DE3929104A1 - Regler fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Regler fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Regler für Brennkraftmaschinen,
wobei die Kraftstoffzuführmenge, der Zündzeitpunkt
usw. während des Übergangszustands der Brennkraftmaschine
bei Beschleunigung oder Verlangsamung verstellt werden.
Es ist heute üblich, Regler für Brennkraftmaschinen zu verwenden,
wobei die richtige Kraftstoffzuführmenge und der
richtige Zündzeitpunkt auf der Grundlage der Beziehung
zwischen der Menge oder dem Druck der Ansaugluft und der
Motordrehzahl errechnet und das Einspritzventil sowie die
Zündvorrichtung entsprechend geregelt werden. In der JP-OS
62 85 148 ist ein Regler vorgeschlagen, bei dem zur Erzielung
einer hochgenauen Regelung der Verbrennungsdruck in
den Motorzylindern gemessen und auf einen Sollwert eingestellt
wird; bei dieser Reglerart wird der Verbrennungszustand
des Motors durch Verbrennungsdrucksensoren erfaßt,
die an den jeweiligen Zylindern angeordnet sind, und der
Einspritzzeitpunkt sowie das AGR-Abschaltventil werden so
verstellt, daß der Verbrennungszustand des Motors an einen
vorbestimmten Verlauf angenähert wird.
Diese Reglerart für Brennkraftmaschinen weist jedoch folgenden
Nachteil auf: der Einspritzzeitpunkt und das AGR-
Verhältnis, die bei dieser Reglerart als Stellgrößen dienen,
eignen sich nur zur Regelung des Verbrennungsdrucks
über einen kleinen Druckbereich. Bei Kraftfahrzeugmotoren
ändert sich jedoch der Betriebszustand des Motors häufig
sehr schnell innerhalb eines großen Bereichs; wenn der
Motor z. B. sehr schnell beschleunigt wird, weicht er von
seinem optimalen Verbrennungszustand ab.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines
Reglers für eine Brennkraftmaschine, wobei auch während des
Übergangszustands der Brennkraftmaschine eine ausreichende
Regelbarkeit besteht und eine Änderung des Verbrennungszustands
nach Maßgabe eines optimalen Verlaufs geregelt wird,
um so ein gleichmäßiges Betriebsverhalten der Maschine bei
Beschleunigung und Verlangsamung zu erzielen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Regler für
eine Brennkraftmaschine gelöst, wobei wenigstens eine der
folgenden Größen als Stellgröße bzw. Stellgrößen gewählt
wird: die Kraftstoffzuführmenge (die der Treiberimpulsdauer
des Einspritzventils im Fall eines Motors mit Einspritzanlage
entspricht); der Zündzeitpunkt und die Saugluftmenge.
Der Istwert eines die Ausgangsleistung des Motors bezeichnenden
Parameters, der aus dem Verbrennungsdruck in den
Motorzylindern errechnet wird, wird mit einem Sollwert
verglichen, der z. B. aus der Änderungsrate des Öffnungsgrads
der Drosselklappe des Motors bestimmt ist. Die Stellgröße
bzw. -größen werden so geändert, daß die Differenz
zwischen den Ist- und den Sollwerten des Parameters verringert
wird.
Gemäß der Erfindung wird somit die Ausgangsleistung bzw.
der Verbrennungsdruck des Motors in jedem Verbrennungstakt
entsprechend einem gleichmäßigen Verlauf geregelt, der
durch die Änderung des Soll-Verbrennungsdrucks gegeben ist.
Infolgedessen kann der Motor auch im Übergangszustand
gleichmäßig beschleunigt oder verlangsamt werden.
Die Erfindung ist in den Patentansprüchen im einzelnen
gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau des
Sensorsystems des Reglers in Verbindung mit
der Brennkraftmaschine zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das die gegenständliche
Organisation des Reglers von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das die funktionelle Organisation
des Reglers gemäß den Prinzipien der
Erfindung zeigt;
Fig. 4 einen typischen Änderungsverlauf des Verbrennungsdrucks
in einem Motorzylinder;
Fig. 5 Änderungsverläufe des Parameters x, der die
Ausgangsleistung bzw. den Wirkungsgrad des
Motors bezeichnet, sowie des Drosselklappenöffnungsgrads,
über einen Beschleunigungszeitraum;
Fig. 6 eine Routine zur Bestimmung des Sollwertes des
Parameters x;
Fig. 7 eine Routine zur Bestimmung des Istwerts des
Parameters x und zur Einstellung der Stellgrößen
und
Fig. 8 und 9 die Beziehungen zwischen den Werten der Stellgrößen
und dem Parameter x.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll zuerst der Gesamtaufbau
einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge erläutert werden,
die einen Regler nach der Erfindung aufweist. Luft
wird in ein Ansaugrohr 1 durch einen Luftfilter 2 angesaugt,
der an der Einlaßöffnung des Ansaugrohrs 1 angeordnet
ist. Die von einem Luftmengenmesser 3 gemessene Saugluftmenge
Qa wird primär von einer Drosselklappe 4 geregelt,
deren Stellung bzw. Öffnungsgrad von einem Drosselklappenlagesensor
5 erfaßt wird. Eine die Drosselklappe 4
umgehende Bypassleitung 6 weist ein Bypassventil 7 auf, das
die durch die Bypassleitung 6 geleitete Zusatzluftmenge
bestimmt. Der Luftdruck Pb im Ansaugkrümmer 8 wird von
einem dort befindlichen Saugluftdrucksensor 9 erfaßt.
Die so in den Ansaugkrümmer 8 eingeleitete Luft wird mit
dem von einem Einspritzventil 10 eingespritzten Kraftstoff
vermischt; das erhaltene Kraftstoff-Luft-Gemisch wird den
Zylindern in einem Zylinderblock 11 des Motors zugeführt;
das in jeden Zylinder eingeleitete Kraftstoff-Luft-Gemisch
wird von einem Zündfunken gezündet und verbrannt, der an
einer Zündkerze 12 aufgrund einer von einer Zündspule 13 a
über einen Zündverteiler 13 zugeführten Hochspannung erzeugt
wird. Ein am Zylinderblock 11 angeordneter Wassertemperatursensor
14 mißt die Kühlwassertemperatur im Kühlwassermantel
des Zylinderblocks 11. Ein Kurbelwinkelsensor
15, der am Zündverteiler 13 angeordnet ist, nimmt den der
Drehstellung des Motors entsprechenden Kurbelwinkel R c
auf; genauer gesagt erzeugt er z. B. einen Referenzwinkelimpuls
bei jedem Referenzkurbelwinkel (d. h. bei jeweils
180° im Fall eines Vierzylindermotors bzw. bei jeweils 120°
im Fall eines Sechszylindermotors) und einen Einheitswinkelimpuls
bei jedem Einheitswinkel (z. B. bei jeder Rotation
um 1°) der Kurbelwelle des Motors. Somit kann der
Kurbelwinkel R c bestimmt werden durch Zählen der Anzahl
Einheitswinkelimpulse, die nach jedem Referenzwinkelimpuls
erzeugt werden. Andererseits kann die Motordrehzahl N durch
Messen der Frequenz bzw. Periode der Einheitswinkelimpulse
bestimmt werden. Außerdem ist am Sockel der Zündkerze 12
ein Verbrennungsdrucksensor 16 angeordnet, der den Innendruck
bzw. Verbrennungsdruck Pc in jedem Motorzylinder
aufnimmt.
Die durch die Verbrennung in den Motorzylindern erzeugten
Abgase werden aus einem Auspuffkrümmer 17 ausgestoßen; ein
dort befindlicher Abgassensor 18 nimmt die Konzentration
einer Abgaskomponente (z. B. die Sauerstoffkonzentration
der Abgase) auf.
Der Betrieb des Motors von Fig. 1 wird von einem Regler 19
geregelt, der aufgrund der verschiedenen Sensorsignale die
erforderlichen Regelsignale liefert. Insbesondere werden
dem Regler 19 folgende Sensorsignale als Eingangssignale
zugeführt: das Ausgangssignal S 1 des Luftmengenmessers 3,
das die Saugluftmenge Qa bezeichnet, bzw. alternativ das
Ausgangssignal S 1 a des Drucksensors 9, das den Saugluftdruck
Pb bezeichnet; das Ausgangssignal S 2 des Drosselklappenlagesensors
5, das den Öffnungsgrad der Drosselklappe
4 bezeichnet; das Ausgangssignal S 3 des Wassertemperatursensors
14, das die Kühlwassertemperatur des Motors bezeichnet;
das Ausgangssignal S 4 des Kurbelwinkelsensors 15,
das den Kurbelwinkel R c und die Motordrehzahl N bezeichnet;
das Ausgangssignal S 5 des Verbrennungsdrucksensors 16,
das den Innendruck (d. h. den Verbrennungsdruck) Pc in den
Motorzylindern bezeichnet; und das Ausgangssignal S 6 des
Abgassensors 18, das die Zusammensetzung einer Abgaskomponente
bezeichnet. Auf der Grundlage dieser eingegebenen
Sensorsignale liefert der Regler 19 Regelsignale S 7, S 8
bzw. S 9 an eine Zündleistungseinheit 20, das Einspritzventil
10 bzw. das Bypassventil 7. Die Einstellung des Zündzeitpunkts
und der Kraftstoffeinspritzung erfolgen durch
das Zündzeitpunktsignal S 7 bzw. das Einspritzstellsignal
S 8; die Zündleistungseinheit 20 verstärkt das Zündzeitpunktsignal
S 7 vom Regler 19 und liefert die resultierende
Spannung an die Zündspule 13 a synchron mit dem Zündzeitpunktsignal
S 7; andererseits wird das Einspritzventil 10
aufgrund des Einspritzstellsignals S 8 angetrieben. Die auf
der Basis der vorgenannten Sensorsignale durchgeführten
Regelvorgänge für den Zündzeitpunkt und die Kraftstoffeinspritzung
sind wohlbekannt; sie werden daher nicht weiter
erläutert. Dagegen wird noch im einzelnen die Regelung des
Bypassventils 7 durch das Stellsignal S 9 beschrieben, da
diese Regelung nach Maßgabe der Grundsätze der Erfindung
durchgeführt wird.
Der Regler 19 kann als Mikrocomputer realisiert sein,
dessen physischer Aufbau in Fig. 2 gezeigt ist: Ein A-D-
Wandler 191 wandelt die analogen Sensorsignale S 1 (oder
S 1 a), S 2, S 3, S 5 und S 6 in Digitalsignale um; das impulsförmige
Kurbelwinkelsignal S 4 wird einer dafür vorgesehenen
Eingangsschnittstelle 192 zugeführt; eine CPU 193, die die
Sensorsignale über den A-D-Wandler 191 und die Schnittstelle
192 empfängt, führt verschiedene Operationen nach
Maßgabe der vorbestimmten Programme und der in einem ROM
194 gespeicherten Daten sowie der in einem RAM 195 gespeicherten
temporären Daten aus; eine Ausgangsschnittstelle
196 liefert das Ergebnis dieser Operationen der CPU 193 als
Regelsignale S 7 bis S 9 an die Zündleistungseinheit 20, das
Einspritzventil 10 und das Bypassventil 7.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 sollen die funktionelle Organisation
und die Betriebsweise des Reglers 19 gemäß der
Erfindung erläutert werden. Dabei umfaßt der Regler 19
folgende Glieder: ein Rechenglied 19 a zum Berechnen des
Istwerts eines Parameters x (z. B. des mittleren effektiven
Drucks Pi in den Motorzylindern), der der Ausgangsleistung
bzw. dem Wirkungsgrad des Motors entspricht und diesen
darstellt; ein Rechenglied 19 b zum Berechnen des Sollwerts
x T desselben Parameters x auf der Grundlage des festgestellten
Beschleunigungs-Übergangszustands des Motors; und
eine Einstelleinheit 19 c zur Bestimmung und Einstellung des
Werts der Stellgröße (bzw. der Stellgrößen) y (bestehend
aus wenigstens einer der folgenden drei Variablen: der
Treiberimpulsdauer Ti des Einspritzventils 10, die der den
Motorzylindern zugeführten Kraftstoffmenge entspricht; dem
Zündzeitpunkt R ig der Zündkerze 12; und der Saugluftmenge
Qa durch das Bypassventil 7) nach Maßgabe der Ausgangssignale
der vorgenannten Rechenglieder 19 a und 19 b. Die Einstellung
der Stellgröße(n) y erfolgt derart, daß der Istwert
des Parameters x dessen Sollwert x T angenähert wird.
So wird gemäß der Erfindung der Sollwert x T , der eine
gleichmäßige Beschleunigung des Motors garantiert, durch
das Rechenglied 19 b bestimmt, und der im Rechenglied 19 a
berechnete Istwert des Parameters x wird so verstellt, daß
er dem so bestimmten Sollwert x T eng folgt; infolgedessen
kann die Ausgangsleistung des Motors gleichmäßig und
schnell an den Übergangszustand des Motors angepaßt werden.
Nachstehend wird die Betriebsweise der Glieder 19 a-19 c im
einzelnen erläutert.
Der im Rechenglied 19 a als der Ausgangsleistung des Motors
entsprechender Wert berechnete Parameter x kann der angegebene
(d. h. grafisch dargestellte und angegebene) mittlere
effektive Druck Pi in den Motorzylindern sein; nachstehend
wird die Berechnungsmethode des mittleren effektiven
Drucks Pi auf der Basis des Innen- oder Verbrennungsdrucks
Pc in den Motorzylindern (bestimmt aus dem Ausgangssignal
S 5 des Verbrennungsdrucksensors 16) und des Kurbelwinkels
R c (bestimmt aus dem Ausgangssignal S 4 des Kurbelwinkelsensors
15) erläutert.
Der Verbrennungsdruck Pc ist, wie Fig. 4 zeigt, in bezug
auf den Kurbelwinkel R c veränderlich; der durch das Ausgangssignal
S 5 des Verbrennungsdrucksensors 16 bezeichnete
Verbrennungsdruck Pc erreicht seinen Höchstwert unmittelbar
nach dem oberen Totpunkt (OT) während des Arbeitshubs des
Kolbens. Der angegebene mittlere effektive Druck Pi kann
berechnet werden durch Integration der Werte des Verbrennungsdruckes
Pc über einen Arbeitshub jedes Takts; Pi ist
also gegeben durch:
worin dV das Differential des Innenvolumens V des Zylinders
und Vs das Verdrängungsvolumen des Kolbenhubs ist. Das
Innenvolumen V des Zylinders wird durch den Bohrungsdurchmesser
d, die Länge l der Pleuelstange, den Kolbenhub γ und
den Kurbelwinkel R c wie folgt geschrieben:
V = (π/4)×d²×γ{(1-cos R c)+(γ/4l)(1-cos 2R c) }
Andererseits wird das Verdrängungsvolumen Vs des Kolbens
wie folgt geschrieben:
Vs = (π/4)×d²×γ
Der angegebene mittlere effektive Druck Pi, der durch die
vorstehenden Gleichungen errechnet wird, ist als Parameter
zur direkten Bezeichnung und Bestimmung der Ausgangsleistung
des Motors wohlbekannt.
Anstelle des mittleren effektiven Drucks Pi kann der
Höchstwert Pmax des Verbrennungsdrucks Pc im Motorzylinder
oder einer der folgenden Werte A und B als Parameter x
genützt werden, dessen Istwert im Rechenglied 19 a als Anzeichen
der Motorausgangsleistung bzw. des Motorwirkungsgrads
berechnet wird:
A = Pi/(Qa/N)
B = Pi/Pb
B = Pi/Pb
wobei Qa die aus dem Ausgangssignal S 1 des Luftmengenmessers
3 bestimmte Saugluftmenge, N die Motordrehzahl entsprechend
dem Ausgangssignal S 4 des Kurbelwinkelsensors 15
und Pb der Saugluftdruck entsprechend dem Ausgangssignal
S 1 a des Saugluftdrucksensors 9 ist. Diese Parameter A und B
bezeichnen die Verbrennungsenergie, die aus der Luftmengeneinheit
je Hub des Motors entnehmbar ist; somit bezeichnen
sie den Wirkungsgrad des Motors.
Wenn die Regelung gemäß der Erfindung nicht durchgeführt
wird, ändert sich der Parameter x (d. h. der angegebene
mittlere effektive Druck Pi oder der Höchstdruck Pmax des
Verbrennungsdrucks Pc oder der Parameter A bzw. B entsprechend
der vorstehenden Definition) über die Zeit t oder mit
dem Kurbelwinkel R c entsprechend der Vollinienkurve von
Fig. 5 (dort ist die Zeit t auf der Abszisse aufgetragen),
wenn sich der Motor in einem Beschleunigungszustand befindet.
Der Öffnungsgrad α der Drosselklappe 4 wird während
der Beschleunigungsperiode zwischen den Zeitpunkten t₀ und
t₂ größer, wie im oberen Teil der Figur gezeigt ist. Nach
dem Zeitpunkt t₀, zu dem der Öffnungsgrad α der Drosselklappe
4 größer zu werden beginnt, vermindert sich der Wert
des Parameters x zuerst zwischen t₀ und t₁, um dann zwischen
t₁ und t₂ sehr schnell anzusteigen. Diese anfängliche
Verminderung des Parameters x erfolgt häufig dann, wenn der
Motor in einen sehr schnellen Übergangszustand gebracht
wird, der z. B. auf die verzögerte Kraftstoffzufuhr oder
Zündzeitpunktverstellung in bezug auf die schnelle Änderung
zurückgeht. Diese anfängliche Verminderung des Parameters x
bezeichnet die Verminderung der Motorausgangsleistung;
dadurch wird nicht nur das Beschleunigungsverhalten des
Motors beeinträchtigt, sondern häufig ist dies auch von
unangenehmen Vibrationen begleitet. Die anschließende ausgleichende
sehr schnelle Zunahme des Parameters x zwischen
den Zeitpunkten t₁ und t₂ kann ferner zu einer Überbeschleunigung
führen, die mit einem mechanischen Stoß oder
einer Resonanzschwingung der Motorabstützung einhergeht.
Gemäß der Erfindung bestimmt also das Rechenglied 19 b des
Reglers 19 nach Fig. 3 einen Sollwert x T des Parameters x,
dessen Wert sich entsprechend der Strichlinienkurve von
Fig. 5 ändert. Der Sollwert x T steigt gleichmäßig an, so
daß, wenn der Wert des Parameters x dem Sollwert x T folgt,
der Motor ohne die genannten nachteiligen Auswirkungen
beschleunigt wird; dieser Sollwert wird auf der Basis des
Öffnungsgrads α der Drosselklappe 4 oder der Saugluftmenge
Qa bestimmt. Die eigentliche Bestimmung des Sollwerts x T
kann wie folgt durchgeführt werden: die der zeitlichen
Änderungsrate des Öffnungsgrads α oder der Saugluftmenge Qa
entsprechenden Werte von x T werden vorher experimentell
bestimmt und in einer Tabelle im ROM 194 (Fig. 2) gespeichert;
der der momentanen zeitlichen Änderungsrate von
oder Qa (bestimmt durch das Ausgangssignal des Luftmengenmessers
3 oder des Drosselklappenlagesensors 5) entsprechende
momentane Wert von x T wird aus der Datentabelle des
ROM 194 vom Rechenglied 19 b abgerufen. Alternativ kann der
momentane Sollwert x T vom Rechenglied 19 b aus dem momentanen
Wert von oder Qa errechnet werden unter Anwendung
einer Funktion, die einen bzw. mehrere Parameter hat, die
durch α oder Qa dargestellt sind; z. B. kann der Sollwert
x T entsprechend der Sinusfunktion x T =b · sin at erhöht
werden, wobei t die Zeit ist und die Parameter a und b nach
Maßgabe der Änderungsrate des Öffnungsgrads α der Drosselklappe
oder der Saugluftmenge Qa bestimmt sind. Es wurde
experimentell bestätigt, daß die Beschleunigung des Motors
gleichmäßig erfolgen kann, wenn der Parameter x nach Maßgabe
der Sinusfunktion geändert wird.
Fig. 6 zeigt den Ablauf der Routine, der das Rechenglied
19 b bei der Bestimmung des Sollwerts x T folgt. In Schritt
61 wird die Beschleunigung des Motors aus der zeitlichen
Änderung des Öffnungsgrads α der Drosselklappe 4 oder der
zeitlichen Änderung der Saugluftmenge Qa erfaßt und bestimmt.
Im nächsten Schritt 62 wird der Sollwert x T des
Parameters x auf der Grundlage der Änderungsrate des Öffnungsgrads
α oder der Saugluftmenge Qa entsprechend der
Feststellung im vorhergehenden Schritt S 61 bestimmt.
Die Einstelleinheit 19 c des Reglers 19 (Fig. 3) bestimmt
den Wert einer Stellgröße (bzw. von Stellgrößen) y derart,
daß der vom Rechenglied 19 a errechnete Istwert des Parameters
x an dessen im Rechenglied 19 b ermittelten Sollwert
x T angenähert wird. Die Stellgröße y umfaßt wenigstens eine
der folgenden Größen: die Treiberimpulsdauer Ti des Einspritzventils
10, den Zündzeitpunkt R ig der Zündkerze 12
bzw. die Saugluftmenge Qa durch das Bypassventil 7. Der Wert
des Parameters x ändert sich entsprechend den Fig. 8 bzw.
9, wenn sich die Werte der Treiberimpulsdauer Ti und des
Zündzeitpunkts R ig ändern, in beiden Figuren sind die
Normalwerte der Stellgrößen Ti und R ig mit dem Suffix 0
bezeichnet (d. h. durch Ti₀ und R ig 0). Der Wert des Parameters
x erhöht oder vermindert sich mit der Zunahme oder
Abnahme der Einspritztreiberimpulsdauer Ti relativ zum
Normalwert Ti₀; wenn also die Treiberimpulsdauer Ti als
eine der Stellgrößen y gewählt wird, wird das Inkrement
oder Dekrement Δ Ti der Impulsdauer Ti nach Maßgabe der
Differenz Δ x=x-x T bestimmt, so daß der Wert der Impulsdauer
Ti so eingestellt und geregelt wird, daß die Differenz
Δ x kleiner wird. Ebenso erhöht oder vermindert sich
der Wert des Parameters x nach Maßgabe der Verzögerung oder
Vorverstellung des Zündzeitpunkts R ig (Fig. 9); wenn also
das Zündzeitpunktsignal als eine der Stellgrößen y gewählt
wird, wird das Inkrement oder Dekrement ΔR ig des Zündzeitpunkts
R ig nach Maßgabe des Werts von Δ x bestimmt, so
daß der Zündzeitpunkt R ig so eingestellt und geregelt
wird, daß die Differenz Δ x zwischen dem Momentan- und dem
Sollwert des Parameters x kleiner wird. Wenn die Saugluftmenge
Qa durch das Bypassventil 7 als eine der Stellgrößen y
gewählt wird, wird sie gleichermaßen so beeinflußt, daß
dieselbe Differenz Δ x kleiner wird; d. h., die Saugluftmenge
Qa wird erhöht, wenn der Wert des Parameters x erhöht
werden soll; sie wird verringert, wenn der Wert des Parameters
x verringert werden soll.
In bezug auf die Saugluftmenge Qa ist jedoch folgendes zu
beachten: bei dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel wird
die Saugluftmenge Qa durch das Bypassventil 7 bestimmt; die
Saugluftmenge Qa durch das Bypassventil 7 kann aber nur dann
wirksam bestimmt werden, wenn der Öffnungsgrad α der Drosselklappe
4 klein ist. Wenn also die Regelung des Parameters
x über einen weiten Bereich der Saugluftmenge Qa
erwünscht ist, sollte der Öffnungsgrad α der Drosselklappe
4 selbst anstelle desjenigen des Bypassventils 7 geregelt
werden.
Wie die Fig. 8 und 9 zeigen, hat der Parameter x ferner
einen Höchstwert in bezug auf die Stellgrößen Ti und R ig
und beginnt abzunehmen, wenn der Wert der Stellgröße den
dem Höchstwert entsprechenden Punkt überschreitet; zusätzlich
kann eine Fehlzündung oder Klopfen auftreten, wenn Ti
oder R ig in einem zu großen Bereich geändert wird. Der
Regelbereich des Parameters x, der durch die Verstellung
von Ti oder R ig allein möglich ist, ist somit begrenzt;
daher wird die kombinierte Regelung beider Variablen Ti und
R ig bevorzugt, wenn Ti und R ig als eine der Stellgrößen
gewählt werden.
Das vorstehende Betriebsverfahren des Regelglieds 19 e kann
als innerhalb des Blocks 19 c in Fig. 3 wiedergegeben zusammengefaßt
werden: das Subtrahierglied 19 d errechnet die
Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Parameters
x wie folgt:
Δ x = x T -x.
Das Regelglied 19 e bestimmt auf der Grundlage der obigen
Differenz Δ x und der Beziehung zwischen dem Inkrement Δ y
der Stellgröße(n) y und der Änderung des Parameters x
(wobei diese Beziehung der Darstellung in Fig. 8 oder 9
entspricht) das Inkrement oder Dekrement Δ y der Stellgröße,
das die obige Differenz Δ x auf Null verringert. Die Beziehung
zwischen der Stellgröße y und dem Parameter x (entsprechend
Fig. 8 oder 9) ist im ROM 194 gespeichert und
kann ausgelesen werden.
Die Routine, der die Glieder 19 a und 19 c des Reglers 19 bei
der Bestimmung des Istwerts des Parameters x und der Einstellung
der Stellgrößen y folgen, ist in Fig. 7 gezeigt.
Zuerst wird in den Schritten 71-73 der Istwert des Parameters
x durch das Rechenglied 19 a bestimmt: in Schritt 71
wird der Verbrennungsdruck Pc vom Sensor 16 ausgelesen und
sein Wert bestimmt; in Schritt 72 wird der Kurbelwinkel
R c aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 15 bestimmt;
in Schritt 73 wird dann der Istwert des Parameters x, d. h.
Pmax, Pi, A oder B gemäß der vorstehenden Erläuterung, errechnet.
Wenn dabei der Wert von A oder B zu berechnen ist,
müssen die Saugluftmenge des Motors pro Hub, Qa/N, oder der
Wert des Saugluftdrucks Pb bestimmt werden; die Routine
sollte also zur Bestimmung dieser Werte weitere Schritte
umfassen, die nicht dargestellt sind. Ferner erfolgt in den
Schritten 74 und 75 die Einstellung der Stellgröße(n) y
(umfassend wenigstens Ti, R ig oder Qa) durch das Regelglied
19 c; dabei wird in Schritt 74 festgestellt, ob der
Istwert x gleich dem Sollwert x T ist; bei JA in Schritt 74
endet die Routine; bei NEIN dagegen erfolgt die Einstellung
der Stellgröße(n) y in Schritt 75 in der beschriebenen
Weise.
Es wurde zwar nur ein bestimmtes Ausführungsbeispiel erläutert,
das Verfahren zur Durchführung dieser Regelung
liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
Claims (6)
1. Regler für eine Brennkraftmaschine mit Mitteln zur Einstellung
einer einem Motorzylinder zuzuführenden Kraftstoffmenge,
gekennzeichnet durch
- - einen Verbrennungsdrucksensor (16), der einen Verbrennungsdruck (Pc) im Zylinder der Brennkraftmaschine aufnimmt;
- - ein mit einem Ausgang des Verbrennungsdrucksensors (16) gekoppeltes Rechenglied (19 a) zur Berechnung des Istwerts eines Parameters (x), der die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bezeichnet, auf der Basis des vom Verbrennungsdrucksensor (16) aufgenommenen Verbrennungsdrucks (Pc);
- - ein Rechenglied (19 b) zur Bestimmung eines Sollwerts (x T ) dieses Parameters nach Maßgabe eines Übergangszustands der Brennkraftmaschine und
- - eine mit den beiden Rechengliedern (19 a, 19 b) gekoppelte Einstelleinheit (19 c) zur Einstellung des Werts einer Stellgröße (y) derart, daß die Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Parameters verringert wird, wobei die Stellgröße wenigstens eine Kraftstoffzufuhrmenge (Ti), einen Zündzeitpunkt (R ig ) oder eine Saugluftmenge (Qa) der Brennkraftmaschine umfaßt.
2. Regler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Parameter ein mittlerer effektiver Druck (Pi) des
Verbrennungsdrucks während jeden Takts im Zylinder der
Brennkraftmaschine ist.
3. Regler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Parameter ein Höchstwert (Pmax) des Verbrennungsdrucks
während jeden Takts im Zylinder der Brennkraftmaschine
ist.
4. Regler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Parameter gegeben ist durch
Pi/Qwobei Pi ein mittlerer effektiver Druck des Verbrennungsdrucks
während jeden Takts im Zylinder der Brennkraftmaschine
und Q ein Wert ist, der einer Saugluftmenge je Hub
der Brennkraftmaschine entspricht.
5. Regler nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rechenglied (19 b) zur Berechnung des Parameter-
Sollwerts diesen nach Maßgabe einer zeitlichen Änderungsrate
des Öffnungsgrads (α) einer Drosselklappe (4) der
Brennkraftmaschine bestimmt.
6. Regler nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rechenglied (19 b) zur Berechnung des Parameter-
Sollwerts diesen nach Maßgabe einer zeitlichen Änderungsrate
einer der Brennkraftmaschine zugeführten Saugluftmenge
(Qa) bestimmt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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