DE4041875C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leerlaufdrehzahl-Regelsystem für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Drehzahlregelsystem, das über ein Leerlauf-Regelventil die der Brennkraftmaschine zuzuführende Ansaugluftmenge steuert, sobald die Drosselklappe geschlossen ist, um dadurch die Ist-Drehzahl im Leerlauf auf eine Soll-Drehzahl hin konvergieren zu lassen.

Bei bekannten elektronisch geregelten Brennkraftmaschinen ist ein Leerlaufdrehzahl-Regelsystem in verbreitetem Einsatz, wie es nachfolgend beschrieben ist und z. B. auch aus der US-PS 47 16 871 hervorgeht:

Gemäß Fig. 9 sind im Ansaugsystem 4 einer Brennkraftmaschine 2 ein Luftfilter 6, ein Luftmengen-Fühler 8, eine Drosselklappe 10 und eine Einspritzdüse 12 angeordnet. Ein Drosselklappen-Fühler 14 tastet die Öffnungsstellung der Drosselklappe 10 ab; ein Leerlaufschalter 16 ermittelt den Schließzustand der Drosselklappe 10. Die Drosselklappe 10 wird von einem Bypass-Kanal 18 umgangen, der die Räume stromauf und stromab von der Drosselklappe 10 miteinander verbindet und in dem ein Leerlauf-Regelventil (Magnetventil) 20 angeordnet ist.

Verschiedene Fühler zur Erfassung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 2 und deren Last sind mit einer Steuereinheit 30 verbunden. Es handelt sich beispielsweise um einen Ansaugluft-Temperaturfühler 22, einen Kühlwasser- Temperaturfühler 24, einen Drehzahlfühler 26 und einen Luft-Kraftstoff-Verhältnisfühler 28. Nicht gezeigte Komponenten, wie ein Verdichter für eine Klimaanlage, eine Ölpumpe für die Lenkhilfe und andere Hilfseinrichtungen sind mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine 2 verbunden. Um die bei dem Betrieb derartiger Komponenten und Hilfseinrichtungen an der Brennkraftmaschine anliegende Last zu erfassen, sind mit der Steuereinheit 30 auch ein Klimaanlagen-Schalter 32, ein Lenkhilfe-Schalter 34 und dgl. verbunden.

Die Steuereinheit 30 regelt die Brennkraftmaschine auf der Basis von Informationen, die ihr von den genannten Fühlern und Schaltern eingegeben werden.

Der Leerlaufschalter 16 ist eingeschaltet, wenn die Drosselklappe 10 voll geschlossen ist. In diesem Zustand bestimmt die Steuereinheit 30 eine Soll-Leerlaufdrehzahl No entsprechend der Information über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wie z. B. der Kühlwasser-Temperatur oder des Anliegens einer äußeren Last und dgl., und berechnet einen Grundwert für die Ansaugluftmenge, der zur Aufrechterhaltung der Soll-Leerlaufdrehzahl No erforderlich ist. Die Steuereinheit 30 korrigiert den Grundwert entsprechend der Differenz zwischen der Soll- Leerlaufdrehzahl No und der Ist-Drehzahl Ne und erhält dadurch einen derzeitigen Sollwert der Ansaugluftmenge, auf dessen Grundlage sie die Öffnung des Leerlauf- Regelventils 20 steuert. Nach dem nächsten und weiteren Durchläufen und solange die Soll-Leerlaufdrehzahl nicht verändert wird, korrigiert die Steuereinheit 30 den zuvor ermittelten Sollwert in Übereinstimmung mit der Soll-Leerlaufdrehzahl No und einer von neuem erfaßten Ist- Drehzahl Ne, auf deren Grundlage sie jeweils einen neuen Sollwert errechnet. Auf diese Weise regelt die Steuereinheit 30 die Differenz zwischen der Soll- Leerlaufdrehzahl und der Ist-Drehzahl der Brennkraftmaschine auf den Wert Null ein.

Das Leerlauf-Regelventil 20 wird durch Impulssignale von einer ausreichend hohen vorbestimmten Frequenz geöffnet bzw. geschlossen und der effektive Öffnungsgrad des Leerlauf-Regelventils 20 wird durch Änderung des Tastverhältnisses der Impulssignale verändert.

Im allgemeinen wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch das Gleichgewicht zwischen dem abgegebenen Drehmoment und dem Lastdrehmoment bestimmt. Wenn ersteres kleiner als letzteres ist, sinkt die Maschinendrehzahl ab. Dies wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Fig. 10 näher erläutert:

In Fig. 10 stellt die Linie b das von der Maschine abgegebene Drehmoment (ausgedrückt durch den Luft-Liefergrad Cetl) dar, das erforderlich ist, um die Brennkraftmaschine 2 bei einer gegebenen festen Drehzahl zu betreiben. Wenn die Beziehung zwischen dem Luft-Liefergrad und der Maschinendrehzahl der Linie b entspricht, dann stimmt auch das von der Maschine abgegebene Drehmoment mit dem Last- Drehmoment überein und die Drehzahl bleibt unverändert. (Der Luft-Liefergrad wird im nachfolgenden kurz als Liefergrad bezeichnet).

Wenn die Maschine 2 konstant mit der Soll-Leerlaufdrehzahl No betrieben wird, wobei der Massenstrom von Ansaugluft auf einem Wert Gno gehalten wird, der zum Festbetrieb der Maschine bei der Soll-Leerlaufdrehzahl No erforderlich ist, gilt für den Liefergrad Cetno die folgende Gleichung (1):

Cetno = K × (Gno/No) (1)

in welcher K einen Massenstrom-Liefergrad- Umwandlungskoeffizient bedeutet.

Wird die Maschine 2 konstant bei einer Drehzahl Ne betrieben, wobei der Massenstrom von Ansaugluft auf einem Wert Gno gehalten wird, der zum Festbetrieb der Maschine bei der Soll-Leerlaufdrehzahl No erforderlich ist, dann gilt für den Liefergrad Cetne die folgende Gleichung (2):

Cetne = K × (Gno/Ne) (2)

Die nachfolgende Gleichung (3) leitet sich aus den Gleichungen (1) und (2) ab.

Cetne = Cetno × (No/Ne) (3)

Die Kurve a in Fig. 10 gibt die Beziehung (3) wieder.

Wenn die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 so eingestellt ist, daß der Massenstrom von Ansaugluft auf dem Wert Gno gehalten wird, der zur Beibehaltung der Soll- Leerlaufdrehzahl No erforderlich ist, und die Maschine 2 konstant bei einer Drehzahl Nel durch äußeren Antrieb gehalten wird, dann entspricht der Liefergrad Cetne für den Zylinder 2a der Maschine 2 dem Wert an dem Punkt A auf der Kurve a.

Da der Liefergrad Cetl, der zur Beibehaltung der Drehzahl Nel notwendig ist, dem Wert an dem Punkt A′ auf der Linie b entspricht, wenn in diesem Zustand der äußere Antrieb unterbrochen wird, entsteht eine Drehmoment-Differenz Tl=Kt(Cetl-Cetne), wobei Kt ein Koeffizient ist, der der Differenz zwischen dem Liefergrad Cetl an dem Punkt A′ und dem Liefergrad Cetne an dem Punkt A entspricht, und die Drehzahl der Maschine 2 beginnt sich zu verlangsamen. Nimmt man an, daß der tatsächliche Liefergrad sich entsprechend der Kurve a verhält, wenn die Drehzahl Ne absinkt, dann wird die Drehmoment-Differenz Tl zu Null, sobald die Drehzahl Ne sich an die Soll-Leerlaufdrehzahl No angeglichen hat. Zu diesem Zeitpunkt stehen das von der Maschine abgegebene Drehmoment und das Last-Drehmoment miteinander im Gleichgewicht und die Maschine 2 beginnt einen Konstantbetrieb bei der Drehzahl No.

Es ist jedoch allgemein bekannt, daß bei Übergangszuständen während des Betriebes von Brennkraftmaschinen, in denen sich die Drehzahl Ne selbst bei konstantem Luftmassenstrom ändert, der tatsächliche Liefergrad Cetned (ein Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung) sich bei jedem Hubzyklus der Brennkraftmaschine 2 in einer Weise ändert, wie dies aus der folgenden Gleichung (4) hervorgeht:

Cetned(i) = KSKCCA × Cetned(i - l) + (1 - KSKCCA) × Cetne(i) (4)

in welcher KSKCCA ein Verzögerungs-Koeffizient erster Ordnung ist.

Die Kurve c in Fig. 10 gibt die Gleichung (4) wieder. Wie aus der Kurve c zu erkennen ist, ist die Drehmoment- Differenz Tl an dem Zeitpunkt (Punkt B), an dem die Drehzahl Ne sich an die Soll-Leerlaufdrehzahl No angeglichen hat, größer als Null, so daß dementsprechend die Brennkraftmaschine 2 in der Drehzahl weiter absinkt. Das Absinken der Drehzahl hört an dem Zeitpunkt (Punkt C) auf, an welchem Cetned gleich Cetl wird. Andererseits tendiert Cetned zu einer weiteren Erhöhung, so daß dementsprechend die Brennkraftmaschine 2 beschleunigt und letztlich die Drehzahl Ne sich der Soll-Leerlaufdrehzahl No nähert. Der Graph in Fig. 11 zeigt das dementsprechende Verhalten der Maschinendrehzahl.

Wenn entsprechend der üblichen Vorgehensweise die Kraftstoffzufuhr während der Drehzahlverringerung der Maschine 2 unterbrochen wird, bis die Drehzahl auf einen vorbestimmten Drehzahlwert Ne2 abgesunken ist, dann wird das Maschinen-Drehmoment zu Null und demzufolge nimmt die Absinkgeschwindigkeit zu. Hängt an der Maschine 2 außerdem noch eine äußere Last, z. B. durch die Klimaanlage, die Lenkhilfe und den Drehmomentwandler, dann fällt die Drehzahl umso schneller ab.

Bei der vorstehend beschriebenen Regelungsart fällt die Maschinendrehzahl ab, wenn sie während der Verlangsamung sich der Soll-Leerlaufdrehzahl No nähert. Außerdem fällt die Drehzahl, weil der Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung Cetned zu dem Zeitpunkt B, an dem die Drehzahl Ne vorübergehend gleich der Soll-Leerlaufdrehzahl No während der Verlangsamung ist, nicht ganz mit dem Liefergrad Cetno übereinstimmt, der ein Gleichgewicht mit der Maschinenlast ergeben würde.

Um dieses weitere Abfallen der Drehzahl zu vermeiden, wird herkömmlicherweise die Ansaugluftmenge vorübergehend erhöht, sobald eine Drehzahl- Verringerung der Maschine festgestellt wird, und anschließend wieder allmählich auf den vorherigen Wert eingestellt. Diese Vorgangsweise stellt jedoch nur eine symptomatische Behandlung dar und erfordert eine sehr große Anzahl von Daten und Parametern für Maschinen unterschiedlicher Spezifikationen und Ausbildung, um sie an alle Betriebsbedingungen anzupassen. Darüber hinaus erfordert sie ein sehr kompliziertes Regelprogramm und Erfahrung, um eine Übereinstimmung zu erzielen.

Seit einiger Zeit besteht ein gewisser Trend dazu, das Volumen der Ansaugleitung stromab von der Drosselklappe zu vergrößern. Das führt zu einer Erhöhung der Zeitverzögerung bis zum tatsächlichen Eintreten der Luft in den Zylinder, deren Menge durch das Leerlauf- Regelventil 20 eingeregelt wird, wodurch die Maschinendrehzahl noch mehr absinkt.

Ausgehend von den vorstehenden Darlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Leerlauf- Drehzahl-Regelsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, das mittels eines einfachen Regelprogramms eine rasche Annäherung der Ist-Drehzahl an die Soll-Leerlauf-Drehzahl ermöglicht, wobei das Regelprogramm mit nur geringfügigen Abänderungen für verschiedene Brennkraftmaschinen mit unterschiedlichen Spezifikationen einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Die Verzögerung erster Ordnung bei der Füllung eines Zylinders der Brennkraftmaschine kann durch einen Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung erfaßt werden, der sich aus einem für eine jeweilige Maschinenspezifikation ermittelten Verzögerungs-Koeffizienten errechnet. Das Regelprogramm zur Ausführung des Regelvorganges läßt sich relativ einfach vorbereiten, sobald der Verzögerungs-Koeffizient erster Ordnung zur Berechnung dieses Liefergrades mit Verzögerung erster Ordnung sowie der Voreil-Koeffizient erster Ordnung vorliegen. Daraus folgt, daß sich das Regelprogramm als solches an verschiedene Maschinen mit unterschiedlichen Spezifikationen einsetzen läßt, sobald für jede Maschine diese beiden Koeffizienten bekannt sind. Dabei braucht auch keine Rücksicht auf den jeweiligen Hubraum der Brennkraftmaschine genommen zu werden, weil das erfindungsgemäße Regelsystem nicht mit der Ansaugluftmenge selbst, sondern mit dem Liefergrad arbeitet, der von dem Hubraum unabhängig ist. Das erleichtert die Anpassung an die jeweilige Maschinenspezifikation erheblich und senkt die Kosten bei der Installation des Regelsystems.

Das erfindungsgemäße Regelprogramm erlaubt es, eine Änderung des Liefergrades während einer Übergangszeit, in der die Brennkraftmaschine mit beliebiger Drehzahl läuft und die Drehzahl sich der Soll-Leerlaufdrehzahl annähert, so durchzuführen, daß eine rasche Annäherung an die Soll-Leerlaufdrehzahl ohne Überregeln erfolgt. Demzufolge kann das Maschinen-Drehmoment zu dem Zeitpunkt, an dem die Ist-Drehzahl vorübergehend mit der Soll-Leerlaufdrehzahl übereinstimmt, weitgehend dem erforderlichen Wert gleichgesetzt werden, der zu einem Konstantbetrieb der Maschine bei der Soll-Leerlaufdrehzahl erforderlich ist. Auf diese Weise können Regelschwingungen weitgehend vermieden werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Regelungsvorganges, der von der Steuereinheit des erfindungsgemäßen Leerlauf-Regelsystems gemäß einer Ausführungsart der Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Unterbrechungs- Unterprogrammes zur Berechnung eines Rückkopplungs- Korrekturwerts;

Fig. 3 eine Kennlinie zur Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturwerts;

Fig. 4 eine Kennlinie zur Berechnung eines Voreil- Koeffizienten erster Ordnung;

Fig. 5 eine Kennlinie zur Berechnung eines Spulentemperatur-Korrekturkoeffizienten;

Fig. 6 eine Kennlinie zur Berechnung eines Batteriespannungs-Korrekturkoeffizienten;

Fig. 7 eine Kennlinie zur Berechnung der Regelleistung;

Fig. 8 eine Simulation des in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführten Regelvorganges;

Fig. 9 eine schematische Darstellung der mechanischen Anordnung des Regelsystems;

Fig. 10 einen Graph zur Veranschaulichung des Absinkens der Drehzahl und

Fig. 11 einen Graph, der das Absinken der Drehzahl über der Zeitachse veranschaulicht.

Das erfindungsgemäße Leerlaufdrehzahl-Regelsystem entsprechend dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem in Fig. 9 dargestellten System bezüglich seiner mechanischen Anordnung überein, unterscheidet sich davon jedoch bezüglich des durch die Steuereinheit 30 ausgeführten Regelvorganges. Demzufolge wird nachfolgend das Regelsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Hauptsache bezüglich des durch die Steuereinheit 30 ausgeführten Regelvorganges beschrieben.

Die Steuereinheit 30 berechnet einen Grund-Liefergrad Cebase, der zum konstanten Betrieb der Brennkraftmaschine 2 bei einer Soll-Leerlaufdrehzahl No erforderlich ist, und errechnet anschließend einen ersten Soll-Liefergrad Cetno durch Rückkopplungs-Korrektur des Grund-Liefergrades Cebase auf der Grundlage eines Korrekturwerts Cefb. Letzterer wird in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Ist-Leerlaufdrehzahl Ne und der Soll-Leerlaufdrehzahl No bestimmt. Die Steuereinheit 30 berechnet weiterhin einen zweiten Soll-Liefergrad Cetne, welcher mit dem Liefergrad übereinstimmt, den man bei Konstantbetrieb der Brennkraftmaschine 2 bei einer abgetasteten Leerlaufdrehzahl Ne und mit einer auf einem Massenstrom Gno gehaltenen Ansaugluftmenge erhält, wobei der Massenstrom Gno konstant den ersten Soll-Liefergrad Cetno ergeben würde. Weiterhin berechnet die Steuereinheit 30 einen End-Soll-Massenstrom Gtotal der Ansaugluftmenge, der einen Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung Cetned gleich dem zweiten Soll-Liefergrad Cetne ergibt. Dabei stellt der Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung einen solchen Liefergrad dar, der einer tatsächlich in den Zylinder 2a eingeführten Ladungsmenge entspricht, sobald die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 eingestellt ist und man einen dadurch gegebenen Massenstrom erhält. Schließlich steuert die Steuereinheit 30 die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 auf der Basis des End-Soll-Massenstromes Gtotal.

Wenn der Leerlaufschalter 16 eingestellt ist, dann wiederholt die Steuereinheit 30 den in Fig. 1 dargestellten Regelvorgang bei jedem Hubzyklus der Brennkraftmaschine 2.

In dem Schritt S1 beseitigt die Steuereinheit 30 eine Markierung xrst (xrst=0), welche anzeigt, daß es der erste Durchlauf ist. Anschließend liest die Steuereinheit 30 in dem Schritt S2 eine Information über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 sowie über den Betrieb von Hilfseinrichtungen aus den Ausgangssignalen der Fühler und Schalter, z. B. des Drehzahlfühlers 26, des Luftmengenfühlers 8, des Klimaanlagen-Schalters 32, des Lenkhilfe-Schalters 34 und dgl., ein. In dem Schritt S3 bestimmt die Steuereinheit 30 eine Soll-Leerlaufdrehzahl No entsprechend der Kühlwassertemperatur und in Abhängigkeit davon, ob an der Brennkraftmaschine 2 eine äußere Last anliegt. Anschließend ermittelt sie einen Grund-Liefergrad Cebase, der zum Konstantbetrieb der Brennkraftmaschine 2 bei der Soll-Leerlaufdrehzahl No erforderlich ist, und errechnet dann einen ersten Soll-Liefergrad Cetno durch Addition eines Rückkopplungs-Korrekturwerts Cefb zu dem Grund-Liefergrad Cebase. Der Rückkopplungs-Korrekturwert Cefb wird in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der abgetasteten Ist-Leerlaufdrehzahl Ne und der Soll-Leerlaufdrehzahl No bestimmt (Schritte S4 und S5). Der Rückkopplungs-Korrekturwert Cefb wird aus der Kennlinie gemäß Fig. 3 in vorbestimmten Zeitabständen (z. B. alle 160 msec) und entsprechend dem Flußdiagramm gemäß Fig. 2 ermittelt.

In dem Schritt S6 berechnet die Steuereinheit 30 einen zweiten Soll-Liefergrad Cetne(i) (=Gno/Ne), der mit demjenigen Liefergrad übereinstimmt, welchen man bei Konstantbetrieb der Brennkraftmaschine 2 bei der abgetasteten Leerlaufdrehzahl Ne erhält und wobei die Ansaugluftmenge auf einem ersten Soll-Massenstrom Gno gehalten wird, welcher konstant den ersten Soll-Liefergrad Cetno ergibt.

Anschließend stellt die Steuereinheit 30 in dem Schritt S7 fest, ob die Markierung xrst gesetzt ist (xrst=1). Ist das der Fall, d. h. handelt es sich nicht um den ersten Durchlauf, dann errechnet die Steuereinheit 30 in dem Schritt S8 einen Liefergrad Cetned(i) mit Verzögerung erster Ordnung, welcher der dem Zylinder 2a tatsächlich zugeführten Ladungsmenge entspricht, wenn die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 verstellt wird, so daß man den ersten Soll-Massenstrom Gno erhält. Der Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung Cetned(i) wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung ermittelt, wie dies vorstehend schon in Zusammenhang mit dem Stand der Technik erläutert wurde:

Cetned(i) = KSKCCA × Cetned(i - l) + (1 - KSKCCA) × Cetne(i).

Der Liefergrad Cetned(i) mit Verzögerung erster Ordnung wird im wesentlichen endgültig in Übereinstimmung mit der jeweiligen Maschinenspezifikation festgelegt.

Wenn in dem Schritt S7 festgestellt wird, daß die Markierung xrst nicht auf 1 steht, dann ändert die Steuereinheit 30 in dem Schritt S9 den vorhergehenden Wert Cetne(i-l) des zweiten Soll-Liefergrades auf den Wert des zweiten Soll-Liefergrades Cetne(i), der in dem Schritt S6 ermittelt wurde, und stellt den gegenwärtigen Wert Cetned(i) des Liefergrades mit Verzögerung erster Ordnung auf den Wert des zweiten Soll-Liefergrades Cetne(i) ein, der in dem Schritt S6 bestimmt wurde.

In dem Schritt S10 berechnet die Steuereinheit 30 die Differenz zwischen dem Liefergrad Cetned(i) mit Verzögerung erster Ordnung und dem zweiten Soll-Liefergrad Cetne(i). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nur der Fall berücksichtigt, in dem der erstere Wert kleiner als der letztere Wert ist, und es wird der Liefergrad-Mangel dCetned=Max(Cetno-Cetned, 0) berechnet.

In dem Schritt S11 berechnet die Steuereinheit 30 einen Mangen an Ansaugluftmenge in Form eines Luftmassenstrom-Mangels dGa=dCetned · Ne/K entsprechend dem Liefergrad-Mangel dCetned und liest in dem Schritt S12 einen Voreil-Koeffizienten adv erster Ordnung aus der Kennlinie gemäß Fig. 4 aus, um den Luftmassenstrom-Mangel dGa zu kompensieren. In dem nächsten Schritt S13 berechnet die Steuereinheit 30 einen End-Soll-Liefergrad Cecont, der einen Liefergrad Cetned(i) mit Verzögerung erster Ordnung gleich dem zweiten Soll-Liefergrad Cetne(i) entsprechend der folgenden Gleichung ergibt:

Cecont(i) = (Cetne(i) - adv × Cetne(i - l))/(l - adv).

In dem Schritt S14 berechnet die Steuereinheit 30 eine End-Soll-Ansaugluftmenge in Form eines End-Soll-Massenstroms Gtotal(i) auf der Basis des End-Soll-Liefergrades Cecont(i) entsprechend der Formel

Gtotal(i) = Cecont(i) × Ne/K.

In dem anschließenden Schritt S15 berechnet die Steuereinheit 30 einen Volumenstrom qisc der Luft, der durch das Leerlauf-Regelventil 20 erlaubt sein soll, auf der Basis des End-Soll-Massenstromes Gtotal(i) entsprechend der Formel

qisc = Gtotal(i)/γ - qmain.

Darin bedeutet qmain den Volumenstrom an Luft, der an der Drosselklappe 10 vorbei als Leckluft hindurchtritt.

In dem Schritt S16 liest die Steuereinheit 30 einen Spulentemperatur-Korrekturkoeffizienten cthw, einen Batteriespannungs-Korrekturkoeffizienten cbat und eine Regelleistung D(i) auf der Basis des Volumenstromes qisc an Luft aus, der durch das Leerlauf-Regelventil 20 zugelassen wird. Das Auslesen erfolgt jeweils aus den Kennlinien gemäß den Fig. 5, 6 und 7. In dem anschließenden Schritt S17 berechnet die Steuereinheit 30 eine End-Regelleistung bzw. das Regelausmaß D (=cbat×cthw×D(i)) und regelt die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 entsprechend auf der Basis dieses End-Stellwertes D ein.

Anschließend kehrt die Steuereinheit 30 zu dem Schritt S6 zurück, nachdem der gegenwärtige Wert des zweiten Soll-Liefergrades Cetne an die Stelle des vorangehenden Werts Cetne(i-l) gesetzt wurde.

Die Darstellung in Fig. 8 zeigt eine Simulation des vorstehend beschriebenen Regelvorganges. Darin gibt die Kurve d die Änderung des zweiten Soll-Liefergrades Cetne im Idealzustand und die Kurve e die Änderung des Liefergrades Cetned mit Verzögerung erster Ordnung an, wobei letzterem die Annahme zugrunde liegt, daß die ihm entsprechende Ladungsmenge tatsächlich in den Zylinder 2a eintritt, wenn die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 auf der Basis des zweiten Soll-Liefergrades Cetne im Idealzustand gesteuert wird. Die Kurve f zeigt die Veränderung des Liefergrad-Mangels dCetned an, um den der Liefergrad Cetned(i) mit Verzögerung erster Ordnung kleiner als der zweite Soll-Liefergrad Cetne(i) ist.

Die Kurve g in Fig. 8 zeigt die Veränderung des Luftmassenstrom-Mangels dGa=dCetned×Ne/K entsprechend dem Liefergrad-Mangel dCetned an, die Kurve h gibt die Veränderung des Voreil-Koeffizienten adv erster Ordnung für die Kompensation des Luftmassenstrom-Mangels dGa an, und die Kurve i beschreibt die Veränderung des End-Soll-Liefergrades Cecont. Die Kurve j gibt schließlich die Veränderung des End-Soll-Massenstromes Gtotal an. Die Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 wird auf der Basis dieses End-Soll-Massenstromes Gtotal eingesteuert.

Bei Einstellung der Öffnung des Leerlauf-Regelventils 20 auf der Grundlage des End-Soll-Massenstromes Gtotal geht die Änderung des Liefergrades mit Verzögerung erster Ordnung, der der tatsächlich in den Zylinder 2a eintretenden Ladungsmenge entspricht, weitgehend konform mit der Änderung des zweiten Soll-Liefergrades Cecont im Idealzustand. Demzufolge kann der Liefergrad mit Verzögerung erster Ordnung, der der tatsächlich in den Zylinder 2a eintretenden Ladungsmenge entspricht, zu dem Zeitpunkt, an dem die Ist-Drehzahl Ne mit der Soll-Leerlaufdrehzahl No übereinstimmt, mit dem Liefergrad angenähert werden, der erforderlich ist, um anschließend die Drehzahl auf der Soll-Leerlaufdrehzahl No zu halten. Hierdurch läßt sich ein Abfallen der Maschinendrehzahl aufgrund eines Ladegrad-Mangels (Unterschreitung) oder eine Regel-Überschwingung der Maschinendrehzahl, die mit einem Drehzahlabfall einhergeht, vermeiden, und die Ist-Drehzahl Ne kann besser an die Soll-Leerlaufdrehzahl No angenähert werden.

Claims (6)

1. Leerlauf-Drehzahlregelsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Leerlauf-Regelventil (20), das die der Brennkraftmaschine zuzuführende Ansaugluftmenge im Leerlauf steuert, und mit einer Steuereinheit (30), die eine Ist-Drehzahl (Ne) der Maschine auf eine vorbestimmte Soll-Leerlaufdrehzahl (No) regelt und die Öffnung des Leerlauf-Regelventils (20) so einstellt, daß sich die Ist-Drehzahl (Ne) der Soll-Leerlaufdrehzahl (No) annähert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (30) bei der Steuerung und Regelung folgende Schritte ausführt:

• - Errechnen eines für einen konstanten Betrieb der Brennkraftmaschine bei der Soll-Leerlaufdrehzahl (No) erforderlichen Grundwertes (Cebase) für den Ansaugluft-Liefergrad eines Zylinders der Brennkraftmaschine,
• - Errechnen eines ersten Soll-Liefergrades (Cetno) durch Rückkopplungs-Regelungskorrektur des Grund-Liefergrades (Cebase) mittels eines Regelungs-Korrektur-Koeffizienten (Cefb), der in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Ist-Drehzahl (Ne) und der Soll-Leerlaufdrehzahl (No) bestimmt wird,
• - Errechnen eines zweiten Soll-Liefergrades (Cetne), der einem konstanten Betrieb der Brennkraftmaschine bei der Ist-Drehzahl (Ne) entspricht, während eine dem ersten Soll-Liefergrad (Cetno) bei konstantem Betrieb entsprechende Ansaugluftmenge (Gno) beibehalten wird,
• - Errechnen eines End-Soll-Liefergrades (Cecont), der durch einen Voreil-Koeffizienten (adv) erster Ordnung gegenüber dem zweiten Soll-Liefergrad (Cetne) in erster Ordnung vorverlegt ist,
• - Errechnen einer End-Soll-Ansaugluftmenge (Gtotal) auf der Grundlage des End-Soll-Liefergrades (Cecont), der Ist-Drehzahl (Ne) und eines Umwandlungs-Koeffizienten (K) und
• - Einstellen der Öffnung des Leerlauf-Regelventils (20) entsprechend der End-Soll-Ansaugluftmenge (Gtotal).

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung erster Ordnung bei der Füllung eines Zylinders durch einen Liefergrad (Cetned) mit Verzögerung erster Ordnung erfaßt wird, der sich aus einem für eine jeweilige Maschinenspezifikation ermittelten Verzögerungs-Koeffizienten (KSKCCA) errechnet.

3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundlage des Liefergrades (Cetned) mit Verzögerung erster Ordnung und des zweiten Soll-Liefergrades (Cetne) ein Liefergradmangel (dCetned) errechnet und der Voreil-Koeffizient (adv) in Abhängigkeit von dem Liefergradmangel bestimmt wird.

4. Regelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Liefergradmangel (dCetned) zu einem Mangel (dGa) an Ansaugluftmenge umgerechnet wird und der Voreil-Koeffizient (adv) auf der Grundlage des Mangels an Ansaugluftmenge aus einer Kennlinie ermittelt wird.

5. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der End-Soll-Ansaugluftmenge (Gtotal) ein Ansaugluftvolumen (qisc) errechnet wird, das nach Berücksichtigung von Zustandsparametern des Leerlauf-Regelventils (20) dessen Öffnung bestimmt.

6. Regelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leerlauf-Regelventil (20) ein Magnetventil ist und das errechnete Ansaugluftvolumen (qisc) einen die Batteriespannung und die Spulentemperatur des Magnetventils berücksichtigenden Koeffizienten (cbat bzw. cthw) enthält.