EP0147612A2 - Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung für Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0147612A2
EP0147612A2 EP84113963A EP84113963A EP0147612A2 EP 0147612 A2 EP0147612 A2 EP 0147612A2 EP 84113963 A EP84113963 A EP 84113963A EP 84113963 A EP84113963 A EP 84113963A EP 0147612 A2 EP0147612 A2 EP 0147612A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
control
value
pulses
microcomputer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP84113963A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0147612A3 (de
Inventor
Karlheinz Arnold
Georg Haubner
Kurt Dr.-Ing. Neuffer
Hartmut Zöbl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0147612A2 publication Critical patent/EP0147612A2/de
Publication of EP0147612A3 publication Critical patent/EP0147612A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2496—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/005—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle by-pass

Definitions

  • the invention is based on an idle speed control device for internal combustion engines according to the preamble of the main claim.
  • Such idle speed control devices are already known from DE-OS 28 03 750 and DE-OS 31 24 496, in which the speed changing device acting on the internal combustion engine is a fuel metering device.
  • the setpoint for the idle speed and the control components (PID) for the controller are either contained in a memory of the computer or they are specified by external circuitry. If a microcomputer is used to implement such an idle speed control device, which either has no interrupt and / or no fast processing time, problems arise in the organization of the computing and output cycles. These include, for example, the 8021 microcomputer (Intel),
  • CPO420 (NS). TMS 1000 (Texae Instruments) and S2000 (AMI). For example, a machine cycle (instruction cycle) of less than 2.5 ⁇ s can be viewed with a fast processing time.
  • the idle speed control device with the characterizing features of the main claim has the advantage that the microcomputer performs the speed measurement during the output of control signals to the actuator of the fuel metering device and recalculates the width of the subsequent control signals.
  • the pulses emitted by a speed pulse generator are summed up in a simple manner during a fixed measuring time and related as a speed value with a corresponding target value, whereby due to the deviation of the microcomputer from a read-only memory, a numerical value is obtained from control values stored therein, which immediately gives the width of the following Control signals specifies.
  • Another advantage is that only a small storage capacity is required to measure the speed and to control the pulse width of the control signals. Since the entire system is time-controlled via a quartz crystal of the microcomputer, no interrupt is required and a very fast computing time is achieved.
  • control signals from the microcomputer with a period of 256 times increments are to be specified so that the numerical value determining the width of the control pulses can be found in a numerical table from 1 to 256 stored in the read-only memory.
  • the numerical value is expediently taken as a binary number from an 8-bit register, the complementary binary number of which also forms the numerical value for the width of the subsequent pulse pause.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a flow diagram to explain the mode of operation of the control device
  • FIG. 3 shows a signal diagram to explain the organization of the various computing processes and signal outputs.
  • a microcomputer is designated 10, which is used to control the idle speed of a diesel engine, not shown.
  • the microcomputer 10 contains, in a known manner, a central processing unit 11, a read-only memory (ROM) 12, a main memory (RAM) 13 and an input / output unit 14.
  • the input / output unit 14 is a temperature-dependent signal T and a speed-dependent signal n fed.
  • 11 pin connections are provided, to which the numerical values Z1 to Z3 can be applied by pin programming.
  • Z1 is a 6-bit data word on pins 1 to 6 for external specification of the idle speed setpoint
  • Z2 a 3-bit data word on pins 7 to 9 for external specification of the control behavior (PID)
  • Z3 a 2-bit Data word to the Pins 10 and 11 for external specification of different desired output signal sequences for different types of actuators.
  • the pin is programmed in such a way that the data words are generated by applying a 0 or 1 signal to the individual pins. This can be done either via switches or via fixed connections (fixed programming).
  • the modules 13 of the microcomputer 10 are connected to one another via a bus system 15.
  • a control output 16 of the microcomputer 10 controls an actuator 17, which is implemented as an actuating magnet in the exemplary embodiment.
  • the actuator 17 acts on a fuel metering device 18, which is implemented in the exemplary embodiment by an injection pump. In the present case, the actuator 17 .
  • a bypass 19 of a fuel line 20 the amount of fuel for idling the internal combustion engine is changed by a throttle valve 21.
  • the bypass 19 is parallel to a fuel shut-off valve 22 in the fuel line 20.
  • the actuator 17 can also be designed as an actuator or as a solenoid valve. It is also possible to arrange the actuator 17 in a bypass in the air intake duct parallel to the throttle valve in carburetor engines.
  • actuator 17 and the fuel metering device 18 are known from the state of the art, for example by direct action on a throttle valve or on the fuel pump.
  • a solenoid valve in a bypass 19 and its control for idle speed control is described in DE-OS 27 49 369.
  • Further examples for the realization of the actuator 17 and the fuel metering device 18 are possible by specifying control times on fuel injection valves or on an ignition timing control device for changing the ignition timing according to DE-OS 28 45 284 and DE-OS 28 45 285.
  • the pin programming can also be omitted and replaced by data stored internally in the microcomputer.
  • the speed signal n is generated by a speed pulse generator 23 which interacts with a ring gear 24 driven by the internal combustion engine in the direction of the arrow.
  • a speed signal n is first queried in program step 26.
  • a sequence of speed pulses which are generated in the inductive pulse generator 23 by the rotating ring gear 24, is used as the speed signal.
  • the next program step 27 it is checked whether the measured speed n is greater than a predetermined lower limit speed n1. If this is not the case, a control signal sequence with constant pulse duty factor and constant frequency is output to the actuator 17 in accordance with program step 28.
  • the actuator 17 assumes the position determined by the mean value of the duty cycle of the control pulse train.
  • the program now jumps back to the program step 26 for measuring the speed n and the control signal sequence thus remains constant during the entire starting process and the actuator 17 remains in a predetermined position thereby. Is the starting process ends, so that the speed n is greater than the limit speed n1, the computer 10 starts regulating the idling speed, which is described in more detail below with the aid of FIG. 3.
  • program step 29 the speed pulses In generated by the pulse generator 23 are detected with a counter circuit during a predetermined fixed measuring time T1. Thereby forming the count reached directly an actual speed value N is.
  • the determined speed value is compared with a target speed value N target, the latter being able to be input via the input / output unit 14 via pins 1 to 6.
  • the determined difference AN of the two values is buffered as a setpoint deviation in the following program step 31.
  • program step 32 corresponding PID values are now called up using control characteristic curves (PID) entered in the read-only memory 12 on the basis of the new and the previously measured setpoint deviation.
  • PID control characteristic curves
  • program step 33 based on these values, a table value is called up from a table in the read-only memory 12, which table value directly forms a numerical value proportional to the pulse width of the control signals Is to be output.
  • the determined numerical value is temporarily stored in program step 34, so that after the remaining time of the program run according to program step 35 has expired, the microcomputer 10 outputs the control signals Is by corresponding switch-on and switch-off commands in program section 36 during the subsequent program run of steps 29 to 35 on the basis of this numerical value.
  • the speed detection and calculation of the duty cycle of the control signals should be based on FIG. be explained in more detail with the help of the signal diagram shown.
  • the speed pulses In are shown as signal sequence a on the first time axis t, which are received at the input n of the microcomputer 10.
  • the signal sequence a is shown for an idling speed of 600 min.
  • the toothed ring 23 cooperating with the pulse generator 23 carries 144 teeth, so that 144 speed pulses In are emitted with each revolution of the internal combustion engine.
  • the rotational speed of the internal combustion engine is consequently to a speed value N regulated 72-73. This corresponds to an idle speed of ⁇ 604 min -1 .
  • a control value with a proportional component, an integral component and a differential component for the speed control is then taken by the computer 10 from the tables of the control characteristic curves stored in the read-only memory 12.
  • the control characteristic curves in the read-only memory 12 are finely graduated in the range of the idling speed of 600 min -1 ⁇ 50 min, whereas they are graded much coarser in order to save memory space in the read-only memory 12.
  • the period duration To of the control signals is specified by the microcomputer 10 from 256 quartz-controlled time increments.
  • the width A of the control pulses Is is determined directly with a numerical value which is taken from a table in the read-only memory 12 which ranges from 1 to 256. This numerical value is called up from the fixed value memory 12 by the computer 10 after calculation of the control value (program step 32).
  • the width A of the control pulses Is a determining numerical value of 127, the binary number: 01 11 11 11 of an 8-bit register of the ROM 12 is removed . Accordingly, 127 time increments are processed by the computer 10 at the start of the control pulse Is and then a switch-off command is issued for the end of the control pulse Is.
  • a numerical value is also used for the subsequent control pulse pause B, which is obtained from the complementary binary number: 10 00 00 00 of the 8-bit register. For the control pulse pause B consequently then 128 time increments are processed by the computer 10 and then a closing command is given p ulses Is the beginning of a new Steuerim.
  • the microcomputer 10 uses the stored control characteristics to calculate a new numerical value for the pulse width A of the subsequent control pulses Is', the numerical value and consequently the pulse width A increasing and the pulse pause B is reduced accordingly.
  • the mean value of the control current at the actuator 17 is also increased somewhat as a result and the fuel supply is somewhat reduced to lower the speed.
  • This regulation of the idle speed makes it possible, when using a ring gear 24 with 144 teeth, to detect a speed change of approximately four revolutions per minute during a measuring time of 50 ms by means of a corresponding number of speed pulses In and then correct it.
  • a microcomputer with a relatively slow processing time and small memory capacity can be used to implement such an idle speed control.
  • the microcomputer can also work without an interrupt.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Es wird eine Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer durch einen Mikrorechner (10) gesteuerten Vorrichtung (17, 18) vorgeschlagen, die drehzahlverändernd auf die Brennkraftmaschine einwirkt. Der Mikrorechner (10) bildet zusammen mit der Brennkraftmaschine und der Vorrichtung (17, 18) einen Regelkreis und errechnet in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahlsignale in einem ersten Programmabschnitt einen Drehzahlwert durch Aufsummieren der angelegten Ist-Drehzahlsignale. Nachfolgend wird dieser Wert mit einem gespeicherten Soll-Drehzahlwert verglichen und je nach Abweichung aus einem die Regelkennlinien enthaltenden Festwertspeicher (12) ein Zahlenwert entnommen, der unmittelbar die Breite der nachfolgenden Steuersignale bestimmt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon solche Leerlaufdrehzahlregeleinrichtungen aus der DE-OS 28 03 750 und der DE-OS 31 24 496 bekannt, bei denen die Drehzahl verändernd auf die Brennkraftmaschine einwirkende Vorrichtung eine Kraftstoffzumeßvorrichtung ist. Der Sollwert für die Leerlaufdrehzahl und die Regelkomponenten (PID) für den Regler sind entweder in einem Speicher des Rechners enthalten oder.sie werden durch externe Beschaltung vorgegeben. Wird nun zur Realisierung einer solchen Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung ein Mikrorechner verwendet, der entweder kein Interrupt und/oder keine schnelle Verarbeitungszeit aufweist, so treten Probleme bei der Organisation der Rechen-und Ausgabezyklen auf. Es handelt sich dabei beispielsweise um den Mikrorechner 8021 (Intel),
  • CPO420 (NS). TMS 1000 (Texae Instruments) und S2000 (AMI). Dabei kann beispielsweise unter einer schnellen Verarbeitungszeit ein Maschinenzyklus (Instruction Sycle) von unter 2,5µs angesehen werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der Mikrorechner die Drehzahlmessung während der Ausgabe von Steuersignalen auf das Stellglied der Kraftstoffzumeßvorrichtung vornimmt und die Breite der nachfolgenden Steuersignale neu berechnet. Dabei werden in einfacher Weise die von einem Drehzahlimpulsgeber abgegebenen Impulse während einer festen Meßzeit aufsummiert und als Drehzahlwert mit einem entsprechenden Sollwert in Beziehung gesetzt, wobei aufgrund der Abweichung der Mikrorechner aus einem Festwertspeicher über darin gespeicherte Regelkennlinien einen Zahlenwert entnimmt, der unmittelbar die Breite der nachfolgenden Steuersignale vorgibt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß zur Messung der Drehzahl sowie zur Steuerung der Impulsbreite der Steuersignale nur eine geringe Speicherkapazität erforderlich ist. Da das gesamte System über einen Schwingquarz des Mikrorechners zeitgeführt ist, wird kein Interrupt benötigt und es wird eine sehr schnelle Rechenzeit erreicht.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Steuersignale vom Mikrorechner mit einer Periodendauer von 256 Zeitinkrementen vorzugeben sind, so daß der die Breite der Steuerimpulse bestimmende Zahlenwert aus einer im Festwertspeicher abgelegten Zahlentabelle von 1 bis 256 zu entnehmen ist. Der Zahlenwert wird dabei zweckmäßigerweise als Binärzahl aus einem 8 bit-Register entnommen, dessen komplementäre Binärzahl zugleich den Zahlenwert für die Breite der nachfolgenden Impulspause bildet.
    • Zeichnung
  • Ein Aüsführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels, Figur 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Regeleinrichtung und Figur 3 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Organisation der verschiedenen Rechenvorgänge und Signalausgaben.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispieles
  • In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Mikrorechner mit 10 bezeichnet, der zur Leerlaufdrehzahlregelung einer nicht dargestellten Diesel-Brennkraftmaschine dient. Der Mikrorechner 10 enthält in bekannter Weise eine zentrale Recheneinheit 11, einen Festwertspeicher (ROM) 12, einen Arbeitsspeicher (RAM) 13 sowie eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 14. Der Eingabe/Ausgabe-Einheit 14 sind ein temperaturabhängiges Signal T sowie ein drehzahlabhängiges Signal n zugeführt. Weiterhin sind 11 Pin-Anschlüsse vorgesehen, an die durch Pin-Programmierung die Zahlenwerte Z1 bis Z3 anlegbar sind. Dabei ist Z1 ein 6-Bit-Datenwort an den Pins 1 bis 6 zur externen Vorgabe des Leerlaufdrehzahl-Sollwertes, Z2 ein 3-Bit-Datenwort an den Pins 7 bis 9 zur externen Vorgabe des Regelverhaltens (PID) und Z3 ein 2-Bit-Datenwort an den Pins 10 und 11 zur externen Vorgabe unterschiedlicher gewünschter Ausgangssignalfolgen für verschiedene Arten von Stellgliedern. Die Pin-Programmierung erfolgt in der Weise, daß die Datenworte durch Anlegen eines 0- bzw. eines 1-Signales an die einzelnen Pins erzeugt werden. Dies kann entweder über Schalter oder über feste Anschlüsse erfolgen (Festprogrammierung). Die Baugruppen 13 des Mikrorechners 10 sind untereinander über ein Bussystem 15 verbunden.
  • Ein Steuerausgang 16 des Mikrorechners 10 steuert ein Stellglied 17, das im Ausführungsbeispiel als Stellmagnet realisiert ist. Das Stellglied 17 wirkt auf eine Kraftstoffzumeßeinrichtung 18 ein, die im Ausführungsbeispiel durch eine Einspritzpumpe realisiert ist. Im vorliegenden Fall wird mit Hilfe des Stellgliedes 17. in einem Bypass 19 einer Kraftstoffleitung 20 die Kraftstoffmenge für den Leerlauf der Brennkraftmaschine durch eine Drosselklappe 21 verändert. Der Bypass 19 liegt dabei parallel zu einem Kraftstoff-Abschaltventil 22 in der Kraftstoffleitung 20. Anstelle eines Stellmagneten kann das Stellglied 17 auch als Stellmotor oder als Magnetventil ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, bei Vergasermotoren das Stellglied 17 in einem Bypass im Luftansaugkanal parallel zur Drosselklappe anzuordnen. Weitere Möglichkeiten für die Realisierung des Stellgliedes 17 und der Kraftstoffzumeßeinrichtung 18 sind durch den angegebenen Stand der Technik, z.B. durch direkte Einwirkung auf eine Drosselklappe oder auf die Kraftstoffpumpe bekannt. Ein Magnetventil in einem Bypass 19 sowie dessen Steuerung zur Leerlaufdrehzahlregelung ist in der DE-OS 27 49 369 beschrieben. Weitere Beispiele zur Realisierung des Stellgliedes 17 und der Kraftstoffzumeßeinrichtung 18 sind durch die Vorgabe von Steuerzeiten an Kraftstoffeinspritzventilen oder auf eine Zündzeitpunktsteuervorrichtung zur Veränderung des Zündzeitpunktes gemäß der DE-OS 28 45 284 und der DE-OS 28 45 285 möglich.
  • In einer einfachen Ausführungsform kann die Pin-Programmierung auch entfallen und durch intern im Mikrorechner gespeicherte Daten ersetzt werden. Das Drehzahlsignal n wird von einem Drehzahl-Impulsgeber 23 erzeugt, der mit einem von der Brennkraftmaschine in Pfeilrichtung angetriebenen Zahnkranz 24 zusammenwirkt.
  • Die prinzipielle Wirkungsweise der Signalverarbeitung und der Signalausgabe soll im folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Flußdiagramms des Mikrorechners 10 näher erläutert werden.
  • Nach dem Start 25 des Rechnerprogramms mit dem Starten der Brennkraftmaschine wird zunächst ein Drehzahlsignal n im Programmschritt 26 abgefragt. Als Drehzahlsignal wird dabei eine Folge von Drehzahlimpulsen verwendet, die im induktiven Impulsgeber 23 durch den umlaufenden Zahnkranz 24 erzeugt werden. Im nächsten Programmschritt 27 wird geprüft, ob die gemessene Drehzahl n größer ist als eine vorgegebene untere Grenzdrehzahl n1. Ist das nicht der Fall, so wird eine Steuersignalfolge mit konstantem Tastverhältnis und konstanter Frequenz gemäß dem Programmschritt 28 an das Stellglied 17 abgegeben. Das Stellglied 17 nimmt dabei die durch den Mittelwert des Tastverhältnisses der Steuerimpulsfolge bestimmte Stellung ein. Das Programm springt nun wieder auf den Programmschritt 26 zur Messung der Drehzahl n zurück und während des gesamten Startvorganges bleibt somit die Steuersignalfolge konstant und das Stellglied 17 bleibt in einer dadurch vorgegebenen Stellung. Ist der Startvorgang beendet, wird die Drehzahl n also größer als die Grenzdrehzahl n1, so nimmt der Rechner 10 die Regelung der Leerlaufdrehzahl auf, was im folgenden mit Hilfe der Figur 3 näher beschrieben wird.
  • Im Programmschritt 29 werden während einer vorgegebenen festen Meßzeit T1 die vom Impulsgeber 23 erzeugten Drehzahlimpulse In mit einer Zählschaltung erfaßt. Dabei bildet der erreichte Zählerstand unmittelbar einen Ist-Drehzahlwert Nist. Im nächsten Programmschritt wird der ermittelte Drehzahlwert mit einem Soll-Drehzahlwert Nsoll verglichen, wobei letzterer über die Eingabe/ Ausgabe-Einheit 14 über die Pins 1 bis 6 eingegeben werden kann. Die ermittelte Differenz AN der beiden Werte wird als Sollwertabweichung im folgenden Programmschritt 31 zwischengespeichert. Im Programmschritt 32 werden nun mit Hilfe von im Festwertspeicher 12 eingegebene Regelkennlinien (PID) aufgrund der neuen und der zuvor gemessenen Sollwertabweichung entsprechende PID-Werte abgerufen. Im Programmschritt 33 wird schließlich aufgrund dieser Werte aus einer Tabelle des Festwertspeichers 12 ein Tabellenwert abgerufen, der unmittelbar einen Zahlenwert proportional zur Pulsbreite der abzugebenen Steuersignale Is bildet. Der ermittelte Zahlenwert wird im Programmschritt 34 zwischengespeichert, so daß der Mikrorechner 10 nach Ablauf der Restzeit des Programmdurchlaufs gemäß Programmschritt 35 beim nachfolgenden Programmdurchlauf der Schritte 29 bis 35 aufgrund dieses Zahlenwertes die Steuersignale Is durch entsprechende Einschalt-und Ausschaltbefehle im Programmabschnitt 36 abgibt.
  • Die zeitlich parallel zur Ausgabe der Steuersignale Is erfolgende Drehzahlerfassung und Berechnung des Tastverhältnisses der Steuersignale soll anhand der Figur 3" mit Hilfe des dargestellten Signaldiagramms näher erläutert werden. Die Drehzahlimpulse In sind dabei als Signalfolge a auf der ersten Zeitachse t dargestellt, die am Eingang n des Mikrorechners 10 eingehen. Die Signalfolge a ist dabei für eine Leerlaufdrehzahl von 600 min dargestellt. Der mit dem Impulsgeber 23 zusammenwirkende Zahnkranz 23 trägt 144 Zähne, so daß mit jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine 144 Drehzahlimpulse In abgegeben werden. Bei einer fest vorgegebenen Meßzeit T1 von 50 ms wird bei der gewünschten Leerlaufdrehzahl von 600 min der Zahnkranz 24 genau eine halbe Umdrehung machen, so daß im Normalfall während dieser Zeit 72 Drehzahlimpulse im Rechner 10 aufsummiert werden. Auf diese Weise wird linear zur Drehzahl der Brennkraftmaschine der Drehzahlwert Nist =72 ermittelt. Im zweiten Zeitabschnitt T2 des Programmdurchlaufs wird nun.aus diesem Drehzahlwert die Impulsbreite für die nachfolgenden Steuerimpulse Is berechnet. Der über die Pins 1 bis 6 (Figur 1) vorgegebene Drehzahlsollwert Nsoll liegt zwischen den Drehzahlwerten 72 und 73. Ein Drehzahlwert von Nist=73 kann - wie die Signalfolge b auf der zweiten Zeitachse t zeigt - bereits durch eine sehr geringe Drehzahlerhöhung oder auch aufgrund von Toleranzen im Abstand der Zähne am Zahnkranz 24 sowie durch die Steilheit der Anstiegsflanken und Abfallflanken der Drehzahlimpulse In gemessen werden. Um dennoch eine möglichst feinstufige Regelung der Leerlaufdrehzahl zu erreichen, wird bei einem Drehzahlwert Nist=72 durch den Rechner 10 eine Differenz (Nist-Nsoll) von-1 ermittelt und bei einem Drehzahlwert N. ist=73 wird eine Differenz zum Sollwert von +1 ermittelt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine wird folglich auf einen Drehzahlwert Nsoll zwischen 72 und 73 eingeregelt. Das entspricht einer Leerlaufdrehzahl von ~604 min-1. Zusammen mit den bei zwei oder drei vorangegangenen Programmdurchläufen ermittelten und zwischengespeicherten Sollwertabweichungen wird nun ein Regelwert mit einem Proportionalanteil, einem Integralanteil und einem Differntialanteil für die Drehzahlregelung vom Rechner 10 aus den im Festwertspeicher 12 abgelegten Tabellen der Regelkennlinien entnommen. Dabei sind im Bereich der Leerlaufdrehzahl von 600 min-1 ± 50 min die Regelkennlinien im Festwertspeicher 12 fein abgestuft, wogegen sie zur Einsparung von Speicherplätzen im Festwertspeicher 12 in dem darüber hinausgehenden Bereich wesentlich grober abgestuft sind.
  • Die Steuersignale c auf der dritten Zeitachse bestehen aus Steuerimpulsen Is, die mit einer festen Frequenz von f=60 Hz auftreten. Die Periodendauer To der Steuersignale wird vom Mikrorechner 10 aus 256 quarzgesteuerten Zeitinkrementen vorgegeben. Die Breite A der Steuerimpulse Is wird unmittelbar mit einem Zahlenwert bestimmt, der aus einer im Festwertspeicher 12, von 1 bis 256 reichenden Tabelle entnommen wird. Dieser Zahlenwert wird vom Rechner 10 nach Berechnung des Regelwertes (Programmschritt 32) aus dem Festwertspeicher 12 abgerufen. Im Beispielsfall wird bei einem gemessenen Drehzahlwert Nist =72 vom Rechner 10 aus dem Festwertspeicher 12 ein die Breite A der Steuerimpulse Is bestimmender Zahlenwert von 127 ausgelesen, der als Binärzahl: 01 11 11 11 aus einem 8 bit-Register des Festwertspeichers 12 entnommen wird. Demzufolge werden mit Beginn des Steuerimpulses Is 127 Zeitinkremente vom Rechner 10 abgearbeitet und anschließend wird ein Ausschaltbefehl für das Ende des Steuerimpulses Is abgegeben. Für die nachfolgende Steuerimpulspause B wird nun ebenfalls ein Zahlenwert verwendet, der durch die komplementäre Binärzahl: 10 00 00 00 des 8 bit-Registers gewonnen wird. Für die Steuerimpulspause B werden folglich anschließend 128 Zeitinkremente vom Rechner 10 abgearbeitet und anschließend wird ein Einschaltbefehl für den Beginn eines neuen Steuerimpulses Is abgegeben.
  • Wird nun bei den nachfolgenden Programmdurchläufen der Drehzahlwert auf Nist=73 erhöht, so errechnet der Mikrorechner 10 mit Hilfe der gespeicherten Regelkennlinien einen neuen Zahlenwert für die Impulsbreite A der nachfolgenden Steuerimpulse Is', wobei der Zahlenwert und demzufolge die Impulsbreite A erhöht und die Impulspause B dementsprechend verringert wird. Der Mittelwert des Steuerstromes am Stellglied 17 wird dadurch ebenfalls etwas erhöht und die Kraftstoffzufuhr wird zur Absenkung der Drehzahl etwas verringert.
  • Durch diese Regelung der Leerlaufdrehzahl ist es bei Verwendung eines Zahnkranzes 24 mit 144 Zähnen möglich, durch eine entsprechende Anzahl von Drehzahlimpulsen In des Drehzahlgebers 23 eine Drehzahländerung von etwa vier Umdrehungen pro Minute bereits während einer Meßzeit von 50 ms zu erfassen und anschließend auszuregeln. Zur Realisierung einer solchen Leerlaufdrehzahlregelung kann ein Mikrorechner mit relativ langsamer Verarbeitungszeit und kleiner Speicherkapazität verwendet werden. Der Mikrorechner kann ferner ohne Interrupt arbeiten.

Claims (5)

  1. .1. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem durch einen Mikrorechner gesteuerten Stellglied einer Kraftstoffzumeßvorrichtung, die drehzahlverändernd auf die Brennkraftmaschine einwirkt, wobei der Mikrorechner zusammen mit der Kraftstoffzumeßvorrichtung und der Brennkraftmaschine einen Regelkreis bildet und abhängig von angelegten Ist-Drehzahlimpulsen zyklisch einen Drehzahlwert errechnet, sowie abhängig davon und vorzugsweise mit weiteren Eingangsgrößen die Steuersignale für die Kraftstoffzumeßvorrichtung festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Abgabe der Steuersignale (Is) die Berechnung des Drehzahlwertes (Nist) durch Aufsummierung der auftretenden Ist-Drehzahlimpulse (In) über eine feste Meßzeit (T1) des Mikrorechners (10) innerhalb eines zyklisch durchlaufenden Programms erfolgt, daß dieser Drehzahlwert (Nist) mit einem gespeicherten Soll-Drehzahlwert (Nsoll) ver- glichen wird und daß je nach Abweichung aus einem die Regelkennlinien enthaltenden Festwertspeicher (12) ein Zahlenwert entnommen wird, der die Breite (A) der nachfolgenden Steuersignale (Is) bestimmt.
  2. 2. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale aus Steuerimpulsen (I ) mit fester Frequenz (f) bestehen, deren Periodendauer (To) vom Mikrorechner (10) aus 256 Zeitinkrementen vorgegeben ist und daß der die Breite (A) der Steuerimpulse (Is) bestimmende Zahlenwert aus dem Festwertspeieher (12) entnommen wird, in dem eine Zahlentabelle von 1 bis 256 abgelegt ist.
  3. 3. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Breite (A) der Steuerimpulse (Is) bestimmende Zahlenwert als Binärzahl aus einem 8 bit-Register entnommen wird, dessen komplementäre Binärzahl den Zahlenwert für die nachfolgenden Steuerimpulspause (B) bildet.
  4. 4. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Drehzahlimpulsgeber (23) mit jeder vollen Umdrehung der Brennkraftmaschine 144 Drehzahlimpulse (In) abgegeben werden und daß die während der festen Meßzeit (T1) von 50 ms auftretenden, aufsummierten Drehzahlimpulse (Tn) einen Drehzahlwert (Nist) bilden, der mit einem Soll-Drehzahlwert (Nsoll) von 72 <Nsoll> 73 ver- glichen wird.
  5. 5. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Festwertspeicher (12) abgelegten Regelkennlinien im Bereich der gewünschten Leerlaufdrehzahl von 600 min eine feine Abstufung und in dem darüber hinausgehenden Bereich eine grobere Abstufung aufweisen.
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