DE3821448A1 - Einstellregelsystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine und auch auf ein Verfahren zum Regeln einer derartigen Maschine.

Im Betrieb einer Brennkraftmaschine ist es notwendig, Werte für verschiedene Regelparameter aufzustellen, und in Abhängigkeit eines bestimmten Steuerparameters kann der Wert dieses Parameters kon­ tinuierlich in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Betriebs­ parametern der Maschine verändert werden.

Bei einer funkengezündeten Maschine ist es für jeden Zündfunken oder Maschinenzündung in einem der Maschinenzylinder notwendig, den Vorzündwinkel so zu steuern, daß der maximale Verbrennungs­ druck kurz nach dem Zeitpunkt erzeugt wird, an dem der Kolben die obere Totpunktposition passiert hat. Da die Flammengeschwin­ digkeit sich mit der Änderung des Luft-/Kraftstoffgemisches än­ dert, ist es im allgemeinen notwendig, den Vorzündwinkel mit ab­ nehmendem Zylinderfülldruck zu erhöhen. Der Zylinderfülldruck kann durch Messen des Druckes in dem Ansaugluftverteiler der Maschi­ nenzylinder bestimmt werden. Der Vorzündwinkel muß ebenfalls mit steigender Maschinendrehzahl erhöht werden, so daß eine Extra­ drehung der Maschinenkurbelwelle ermöglicht wird, während das Luft-/Kraftstoffgemisch verbrennt.

Bis vor kurzem wurde der Vorzündwinkel durch eine auf den Ansaug­ druck und die Motordrehzahl reagierende mechanische Vorrichtung eingestellt. Eine derartige mechanische Vorrichtung stellt den Vorzündwinkel als eine einfache Funktion der Maschinendrehzahl und der verlangten Last ein, wie sie durch den Ansaugdruck dar­ gestellt wird. Sorgfältiges Untersuchen der Maschinen zeigt, daß der optimale Vorzündwinkel eine komplexe Funktion der Last und der Geschwindigkeit/Drehzahl ist und daß diese Funktion nicht durch eine mechanische Vorrichtung dargestellt werden kann. Moderne Zünd­ systeme benutzen jetzt empirisch abgeleitete Eigenschaften für den Vorzündwinkel, die in einer Tabelle in einem Nur-Lesespeicher abgespeichert sind.

Diese Vorzündeigenschaften/Charakteristiken werden durch Testen einer Anzahl von Proben einer Maschine und durch Erzeugen eines optimalen Vorzündwinkels für jeden Last-/Drehzahlpunkt bestimmt.

Obwohl dieses eine sehr viel bessere Anpassung an den optimalen Vorzündwinkel gibt als die durch die mechanischen Vorrichtungen erzielte, gibt es dem Maschinenbenutzer immer noch nicht den bestmöglichen Vorzündwinkel für seine Maschine während ihrer Le­ bensdauer. Dafür gibt es eine Anzahl von Gründen. Es ist nicht möglich, genug Maschinen zu testen, um eine gute Statistik zu er­ zielen, und die während der Tests zur Verfügung stehenden Maschi­ nen sind oft unterschiedlich von den Serien-Maschinen. Ebenfalls können Abweichungen in den Maschineneigenschaften aufgrund von Herstellungstoleranzen und kleinen Änderungen in der Maschinenaus­ legung auftreten. Während der Lebensdauer einer Maschine treten verschiedene Alterseffekte in der Maschine, in den Sensoren, in den Betätigungselementen und in den elektronischen Schaltkreisen auf, und dies erzeugt eine Diskrepanz zwischen den optimalen Eigen­ schaften und den in dem Nur-Lesespeicher gespeicherten.

In der US-PS 45 75 800 ist ein Einstellregelsystem zum Regeln des Vorzündwinkels in einer funkengezündeten Maschine oder des Zeit­ punktes des Kraftstoffeinspritzens in einer kompressionsgezündeten Maschine beschrieben. In dem Pall der funkengezündeten Maschine werden kleine positive und negative Störungen dem Vorzündwinkel in Synchronisation mit dem Betriebstakt der Maschine überlagert. Die resultierenden Änderungen in der Maschinendrehzahl werden zum Bestimmen des Differentiales oder der Steigung der Maschinenlei­ stung in bezug auf den Vorzündwinkel benutzt. Jeder Steigungswert wird untersucht, und diese Werte werden zum Vorsehen von Korrektu­ ren an dem Vorzündwinkel mit der Absicht benutzt, optimale Werte für den Vorzündwinkel zu erreichen.

In der in diesem Patent beschriebenen Anordnung werden zwei Stö­ rungsmuster beschrieben, die bei Maschinendrehzahlen von 0 bis 2000 Umdrehungen pro Minute (UPM) bzw. bei 2000 bis 4000 UPM tätig sind. In dem ersten Muster weist jede Halbperiode des Stö­ rungszyklus einen vollständigen Maschinentakt auf und erzeugt einen Bereich von Störungsfrequenzen von 0 bis 8,3 Hz in dem Fall einer Vierzylindermaschine. In dem zweiten Muster weist jede Halb­ periode des Störungszyklus zwei vollständige Maschinentakte auf und erzeugt einen Bereich von Störungsfrequenzen von 4,2 bis 8,3 Hz.

Diese Anordnung leidet unter den folgenden Nachteilen. Während normaler Bedingungen in einem Fahrzeug mit einem typischen Wech­ selschaltgetriebe ändert sich die Störfrequenz oft von gut unter­ halb der Resonanzgrequenz der Transmission in dem vorliegenden Gang zu gut oberhalb der Resonanzfrequenz. Folglich gibt es große Variationen in den Phasenunterschieden zwischen der Störung und den resultierenden Änderungen in der Maschinendrehzahl. Dies macht es schwierig, genaue Werte für die Steigung zu erreichen.

In der unveröffentlichten europäischen Patentanmeldung 02 34 714 ist eine Anordnung beschrieben, die dieses Problem überwindet. Bei dieser Anordnung wird eine Störungswellenform bei einer Fre­ quenz erzeugt, die ein wenig über der höchsten Resonanzfrequenz der Fahrzeugtransmission liegt, und die Frequenz wird so verän­ dert, daß jeder Zyklus der Störwellenform eine ganze Zahl von Ma­ schinenzündperioden aufweist. Bei dieser Anordnung tritt bei ge­ wissen Maschinendrehzahlen eine Synchronisation der Wellenform mit dem Maschinenbetriebstakt auf, was dazu führt, daß ein be­ stimmter Zylinder kontinuierlich mehr Störungen eines Types im Vergleich zu anderen Zylindern erhält. Falls ein bestimmter Zylin­ der ein höheres Drehmoment als ein anderer Zylinder erzeugt, wird dies folglich einen systematischen Fehler in die gemessenen Werte der Steigung einführen.

Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues oder verbessertes Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, und es ist ebenfalls Aufgabe, ein Verfahren zum Regeln einer derarti­ gen Maschine zu schaffen, wobei jeweils die oben erwähnten Proble­ me überwunden oder verringert werden sollen.

Gemäß der Erfindung ist ein Einstellregelsystem für eine Brenn­ kraftmaschine vorgesehen. Das Regelsystem weist eine Einrichtung zum Bestimmen eines Basiswertes für einen Maschinenregelparameter (im folgenden als gestörter Parameter bezeichnet), einen Störungs­ generator zum Stören des gestörten Parameters um den Basiswert, wobei der Störungsgenerator eine Störungswellenform erzeugt und Störungen sowohl des positiven Types als auch des negativen Types an den gestörten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform anbringt, eine Einrichtung zum Überwachen einer Maschinenausgabe, eine Einrichtung zum Berechnen der Steigung der Maschinenausgabe in bezug auf den gestörten Parameter, und eine Einrichtung zum Benutzung der Steigung zum Anbringen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparameter (von denen jeder im folgenden als korrigierter Parameter bezeichnet wird), auf. In dem Regelsystem weist für eine Maschine mit n Zylindern jeder Zyklus der Störungs­ wellenform m Motorzündungen auf, wobei m einen Wert aufweist, der geringer als 2n ist. Schließlich ist die Wellenform so angeordnet, daß jeder Zylinder der Maschine eine gleiche Anzahl von beiden Typen von Störungen im Vergleich mit anderen Zylindern erhält, und zwar unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit.

Durch Anordnen der Störungswellenform so, daß die Zahl der Motor­ zündungen in jedem Zyklus der Wellenform geringer als zweimal die Anzahl der Zylinder ist, wird die Störungsfrequenz relativ hoch im Vergleich mit der in der US-PS 45 78 800 beschriebenen Anordnung bei niedrigen Maschinendrehzahlen. Folglich werden große Variatio­ nen in dem Phasenunterschied zwischen der Störungswellenform und den resultierenden Änderungen in der Maschinendrehzahl entweder ganz vermieden oder selten. Durch Anordnung der Wellenform so, daß jeder Zylinder eine gleiche Zahl von beiden Typen von Störun­ gen erleidet, wird die Gefahr eines systematischen Fehlers in den gemessenen Werten vermieden.

In einer bevorzugten Ausführungsform gibt es in jedem Zyklus der Störungswellenform a Störungen des einen Types, b Störungen des anderen Types, (a + b) ist kleiner oder gleich m, und a und b sind beide gleich einem entsprechenden Vielfachen des größten gemeinsa­ men Faktors von n und m.

Durch das Anordnen der Störungswellenform in dieser Art wird die Gefahr der Synchronisation zwischen dem Maschinenbetriebstakt und der Störstellenform vermieden.

Bei niedrigen Maschinendrehzahlen ist es unmöglich, die Frequenz der Störungswellenform oberhalb oder auch nur nahe bei der Reso­ nanzfrequenz der Fahrzeugtransmission aufrecht zu erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden keine Störungen an den gestörten Parameter angebracht, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vorbestimmten Wert liegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das System eine Einrichtung zum Messen der Maschinenzündperiode, die jeder Störung entspricht, und die Berechnungseinrichtung berechnet jeden Wert der Steigung von den Zündperioden.

Die Berechnungseinrichtung kann jeden Wert der Steigung aus Zünd­ perioden eines bestimmten Zylinders berechnen, die Störungen so­ wohl des positiven Types als auch des negativen Types entsprechen.

In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet die Berechnungs­ einrichtung jeden Steigungswert durch Berechnen eines ersten Wer­ tes, der sich auf die Änderung in der Maschinendrehzahl zwischen einer ersten Zündperiode eines speziellen Zylinders, die einem Störungstyp entspricht, und der unmittelbar vorhergehenden Zünd­ periode bezieht, durch Berechnen eines zweiten Wertes, der sich auf die Änderung in der Maschinendrehzahl zwischen einer vorigen Zündperiode des bestimmten Zylinders, die dem anderen Störungs­ typ entspricht, und der unmittelbar vorhergehenden Zündperiode bezieht, dabei entsprechen beide unmittelbar vorhergehenden Zünd­ perioden dem anderen Störungstyp, dann wird der Steigungswert als die Differenz zwischen dem ersten und zweiten Wert berechnet.

Der gestörte Parameter kann ein Parameter für den Zündzeitpunkt sein.

Der Parameter für den Zündzeitpunkt kann der Vorzündwinkel in dem Fall einer funkengezündeten Maschine sein, oder er kann der Zeit­ punkt des Treibstoffeinspritzens in dem Fall einer kompressions­ gezündeten Maschine sein.

Es kann ein einziger korrigierter Parameter vorhanden sein, der der gleiche Parameter wie der gestörte Parameter ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Ein­ stellregelsystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen mit einem durch federnde oder nachgebende Wellen und eine Getriebeanordnung mit einer Last verbundenen Schwungrad, wobei das Schwungrad, die federnden Wellen und die Getriebeanordnung ein Resonanzsystem bil­ den, das eine eigene Resonanzfrequenz für jedes Übersetzungsver­ hältnis aufweist, das durch die Getriebeanordnung festgelegt ist, das Regelsystem weist eine Einrichtung zum Bestimmen eines Basis­ wertes für einen Maschinenregelparameter (im folgenden als gestör­ ter Parameter bezeichnet), einen Störungsgenerator zum Stören des gestörten Parameters um den Basiswert, wobei der Störungsgenerator eine Störungswellenform erzeugt und Störungen sowohl des positiven Types als auch des negativen Types an den gestörten Parameter wäh­ rend jedes Zyklus der Wellenform anbringt, eine Einrichtung zum Überwachen der Maschinenleistung, eine Einrichtung zum Berech­ nen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den gestörten Parameter und eine Einrichtung zum Benutzen der Steigung zum An­ bringen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparame­ ter (von denen jeder im folgenden als korrigierter Parameter be­ zeichnet ist), auf. Bei dem Regelsystem ist die Frequenz der Wel­ lenform höher als die Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes bei dem vorliegenden Gang bei normalen Fahrbedingungen, und die Wel­ lenform ist so angeordnet, daß jeder Zylinder der Maschine im Ver­ gleich mit anderen Zylindern gleiche Anzahlen von beiden Störungs­ typen erleidet, unabhängig von der Maschinendrehzahl.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfah­ ren zum Regeln einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Das Verfahren weist die Schritte Stören eines Maschinenregelparameters (im fol­ genden als gestörter Parameter bezeichnet) durch Erzeugen einer Störwellenform, Anbringen von Störungen des positiven und des ne­ gativen Types an den gestörten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform, Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den gestörten Parameter aus der Reaktion der Maschinen­ leistung auf die Störungen und Benutzen der Steigung zum Anbrin­ gen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparameter (von denen jeder im folgenden als korrigierter Parameter bezeich­ net ist), auf. Bei dem Verfahren weist für eine Maschine mit n Zylindern jeder Zyklus der Störungswellenform m Maschinenzündungen auf, m hat einen Wert kleiner als 2n, und die Wellenform ist so angeordnet, daß jeder Zylinder der Maschine im Vergleich mit ande­ ren Zylindern gleiche Anzahlen von beiden Typen von Störungen un­ abhängig von der Maschinendrehzahl erhält.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei die Maschine ein durch federnde Wellen und eine Getriebeanordnung mit einer Last verbundenes Schwungrad aufweist, das Schwungrad, die federn­ den Wellen und die Getriebeanordnung ein Resonanzsystem bilden, das eine eigene Resonanzfrequenz für jedes Übersetzungsverhältnis hat, das durch die Getriebeanordnung eingestellt wird, das Verfah­ ren weist die Schritte Stören eines Maschinenregelparameters (im folgenden als gestörter Parameter bezeichnet) durch Erzeugen einer Störungswellenform, Anwenden von Störungen des positiven und des negativen Types auf den gestörten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform, Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den gestörten Parameter aus der Reaktion der Maschi­ nenleistung auf die Störungen und Benutzen der Steigung zum An­ bringen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparame­ ter, auf, bei dem Verfahren ist die Frequenz der Wellenform größer als die Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes in dem vorliegenden Gang unter normalen Betriebsbedingungen, und die Wellenform ist so angeordnet, daß jeder Zylinder der Maschine im Vergleich mit anderen Zylindern eine gleiche Anzahl von beiden Typen von Störun­ gen unabhängig von der Maschinendrehzahl erleidet.

Beim Regeln einer Brennkraftmaschine ist es wünschenswert, einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch zu erreichen, während die Emissionen von unerwünschten Auspuffgasen so niedrig wie möglich gehalten werden. Daher ist es weiter Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der dieses erreicht wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, das eine Einrichtung zum Stören eines Zündzeitpunktparameters um einen Basiswert, eine Ein­ richtung zum Überwachen der Maschinenleistung, eine Einrichtung zum Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den Zündzeitpunktparameter und eine Einrichtung zum Regeln von wenig­ stens einem Eingangsparameter so auf, daß ein negativer Wert der Steigung während mindestens einiger Betriebsbedingungen erreicht wird, wobei der negative Wert eine Funktion der Fahrzeugbetriebs­ bedingungen ist.

Im Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer negativen Steigung der Maschinenleistung in bezug auf einen Zündzeitpunktparameter wird der Zündzeitpunkt relativ zu dem Zeitpunkt, bei dem die maxi­ male Leistung ausgegeben wird, verzögert. Bei der Anmelderin wurde jedoch gefunden, daß bei Verzögern des Zündzeitpunktes um einen kleinen Betrag es möglich ist, eine deutliche Verringerung der Emission von Stickstoffoxiden zu erzielen, während nur eine geringe Verringerung der Maschinenleistung auftritt.

Die negative Steigung kann eine Funktion der Maschinendrehzahl und der Last sein.

In einer funkengezündeten Maschine kann der Zündzeitparameter der Vorzündwinkel sein, und in einer kompressionsgezündeten Maschine kann der Zündzeitparameter der Zeitpunkt des Treibstoffeinspritzens sein.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Verfahren zum Re­ geln einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das Stören eines Zünd­ zeitparameters um einen Basiswert, Überwachen der Maschinenleistung und Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den Zündzeitparameter aufweist, wobei mindestens ein Eingangsparameter so geregelt wird, daß ein negativer Wert der Steigung während min­ destens einiger Betriebsbedingungen auftritt, wobei der negative Wert eine Funktion der Fahrzeugsbetriebsbedingungen ist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen

Fig. 1 ein Diagramm der funktionalen Komponente einer erfindungs­ gemäßen Ausführungsform des Einstellregelsystemes;

Fig. 2 ein die Phasenverschiebung zwischen einer Störungswellen­ form und der resultierenden Änderung in der Maschinendreh­ zahl als Punktion der Störungsfrequenz zeigendes Diagramm;

Fig. 3 ein die Maschinendrehzahl als Funktion des Kurbelwellen­ winkels zeigendes Diagramm;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Mikrocomputeranordnung, der die in Fig. 1 gezeigten funktionellen Komponenten enthält;

Fig. 5 ein Anordnungsdiagramm des Computerprogrammes, das ein Teil des in Fig. 4 gezeigten Regelsystemes bildet;

Fig. 6 ein die Berechnung der in dem Programm benutzten Wichtungs­ faktoren darstellendes Diagramm;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Teiles des Programmes;

Fig. 8 ein Zeitablaufdiagramm des in Fig. 1 gezeigten Regel­ systemes;

Fig. 9a und 9b Zeitablaufdiagramme für zwei andere Ausführungs­ formen der Erfindung; und

Fig. 10 ein Diagramm in vereinfachter Form der funktionalen Kompo­ nenten des in Fig. 1 gezeigten Einstellregelsystemes.

In Fig. 1 ist eine funktionale Anordnung eines Einstellregel­ systemes für eine Vierzylinder-Funkengezündete-Brennkraftmaschine 10 gezeigt, die mit einem Schwungrad 11 versehen ist. Die Maschi­ ne 10 ist in einem Motorfahrzeug eingebaut und durch eine federn­ de bzw. elastische Welle 12, ein Getriebe 13 und eine weitere federnde/elastische Welle 14 mit Antriebsrädern 15 verbunden, die eine Last bilden. Obwohl es nicht gezeigt ist, ist auch eine Kupplung vorgesehen.

Das Schwungrad 11 ist mit einem Positionsaufnehmer 16 verknüpft, der mit einem gezähnten Rad zusammenwirkt, von dem Zähne zum Vor­ sehen von Referenzpositionen entfernt worden sind. Die Pulse von dem Aufnehmer 16 werden einer Verweilzeit-/Schließwinkelsteuer­ einrichtung 17 zugeführt, deren Ausgang über eine Leistungsstufe 18 mit einer Spule und einem Verteiler 19 verbunden ist. Die Spule und der Verteiler 19 sind mit vier Zündkerzen 20 verbunden und sie verursachen das Auftreten von Zündfunken in diesen Kerzen zu den geeigneten Momenten.

Der Ausgang des Aufnehmers 16 ist ebenfalls an eine Geschwindig­ keits-/Drehzahlberechnungseinrichtung 30 geführt, die die Maschi­ nendrehzahl berechnet und diese an die Schließwinkelsteuereinrich­ tung 17 legt.

Die Maschine ist mit einem Aufnehmer 31 versehen, der die ver­ langte Last mißt, der die Maschine ausgesetzt ist. Bei dem vor­ liegenden Ausführungsbeispiel mißt der Aufnehmer 31 den Druck in dem Ansaugluftverteiler für die Maschinenzylinder. Die verlangte Last könnte ebenfalls durch Messen anderer Größen bestimmt wer­ den, wie die Öffnung des Drosselklappenventiles oder die Rate des Luftflusses in den Ansaugluftverteiler.

Das System weist ebenfalls einen Speicher 35 auf, in dem ein zwei­ dimensionales Feld von Vorzündwinkeln gespeichert ist, wobei die Abszisse und die Ordinate des Feldes der Maschinendrehzahl bzw. der verlangten Last entsprechen. Der Speicher 35, die Drehzahlbe­ rechnungseinrichtung 30 und der Aufnehmer 31 sind mit einer Be­ rechnungseinrichtung 36 verbunden. Für jede vorliegende Maschinen­ drehzahl und Last berechnet die Berechnungseinrichtung 36 einen Basiswert für die Vorzündung und führt diese einem Eingang eines Addierers 37 zu. Die Berechnungseinrichtung 36 berechnet diesen Basiswert aus den Vorzündwerten, die in dem Feld in dem Speicher 35 an den vier Punkten in der Ebene gespeichert sind, die durch die Geschwindigkeit und Last aufgespannt ist, und die die vorlie­ gende Maschinendrehzahl und Last umgeben. Jeder dieser vier Werte wird mit einem geeigneten Wichtungsfaktor multipliziert, und die vier resultierenden Werte werden addiert zum Erzielen des Basis­ vorzündwertes. Somit berechnet die Berechnungseinrichtung 36 den Basisvorzündwert durch Interpolation. Die Vorzündwerte sind in dem Speicher 35 mit einer Dichte gespeichert, die eine gute Anpas­ sung an die Unregelmäßigkeiten der wahren optimalen Vorzündeigen­ schaften der Maschine 10 ermöglicht.

Die Vorzündwerte in dem Speicher 35 nehmen die Form eines festen Schemas an, das durch Werkbanktests an Mustermaschinen aufgestellt ist. Aus den verschiedenen Gründen, die oben ausgeführt sind, ist der optimale Vorzündwert unterschiedlich von den in dem Speicher 35 gespeicherten. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird, bringt das System kleine positive und negative Störungen bzw. Ab­ weichungen an dem Vorzündwert an und erfaßt die Änderung in der Maschinenausgangsdrehzahl, die dadurch verursacht werden. Aus der Änderung in der Maschinendrehzahl werden Korrekturwerte in einem Korrekturspeicher 38 gespeichert. Diese Korrekturwerte werden eben­ falls als ein zweidimensionales Feld gespeichert, bei dem die Abszisse und die Ordinate die Maschinendrehzahl bzw. die Last dar­ stellen; und sie werden mit der gleichen Dichte wie die in dem Speicher 35 gespeicherten Werte gespeichert.

Für die vorliegende Maschinendrehzahl wird ein Korrekturwert in einer Korrekturwertberechnungseinrichtung 39 berechnet und an einen zweiten Eingang des Addierers 37 angelegt. Die Berechnungseinrich­ tung 39 nimmt die Ausgangssignale der Drehzahlberechnungseinrich­ tung 30 und des Lastaufnehmers 31 auf und berechnet den Korrektur­ wert für die vorliegende Maschinendrehzahl und Last von den in dem Speicher 38 gespeicherten Werten unter Benutzung der gleichen Interpolationsmethode, wie sie von der Berechnungseinrichtung 36 benutzt ist.

Die Störungswerte werden in dem Störungsgenerator 40 bestimmt und an einen Eingang eines Addierers 41 gelegt. Der andere Eingang des Addierers 41 nimmt die Ausgangssignale des Addierers 37 auf, und der Ausgang des Summierers 41 wird an die Schließwinkelsteuer­ einrichtung 17 als ein Befehlswert für den Vorzündwinkel angelegt. Die Schließwinkelsteuereinrichtung 17 benutzt den Ausgang der Dreh­ zahlberechnungseinrichtung 30 und des Positionsaufnehmers 16 zum Sicherstellen, daß die Zündfunken an den befohlenen Vorzündwerten auftreten.

Da die Zündfunken in einer funkengezündeten Maschine in Abständen auftreten, fluktuiert die Drehmomentenabgabe der Maschine 10 wäh­ rend jedes Maschinentaktes. Zum Glätten dieser Fluktuationen ist das Schwungrad 11 vorgesehen, und es wandelt die Drehmomenten­ fluktuationen in eine Beschleunigungen und Bremsungen um. Die fe­ dernde Eigenschaften der Wellen 12 und 14 verhindern, daß diese kleinen Beschleunigungen und Bremsungen eine Änderung in der Ge­ schwindigkeit der Antriebsräder 15 verursachen.

Das Schwungrad 11, die Wellen 12 und 14 und das Getriebe 13 bil­ den ein Resonanzsystem. Die Resonanzfrequenz ändert sich mit dem durch das Getriebe 13 eingestellten Übersetzungsverhältnis. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das System eine Resonanz­ frequenz von 4 Hz im zweiten Gang und 9 Hz im vierten Gang.

Jede einzelne Störung in dem Vorzündwinkel verursacht eine Ände­ rung in dem durch die Maschine 10 abgegebenen Drehmoment. Im Hin­ blick auf die resonante Eigenschaft des Schwungrades 11, der Wel­ len 12 und 13 hat die resultierende Änderung in der Geschwindig­ keit des Schwungrades 11 zwei Komponenten. Die erste dieser Kompo­ nenten ist eine gedämpfte Schwingungsantwort bei der geeigneten Resonanzschwingung, und in der speziellen oben erwähnten Maschine klingt diese Schwingung mit einer Zeitkonstanten von 0,3 Sekunden ab. Die zweite Komponente ist die längerfristige Reaktion, die mit dem neuen stationären Zustand verknüpft ist, der sich ein­ stellt, wenn die Änderung in den Widerstandskräften, die durch die Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht sind, der Anderung in dem Drehmoment von der Maschine entspricht. Bei der speziellen oben diskutierten Maschine weist die zweite Komponente eine Zeitkonstante von 7 Sekunden im vierten Gang auf.

Es ist wünschenswert, ein System vorzusehen, das in jedem Gang arbeitet und das vergleichbare Resultate in den verschiedenen Gän­ gen erzeugt, ohne daß Wissen über den speziellen eingelegten Gang eingehen muß. In Fig. 2 ist eine Abhängigkeitskurve der Phasenver­ schiebung zwischen einer Störungswellenform, die durch den Stö­ rungsgenerator 40 erzeugt ist und der resultierenden Änderung in der Maschinendrehzahl als Funktion der Störungsfrequenz für den vierten Gang, zweiten Gang und Leerlauf gezeigt. Wie zu sehen ist, ändert sich die Phasenverschiebung rasch mit der Frequenz in dem Bereich unterhalb 9 Hz, und es gibt ebenfalls große Unterschiede zwischen der Phasenverschiebung in den verschiedenen Gängen. Im Gegensatz dazu ändert sich die Phasenverschiebung in dem Bereich oberhalb 10 Hz langsam mit der Frequenz, und die Unterschiede in der Phasenverschiebung in den verschiedenen Gängen sind klein. Mit steigender Frequenz geht für alle Gänge die Phasenverschie­ bung gegen die 90°-Phasenverschiebung, die auftritt, wenn der Leerlauf vorliegt. Zum Erzielen vergleichbarer Resultate in den verschiedenen Gängen ist es wünschenswert, die durch den Störungs­ generator 40 erzeugte Störungsfrequenz auf einem Wert größer als die Resonanzfrequenz des durch das Schwungrad 11, die Wellen 12 und 14 und das Getriebe 13 in dem vorliegenden Gang gebildete Re­ sonanzsystem aufrecht zu erhalten. In dem vorliegenden Fall wird die Störungsfrequenz, wie erklärt werden wird, oberhalb der Reso­ nanzfrequenz bei normalen Betriebsbedingungen gehalten.

Der Störungsgenerator 40 erzeugt eine Zweipegel-Wellenform. Während des ersten Teiles von jedem Störungszyklus bringt der Störungs­ generator 40 eine kleine positive Störung, nämlich +3,75°, an den Vorzündwinkel an. Während des zweiten Teiles von jedem Zyklus bringt der Störungsgenerator 40 eine negative Störung, nämlich -3,75°, an den Vorzündwinkel an. Da die Störung nur wirken kann, wenn Zündung ausgeführt wird, muß jeder Teil des Zyklus eine Dauer gleich einer ganzen Zahl von Maschinenzündperioden aufweisen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der erste Teil von jedem Zyklus eine Dauer gleich einer Zündperiode, und der zweite Teil hat eine Dauer gleich zwei Zündperioden. Der Grund für dieses wird unten erklärt.

Ein Beispiel der Störungswellenform ist in Fig. 8 dargestellt und durch das Bezugszeichen 42 bezeichnet. In Fig. 8 ist der Zeitpunkt von jedem Funken durch einen Stern angezeigt, und die oberen Tot­ punktpositionen der Kolben sind durch "TDC" angezeigt. Die Nummer des Zylinders, der einen Expansionstakt ausführt, ist unterhalb der Wellenform 42 geschrieben.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Störungswellenform ist die Störungs­ frequenz direkt proportional zu der Maschinendrehzahl. Bei einer Maschinendrehzahl von 1000 UPM beträgt die Störungsfrequenz 11 Hz. Entsprechend Fig. 2 ist bei 11 Hz die Phasenverschiebung in allen Gängen nahe 90°. Somit bleibt bei Maschinendrehzahlen oberhalb 1000 UPM die Phasenverschiebung stabil. Zwischen einer Maschinendrehzahl von 1000 UPM und einer Maschinendrehzahl von 600 UPM, die einer Störungsfrequenz von 6,7 Hz entspricht, bewegt sich im vierten Gang die Phasenverschiebung deutlich von 90° weg. Maschinendrehzahlen unterhalb 1000 UPM stellen jedoch keine nor­ male Betriebsbedingung im vierten Gang dar, da sie ein Abwürgen der Maschine verursachen würden. In den verbleibenden Gängen be­ wegt sich die Phasenverschiebung von 90° weg unterhalb von 600 UPM. Bei Maschinendrehzahlen unterhalb 600 UPM hört der Störungs­ generator 40 auf, die Störungen an den Vorzündwinkel anzubringen. Somit bleibt bei der vorliegenden Ausführungsform die Störungs­ frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz für den vorliegenden Gang unter normalen Fahrbedingungen.

Wie erklärt wird, wird der Ausgang des Aufnehmers 16 zum Berech­ nen der Maschinendrehzahl benutzt, indem Messungen der Zeitdauer durchgeführt werden, die während jeweils 180° Kurbelwellendrehung vergeht. Es ist so angeordnet, daß jede Messung beginnt, wenn der Kolben in dem Zylinder, der einen Expansionstakt durchführt, 120° nach der oberen Totpunktposition ist, und sie endet, wenn der nächste Kolben in der Zündreihenfolge 120° nach der oberen Totpunktposition ist. Somit entspricht die Berechnung der Ma­ schinendrehzahl in der Drehzahlberechnungseinrichtung 30 der mittleren Drehzahl während 180° Kurbelwellenrotation, wobei diese 180° Rotation enden, wenn der Kolben, der einen Expansionstakt ausführt, 120° nach der oberen Totpunktposition angekommen ist. Es gibt zwei wichtige Gründe zum Messen der Drehzahl auf diese Weise.

Zuerst ist in Fig. 3 die Änderung der Drehzahl des Schwungrades 11 als Funktion des Kurbelwellenwinkels gezeigt. Wie zu sehen ist, treten während jedes Maschinentaktes starke Fluktuationen auf. Es besteht daher die Gefahr, daß die starken Fluktuationen in der Maschinendrehzahl Messungen der Maschinendrehzahl stören könnten, die durch die Störungen an dem Vorzündwinkel verursacht werden. Durch das Berechnen der Maschinendrehzahl aus der Dauer von 180° Rotation der Kurbelwelle wird diese Gefahr vermieden.

Zweitens wird bei dieser Art der Messung der Drehzahl die Phasen­ verschiebung zwischen der Störungswellenform und der resultieren­ den Änderung in der Maschinendrehzahl berücksichtigt. Jede Störung wird zu dem Zeitpunkt der Zündung angebracht. Von jeder Berechnung der Maschinendrehzahl kann gesagt werden, daß sie der Position der Maschinenkurbelwelle entspricht, wenn sie den halben Weg der entsprechenden 180°-Rotation zurückgelegt hat, d.h., wenn der Kol­ ben bei 30° nach der oberen Totpunktposition ist. Daher gibt es eine Verzögerung zwischen dem Moment der Zündung und der Position, an dem die Drehzahl gemessen wird. Obwohl ausgeführt ist, daß die Phasenverschiebung zwischen der Störungswellenform und der resul­ tierenden Änderung in der Maschinendrehzahl sich 90° nähert, ist dies nicht wesentlich für die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt der Zündung und der Position, an der die Geschwindigkeit gemessen wird, daß sie genau 90° des Störungszyklus beträgt. Die Anmelder haben gefunden, daß befriedigendere Resultate erzielt werden, wenn die Geschwindigkeit wie oben beschrieben gemessen wird.

Zur Vereinfachung werden diese gemessenen Perioden als "Zündperio­ den" bezeichnet. Diese Zündperioden sind in Fig. 8 gezeigt und durch T ₁₁ ... T ₂₃ bezeichnet. Die entsprechenden Maschinendreh­ zahlen sind durch S ₁₁ ... S ₂₃ bezeichnet.

Wiederum gemäß Fig. 1 wird das Ausgangssignal der Drehzahlberech­ nungseinrichtung 30 an eine Drehzahländerungsberechnungseinrich­ tung 44 angelegt. Die Drehzahländerungsberechnungseinrichtung 44 berechnet und speichert die Drehzahländerung aufgrund jeder Stö­ rung. Es wird z.B. für die erste negative Störung an dem Vorzünd­ winkel für Zylinder Nummer 2, wie in Fig. 8 gezeigt, die Geschwin­ digkeitsänderung als S ₁₂-S ₁₁ berechnet.

Die in der Drehzahländerungsberechnungseinrichtung 44 berechneten Werte werden an eine Steigungsberechnungseinrichtung 46 angelegt. Jeder Wert der Steigung wird berechnet, indem ein erster Wert ge­ nommen wird, der der Drehzahländerung entspricht, die aus dem An­ bringen einer positiven Störung an den Vorzündwinkel eines be­ stimmten Zylinders entspricht, indem ein zweiter Wert genommen wird, der der Geschwindigkeitsänderung entspricht, die durch An­ bringen der vorigen negativen Störung an den Vorzündwinkel des gleichen bestimmten Zylinders auftritt, und indem dann die Stei­ gung durch Subtrahieren des zweiten Wertes von dem ersten Wert berechnet wird.

Zum Beispiel ist nach Fig. 1 auf die positive Störung an Zylinder Nummer 3 folgend die Steigung wie folgt zu berechnen:

Erster Wert= (S₂₃ - S₂₂) Zweiter Wert= (S₁₃ - S₁₂) Steigung= (S₂₃ - S₂₂) - (S₁₃ - S₁₂)

In dem die Steigung auf diese Weise berechnet wird, wird das Resul­ tat nicht durch lineare Beschleunigung oder Verlangsamung der Ma­ schinendrehzahl beeinflußt. Dies ist so, da eine Komponente für die Beschleunigung oder Verlangsamung in jedem der Werte vorhanden ist, und diese Komponenten heben sich in der Formel für die Steigung heraus.

In der oben gegebenen Formel für die Steigung wird die Steigung nacheinander für jeden Zylinder berechnet. Dieses hat den Vor­ teil, daß der Vorzündwinkel für jeden Zylinder getrennt korrigiert werden kann.

In einer Modifikation kann die Steigung aus den mittleren Maschi­ nendrehzahlen für jeden Typ der Störung berechnet werden. Zum Beispiel nach Fig. 8 kann der Wert für die Steigung wie folgt be­ rechnet werden:

Steigung = S₁₄ - (S₁₂ + S₁₃)/2

Diese Formel hat den Nachteil, daß der resultierende Wert der Steigung durch lineare Beschleunigung beeinflußt wird, und sie erlaubt nicht, die Steigung nacheinander für jeden Zylinder zu berechnen.

Die Steigung kann ebenfalls berechnet werden durch

Steigung = S₁₄ - (S₁₃ + S₂₁)/2

Bei dieser Gleichung wird der resultierende Wert der Steigung nicht durch lineare Beschleunigung beeinflußt.

Bei einer Brennkraftmaschine kann es vorkommen, daß ein bestimmter Zylinder ein höheres Drehmoment erzeugt als die anderen Zylinder. Wenn eine Störungswellenform eine positive (oder negative) Stö­ rung häufiger an den Vorzündwinkel dieses Zylinders anlegt als an andere Zylinder, wird ein systematischer Fehler bei der Berech­ nung des Wertes der Steigung auftreten.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Störungswellenform werden positive und negative Störungen abwechselnd an jeden Zylinder angelegt. Somit ist die Gefahr eines systematischen Fehlers bei der Berech­ nung des Steigungswertes vermieden.

Die in Fig. 8 gezeigte Wellenform stellt nicht die einzige Wellen­ form dar, die die Gefahr eines systematischen Fehlers vermeidet. Ein Beispiel für eine Dreipegel-Wellenform für eine Vierzylinder­ maschine ist in Fig. 9a gezeigt und durch das Bezugszeichen 50 bezeichnet. Bei dieser Wellenform weist jeder Zyklus der Störungs­ wellenform drei Maschinenzündungen auf. Diese Wellenform verur­ sacht eine an den Vorzündwinkel anzulegende positive Störung bei der ersten Zündung, keine anzulegende Störung bei der zweiten Zün­ dung und eine anzulegende negative Störung bei der dritten Zün­ dung.

Ein Ausführungsbeispiel für eine geeignete Störungswellenform für eine Sechszylindermaschine ist in Fig. 9b gezeigt und durch das Bezugszeichen 43 bezeichnet. In dieser Ausführungsform entspricht der Zyklus jeder Störungswellenform vier Maschinenzündungen, und jeder Teil von jedem Zyklus hat eine Dauer von zwei Maschinenzün­ dungen.

Allgemeiner, die Gefahr eines systematischen Fehlers kann vermie­ den werden für den Fall einer Maschine mit n Zylindern, indem eine Störungswellenform benutzt wird, bei der jeder Zyklus m Maschinen­ zündungen aufweist, wobei a Störungen des einen Types, b Störungen des anderen Types vorgesehen sind, (a + b) kleiner gleich m ist, und a und b jeder ein ganzzahliges Vielfaches des größten gemein­ samen Teiles von n und m ist.

Damit eine relativ hohe Frequenz bei niedrigen Maschinendrehzah­ len erzielt wird und damit dadurch die Gefahr vermieden wird, daß die Frequenz der Störungswellenform unter die Resonanzfrequenz der Fahrzeugkraftübertragung fällt, ist es wünschenswert, daß m so klein wie möglich ist, und zwar m kleiner 2n.

In dem Fall der Anordnung, wie sie in der oben erwähnten europä­ ischen Patentanmeldung 02 34 714 beschrieben ist, kann die Gefahr eines systematischen Fehlers in der berechneten Steigung ausge­ merzt werden, indem eine zusätzliche Zündperiode in die Störungs­ wellenform in periodischen Abständen eingeführt wird.

Die Drehmomentabgabe mit Vorzündung verbindende Kurve hat ein ein­ zelnes Maximum, bei der die Steigung der Maschinendrehzahl in bezug auf die Vorzündung Null ist. Bei bis jetzt vorhandenen Einstellre­ gelsystemen wird der Vorzündwinkel mit dem Wunsch, dieses Maximum zu erreichen, korrigiert. Die Anmelder haben jedoch gefunden, daß, wenn der Vorzündwinkel so korrigiert wird, daß ein kleiner negati­ ver Wert für die Steigung erzielt wird, die Emissionen von Stick­ stoffoxiden deutlich reduziert werden, und dieses auf Kosten nur eines kleinen Verlustes an Maschinendrehzahl. Damit eine Reduktion in den Emissionen von Stickstoffoxiden erreicht wird, ist es wün­ schenswert, daß der Vorzündwinkel so korrigiert wird, daß die Stei­ gung während zumindestens einiger Fahrbedingungen negativ ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Vorzündwinkel so korrigiert, daß die Steigung einen Wert aufweist, der kleiner als oder gleich Null während aller Fahrbedingungen ist. Während der Leerlaufbedingungen wird der Vorzündwinkel so korrigiert, daß die Steigung einen negativen Wert aufweist.

In Fig. 1 wird die durch die Steigungsberechnungseinrichtung 46 berechnete Steigung durch den Addierer 49 mit einem Zielsteigungs­ wert verglichen, der durch eine Zielsteigerungsberechnungseinrich­ tung 48 erzielt wird, und der Steigungsfehler wird an eine Korrek­ turspeicheraktualisierungseinrichtung 47 angelegt. Die Zielstei­ gungsberechnungseinrichtung 48 berechnet den Zielsteigungswert aus einem Zielsteigungsspeicher 45 unter Benutzung der gleichen Interpolationsmethode, die zum Berechnen der Basisvorzündung durch die Basisvorzündungsberechnungseinrichtung 36 benutzt wird. Der Zielsteigungsspeicher 45 enthält ein zweidimensionales Feld von unterschiedlichen Steigungswerten als eine Funktion von Last und Drehzahl. Der Steigungswert zu jeder einzelnen Last und Geschwin­ digkeit wird durch Maschinentests bestimmt, um einen optimalen Kompromiß zwischen Maschinendrehzahl und Emissionen von Stick­ stoffoxiden zu erreichen. Alle in dem Speicher 47 gespeicherten Steigungswerte sind kleiner als oder gleich Null. Die Korrektur­ speicheraktualisierungseinrichtung 47 nimmt ebenfalls die Maschi­ nendrehzahl und die Last von der Drehzahlberechnungseinrichtung 30 und dem Lastaufnehmer 31 auf. Für jede Steigungsmessung aktu­ alisiert die Aktualisierungseinrichtung 47 die in dem Speicher 38 gespeicherten Werte für jeden der vier Feldpunkte, die die vor­ liegende Maschinendrehzahl und -last umgeben. Genauer gesagt, für jeden Feldpunkt wird ein neuer Korrekturwert berechnet und gespei­ chert aus dem alten Korrekturwert nach folgender Formel:

Neue Korrektur = alte Korrektur + k₁×(Wichtungsfaktor)×(Steigung-Zielsteigung),

wobei k₁ eine Konstante und Zielsteigung die gewünschte Steigung ist.

Diese Formel korrigiert die Werte in dem Speicher 38 aus den Stei­ gungsmessungen durch Integration und glättet die Rauschkomponente in den Steigungsmessungen. Die Konstante k ₁ sollte so gewählt wer­ den, daß sie klein genug ist, diese Rauschkomponente auf einen niedrigen Pegel zu drücken, sie sollte aber groß genug sein, so daß eine rasche Konvergenz zu dem optimalen Vorzündwinkel ein­ tritt. Der in dieser Formel gegebene Wichtungsfaktor ist der glei­ che Wichtungsfaktor, der von den Korrektureinrichtungen 36 und 39 benutzt wird. Das Verfahren zur Berechnung des Wichungsfaktors wird im einzelnen unten beschrieben.

Da die Dichte der Feldpunkte in dem Speicher 35 so gewählt ist, daß sie eine gute Anpassung an die Irregularitäten in den optima­ len Vorzündeigenschaften gibt, stellt die Information in den Stei­ gungsmessungen eine Fehlanpassung dar, die zwischen den tatsächli­ chen optimalen Eigenschaften und den in dem Speicher 35 gespeicher­ ten auftritt. Es ist daher vernünftig, den Speicher 38 durch ein Verfahren zu aktualisieren, das symmetrisch zu dem Interpolations­ verfahren ist, daß bei Ableiten der Vorzündwinkel benutzt ist, und die oben angegebene Formel erreicht dies. Weiterhin sind bei der oben gegebenen Formel die in dem Speicher 38 gespeicherten Werte im Verhältnis zu der Größe von jeder Steigungsmessung korri­ giert, und so wird ein maximaler Vorteil aus der in jeder Stei­ gungsmessung vorhandenen Information gezogen.

Die Kombination des schnellen Verfahrens des Durchführens von Steigungsmessungen, die durch die Benutzung der in Fig. 8 gezeig­ ten Wellenform erreicht wird, und der oben gegebenen Formel zum Aktualisieren des Speichers 38 ermöglicht es, den Vorzündwinkel zu seinem wahren optimalen Wert für den gesamten Bereich der Ma­ schinendrehzahlen und Lasten in ungefähr 6 Stunden Fahrtätigkeit eines Motorfahrzeuges in gemischten Straßenbedingungen zu korri­ gieren. Der Speicher 38 sollte vom nichtflüchtigen Typ sein, so daß die Korrekturen zwischen Perioden des Maschinenbetriebes be­ halten werden. Somit enthält der Speicher 38 ein vollständiges Schema von aktualisierten Korrekturwerten, die durch Maschinen­ drehzahl und -last addressierbar sind.

Im folgenden werden zwei Verbesserungen zu der oben gegebenen Formel zum Aktualisieren des Speichers 38 beschrieben.

Zusätzlich zu der Fehlanpassung im Vorzündwinkel für die vorlie­ gende Geschwindigkeit und Last kann jede Steigungsmessung eben­ falls eine Information enthalten, die sich auf die gesamte Dreh­ zahl-/Lastebene bezieht. Zum Beispiel kann es eine Fehlanpassung für die Vorzündung über die gesamte Ebene aufgrund z.B. von Ände­ rungen in den Luftdruck oder in der Zusammensetzung des Kraft­ stoffes geben. Damit Vorteile aus dieser Information gezogen wer­ den können, kann jede Steigungsmessung benutzt werden, um alle Korrekturwerte in dem Speicher 38 gemäß folgender Formel zu aktu­ alisieren:

Neue Korrektur = alte Korrektur + k₂×(Steigung-Zielsteigung)

Alternativ kann diese Formel benutzt werden zum Aktualisieren eines einzelnen Wertes, der in dem Addierer 37 zu dem durch die Berechnungseinrichtung 39 berechneten Korrekturwert addiert wird.

Die Konstante k ₂ ist natürlich viel kleiner als die oben erwähnte Konstante k ₁. Die Konstante k ₂ muß jedoch groß genug gewählt wer­ den, so daß eine Konvergenz für Änderungen in Variablen wie Luft­ druck in einigen Minuten über die gesamte Last-/Drehzahlebene er­ folgt.

Die zweite Verbesserung ermöglicht es, die gesamte Vorzündcharakte­ ristik zu neigen. Das mag z.B. nötig sein, wenn die Stellung des Aufnehmers 16 ungenau kalibriert ist oder sich ändert. Bei dieser zweiten Verbesserung sind vier Offsetkorrekturwerte in einem zu­ sätzlichen Speicher gespeichert; sie entsprechen den Vierecken der Drehzahl-/Lastebene. Jede Steigungsmessung wird dann benutzt zum Aktualisieren dieser vier Werte, indem die Steigung mit einem angemessenen Wichtungsfaktor und einer angemessenen Konstante mul­ tipliziert wird. Beim Berechnen von jedem Korrekturwert werden diese vier Offsetwerte dann mit angemessenen Wichtungsfaktoren multipliziert, und der erhaltene Wert wird zu dem von den vier Feldpunkten, die die gegebene Maschinendrehzahl und -last umgeben, berechneten Wert addiert.

Wie oben erwähnt ist, steht die Steigung für jeden Zylinder zur Verfügung, wenn die in Fig. 8 gezeigte Störungswellenform und das durch die Steigungsberechnungseinrichtung 46 durchgeführte Verfah­ ren zur Steigungsberechnung benutzt werden. Nach einer Modifika­ tion kann ein individueller Korrekturspeicher für jeden Zylinder vorgesehen werden, wobei jeder Korrekturspeicher durch die oben gegebene Formel aktualisiert wird und falls gewünscht mit einigen oder allen der zwei Verbesserungen.

Die verschiedenen in Fig. 1 gezeigten funktionalen Blöcke werden durch eine Mikrocomputeranordnung dargestellt, und diese Anord­ nung ist in Fig. 4 gezeigt.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist die Mikrocomputeranordnung einen Intel Corporation 8097 Mikrocomputer 100 auf, der über einen Da­ ten- und Adressbus 101 mit einem 27C64-Typ Nur-Lesespeicher 102, einem Hitachi-Typ 6116 Lese-/Schreibspeicher 103 und einem Green­ wich Instruments Limited-Typ NVR2 nichtflüchtigen Lese-/Schreib­ speicher 104 verbunden ist. Das Programm und die festen Schemata sind in dem Speicher 102 gespeichert, die zeitweiligen Variablen sind in dem Speicher 103 gespeichert, und die Korrekturen für den Vorzündwinkel sind in dem Speicher 104 gespeichert.

Die Mikrocomputeranordnung stellt die Drehzahlberechnungseinrich­ tung 30, den Störungsgenerator 40, die Drehzahländerungsberech­ nungseinrichtung 44, die Steigungsberechnungseinrichtung 46, die Aktualisierungseinrichtung 47, die Speicher 35, 38 und 45 zusammen mit den Berechnungseinrichtungen 36, 39 und 42, die Addierer 37, 41 und 49 und einen Teil der Schließwinkelsteuereinrichtung 17 dar.

Der Lastaufnehmer 31 ist über eine herkömmliche Signalverarbei­ tungsschaltung 105 mit einem Analogeingang des Mikrocomputers 100 verbunden. Der Lastaufnehmer 16 ist vom variablen Reluktanz-Typ und wirkt mit dem gezahnten Rad zusammen, das auf der Maschinen­ kurbelwelle montiert ist und von dem Zähne zum Erzeugen von Refe­ renzpositionen entfernt sind. Der Aufnehmer 16 ist über eine Sig­ nalaufbereitungsschaltung 106 mit einem Hochgeschwindigkeitsein­ gang des Mikrocomputers 100 verbunden. Ein Hochgeschwindigkeits­ ausgang des Mikrocomputers 100 ist mit dem Eingang einer Schließ­ winkelsteuerschaltung 107 verbunden. Die Schließwinkelsteuer­ schaltung 107 zusammen mit einem Teil des in dem Speicher 102 ge­ speicherten Programmes führen die Funktion der Schließwinkelsteuer­ einrichtung 17 in Fig. 1 aus. Die Schließwinkelsteuerschaltung 107 ist eine L497-Typ Schließwinkelsteuerschaltung, die von S.G.S. Limited geliefert wird. Die Schließwinkelsteuerschaltung 107 beginnt das Aufbauen des Stromes in der Primärwicklung der Zündspule zum richtigen Zeitpunkt, so daß der gewünschte Pegel erreicht wird, gerade bevor der Strom unterbrochen wird. Die Schließwinkelsteuerschaltung 107 begrenzt ebenfalls den Spulen­ strom auf einen gewünschten Pegel während der kurzen Zeitdauer, die zwischen Erreichen des gewünschten Stromes und der Stromunter­ brechung abläuft. Der Ausgang der Schließwinkelsteuerschaltung 107 ist mit der Leistungsstufe 18 verbunden, die, wie unter Bezug­ nahme auf Fig. 1 erwähnt ist, mit dem Eingang der Spule und dem Verteiler 19 verbunden ist.

In Fig. 5 ist die allgemeine Anordnung der Module bzw. Unterpro­ gramme, die das Programm bilden, und ebenfalls der Fluß der Daten zwischen diesen Modulen gezeigt.

Das Programm weist Module MISDET 112, IGNLU 113, SAFIRE 114 und DWELL 115 auf. Das Modul IGNLU ruft ein Untermodul LOOK UP auf, und das Modul SAFIRE ruft ein Untermodul MAP STORE und LOOK UP CORRECTION auf. Obwohl es nicht gezeigt ist, ruft SAFIRE ebenfalls ein Untermodul LOOK UP TARGET SLOPE auf. Fig. 5 zeigt ebenfalls ein festes Vorzündschema 110, das die festen Vorzündwerte enthält und das dem in Fig. 1 gezeigten Speicher 35 entspricht. Fig. 5 zeigt weiter ein Vorzündkorrekturschema 111, das die Korrekturwer­ te für die Vorzündung enthält und dem in Fig. 1 gezeigten Speicher 38 entspricht.

Das Modul MISDET empfängt ein Unterbrechungssignal TOOTH INTERRUPT, und dieses Modul wird jedesmal ausgeführt, wenn ein Zahn nachge­ wiesen wird. Eine Variable TOOTH wird dem Modul DWELL zugeführt und stellt die Position der Kurbelwelle bis auf einen Zahn des gezahnten Zahnrades dar, das mit dem Aufnehmer 16 zusammenwirkt. Dieses Modul MISDET vergleicht die Periode zwischen jedem Zahn und weist dadurch die fehlenden Zähne nach. Wenn ein fehlender Zahn nachgewiesen ist, stellt dieses Modul das Verhältnis zwi­ schen der Variablen TOOTH und der Absolutposition der Kurbelwelle wieder her. Das Modul MISDET berechnet ebenfalls die Zündperiode als die Periode, die beginnt, wenn der Kolben in dem Zylinder, der einen Expansionstakt ausführt, 180° nach der oberen Totpunkt­ position ist, und die endet, wenn der nächste Kolben in Zündrei­ henfolge 180° nach der oberen Totpunktposition ist. Diese Perio­ de wird als eine Variable FIRE PERIOD dem Modul IGNLU zugeführt.

Das ModuI IGNLU empfängt eine Variable MAN PRESS, die den Ansaug­ druck darstellt, der die verlangte Last anzeigt. Die Variable MAN PRESS wird von dem Ausgangssignal des Aufnehmers 31 abgelei­ tet, das durch einen Analog-Digital-Konverter, der einen Teil des Mikrocomputers 100 darstellt, umgewandelt ist. Das Modul IGNLU berechnet eine Variable ENG SPEED, das die Maschinendrehzahl dar­ stellt, aus FIRE PERIOD und führt diese dem Modul SAFIRE and DWELL zu.

In jedem der Schemata 110 und 111 sind die Vorzündwinkel in einem 16×16 Feld gespeichert. In jedem Feld entspricht die Abszisse und die Ordinate der Maschinendrehzahl bzw. der Last, und die Abszisse und Ordinate sind entsprechend in 16 diskrete Maschi­ nendrehzahl- und Lastwerte unterteilt. Somit enthält jeder Feld­ punkt den Vorzündwert für einen der diskreten Maschinendrehzahl­ werte und einen der diskreten Lastwerte.

Zum Adressieren der Schemata 110 und 111 erzeugt das Modul IGNLU Adressvariable SPEED INDEX und LOAD INDEX, die der Maschinendreh­ zahl bzw. der Last entsprechen. Jede der Adressvariablen kann einen der Werte 0 bis 15 annehmen, die den unteren 16 diskreten Maschinendrehzahl- und Lastwerten entsprechen. Diese Werte sind auf den Wert gesetzt, der der Maschinendrehzahl und der Last un­ mittelbar unterhalb der vorliegenden Drehzahl und Last entspricht. Die Adressvariablen SPEED INDEX und LOAD INDEX werden den Unter­ modulen LOOK UP, MAP STORE und LOOK UP CORRECTION zugeführt.

Das Modul IGNLU berechnet ebenfalls vier Variable MAP INT 0 bis 3, die die vier oben beschriebenen Wichtungsfaktoren darstellen. Die vier Wichtungsfaktoren MAP INT 0 bis 3 entsprechen den zuge­ hörigen vier Adressen (SPEED INDEX, LOAD INDEX), (SPEED INDEX +1, LOAD INDEX), (SPEED INDEX, LOAD INDEX +1) und (SPEED INDEX +1, LOAD INDEX +1). Das Verfahren zum Berechnen der Wichtungsfaktoren MAP INT 0 bis 3 für die vorliegende Geschwindigkeit und Last ist in Fig. 6 gezeigt. Ein Hauptrechteck ist in der Drehzahl-/Last­ ebene gebildet, wobei die Ecken des Rechteckes an den Adressen (SPEED INDEX, LOAD INDEX), (SPEED INDEX +1, LOAD INDEX), (SPEED INDEX, LOAD INDEX +1), (SPEED INDEX +1, LOAD INDEX +1) liegen. Dieses Hauptrechteck ist in vier Unterrechtecke durch Zeichnen der Abszisse und Ordinate, die durch die vorliegende Drehzahl und Last gehen, unterteilt. Diese Unterrechtecke weisen Flächen A 0, A 1, A 2, A 3 auf. Der Wichtungsfaktor für jeden der vier Feldpunkte wird durch Dividieren der Fläche des Unterrechteckes, das diagonal gegenüber dem Feldpunkt liegt, durch die Fläche des Hauptrecht­ eckes berechnet. Somit haben die Wichtungsfaktoren MAP INT 0 bis 3 die folgenden Werte:

MAP INT 0 = A 0/A
MAP INT 1 = A 1/A
MAP INT 2 = A 3/A
MAP INT 3 = A 4/A,

wobei

A = A 0 + A 1 + A 2 + A 3 ist.

Das Modul IGNLU ruft das Untermodul LOOK UP auf, welches den Ba­ sisvorzündwinkel als Variable SPK ANG BASE durch das oben be­ schriebene Interpolationsverfahren berechnet. SPK ANG BASE defi­ niert den Vorzündwinkel unter Bezug auf die Drehung der Kurbel­ welle nach einem Festpunkt. Somit erniedrigt sich der Wert von SPK ANG BASE, wenn sich der Vorzündwinkel erhöht. Das Modul IGNLU legt dann die Variable SPK ANG BASE an das Modul SAFIRE an.

Das Modul IGNLU wird jedesmal ausgeführt, wenn ein fehlender Zahn nachgewiesen wird, und das Modul SAFIRE wird nach dem Modul IGNLU ausgeführt.

Das Modul SAFIRE erzeugt die Störungswellenform, bestimmt jede Störung für den Vorzündwinkel, berechnet die Änderung in der Ma­ schinendrehzahl, die aus jeder Störung resultiert, und berechnet die Steigung der Maschinenleistung bzw. Maschinendrehzahl mit Be­ zug auf den Vorzündwinkel als eine Variable SLOPE. Dieses Modul benutzt die Steigungsmessung verglichen mit der Zielsteigung zum Erzeugen einer Variablen SLOPE ERROR und benutzt SLOPE ERROR zum Aktualisieren des Vorzündkorrekturschemas. Dieses Modul holt aus diesem Schema einen Korrekturwert für die Vorzündung heraus. Die­ ses Modul addiert ebenfalls den Basisvorzündwert SPK ANG BASE mit dem Störungswert und den berechneten Korrekturwert zum Erzeugen eines Befehlswertes SPK ANG für den Vorzündwinkel und führt diesen dem Modul DWELL zu. Das Modul SAFIRE wird nun unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.

Nach Eintritt in das Modul SAFIRE wird in einem Schritt 200 die Variable ENG SPEED untersucht. Wenn die Maschinendrehzahl gerin­ ger als 600 UPM ist, wird in einem Schritt 201 SPK ANG auf SPK ANG BASE gesetzt, und keine Störung wird durchgeführt. Wenn die Maschinendrehzahl größer als 600 UPM ist, schaltet das Programm mit einem Schritt 202 fort.

In Schritt 202 wird eine Variable ACCELERATION als (ENG SPEED OLD SPEED) berechnet. OLD SPEED ist eine Variable, die den Wert von ENG SPEED darstellt, die dem Modul SAFIRE während des vorhe­ rigen Ausführens zur Verfügung stand. In Fig. 8 sind aufeinander­ folgende Ausführungen des Modules SAFIRE durch die Bezugszeichen 221 bis 228 gekennzeichnet. So wird z.B. während des Ausführens des durch 225 gekennzeichneten SAFIRE die Variable ACCELERATION auf den Wert S ₁₃-S ₁₂ gesetzt. Dieses entspricht der Änderung in der Maschinendrehzahl, die durch die Störung während des Aus­ führens von SAFIRE, wie es durch 223 angezeigt ist, verursacht wird. Allgemein, die Variable ACCELERATION entspricht der Änderung in Maschinendrehzahl, die durch die Störung in der vorletzten Aus­ führung von SAFIRE durchgeführt wurde.

Nach Schritt 202 wird die Variable OLD SPEED auf ENG SPEED in einem Schritt 203 gesetzt. Dann geht das Programm zum Schritt 204.

In Schritt 204 werden die Variablen STATE und CYLlNDER berechnet. Wie zuvor erwähnt ist, weist jeder Zyklus der Störungswellenform drei Maschinenzündungen auf, und die Variable STATE hat die Werte 0, 1, 2, die der ersten, zweiten bzw. dritten Zündung in jedem Zyklus entsprechen. Wenn STATE den Wert 0 und 1 annimmt, erzeugt das Modul SAFIRE negative Störungen für den Vorzündwinkel, und wenn STATE den Wert 2 hat, erzeugt das eine positive Störung. Die Werte von STATE sind in Fig. 8 gezeigt. CYLINDER ist die Nummer des Zylinders, die dem gegenwärtigen Wert von ENG SPEED ent­ spricht. Somit hat während der Ausführung des durch 225 gekenn­ zeichneten SAFIRE ENG SPEED den Wert S ₁₃ und CYLINDER den Wert 3.

Nach Schritt 204 wird in einem Schritt 205 der Wert von STATE un­ tersucht und das Programm verzweigt zu einem der Schritte 206, 207, 208 entsprechend dem jeweiligen Wert von STATE von 0,1 bzw. 2.

In den Schritten 206 und 207 wird eine Variable DITHER, die die Störung darstellt, auf +3,75° gesetzt, und in einem Schritt 208 wird DITHER auf -3,75° gesetzt. Ein Wert von DITHER von -3,75° entspricht einem Vorlauf oder einer positiven Störung. Nach den Schritten 206 und 208 springt das Programm zu einem Schritt 211, und nach Schritt 207 fährt das Programm mit einem Schritt 209 fort.

In Schritt 209 wird die Variable SLOPE als ACCELERATION - ACCEL (CYLINDER) berechnet. ACCEL(CYLINDER) entspricht dem Wert von ACCELERATION während der vorigen Ausführung des Modules SAFIRE, in dem CYLINDER sein gegenwärtiger Wert gegeben worden ist. So­ mit stellt SLOPE die Steigung der Maschinenleistung bzw. Drehzahl in bezug auf den Vorzündwinkel für den Zylinder dar, der den ge­ genwärtigen Wert von CYLINDER hat. Nach Schritt 209 fährt das Pro­ gramm mit Schritt 215 fort.

In Schritt 215 wird das Untermodul LOOK UP TARGET SLOPE aufgeru­ fen. Dieses Untermodul benutzt die Werte von SPEED INDEX, LOAD INDEX and MAP INT 0 bis 3, die es von IGNLU erhält, zum Berech­ nen einer Variablen TARGET SLOPE aus den in einem Speicher gespei­ cherten Zielsteigungswerten. In Schritt 216 wird eine Variable SLOPE ERROR berechnet aus TARGET SLOPE - SLOPE.

In Schritt 210 wird das Modul MAP STORE aufgerufen. Dieses Modul benutzt den kürzlich berechneten Wert von SLOPE ERROR zusammen mit den Werten von MAP INT 0 bis 3, SPEED INDEX und LOAD INDEX, die es von dem Modul IGNLU erhält, zum Aktualisieren des Vorzünd­ korrekturschemas 111. Dieses wird auf die Weise durchgeführt, wie es unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben ist. Nach Schritt 210 fährt das Programm mit Schritt 211 fort.

In Schritt 211 wird das Untermodul LOOK UP CORRECTION aufgerufen. Dieses Untermodul berechnet eine Variable CORRECTION, die die ge­ eignete Korrektur für das Vorzündkorrekturschema darstellt. Die­ se Variable wird durch das unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrie­ bene Interpolationsverfahren berechnet.

Als nächstes wird in einem Schritt 212 eine Variable SPK ANG OPT aus der Summe von SPK ANG BASE und CORRECTION berechnet. SPK ANG OPT stellt den optimalen Vorzündwinkel für die vorliegen­ de Maschinengeschwindigkeit und Last dar.

In einem Schritt 213 wird die Variable SPK ANG, die den geforder­ ten Wert für den Vorzündwinkel darstellt, aus der Summe von SPK ANG OPT und der Variablen DITHER berechnet. Somit wird entwe­ der eine positive oder eine negative Störung, die 3,75° der Kur­ belwellenrotation entspricht, dem optimalen Vorzündwinkel überla­ gert.

Zuletzt wird in einem Schritt 214 die Variable ACCEL(CYLINDER) auf den gegenwärtigen Wert von ACCELERATION gesetzt.

Nach Fig. 5 benutzt die Routine DWELL die Variablen TOOTH, ENG SPEED und SPK ANG zum Berechnen einer Variablen COIL DRIVE, die die Erzeugung von jedem Funken steuert. Genauer gesagt, COIL DRIVE bewirkt, daß der Hochgeschwindigkeitsausgang des Mikro­ computers 100 heruntergeht, wenn die Maschinenkurbelwelle an der geforderten Vorzündstellung vorbeigeht, und geht früh genug hoch, so daß der Primärstrom in der Zündspule den gewünschten Wert er­ reicht.

Die Reaktion der Maschinendrehzähl auf die Störungen des Vorzünd­ winkels fällt mit Zunehmen der Maschinendrehzahl nach oberhalb der Resonanzgeschwindigkeit. Damit dieses ausgeglichen wird, kann in einer Modifikation SLOPE mit einer Variablen multipliziert wer­ den, die proportional zu der Maschinendrehzahl und damit propor­ tional zu der Störungsfrequenz ist. Das gesamte Signal-Zu-Rausch- Verhalten ändert sich nicht mit der Maschinendrehzahl, da der we­ sentliche Rauschanteil im Verbrennungsprozeß erzeugt wird und folglich ebenfalls durch die Transmissionsreaktion beeinflußt wird.

Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschreibt, daß Störungen an den Vorzündwinkel in einer funkengezündeten Maschi­ ne zum Erhalten von Korrekturen für diesen Parameter angelegt wer­ den, ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung begrenzt. Sie kann z.B. auch benutzt werden zum Anlegen von Störungen an den Zeitpunkt des Kraftstoffeinspritzens in einer kompressionsgezün­ deten Maschine, so daß für diesen Parameter Korrekturen vorgesehen werden. Sowohl in einer funkengezündeten als auch in einer kom­ pressionsgezündeten Maschine wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Schema bestimmt. Die vorliegende Erfindung könnte auch zum Anbringen von Störungen an dieses Verhältnis benutzt werden, so daß Korrekturen für diesen Parameter erzielt werden. In einigen kompressionsgezündeten und in einigen funkengezündeten Maschinen werden die Auspuffgase mit der von der Maschine angesaugten Luft in einem vorbestimmten Ver­ hältnis gemischt. Die vorliegende Erfindung könnte benutzt werden zum Anbringen von Störungen an dieses Verhältnis, so daß eine Korrektur für diesen Parameter erzielt wird.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Vorzünd­ winkel gestört, und der gleiche Parameter wird entsprechend von Steigungsmessungen korrigiert. Das Beispiel könnte so modifiziert werden, daß ein Parameter gestört wird und ein anderer Parame­ ter korrigiert wird. Zum Beispiel könnte die Vorzündung gestört werden, und die Steigungsmessungen könnten benutzt werden zum Korrigieren von Werten in einem Schema für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis. Die Benutzung der Steigungsmessungen hierfür ist in der europäischen Patentanmeldung 02 10 766 beschrieben.

In dem unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 diskutierten System ist ein festes Vorzündschema 110 und ein Vorzündkorrekturschema 111 vorgesehen. Bei einer Modifikation kann ein einziges Vorzünd­ schema vorgesehen werden, das anfänglich mit den festen Werten vorgesehen ist. Die Werte würden dann in Übereinstimmung mit den Steigungsmessungen aktualisiert werden.

Gemäß einer anderen Modifikation wird ein einzelner Speicher­ platz für die gesamte Drehzahl-/Lastebene anstelle des Schemas 111 vorgesehen.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird das Ein­ stellregelsystem gemäß Fig. 1 noch einmal in einer vereinfachten Weise unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Fig. 10 ist ein Diagramm der funktionellen Komponenten des Regelsystemes und ent­ spricht im allgemeinen Fig. 1. Im Interesse der Vereinfachung sind jedoch das Schwungrad 11, das Getriebe 13, die Wellen 12, 14, die Antriebsräder 15, die Schließwinkelsteuereinrichtung 17, die Lei­ stungsstufe 18, die Zündkerzen 20, die Berechnungseinrichtungen 36, 39, 44, 48 und die Korrekturspeicheraktualisierungseinrichtung 47 weggelassen.

In Fig. 10 ist ein Regelsystem für die Vierzylindermaschine 10 gezeigt. Der Positionsaufnehmer 16 weist die Position der Maschi­ nenkurbelwelle nach, und die Drehzahlberechnungseinrichtung 30 reagiert auf das Ausgabesignal des Aufnehmers 16 und berechnet die Maschinendrehzahl. Positionsaufnehmer 16 und Drehzahlberech­ nungseinrichtung 30 bilden zusammen einen Maschinenausgabede­ tektor.

Das Regelsystem weist den Speicher 35, der die Basiswerte für den Vorzündwinkel enthält, und den Speicher 47, der die Korrekturwer­ te für den Vorzündwinkel enthält, auf. Vorzündwinkel ist ein Maschinenregelparameter.

Die Ausgänge der Speicher 35 und 47 werden den zwei Eingängen eines Addierers 37 zugeführt. Der Ausgang des Addierers 37 wird dem Eingang eines Addierers 41 zugeführt, und der Ausgang des Addierers 41 wird an den Eingang der Spule und Verteiler 17 zum Steuern des Zündzeitpunktes angelegt. Die Spule und Verteiler 17 ist eine Maschineneingangseinrichtung.

Das System weist den Störungsgenerator 40 auf, der den Ausgang von dem Positionsaufnehmer 16 erhält. Der Störungsgenerator 40 erzeugt eine Störungswellenform, und zum Anbringen von Störungen an den Vorzündwinkel wird der Ausgang des Störungsgenerators 40 an den anderen Eingang des Addierers 41 gelegt. Die Störungswel­ lenform ist in zwei Teile unterteilt. Während des ersten Teiles, der eine einzelne Maschinenzündung enthält, wird eine positive Störung an dem Vorzündwinkel angebracht. Während des zweiten Tei­ les, der zwei Maschinenzündungen enthält, wird eine negative Stö­ rung an dem Vorzündwinkel angebracht.

Die Ausgänge von dem Störungsgenerator 40 und der Drehzahlberech­ nungseinrichtung 30 werden an die Steigungsberechnungseinrich­ tung 46 gelegt, die die Steigung der Maschinenabgabe in bezug auf die Maschinendrehzahl berechnet.

Der Ausgang der Steigungsberechnungseinrichtung 46 wird dem nega­ tiven Eingang des Addierers 49 zugeführt. Der Ausgang des Spei­ chers 48, der Zielsteigungswerte bzw. gewünschte Steigungswerte enthält, wird an den positiven Eingang des Summierers 49 gelegt. Der Ausgang des Summierers 49 stellt den Fehler zwischen der tat­ sächlichen Steigung und der Zielsteigung, d.h. der gewünschten Steigung, dar.

Dieser Ausgang wird an den Speicher 47 zum Aktualisieren der Korrekturwerte gelegt.

Es wurde gerade eine spezielle Form für die Störungswellenform beschrieben. Allgemeiner weist für eine Maschine mit n Zylindern jeder Zyklus der Wellenform m Maschinenzündungen auf, wobei m einen Wert kleiner als 2n annimmt, und die Wellenform ist so an­ geordnet, daß jeder Zylinder der Maschine gleiche Zahlen von bei­ den Typen von Störungen erleidet. Vorzugsweise gibt es a Störungen des einen Types, b Störungen des anderen Types, wobei (a + b) kleiner oder gleich m ist und a und b jeder ein entsprechendes Vielfaches des größten gemeinsamen Faktors von n und m ist.

Claims (33)

1. Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine (10) mit einer Einrichtung (35, 36) zum Bestimmen eines Basiswertes für einen Maschinenregelparameter (im folgenden als gestörter Para­ meter bezeichnet);

• - einem Störungsgenerator (40) zum Erzeugen einer Abweichung für den gestörten Parameter von dem Basiswert, wobei der Störungsge­ nerator (40) eine Störungswellenform erzeugt und sowohl Abwei­ chungen vom positiven Typ als auch vom negativen Typ an den ge­ störten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform an­ bringt;
• - einer Einrichtung (16, 30) zum Überwachen der Maschinenleistung;
• - einer Einrichtung (46) zum Berechnen der Steigung der Maschinen­ leistung in bezug auf den gestörten Parameter; und
• - einer Einrichtung (38, 39) zum Anbringen einer Korrektur an min­ destens einen Maschinenregelparameter (von denen jeder im folgenden als korrigierter Parameter bezeichnet ist) unter Verwendung der Steigung;

dadurch gekennzeichnet,

• - daß für eine Maschine mit n Zylindern jeder Zyklus der Störwel­ lenform m Maschinenzündungen aufweist, wobei m einen Wert kleiner als 2n annimmt; und
• - daß die Wellenform so angeordnet ist, daß jeder Zylinder der Maschine im Vergleich mit anderen Zylindern die gleiche Anzahl von beiden Typen von Abweichungen unabhängig von der Maschinen­ drehzahl erfährt.

2. Einstellregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zyklus der Störwellenform a Störungen des einen Types, b Störungen des anderen Types vorhan­ den sind (a + b) kleiner oder gleich m ist und a und b jeder gleich einem entsprechenden Vielfachen des größten gemeinsamen Faktors von n und m ist.

3. Einstellregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Vierzylin­ dermaschine ist und daß m den Wert Drei annimmt, daß a den Wert Eins annimmt und daß b den Wert Zwei annimmt.

4. Einstellregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Sechszy­ lindermaschine ist und daß m den Wert Vier annimmt, daß a den Wert Zwei annimmt und daß b den Wert Zwei annimmt.

5. Einstellregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß keine Abweichung an den gestörten Para­ meter angebracht ist, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vor­ bestimmten Wert liegt.

6. Einstellregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Messen der jeder Störung entsprechenden Zündperiode vorgesehen ist und daß die Berechnungseinrichtungen (46) jeden Wert der Steigung aus den Zündperioden berechnet.

7. Einstellregelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (46) jeden Wert der Steigung aus Zündperioden eines bestimmten Zylinders ent­ sprechend Störungen vom sowohl positiven Typ als auch negativen Typ berechnet.

8. Einstellregelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (46) jeden Steigungswert durch Berechnen eines ersten Wertes, der sich auf die Änderung in der Maschinendrehzahl zwischen einer Zündperiode eines bestimmten Zylinders, die einem Typ von Störungen entspricht, und der unmittelbar vorhergehenden Zündperiode bezieht, durch Be­ rechnen eines zweiten Wertes, der sich auf die Änderung der Ma­ schinendrehzahl zwischen einer vorhergehenden Zündperiode des be­ stimmten Zylinders, die dem anderen Typ von Störungen entspricht, und der unmittelbar vorhergehenden Zündperiode bezieht, wobei bei­ de unmittelbar vorhergehenden Zündperioden dem anderen Typ von Störung entsprechen, und durch Berechnen des Steigungswertes als die Differenz zwischen dem ersten und zweiten Wert berechnet.

9. Einstellregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gestörte Parameter ein Zündzeit­ punktparameter ist.

10. Einstellregelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine funkenge­ zündete Maschine ist und daß der Zündzeitpunktparameter der Vor­ zündwinkel ist.

11. Einstellregelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine kompres­ sionsgezündete Maschine ist und daß der Zündzeitpunktparameter der Zeitpunkt des Kraftstoffeinspritzens ist.

12. Einstellregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger korrigierter Parameter vorgesehen ist, der gleich dem gestörten Parameter ist.

13. Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine (10) mit einem durch federnde Wellen (12, 14) und einer Getriebeanordnung (13) mit einer Last verbundenen Schwungrad (11), wobei das Schwung­ rad (11), die federnden Wellen (12, 14) und die Getriebeanordnung (13) ein Resonanzsystem mit einer eigenen Resonanzfrequenz für jedes durch die Getriebeanordnung (13) eingestelltes Übersetzungs­ verhältnis darstellt;
mit einer Einrichtung (35, 36) zum Bestimmen eines Basiswertes für einen Maschinenregelparameter (im folgenden als gestörter Para­ meter bezeichnet); einem Störungsgenerator (40) zum Stören des gestörten Parameters um den Basiswert; wobei der Störungsgenerator (40) eine Störungswellenform erzeugt und Störungen sowohl vom posi­ tiven Typ als auch vom negativen Typ an den gestörten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform anlegt; einer Einrichtung (16, 30) zum Überwachen einer Maschinenausgabe; einer Einrichtung (46) zum Berechnen der Steigung der Maschinenausgabe in bezug auf den gestörten Parameter; und einer Einrichtung (38, 39) zum Be­ nutzen der Steigung zum Anbringen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparameter (von denen jeder im folgenden als korrigierter Parameter bezeichnet ist);
dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wellenform größer ist als die Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes in dem vorlie­ genden Gang unter normalen Betriebsbedingungen und daß die Wellen­ form so angeordnet ist, daß jeder Zylinder der Maschine im Ver­ gleich mit anderen Zylindern die gleiche Anzahl von beiden Typen der Störungen unabhängig von der Maschinendrehzahl erfährt.

14. Einstellregelsystem für eine Brennkraftmaschine (10) mit einer Einrichtung (40) zum Stören eines Zündzeitpunktparameters um einen Basiswert,
einer Einrichtung (16, 30) zum Überwachen einer Maschinenleistung, und
einer Einrichtung (46) zum Berechnen der Steigung der Maschinen­ leistung in bezug auf den Zündzeitpunktparameter, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (38, 39, 45, 47, 48, 49) zum Regeln von mindestens einem Eingangsparameter so, daß ein ne­ gativer Wert der Steigung während zumindestens einiger Fahrbedin­ gungen erreicht wird, wobei der negative Wert eine Funktion der Fahrzeugsbetriebsbedingungen ist.

15. Einstellregelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Steigung eine Funktion der Maschinendrehzahl und -last ist.

16. Einstellregelsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine funkenge­ zündete Maschine ist und daß der Zündzeitpunktparameter der Vorzündwinkel ist.

17. Einstellregelsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine kompres­ sionsgezündete Maschine ist und daß der Zündzeitpunktparameter der Zeitpunkt des Kraftstoffein­ spritzens ist.

18. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine (10) mit den Schritten

• - Stören eines Maschinenregelparameters (im folgenden als gestör­ ter Parameter bezeichnet) durch Erzeugen einer Störungswellen­ form,
• - Anbringen von Störungen sowohl des positiven Types als auch des negativen Types an den gestörten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform,
• - Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den gestörten Parameter aus der Reaktion der Maschinenleistung auf die Störungen, und
• - Benutzen der Steigung zum Anbringen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparameter (von denen jeder im folgenden als korrigierter Parameter bezeichnet ist), dadurch gekennzeichnet,
• - daß für eine Maschine mit n Zylindern jeder Zyklus der Störwel­ lenform m Maschinenzündungen aufweist, wobei m einen Wert kleiner als 2n aufweist, und
• - daß die Wellenform so angeordnet ist, daß jeder Zylinder der Maschine im Vergleich mit anderen Zylindern die gleiche Anzahl von beiden Typen von Störungen unabhängig von der Maschinendreh­ zahl erfährt.

19. Verfahren zum Regeln einer Brennstoffmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zyklus der Störwellenform a Störungen des einen Types, b Störungen des anderen Types vor­ handen sind,
daß (a + b) kleiner als oder gleich m ist und
daß a und b jeder gleich einem entsprechenden Vielfachen des größten gemeinsamen Paktors von n und m sind.

20. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Vierzylin­ dermaschine ist und daß m den Wert Drei, a den Wert Eins und b den Wert Zwei aufweist.

21. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 19, dadurch gekennzeichnet daß die Brennkraftmaschine eine Sechszylin­ dermaschine ist und daß m den Wert Vier, a den Wert Zwei und b den Wert Zwei aufweist.

22. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß keine Störung an dem gestörten Para­ meter angebracht wird, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vor­ bestimmten Wert ist.

23. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt des Messens der Maschinen­ zündperiode, die jeder Störung entspricht, vorgesehen ist und daß in dem Schritt des Berechnens der Steigung jeder Wert der Stei­ gung aus den Zündperioden berechnet wird.

24. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt des Berechnens der Steigung jeder Wert der Steigung von den Zündperioden eines be­ stimmten Zylinders berechnet wird, die Störungen sowohl des posi­ tiven als auch des negativen Types entsprechen.

25. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt des Berechnens der Steigung jeder Wert der Steigung berechnet wird durch Berechnen eines ersten Wertes, der sich auf die Änderung in der Maschinendrehzahl zwischen einer ersten Zündperiode eines bestimm­ ten Zylinders, die einem Typ der Störung entspricht, und der un­ mittelbar vorhergehenden Zündperiode bezieht, Berechnen eines zweiten Wertes, der sich auf die Änderung in der Maschinendrehzahl zwischen einer vorhergehenden Zündperiode des bestimmten Zylinders, die dem anderen Typ von Störung entspricht, und der unmittelbar vorhergehenden Zündperiode bezieht, wobei beide unmittelbar vorhergehenden Zündperioden dem anderen Typ von Störung entsprechen, und dann Berechnen des Steigungswertes als die Differenz zwischen dem ersten und zweiten Wert.

26. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der gestörte Parameter ein Zündzeit­ punktparameter ist.

27. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 26, dadurch gekennzeichnet daß die Brennkraftmaschine eine funkenge­ zündete Maschine ist und daß der Zündzeitpunktparameter der Vorzündwinkel ist.

28. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine kompres­ sionsgezündete Maschine ist und daß der Zündzeitpunktparameter der Zeitpunkt des Brennstoffein­ spritzens ist.

29. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger korrigierter Parameter vorgesehen ist, der der gleiche wie der gestörte Parameter ist.

30. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine (10) wobei die Maschine ein durch federnde Wellen (12, 14) und eine Getriebeanordnung (13) mit einer Last verbundenes Schwungrad (11) aufweist, das Schwungrad (11), die federnden Wellen (12, 14) und die Getriebeanordnung (13) ein Resonanzsystem mit einer eigenen Resonanzfrequenz für jedes durch die Getriebeanordnung (13) einge­ stelltes Übersetzungsverhältnis bildet, mit den Schritten

• - Stören eines Maschinenregelparameters (im folgenden als gestör­ ter Parameter bezeichnet) durch Erzeugen einer Störwellenform,
• - Anbringen von Störungen sowohl des positiven Types als auch des negativen Types an den gestörten Parameter während jedes Zyklus der Wellenform,
• - Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den gestörten Parameter aus der Reaktion der Maschinenleistung auf die Störungen, und Benutzen der Steigung zum Anbringen einer Korrektur an mindestens einen Maschinenregelparameter, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Frequenz der Wellenform größer als die Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes in dem vorliegenden Gang bei normalen Pahr­ bedingungen ist und
• - daß die Wellenform so angeordnet ist, daß jeder Zylinder der Maschine im Vergleich mit anderen Zylindern die gleiche Anzahl von beiden Typen der Störungen unabhängig von der Maschinendreh­ zahl erfährt.

31. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine (10) mit den Schritten

• - Stören eines Zündzeitpunktparameters um einen Basiswert,
• - Überwachen der Maschinenleistung und
• - Berechnen der Steigung der Maschinenleistung in bezug auf den Zündzeitpunktparameter, gekennzeichnet durch
• - Regeln von mindestens einem Eingangsparameter so, daß ein nega­ tiver Wert der Steigung zumindestens während einiger Fahrbedin­ gungen erzielt wird, wobei der negative Wert einer Funktion der Fahrzeugsbetriebsbedingungen ist.

32. Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine nach An­ spruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Steigung eine Punktion der Maschinendrehzahl und -last ist.