DE4222298B4

DE4222298B4 - Verfahren zur Dämpfung von auftretenden Ruckelschwingungen für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4222298B4
Application number: DE4222298A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Kugler; Karlheinz Dipl.-Ing. Riedel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: FR2693510A1; FR2693510B1; DE4222298A1; JPH06173837A; US5383434A

Abstract

Verfahren zur Dämpfung von auftretenden Ruckelschwingungen für Brennkraftmaschinen durch Zündwinkelverstellung, wobei bei Drehzahlzunahme eine Drehmomentenverkleinerung und bei Drehzahlabnahme eine Drehmomentenvergrößerung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n) sowie die angreifende Last (P) zyklisch erfasst und zwischengespeichert wird und eine durch Vergleich aufeinanderfolgender Lastwerte erkannte Laständerung (Δp) eine Zündwinkelverstellung bewirkt, deren Ausmaß durch die Laständerung (Δp) und die Drehzahl (n) bestimmt wird.

Description

Stand der technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Dämpfung von auftretenden Ruckelschwingungen für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Möglichkeit der Dämpfung von auftretenden Ruckelschwingungen für Brennkraftmaschinen in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE-P 42 01 8 861 vorgeschlagen worden. Hierbei wird bei einer Drehzahlzunahme eine Momentenrücknahme durch Spätverstellung der Zündung und bei einer Drehzahlabnahme ein Momentenzuwachs durch Frühverstellung der Zündung ausgelöst. Dabei werden die Drehzahlschwankungen als Drehzahländerung pro Zeiteinheit erfaßt, wobei gleichzeitig eine Unterscheidung vorgenommen wird, ob es sich bei der Drehzahländerung um ein Ruckeln oder um eine vom Fahrer gewollte Beschleunigung handelt. Handelt es sich bei der Drehzahländerung um ein Ruckeln, so wird die Drehzahländerung gewichtet und als additiver vorzeichenbehafteter Zündwinkel dem normalen Kennfeldzündwinkel zugeführt.
Das Auslösen der Dämpfung von Ruckelschwingungen bei Erkennen einer Drehzahlschwankung ist unter Umständen nicht schnell genug, da die Antiruckelregelung erst nach den ersten Drehzahlschwankungen einsetzt. Das beeinflußt aber unter Umständen das Verhalten einer Brennkraftmaschine negativ.
Aus der DE 40 09 ist es für die Berechnung eines Zündwinkel zur Vermeidung von Ruckelschwingungen bekannt, das differenzierte Drehzahlsignal, das heißt die Ableitung der Drehzahl, zu betrachten.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, hat demgegenüber den Vorteil, daß die Antiruckelmaßnahmen wesentlich früher, d.h. sofort beim Erkennen einer Laständerung ausgelöst werden. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß das Maß der Zündwinkelverstellung durch die Laständerung bestimmt ist. Gegenüber der Antiruckelregelung, die ausschließlich mit Drehzahldynamik arbeitet, wird hierdurch eine spürbare Erhöhung des Fahrkomforts erreicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Rückführung des Zündwinkels auf den vorgegebenen Kennfeldzündwinkel in vorgebbaren Schritten von einem Zündungszähler nach jeder Zündung ausgelöst wird und daß die Rückführung des Zündwinkels abhängig vom Drehzahlgradienten erfolgt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen Prinzipaufbau der Brennkraftmaschine zur Erfassung der Drehzahl und der Last und 2 ein Struktogramm zur Durchführung des Verfahrens.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
In 1 ist der schematische Aufbau einer Brennkraftmaschine mit einer Zündanlage dargestellt. Über ein Geberrad 10 wird die vom Motor 11 abgegebene Drehzahl n mit einem Drehzahlgeber 12 erfaßt und einem Mikroprozessor 13 zugeführt. An den Mikroprozessor 13 ist weiterhin als Eingangsgröße die Last p geführt. Der Mikroprozessor 13 bestimmt eine Verstellung des Zündwinkels um α_KORR um auftretendes Ruckeln zu vermeiden. Dieser Korrekturzündwinkel α_KORR wird in einem Addierer 14 einem Kennfeldzündwinkel α_Z zugeschlagen und über eine Zündschaltstufe 15 die Zündung dementsprechend ausgelöst. Der Kennfeldzündwinkel α_Z wird dabei in bekannter Weise abhängig von der Drehzahl n, der Temperatur T und weiteren Eingangsgrößen 15 vom Mikroprozessor 13 ausgegeben.
2 zeigt das Struktogramm zur zyklischen Durchführung des Verfahrens. In einem Arbeitsschritt 20 wird eine Zündung erfaßt. Anschließend wird nach jeder Zündung im Arbeitsschritt 21 die Last erfaßt und eine Lastdifferenz Δp zum zuvor erfaßten und zwischengespeicherten Lastwert berechnet. In einer anschließenden Abfrage 22 wird geprüft, ob die erfaßte Lastdifferenz Δp größer bzw. gleich einer vorgebbaren Schwelle Δp_schw ist. Ist dies der Fall, so wird in einem Arbeitsschritt 23 ein Aktivbit gesetzt. Das bedeutet nichts anderes, als daß das Verfahren zur Dämpfung von Ruckelschwingungen aktiviert wird. Im anschließenden Arbeitsschritt 24 wird ein Korrekturzündwinkel Δα1 unter Bezugnahme der Parameter der Brennkraftmaschine insbesondere der Lastdifferenz Δp und der Drehzahl n berechnet. In einer Abfrage 25 wird kontrolliert, ob ein Summenkorrekturwinkel α_ΣZ nach dem Hinzuaddieren des Korrekturzündwinkelsanteils Δα₁ größer bzw. gleich einem maximalen Summenkorrekturzündwinkel α_ZΣmax ist. Ist dies der Fall, so führt der Ja-Ausgang der Abfrage 25 zu einem Arbeitsschritt 26, in welchem der Summenkorrek turzündwinkel α_ΣZ auf den maximalen Summenkorrekturzündwinkel α_{ΣZ max} gesetzt wird. Der Nein-Ausgang der Abfrage 25 führt zu einem Arbeitsschritt 27, in welchem zum Summenkorrekturzündwinkel der aktuelle Korrekturzündwinkelanteil Δα₁ hinzuaddiert wird. Der Ausgang des Arbeitsschrittes 26 und der Ausgang des Arbeitsschrittes 27 führt zu einer Abfrage 28. In dieser Abfrage 28 wird überprüft, ob der aktuelle Korrekturzündwinkelanteil Δα₁ größer oder gleich dem Summenkorrekturzündwinkel α_ΣZ ist. Ist dies der Fall, so führt der Ja-Ausgang der Abfrage 28 an den Arbeitsschritt 29, in welchem das Aktivbit für die Zündwinkelkorrektur zur Dämpfung von Ruckelschwingungen wieder auf Null gesetzt wird. Damit wird die Abregelung der Summenkorrektur α_ΣZ bzw. α_KORR ermöglicht bzw. gestartet.
Wird die Abfrage 28 mit nein beantwortet, so führt der Nein-Ausgang dieser Abfrage zum Arbeitsschritt 30. Im Arbeitsschritt 30 wird der aktuelle Korrekturzündwinkel α_KORR in vorgebbaren kleinen Schritten inkrementiert, so daß die Regelung des Zündzeitpunktes in kleinen Schritten über eine Rampe erfolgt. Damit werden größere Zündwinkelsprünge vermieden und das Fahrverhalten verbessert.
Parallel zu dem bisher beschriebenen Verfahren sind noch weitere Arbeitsschritte notwendig. So wird bei einem Nein auf die Abfrage 22, d.h. die Lastdifferenz ist kleiner als eine vorgebbare Schwelle in einer Abfrage 31 überprüft, ob das Aktivbit für die Zündwinkelkorrektur bereits gesetzt ist. Ist dies der Fall so führt der Ja-Ausgang an eine Abfrage 32, in welcher überprüft wird, ob die Lastdifferenz größer oder gleich Null ist (Δp ≥ 0). Ist dies der Fall, so führt der Ja-Ausgang an den Eingang des Arbeitsschrittes 24, in welchem der Korrekturzündwinkel auf Grundlage der aktuellen Betriebsparameter bestimmt wird. Der Nein-Ausgang der Abfrage 32 führt an einen Arbeitsschritt 33, in welchem aufgrund der Bedingung, daß die Lastdifferenz Δp < 0 ist, einen Korrekturzündwinkelanteil Δα₁ mit ebenfalls dem Wert Null ausgegeben wird, d.h. alle positiven Lastdifferenzenen Δp erhöhen Δα_ΣZ bzw. alle negativen Lastdifferenzen Δp bringen keinen Beitrag zu Δα_ΣZ. Der Ausgang der Abfrage 33 ist nun an den Eingang der Abfrage 25 geführt. Der Nein-Ausgang der Abfrage 31 führt zur Abfrage 34. In der Abfrage 34 wird zunächst überprüft, ob ein erster Zündungszähler ZZ1 auf den Wert Null gesetzt ist. Ist dies der Fall, so wird in einem Arbeitsschritt 35 eine Rücknahme der Zündwinkeländerung α_KORR und Δα_ΣZ durch eine schrittweise Inkrementierung vorgenommen, d.h. solange ein Zündungszähler ZZ1 auf den Wert ZZ1 ≠ 0 steht, bleibt die Zündwinkelkorrekturd α_KORR unverändert. Der Nein-Ausgang der Abfrage 34 führt an einen Arbeitsschritt 36, in welchem der Zündungszähler ZZ1 in vorgebbaren Schritten bzw. Drehzahlgradienten abhängig inkrementiert wird.
Die Ausgänge der Arbeitsschritte 29 und 30 führen an einem Arbeitsschritt 37. Dieser Arbeitsschritt 37 setzt den Zündungszähler ZZ1 auf einen vorgebbaren Startwert ZZ1_Start, wobei dieser Startwert in der Applikation festlegbar ist und einerseits einen Notausstieg aus der Zündwinkelkorrektur darstellt, andererseits um zu verhindern, daß die Korrektur α_KORR vor dem lokalen Drehzahlmaximum abgeregelt wird. Der Ausgang dieses Arbeitsschrittes 37 führt nun ebenso wie die Ausgänge der Arbeitsschritte 35 und 36 an einen Arbeitsschritt 38. Im Arbeitsschritt 38 wird ein zweiter Zündungszähler ZZ2 inkrementiert. Anschließend wird in einer Abfrage 39 kontrolliert, ob ein Übergang vom Schubabschalten SAS in den Teillastbereich TL erfolgte. Ist dies nicht der Fall, so führt der Nein-Ausgang der Abfrage 39 an einer Abfrage 40, in welcher kontrolliert wird, ob die Brennkraftmaschine im Leerlauf LL arbeitet. Ist dies nicht der Fall, so wird in einer anschließenden Abfrage 41 überprüft, ob der Inhalt des Zündungszählers ZZ2 gleich Null ist. Im Leerlaufbetrieb (LL) wird die Zündwinkelkorrektur α_KORR nicht zum Kennfeldzündwinkel addiert. Ein Ja auf die Frage 41 führt zum Arbeitsschritt 42 in welchem der aktuelle Zündwinkel durch α_Z
ist Addition des Korrekturzündwinkels zum Kennfeldzündwinkel bestimmt wird (α_Zist = α_Z + α_KORR). Der Ja-Ausgang der Abfrage 39 führt zu einem Arbeitsschritt 43, in welchem ein zweiter Zündungszähler ZZ2 auf einen Startwert ZZ2_Start gesetzt wird. Im Betriebsfall Schubabschalten SAS wird die Einspritzung abgeschaltet. Bei einem Übergang Schubabschalten SAS nach Teillast TL darf nicht mit zu späten Zündwinkeln begonnen werden, da dies aufgrund einer noch schlechten Gemischaufbereitung zu verschleppten Verbrennungen führen kann. Diese wiederum verursachen Saugrohrpatscher.
Der zweite Zündungszähler ZZ2 hat also die Aufgabe die Spätverstellung α_KORR der Antiruckelfunktion erst dann wirksam werden zu lassen, wenn man sicher sein kann, daß die Gemischaufbereitung spätere Zündwinkel als Kennfeldzündwinkel zuläßt. Der zweite Zündungszähler ZZ2 stellt somit eine Verzögerung der Korrektur des Zündwinkels unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie z.B. Übergang Schubbetrieb nach Teillast TL dar. Der Ausgang des Arbeitsschrittes 43 sowie der Ja-Ausgang der Abfrage 40 und der Nein-Ausgang der Abfrage 41 führen an den Arbeitsschritt 44, in welchem der Kennfeldzündwinkel als der aktuelle Zündwinkel α_Zist ausgegeben wird.
Die Ausgänge der Arbeitsschritte 42 und 44 führen wiederum an einen Arbeitsschritt 45, in welchem der nächste Zyklus zur Korrektur des Zündwinkels begonnen wird.

Claims

Verfahren zur Dämpfung von auftretenden Ruckelschwingungen für Brennkraftmaschinen durch Zündwinkelverstellung, wobei bei Drehzahlzunahme eine Drehmomentenverkleinerung und bei Drehzahlabnahme eine Drehmomentenvergrößerung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n) sowie die angreifende Last (P) zyklisch erfasst und zwischengespeichert wird und eine durch Vergleich aufeinanderfolgender Lastwerte erkannte Laständerung (Δp) eine Zündwinkelverstellung bewirkt, deren Ausmaß durch die Laständerung (Δp) und die Drehzahl (n) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücknahme der Zündwinkelverstellung in Abhängigkeit der Drehzahländerung (Δn) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anschließende Rückführung des Zündwinkels auf einen vorgegebenen Kennfeldzündwinkel (α_{Z) in Abhängigkeit
der} Drehzahländerung (Δn) schrittweise erfolgt, so dass die Drehzahländerung in einer vorgebbaren Funktion allmählich und ohne Drehzahlsprung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anschließende Rückführung des Zündwinkels auf den vorgegebenen Kennfeldzündwinkel (α_Z) in vorgebbaren Schritten von einem Zündungszähler (ZZ1) nach jeder Zündung ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündwinkelrückführung sowohl in Abhängigkeit der Drehzahländerung (Δn) als auch auf der Basis eines Zündwinkelzählers (ZZ1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündwinkelverstellung in vorgebbaren kleinen Schritten erfolgt.