wenn der Nadelventilhubsensor 9 defekt ist, geht das Programm zum Schritt 136 über, wo eine Entscheidung getrof­ fen wird, ob das Kennzeichen FATC, das anzeigt, ob Einzel­ zylinderregelung ausgeführt werden sollte, auf "1" einge­ stellt wird. Wenn die Entscheidung JA ist, d. h. wenn FATC ="1" ist, dann geht das Programm zum Schritt 131 über, wenn hingegen die Entscheidung NEIN ist, wenn also FATC= "0" ist, dann geht das Programm zum Schritt 137 über. Im Schritt 137 wird eine weitere Entscheidung getroffen, ob der Leerlaufbetriebszustand für eine Zeit angedauert hat, die größer als eine vorbestimmte T₀ ist. Wenn die Ent­ scheidung NEIN ist, geht das Programm zum Schritt 147 über, ist hingegen die Entscheidung JA, geht das Programm zum Schritt 138 über.

Im Schritt 138 wird unter Daten, die das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden OT-Impulsen TDC angeben, die in der laufenden Ausführung des Unterbrechungsprogramms INT 2 erhaltene Dateninformation M _n der Größe nach mit der Dateninformation M _n-1 verglichen, die bei der Ausführung des Unterbrechungsprogramms INT 2 einen Zeitpunkt früher erhalten worden ist. Wie man aus den Fig. 2A und 2B ent­ nehmen kann, wechseln die Intervalle zwischen OT-Impulsen TDC zwischen einem langen Zustand und einem kurzen Zustand ab, so daß der Vergleich von M _n mit M _n-1 es möglicht macht, zu ermitteln, ob der Betriebszeitpunkt für die Zylinder im langen Zustand oder im kurzen Zustand liegt.

Wenn in diesem Falle die Bedingung M _n <M _n-1 erhalten wird, dann ist der OT-Impuls TDC, durch den das Unterbre­ chungsprogramm INT 2 zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, der erste Impuls, der erzeugt wird, nachdem einer der Zylinder in seinen Arbeitstakt eintritt. Das heißt, dies entspricht einem der Zeitpunkte t₂, t₄, t₆, . . .

Wenn andererseits die Bedingung M _n <M _n-1 erhalten wird, dann ist der OT-Impuls TDC, durch den das Unterbrechungs­ programm INT 2 zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, ein Impuls, der den Beginn des Arbeitstaktes in einem der Zylinder anzeigt, d. h. dies entspricht einem der Zeitpunkte t₁, t₃, t₅, . . .

Wenn dementsprechend die Entscheidung im Schritt 138 NEIN ist, dann wird keine Berechnung für die Einspritzmenge für die Einzelzylinderregelung ausgeführt, und das Programm geht zum Schritt 147 über, ist hingegen die Entscheidung JA, dann geht das Programm zum Schritt 139 über, wo ent­ schieden wird, ob das Kennzeichen FN auf "1" gesetzt ist. Das Kennzeichen FN ist für die Unterscheidung vorgesehen, ob die Entscheidung im Schritt 137 wenigstens einmal JA geworden ist.

Wenn das Kennzeichen FN="0" ist, dann ist die Entschei­ dung im Schritt 139 NEIN und das Programm geht zum Schritt 140 über, wo das Kennzeichen FN auf "1" gesetzt wird und der Inhalt des Zählers TDCTR auf eine Variable N gesetzt wird, und das Programm geht zum Schritt 147 über. Dement­ sprechend wird beim nächsten Mal die Entscheidung im Schritt 139 JA und das Programm geht zum Schritt 141 über. Im Schritt 141 wird K=K+1 ausgeführt, und es wird dann eine Entscheidung getroffen, ob K gleich 4 ist, was im Schritt 142 stattfindet. Wenn einer der Zylinder in seinen Arbeitstakt eintritt, erhöht sich K um eins. Wenn die Ent­ scheidung im Schritt 142 NEIN ist, geht das Programm zum Schritt 147 über. Wenn hingegen die Entscheidung im Schritt 142 JA ist, geht das Programm zum Schritt 144 über, wo eine weitere Entscheidung getroffen wird, ob die Variable N gleich dem Inhalt des Zählers TDCTR ist. Wenn N=TDCTR, weil ein Zyklus verstrichen ist, d. h., weil die Kurbelwelle 4 sich um 720° gedreht hat, geht das Programm zum Schritt 145 über, wo FATC="1", TDCTR=8 und TF="0" eingestellt werden, und das Programm geht zum Schritt 147 über. Wenn andererseits die Entscheidung im Schritt 144 NEIN ist, geht das Programm zum Schritt 143 über, wo K="0" und FN =0 eingerichtet werden, und das Programm geht dann zum Schritt 147.

Wenn, wie oben beschrieben, der Nadelventilhubsensor 9 als fehlerfrei ermittelt worden ist, geht das Programm direkt zum Schritt 131 über. Zeigt jedoch der Nadelventilhubsensor 9 eine Fehlfunktion, wird die Dateninformation M _n-1 mit M _n verglichen und es wird eine Entscheidung über den Betriebs­ zeitpunkt für jeden der Zylinder der Maschine getroffen. Der Schritt 134 zur Berechnung der Einspritzmenge für jeden Zylinder wird dann in Übereinstimmung mit dem Ergeb­ nis der Entscheidung ausgeführt.

Die Regelung und der Betrieb der einzelnen Zylinder im Schritt 134 werden nun unter Bezugnahme auf das detail­ lierte Flußdiagramm in Fig. 8 erläutert.

Zunächst wird im Schritt 150 der Zustand des Kennzeichens TF geprüft. Wenn ermittelt wird, daß TF="0" ist, werden die nachfolgenden Schritte zur Berechnung der Regeldaten für jeden der Zylinder ausgeführt. Wenn andererseits ermit­ telt wird, daß TF="1" ist, dann werden die nachfolgenden Schritte für die Abgleitung von Regeldaten für die Regelung der Zylinder ausgeführt. Der Zustand der Kennzeichens TF=0 bedeutet den Zustand, in welchem der OT-Impuls TDC noch nicht erzeugt worden ist, nachdem die zweiten Impulse NLP₁ erzeugt waren, oder einen Zustand, bei welchem eine gerade Anzahl von OT-Impulsen TDC bereits er­ zeugt worden sind, nachdem die zweiten Impulse NLP₁ erzeugt waren, aber der nächste OT-Impuls TDC noch nicht erzeugt worden ist. Der Zustand gibt nämlich einen Zeitraum an, während welchem der Zylinder noch nicht in den Arbeitstakt eingetreten ist, und er entspricht jedem der Zeiträume t₂ bis t₃, t₄ bis t₅, t₆ bis t₇, . . . in Fig. 2.

Andererseits zeigt der Zustand des Kennzeichens TF="1" die Zeitperiode an, während denen jeder der Zylinder sich im Verbrennungsvorgang befindet, wie man aus der obigen Beschreibung entnehmen kann. Diese Zeitperioden entsprechen den Zeitperioden t₁ bis t₂, t₃ bis t₄, t₅ bis t₆, . . . in Fig. 2.

Wenn das Kennzeichen TF ist gleich "0" ist, geht das Pro­ gramm zum Schritt 151 über, wo eine Entscheidung getroffen ist, ob die Betriebsbedingungen der Maschine die für die Einrichtung der Einzelzylinderregelung notwendigen Bedin­ gungen erfüllen. Wenn die Entscheidung NEIN ist, dann werden im Schritt 152 die Inhalte der Daten, die die Kraft­ stoffeinspritzmenge Q _Ain für die Einzelzylinderregelung angeben, null gemacht. In dieser Beschreibung ist die Kraftstoffeinspritzregeldateninformation für die Regelung jeder der Zylinder im allgemeinen Q _Ain bezeichnet, wobei i die Zylinderzahl und n den aus den Daten errechneten Zeit­ punkt angeben.

Nach diesem Schritt wird im Schritt 163 die Integralregel­ dateninformation I _ATC zur Ausführung der Integralregelung unter den Berechnungsergebnissen für die PID-Regelung ge­ speichert. Diese PID-Regelung wird im Schritt 159 ausge­ führt, wie später noch beschrieben. Die Integralregeldaten­ information, die man im Schritt 159 unmittelbar vor der Ausschaltung der Einzelzylinderregelung erhält, wird in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 44 des Mikro­ prozessors 43 gespeichert. Anschließend geht das Programm zum Schritt 153 über, wo die Berechnung für die Erzielung der Kraftstoffeinspritzmengenregeldaten Q _i für die Leerlaufdrehzahlregelung in Übereinstimmung mit der Durchschnittsdrehzahl ausgeführt wird, und das Programm geht dann zum Schritt 154 über.

Im Schritt 154 wird die Einspritzmengenregeldateninfor­ mation Q _{A(i+1) (n-1)} zu der Regeldateninformation Q _i für die nächste Zylinderregelung zuaddiert, die einen Zyklus zuvor berechnet worden ist. Diese resultierende Regeldaten­ information Q _i ist im Speicher 44 des Mikroprozessors 43 gespeichert.

Wenn die Entscheidung im Schritt 151 JA ist, geht das Pro­ gramm zum Schritt 155 über, wo die Differenz Δ N _in zwischen der Drehzahl N _in auf der Grundlage des OT-Impulses TDC, der zu diesem Zeitpunkt ausgegeben wird, und der Dreh­ zahl N _(i-1) auf der Grundlage des OT-Impulses, der einen Zyklus zuvor ausgegeben worden ist, berechnet wird. Dann geht das Programm zum Schritt 156 über.

Im Schritt 156 wird aus der Differenz N _i , die man im Schritt 155 auf diese Weise erhalten hat, und der Differenz N _i(n-1), die man auf gleiche Weise einen Zyklus zuvor erhalten hat, eine weitere Differenz N _i berechnet. Nach diesem Vorgang wird jede Konstante für die Ausführung der PID-Regelung im Schritt 157 eingestellt, und das Programm geht zum Schritt 158 über, wo die Integraldateninformation I _ATC für die Integralregelung, die im Schritt 163 gespeichert worden ist, eingegeben wird. Das Programm geht dann zum Schritt 159 über, wo die PID-Regelberechnung unter Benutzung dieser Daten ausgeführt wird. Dementsprechend wird bei der Berech­ nung der PID-Regelung, die im Schritt 159 ausgeführt wird, wenn die Einzelzylinderregelung vom Aus-Zustand in den Ein- Zustand umgeschaltet wird, die im Schritt 163 gespeicherte Dateninformation als Integralregeldateninformation I _ATC verwendet. Das benötigte Ergebnis kann daher schnell erhal­ ten werden im Vergleich zum Fall, bei dem die Berechnung der PID-Regelung erneut von Anfang an ausgeführt wird, weil die Integralregeldateninformation null ist, und die Über­ gangszeit der Regelung kann bemerkenswert verbessert wer­ den.

Die Regeldateninformation Q _Ain für die Regelung jedes der Zylinder, die man durch Berechnung für die PID-Regelung im Schritt 159 erhält, wird im Schritt 160 in den RAM 44 eingespeichert. In diesem Falle werden daher der Daten­ wert, der im Schritt 160 gespeichert worden ist, und der vorausgehende Wert der Daten Q _i zueinander addiert, um eine Enddateninformation zu erhalten.

Wenn andererseits die Entscheidung im Schritt 150 JA ist, dann werden die Daten Q _i zu jenem Zeitpunkt den Regeldaten Q _APP hinzuaddiert, die in Überein­ stimmung mit dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals be­ stimmt worden sind, um im Schritt 161 eine Information Q _DRV zu erhalten, und das Programm geht zum Schritt 162 über, wo diese Information Q _DRV als Kraftstoffeinspritzmengen­ regeldateninformation für die Zylinder, die sich im Ansaug­ takt befinden, verwendet wird.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß, wenn der Nadelventilhubsensor 9 normal arbeitet, die Berechnung der Regeldaten für die Ausführung der Einzelzylinderrege­ lung und ihre Ausgabe durch das Kennzeichen TF bestimmt werden, während wenn der Sensor 9 fehlerhaft ist, der Ver­ gleich der Daten M _n mit den Daten M _n-1 die für die Einzel­ zylinderregelung auszuführende Zeitpunktsbestimmung ermög­ licht. Ohne Rücksicht darauf, ob der Nadelventilhubsensor 9 fehlerfrei oder fehlerhaft arbeitet, kann daher stets eine geeignete Einzelzylinderregelung ausgeführt werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird als vorge­ gebener Bezugswert für die Gewinnung der Differential-Daten das Ausgangssignal des Zylinders verwendet, der sich auf "Verbrennungs-Betrieb" befindet, und zwar unmittelbar bevor der zu berücksichtigende Zylinder auf Verbrennungs-Betrieb übergeht. Der vorgegebene Bezugswert ist jedoch nicht auf diese Maßnahme beschränkt, sondern kann auch beispielsweise bei der Auswahl der durchschnittlichen Maschinen-Drehzahl eingesetzt werden, die durch die Durchschnittsdrehzahldatenwerte oder das Ausgangssignal eines bestimmten Zylin­ ders angezeigt werden; der entsprechende Wert wird dann als vorgegebener Bezugswert für die Berechnung der Differential- Daten verwendet.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer mehrzylindrigen Brenn­ kraftmaschine in einer Regelschleife mit

• - einer ersten Ausgabeeinrichtung (7) zum Erzeugen von Ist-Drehzahldaten­ werten (AC),
• - einer zweiten Ausgabeeinrichtung (12) zur Erzeugung von Soll-Drehzahldaten (N _t ), die eine vorbestimmte Soll-Leerlaufdrehzahl der Maschine angeben,
• - einer Verarbeitungseinrichtung (13), die in Abhängigkeit vom Vergleich der Ist-Drehzahldatenwerte mit den Soll-Drehzahldaten (N _t ) erste Regel­ daten (De) erzeugt,
• - einem ersten PID-Rechner (14) zur Verarbeitung der ersten Regeldaten (De) unter Durchführung einer Proportional- und Integral-Regelung, wobei wenigstens eine Regelkonstante des ersten PID-Rechners (14) änderbar ist. und
• - einem auf das Ausgangssignal (Q _ide ) des Rechners (14) ansprechenden Stellglied (17, 23) zur Einstellung der zuzuführenden Kraftstoffmenge

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine Detektoreinrichtung (10) vorgesehen ist zur Erzeugung von Betriebs­ zustands-Zeitsignalen (Di) entsprechend dem Erreichen vorbestimmter Kur­ belwellenwinkel-Stellungen aus den Ist-Drehzahldatenwerten (AC);
• b) die erste Ausgabeeinrichtung (7, 11) zur Erzeugung von Durchschnitts- Drehzahldaten-Werten () ausgebildet ist;
• c) Einrichtungen zur Durchführung einer überlagerten Einzelzylinderregelung vorgesehen sind, und zwar:
  • c1) eine erste Einrichtung (8), die auf die Ausgangssignale (Di) der Detek­ toreinrichtung (10) anspricht, um erste Daten (N _in ) zu erzeugen, die sich auf die Ausgangsleistung der einzelnen Zylinder (C₁-C₄) der Maschine (3) beziehen;
  • c2) eine zweite Einrichtung (24, 25), die auf die ersten Daten (N _in ) an­ spricht, um in ständiger Wiederholung für jeden der Zylinder (C₁-C₄) aufeinanderfolgend Differenzdaten (Dr-Dd) zu berechnen und abzugeben, die auf die Differenz zwischen den Ausgangsleistungen der einzelnen Zylinder (C₁-C₄) und einen vorbestimmten Bezugswert (Dr) bezogen sind;
  • c3) ein zweiter PID-Rechner (26), der auf die Differenzdaten (Dr-Dd) an­ spricht, um zweite Regeldaten (Do) zu berechnen und abzugeben, die zur Beseitigung von durch die Differenzdaten angegebenen Differenzen zwischen den Ausgangsleistungen benötigt werden;
  • c4) eine Ausgaberegeleinrichtung (27), die in Abhängigkeit von den Aus­ gangssignalen (Di) der Detektoreinrichtung (10) die zweiten Regeldaten (Do) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durchschaltet, bevor die jedem der Zylinder (C₁-C₄) zuzuführende Kraftstoffmenge eingestellt wird;
  • c5) eine Addierstufe (15), welche die Ausgangsdaten (Q _ide ) des ersten PID-Rechners (14) mit den zweiten Regeldaten (Do) addiert, und
  • c6) eine Steuereinrichtung (28) zum Feststellen, ob vorgegebene Bedingungen für die Durchführung der überlagerten Einzelzylinderregelung vorliegen, und zum Auslösen einer Weitergabe der zweiten Regeldaten (Do) an die Addierstufe (15) sowie zum Auslösen der Änderung wenigstens einer Re­ gelkonstanten im ersten PID-Rechner (14) beim Vorliegen der vorgege­ benen Bedingungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor­ einrichtung aufweist: einen ersten Signalgenerator (7) zum Erzeugen von ersten Impulsen (AC) jedesmal dann, wenn die Kurbelwelle (4) der Maschine (3) vorbestimmte Bezugswinkelstellungen erreicht, einen zweiten Signalgene­ rator (9) zum Erzeugen von zweiten Impulsen (NLP₁), wenn jeweils Kraft­ stoff in einen vorbestimmten Zylinder (C₁) der Maschine (3) eingespritzt wird, und einen Zeitdetektor (10), der auf die ersten und zweiten Impulse (AC, NLP₁) anspricht, um Betriebszustands-Zeitsignale (Di) zu erzeugen, die angeben, in welchem Zylinder die Verbrennung stattfindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sig­ nalgenerator (7) die ersten Impulse (AC) jedesmal dann erzeugt, wenn die Kolben der Maschine (3) ihren oberen Totpunkt (OT) erreichen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitdetektor (10) einen Zähler aufweist, der durch die zweiten Impulse (NLP₁) rückgestellt wird und der die ersten Impulse (AC) zählt, wobei die Betriebszustands-Zeitsignale (Di) dem Zählergebnis im Zähler entsprechen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor­ einrichtung umfaßt: einen Signalgenerator (7) zum Erzeugen von ersten Im­ pulsen (AC) immer dann, wenn die Kurbelwelle (4) der Maschine (3) vorbe­ stimmte Bezugswinkelpositionen erreicht, und eine Unterscheidungseinrich­ tung (90-99), die auf die ersten Impulse (AC) anspricht, um Betriebszu­ standzeitpunkte der Zylinder (C₁-C₄) auf der Basis der periodischen Impulsabstände der ersten Impulse (AC) aufgrund periodischer Änderungen der Ist-Drehzahl (N) der Maschine (3) zu unterscheiden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschei­ dungseinrichtung enthält: eine Einrichtung (90-93), die auf die ersten Impulse (AC) anspricht und einen ersten Impulssignalzug (Pa 1) durch Impulsformung der ersten Impulse (AC) erzeugt, und einen zweiten Impulszug (Pa 2) durch eine zweite Impuls­ formung der ersten Impulse (AC) erzeugt, eine Unterscheidungseinrichtung (99), die auf die ersten und zweiten Impulssignalzüge (Pa 1, Pa 2) anspricht, um zu ermitteln, welcher Impulssignalzug für die Angabe des Zeitpunktes (OT) für den Beginn des Verdichtungstaktes dient, eine Auswahleinrichtung (100), die auf die Ermittlung in der Unterscheidungseinrichtung (99) an­ spricht, um einen gewünschten Impulssignalzug auszuwählen, und einen n-Vor­ wärtszähler (101), wobei n gleich der Zahl der Zylinder der Maschine ist, der die Impulse des durch die Auswahleinrichtung (100) ausgewählten Impuls­ signalzugs zählt, wobei die von dem n-Vorwärtszähler (101) gespeicherten Daten Unterscheidungsdaten (Dj) sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor­ einrichtung enthält: einen ersten Signalgenerator (7) zum Erzeugen von ersten Impulsen (AC), wenn die Kurbelwelle (4) der Maschine (3) vorbestimm­ te Bezugswinkelpositionen erreicht, einen zweiten Signalgenerator (9) zum Erzeugen zweiter Impulse (NLP₁) immer dann, wenn Kraftstoff in einen vor­ bestimmten Zylinder (C₁) der Maschine (3) eingespritzt wird, einen ersten Zeitdetektor (10), der auf die ersten und zweiten Impulse anspricht, um Un­ terscheidungsdaten (Di) zu erzeugen, die angeben, welcher Zylinder sich in einem bestimmten Betriebszustand befindet, eine Datenausgabeeinrichtung (30), die auf die ersten Impulse (AC) zur Gewinnung von aufeinander bezoge­ nen Betriebszeitpunkten der Zylinder (C₁-C₄) auf der Grundlage der periodischen Impulsabstände der ersten (AC) aufgrund periodischer Änderungen der Ist-Drehzahl der Maschine anspricht, eine Störungsdetektor­ einrichtung (31) zum Ermitteln, ob der zweite Signalgenerator (9) eine Fehlfunktion zeigt, eine Schalteinrichtung (SW), die auf den Ausgang der Stördetektoreinrichtung (31) anspricht, um entweder die Unterscheidungsda­ ten (Di), wenn keine Fehlfunktion im zweiten Signalgenerator (9) auftritt, oder das Ergebnis (Dj) der Datenausgabeeinrichtung (30), wenn eine Fehl­ funktion in dem zweiten Signalgenerator (9) auftritt, auszuwählen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Einrichtung (8) erzeugten ersten Daten (N _in ) die Winkelgeschwin­ digkeit der Kurbelwelle (4) der Maschine (3) zu dem Zeitpunkt angeben, zu dem in jedem der Zylinder eine Verbrennung beginnt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aus­ gabeeinrichtung (12) die Soll-Drehzahldaten (N _t ) in Abhängigkeit von einem Signal (OD) berechnet, das den Betriebszustand der Maschine angibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebe­ nen Bedingungen für die Durchführung der überlagerten Einzelzylinderrege­ lung vorliegen, wenn die Temperatur des Kühlmittels einen vorbestimmten Temperaturwert übersteigt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgege­ benen Bedingungen für die Durchführung der überlagerten Einzelzylinderre­ gelung vorliegen, wenn die Differenz zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl (N _t ) und der Ist-Drehzahl (N) geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgege­ benen Bedingungen für die Durchführung der überlagerten Einzelzylinderrege­ lung vorliegen, wenn die Differenz zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl (N _t ) und der Ist-Drehzahl (N) kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit­ dauer geringer ist als ein vorbestimmter Wert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Änderung der wenigstens einen Regelkonstante die Proportionalitätskonstante und die Integrationskonstante auf sehr kleine Werte geändert werden, wenn die Einzelzylinderregelung ausgeführt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbe­ stimmte Bezugswert (Dr) den Wert null hat.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbe­ stimmte Bezugswert (Dr) von der Ausgangsleistung eines vorgegebenen Bezugs­ zylinders abgeleitet ist.