DE4013943C2

DE4013943C2 -

Info

Publication number: DE4013943C2
Application number: DE4013943A
Authority: DE
Inventors: Tosio Toyota Aichi Jp Takaoka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1990-04-30
Publication date: 1992-12-10
Also published as: US5016593A; DE4013943A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Drehmoments einer Brennkraft maschine zur Unterdrückung von Ruckschwingungen eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 8.

Aus der DE 38 31 575 A1 ist ein Motorregelungssystem zur Unterdrückung von Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie bekannt, bei der eine Ermittlungseinrichtung eine Schwingung der Karosserie des Fahrzeugs ermittelt und das Ermittlungsergebnis einer Recheneinrichtung zur Berechnung einer periodischen Kontrollvariablen zugeführt wird. Auf der Basis der berechneten Kontrollvariablen wird zur Ver minderung der auftretenden Karosserieschwingungen das Motorausgangsdrehmoment geregelt, wobei die Veränderung des Motorausgangsdrehmoments in einer Richtung erfolgt, deren Phase entgegengesetzt zu der der Karosserie schwingung liegt. Im einzelnen werden die Karosserie schwingungen dadurch unterdrückt, daß eine Phasenkoinzi denz zwischen der Periode der Karosserieschwingungen und der Periode der Regelung des Motorausgangdrehmoments her beigeführt wird, indem die zeitabhängige Regelung des Motorausgangsdrehmoments und die Karosserieschwingung zeitlich synchronisiert werden.

Aus der DE 32 43 235 A1 ist weiterhin eine Einrichtung zur Dämpfung von vorzugsweise niederfrequenten Schwingungen einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der zur aktiven Dämpfung der Schwingungen der Zündwinkel und daraus resul tierend das Drehmoment der Brennkraftmaschine verändert wird. Auf der Basis von erfaßten und gefilterten aktuellen Drehzahlsignalen wird mittels eines daraus gebildeten Differenzsignals direkt die Änderungsrichtung der Zündver stellung gesteuert, wobei die Verstellung des Zündzeit punkts bei einem Drehzahlanstieg der Brennkraftmaschine zur Erzielung einer verringerten Drehmoments in Richtung spät, und bei einem Drehzahlabfall zur Erzielung eines höheren Drehmoments in Richtung früh erfolgt. Auf diese Weise wird eine gute Ansprechbarkeit der Regelung erreicht, wobei jedoch lediglich die Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine selbst erfaßt werden.

Des weiteren ist aus der DE 32 48 745 A1 ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem eine Regelung der Laufruhe der Brennkraftmaschine mit einer Regelung des zugeführten Luft/Brennstoff-Gemischs auf der Basis der mittels einer Lambdasonde erfaßten Abgaszusammensetzung kombiniert ist. In Abhängigkeit von einer Vielzahl von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine wird aus einem Lambda-Sollwerte-Kennfeld ein Lambda-Sollwert gebildet, wobei bereits die Bedindungen der Laufruhe, die aus der Maschinendrehzahl und weiteren Betriebsparametern bestimmt werden, berücksichtigt sind. Die Brennkraftmaschine wird sodann auf den Lambda-Sollwert geregelt. Darüber hinaus kann in diese Laufruheregelung eine Abgasrückführungs regelung einbezogen werden.

Aus der JP-58-160 530 ist ferner ein Verfahren zur Rege lung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine zur Verminde rung von Änderungen des Drehmoments auf der Basis erfaß ter Drehmomentänderungen bekannt. Bei diesem Verfahren werden die Drehmomentänderungen durch mindestens einen Betriebsparameter der Maschine, wie beispielsweise der Änderung der Maschinendrehzahl, der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, durch Änderung des Verbrennungsdrucks der Maschine oder eines Drehwinkels einer Kraftübertragungs welle der Maschine erfaßt, wobei das Signal der erfaßten Drehmomentänderung durch ein Filter verarbeitet wird. Aus der Vielzahl von Längsschwingungsfrequenzen des Fahrzeugs werden die Schwingungsfrequenzen mit negativen Auswir kungen auf den menschlichen Körper mittels des Filters herausgegriffen und aus der Erfassung dieser Schwingungs frequenzen das Auftreten einer Änderung des Maschinendreh moments festgestellt, das dann zu einer Verringerung der erfaßten unerwünschten Drehmomentänderungen geregelt wird.

Fährt das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn, wird die Unebenheit der Fahrbahn von den Reifen des Fahrzeugs als Schwingung aufgenommen, die an dem Fahrzeug eine Schwingung in Längsrichtung verursachen kann, die im Rahmen des aus der JP-58-160 530 bekannten Verfahren fälschlicherweise als Ruckschwingung erfaßt werden kann. Falls bei dem bekannten Verfahren die durch die Fahrt auf einer unebenen Fahrbahn verursachte Längsschwingung Frequenzen von 1 bis 10 Hz enthält, die den bestimmten Schwingungsfrequenzen mit negativen Auswirkungen auf den menschlichen Körper entsprechen, werden diese Frequenzen von 1 bis 10 Hz den durch Schwankungen des Verbrennungs zyklus der Maschine verursachten Ruckschwingungen bzw. Längspendelschwingungen zugeordnet, so daß daher das Maschinendrehmoment in der ungünstigen Richtung geregelt und dadurch die Ruckschwingung in unerwünschter Weise verstärkt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß auf Schwankungen des Verbren nungszyklus der Maschine basierende Ruckschwingungen des Fahrzeugs sicher erkannt und wirksam vermindert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patenanspruchs 1 bezüglich des Verfahrens, und des Patentanspruchs 8 bezüglich der Vor richtung.

Auf diese Weise kann durch die Erfassung der Schwingungs periode und der Schwingungsamplitude einer Schwingung des Fahrzeugs sowie der Eigenschwingungsperiode des Fahrzeugs das Vorliegen einer durch Schwankungen des Verbrennungs zyklus der Brennkraftmaschine verursachten Ruckschwingung des Fahrzeugs sicher bestimmt werden. In diesem Fall wird zur Vergrößerung der Laufruhe des Fahrzeugs und zur Ver besserung des Komforts der Fahrzeuginsassen das Drehmoment der Brennkraftmaschine erhöht, so daß die Ruckschwingungen wirksam vermindert werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraft maschine eines Fahrzeugs, bei der das Verfahren bzw. die Vorrrichtung zur Regelung des Drehmo ments Anwendung findet,

Fig. 2A eine graphische Darstellung einer Längsbeschleu nigung G des Fahrzeugs,

Fig. 2B eine grafische Darstellung der Änderung einer Zeitdifferenz DT 180 im Vergleich zur Längsbe schleunigung G gemäß Fig. 2A,

Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Veranschau lichung der Kurbelwinkel von 30° und Signalab gabestellungen eines Kurbelwinkelsensors,

Fig. 4 bis 12 und 14 Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung der Arbeitsweise einer Regelschaltung gemäß Fig. 1, und

Fig. 13 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen einer Drehschwingungsfrequenz der Rei fen entsprechend einer Gangeinstellung und einer Eigenfrequenz des Kraftübertragungs systems des Kraftfahrzeugs.

In Fig. 1, die eine Brennkraftmaschine zeigt, bei der das Verfahren bzw. die Vorrichtung zur Unterdrückung von Ruck schwingungen Verwendung findet, bezeichnet 1 eine Vier takt-Fremdzündungs-Maschine, nachstehend vereinfacht als Maschine bezeichnet, die in ein Kraft fahrzeug eingebaut ist. In einen Beruhigungsbehälter 3 eines Lufteinlasses 2 der Maschine 1 ist ein Luftdrucksensor 4 zum Erfassen des absoluten Drucks der in die Maschine 1 angesaugten Luft eingebaut, welcher ein zu dem Druck der vorbeiströmenden Luft proportionales analoges Spannungssignal erzeugt. Das Signal des Luftdrucksensors 4 wird einem mit einem Multiplexer ausgestatteten Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 101 einer Regelschaltung 10 zugeführt.

Im Abgasauslaß 5 der Maschine 1 ist ein Magergemischsensor 6 zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration im Abgas angebracht. Der Magergemischsensor 6 erzeugt ein dem Luft/Brennstoff-Verhältnis entsprechendes Stromausgangssignal und gibt dieses über eine Strom/Spannungs-Umsetzschaltung 102 an den A/D-Wandler 101 der Regelschaltung 10 ab.

In einem Verteiler 7 sind Kurbelwinkelsensoren 8 und 9 zum Erfassen des Drehwinkels der (nicht gezeigten) Kurbelwelle der Maschine 1 angeordnet. Der Kurbelwinkelsensor 8 erzeugt ein Impulssignal bei jedem Kurbelwinkel (KW) von 720°, während der Kurbelwinkelsensor 9 ein Impulssignal bei jedem Kurbelwinkel von 30° erzeugt. Die Impulssignale der Kurbelwinkelsensoren 8 und 9 werden einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 103 der Regelschaltung 10 zugeführt. Das Impulssignal des Kurbelwellensensors 9 wird ferner einem Unterbrechungsanschluß einer Zentraleinheit (CPU) 105 zugeführt und als 30°-KW-Unterbrechungssignal zum Berechnen einer Drehzahl Ne der Maschine und einer Brennstoffeinspritzmenge TAU verwendet.

Ferner ist in dem Lufteinlaß 2 ein Brennstoffeinspritzventil 11 zum Zuführen von Brennstoff unter Druck aus dem (nicht gezeigten) Brennstoffsystem zu der Lufteinlaßöffnung des Zylinders der Maschine 1 angebracht. Obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, sind für die anderen Zylinder gleichfalls Brennstoffeinspritzventile vorgesehen.

Der Abgasauslaß 5 ist mit dem Lufteinlaß 2 über einen Abgasrückführkanal 17 mit einem darin angeordneten Abgasrückführventil 18 verbunden. Das Abgasrückführventil 18 steht mit einem Unterdruckstellglied 19 in Verbindung, das durch ein elektromagnetisches Dreiwegeventil 20 selektiv an eine Unterdrucköffnung des Beruhigungsbehälters 3 oder an ein Außenluft-Filter 21 anschließbar ist. Wenn das Dreiwegeventil 20 durch die Regelschaltung 10 erregt wird, wird das Unterdruckstellglied 19 über das Dreiwegeventil 20 mit dem Unterdruck im Beruhigungsbehälter 3 beaufschlagt, um das Abgasrückführventil 18 zu öffnen. Wenn im Gegensatz dazu das elektromagnetische Dreiwegeventil 20 nicht erregt ist, wird über das Außenluft-Filter 21 und das Dreiwegeventil 20 Atmosphärenluft in das Unterdruckstellglied 19 geleitet, um das Abgasrückführventil 18 zu schließen. Dabei wird das elektromagnetische Dreiwegeventil 20 entsprechend dem Tastverhältnis eines Ansteuerungssignals gesteuert, das von einer Treiberschaltung 110 der Regelschaltung 10 erzeugt wird.

Die Regelschaltung 10, die durch einen Mikrocomputer gebildet sein kann, enthält ferner einen Festspeicher (ROM) 106 zum Speichern einer Hauptroutine, von Unterbrechungsroutinen wie einer Brennstoffeinspritzroutine und einer Zündpunkteinstellroutine, von Tabellen (Verzeichnissen), von Konstanten usw., einen Schreib/Lesespeicher bzw. Arbeitsspeicher (RAM) 107 zur vorübergehenden Datenspeicherung und eine Treiberschaltung 104 zum Ansteuern des Brennstoffeinspritzventils 11 und dergleichen. Die Treiberschaltung 104 enthält einen Abwärtszähler, ein Flip-Flop und eine Verstärkerschaltung und wird zum Steuern der Brennstoffeinspritzmenge TAU verwendet, entsprechend der der Brennstoff durch das Brennstoffeinspritzventil 11 eingespritzt wird.

In der Zentraleinheit 105 werden Unterbrechungsroutinen ausgeführt, wenn der A/D-Wandler 101 eine A/D-Umsetzung beendet und ein Unterbrechungssignal erzeugt, wenn der Kurbelwinkelsensor 9 ein Impulssignal erzeugt und wenn der Taktgenerator ein besonderes Taktsignal erzeugt.

Ansaugluftdruck-Daten Q des Luftdrucksensors 4 und das in einen Spannungswert RL umgesetzte Stromausgangssignal des Magergemischsensors 6 werden durch in vorbestimmten Abständen ausgeführte A/D-Umsetzroutinen aufgenommen und dann in dem Arbeitsspeicher 107 gespeichert. Dabei werden die Daten Q und der Wert RL im Arbeitsspeicher 107 in vorbestimmten Zeitabständen erneuert. Die Maschinendrehzahl Ne wird bei einer bei 30° KW ausgeführten Unterbrechungsroutine, d. h. bei jedem Impulssignal des Kurbelwinkelsensors 9 berechnet und in den Arbeitsspeicher 107 eingespeichert.

An ein Getriebe 14 der Maschine 1 ist ein Drehzahlsensor 15 zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angebracht, in das die Maschine 1 eingebaut ist. Der Drehzahlsensor 15 erzeugt ein Spannungsausgangssignal und führt es einer Fahrgeschwindigkeitssignal-Formerschaltung 16 zu, die ein die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigendes Signal formt und es der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 103 der Regelschaltung 10 zuführt. Ferner werden in die Regelschaltung 10 ein Signal von einem (nicht gezeigten) Drosselschalter zum Erfassen des Öffnungs- oder Schließzustands eines Drosselventils und ein Signal aus einem (nicht gezeigten) Drosselöffnungssensor zum Erfassen des Öffnungsgrads des Drosselventils eingegeben.

Bevor die Funktion der Regelschaltung 10 nach Fig. 1 und nachfolgend anhand der Ablaufdiagramme in Fig. 4 bis 12 und 14 erläutert wird, wird anhand der Fig. 2A und 2B der Zusammenhang zwischen einer Längsbeschleunigung G des Fahrzeugs und einer Änderung einer Zeitdifferenz DT 180 erläutert.

Fig. 2A zeigt als Modell den zeitlichen Verlauf der Längsbeschleunigung G des Fahrzeugs. Bei diesem Modell ist die Längsbeschleunigung G in einem Zeitabschnitt X hoch, wird in einem Zeitabschnitt Y kleiner und wird in einem Zeitabschnitt Z wieder größer. Fig. 2B zeigt die Änderung der Zeitdifferenz DT 180 bei der in Fig. 2A gezeigten Änderung der Längsbeschleunigung G. Die Zeit, die die Kurbelwelle zum Drehen um einen Winkel von 180° benötigt, wird als 180°-KW-Zeit bezeichnet und die Zeitdifferenz DT 180 ist als der Differenzwert definiert, der durch die Subtraktion von zwei aufeinanderfolgend erfaßten 180°-KW-Zeiten erhalten wird. Gemäß Fig. 2A und 2B ist die Zeitdifferenz DT 180 im Zeitabschnitt X groß, wird in dem Zeitabschnitt Y kleiner und wird im Zeitabschnitt Z wieder größer; eine durch die Schwankungen bzw. Abweichungen des Verbrennungszyklus verursachte Ruckschwingung des Fahrzeugs kann daher dann festgestellt werden, wenn die Amplitude der Zeitdifferenz DT 180 groß ist und die Periode der Zeitdifferenz DT 180 gleich der Eigenschwingungsperiode Φ des Fahrzeugs ist.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen der Zeitdifferenz DT 180 sowie einer Schwingungsperiode ϕ und einer Schwingungsamplitude A gemäß den bei jeweils 30° KW auftretenden Änderungen des Verbrennungszyklus auf der Basis eines von dem Kurbelwinkelsensor 9 des Verteilers 7 abgegebenen Signals.

Bei einem Schritt 400 wird ein Zeitzähler bzw. Zählstand TM um 1 aufgestuft und bei einem Schritt 401 wird ermittelt, ob der Zählstand TM gleich 6 ist. Falls der Zählstand TM nicht gleich 6 ist, ist diese Routine bei einem Schritt 402 beendet, während dagegen bei dem Zählstand 6 die Routine zu einem Schritt 403 fortschreitet, bei dem der Zeitzähler TM bzw. dessen Zählstand rückgesetzt wird. Diese Schritte 400 bis 403 bestimmen die Zeit für das Berechnen der Zeitdifferenz DT 180, da diese für jede 180°-KW-Zeit berechnet werden muß.

Demgemäß schreitet die Routine bei jeder 180°-KW-Zeit zu einem Schritt 404 weiter, welche die Zeit ist, die ein Kolben bei dessen Hub im Zylinder zu der Bewegung von dem oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt oder umgekehrt benötigt. Bei dem Schritt 404 werden ein Zählwert eines Zeitzählers T, ein Zeitwert T 180 und die Zeitdifferenz DT 180, die alle für die vorangehende 180°-KW-Zeit ermittelt wurden, in den Arbeitsspeicher 107 als alte Zeitwerte TPRE, T 180PRE und DT 180PRE zum Berechnen der Zeitdifferenz DT 180 in dieser Routine eingespeichert. Danach wird der Wert des Zeitzählers T ausgelesen und in den Arbeitsspeicher 107 als gegenwärtige Zeit eingespeichert sowie bei einem Schritt 405 der Zeitwert T 180 zu T 180 = T - TPRE berechnet. Der Zeitzähler T zählt die Zeit bei einem Schritt 701 einer in Fig. 7 gezeigten Zeitzählerroutine. (In der Praxis wird der gegenwärtige Zeitwert T 180 für jeden Zylinder entsprechend der Zeitsteuerung durch das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 9 bei 10° KW nach dem oberen Totpunkt eingeschrieben.) Die Routine nach Fig. 7 endet bei einem Schritt 702.

Bei einem Kolbenhub der Maschine dreht die Kurbelwelle um 720° (720° KW), so daß gemäß Fig. 3 der Kurbelwinkelsensor 9 24 Signale bei jeweils 30° KW erzeugt. Infolgedessen wird der Wert des Zeitzählers T bei den Ausgangssignalen Nr. 1, 7, 13 und 19 des Kurbelwellensensors 9 eingeschrieben, um damit den Zeitwert T 180 zu berechnen. Obgleich bei dem Ausführungsbeispiel das Berechnen der Zeitdifferenz DT 180 und des Zeitwerts T 180 in der gleichen Routine beschrieben ist, kann die Zeitdifferenz DT 180 nach der Berechnung des Zeitwerts T 180 berechnet werden. Wenn beispielsweise der Zeitwert T 180 bei den Ausgangssignalen Nr. 1 und 7 des Kurbelwellensensors 9 berechnet wird, kann die Zeitdifferenz DT 180 bei den Ausgangssignalen Nr. 2 und 8 des Kurbelwellensensors 9 berechnet werden.

Nach dem Schritt 405 schreitet die Routine zu einem Schritt 406 weiter, bei dem die Zeitdifferenz DT 180 folgendermaßen berechnet wird: DT 180 = T 180 - T 180PRE. Dann wird bei einem Schritt 407 ermittelt, ob die Zeitdifferenz DT 180 größer als 0 ist; bei DT 180 < 0 schreitet die Routine zu einem Schritt 408 weiter. Bei DT 180 ≦ 0 schreitet die Routine zu einem Schritt 412 weiter.

Bei dem Schritt 408 wird ermittelt, ob die bei der letzten Routine ermittelte Zeitdifferenz DT 180PRE kleiner als 0 ist oder nicht. Bei DT 180PRE < 0, wobei sich die Zeitdifferenz vom negativen Bereich zum positiven Bereich ändert, schreitet die Routine zu einem Schritt 410 weiter, bei dem die Zeitdifferenz DT 180 als maximaler Wert MAX 1 eingesetzt wird und der Wert des Zählers T als Zeit t 1 in den Arbeitsspeicher 107 eingeschrieben wird, wonach dann die Routine zu einem Schritt 411 für das Beenden der Routine fortschreitet. Falls bei dem Schritt 408 DT 180PRE ≧ 0 ermittelt wird, wobei die Zeitdifferenz DT 180 weiterhin im positiven Bereich liegt, schreitet die Routine zu einem Schritt 409 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Zeitdifferenz DT 180 größer als der Maximalwert MAX 1 ist. Bei DT 180 < MAX 1, wobei die Zeitdifferenz DT 180 zunimmt, schreitet die Routine zu dem Schritt 410 weiter, während die Routine zu dem Schritt 411 für den Abschluß der Routine bei DT 180 ≦ MAX 1 fortschreitet, wobei die Zeitdifferenz DT 180 abnimmt.

Bei dem Schritt 412 wird ermittelt, ob DT 180PRE größer als 0 ist oder nicht. Bei DT 180PRE < 0 hat sich die Zeitdifferenz DT 180 aus dem positiven Bereich zu dem negativen Bereich verändert und die Routine schreitet zu einem Schritt 413 weiter, während bei DT 180PRE ≦ 0 die Zeitdifferenz DT 180 noch im negativen Bereich liegt und die Routine zu einem Schritt 418 fortschreitet. Bei dem Schritt 413 wird ermittelt, ob der Maximalwert MAX 1, ein Maximalwert MAX 2 und ein Minimalwert MIN alle in dem Arbeitsspeicher 107 gespeichert sind. Falls diese Werte alle gespeichert sind, schreitet die Routine zu einem Schritt 414 weiter. Falls mindestens einer der Werte MAX 1, MAX 2 und MIN nicht in dem Arbeitsspeicher 107 gespeichert ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 415 weiter. Bei dem Schritt 414 werden die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A folgendermaßen berechnet:

ϕ = t 2 - t 1,

A = MAX 1 - MIN,

wonach dann die Routine zu dem Schritt 415 fortschreitet. Bei dem Schritt 415 wird ermittelt, ob in dem Arbeitsspeicher 107 der Maximalwert MAX 1 gespeichert ist oder nicht. Falls MAX 1 gespeichert ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 416 weiter, bei dem der Maximalwert MAX 1 als Maximalwert MAX 2 eingesetzt wird und der Zeitwert t 1 des Zählers als Zeit t 2 in den Arbeitsspeicher 107 eingeschrieben wird, wonach dann die Routine zu einem Schritt 417 fortschreitet. Falls MAX 1 nicht gespeichert ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 417 weiter, bei dem der Maximalwert MAX 1 und der Minimalwert MIN rückgesetzt werden, wonach dann die Routine zu einem Schritt 419 fortschreitet. Bei dem Schritt 418 wird ermittelt, ob die Zeitdifferenz DT 180 kleiner als der Minimalwert MIN ist. Bei DT 180 < MIN, wobei die Zeitdifferenz DT 180 abnimmt, schreitet die Routine zu dem Schritt 419 weiter, während bei DT 180 ≧ MIN die Zeitdifferenz DT 180 zunimmt und die Routine zu einem Schritt 420 für das Beenden der Routine fortschreitet. Bei dem Schritt 419 wird die Zeitdifferenz DT 180 als Minimalwert MIN eingesetzt, wonach dann die Routine zu ihrem Abschluß zu dem Schritt 420 fortschreitet.

Das Ablaufdiagramm in Fig. 4 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2B ausführlicher erläutert. Wenn die Zeitdifferenz DT 180 zunimmt, wird der Punkt α in Fig. 2B als Maximalwert MAX 1 berechnet und zugleich die Zeit des Zeitzählers T als Zeitpunkt t 1 eingeschrieben. Wenn die Änderung der Zeitdifferenz DT 180 aus dem positiven Bereich zum negativen Bereich ermittelt wird, wird der Punkt α als Maximalwert MAX 2 und zugleich der Zeitpunkt t 1 als Zeitpunkt t 2 eingeschrieben. Dann wird der Punkt β als Minimalwert MIN berechnet und danach der Punkt γ als Maximalwert MAX 1 berechnet, während zugleich die Zeit des Zählers T als Zeitpunkt t 1 eingeschrieben wird. Auf diese Weise werden dann, wenn die Daten für die Punkte α, β und γ alle in dem Arbeitsspeicher 107 gespeichert sind, die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A folgendermaßen berechnet:

ϕ = t 2 - t 1,

A = MAX 1 - MIN.

In einer Viertakt-Brennkraftmaschine wird Drehmoment erzeugt, wenn sich das Gas in einem jeweiligen Zylinder ausdehnt, so daß daher das Drehmoment intermittierend an die Kurbelwelle abgegeben wird. Infolgedessen ist eine durch dieses intermittierende Drehmoment verursachte Abweichung bei der Kurbelwellendrehung häufig dem Signal aus dem Kurbelwinkelsensor 9 als Störsignal überlagert; wenn der Kurbelwinkelsensor 9 an einem direkt mit einer Nockenwelle verbundenen Verteiler angebracht ist, werden von dem Nocken Stoßvibrationen zu dem Kurbelwinkelsensor 9 übertragen, die in dessen Ausgangssignal Störsignale ergeben. In diesen Fällen ist es schwierig, über einen breiten Maschinendrehzahlbereich die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A auf genaue Weise zu bestimmen, so daß daher die Zeitdifferenz DT 180 aus einem Mittelwert der Signale des Kurbelwellensensors 9 über den ganzen Drehbereich der Maschine 1 berechnet werden muß. Wenn ferner wegen der vorstehend genannten Störsignale der Wechselpunkt der Zeitdifferenz DT 180 vom positiven Bereich zum negativen Bereich oder umgekehrt schwierig zu berechnen ist, sollte nahe an dem Punkt, an dem die Zeitdifferenz DT 180 gleich 0 ist, eine tote Zone angesetzt werden.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine für das Berechnen einer Zeitdifferenz DT 720 sowie der Schwingungsperiode ϕ und der Schwingungsamplitude A unter Verwendung eines Mittelwerts der Signale aus dem Kurbelwinkelsensor 9. Diese Routine wird gleichfalls bei jedem Kurbelwinkel von 30° durch ein Signal aus dem Kurbelwinkelsensor 9 des Verteilers 7 ausgeführt.

Schritte 400 bis 403 nach Fig. 5 entsprechen den gleichen Schritten nach Fig. 4, so daß ihre Erläuterung weggelassen ist. Bei einem Schritt 501 werden in den Arbeitsspeicher 107 der Wert des Zeitzählers T als alter Zeitwert TPRE, ein Zeitwert T 1803, der der um 540° KW zuvor aufgezeichnete Zeitwert T 180 ist, als Zeitwert T 1804, ein Zeitwert T 1802, der der um 360° KW zuvor eingeschriebene Zeitwert T 180 ist, als Zeitwert T 1803, ein Zeitwert T 1801, der der um 180° KW zuvor eingeschriebene Zeitwert T 180 ist, als Zeitwert T 1802 und die Zeitdifferenz DT 720 als DT 720PRE eingespeichert. Die Routine schreitet dann zu einem Schritt 502 weiter, bei dem der Wert des Zeitzählers T ausgelesen und in den Arbeitsspeicher 107 als gegenwärtige Zeit eingespeichert wird und der Zeitwert T 1801 folgendermaßen berechnet wird:

T 1801 = T - TPRE.

Bei einem nächsten Schritt 503 wird ein Zeitwert T 720, der die Summe der vier Zeitwerte T 180 aus den letzten drei Ermittlungen und dieser Ermittlung ist, auf folgende Weise berechnet:

T 720 = T 1801 + T 1802 + T 1803 + T 1804;

danach schreitet die Routine zu einem Schritt 504 weiter, bei dem die Zeitdifferenz DT 720 auf folgende Weise berechnet wird:

DT 720 = T 720 - T 720PRE.

Dann wird bei einem Schritt 505 ermittelt, ob die Zeitdifferenz DT 720 größer als eine in Fig. 2B gezeigte obere Grenze L 1 der toten Zone ist oder nicht. Bei DT 720 < L 1 schreitet die Routine zu einem Schritt 506 weiter, während die Routine bei DT 720 ≦ L 1 zu einem Schritt 510 fortschreitet.

Bei dem Schritt 506 wird ermittelt, ob in dem Arbeitsspeicher 107 ein Minimalwert DTMIN 1 mit Ausnahme einer in Fig. 2B gezeigten Untergrenze L 2 der toten Zone gespeichert ist oder nicht. Falls der Minimalwert DTMIN 1 gespeichert ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 507 weiter, bei dem in den Arbeitsspeicher 107 der Minimalwert DTMIN 1 als Minimalwert DTMIN 2 sowie die Untergrenze L 2 der toten Zone als Minimalwert DTMIN 1 eingespeichert wird. Falls der Minimalwert DTMIN 1 nicht in dem Arbeitsspeicher 107 gespeichert ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 508 weiter. Bei dem Schritt 508 wird ermittelt, ob die Zeitdifferenz DT 720 größer als ein Maximalwert DTMAX 1 ist oder nicht. Bei DT 720 < DTMAX 1 schreitet die Routine zu einem Schritt 509 weiter, bei dem die Zeitdifferenz DT 720 als Maximalwert DTMAX 1 eingesetzt wird und der Wert des Zählers T in den Arbeitsspeicher 107 als ein Zeitpunkt MAXTIME 1 eingeschrieben wird, wonach die Routine zu einem Schritt 517 für das Beenden der Routine fortschreitet. Bei DT 720 ≦ DTMAX 1 schreitet die Routine zu dem Schritt 517 für den Abschluß der Routine weiter.

Bei dem Schritt 510 wird ermittelt, ob die Zeitdifferenz DT 720 kleiner als die Untergrenze L 2 der toten Zone ist; bei DT 720 < L 2 schreitet das Programm zu einem Schritt 511 weiter. Bei DT 720 ≧ L 2, wobei die Zeitdifferenz DT 720 noch zwischen der unteren Grenze L 2 und der oberen Grenze L 1 der toten Zone liegt, schreitet die Routine zu dem Schritt 517 für das Beenden der Routine weiter. Bei dem Schritt 511 wird ermittelt, ob in dem Arbeitsspeicher 107 ein Maximalwert DTMAX 1 mit Ausnahme der oberen Grenze L 1 der toten Zone gespeichert ist. Falls der Maximalwert DTMAX 1 gespeichert ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 512 weiter, während die Routine dann, wenn der Maximalwert DTMAX 1 nicht in dem Arbeitsspeicher 107 gespeichert ist, zu einem Schritt 515 fortschreitet. Bei dem Schritt 512 wird ermittelt, ob in dem Arbeitsspeicher 107 ein Maximalwert DTMAX 2 und ein Minimalwert DTMIN 2 gespeichert sind. Falls beide Werte DTMAX 2 und DTMIN 2 gespeichert sind, schreitet die Routine zu einem Schritt 513 weiter, während sie dagegen zu einem Schritt 514 fortschreitet, wenn nicht beide Werte gespeichert sind. Bei dem Schritt 513 werden die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A folgendermaßen berechnet:

ϕ = MAXTIME 1 - MAXTIME 2,

A = DTMAX 1 - DTMIN 2,

dann schreitet die Routine zu dem Schritt 514 weiter.

Bei dem Schritt 514 werden in den Arbeitsspeicher 107 der Maximalwert DTMAX 1 als Maximalwert DTMAX 2, die Zeit MAXTIME 1 als MAXTIME 2 und die Obergrenze L 1 der Totzone als Maximalwert DTMAX 1 eingespeichert, wonach die Routine zu einem Schritt 515 fortschreitet. Bei dem Schritt 515 wird ermittelt, ob die Zeitdifferenz DT 720 kleiner als der Minimalwert DTMIN 1 ist, und die Routine schreitet bei DT 720 < DTMIN 1 zu einem Schritt 516 weiter, während sie bei DT 720 ≧ DTMIN 1 zu dem Schritt 517 für das Beenden der Routine fortschreitet. Bei dem Schritt 516 wird die Zeitdifferenz DT 720 als Minimalwert DTMIN 1 gespeichert, wonach dann die Routine zur Beendigung zum Schritt 517 fortschreitet.

Bei dieser Routine wird zuerst die Zeitdifferenz DT 720 durch Addieren von vier aufeinanderfolgenden Zeiten T 180 berechnet und dann die Zeitdifferenz DT 180 bei jeweils 180° KW aus der Differenz zwischen den Zeitdifferenzen DT 720 und DT 720PRE berechnet. Infolgedessen entspricht bei einer Viertaktmaschine die Differenz zwischen den Zeitdifferenzen DT 720 und DT 720PRE dem Differenzwert eines Expansionshubs des gleichen Zylinders und es können daher auf Unterschiede des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zurückzuführende Abweichungen des Kurbelwinkels an anderen Zylindern außer Acht gelassen werden, wobei der genaue Wert der Schwingungsperiode ϕ berechnet werden kann.

Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Erfassen einer Ruckschwingung des Fahrzeugs, die bei einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen der Maschine 1 ausgeführt wird. Bei einem Schritt 601 werden die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A, die bei der in Fig. 4 dargestellten Routine berechnet worden sind, aus dem Arbeitsspeicher 107 ausgelesen, wonach bei einem Schritt 602 eine Berechnung einer Eigenschwingungsperiode Φ des Fahrzeugs entsprechend einem Antriebszustand der Maschine 1 ausgeführt wird. Die Eigenschwingungsperiode Φ ist bereits entsprechend den Antriebszustand kennzeichnenden Parametern, wie einer Fahrgeschwindigkeit, einer Maschinendrehzahl oder einer durch die Fahrgeschwindigkeit und die Maschinendrehzahl bestimmten Gangstellung berechnet und beispielsweise in Form einer Tabelle in dem Festspeicher 106 gespeichert. Daher wird bei dem Schritt 602 die Eigenschwingungsperiode Φ aus der Tabelle entsprechend der Gangstellung und der Maschinendrehzahl abgerufen.

Dann wird bei einem Schritt 603 ermittelt, ob die Schwingungsperiode ϕ gleich der Eigenschwingungsperiode Φ ist, wonach die Routine bei ϕ = Φ zu einem Schritt 604 fortschreitet. Falls ϕ und Φ verschieden sind, schreitet die Routine zu einem Schritt 608 zum Beenden der Routine weiter. Bei dem Schritt 604 wird ermittelt, ob die Schwingungsamplitude A größer als ein vorbestimmter Wert K 3 ist, der einen Bezugswert für das Feststellen eines Auftretens von Ruckbewegungen bzw. Ruckschwingungen ist. Bei A ≦ K 3 schreitet die Routine zu einem Schritt 606 weiter, während dagegen durch A < K 3 bestimmt ist, daß eine Ruckschwingung aufgetreten ist, und die Routine zu einem Schritt 605 fortschreitet, bei dem ein Zähler CSURG für das Zählen der Anzahl aufgetretener Ruckschwingungen um 1 aufgestuft wird.

Bei dem Schritt 606 wird ermittelt, ob die Schwingungsamplitude A größer als ein vorbestimmter Wert K 4 ist, der kleiner als der Wert K 3 ist. Bei A ≦ K 4 schreitet die Routine zu dem Schritt 608 für das Beenden der Routine weiter, während die Routine bei A < K 4 zu einem Schritt 607 fortschreitet, bei dem ein Zähler CSURG 0 zum Zählen von 65 ms auf CSURG 0 = CSURG 0 - ϕ vermindert wird, wobei ϕ die bei dem Schritt 601 ausgelesene Schwingungsperiode ist. Die Vorgänge bei den Schritten 606 und 607 werden derart ausgeführt, daß der Zählstand des Zählers CSURG 0, der die fortgesetzte Dauer eines Zustandes bemißt, bei dem die Längsbeschleunigung G an dem Fahrzeug sehr gering ist, nicht erhöht wird, da dann, wenn ermittelt wird, daß A größer als K 4 ist, eine vergleichsweise hohe Längsbeschleunigung G des Fahrzeugs vorliegt. Die Routine nach Fig. 6 ist durch den Schritt 608 abgeschlossen.

Der Zähler CSURG 0, der die Zeitdauer eines fortgesetzten Zustands mißt, bei dem die Längsbeschleunigung G des Fahrzeugs sehr klein ist, wird in einem in Fig. 8 dargestellten Ablaufdiagramm einer Zeitzählroutine bei jeweils 65 ms um 1 heraufgesetzt. Bei dieser Zeitzählroutine, die bei jeweils 1 ms ausgeführt wird, wird bei einem Schritt 801 ein Zähler t um 1 heraufgesetzt, wonach bei einem Schritt 802 ermittelt wird, ob der Zählstand des Zählers t gleich 65 ist. Falls der Zählstand den Wert 65 nicht erreicht hat, schreitet die Routine zu einem Schritt 805 zum Beenden der Routine weiter, während die Routine dann, wenn der Zählstand gleich 65 ist, zu einem Schritt 803 für das Rücksetzen des Zählers t und danach zu einem Schritt 804 fortschreitet. Bei dem Schritt 804 werden der Zähler CSURG 0 sowie auch ein Zähler CSAMP um 1 heraufgesetzt, welcher eine Meßzeit abzählt. Die Routine nach Fig. 8 wird bei dem Schritt 805 beendet.

Die Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Hauptroutine der Regelschaltung 10 nach Fig. 1. Bei einem Schritt 901 wird ermittelt, ob der Zählstand des Zählers CSURG für das Zählen der Anzahl auftretender Ruckschwingungen gleich 0 ist oder nicht. Wenn CSURG von 0 verschieden ist, wobei Ruckschwingungen auftreten, schreitet die Routine zu einem Schritt 902 weiter. Wenn CSURG gleich 0 ist, wobei keine Ruckschwingung auftritt, schreitet die Routine zu einem Schritt 910 weiter. Bei dieser Hauptroutine sind Schritte 902 bis 909 ein bei dem Auftreten von Ruckschwingungen der Maschine 1 ausgeführter Vorgang, während Schritte 910 bis 916 einen Vorgang darstellen, der ausgeführt wird, wenn keine Ruckschwingung der Maschine 1 auftritt. Es wird infolgedessen zuerst der Betriebsvorgang bei auftretenden Ruckschwingungen der Maschine 1 und dann der Betriebsvorgang erläutert, der ausgeführt wird, wenn eine Ruckschwingung der Maschine 1 nicht auftritt. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Ruckbewegung bzw. Ruckschwingung festgestellt wird, wird zuerst die Brennstoffeinspritzmenge TAU erhöht, jedoch wird das Erhöhen der Brennstoffeinspritzmenge TAU beendet, falls dadurch die Ruckschwingungen nicht vermindert sind, da dann die Ruckschwingung nicht auf den Schwankungen des Verbrennungszyklus der Maschine 1 beruht.

(1) Vorgang bei dem Auftreten von Ruckschwingungen der Maschine 1

Bei dem Schritt 902 wird ermittelt, ob eine Kennung KLEAN für ein Kurzzeit-Magergemisch gleich 1 ist oder nicht. Die Kennung KLEAN wird 1, wenn der Vorgang zum vorübergehenden Vermindern der Brennstoffeinspritzmenge TAU ausgeführt wird. Wenn die Kennung KLEAN von 1 verschieden ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 904 weiter, während sie bei KLEAN = 1 zu dem Schritt 903 fortschreitet, da dann die Ruckschwingung wegen des vorübergehenden Verringerns der Brennstoffeinspritzmenge aufgetreten ist. Bei dem Schritt 903 wird die Kennung KLEAN auf 0 rückgesetzt, um die vorübergehende Brennstoffmengenverringerung abzubrechen, und eine Kennung XPLUS zum Erzielen einer Erhöhung der Brennstoffeinspritzmenge TAU wird auf 1 gesetzt.

Bei dem Schritt 904 wird ermittelt, ob der Zählstand des Zählers CSURG für das Zählen der Anzahl aufgetretener Ruck schwingungen größer als ein vorbestimmter Wert K 1 ist. Bei CSURG ≦ K 1 schreitet die Routine zu dem Schritt 910 weiter, während sie bei CSURG < K 1 zu dem Schritt 905 fortschreitet, bei dem ermittelt wird, ob eine Kennung KRICH für ein vorübergehend fettes Gemisch gleich 1 ist. Die Kennung KRICH wird zu 1, wenn die Brennstoffeinspritzmenge TAU vorübergehend erhöht wird. Wenn KRICH von 1 verschieden ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 908 weiter, während sie bei KRICH = 1 zu dem Schritt 906 fortschreitet. Bei dem Schritt 908 wird die Kennung KRICH auf 1 gesetzt, die Kennung XPLUS auf 1 gesetzt, um die Brennstoffmenge TAU vorübergehend zu erhöhen, und eine Kennung KRICH 1 auf 1 gesetzt, um den Wechsel der Kennung KRICH von 0 auf 1 anzuzeigen. Andererseits wird bei dem Schritt 906 ermittelt, ob die Kennung KRICH 1 gleich 1 ist. Wenn die Kennung KRICH 1 gleich 1 ist, wobei die Kennung KRICH bei der vorangehenden Routine auf 1 geändert wurde, schreitet die Routine zu dem Schritt 909 weiter, bei dem die Kennung KRICH 1 auf 0 rückgesetzt wird. Falls die Kennung KRICH 1 nicht 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 907 weiter, bei dem die Kennung KRICH auf 0 rückgesetzt wird und eine Kennung XMINUS zum Erzielen einer Verringerung der Brennstoffeinspritzmenge TAU auf 1 gesetzt wird. Infolgedessen schreitet die Routine zu dem Schritt 907 dann weiter, wenn durch eine Verringerung der Brennstoffeinspritzmenge TAU keine Verminderung der Ruckschwingung erreicht wird, nämlich dann, wenn festgestellt wird, daß die Ruckschwingung nicht auf die Schwankungen des Verbrennungszyklus der Maschine 1, sondern auf externe Einwirkungen wie die Straßenzustände zurückzuführen ist. Nach Schritt 907, 908 oder 909 schreitet die Routine zu einem Schritt 917 weiter, bei dem die Zähler CSURG, CSAMP und CSURG 0 rückgesetzt werden. Die Routine nach Fig. 9 endet mit einem Schritt 919.

(2) Vorgang bei nicht vorliegender Ruckschwingung der Maschine 1

Bei dem Schritt 910 wird ermittelt, ob der Zählstand des Zählers CSAMP für die Länge einer Meßzeit größer als eine vorbestimmte Meßzeit M ist. Bei CSAMP < M schreitet die Routine zu dem Schritt 911 weiter, während sie bei CSAMP ≦ M bei einem Schritt 918 endet. Bei dem Schritt 911 wird ermittelt, ob die Kennung KRICH gleich 1 ist oder nicht. Wenn KRICH gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 912 weiter, da die Ruckschwingung der Maschine 1 durch eine Erhöhung der Brennstoffeinspritzmenge TAU verringert worden ist. Falls KRICH nicht 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 913 fort. Bei dem Schritt 912 wird die Kennung KRICH auf 0 rückgesetzt, um die vorübergehende Gemischanreicherung auf eine ständige Erhöhung zu verändern, wonach die Routine zu dem Schritt 917 fortschreitet.

Bei dem Schritt 913 wird ermittelt, ob die Kennung KLEAN gleich 1 ist. Wenn KLEAN nicht gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 914 weiter. Falls KLEAN gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 916 weiter, da festgestellt ist, daß nach dem Verändern des Luft/Brennstoff- Verhältnisses zu einem mageren Gemisch die Ruckschwingung nicht aufgetreten ist, wobei die Kennung KLEAN auf 0 rückgesetzt wird, um die vorübergehende Verminderung auf eine dauernde Verminderung zu ändern, wonach dann die Routine zu dem Schritt 917 fortschreitet. Bei dem Schritt 914 wird ermittelt, ob der Zählstand des Zählers CSURG 0 größer als ein vorbestimmter Zeitwert K 2 ist. Die Routine schreitet bei CSURG 0 ≦ K 2 zu dem Schritt 917 weiter, während sie bei CSURG 0 < K 2 zu dem Schritt 915 fortschreitet. Bei dem Schritt 915 werden die Kennungen KLEAN und XMINUS auf 1 gesetzt. Die Routine nach Fig. 9 endet mit dem Schritt 919.

Fig. 10A veranschaulicht die Berechnung der Brennstoffeinspritzmenge TAU unter Anwendung der Kennung XPLUS zur Anforderung einer Erhöhung der Brennstoffeinspritzmenge TAU und der Kennung XMINUS zur Anforderung einer Verringerung der Brennstoffeinspritzmenge TAU, welche jeweils bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel von beispielsweise 360° eingespritzt wird, wenn die Maschine eine Zentraleinspritzung hat, oder bei 180° KW, wenn die Maschine 1 mit vier Zylindern gesonderte Einspritzung hat. Dabei wird entsprechend Ansaugluftdruck-Daten PM und Maschinendrehzahldaten Ne eine Grund-Brennstoffeinspritzmenge τp berechnet und die endgültige Brennstoffeinspritzmenge TAU durch eine Korrektur der Grund- Brennstoffeinspritzmenge τp entsprechend den Antriebszustandsparametern wie einem Beschleunigungsparameter und einem Warmlaufparameter berechnet, obgleich dies nicht dargestellt ist. Bei dem in Fig. 10A dargestellten Ablaufdiagramm der Routine wird die endgültige Brennstoffeinspritzmenge TAU durch einen Koeffizienten KLLFB eingestellt.

Bei einem Schritt 1001 wird ermittelt, ob die Kennung XPLUS gleich 1 ist oder nicht. Bei XPLUS = 1 schreitet die Routine zu einem Schritt 1002 weiter, während sie zu einem Schritt 1003 fortschreitet, wenn XPLUS nicht gleich 1 ist. Bei dem Schritt 1002 wird der Korrekturkoeffizient KLLFB um einen vorbestimmten Wert Δf erhöht, während zugleich die Kennung XPLUS auf 0 rückgesetzt wird und die Routine zu dem Schritt 1003 fortschreitet. Bei dem Schritt 1003 wird ermittelt, ob die Kennung XMINUS gleich 1 ist. Wenn XMINUS gleich 1 ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 1004 weiter, während sie zu einem Schritt 1005 fortschreitet, wenn XMINUS nicht gleich 1 ist. Bei dem Schritt 1004 wird der Koeffizient KLLFB um den vorbestimmten Wert Δf verringert und zugleich die Kennung XMINUS auf 0 rückgesetzt, wonach die Routine zu dem Schritt 1005 fortschreitet. Bei dem Schritt 1005 wird die Brennstoffeinspritzmenge TAU durch Multiplizieren mit dem Koeffizienten KLLFB korrigiert, wodurch die Brennstoffeinspritzmenge TAU bestimmt ist. Die Routine nach Fig. 10A endet mit einem Schritt 1000A.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das Luft/Brennstoff-Verhältnis zu einem mageren Gemisch hin gesteuert werden, wenn festgestellt wird, daß die Ruck schwingung nicht auf die Verbrennung der Maschine 1 zurückzuführen ist. Dadurch können die Emissionen, hauptsächlich von NO_x vermindert werden, so daß dementsprechend dann, wenn zu erwarten ist, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis angereichert wird, eine Voreinstellung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf das magere Gemisch möglich ist, bei dem leicht die Ruckschwingung auftritt.

Die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A des Fahrzeugs der durch die Schwankungen des Verbrennungszyklus verursachten Ruckschwingungen werden bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel aus dem Ausgangssignal des Kurbel winkelsensors 8, 9 berechnet, jedoch können sie auch aus dem Ausgangssignal eines an dem Fahrzeug angebrachten Beschleunigungsdetektors berechnet werden.

Ferner hat die in Fig. 1 dargestellte Maschine 1 ein Magergemisch- Verbrennungssystem, jedoch ist die gleiche Gestaltung auch bei einer Maschine mit einer Regelung auf ein stöchiometrisches Luft/Brennstoff-Verhältnis wie beispielsweise bei einer Maschine mit einem Abgasrückführsystem anwendbar, wobei die Menge an zurückgeführtem Abgas zum Vermindern einer durch Schwankungen des Verbrennungszyklus verursachten Ruckschwingung geregelt werden kann. Fig. 10B zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine zur Regelung der Menge an zurückgeführtem Abgas, wobei die Kennung XPLUS zum Verringern der Menge und die Kennung XMINUS zum Erhöhen der Menge herangezogen werden. Das Abgasrückführventil 18 ist geöffnet, wenn das elektromagnetische Dreiwegeventil 20 von der Regelschaltung 10 erregt ist, wobei das Stellglied 19 über das elektromagnetische Dreiwegeventil 20 mit dem Unterdruck in dem Beruhigungsbehälter 3 beaufschlagt ist. Die Menge an rückgeführtem Abgas wird durch ein Tastverhältnis DT eines von der Regelschaltung 10 erzeugten Signals gesteuert. In diesem Fall wird die Menge an rückgeführtem Abgas erhöht, wenn das Tastverhältnis DT erhöht wird, und vermindert, wenn das Tastverhältnis DT verringert wird.

Bei einem Schritt 1006 wird ein Tastverhältnis DT aus einer in dem Festspeicher 106 gespeicherten zweidimensionalen Tabelle entsprechend Druckdaten PM des Luftdrucksensors 4 und der Maschinendrehzahl Ne abgerufen. Dann wird bei einem Schritt 1007 ermittelt, ob die Kennung XPLUS gleich 1 ist. Wenn die Kennung gleich 1 ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 1008 weiter. Wenn die Kennung nicht gleich 1 ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 1009 weiter. Bei dem Schritt 1008 wird die Menge an rückgeführtem Abgas folgendermaßen verringert:

DT = DT - Δk 1;

dabei ist Δk 1 ein vorbestimmter definierter Wert; zugleich wird die Kennung XPLUS auf 0 rückgesetzt, wonach die Routine zu dem Schritt 1009 fortschreitet. Bei dem Schritt 1009 wird ermittelt, ob die Kennung XMINUS gleich 1 ist. Falls XMINUS gleich 1 ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 1010 weiter, während sie zu einem Schritt 1011 fortschreitet, wenn XMINUS von 1 verschieden ist. Bei dem Schritt 1010 wird die Menge an rückgeführtem Abgas folgendermaßen verringert:

DT = DT - Δk 2,

wobei Δk 2 ein vorbestimmter definierter Wert ist und zugleich die Kennung XMINUS auf 0 rückgesetzt wird, wonach die Routine zu dem Schritt 1011 fortschreitet. Bei dem Schritt 1011 wird das berechnete Tastverhältnis DT in die Treiberschaltung 110 eingegeben, so daß von dieser an das elektromagnetische Dreiwegeventil 20 ein Ansteuerungssignal mit dem Tastverhältnis DT angelegt wird, wodurch das Abgasrückführventil 18 gesteuert wird. Danach wird die Routine nach Fig. 10B mit einem Schritt 1000B abgeschlossen.

Für das Verringern der durch Änderungen des Verbrennungszyklus verursachten Ruckschwingung wird zwar die Schwingungsperiode ϕ herangezogen, jedoch kann auch ein Signal mit einer Frequenz benutzt werden, deren Periode die gleiche wie die Schwingungsperiode ϕ ist.

Eine weitere Funktion der Regelschaltung 10 wird anhand der Fig. 11 bis 14 erläutert. Die nachstehend erläuterte Funktion der Regelschaltung 10 wird zu dem Zweck ausgeführt, eine auf eine durch die Verformung der Reifen während der Fahrt verursachte und nachstehend als Primärdrehschwingung bezeichnete Drehschwingung der Reifen zurückzuführende Ruckschwingung zu verhindern bzw. zu unterdrücken. Bei diesem Vorgang werden die Schwingungsperiode ϕ und die Schwingungsamplitude A mit der gleichen Routine wie in Fig. 4 oder 5 dargestellt berechnet.

Fig. 11 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 6 gezeigten Ablaufdiagramms und diese Routine wird gleichfalls bei einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen der Maschine 1 ausgeführt. Nach Fig. 11 sind den Schritten 601 bis 607 nach Fig. 6 weitere Schritte 1100 bis 1103 hinzugefügt.

Bei dem Schritt 1100 wird ermittelt, ob eine Kennung XNERFV gleich 1 ist oder nicht. Die Kennung XNERFV wird auf 1 gesetzt, wenn die Maschinendrehzahl Ne auf einer Drehzahl NeT verbleibt, die eine Drehzahl ist, bei der eine Primärdrehschwingung der Reifen mit einer Frequenz hervorgerufen wird, die der Eigenschwingungsfrequenz des Fahrzeugs entspricht. Falls XNERFV gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 1102 weiter, bei dem eine Kennung XSURG für die Bestimmung, daß Brennstoff zum Unterdrücken der Ruckschwingung eingespritzt werden soll, auf 0 rückgesetzt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Brennstoff eingespritzt, wenn die Kennung XSURG gleich 1 ist. Falls bei dem Schritt 1100 die Kennung XNERFV nicht 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 601 für das Ausführen der anhand der Fig. 6 beschriebenen Vorgänge bei den Schritten 601 bis 607 weiter. Nach dem Schritt 607 schreitet die Routine zu dem Schritt 1101 weiter, bei dem zum Ausführen der Brennstoffeinspritzung die Kennung XSURG auf 1 gesetzt wird. Die Routine nach Fig. 11 wird durch den Schritt 1103 beendet.

Fig. 12 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 9 gezeigten Ablaufdiagramms. Gemäß Fig. 12 sind den Schritten 901 bis 916 nach Fig. 9 Schritte 1201 bis 1206 hinzugefügt.

Bei dem Schritt 1201 wird die Maschinendrehzahl Ne ausgelesen, wonach dann bei dem Schritt 1202 die Schaltstellung des Getriebes, nämlich die Gangstellung durch Ne/SPD berechnet wird, wobei SPD die Fahrgeschwindigkeit ist. Bei dem Schritt 1203 werden eine Primärschwingungsperiode ϕT der drehenden Reifen, die Eigenschwingungsperiode Φ des Fahrzeugs und die Drehzahl NeT bestimmt, welche ϕT = Φ entspricht. Die Primärschwingungsperiode ϕT der drehenden Reifen kann entsprechend der Maschinendrehzahl Ne und der Gangstellung berechnet werden, während die Eigenschwingungsperiode Φ aus der Gangstellung ermittelt werden kann. Die Drehzahl NeT, die ϕT = Φ entspricht, wird eindeutig durch das Getriebeverhältnis und die Getriebeverhältnisdifferenz gemäß Fig. 13 berechnet.

In Fig. 13 zeigt eine horizontale ausgezogene Linie die Eigenschwingungsfrequenz der Drehschwingung des Antriebssystems im dritten Gang, eine horizontale gestrichelte Linie die Eigenschwingungsfrequenz der Drehschwingung des Antriebssystems im zweiten Gang, eine schräge ausgezogene Linie die Schwingungsfrequenz der Primärdrehschwingung der Reifen im dritten Gang und eine schräge gestrichelte Linie die Schwingungsfrequenz der Primärdrehschwingung der Reifen im zweiten Gang. Der Schnittpunkt der horizontalen ausgezogenen Linie und der schrägen ausgezogenen Linie zeigt die Drehzahl NeT, bei der im dritten Gang ϕT gleich Φ ist, während der Schnittpunkt der horizontalen gestrichelten Linie und der schrägen gestrichelten Linie die Drehzahl NeT für ϕT = Φ im zweiten Gang anzeigt.

Der Punkt für ϕT = Φ ist normalerweise wegen der Abnutzung der Maschinenteile innerhalb der Toleranzen oder wegen Abweichungen der Maschinendrehzahl Ne nicht tatsächlich der Schnittpunkt, so daß demgemäß bei dem Schritt 1204 ermittelt wird, ob die für ϕT = Φ ermittelte Drehzahl NeT in einem Bereich von (NeT - ΔN) bis (NeT + ΔN) liegt, wobei ΔN ein vorbestimmter Toleranzwert ist. Falls die Drehzahl NeT in diesem Bereich liegt, schreitet die Routine zu dem Schritt 1206 weiter, bei dem die Kennung XNERFV auf 1 gesetzt wird, wobei die Maschinendrehzahl Ne noch der Drehzahl NeT entspricht, während dann, wenn die Drehzahl NeT außerhalb des Bereichs liegt, die Routine zu dem Schritt 1205 fortschreitet, bei dem die Kennung XNERFV auf 0 rückgesetzt wird. Nach dem Schritt 1206 endet diese Routine, während nach dem Schritt 1205 die Routine zu dem Schritt 901 fortschreitet und die anhand der Fig. 9 erläuterte Funktion ausgeführt wird.

Fig. 14A zeigt eine Abwandlung des in Fig. 10A gezeigten Ablaufdiagramms. In Fig. 14A ist den Schritten 1001 bis 1005 nach Fig. 10A ein Schritt 1401 hinzugefügt. Bei dem Schritt 1401 wird ermittelt, ob die Kennung XSURG gleich 1 ist. Wenn XSURG gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 1001 weiter. Wenn XSURG nicht gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 1005 weiter, wobei die Berechnung der Brennstoffeinspritzmenge TAU unter Heranziehen der Kennungen XPLUS und XMINUS gemäß der Erläuterung anhand der Fig. 10A ausgeführt wird. Die Routine nach Fig. 14A endet mit einem Schritt 1400A.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann daher das Luft/Brennstoff-Verhältnis magerer gewählt werden, wenn keine Ruckschwingung der Maschine 1 auftritt, und es kann daher die Emission hauptsächlich von NO_x verringert werden. Infolgedessen kann das Luft/Brennstoff-Verhältnis zu dem mageren Gemisch hin, bei dem leicht die Ruckschwingung auftritt, dann voreingestellt werden, wenn festgelegt wird, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis zu dem fetten Gemisch hin geregelt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Schwingungsperiode ϕ und die Schwin gungsamplitude A der durch die Änderungen des Verbrennungszyklus verursachten Ruckschwingung des Fahrzeugs gemäß dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 8, 9 berechnet, wobei diese aber auch aus dem Ausgangssignal eines an dem Fahrzeug angebrachten Beschleunigungsdetektors berechnet werden können.

Ferner hat die in Fig. 1 gezeigte Maschine 1 ein Magergemisch- Verbrennungssystem, jedoch ist das beschriebene Verfahren bzw. die beschriebene Vorrichtung gleichermaßen bei einer Maschine mit einem System zum Einregeln eines stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses anwendbar, so daß es beispielsweise bei einer Maschine mit einem Abgasrückführsystem möglich ist, die Menge an rückgeführtem Abgas für das Verringern des durch die Schwankungen des Verbrennungszyklus verursachten Ruckschwingung durch Unterbrechen der Regelung der Menge an rückgeführtem Abgas zu steuern, wenn die Primär schwingungsperiode ϕT der drehenden Reifen gleich der Eigen schwingungsperiode Φ ist. Fig. 14B zeigt eine Abwandlung des in Fig. 10B gezeigten Ablaufdiagramms. Gemäß Fig. 14B sind den Schritten 1006 bis 1011 nach Fig. 10B Schritte 1402 und 1403 hinzugefügt. Bei dem Schritt 1402 wird ermittelt, ob die Kennung XSURG gleich 1 ist. Wenn XSURG gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 1006 weiter. Wenn XSURG nicht gleich 1 ist, schreitet die Routine zu dem Schritt 1403 weiter, bei dem durch das Einstellen des Tastverhältnisses DT auf 0 die Regelung der Menge an rückgeführtem Abgas gesperrt wird. Bei den Schritten 1006 bis 1011 wird die Verminderung oder Erhöhung der Rückführabgasmenge über das Tastverhältnis DT des elektromagnetischen Dreiwegeventils 20 auf die anhand der Fig. 10B erläuterte Weise ausgeführt. Die Routine nach Fig. 14B endet mit einem Schritt 1400B.

Zum Unterdrücken der durch die Abweichungen des Verbrennungszyklus verursachten Ruckschwingungen wird zwar die Schwingungsperiode ϕ herangezogen, jedoch kann gleichermaßen ein Signal mit einer Frequenz benutzt werden, die die gleiche Periode wie die Schwingungsperiode ϕ hat.

Ferner können die Abweichungen hinsichtlich des Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine sowie die Schwingungspe riode ϕ und die Schwingungsamplitude A des Fahrzeugs aus der Periode und Amplitude von Signalen ermittelt werden, die von einem bekannten, an dem Fahrzeugaufbau angebrachten Be schleunigungssensor abgegeben werden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Drehmoments einer Brenn kraftmaschine (1) eines Fahrzeugs zur Unerdrückung von durch Schwankungen des Verbrennungszyklus der Brennkraft maschine (1) verursachten Ruckschwingungen des Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erfassen einer Schwingungsperiode (ϕ) und einer Schwingungsamplitude (A) einer Ruckschwingung des Fahr zeugs (Schritt 414, 513),
Ermitteln einer Eigenschwingungsperiode (Φ) des Fahr zeugs entsprechend demjenigen Antriebszustand eines Kraft übertragungssystems des Fahrzeugs, bei dem die Schwin gungsperiode (ϕ) erfaßt worden ist (Schritt 602),
Ermitteln, ob die erfaßte Schwingungsperiode (ϕ) gleich der ermittelten Eigenschwingungsperiode (Φ) ist (Schritt 603),
Ermitteln, ob die erfaßte Schwingungsamplitude (A) höher als der vorbestimmte Wert (K 3) ist (Schritt 604), und
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte, wenn ermittelt worden ist, daß die Schwingungsperiode (ϕ) gleich der Eigenschwingungsperiode (Φ) und die Schwin gungsamplitude (A) höher als der vorbestimmte Wert (K 3) ist:
Feststellen des Vorliegens einer durch die Schwan kungen des Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine (1) verursachten Ruckschwingung des Fahrzeugs (606, 607) und
Erhöhen des Drehmoments der Brennkraftmaschine (1) (Schritt 905, 906).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ermittelt wird, ob die Ruckschwingungen des Fahr zeugs nach der Erhöhung des Drehmoments geringer geworden sind, und die Erhöhung des Drehmoments beendet wird, wenn ermittelt wird, daß die Ruckschwingungen des Fahrzeugs nicht geringer geworden sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner
eine Drehschwingungsperiode (ϕT) der Reifen des Fahr zeugs erfaßt wird,
ermittelt wird, ob bei dem Antriebszustand, bei dem die Drehschwingungsperiode (ϕT) der Reifen erfaßt worden ist, die erfaßte Drehschwingungsperiode (ϕT) der Reifen gleich der Eigenschwingungsperiode (Φ) des Fahrzeugs ist, und
die Drehmomentregelung zur Unterdrückung der Ruck schwingungen unterbunden wird, wenn die erfaßte Dreh schwingungsperiode (ϕT) der Reifen gleich der Eigen schwingungsperiode (Φ) des Fahrzeugs ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch Erhöhen der Brennstoffmenge erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch Vermindern der Menge an rückgeführtem Abgas erhöht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsperiode (ϕ) und die Schwingungsamplitude (A) des Fahrzeugs entsprechend Aus gangssignalen eines Kurbelwinkelsensors (8, 9) erfaßt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die zeitlichen Abstände der von dem Kurbelwinkelsen sor (8, 9) abgegebenen Signale erfaßt werden,
maximale und minimale Werte (MAX 1, MAX 2, MIN) der erfaßten Abstände zusammen mit der Speicherzeit (t 1, t 2) gespeichert werden,
die Schwingungsamplitude (A) durch Subtrahieren des Minimalwerts (MIN) vom Maximalwert (MAX 1) berechnet wird, und
die Schwingungsperiode (ϕ) des Fahrzeugs aus den Speicherzeiten (t 1, t 2) berechnet wird, zu denen der maxi male und der minimale Wert (MAX 1, MIN) gespeichert worden sind.

8. Vorrichtung zur Regelung des Drehmoments einer Brenn kraftmaschine (1) eines Fahrzeugs zur Unterdrückung von durch Schwankungen des Verbrennungszyklus der Brennkraft maschine (1) verursachten Ruckschwingungen des Fahrzeugs, gekennzeichnet durch
eine Erfassungseinrichtung (10, 105) zur Erfassung einer Schwingungsperiode (ϕ) und einer Schwingungsampli tude (A) einer Ruckschwingung des Fahrzeugs,
eine Ermittlungseinrichtung (10, 105) zur Ermittlung einer Eigenschwingungsperiode (Φ) des Fahrzeugs ent sprechend demjenigen Antriebszustand eines Kraftübertra gungssystems des Fahrzeugs, bei dem die Schwingungsperiode (ϕ) erfaßt worden ist,
eine Ermittlungseinrichtung (10, 105) zur Ermittlung, ob die erfaßte Schwingungsperiode (ϕ) gleich der ermittel ten Eigenschwingungsperiode (Φ) ist,
eine Ermittlungseinrichtung (10, 105) zur Ermittlung, ob die erfaßte Schwingungsamplitude (A) höher als ein vorbestimmter Wert (K 3) ist,
eine Bestimmungseinrichtung (10, 105) zur Bestimmung des Vorliegens einer durch Schwankungen des Verbren nungszyklus der Brennkraftmaschine (1) verursachten Ruckschwingung des Fahrzeugs, und
eine Einrichtung (10, 11, 18, 19) zur Erhöhung des Drehmoments der Brennkraftmaschine (1).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Ermittlungseinrichtung (10, 105) zur Ermittlung, ob nach der Erhöhung des Drehmoments die Ruckschwingungen des Fahrzeugs verringert sind, und eine Unterbrechungseinrich tung (11, 103, 104; 17 bis 21, 103, 110) zur Beendigung der Erhöhung des Drehmoments, wenn ermittelt ist, daß die Ruckschwingungen des Fahrzeugs nicht geringer geworden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch
eine Erfassungseinrichtung (8, 9, 10, 15, 16) zur Erfassung einer Drehschwingungsperiode (ϕT) der Reifen des Fahrzeugs,
eine Ermittlungseinrichtung (10, 105) zur Ermittlung, ob die erfaßte Drehschwingungsperiode (ϕT) der Reifen gleich der Eigenschwingungsperiode (Φ) des Fahrzeugs ent sprechend dem Antriebszustand ist, bei dem die Dreh schwingungsperiode (ϕT) der Reifen erfaßt worden ist, und
eine Sperrvorrichtung (11, 103, 104; 17 bis 21, 103, 110) zur Verhinderung der Drehmomentregelung zur Unter drückung der Ruckschwingung, wenn die erfaßte Dreh schwingungsperiode (ϕT) der Reifen gleich der Eigen schwingungsperiode (Φ) des Fahrzeugs ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch Erhöhen der Brennstoffmenge (TAU) erhöht wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch Vermindern der Abgasrückführungsmenge (DT) erhöht wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsperiode (ϕ) des Fahr zeugs und die Schwingungsamplitude (A) entsprechend Aus gangssignalen eines Kurbelwinkelsensors (8, 9) erfaßt werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung (103, 105) zur Erfassung von zeitlichen Abständen der von dem Kurbelwinkelsensor (8, 9) abgegebenen Signale,
eine Speichereinrichtung (107) zur Speicherung des maximalen und des minimalen Werts (MAX 1, MIN) der zeit lichen Abstände zusammen mit der Speicherzeit (t 1, t 2),
eine Recheneinrichtung (105) zum Berechnung der Schwingungsamplitude (A) durch Subtrahieren des minimalen Werts (MIN) vom maximalen Wert (MAX 1), und
eine Recheneinrichtung (105) zur Berechnung der Schwingungsperiode (ϕ) des Fahrzeugs aus den Speicherzei ten (t 1, t 2), zu denen der maximale Wert (MAX 1) und der minimale Wert (MIN) gespeichert worden sind.