DE4012271A1

DE4012271A1 - Drehzahlregler fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4012271A1
Application number: DE4012271A
Authority: DE
Inventors: Wataru Fukui; Toshio Iwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1990-10-25
Anticipated expiration: 2010-04-18
Also published as: KR900016603A; DE4012271C2; US5012779A

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlregler zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine.

Zur Steuerung von Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine, z. B. des Zündzeitpunkts, der Kraftstoffeinspritzung und dergleichen, werden normalerweise Signale genützt, die von einem Signalgeber synchron mit der Rotation der Maschine erzeugt werden. Der Signalgeber erfaßt allgemein die Rotation einer Kurbelwelle oder einer betriebsmäßig damit verbundenen Nockenwelle. Ein Beispiel für diese Art Signalgeber ist schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt. In Fig. 1 ist ein Signalgeber in Form eines Drehgebers allgemein mit 8 bezeichnet und umfaßt eine Welle 1, die synchron mit der Rotation einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (nicht gezeigt), die in diesem Beispiel eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine ist, umläuft, sowie eine umlaufende Scheibe 2, die mittig auf der Welle 1 drehfest angeordnet ist. Die Scheibe 2 ist mit mehreren Fenstern oder Schlitzen 3 um die Welle 1 herum versehen, die umfangsmäßig voneinander beabstandet sind. Jeder Schlitz 3 entspricht einem Zylinder der Maschine, so daß bei einer Vierzylindermaschine vier Schlitze in der Scheibe 2 vorhanden sind. Die Schlitze 3 sind von der Mitte der umlaufenden Scheibe 2 gleichbeabstandet. Sämtliche Schlitze 3 haben in Umfangsrichtung der Scheibe 2 gleiche Länge. Jeder Schlitz 3 hat einen vorderen Rand L und einen hinteren Rand T. Die vorderen Ränder L und die hinteren Ränder T sämtlicher vier Schlitze 3 sind um die Scheibe 2 herum in Abständen von jeweils 90° gleichbeabstandet.

Nach den Fig. 1 und 2 sind eine Lichtquelle 4 in Form einer lichtaussendenden Diode und ein Lichtsensor in Form eines Fototransistors 5 in Ausrichtung miteinander auf entgegengesetzten Seiten der Scheibe 2 derart angeordnet, daß bei Fluchtung eines der Schlitze 3 mit der lichtaussendenden Diode 4 und dem Fototransistor 5 von der Diode 4 ausgesandtes Licht den damit fluchtenden Schlitz 3 durchsetzen und den Fototransistor 5 erreichen kann, der dadurch eingeschaltet wird. Zu allen anderen Zeiten bleibt der Fototransistor 5 ausgeschaltet.

Wenn im Betrieb Licht von der lichtaussendenden Diode 4 einen der Schlitze 3 in der Scheibe 2 durchsetzt und auf den Fototransistor 5 fällt, wird dieser leitend, und Strom fließt durch den Fototransistor 5 und einen Widerstand 5 a, der mit dem Emitter des Fototransistors 5 gekoppelt ist. Ein Verstärker 6 verstärkt die Spannung am Widerstand 5 A und liefert das verstärkte Signal an die Basis eines Endstufentransistors 7 mit offenem Kollektor.

Fig. 3 zeigt das Ausgangssignal des Signalgebers 8. Dieses liegt in Form von Impulsen vor, und zwar mit einer Anstiegsflanke entsprechend dem vorderen Rand L und einer Abfallflanke entsprechend dem hinteren Rand T jedes Schlitzes 3 in der Scheibe 2. In Fig. 3 tritt eine Anstiegsflanke eines Ausgangsimpulses auf, wenn der Kolben des entsprechenden Zylinders bei 75° vor OT liegt, wogegen die Abfallflanke auftritt, wenn der Kolben des entsprechenden Zylinders bei 5° vor OT liegt. Die den Anstiegs- und Abfallflanken von Fig. 3 entsprechenden Kolbenlagen sind jedoch nur Beispiele, und es können andere Größen verwendet werden.

Wie Fig. 4 zeigt, wird das Ausgangssignal des Signalgebers 8 über eine Schnittstelle 9 einem Mikrocomputer 10 zugeführt. Aufgrund des Ausgangssignals vom Signalgeber 8 bestimmt der Mikrocomputer 10 den Zündzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzung und weitere Aspekte des Betriebs der Brennkraftmaschine. Um beispielsweise die Drehzahl der Maschine zu stabilisieren, bestimmt der Mikrocomputer 10 nacheinander die momentane Anzahl Umdrehungen pro Minute, z. B. durch Messung der Zeitdauer zwischen den Anstiegs- oder Abfallflanken von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen des Ausgangssignals des Signalgebers, berechnet einen Mittelwert der so bestimmten momentanen Drehzahl pro vorbestimmter Anzahl Zündvorgänge, vergleicht jede momentane Drehzahl mit dem entsprechenden Mittelwert unter Bildung einer Differenz und führt dann einen Regelvorgang aus, um eine bestimmte geeignete Einstellung oder Änderung des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von der so gebildeten Differenz vorzunehmen.

Bei der so aufgebauten bekannten Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine ist es zwar möglich, momentane Pulsationen oder Schwankungen der Drehzahl der Maschine zu verringern, andererseits ist es aber schwierig, die Drehzahl auf einem vorgegebenen Sollwert zu halten, und zwar, weil ein für eine vorbestimmte Anzahl Zündvorgänge berechneter Mittelwert der momentanen Drehzahl festgelegt ist und nicht immer die zuletzt erfaßte oder berechnete neueste Drehzahl berücksichtigt.

Bei der obigen Einrichtung ergibt sich noch ein weiteres Problem. Insbesondere wird ein Verstellbereich des Maschinenbetriebs, in dem geeignete Verstellungen oder Änderungen des Zündzeitpunkts vorzunehmen sind, allgemein auf der Grundlage eines Schwellenwerts der Drehzahl (z. B. unter 1000 U/min), der höher als ein vorbestimmter Sollwert der Leerlaufdrehzahl vorgegeben ist, und eines Schwellenwerts der Maschinenlast (z. B. eines Ansaugunterdrucks von weniger als 400 mm Hg), der größer als eine vorbestimmte Soll- Maschinenlast vorgegeben ist, bestimmt. Wenn daher die Maschine bei ausgerückter Kupplung verzögert wird, werden solche Verstellungen oder Änderungen durchgeführt, sobald die Betriebsbedingungen der Maschine in den Verstellbereich fallen (z. B. wenn die Drehzahl unter den maximalen Schwellenwert fällt, der größer als der Sollwert der Leerlaufdrehzahl ist). Infolgedessen tritt häufig ein zu starker Abfall der Drehzahl auf.

Der Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der obengenannten Probleme, die bei der bekannten Regeleinrichtung auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen und verbesserten Drehzahlreglers für eine Brennkraftmaschine, der die Leerlaufdrehzahl exakt auf einem vorbestimmten Sollwert halten kann. Dabei soll es insbesondere möglich sein, eine Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl von einer Soll-Leerlaufdrehzahl zu berechnen, die eine Änderung zwischen der momentanen Drehzahl und der vorhergehenden Drehzahl reflektiert, um so auf der Basis der entsprechend berechneten Abweichung die Leerlaufdrehzahl zu regeln. Ferner soll der neue und verbesserte Drehzahlregler die Leerlaufdrehzahl der Maschine in stabiler Weise ungeachtet irgendwelcher Übergangszustände der Maschine auf einem vorgegebenen Sollwert halten. Dabei soll es insbesondere möglich sein, ein übermäßiges Absinken der Drehzahl zu verhindern, wenn die Drehzahl in einen vorgegebenen Leerlaufregelbereich fällt, wenn etwa die Maschine bei ausgerückter Kupplung verzögert wird.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Drehzahlregler zur Regelung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Sollwert im Leerlaufbetrieb angegeben, wobei der Drehzahlregler aufweist: einen Signalgeber, der synchron mit der Rotation der Maschine ein den Kurbelwinkel bezeichnendes Ausgangssignal erzeugt; eine Drehzahlbestimmungseinheit, die das Ausgangssignal des Signalgebers empfängt und auf der Basis desselben aufeinanderfolgend die Drehzahl der Maschine bestimmt; und eine Zündzeitpunkteinstelleinheit, die den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Maschine einstellt, wobei sie eine momentane gemittelte Drehzahl, die bei jedem Zündvorgang aktualisiert wird, berechnet, eine Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl vom vorgegebenen Sollwert bestimmt und den Zündzeitpunkt auf der Basis der so bestimmten Abweichung derart ändert, daß die Drehzahl auf dem Sollwert gehalten wird.

Dabei ist vorgesehen, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit die momentane gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) auf der Basis der vorhergehenden gemittelten Drehzahl (N _AVE(n-1)) und der momentanen Drehzahl (N _IDL) unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet:

N _AVE = N _AVE (n-1) + K {N _AVE (n-1) - N _IDL} ,

wobei K eine Mittelungskonstante ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit den Zündzeitpunkt um eine Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC) ändert, die auf der Basis der Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl (N _AVE(n)) von der Soll-Drehzahl (N _TID) unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet wird:

R _ISC = (N _TID-N _AVE (n)) _* K₁R ,

wobei K₁R eine Umrechnungskonstante ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit den Zündzeitpunkt um eine momentane Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) verstellt, die auf der Basis der vorhergehenden Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n-1)) und der Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl (N _AVE(n)) von der Soll-Drehzahl (N _TID) unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet wird:

R _ISC (n) = R _ISC (n-1) + (N _TID-N _AVE (n)) _* K₂R ,

wobei K₂R eine Umrechnungskonstante ist.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit eine maximale Zündzeitpunkt-Änderungsgröße vorgibt und die momentane Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) bei der maximalen Zündzeitpunkt-Änderungsgröße festlegt.

Dabei sind die Drehzahlbestimmungseinheit (112) und die Zündzeitpunkteinstelleinheit (111) von einem Mikrocomputer (110) gebildet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine zur Regelung der Drehzahl auf einen vorgegebenen Sollwert im Leerlaufbetrieb angegeben, der aufweist: einen Signalgeber, der synchron mit der Rotation der Maschine ein den Kurbelwinkel bezeichnendes Ausgangssignal erzeugt; Sensoren, die Betriebszustände der Maschine aufnehmen und diesen entsprechende Ausgangssignale erzeugen; eine Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit, die aus den Ausgangssignalen der Sensoren den Leerlaufbetrieb der Maschine bestimmt; Steuermittel zum Einstellen der Drehzahl der Maschine während des Leerlaufbetriebs derselben auf den vorgegebenen Sollwert; und eine Verzögerungseinheit, die den Einstellbetrieb der Steuermittel um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, nachdem die Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit den Leerlaufbetrieb bestimmt hat.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuermittel die Drehzahl auf der Basis des Ausgangssignals des Signalgebers berechnen und bestimmen, ob die Drehzahl in einen vorbestimmten Leerlaufregelbereich fällt, und die Drehzahl an den Sollwert annähert, wenn bestimmt ist, daß die Drehzahl in den vorbestimmten Leerlaufregelbetrieb fällt.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß der vorbestimmte Drehzahlregelbereich zwischen dem Sollwert und einem bestimmten Wert, der größer als der Sollwert ist, liegt.

Dabei können die Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit, die Steuermittel und die Verzögerungseinheit von einem Mikrocomputer gebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Steuermittel umfassen: eine Drehzahlbestimmungseinheit zum Empfang des Ausgangssignals des Signalgebers und zum aufeinanderfolgenden Bestimmen der Drehzahl auf der Basis des Ausgangssignals des Signalgebers; und eine Zündzeitpunkteinstelleinheit zum Einstellen des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Maschine, wobei die Zündzeitpunkteinstelleinheit eine momentane gemittelte Drehzahl, die bei jedem Zündvorgang aktualisiert wird, berechnet, eine Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl von dem vorgegebenen Sollwert bestimmt und den Zündzeitpunkt auf der Basis der so bestimmten Abweichung derart ändert, daß die Drehzahl auf dem Sollwert gehalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Teils eines bekannten Signalgebers;

Fig. 2 ein Schaltbild des Signalgebers von Fig. 1;

Fig. 3 Signalverläufe des Ausgangssignals des Signalgebers und eines Mikrocomputers;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das die Verbindung zwischen Signalgeber und Mikrocomputer zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des Drehzahlreglers nach der Erfindung;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Rotations- und die Regelcharakteristik einer mit dem Drehzahlregler von Fig. 5 geregelten Brennkraftmaschine zeigt;

Fig. 7 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und

Fig. 8 ein Diagramm, das den Zustand der Brennkraftmaschine zeigt, die im Sinne einer Verzögerung durch den Drehzahlregler von Fig. 7 geregelt wird.

Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Drehzahlreglers für eine Brennkraftmaschine mit einem Signalgeber 108 zur Erzeugung eines Rotationssignals, das die Dreh- oder Winkellage einer Kurbelwelle der Maschine bezeichnet, mit einer Schnittstelle 109 und mit einem Mikrocomputer 110 zur Überwachung der verschiedenen Betriebszustände einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage des Ausgangssignals des Signalgebers 108, das über die Schnittstelle 109 in den Mikrocomputer eingegeben wird. Insofern entsprechen der Signalgeber 108 und die Schnittstelle 109 den Bausteinen 8 und 9 der bekannten Einrichtung nach den Fig. 1-4. Der Signalgeber 108 erzeugt also ein Drehzahlsignal entsprechend Fig. 3.

Der Mikrocomputer 110 umfaßt eine Zündzeitpunkteinstelleinheit 111 und eine Drehzahlbestimmungseinheit 112. Die Drehzahlbestimmungseinheit 112 berechnet aufeinanderfolgend die momentane Maschinendrehzahl, z. B. (N _IDL), durch Messung der Zeitdauer (T) zwischen den Anstiegs- oder Abfallflanken von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen (also zwischen der Anstiegs- oder der Abfallflanke des momentanen und der Anstiegs- oder der Abfallflanke des vorhergehenden Impulses) des Ausgangssignals vom Signalgeber 108, wie bereits im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert wurde. Auf der Basis der so berechneten momentanen Drehzahl (N _IDL) bestimmt dann die Drehzahlbestimmungseinheit 112 eine momentane gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) unter Anwendung der folgenden Gleichung:

N _AVE (n)=N _AVE (n-1)+K {N _AVE (n-1)-N _IDL} (1)

in der N _AVE(n-1) die vorhergehende gemittelte Drehzahl und K eine Mittelungskonstante ist.

Anschließend vergleicht die Zündzeitpunkteinstelleinheit 111 die so berechnete gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) und eine Soll-Drehzahl (N _TID) unter Bildung einer Differenz zwischen beiden Größen und berechnet eine Zündzeitpunkt- Änderungsgröße (R _ISC) auf der Basis der folgenden Gleichung:

R _ISC=(N _TID-N _AVE (n)) _* K₁R (2)

in der K₁R eine Umrechnungskonstante ist.

Die Zündzeitpunkteinstelleinheit 111 stellt dann den Zündzeitpunkt so ein, daß der vorbestimmte Zündzeitpunkt um die so berechnete Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC) geändert wird, so daß die Drehzahl zu der Soll-Drehzahl (N _TID) wird. Aus der obigen Gleichung (2) ist ersichtlich, daß der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, wenn die gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) der Maschine niedriger als die Soll-Drehzahl (N _TID) ist, wogegen der Zündzeitpunkt verzögert wird, wenn die gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) höher als die Soll-Drehzahl (N _TID) ist. Diese Beziehung ist aus Fig. 6 klar ersichtlich.

In dieser Hinsicht kann die Zündzeitpunkteinstellung auch dadurch erfolgen, daß eine Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) verwendet wird, die aus der nachstehenden Gleichung (3) durch Integration einer Differenz zwischen der Soll-Drehzahl (N _TID) und der momentanen gemittelten Drehzahl (N _AVE(n)) aufeinanderfolgend berechnet wird:

R _ISC (n)=R _ISC (n-1)+(N _TID-N _AVE (n)) _* K₂R (3)

in der R _ISC(n-1) die vorhergehende Zündzeitpunkt-Änderungsgröße und K₂R eine Umrechnungskonstante ist.

In diesem Fall wird die so gebildete Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) mit einem vorbestimmten Höchstwert der Zündzeitpunktänderung verglichen, und wenn die erstere größer als die letztere ist, wird die Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) auf den Höchstwert festgelegt.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird die momentane gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) unter Berücksichtigung einer Änderung zwischen der momentanen und der vorhergehenden Drehzahl berechnet. Unter Anwendung der so berechneten momentanen gemittelten Drehzahl ist es möglich, eine Differenz zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl und der momentanen Drehzahl, wie sie momentan erfaßt und berechnet wird, präzise zu bestimmen. Infolgedessen kann die Drehzahl auf der Basis der präzise bestimmten und aktualisierten Differenz exakt auf die Soll-Drehzahl geregelt werden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dabei umfaßt der Drehzahlregler einen Signalgeber 208, eine Schnittstelle 209, einen Mikrocomputer 210 und Sensoren 211 zur Erfassung verschiedener Betriebszustände einer Brennkraftmaschine. Der Signalgeber 208 und die Schnittstelle 209 entsprechen den Bausteinen 108 und 109 von Fig. 5.

Der Mikrocomputer 210 umfaßt einen Steuerteil, der aufweist: einen Änderungsrechner 210 a, dessen erster Eingang so geschaltet ist, daß er das Ausgangssignal des Signalgebers 208 über die Schnittstelle 209 empfängt, dessen zweitem Eingang ein Bezugssignal zugeführt ist, das eine Soll-Leerlaufdrehzahl bezeichnet, und dessen Ausgang durch einen Ein-Aus-Schalter 210 b mit einer Stelleinheit (nicht gezeigt) wie etwa einem Zündkreis (nicht gezeigt) verbunden ist, die den Betrieb der Maschine so überwacht, daß die Drehzahl auf der vorgegebenen Soll-Leerlaufdrehzahl gehalten wird, ferner eine Machinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit 210 c, der die Ausgangssignale von den Sensoren 211 über die Schnittstelle 209 zuführbar sind, um die Betriebszustände der Maschine zu bestimmen und ein Ausgangssignal bzw. Ausgangssignale zu erzeugen, die den erfaßten Betriebszuständen entsprechen, eine Schalterbetätigungseinheit 210 d zum Öffnen und Schließen des Schalters 210 b auf der Basis des Ausgangssignals der Maschinenbetriebszustands- Bestimmungseinheit 210 c und einen Verzögerungszeitgeber 210 e, der zwischen die Schalterbetätigungseinheit 210 d und den Schalter 210 b geschaltet ist und die Umschaltung des Schalters 210 b um eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten des Schalters 210 b durch die Schalterbetätigungseinheit 210 d verzögert. Der Änderungsrechner 210 a berechnet nacheinander eine momentane Maschinendrehzahl aus dem Ausgangssignal des Signalgebers 208, beispielsweise in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5, und vergleicht diese mit der Soll-Leerlaufdrehzahl, die an seinem zweiten Eingang anliegt, so daß er ein Ausgangssignal an den nicht gezeigten Regler liefert, der die Drehzahl der Maschine auf die Soll-Leerlaufdrehzahl regelt, wenn die Maschine im Leerlaufbetrieb läuft, d. h. wenn die Drehzahl in einen vorgegebenen Leerlaufregelbereich fällt.

Im Betrieb wird das Ausgangssignal des Signalgebers 208, wie in Fig. 3 gezeigt, über die Schnittstelle 209 an den Änderungsrechner 210 a geliefert, in dem die momentane Drehzahl aus dem Ausgangssignal des Signalgebers wie oben beschrieben berechnet wird. Der Änderungsrechner 210 a bestimmt dann, ob die so berechnete Drehzahl in einen vorgegebenen Leerlaufregelbereich fällt (der z. B. zwischen der vorgegebenen Soll-Leerlaufdrehzahl und einer bestimmten höheren Drehzahl liegt, wie Fig. 8 zeigt), und erzeugt ein Ausgangssignal zur Annäherung der Drehzahl an den Sollwert, wenn bestimmt wird, daß die Drehzahl in den vorgegebenen Leerlaufregelbereich fällt. In diesem Zusammenhang kann der Änderungsrechner 210 a jedoch ähnlich wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel von Fig. 5 eine Drehzahlbestimmungseinheit, der das Ausgangssignal des Signalgebers 208 zugeführt wird und die eine momentane Drehzahl auf der Basis des Ausgangssignals des Signalgebers aufeinanderfolgend bestimmt, sowie eine Zündzeitpunktstelleinheit zum Verstellen des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Maschine umfassen, wobei die Zündzeitpunktstelleinheit eine momentane gemittelte Drehzahl berechnet, die zu jedem Zündzeitpunkt aktualisiert wird, eine Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl von der Soll-Leerlaufdrehzahl bestimmt und den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der so bestimmten Abweichung derart ändert, daß die Drehzahl auf der Soll-Leerlaufdrehzahl gehalten wird.

Andererseits werden die Ausgangssignale der Sensoren 211, die die verschiedenen Betriebszustände der Maschine wiedergeben, über die Schnittstelle 209 der Maschinenbetriebszustands- Bestimmungseinheit 210 c zugeführt, die auf der Grundlage der Ausgangssignale der Sensoren 211 bestimmt, ob es sich um einen Übergangszustand der Maschine handelt, also ob beispielsweise die Maschine bei ausgerückter Kupplung verzögert wird. Wenn bestimmt wird, daß es sich um einen Übergangszustand der Maschine handelt, erzeugt die Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit 210 c ein Ausgangssignal, aufgrund dessen die Schalterbetätigungseinheit 210 d ein Schalterschließsignal an den Schalter 210 b über den Verzögerungszeitgeber 210 e liefert, so daß der Schalter 210 b innerhalb einer vorbestimmten Verzögerungszeitdauer nach Erzeugung des Schalterschließsignals durch die Schalterbetätigungseinheit 210 d von dem Verzögerungszeitgeber 210 e geschlossen wird. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Änderungsrechners 210 a über den nunmehr geschlossenen Schalter 210 b an den nicht gezeigten Regler mit Verzögerung übertragen, so daß die Drehzahl durch den Regler auf die Soll-Drehzahl geregelt wird.

Wie deutlich aus Fig. 8 hervorgeht, beginnt in diesem Zusammenhang bei dem eingangs beschriebenen bekannten Regler der Leerlaufstabilisierungsbetrieb des Änderungsrechners 210 a an einem Punkt A, bei dem die abnehmende Drehzahl die Ober- oder Maximalgrenze des Leerlaufregelbereichs kreuzt, d. h. sobald die Drehzahl in den Leerlaufregelbereich gelangt. Dies resultiert in einer starken Abnahme bzw. Verminderung unter den Soll-Leerlaufpegel der Drehzahl, wie die Vollinie in Fig. 8 deutlich zeigt. Dies ist der Fall, weil am Punkt A eine Abweichung zwischen der momentanen Drehzahl und der Soll-Leerlaufdrehzahl im Leerlaufregelbereich am größten ist, so daß eine entsprechend große Änderungsgröße (z. B. Zündzeitpunkt-Änderungsgröße) erforderlich ist, um die Drehzahl an die Soll-Leerlaufdrehzahl anzunähern. Bei der Erfindung dagegen wird der Anfangspunkt, bei dem die Drehzahl geregelt wird, um sich der Soll-Leerlaufdrehzahl anzunähern, vom Punkt A durch den Verzögerungszeitgeber 210 e um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, d. h., die Verringerung der Drehzahl beginnt an einem Punkt B (d. h. nach der vorgegebenen Zeitdauer relativ zum Punkt A), an dem sich die Drehzahl auf einen Wert nahe der Soll-Leerlaufdrehzahl vermindert hat. Aus diesem Grund ist die Differenz zwischen der momentanen Drehzahl und der Soll-Leerlaufdrehzahl relativ begrenzt, d. h., sie ist wesentlich geringer als die Differenz am Punkt A, so daß eine relativ begrenzte Änderungsgröße (z. B. Zündzeitpunkt- Änderungsgröße) benötigt wird, wie die Strichlinie in Fig. 8 deutlich zeigt. Infolgedessen kann ein übermäßiger Abfall oder ein Überfahren der Drehzahl unter die Soll- Leerlaufdrehzahl wirksam vermieden werden, wodurch der Leerlaufbetrieb der Maschine stabilisiert wird.

Claims

1. Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine zur Regelung der Drehzahl auf einen vorgegebenen Sollwert im Leerlaufbetrieb, gekennzeichnet durch
einen Signalgeber (108), der synchron mit der Rotation der Maschine ein den Kurbelwinkel bezeichnendes Ausgangssignal erzeugt;
eine Drehzahlbestimmungseinheit (112), die das Ausgangssignal des Signalgebers empfängt und auf der Basis desselben aufeinanderfolgend die Drehzahl der Maschine bestimmt; und
eine Zündzeitpunkteinstelleinheit (111), die den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Maschine einstellt, wobei sie eine momentane gemittelte Drehzahl, die bei jedem Zündvorgang aktualisiert wird, berechnet, eine Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl vom vorgegebenen Sollwert bestimmt und den Zündzeitpunkt auf der Basis der so bestimmten Abweichung derart ändert, daß die Drehzahl auf dem Sollwert gehalten wird.

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit (111) die momentane gemittelte Drehzahl (N _AVE(n)) auf der Basis der vorhergehenden gemittelten Drehzahl (N _AVE(n-1)) und der momentanen Drehzahl (N _IDL) unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet: N _AVE=N _AVE (n-1)+K {N _AVE (n-1)-N _IDL} ,wobei K eine Mittelungskonstante ist.

3. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit (111) den Zündzeitpunkt um eine Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC) ändert, die auf der Basis der Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl (N _AVE(n)) von der Soll-Drehzahl (N _TID) unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet wird: R _ISC=(N _TID-N _AVE (n)) _* K₁R ,wobei K₁R eine Umrechnungskonstante ist.

4. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit (111) den Zündzeitpunkt um eine momentane Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) verstellt, die auf der Basis der vorhergehenden Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n-1)) und der Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl (N _AVE(n)) von der Soll-Drehzahl (N _TID) unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet wird: R _ISC (n)=R _ISC (n-1)+(N _TID-N _AVE (n)) _* K₂R ,wobei K₂R eine Umrechnungskonstante ist.

5. Drehzahlregler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkteinstelleinheit (111) eine maximale Zündzeitpunkt-Änderungsgröße vorgibt und die momentane Zündzeitpunkt-Änderungsgröße (R _ISC(n)) bei der maximalen Zündzeitpunkt-Änderungsgröße festlegt.

6. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlbestimmungseinheit (112) und die Zündzeitpunkteinstelleinheit (111) von einem Mikrocomputer (110) gebildet sind.

7. Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine zur Regelung der Drehzahl auf einen vorgegebenen Sollwert im Leerlaufbetrieb, gekennzeichnet durch
einen Signalgeber (208), der synchron mit der Rotation der Maschine ein den Kurbelwinkel bezeichnendes Ausgangssignal erzeugt;
Sensoren (211), die Betriebszustände der Maschine aufnehmen und diesen entsprechende Ausgangssignale erzeugen;
eine Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit (210 c), die aus den Ausgangssignalen der Sensoren den Leerlaufbetrieb der Maschine bestimmt;
Steuermittel zum Einstellen der Drehzahl der Maschine während des Leerlaufbetriebs derselben auf den vorgegebenen Sollwert; und
eine Verzögerungseinheit (210 e), die den Einstellbetrieb der Steuermittel um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, nachdem die Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit den Leerlaufbetrieb bestimmt hat.

8. Drehzahlregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel die Drehzahl auf der Basis des Ausgangssignals des Signalgebers berechnen und bestimmen, ob die Drehzahl in einen vorbestimmten Leerlaufregelbereich fällt, und die Drehzahl an den Sollwert annähert, wenn bestimmt ist, daß die Drehzahl in den vorbestimmten Leerlaufregelbereich fällt.

9. Drehzahlregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Drehzahlregelbereich zwischen dem Sollwert und einem bestimmten Wert, der größer als der Sollwert ist, liegt.

10. Drehzahlregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenbetriebszustands-Bestimmungseinheit, die Steuermittel und die Verzögerungseinheit von einem Mikrocomputer (210) gebildet sind.

11. Drehzahlregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel umfassen:
eine Drehzahlbestimmungseinheit zum Empfang des Ausgangssignals des Signalgebers und zum aufeinanderfolgenden Bestimmen der Drehzahl auf der Basis des Ausgangssignals des Signalgebers; und
eine Zündzeitpunkteinstelleinheit zum Einstellen des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen der Maschine, wobei die Zündzeitpunkteinstelleinheit eine momentane gemittelte Drehzahl, die bei jedem Zündvorgang aktualisiert wird, berechnet, eine Abweichung der momentanen gemittelten Drehzahl von dem vorgegebenen Sollwert bestimmt und den Zündzeitpunkt auf der Basis der so bestimmten Abweichung derart ändert, daß die Drehzahl auf dem Sollwert gehalten wird.