DE10345158A1 - Verfahren und System zur Leerlaufregelung - Google Patents

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Carol Louise Belleville Okubo
John Ottavio Sterling Heights Michelini
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Es werden ein Verfahren und ein System für das Erzeugen eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor offenbart. Es wird die Drehzahl n des Motors gemessen. Das durch die Verbrennung erzeugte Drehmoment жind¶ wird geschätzt als Funktion der gemessenen Drehzahl n des Motors. Das Leerlaufregelsignal für den Motor wird als Funktion zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate bei der genannten gemessenen Motordrehzahl dn/dt und (B) der Summe des geschätzten durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments жind¶ und als Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers abgegeben. Der Leerlaufdrehzahlfehler ist für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der gemessenen Drehzahl n charakteristisch. Somit wird die Leerlaufdrehzahlregelung unter Verwendung lediglich eines auf tatsächlichen Werten beruhenden Systems erreicht, welches auf gemessene Betriebsbedingungen des Motors anstatt auf eine Kombination eines auf tatsächlichen Werten und eines auf Annahmen beruhenden Modells reagiert, das sich auf ein Modell jedes einzelnen Motorverlustes oder jeder einzelnen Motorlast stützt, um die daraus resultierende Auswirkung auf den Motor zu berechnen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zur Leerlaufregulierung bei Innenverbrennungsmotoren und insbesondere auf Verfahren und Systeme zur Schätzung der Motorlast bei der Regelung der Leerlaufdrehzahl.
  • HINTERGRUND
  • Wie an sich bekannt, geht es beim Leerlaufbetrieb des Motors darum, eine ausreichende Leistungsabgabe des Motors zum Ausgleich von Motorreibungs- und Pumpverlusten bereitzustellen und motorseitige Zubehör- und Kraftübertragungsbelastungen zu berücksichtigen. Zu viel Leistung führt zu einem störenden Hochschießen der Leerlaufdrehzahl, und zu wenig Leistung führt zu einem Absinken der Motordrehzahl, was möglicherweise den Motorbetrieb destabilisiert oder sogar bewirkt, daß der Motor stehenbleibt. Strategien zur Leerlaufdrehzahlregelung bestehen aus folgenden Einzelpunkten bzw. einer Kombination derselben:
    • i. Auf Annahmen beruhende Regelung mit der Schätzung des Umfangs von Motorverlusten und Motorlasten auf der Grundlage von Umgebungsbedingungen (wie z.B. Umgebungstemperatur, Motorkühlmitteltemperatur, Getriebezustand und Zustände von Kühlanlage und Servolenkung); und
    • ii. auf tatsächlichen Werten beruhende Regelung zur Korrektur von Motordrehzahlfehlern, welche aus nicht angenommenen Lasten und Fehlern bei den Schätzungen bei der auf Annahmen beruhenden Regelung resultieren.
  • Die auf Annahmen beruhende Regelung stützt sich typischerweise auf ein Modell jeder einzelnen Motorverlustleistung bzw. jeder einzelnen Motorlast, um die daraus resultierende Auswirkung auf den Motor zu berechnen. Die Erfinder erkannten, daß diese Modelle ziemlich kompliziert sein können und die Kalibrierung einer Vielzahl von Tabellen oder Parametern, die die involvierte Physik beschreiben, erfordern. Des weiteren haben die Erfinder erkannt, daß dieser modellbasierte Ansatz durch die Fähigkeit des Sensors die Variablen zur Erfassung, welche Vorhandensein, Größe und Zeitpunkt einer bestimmten Last beeinflussen, begrenzt wird und daß dieser Ansatz nicht in der Lage ist, einen Ausgleich für eine Last zu schaffen, die nicht vorhergesehen wurde.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor geliefert. Das Verfahren umfaßt: Schätzung des Motorverbrennungsdrehmoments und Erzeugen des Leerlaufregelsignals als Funktion des geschätzten Verbrennungsdrehmoments und der Motordrehzahl n.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren für das Generieren eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor geliefert. Dieses Verfahren umfaßt: Schätzen des Verbrennungsdrehmoments τind und Abgabe des Leerlaufregelsignals für den Motor als Funktion der Differenz zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate der Drehzahl des Motors dn/dt und (B) der Summe des geschätzten, durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und einer Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers, wobei der genannte Leerlaufdrehzahlfehler für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der festgestellten Drehzahl n charakteristisch ist.
  • Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal wird ein Verfahren für das Generieren eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor geliefert. Das Verfahren umfaßt: Bestimmen der Drehzahl n des Motors, Schätzen der Luftladung im Zylinder, Schätzen des durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind als Funktion der gemessenen Motordrehzahl n und der geschätzten Zylinderluftladung und Abgabe des Leerlaufregelsignals an den Motor als Funktion der Differenz zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate der so bestimmten Drehzahl des Motors dn/dt und (B) der Summe des geschätzten, durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und einer Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers, wobei der genannte Leerlaufdrehzahlfehler für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der festgestellten Drehzahl n charakteristisch ist.
  • Nach noch einem weiteren Erfindungsmerkmal wird ein Verfahren für das Generieren eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor geliefert. Das Verfahren umfaßt: Bestimmen der Drehzahl n des Motors, Bestimmen des Massenluftdurchsatzes durch eine Ansaugkrümmerdrosselklappe des Motors, Schätzen der Zylinderluftladung als Funktion des bestimmten Massenluftdurchsatzes, Schätzen des durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind als Funktion der bestimmten Motordrehzahl n und der geschätzten Zylinderluftladung und Abgabe des Leerlaufregelsignals für den Motor als Funktion der Differenz zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate der so bestimmten Drehzahl des Motors dn/dt und (B) der Summe des geschätzten, durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und einer Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers, wobei der genannte Leerlaufdrehzahlfehler für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der festgestellten Drehzahl n charakteristisch ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann auch in äquivalenter Weise in zwei Schritten ausgeführt werden. Zunächst wird eine Echtzeitschätzung der Motorverlustleistung und Motorlast unter Verwendung einer Schätzung der aktuellen Zylinderluftladung (welche aufgrund des gemessenen Massenluftdurchsatzes durch den Ansaugkrümmer geschätzt werden kann) und einer Funktion der Veränderung der Motordrehzahl erhalten. Anschließend wird die Leerlaufregelung als Summe der Motorverlustleistung und der Motorlast und einer Funktion des Leerlaufdrehzahlfehlers geliefert. Es ist offensichtlich, daß diese Vorgehensweise zu den vorstehenden Ausführungsformen äquivalent ist. Bei dieser Strategie muß lediglich die Beziehung zwischen dem Gesamt- oder Nettomotordrehmoment und der Motordrehzahl moduliert und kalibriert werden. Entsprechend ist dieser Wert bequem ohne zu sätzliche Sensoren oder Kalibrierungsbemühungen verfügbar. Die Faktoren der Veränderung der Motordrehzahl sind grundsätzlich mit der Gesamtträgheit des Motors korreliert, und demzufolge nicht von Veränderungen bei den Umgebungs- oder Fahrzuständen abhängig. Darüber hinaus erfordert diese einfache Strategie keine Vorkenntnis von Vorhandensein einer Last (beispielsweise Eingriff der Kupplung der Kühlanlage) und erlaubt eine Minderung der erforderlichen Fahrzeugsensoranordnungen.
  • Weitere erfindungswesentliche Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1A ein Diagramm eines Innenverbrennungsmotorsystems, welcher ein Leerlaufregelsystem nach der Erfindung aufweist;
  • 1B ein Diagramm eines alternativen Innenverbrennungsmotorsystems, welcher ein Leerlaufregelsystem nach der Erfindung aufweist;
  • 2 ein funktionelles Blockdiagramm des in den Motoren nach den 1A und 1B entsprechend der Erfindung verwendeten Motorsteuersystems;
  • Analoge Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen analoge Elemente.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Innenverbrennungsmotorsystem 10 beschrieben. Das Motorsystem umfaßt einen Motor 11, welcher eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, von denen ein Zylinder gezeigt wird. Der Motor 11 wird durch ein elektronisches Motorsteuergerät 12 gesteuert. Der Motor 11 weist einen Verbrennungsraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin angeordneten und mit der Kurbelwelle 40 verbundenem Kolben 36 auf. Der Verbrennungsraum 30 steht über jeweilige Einlaßventile 52 und Auslaßventile 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Auspuffkrümmer 48 in Verbindung. Der Ansaugkrümmer 44 steht über eine Drosselklappenplatte 62 mit dem Drosselklappenkörper 58 in Verbindung. In diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist die Drosselklappenplatte 62 über ein an sich bekanntes (nicht gezeigtes) Drosselklappenkabel mit einem vom Fahrer betätigten (nicht gezeigten Gaspedal) verbunden. Die Kurbelwelle ist mechanisch in jeder beliebigen an sich bekannten Weise über ein Getriebe 15 mit den Rädern 13 des nicht gezeigten Fahrzeuges verbunden, welches das gezeigte Motorsystem 10 aufweist.
  • Der Ansaugkrümmer 44 wird des weiteren so dargestellt, daß damit ein Kraftstoffinjektor 66 verbunden ist, um über einen an sich bekannten elektronischen Treiber 68 proportional zur Impulsbreite (fpw) eines Signals aus dem Steuergerät 12 flüssigen Kraftstoff zuzuführen. Kraftstoff wird dem Kraftstoffinjektor 66 durch ein an sich bekanntes (nicht gezeigtes) Kraftstoffsystem zugeführt, welches einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr aufweist.
  • Die Lambdasonde 76 wird als mit dem Auspuffkrümmer 48 stromauf vom Katalysator 70 verbunden gezeigt. In diesem besonderen Beispiel liefert die Sonde 76 das EGO-Signal an das Steuergerät 12, welches das EGO-Signal in ein Zweistufensignal EGOS umwandelt. Ein Hochspannungszustand des EGOS-Signals bedeutet, daß die Abgase fetter sind als ein gewünschtes Luft-/Kraftstoffverhältnis, und ein Niederspannungszustand des EGOS-Signals gibt an, daß die Abgase magerer sind als das gewünschte Luft-/Kraftstoffverhältnis. Typischerweise wird das gewünschte Luft-/Kraftstoffverhältnis auf das stöchiometrische Verhältnis +/– 1% eingestellt, was bewirkt, daß der Katalysator 70 mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeitet.
  • Bei der besonderen in 1 dargestellten Ausführungsform wird ein Leerlauf-Bypasskanal 94 als parallel zur Drosselklappenplatte 62 mit dem Drosselklappenkörper 58 verbunden gezeigt, um dem Ansaugkrümmer 44 über die Bypass-Drosselklappenvorrichtung 96 unabhängig von der Stellung der Drosselklappenplatte 62 Luft zuzuführen. Bei diesem besonderen Beispiel ist die Bypass-Drosselklappenvorrichtung 96 ein an sich bekanntes elektronisch angesteuertes Magnetventil. Das Steuergerät 12 liefert über den elektronischen Treiber 98 ein pulsweitenmoduliertes Signal ISCDTY an das Magnetventil, so daß ein Luftdurch satz über den Bypasskanal 94 in einer Menge proportional zur Einschaltdauer des Signals ISCDTY eingeführt wird.
  • Das an sich bekannte verteilerlose Zündsystem 88 liefert als Reaktion auf das Vorzündungssignal SA aus dem Steuergerät 12 über eine Zündkerze einen Zündfunken an den Verbrennungsraum 30.
  • Das Steuergerät 12 wird in 12 als ein an sich bekannter Mikrocomputer dargestellt, welcher aufweist: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für das Speichern von Ausführungsprogrammen und Kalibrierungswerten, welches bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel als elektronisches Speicherchip 106 gezeigt wird, einen Direktzugriffsspeicher 108 und einen herkömmlichen Datenbus. Das Steuergerät 12 erhält zusätzlich zu den vorstehend erörterten Signalen verschiedene Signale aus den mit dem Motor 11 verbundenen Sensoren, einschließlich: Messungen des induzierten Massenluftdurchsatzes (MAF) aus dem Massenluftdurchsatzsensor 100, welcher mit dem Drosselklappenkörper 58 stromauf vom Luft-Bypasskanal 94 verbundenen ist, um eine Gesamtmessung des in den Ansaugkrümmer 44 über sowohl den Drosselklappenkörper 58 wie auch den Bypasskanal 94 eingeführten Luftdurchsatzes, der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) aus dem mit dem Kühlmantel 114 verbundenen Temperatursensor 112, ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal (PIP) aus dem mit der Kurbelwelle 40 verbundenen Halleffektsensor 118 und eine Drosselklappenstellung TP aus dem Drosselklappenstellungssensor 120 zu liefern. Die Motordrehzahl n wird in an sich bekannter Weise durch Zählen des PIP-Signals aus dem Sensor 118 gemessen oder erfaßt.
  • In 1B wird eine alternative Ausführungsform gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche in 1A gezeigte Teile beziehen. Allgemein beziehen sich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen auf die Art und Weise, in der die Drosselklappenplatte 62 gesteuert wird. Die Ausführungsform der 1A beschreibt die Drosselklappenplatte 62 als mechanisch mit dem Gaspedal verbunden. Auf der anderen Seite beschreibt die in 1B gezeigte Ausführungsform eine elektronisch gesteuerte Drosselklappenplatte 62'. Es wird ange merkt, daß äquivalente Elemente in 1B mit einer Strich(')-Bezeichnung angegeben werden. Da die Drosselklappenplatte 62' elektronisch gesteuert wird, ist kein Leerlaufbypassventil (Element 96 der 1A) vorgesehen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein Blockdiagramm des Leerlaufregelsystems gezeigt, das durch im ROM 16 des Steuergeräts 12 abgespeicherte Computercodes umgesetzt wird. Das Leerlaufregelsystem umfaßt eine Rückkopplungsschleife, bei der die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der gemessenen Motordrehzahl n ein Motordrehzahlleerlaufsignal liefert. Der Motordrehzahlfehler wird durch eine proportionale plus integrale Regelfunktion bearbeitet. Der Ausgangswert der proportionalen plus integralen Regelfunktion wird dem angegebenen Drehmoment τind hinzugefügt und von dem Produkt der effektiven Rotationsträgheit J des Motors 11 und der zeitbezogenen Veränderungsrate der Motordrehzahl dn/dt abgezogen, um ein drehmomentbasiertes Leerlaufdrehzahlregelsignal τidle zu erzeugen. Das drehmomentbasierte Leerlaufdrehzahlregelsignal τidle wird in ein an sich bekanntes drehmomentbasiertes Steuergerät eingespeist, um über den Treiber 98 in 1A oder den Treiber 98' in 1B den erforderlichen Luftdurchsatz durch den Ansaugkrümmer 44, die gewünschte Kraftstoffmenge fpw für den Kraftstoffinjektor und das richtige Zündkerzenfunkenzeitsignal, d.h. das Vorzündungssignal SA, für den Motor 11 zu ermitteln.
  • Insbesondere ist hier, wie oben ausgeführt, die Motorleerlaufregelung ein drehmomentbasiertes Regelsystem, wobei festgehalten wird, daß das Regelsystem auf anderen Parametern basieren kann, wie z.B. ein leistungsbasiertes Leerlaufregelsystem. Entsprechend reagiert hier ein drehmomentbasiertes Steuergerät auf ein drehmomentbasiertes Leerlaufregelsignal τidle, um Zündzeitpunkt, Kraftstoff und Luftdurchsatz durch den Ansaugkrümmer des Motors 11 anzupassen, bzw. wird bei einem Motor mit Direkteinspritzung mit Fremdzündung (DISI-Motor) Kraftstoff direkt den Zylindern des Motors 11 zugeführt. Wie nachstehend detaillierter beschrieben wird, umfaßt das Verfahren zur Erzeugung des Leerlaufregelsignals τidle: das Schätzen der Drehmomentlast des Motors 11 und das Erzeugen des Leerlaufregelsignals τidle als Funktion des geschätzten Verbrennungsdrehmoments.
  • Insbesondere umfaßt das Verfahren die Schätzung des Verbrennungsdrehmoments τind und die Abgabe des Leerlaufsteuersignals τidle als Funktion der Differenz zwischen: (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate der Drehzahl beim Motor 11n und (B) der Summe des geschätzten durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und einer Funktion eines Leerlaufdrehzahlfehlers des Motors 11. Der Leerlaufdrehzahlfehler ist für die Differenz zwischen dem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der gemessenen Drehzahl n charakteristisch. Hier wird das geschätzte Verbrennungsdrehmoment τind durch eine Lookup-Tabelle oder eine Regression ausgehend vom gemessenen Luftmassendurchsatz (MAF) durch den Ansaugkrümmer des Motors 11 und der gemessenen Drehzahl n des Motors 11 geliefert. Während der gemessene Luftmassendurchsatz herangezogen wird, liefert eine solche Messung in der Tat eine Schätzung der Zylinderluftladung, und diese Schätzung der Zylinderluftladung liefert in der Tat das geschätzte Verbrennungsdrehmoment τind.
  • Nebenbei liefert die vorliegende Erfindung eine Echtzeitschätzung des Umfangs der motorbezogenen Zubehör(fead)- und Getriebelasten am Motor 11 unter Verwendung der Drehzahl des Motors 11 in Verbindung mit Motorkennfeld-Kalibriertabellen, welche das aktuell angegebene Drehmoment des Motors 11 und die gesamten Reibungs- und Pumpverluste liefern. Wenn ein Schalter vorhanden ist, der anzeigt, daß am Motor eine Last angelegt werden wird (beispielsweise soll eine Kupplung der Kühlanlage geschlossen werden), dann kann entsprechend ein Vergleich zwischen diesem geschätzten Drehmoment vor und nach Anlegen der Last verwendet werden, um den Umfang einer gegebenen Last zu lernen. Wenn ein solcher Schalter vorhanden ist, kann dieser gelernte Wert während des Leerlaufbetriebes als ein angenommener Term zur Kompensation dieser Lasten verwendet werden, um Absinken und Hochschießen der Motordrehzahlen bei veränderten Motorlasten zu mindern. Die Beschreibung der Erfindung beginnt mit dem Prinzip, auf dem das Schätzverfahren basiert, und anschließend erfolgt eine Beschreibung der Verwendung dieses Prinzips mit einem leistungsbasierten Leerlaufregelsystem.
  • Entsprechend wird das drehmomentbasierte Leerlaufsteuergerät der 2 durch folgendes dargestellt:
    Figure 00090001
    worin:
    J die effektive Rotationsträgheit des Motors 11 ist, wobei dieser Term sich auf die Tatsache bezieht, daß die Trägheit mehr ist als die Trägheit des Motors, d.h. Getriebe und Zubehör, mit einschließt, mit dem der Motor verbunden ist, n die Drehzahl des Motors 11 ist, τind das angegebene (oder Verbrennungs-)Drehmoment ist. Das angegebene Drehmoment ist vorrangig eine Funktion der Drehzahl und der Last des Motors 11 und kann auf der Grundlage derselben über eine Lookup-Tabelle geschätzt werden. Der Term τfeedback ist eine Funktion der gemessenen Drehzahl n des Motors 11. Genauer gesagt ist τfeedback die Differenz zwischen dem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der gemessenen Drehzahl des Motors 11 (d.h. des Motordrehzahlfehlers), woran ein proportionales plus integrales Steuergerät, wie in 2 gezeigt, arbeitet. Das Signal τidle wird in ein an sich bekanntes drehmomentbasiertes Regelsystem für die Generierung der Zündzeitpunkt-, Kraftstoff(fpw)- und Luftdurchsatz-Steuersignale für den Motor 11 zu erzeugen.
  • Schätzung der Motorlast
  • Ein erstes Prinzip betrachtet die Beziehung zwischen dem Nettodrehmoment an der Kurbelwelle und der Drehzahl des Motors 11 und liefert was folgt:
    Figure 00090002
    Figure 00100001
    worin J die effektive Rotationsträgheit des Motors/Getriebes/Zubehörs ist, n die Drehzahl des Motors 11 ist, τind das angegebene (oder Verbrennungs-)Drehmoment ist, τlosses = τfric + τpump das gesamte resistente Drehmoment ist, das sich aus der mechanischen Reibung und der Pumparbeit ergibt, und τloads = τfead + τtrans die Lasten darstellt, die aufgrund von Zubehörantrieben und des Getriebes am Motor 11 angelegt werden. Das angegebene Drehmoment ist vorrangig eine Funktion der Drehzahl und der Last des Motors 11 und kann basierend auf diesen Variablen geschätzt werden. Bei einem Verfahren kann dies eine Lookup-Tabelle umfassen. Die Verluste aufgrund mechanischer Reibung und Pumparbeit sind typischerweise schwer voneinander zu trennen, und dies wird als ein pauschales Drehmoment durch eine Regression unter Verwendung der nachfolgenden Variablen berechnet: Drehzahl des Motors 11, Motorlast, Ladelufttemperatur, Motorkühlmitteltemperatur, EGR-Rate und CMCV-Zustand. Die einzige unbekannte (und aktuell nicht geschätzte) Variable bei der obigen Beziehung ist das Drehmoment der gesamten Last. Demzufolge
    Figure 00100002
  • Wenn dies in der Strategie implementiert wird, wird die Differenzierung der Drehzahl des Motors 11 eine Differenzierung, welche die Anwendung einer oder mehrerer Filterungstechniken erfordert, um störende Fremdeinflüsse auszuschließen.
  • In der Realität umfaßt τloads auch etwaige Fehler in der im Kennfeld erfaßten Schätzung der angegebenen bzw. Drehmomentverluste.
  • Verwendung der Drehmomentlastschätzung für die Leerlaufdrehzahlregelung
  • Das Leerlaufdrehzahlsteuergerät weist, wie in 3 gezeigt, einen auf tatsächlichen Werten beruhenden Term auf, welcher die gemessene Drehzahl n des Mo tors 11 erfaßt, die mit einem Modell der Beziehung zwischen dem Verbrennungsdrehmoment τind und der gemessenen Motordrehzahl verwendet wird. Das drehmomentbasierte Leerlaufregelsignal τidle stellt einen Basiswert an Drehmoment dar, der erforderlich ist, um den Motor 11 mit einer gegebenen Leerlaufdrehzahl zu betreiben. Abhängig von der Art des Motorsteuergerätes ist es klar, daß diese Werte auch äquivalent als ein erforderlicher Luftdurchsatz, eine Kraftstoffmasse, als Drehmoment des Motors 11 oder als Leistung des Motors 11 ausgedrückt werden können. Im Falle einer drehmomentbasierten Leerlaufdrehzahlregelung, die in 3 gezeigt wird, würde dieses zu folgendem führen:
    Figure 00110001
    entsprechend wäre bei einem leistungsbasierten Leerlaufdrehzahlsteuergerät das in das leistungsbasierte Motorsteuergerät eingespeiste leistungsbasierte Regelsignal Pidle das Folgende:
    Figure 00110002
    worin
    nidle der Motordrehzahlzielpunkt ist, und
    Pfeedback berechnet würde unter Verwendung einer proportionalen/integralen Regelung, welche aufgrund der Differenz zwischen dem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der gemessenen Motordrehzahl wirksam wird.
  • Entsprechend wird die Leerlaufdrehzahlregelung erreicht, indem lediglich ein auf tatsächlichen Werten beruhendes System verwendet wird, welches auf gemessene Betriebsbedingungen des Motors reagiert statt mit einer Kombination von auf tatsächlichen Werten beruhenden und auf angenommenen Werten beruhenden Modellen zu reagieren, das sich auf ein Modell jedes einzelnen Motorverlustes oder jeder einzelnen Motorlast stützt, um die daraus resultierende Beeinflussung des Motors zu berechnen. Bitte nochmals prüfen.
  • Eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung wurde beschrieben. Es dürfte jedoch klar sein, daß verschiedene Änderungen angebracht werden können, ohne Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann das auf tatsächlichen Werten beruhende Verfahren, welches zur Bestimmung des Signals τfeedback verwendet wird, ein anderes Regelverfahren verwenden als eine proportionale-integrale Regelung. Dementsprechend fallen weitere Ausführungsbeispiele in den Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims (9)

  1. Es wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor geliefert, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es umfaßt: Schätzen des Motorverbrennungsdrehmoments, und Erzeugen des Leerlaufregelsignals als Funktion des geschätzten Verbrennungsdrehmoments und der Motordrehzahl.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren umfaßt: das Bestimmen eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers, der für eine Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt charakteristisch ist, und der genannten Motordrehzahl.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Leerlaufregelsignal eine Funktion der Differenz ist zwischen: (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate bei der genannten Motordrehzahl und (B) der Summe des geschätzten die Verbrennung erzeugenden Drehmoments τind und eine Funktion des genannten Motorleerlaufdrehzahlfehlers.
  4. Verfahren zur Erzeugung eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es umfaßt: Bestimmen der Drehzahl n des Motors, Schätzen des durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und Erzeugen des Leerlaufregelsignals für den Motor als Funktion der Differenz zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate bei der bestimmten Motordrehzahl dn/dt und (B) der Summe des geschätzten durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und als eine Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers, wobei der genannte Leerlaufdrehzahlfehler für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der bestimmten Drehzahl n charakteristisch ist.
  5. Verfahren zur Erzeugung eines Leerlaufregelsignals für einen Innenverbrennungsmotor, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es umfaßt: Bestimmen der Drehzahl n des Motors, Schätzen der Zylinderluftladung, Schätzen des durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind als Funktion der bestimmten Drehzahl n und der geschätzten Zylinderluftladung, und Abgeben des Leerlaufregelsignals für den Motor als Funktion der Differenz zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate bei der bestimmten Motordrehzahl dn/dt und (B) der Summe des geschätzten durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und als Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers, wobei der genannte Leerlaufdrehzahlfehler für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der bestimmten Drehzahl n charakteristisch ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schätzung der Zylinderluftladung auf einem Signal aus dem Luftmassendurchsatzsensor, welcher in einem Luftansaugrohr des Motors angeordnet ist, und der genannten Motordrehzahl beruht.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schätzung der Zylinderluftladung auf der genannten Motordrehzahl und einer Angabe des Drucks im Ansaugkrümmer des Motors beruht.
  8. Speichermittel zur Speicherung eines von einem Computer ausführbaren Programms, welches Programm, wenn es ausgeführt wird, das Motorverbrennungsdrehmoment schätzt und das Leerlaufregelsignal als Funktion des geschätzten Verbrennungsdrehmoments und der Motordrehzahl abgibt.
  9. Speichermittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Programm, wenn es ausgeführt wird, die Drehzahl n des Motors bestimmt, das durch die Verbrennung erzeugte Drehmoment τind schätzt und das Leerlaufregelsignal für den Motor als Funktion der Differenz zwischen (A) einer zeitbezogenen Veränderungsrate bei der bestimmten Motordrehzahl dn/dt und (B) der Summe des geschätzten durch die Verbrennung erzeugten Drehmoments τind und als Funktion eines Motorleerlaufdrehzahlfehlers abgibt, wobei der genannte Leerlaufdrehzahlfehler für die Differenz zwischen einem Leerlaufdrehzahlzielpunkt und der bestimmten Drehzahl n charakteristisch ist.
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