DE4027664A1 - Vorrichtung und verfahren zur drehmomentsteuerung fuer verbrennungsmotoren - Google Patents
Vorrichtung und verfahren zur drehmomentsteuerung fuer verbrennungsmotorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Drehmomentsteuerung für Verbrennungsmotoren, mit
denen die Schwankung der Wellenform des Drehmoments, die
durch eine während des Betriebs des Verbrennungsmotors
auftretende unregelmäßige Verbrennung verursacht wird,
verringert wird.
Die Schwankung des Drehmoments eines Verbrennungsmotors
hat Schwingungen und ein abnormales Rauschen des Gerätes,
etwa eines Personenkraftwagens, in den er eingebaut ist,
zur Folge. Daher sind bezüglich der Drehmomentschwankung
verschiedene Gegenmaßnahmen getroffen worden.
Beispielsweise ist aus JP 61-1 71 612-A eine Technik be
kannt, mit der das meßbare (Gesamt-)Drehmoment der Kur
belwelle eines Verbrennungsmotors im wesentlichen dadurch
gleichmäßig gemacht wird, daß an die Kurbelwelle des Ver
brennungsmotors, dessen primäres Drehmoment periodisch
schwankt, ein Lastdrehmoment angelegt wird. Dabei vari
iert das Lastdrehmoment synchron zur Schwankung des pri
mären Drehmoments der Kurbelwelle. Eine Voraussetzung für
diese Technik zur Aufhebung von Drehmomentschwankungen
besteht darin, daß sich das primäre Drehmoment der Kur
belwelle fehlerfrei periodisch ändert. Wenn sich das pri
märe Drehmoment aus irgendwelchen Gründen unregelmäßig
ändert, besteht die Möglichkeit, daß das an die Kurbel
welle angelegte Lastdrehmoment eine gegenteilige Wirkung
hat, derart, daß das meßbare Drehmoment den Schwankungs
bereich des primären Drehmoments übersteigt. Ein solches
Verhalten ist nicht wünschenswert, weil dies zu den oben
erwähnten Schwingungen und/oder dem abnormalen Rauschen
führt.
Eine unregelmäßige Verbrennung wird als einer der Gründe
für die oben erwähnte unregelmäßige Drehmomentschwankung
angesehen. In neueren Verbrennungsmotoren geht der Trend
zu Doppelnockenwellen-Mehrventilmotoren mit Hochgeschwin
digkeits-Nockenprofil, um eine hohe Ausgangsleistung und
eine hohe Motordrehzahl zu erzielen. Aus diesem Grund
neigen solche Motoren im Niederdrehzahlbereich, insbeson
dere im Leerlaufzustand, häufig zu einer unregelmäßigen
Verbrennung. Als mögliche Ursache für eine solche unre
gelmäßige Verbrennung wird eine Vermischung des Kraft
stoff/Luftgemischs und des Auspuffgases, die entsteht,
wenn das Einlaßventil und das Auslaßventil gleichzeitig
geöffnet sind (Ventilüberlapp), angesehen. Unter dieser
Bedingung breitet sich die Flamme selbst dann, wenn das
Kraftstoff/Luftgemisch durch die Zündelektrode gezündet
wird, nicht durch das ganze in einem Zylinder enthaltene
Gemisch aus, vielmehr findet nur eine lokale Verbrennung
statt. Dies hat eine Unregelmäßigkeit in der Wellenform
des Gasdrehmoments zur Folge, wodurch eine unregelmäßige
Änderung des primären Kurbelwellendrehmoments bewirkt
wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Un
regelmäßigkeiten der Drehmomentwellenform, die während
einer unregelmäßigen Verbrennung des Verbrennungsmotors
auftreten, zu verringern, um so das Auftreten von Schwin
gungen und von abnormalem Rauschen zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor
richtung zur Drehmomentsteuerung für Verbrennungsmotoren,
die folgende Einrichtungen umfaßt:
Mittel zur Erfassung des Verbrennungszustandes eines Verbrennungsmotors, um zu entscheiden, ob der vom Erfassungsmittel erfaßte Verbrennungszustand einer unre gelmäßigen Verbrennung entspricht;
Steuermittel, die dann, wenn entschieden worden ist, daß der erfaßte Verbrennungszustand einer unregelmä ßigen Verbrennung entspricht, eine vom Verbrennungsmotor im unregelmäßigen Verbrennungszustand erzeugte Drehmo mentwellenform mit einer Drehmomentwellenform verglei chen, die vom Verbrennungsmotor in einem normalen Ver brennungszustand erzeugt wird, und die Steuersignale aus geben; und
Drehmoment-Korrekturmittel, die am Verbrennungs motor fest angebracht sind, um das Drehmoment des Ver brennungsmotors entsprechend einem Steuersignal zu korri gieren, so daß sich die erstgenannte Drehmomentwellenform der zweitgenannten Drehmomentwellenform annähert.
Mittel zur Erfassung des Verbrennungszustandes eines Verbrennungsmotors, um zu entscheiden, ob der vom Erfassungsmittel erfaßte Verbrennungszustand einer unre gelmäßigen Verbrennung entspricht;
Steuermittel, die dann, wenn entschieden worden ist, daß der erfaßte Verbrennungszustand einer unregelmä ßigen Verbrennung entspricht, eine vom Verbrennungsmotor im unregelmäßigen Verbrennungszustand erzeugte Drehmo mentwellenform mit einer Drehmomentwellenform verglei chen, die vom Verbrennungsmotor in einem normalen Ver brennungszustand erzeugt wird, und die Steuersignale aus geben; und
Drehmoment-Korrekturmittel, die am Verbrennungs motor fest angebracht sind, um das Drehmoment des Ver brennungsmotors entsprechend einem Steuersignal zu korri gieren, so daß sich die erstgenannte Drehmomentwellenform der zweitgenannten Drehmomentwellenform annähert.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Drehmoment
steuerung für Verbrennungsmotoren ist es möglich, eine
Unregelmäßigkeit in der Drehmomentwellenform, die bei ei
ner unregelmäßigen Verbrennung des Verbrennungsmotors
auftritt, sofort und richtig aufzufinden, weil der Ver
brennungszustand des Verbrennungsmotors bekannt ist. Au
ßerdem kann in schneller Reaktion auf diese Ermittlung
die durch die unregelmäßige Verbrennung des Verbrennungs
motors hervorgerufene Unregelmäßigkeit der Drehmomentwel
lenform sofort und zuverlässig erniedrigt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten
Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher er
läutert; es zeigen:
Fig. 1A, 1B Blockschaltbilder von Steuerschaltungen
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 bis 4 Darstellungen von Drehmomentwellenformen,
die in einem Verbrennungsmotor auftreten;
Fig. 5 eine Darstellung, mit der beispielhaft
Zylinderdruck- und Gasdrehmomentänderun
gen während eines Verbrennungszyklus in
einem bestimmten Zylinder des Verbren
nungsmotors erläutert werden;
Fig. 6 eine Darstellung des Zylinderdrucks im
oberen Totpunkt in Abhängigkeit der nach
einander gezündeten Zylinder;
Fig. 7 eine Darstellung der Operation des Ver
brennungszustand-Entscheidungsabschnitts
5;
Fig. 8 eine Darstellung der Operation des Dreh
momentwellenform-Speicherabschnitts 6, in
dem die Drehmomentwellenformen gespei
chert sind;
Fig. 9 eine Darstellung der Operation des Dreh
momentwellenform-Speicherabschnitts 6, in
dem die Wellenformen darstellende Funk
tionen gespeichert sind;
Fig. 10 eine beispielhafte Darstellung einer Gas
drehmomentwellenform, die durch einen Zy
linder, in dem eine normale Verbrennung
stattfindet, erzeugt wird;
Fig. 11 eine beispielhafte Darstellung einer
Drehmomentwellenform, die durch einen Zy
linder, in dem eine unregelmäßige Ver
brennung stattfindet, erzeugt wird;
Fig. 12 eine beispielhafte Darstellung einer
Drehmomentwellenform, die vom Drehmoment
wellenform-Speicherabschnitt 6 ausgegeben
wird, wenn ein Zylinder des Verbrennungs
motors das in Fig. 10 gezeigte Drehmoment
erzeugt;
Fig. 13 eine beispielhafte Darstellung einer
Drehmomentwellenform, die vom Drehmoment
wellenform-Speicherabschnitt 6 ausgegeben
wird, wenn ein Zylinder des Verbrennungs
motors das in Fig. 11 gezeigte Drehmoment
erzeugt;
Fig. 14 eine Darstellung der Differenz zwischen
der in Fig. 12 gezeigten Wellenform und
der in Fig. 13 gezeigten Wellenform;
Fig. 15 eine beispielhafte Darstellung einer
Drehmomentwellenform, die vom Mo
tor/Generator 2 absorbiert bzw. erzeugt
wird;
Fig. 16 eine beispielhafte Darstellung der Wel
lenform des Drehmoments, das vom Verbren
nungsmotor und von der elektrischen Ma
schine während der Drehmomentsteuerung
erzeugt wird; und
Fig. 17 eine Darstellung einer weiteren Ausfüh
rungsform der Erfindung, in der ein Dreh
strom-Motor/Generator als elektrische Ma
schine und im Drehmoment-Steuerabschnitt
ein Drehstrom-Wechselrichter und ein
Drehstrom-Umformer verwendet werden.
Nun wird eine erste Ausführungsform der Erfindung be
schrieben, in der die Erfindung auf einen in einem Kraft
fahrzeug eingebauten und das Fahrzeug antreibenden Ver
brennungsmotor angewendet wird. In den Fig. 1A und 1B ist
jeweils ein Aufbau der Steuerschaltungen dieser Ausfüh
rungsform gezeigt. Die Vorrichtung zur Drehmomentsteue
rung umfaßt einen Kurbelwellenwinkel-Sensor 1, der in
einen Verteiler eingebaut ist, einen Motor/Generator 2,
der als Beispiel eines Drehmomentkorrekturelementes
dient, einen Zylinderdruck-Sensor 3, der den Zylinder
druck des Verbrennungsmotors erfaßt, einen Verbrennungs
zustand-Erfassungsabschnitt 4, der den Verbrennungszu
stand des Verbrennungsmotors aufgrund der Zylinderdruck
ausgabe vom Zylinderdruck-Sensor 3 erfaßt, einen Verbren
nungszustand-Entscheidungsabschnitt 5, der den vom Ver
brennungszustand-Erfassungsabschnitt 4 erfaßten neuesten
Verbrennungszustand mit dem Mittelwert der normalen Ver
brennungszustände mehrerer unmittelbar zurückliegender
Umdrehungen vergleicht und der dann, wenn entschieden
wird, daß der vom Verbrennungszustand-Erfassungsabschnitt
4 erfaßte neueste Verbrennungszustand einer normalen Ver
brennung entspricht (wenn die Differenz zum Mittelwert
der normalen Verbrennungszustände klein ist), den Mittel
wert der normalen Verbrennungszustände aktualisiert, wäh
rend er dann, wenn entschieden worden ist, daß der vom
Verbrennungzustand-Erfassungsabschnitt 4 erfaßte aktuelle
Verbrennungszustand einer unregelmäßigen Verbrennung ent
spricht (wenn die Differenz zum Mittelwert der normalen
Verbrennungszustände groß ist), den vom Verbrennungszu
stand-Erfassungsabschnitt 4 erfaßten neuesten Verbren
nungszustand und den Mittelwert der normalen Verbren
nungszustände mehrerer unmittelbar zurückliegender Umdre
hungen ausgibt, einen Drehmomentwellenform-Speicherab
schnitt 6, in dem die Wellenformen der vom Verbrennungs
motor in verschiedenen Verbrennungszuständen erzeugten
Drehmomente (Gasdrehmomente) gespeichert werden, einen
ersten Steuerabschnitt 100, der aus dem Drehmomentwellen
form-Speicherabschnitt 6 entsprechend dem vom oben er
wähnten Verbrennungszustand-Erfassungsabschnitt 4 erfaß
ten neuesten Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors
eine Drehmomentwellenform (Gasdrehmoment), die vom Ver
brennungsmotor in diesem Verbrennungszustand erzeugt
wird, ausliest und Steuersignale ausgibt, und einen Dreh
moment-Steuerabschnitt 7, der ein von der elektrischen
Maschine 2 erzeugtes oder absorbiertes Drehmoment ent
sprechend den Steuersignalen steuert.
Der Verbrennungszustand-Entscheidungsabschnitt 5, der er
ste Steuerabschnitt 100, der Drehmoment-Steuerabschnitt 7
und der Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt 6 werden
durch ein Mikrocomputersystem gebildet.
Der Motor/Generator 2, der am Verbrennungsmotorblock 8
fest angebracht ist, wird vom Verbrennungsmotor 8 über
einen Keilriemen angetrieben.
Der Kurbelwellenwinkel-Sensor 1 gibt zwei Arten von
Drehimpulsen aus. Die eine Impulsart wird durch Impulse
gebildet, die bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle des
Verbrennungsmotors ausgegeben werden, während die andere
Impulsart von Impulsen gebildet wird, die jedesmal dann
ausgeben werden, wenn sich die Kurbelwelle des Verbren
nungsmotors um einen festen Winkel (normalerweise ein
oder zwei Grad; in dieser Ausführungsform: zwei Grad)
dreht. Wenn von diesen zwei Arten von Drehimpulsen die
erste für Signale verwendet wird, die Referenzwinkel für
den Drehwinkel der Kurbelwelle darstellen, und die zweite
für Signale verwendet wird, mit denen die Zwischenberei
che zwischen den Referenzwinkeln unterteilt werden, kann
der Drehwinkel der Kurbelwelle in einem bestimmten Moment
genau (mit einer kleinsten Unterteilung von einem Grad in
dieser Ausführungsform) und leicht erfaßt werden.
Fig. 2 ist eine beispielhafte Darstellung des Gasdrehmo
mentes eines Verbrennungsmotors, das ein Zylinder eines
Viertakt-Motors während eines normalen Verbrennungszu
standes erzeugt. Ein Verbrennungszyklus eines Viertakt-
Motors, der einen Ansaughub, einen Kompressionshub, einen
Verbrennungshub und einen Ausstoßhub umfaßt, entspricht
einem Drehwinkel der Kurbelwelle von 720°. In einem Vier
zylindermotor ergibt die vierfache Überlagerung des Dreh
moments von Fig. 2 bei einem Winkelabstand von 720°/4 =
180° ein Gasdrehmoment, das der Motor während eines Ver
brennungszyklus erzeugt. Dieses Gasdrehmoment, ergänzt um
die von der Schwankung der Rotationsträgheit hervorgeru
fene Schwankung des Trägheitsmomentes, stellt das primäre
Drehmoment dar, das der Verbrennungsmotor in einem norma
len Verbrennungszustand tatsächlich erzeugt (Fig. 3). In
Fig. 4 ist für den in Fig. 3 erläuterten Viertakt-Vierzy
linder-Verbrennungsmotor das primäre Gasdrehmoment zusam
men mit demjenigen Gasdrehmoment gezeigt, das von jedem
Zylinder in dem Fall erzeugt wird, in dem im Zylinder (C)
eine unregelmäßige Verbrennung stattgefunden hat. Wenn
eine solche unregelmäßige Verbrennung auftritt, führt
dies zu einem geringeren Gasdrehmoment, was eine Unregel
mäßigkeit in der Wellenform des vom Verbrennungsmotor er
zeugten primären Drehmoments bewirkt. Erfindungsgemäß
wird das Drehmoment des Motor/Generators 2 entsprechend
dem Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors so einge
stellt, daß die Unregelmäßigkeit in der Wellenform des
primären Drehmoments verringert wird.
In Fig. 5 sind beispielhaft die Zylinderdruck- und Gas
drehmomentänderungen während eines Verbrennungszyklus ei
nes bestimmten Zylinders des Viertakt-Vierzylinder-Ver
brennungsmotors gezeigt. In diesem Beispiel erreichte der
Kolben den oberen Totpunkt, als der Kurbelwellenwinkel
180° betrug. Wie in Fig. 5 gezeigt, besitzt der Verbren
nungsmotor die Eigenschaft, das das Gasdrehmoment im we
sentlichen proportional zum Zylinderdruck ist. Bei Be
rücksichtigung dieser Eigenschaft kann das Gasdrehmoment
aus dem Zylinderdruck ermittelt werden. Wenn eine unre
gelmäßige Verbrennung auftritt, sind sowohl der Zylinder
druck als auch das Gasdrehmoment geringer als im last
freien Betrieb. Das einfachste Verfahren, vom Verbren
nungszustand in einem Verbrennungsmotor Kenntnis zu er
langen, besteht darin, den Zylinderdruck nach Beendigung
des Kompressionshubes, d.h. im oberen Totpunkt, zu ermit
teln. Im allgemeinen wird in Verbrennungsmotoren mit ei
ner Zündvorrichtung die Zündzeitpunkteinstellung norma
lerweise so gesteuert, daß die Zündung etwas vor dem Ende
des Kompressionshubes stattfindet (im Beispiel von Fig. 5
findet die Zündung 15° vor dem Erreichen des oberen Tot
punktes statt). Dazu wird der Zylinderdruck in demjenigen
Punkt, in dem der Kompressionshub endet (dieser Zylinder
druck wird im folgenden kurz mit "Zylinderdruck im oberen
Totpunkt" bezeichnet), für jeden Zylinder ermittelt, an
schließend wird der ermittelte Zylinderdruck im oberen
Totpunkt mit dem Mittelwert der Zylinderdrücke im oberen
Totpunkt mehrerer unmittelbar zurückliegender Umdrehungen
für jeden Zylinder verglichen. Wenn die Differenz groß
ist, wird angenommen, daß in dem betreffenden Zylinder
eine unregelmäßige Verbrennung stattgefunden hat. Auf
diese Weise ist es möglich, zu entscheiden, ob die Ver
brennung im momentanen Zyklus im jeweiligen Zylinder nor
mal ist oder nicht. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Spit
zenwert des Gasdrehmomentes eines jeden Zylinders gegen
über dem oberen Totpunkt verzögert. Wenn eine unregelmä
ßige Verbrennung anhand der Ermittlung des Zylinderdrucks
des oberen Totpunktes festgestellt worden ist, ist es
mittels dieser Zeitverzögerung möglich, die aus einer un
regelmäßigen Verbrennung sich ergebende Unregelmäßigkeit
der Gasdrehmomentwellenform zu korrigieren. In dem be
schriebenen Verfahren erfaßt in dieser Ausführungsform
der Verbrennungszustand-Erfassungsabschnitt 4 den Ver
brennungszustand des Verbrennungsmotors für jeden Zylin
der in Form des Zylinderdruckes im oberen Totpunkt.
Das oben erwähnte Verfahren ist lediglich ein Beispiel
für Verfahren, mit denen am leichtesten Kenntnis vom Ver
brennungszustand eines Verbrennungsmotors erlangt werden
kann. Indem weitere Zustandsgrößen wie etwa die Drehzahl,
die Ansaugluftmenge, die Kühlwassertemperatur, die Öltem
peratur und die Schaltposition des Geschwindigkeitswech
selgetriebes hinzugenommen werden, kann leicht eine ge
nauere Bestimmung und Erfassung des Verbrennungszustandes
des Verbrennungsmotors erzielt werden.
Ferner ist es auch möglich, den Verbrennungszustand der
jeweiligen Zylinder anhand der Winkelbeschleunigung der
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu erfassen. Die Win
kelbeschleunigung der Kurbelwelle folgt dem vom Verbren
nungsmotor erzeugten Drehmoment. Wenn in den jeweiligen
Zylindern eine normale Verbrennung stattfindet, ergibt
die Beschleunigung der Kurbelwellendrehung eine Wellen
form, die zu der vom Motor erzeugten Wellenform, wie sie
in Fig. 3 (E) gezeigt ist, in der gleich Phase äquivalent
ist. Wenn andererseits eine unregelmäßige Verbrennung
auftritt, ergibt die Beschleunigung der Kurbelwellendre
hung eine Wellenform, die zu der in Fig. 4 (E) gezeigten
Wellenform äquivalent ist. Daher wird über den Verbren
nungszustand anhand der Erfassung der Winkelbeschleuni
gung des den jeweiligen Zylindern entsprechenden vorgege
benen Drehwinkels der Kurbelwelle (d.h. des Winkels, in
dem die Winkelbeschleunigung einen maximalen Wert be
sitzt) entschieden.
Der obere Totpunkt der Beschleunigung der Drehung der
Kurbelwelle erscheint als oberer Totpunkt der Wellenform
des Gasdrehmomentes. Daher kann über den Verbrennungszu
stand auch anhand der Erfassung der Änderung der Winkel
beschleunigung im oberen Totpunkt der Winkelbeschleuni
gung der Kurbelwelle entschieden werden. Wenn beispiels
weise eine unregelmäßige Verbrennung auftritt, ist die
Änderung der Winkelbeschleunigung im oberen Totpunkt
kleiner als die Änderung der Winkelbeschleunigung während
einer normalen Verbrennung.
In Fig. 1B ist eine Ausführungsform der Erfindung ge
zeigt, in der der Verbrennungszustand anhand der Winkel
beschleunigung erfaßt wird. Diejenigen Teile in Fig. 1B,
die mit denjenigen in Fig. 1A identisch sind, werden
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 1B erfaßt
ein Winkelbeschleunigungs-Sensor 103 die Beschleunigung
anhand des Abstandes der vom Kurbelwellenwinkel-Sensor 1
ausgesandten Impulse. Ein Verbrennungszustand-Erfassungs
abschnitt 104 erfaßt den Verbrennungszustand der Zylinder
des Verbrennungsmotors anhand der Winkelbeschleunigungs
ausgabe vom Winkelbeschleunigungs-Sensor 103.
In Fig. 6 ist die Ausgabe des Verbrennungszustand-Erfas
sungsabschnittes 4, die aufgrund des Zylinderdruckes im
oberen Totpunkt in jedem Zylinder wie oben erwähnt erfaßt
wird, gezeigt. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, wird
zunächst der Zylinderdruck im oberen Totpunkt eines be
stimmten Zylinders eines Mehrzylindermotors erfaßt, an
schließend wird der Zylinderdruck im oberen Totpunkt ei
nes weiteren Zylinders, der als nächster den oberen Tot
punkt erreicht, erfaßt. Auf diese Weise wird jedesmal,
wenn ein Zylinder den oberen Totpunkt erreicht, der Zy
linderdruck im oberen Totpunkt dieses Zylinders erfaßt.
Wie in Fig. 6 gezeigt, werden die erfaßten Druckwerte der
nacheinander gezündeten Zylinder der Reihe nach vom Ver
brennungszustand-Erfassungsabschnitt 4 ausgegeben, wenn
sich die Kurbelwelle dreht. In Fig. 6 gibt der Punkt A
einen für einen bestimmten Zylinder erfaßten Wert an,
wenn in diesem Zylinder eine unregelmäßiger Verbrennung
auftritt; dieser erfaßte Wert liegt deutlich unter den
anderen erfaßten Werten, die normalen Verbrennungszustän
den entsprechen.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 7 der Betrieb des Verbren
nungszustand-Entscheidungsabschnittes 5 gemäß dieser Aus
führungsform beschrieben. Der Verbrennungszustand-Ent
scheidungsabschnitt 5 vergleicht einen erfaßten Wert Pn
des n-ten Zylinderdruckes im oberen Totpunkt, der als
neuester Wert vom Verbrennungszustand-Erfassungsabschnitt
4 bereitgestellt worden ist, mit einem Mittelwert Pm von
m Werten von normalen Zylinderdrücken im oberen Totpunkt,
die für mehrere unmittelbar zurückliegende Umdrehungen
erfaßt worden sind. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Bezie
hung | Pm-Pn | < Q gilt (wobei Q ein vorgegebener posi
tiver Schwellenwert ist), wird entschieden, daß der durch
den oben erwähnten, erfaßten Wert Pn des n-ten Zylinder
druckes im oberen Totpunkt dargestellte Verbrennungszu
stand ein unregelmäßiger Verbrennungszustand ist. Als Er
gebnis gibt der Verbrennungszustand-Entscheidungsab
schnitt 5 den erfaßten Wert Pn des n-ten Zylinderdruckes
im oberen Totpunkt und den Mittelwert Pm der m Werte der
normalen Zylinderdrücke im oberen Totpunkt, die in der
Vergangenheit erfaßt wurden, an den ersten Steuerab
schnitt 100 aus. Wenn Pn ein normaler Verbrennungszustand
ist, wird darüber hinaus vom Verbrennungszustand-Ent
scheidungsabschnitt 5 der Wert Pm auf einen den Wert Pm
enthaltenden Mittelwert P′m aktualisiert.
Wie in Fig. 8 gezeigt, werden vom Drehmomentwellenform-
Speicherabschnitt 6 die Wellenformen des Drehmoments für
einen Verbrennungszyklus, die von einem beliebigen Zylin
der des Verbrennungsmotors erzeugt werden, gespeichert
und in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurbelwelle (wobei
1° die für die Darstellung kleinste Unterteilung des
Drehwinkels der Kurbelwelle ist), der vom oben erwähnten
Kurbelwellenwinkel-Sensor 1 erfaßt werden kann, darge
stellt, wobei die Wellenformen den verschiedenen Zylin
derdruckwerten im oberen Totpunkt entsprechen. In Fig. 8
stellt Pi (i = 1, 2,...,N) die i-te Unterteilung
(Medianwert) dar, wenn der Variabilitätsbereich eines Zy
linderdruckwertes im oberen Totpunkt für einen beliebigen
Zylinder in N Abschnitte unterteilt wird. Die Wellenfor
men des Drehmomentes (des Gasdrehmomentes) für einen Ver
brennungszyklus eines beliebigen Zylinders in den jeweils
einem Wert Pi entsprechenden Verbrennungszuständen werden
im Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt 6 so gespei
chert, wie in Fig. 8 erläutert wird.
Wenn im Verbrennungszustand-Entscheidungsabschnitt 5 ent
schieden worden ist, daß von den vom Verbrennungszustand-
Erfassungsabschnitt 4 erfaßten Werten der Zylinderdrücke
im oberen Totpunkt der nacheinander gezündeten Zylinder
der zuletzt erfaßte Wert Pn einem unregelmäßigen Verbren
nungszustand entspricht, werden im ersten Steuerabschnitt
100 der oben erwähnte Wert Pi, der die i-te Unterteilung
des Variabilitätsbereichs darstellt und dem zuletzt er
faßten Wert Pn entspricht, und ein die j-te Unterteilung
des Variabilitätsbereichs darstellender Wert Pj, der dem
Mittelwert Pm der m Zylinderdruckwerte im oberen Tot
punkt, die während mehrerer unmittelbar zurückliegender
Umdrehungen erfaßt worden sind, ausgewählt, anschließend
werden aus den im Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt
6 gespeicherten, oben erwähnten Drehmomentwellenformen
eine Gasdrehmomentwellenform, die einem durch den Wert Pi
dargestellten unregelmäßigen Verbrennungszustand ent
spricht, und eine Gasdrehmomentwellenform, die einem
durch den Wert Pj dargestellten normalen Verbrennungszu
stand entspricht, an den Drehmoment-Steuerabschnitt 7
ausgegeben. Die Gasdrehmomentwellenformen werden synchron
mit den Rotationsimpulsen, die mit einer Rate von einem
Impuls pro Winkelgrad vom Kurbelwellenwinkel-Sensor 1
ausgesandt werden, ausgegeben. Daher ist es möglich, Gas
drehmomentwellenformen, die in Übereinstimmung mit dem
Drehwinkel der Kurbelwelle erzeugt werden, auszugeben, so
daß sie mit hoher Wiedergabetreue wiedergegeben werden.
Der Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt 6 gemäß dieser
Ausführungsform speichert Drehmomentwellenformen, die von
den Zylindern des Verbrennungsmotors in Gradunterteilun
gen erzeugt werden, wobei ein Grad den minimalen Drehwin
kel der Kurbelwelle darstellt, der vom Kurbelwellenwin
kel-Sensor 1 erfaßbar ist. Wenn jedoch diese hohe Auflö
sung für den Drehwinkel der Kurbelwelle nicht erforder
lich ist, ist es möglich, einen größeren Abstand der
Drehwinkel der Kurbelwelle in der Darstellung der gespei
cherten Drehmomentwellenformen zu verwenden. Außerdem ist
es bei der Ausgabe der Drehmomentwellenformen möglich,
eine Frequenzteilung der Rotationsimpulse, die vom Kur
belwellenwinkel-Sensor 1 im 1°-Abstand übertragen werden,
auszuführen, bis die Impulse mit dem Abstand der Drehwin
kel in der gespeicherten Drehmomentwellenform überein
stimmen; dann werden diese Rotationsimpulse als Synchro
nisationssignale bei der Ausgabe der gespeicherten Dreh
momentwellenformen benutzt.
In der obigen Beschreibung speichert der Drehmomentwel
lenform-Speicherabschnitt 6 die von einem beliebigen Zy
linder eines Verbrennungsmotors mit einer bestimmten
Gradunterteilung erzeugten Gasdrehmomentwellenformen, wo
bei 1° der minimale Drehwinkel der Kurbelwelle ist, der
vom Kurbelwellenwinkel-Sensor 1 erfaßt werden kann. Wenn
die Gasdrehmomentwellenform in den durch die jeweilige
Unterteilung Pi des Zylinderdrucks im oberen Totpunkt be
zeichneten Verbrennungszuständen durch eine Funktion
fi (Ki, Pi, R) des Zylinderdrucks Pi im oberen Totpunkt,
des Drehwinkels R und eines Koeffizienten Ki dargestellt
werden kann, brauchen vom Drehmomentwellenform-Speicher
abschnitt 6 nicht diejenigen Gasdrehmomentwellenformen
gespeichert werden, die ein Zylinder des Verbrennungsmo
tors mit einer Gradunterteilung erzeugt, wobei 1° der mi
nimale Drehwinkel der Kurbelwelle ist, der vom Kurbelwel
lenwinkel-Sensor 1 erfaßbar ist, vielmehr muß nur die die
Funktion fi darstellende Formel, ein Koeffizient Ki, der
in Verbindung mit dem Zylinderdruck Pi im oberen Totpunkt
verwendet wird, und der Kurbelwellendrehwinkel R gespei
chert werden. Wenn unter Verwendung dieser Koeffizienten
für jeden Drehwinkel der Kurbelwelle eine Gasdrehmoment
wellenform fi (Ki, Pi, R) vom ersten Steuerabschnitt 100
erhalten wird (Fig. 9) und wenn diese Gasdrehmomentwel
lenform synchron mit den vom Kurbelwellenwinkel-Sensor 1
mit einer Rate von einem Impuls pro Umdrehungsgrad ausge
sandten Rotationsimpulsen ausgegeben wird, kann die Gas
drehmomentwellenform, die ein Zylinder des Verbrennungs
motors bei vorgegebenen Drehwinkeln der Kurbelwelle er
zeugt, an den Drehmoment-Steuerabschnitt 7 ausgegeben
werden, wobei die Gestalt dieser Welle mit hoher Wieder
gabetreue wie in dem in Fig. 8 gezeigten Verfahren wie
dergegeben werden kann.
Der Unterschied zwischen dem Verfahren von Fig. 8 und dem
Verfahren von Fig. 9 ist der folgende: im Verfahren von
Fig. 8 werden sämtliche Gasdrehmomentwellenformen gespei
chert, so daß der Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt
6 eine große Speicherkapazität benötigt. Im Verfahren von
Fig. 9 werden nur die Koeffizienten, mit denen die Gas
drehmomentwellenformen erzeugt werden, im Speicherab
schnitt 6 gespeichert, andererseits benötigt aber der er
ste Steuerabschnitt 100 zur Berechnung der Drehmomentwel
lenformen unter Verwendung dieser Koeffizienten mehr Re
chenoperationen. Daher kann die Entscheidung, ob das Ver
fahren von Fig. 8 oder das Verfahren von Fig. 9 zur An
wendung kommt, vom Verhältnis der Rechenkapazität des er
sten Speicherabschnittes 100 zur Speicherkapazität des
Drehmomentwellenform-Speicherabschnitts 6 abhängig ge
macht werden.
In Fig. 10 ist beispielhaft eine Gasdrehmomentwellenform
dargestellt, die von einem bestimmten Zylinder, in dem
eine normale Verbrennung stattfindet, erzeugt wird. In
Fig. 11 ist beispielhaft eine Gasdrehmomentwellenform
dargestellt, die von einem bestimmten Zylinder, in dem
eine unregelmäßige Verbrennung auftritt, erzeugt wird. In
Fig. 12 ist beispielhaft eine Drehmomentwellenform darge
stellt, die vom Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt 6
an den ersten Steuerabschnitt 100 ausgegeben wird, wenn
ein bestimmter Zylinder die in Fig. 10 gezeigte Gasdreh
momentwellenform erzeugt. In Fig. 13 ist beispielhaft
eine Gasdrehmomentwellenform dargestellt, die der Drehmo
mentwellenform-Speicherabschnitt 6 an den ersten Steuer
abschnitt 100 ausgibt, wenn ein bestimmter Zylinder die
in Fig. 11 gezeigte Gasdrehmomentwellenform erzeugt. Fig.
14 ist eine Darstellung, die die Differenz zwischen den
Wellenformen der Fig. 12 bzw. 13 zeigt. Diese Wellenform
wird im ersten Steuerabschnitt 100 erzeugt, mit ihr wird
vom ersten Steuerabschnitt 100 die im folgenden beschrie
benen Drehmomentsteuerung ausgeführt.
Der erste Steuerabschnitt 100 berechnet die Drehmoment
wellenform (Fig. 14), die durch die Differenz zwischen
der Gasdrehmomentwellenform (Fig. 12) eines Zylinders im
normalen Verbrennungszustand und der Gasdrehmomentwellen
form (Fig. 13) eines Zylinders in einem unregelmäßigen
Verbrennungszustand gegeben ist, wobei beide Gasdrehmo
mentwellenformen aus dem Drehmomentwellenform-Speicherab
schnitt 6 ausgelesen werden. Dann gibt der erste Steuer
abschnitt 100 Steuersignale, die der in Fig. 14 gezeigten
Drehmomentwellenform entsprechen, an den Drehmoment-
Steuerabschnitt 7 aus. Der Drehmoment-Steuerabschnitt 7
betätigt den Motor/Generator 2 entsprechend den Steuersi
gnalen als Motor, wenn die Drehmomentwellenform, die als
die oben erwähnte Differenz erhalten worden ist, positiv
ist, während der Drehmoment-Steuerabschnitt 7 den Mo
tor/Generator 2 als Generator betätigt, wenn die Drehmo
mentwellenform, die durch die oben erwähnte Differenz er
halten worden ist, negativ ist.
Fig. 15 ist eine Darstellung, in der eine Drehmomentwel
lenform gezeigt ist, die vom Motor/Generator 2, der wie
beschrieben betätigt wird, absorbiert oder erzeugt wird.
Bei der beschriebenen Drehmomentsteuerung wird eine Dreh
momentwellenform gemeinsam vom Verbrennungsmotor und vom
Motor/Generator 2 gebildet, so daß die in Fig. 16 ge
zeigte Drehmomentwellenform eine Kombination der Drehmo
mentwellenformen von Fig. 11 und von Fig. 15 ist. Diese
Drehmomentwellenform ist identisch mit einer Drehmoment
wellenform, die frei von unregelmäßigen Verbrennungen ist
(Fig. 10). Es wird festgestellt, daß die in Fig. 15 ge
zeigte Drehmomentwellenform einen Vertiefungsbereich auf
weist, falls der Zylinderdruck durch eine unregelmäßige
Verbrennung größer als derjenige einer normalen Verbren
nung wird.
Wenn die oben beschriebene Drehmomentsteuerung ausgeführt
wird, ist es möglich, eine Unregelmäßigkeit in der Gas
drehmomentwellenform, die durch eine unregelmäßige Ver
brennung im Verbrennungsmotor bewirkt wird, leicht und
genau zu beseitigen.
Wenn von den Schwankungskomponenten des von einem Ver
brennungsmotor erzeugten Gasdrehmoments die periodische
Schwankungskomponente, die mit der Frequenz des Verbren
nungshubes des Verbrennungsmotors synchronisiert ist, do
miniert, kann durch eine Approximation der Spitzenwert-
und Wellentälerformen der Drehmomentwellenformen, die im
Drehmomentwellenform-Speicherabschnitt 6 gespeichert
sind, durch eine Sinuswelle oder eine Rechteckwelle mit
einer mit dem Verbrennungshub des Verbrennungsmotors syn
chronisierten Frequenz im wesentlichen die gleiche Wir
kung wie in der oben beschriebenen Drehmomentsteuerung
erzielt werden. Der Verbrennungshub tritt während eines
Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors in einer Zahl
auf, die der Zahl der Zylinder des Verbrennungsmotors
entspricht (wobei der Verbrennungszyklus eines Viertakt-
Verbrennungsmotors 720° und der Verbrennungszyklus eines
Zweitakt-Verbrennungsmotors 360° (Drehwinkel der Kurbel
welle) entspricht). Daher kann die oben erwähnte Sinus
welle oder die oben erwähnte Rechteckwelle mit einer mit
dem Verbrennungshub des Verbrennungsmotors synchronisier
ten Frequenz konkret angegeben werden: die Periode der
Sinuswelle bzw. der Rechteckwelle muß einen Wert besit
zen, der durch die Teilung eines Verbrennungszyklus des
Verbrennungsmotors (d.h. des Drehwinkels der Kurbelwelle)
durch die Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors er
halten wird.
In Fig. 17 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung
gezeigt. In dieser Ausführungsform wird ein Drehstrom-Mo
tor/Generator 9 als Drehmoment-Korrekturelement verwen
det. Im Drehmoment-Steuerabschnitt werden ein Drehstrom-
Wechselrichter 10 und ein Drehstrom-Umformer 11 verwen
det. Der Drehstrom-Wechselrichter 10 und der Drehstrom-
Umformer 11 sind parallel geschaltet und mit dem Dreh
strom-Motor/Generator 9 über Starkstromleitungen verbun
den. Die Gleichstromseiten des Drehstrom-Wechselrichters
10 bzw. des Drehstrom-Umformers 11 sind über eine Batte
rie 13 zueinander parallel geschaltet. Eine Drehmoment
steuerung 12 arbeitet entsprechend der Drehmomentwellen
form, die der Differenz zwischen der Drehmomentwellenform
eines normalen Verbrennungszustandes und der Drehmoment
wellenform eines unregelmäßigen Verbrennungszustandes
entspricht und die aus dem Drehmomentwellenform-Speicher
abschnitt 6 ausgelesen wird. Wenn diese Drehmomentwellen
form positiv ist, gibt die Drehmomentsteuerung 12 einen
Motorbetätigungsbefehl an den Drehstrom-Wechselrichter 10
aus, um den Drehstrom-Motor/Generator 9 als Drehstrommo
tor zu betätigen, indem die elektrische Energie der Bat
terie verwendet wird. Wenn umgekehrt die oben erwähnte
Drehmomentwellenform negativ ist, gibt die Drehmoment
steuerung 12 einen Leistungserzeugungsbefehl an den Dreh
strom-Umformer 11 aus, um den Drehstrom-Motor/Generator 9
als Drehstrom-Generator (in dem die in diesem Moment er
zeugte elektrische Energie in der Batterie 13 gespeichert
wird) zu betätigen. In dieser zweiten Ausführungsform
werden ein Drehstrom-Motor/Generator, ein Drehstrom-Wech
selrichter und ein Drehstrom-Umformer verwendet, es muß
jedoch nicht besonders betont werden, daß die Erfindung
auch in Fällen angewendet werden kann, in denen Einpha
sen- oder Mehrphasenelemente verwendet werden.
Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungs
form dieser Erfindung ist die Beschreibung für einen Fall
gegeben worden, in dem der Motor/Generator als elektri
sche Maschine verwendet wird, die sowohl ein Drehmoment
erzeugen als auch absorbieren kann. Nebenbei sei festge
stellt, daß die Übertragung des Drehmomentes an einen
Verbrennungsmotor einer Absenkung des Lastdrehmoments des
Verbrennungsmotors äquivalent ist, das an den Motor über
tragen wird, bevor die erfindungsgemäße Drehmomentsteue
rung ausgeführt wird; die Absorption des Drehmomentes
entspricht einer Absenkung des an den Verbrennungsmotor
vorher übertragenen Drehmomentes. Daher ist es selbstver
ständlich möglich, die erfindungsgemäße Drehmomentsteue
rung unter Verwendung eines Motors, eines Generators oder
eines Motors und eines Generators auszuführen. Wenn er
findungsgemäß während der Erfassung der Verbrennungszu
stände der nacheinander gezündeten Zylinder eines Ver
brennungsmotors auf der Grundlage des Vergleichsergebnis
ses zweier Drehmomentwellenformen, d.h. einer Drehmoment
wellenform einer unregelmäßigen Verbrennung und einer
Drehmomentwellenform einer normalen Verbrennung, ent
schieden wird, daß der erfaßte Verbrennungszustand ein
unregelmäßiger Verbrennungszustand ist, führt ein am Ver
brennungsmotor fest angebrachtes Drehmoment-Korrekturele
ment eine Steuerung der Größe des vom Verbrennungsmotor
absorbierten oder des an den Verbrennungsmotor übertrage
nen Drehmomentes oder eine Steuerung sowohl des absor
bierten als auch des übertragenen Drehmomentes aus. Daher
ist es möglich, eine Unregelmäßigkeit der Drehmomentwel
lenform, die bei Auftreten einer unregelmäßigen Verbren
nung im Verbrennungsmotor erzeugt wird, sofort und zuver
lässig zu verringern.
Claims (17)
1. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung für einen
Verbrennungsmotor,
gekennzeichnet durch
Mittel (3, 4, 103, 104) zum Erfassen des Verbren nungszustandes des Verbrennungsmotors (8);
Mittel (5) die entscheiden, ob der von den Erfas sungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßte Verbrennungszustand einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht;
Steuermittel (100, 6), die dann, wenn entschieden worden ist, daß der erfaßte Verbrennungszustand einer un regelmäßigen Verbrennung entspricht, eine vom Verbren nungsmotor (8) im unregelmäßigen Verbrennungszustand er zeugte Drehmomentwellenform mit einer vom Verbrennungsmo tor (8) in einem normalen Verbrennungszustand erzeugten Drehmomentwellenform vergleichen und Steuersignale ausge ben; und
Drehmoment-Korrekturmittel (2, 7), die am Ver brennungsmotor (8) fest angebracht sind und das Drehmo ment des Verbrennungsmotors (8) entsprechend einem Steuersignal korrigieren, so daß sich die Drehmomentwel lenform, die dem unregelmäßigen Verbrennungszustand ent spricht, der Drehmomentwellenform, die dem regelmäßigen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
Mittel (3, 4, 103, 104) zum Erfassen des Verbren nungszustandes des Verbrennungsmotors (8);
Mittel (5) die entscheiden, ob der von den Erfas sungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßte Verbrennungszustand einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht;
Steuermittel (100, 6), die dann, wenn entschieden worden ist, daß der erfaßte Verbrennungszustand einer un regelmäßigen Verbrennung entspricht, eine vom Verbren nungsmotor (8) im unregelmäßigen Verbrennungszustand er zeugte Drehmomentwellenform mit einer vom Verbrennungsmo tor (8) in einem normalen Verbrennungszustand erzeugten Drehmomentwellenform vergleichen und Steuersignale ausge ben; und
Drehmoment-Korrekturmittel (2, 7), die am Ver brennungsmotor (8) fest angebracht sind und das Drehmo ment des Verbrennungsmotors (8) entsprechend einem Steuersignal korrigieren, so daß sich die Drehmomentwel lenform, die dem unregelmäßigen Verbrennungszustand ent spricht, der Drehmomentwellenform, die dem regelmäßigen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
2. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmit
tel (3, 4) den Verbrennungszustand aus dem in den Ver
brennungskammern des Verbrennungsmotors (8) vorherrschen
den Druck ermitteln.
3. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Zy
linderdruck im oberen Totpunkt eines jeden Zylinders des
Verbrennungsmotors (8) ist.
4. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmit
tel (103, 104) den Verbrennungszustand aus der Winkelbe
schleunigung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (8)
ermitteln.
5. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidung,
ob ein unregelmäßiger Verbrennungszustand vorliegt, von
den Entscheidungsmitteln (5) getroffen wird, indem eine
Abweichung der den betreffenden Verbrennungszustand dar
stellenden Daten vom Mittelwert der vorhergehende normale
Verbrennungszustände darstellenden Daten einer vorgegebe
nen Anzahl von Umdrehungen ermittelt wird.
6. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die un
tersuchten Daten einen normalen Verbrennungszustand dar
stellen, die ältesten Daten, die für die Bestimmung des
Mittelwertes verwendet werden, durch die den neuesten
normalen Verbrennungszustand darstellenden Daten ersetzt
werden.
7. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Speichermittel (6) vorgesehen sind, in denen im voraus Drehmomentwellenformen gespeichert werden, die vom Verbrennungsmotor (8) in verschiedenen Verbrennungszu ständen erzeugt werden; und
die Steuermittel (100) dann, wenn die Entschei dungsmittel (5) entscheiden, daß der von den Erfassungs mitteln (3, 4, 103, 104) erfaßte neueste Verbrennungszu stand des Verbrennungsmotors (8) ein unregelmäßiger Ver brennungszustand ist, aus den Speichermitteln (6) eine dem von den Erfassungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßten neuesten Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors (8) entsprechende Drehmomentwellenform und außerdem aus den Speichermitteln (6) eine einem normalen Verbrennungszu stand entsprechende Drehmomentwellenform auslesen, die beiden Drehmomentwellenformen vergleichen und die Drehmo ment-Korrekturmittel (2, 7) so steuern, daß sich die Drehmomentwellenform, die einem unregelmäßigen Verbren nungszustand entspricht, der Drehmomentwellenform, die einem normalen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
Speichermittel (6) vorgesehen sind, in denen im voraus Drehmomentwellenformen gespeichert werden, die vom Verbrennungsmotor (8) in verschiedenen Verbrennungszu ständen erzeugt werden; und
die Steuermittel (100) dann, wenn die Entschei dungsmittel (5) entscheiden, daß der von den Erfassungs mitteln (3, 4, 103, 104) erfaßte neueste Verbrennungszu stand des Verbrennungsmotors (8) ein unregelmäßiger Ver brennungszustand ist, aus den Speichermitteln (6) eine dem von den Erfassungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßten neuesten Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors (8) entsprechende Drehmomentwellenform und außerdem aus den Speichermitteln (6) eine einem normalen Verbrennungszu stand entsprechende Drehmomentwellenform auslesen, die beiden Drehmomentwellenformen vergleichen und die Drehmo ment-Korrekturmittel (2, 7) so steuern, daß sich die Drehmomentwellenform, die einem unregelmäßigen Verbren nungszustand entspricht, der Drehmomentwellenform, die einem normalen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
8. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Spei
chermitteln (6) im voraus gespeicherten Drehmomentwellen
formen solche Wellenformen sind, die teilweise oder voll
ständig durch eine Sinuswelle oder durch eine Rechteck
welle approximiert werden, wobei der Wert einer Periode
einer solchen Welle durch die Division eines Verbren
nungszyklus des Verbrennungsmotors (8) (720° in einem
Viertakt-Verbrennungsmotor; 360° in einem Zweitakt-Ver
brennungsmotor, ausgedrückt durch den Drehwinkel der Kur
belwelle) durch die Zahl der Zylinder des Verbrennungsmo
tors (8) erhalten wird.
9. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel
(100) dann, wenn die Entscheidungsmittel (5) entscheiden,
daß der von den Erfassungsmitteln (3, 4) erfaßte neueste
Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors (8) einer un
regelmäßigen Verbrennung entspricht, aus den Speichermit
teln (6) eine dem von den Erfassungsmitteln (3, 4) erfaß
ten neuesten Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors
(8) entsprechende Drehmomentwellenform und außerdem aus
den Speichermitteln (6) eine einem normalen Verbrennungs
zustand entsprechende Drehmomentwellenform auslesen, die
beiden Drehmomentwellenformen miteinander vergleichen und
die Drehmoment-Korrekturmittel (2, 7) so steuern, daß
sich die Drehmomentwellenform, die dem unregelmäßigen
Verbrennungszustand entspricht, der Drehmomentwellenform,
die dem normalen Verbrennungszustand entspricht, annä
hert.
10. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Speichermit
teln (6) im voraus eine Mehrzahl von Drehmomentwellenfor
men gespeichert ist, die einer Mehrzahl von Werten des
Zylinderdrucks im oberen Totpunkt eines jeden Zylinders
des Verbrennungsmotors (8) entsprechen.
11. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel
(100) dann, wenn die Entscheidungsmittel (5) entscheiden,
daß der von den Erfassungsmitteln (3, 4, 103, 104) er
faßte neueste Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors
(8) einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht, eine dem
von den Erfassungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßten neue
sten Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors (8) ent
sprechende Drehmomentwellenform und eine einen normalen
Verbrennungszustand entsprechende Drehmomentwellenform
gewinnen, die beiden Drehmomentwellenformen vergleichen
und die Drehmomentkorrekturmittel (2, 7) so steuern, daß
sich die Drehmomentwellenform, die dem unregelmäßigen
Verbrennungszustand entspricht, der Drehmomentwellenform,
die dem normalen Verbrennungszustand entspricht, annä
hert.
12. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 11, gekennzeichnet durch Speichermittel (6), in
denen Funktionen gespeichert sind, die für die von den
Rechenmitteln (100) ausgeführten Rechenoperationen erfor
derlich sind.
13. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine im voraus in
den Speichermitteln (6) gespeicherte Funktion durch eine
teilweise oder vollständige Approximation mit einer Si
nuswelle oder einer Rechteckwelle erhalten wird, wobei
der Wert einer Periode einer solchen Welle durch die Di
vision eines Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors
(8) (720° in einem Viertakt-Verbrennungsmotor und 360° in
einem Zweitakt-Verbrennungsmotor, ausgedrückt durch den
Drehwinkel der Kurbelwelle) durch die Anzahl der Zylinder
des Verbrennungsmotors (8) erhalten wird.
14. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung für einen
Verbrennungsmotor,
gekennzeichnet durch
Mittel (3, 4, 103, 104) zum Erfassen eines Ver brennungszustandes des Verbrennungsmotors (8);
Mittel (5), die entscheiden, ob der von den Er fassungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßte Verbrennungszu stand einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht oder nicht;
Steuermittel (100), die dann, wenn die Entschei dungsmittel (5) entscheiden, daß der erfaßte Verbren nungszustand einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht, eine vom Verbrennungsmotor (8) in einem unregelmäßigen Verbrennungszustand erzeugte Drehmomentwellenform mit ei ner vom Verbrennungsmotor (8) in einem normalen Verbren nungszustand erzeugten Drehmomentwellenform vergleichen und Steuersignale ausgeben; und
Drehmoment-Korrekturmittel (2, 7), die am Ver brennungsmotor (8) fest angebracht sind und die Größe des an den Verbrennungsmotor (8) übertragenen Drehmomentes und/oder die Größe des vom Verbrennungsmotor (8) absor bierten Drehmomentes entsprechend der Steuersignale ein stellen und das Drehmoment des Verbrennungsmotors (8) so korrigieren, daß sich die Drehmomentwellenform, die dem unregelmäßigen Verbrennungszustand entspricht, der Dreh momentwellenform, die dem normalen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
Mittel (3, 4, 103, 104) zum Erfassen eines Ver brennungszustandes des Verbrennungsmotors (8);
Mittel (5), die entscheiden, ob der von den Er fassungsmitteln (3, 4, 103, 104) erfaßte Verbrennungszu stand einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht oder nicht;
Steuermittel (100), die dann, wenn die Entschei dungsmittel (5) entscheiden, daß der erfaßte Verbren nungszustand einer unregelmäßigen Verbrennung entspricht, eine vom Verbrennungsmotor (8) in einem unregelmäßigen Verbrennungszustand erzeugte Drehmomentwellenform mit ei ner vom Verbrennungsmotor (8) in einem normalen Verbren nungszustand erzeugten Drehmomentwellenform vergleichen und Steuersignale ausgeben; und
Drehmoment-Korrekturmittel (2, 7), die am Ver brennungsmotor (8) fest angebracht sind und die Größe des an den Verbrennungsmotor (8) übertragenen Drehmomentes und/oder die Größe des vom Verbrennungsmotor (8) absor bierten Drehmomentes entsprechend der Steuersignale ein stellen und das Drehmoment des Verbrennungsmotors (8) so korrigieren, daß sich die Drehmomentwellenform, die dem unregelmäßigen Verbrennungszustand entspricht, der Dreh momentwellenform, die dem normalen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
15. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmoment-Kor
rekturmittel (2, 7) durch eine elektrische Maschine gege
ben sind.
16. Vorrichtung zur Drehmomentsteuerung gemäß An
spruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische
Maschine ein Drehstrom-Motor/Generator (9) ist, der über
einen Drehstrom-Wechselrichter (10) und einen Drehstrom-
Umformer (11) mit einer Gleichstrom-Leistungsquelle (13)
verbunden ist.
17. Verfahren zur Drehmomentsteuerung für einen Verbren
nungsmotor,
gekennzeichnet durch die Schritte
des Erfassens eines Verbrennungszustandes des Verbrennungsmotors (8);
des Entscheidens, ob der im Erfassungsschritt er faßte Verbrennungszustand ein unregelmäßiger Verbren nungszustand ist oder nicht;
des Vergleichens einer vom Verbrennungsmotor (8) im unregelmäßigen Verbrennungszustand erzeugten Drehmo mentwellenform mit einer vom Verbrennungsmotor (8) in ei nem normalen Verbrennungszustand erzeugten Drehmomentwel lenform, wenn entschieden worden ist, daß der erfaßte Verbrennungszustand ein unregelmäßiger Verbrennungszu stand ist; und
des Steuerns eines am Verbrennungsmotor (8) fest angebrachten Steuermittels (2), das das Drehmoment des Verbrennungsmotors (8) so korrigieren kann, daß sich die Drehmomentwellenform, die dem unregelmäßigen Verbren nungszustand entspricht, der Drehmomentwellenform, die dem normalen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
des Erfassens eines Verbrennungszustandes des Verbrennungsmotors (8);
des Entscheidens, ob der im Erfassungsschritt er faßte Verbrennungszustand ein unregelmäßiger Verbren nungszustand ist oder nicht;
des Vergleichens einer vom Verbrennungsmotor (8) im unregelmäßigen Verbrennungszustand erzeugten Drehmo mentwellenform mit einer vom Verbrennungsmotor (8) in ei nem normalen Verbrennungszustand erzeugten Drehmomentwel lenform, wenn entschieden worden ist, daß der erfaßte Verbrennungszustand ein unregelmäßiger Verbrennungszu stand ist; und
des Steuerns eines am Verbrennungsmotor (8) fest angebrachten Steuermittels (2), das das Drehmoment des Verbrennungsmotors (8) so korrigieren kann, daß sich die Drehmomentwellenform, die dem unregelmäßigen Verbren nungszustand entspricht, der Drehmomentwellenform, die dem normalen Verbrennungszustand entspricht, annähert.
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