DE3323723C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Schubbetriebs einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der Gat­ tung des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 8. Es ist bekannt, beim Betrieb von Brennkraftmaschi­ nen dann die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn bei höheren und hohen Drehzahlen die Drosselklappe geschlossen ist, die Brennkraftmaschine sich also im sog. Schubbetrieb befindet. Schubbetrieb liegt aber auch dann vor, wenn eine Brennkraftmaschine eine höhere Drehzahl aufweist als dies der Stellung der Drosselklap­ pe beim Otto-Motor oder der eingespritzten Kraftstoff­ menge bei einem Dieselmotor entspricht. Befindet sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb, dann ist eine Arbeitsleistung nicht erwünscht. Daher wird die über Vergaser, Einspritzsysteme o. ä. Mittel der Brennkraft­ maschine zugeführte Kraftstoffmenge reduziert oder ganz auf Null gestellt.

Man kann so eine zum Teil erhebliche Kraftstoffein­ sparung erzielen, andererseits ist der Schubbetrieb inso­ fern nicht unproblematisch, als mit der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr eine gewisse Auskühlung der Brennkraftmaschine und anschließend bei Ende des Schubbetriebs für eine gewisse Zeit auch eine Abgas­ verschlechterung sowie unter Umständen Einbußen an Fahrkomfort bei Übergang vom Schubbetrieb in Nor­ malbetrieb in Kauf genommen werden müssen. Proble­ matisch ist ferner, daß sichergestellt werden muß, daß die Brennkraftmaschine in ihrem Drehzahlverhalten stets sicher abgefangen werden muß, also nicht ausge­ hen darf, und zwar auch dann nicht, wenn sich der Zu­ stand der Schubabschneidung beispielsweise bei kalter Brennkraftmaschine ergibt. So kann es beispielsweise dann zu einer kritischen Belastung bei der Einstellung der Schubabschneidung kommen, wenn mit kalter Ma­ schine bergab gefahren wird, bei geschlossener Drossel­ klappe also die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist und dann plötzlich die Kupplung getreten wird, wodurch die Brennkraftmaschine von der Drehbewegung der Räder über das Getriebe nicht mehr mitgenommen wird. Es besteht dann die Gefahr, daß die Drehzahl derart schnell abfällt, bevor Gegenmaßnahmen getroffen wer­ den, daß die Maschine ausgeht.

Es ist daher bei einem System zum Schubabschneiden (DE-OS 31 34 991) bekannt, die jeweilige Istdrehzahl mit einem vorgegebenen, zeitabhängigen Verlauf einer Wiedereinsetzdrehzahl zu vergleichen und die Kraft­ stoffzufuhr zur Brennkraftmaschine lediglich dann zu unterbrechen, wenn die Istdrehzahl sich oberhalb des Verlaufs der Wiedereinsetzdrehzahl befindet. Hier­ durch wird eine genauere Erfassung des jeweiligen Be­ triebszustands möglich; das Schubabschneiden wird zu­ rückgenommen, wenn Drehzahlabfälle auftreten, die den gewünschten Sollkurvenverlauf der Wiedereinsetz­ drehzahl unterschreiten und Einsetzrucke können ver­ mieden werden, so daß der Fahrkomfort verbessert wird. Dennoch ist das bekannte System zum Schubab­ schneiden nicht universell anwendbar und reagiert auch nicht ausreichend flexibel auf alle möglichen, auftreten­ den Betriebszustände.

Aus der GB-A 20 69 180 oder der GB-A 20 69 290 sind beispielsweise Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung des Schubbetriebs einer Brennkraftmaschine bekannt, die bei erkanntem Schubbetrieb eine Kraft­ stoffzufuhrunterbrechung vornehmen, wenn die Ist­ drehzahl der Brennkraftmaschine über einer vorgege­ benen Drehzahlschwelle liegt und eine Kraftstoffzufuhr vornehmen, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftma­ schine bei erkanntem Schubbetrieb unterhalb der vor­ gegebenen Drehzahlschwelle liegt. Ferner wird dort vorgeschlagen, im Schubbetrieb durch Erfassung der negativen Änderung der Istdrehzahl das dynamische Verhalten der Istdrehzahl im Schubbetrieb zu bestim­ men. In Abhängigkeit des dynamischen Verhaltens der Istdrehzahl wird dann die vorgegebene Drehzahl­ schwelle zur Bestimmung der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr verändert. Bei schnellen Drehzahlab­ fällen ist es selbst bei einer Anhebung der Wiederein­ setzdrehzahlschwelle möglich, daß beim Übergang vom Betriebszustand mit unterbrochener Kraftstoffzufuhr zum Betriebszustand mit Kraftstoffzufuhr ein ungünsti­ ges Fahrverhalten der Brennkraftmaschine folgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde das Fahr­ verhalten der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ein­ richtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 (Verfahrensanspruch) und des Patent­ anspruchs 8 (Vorrichtungsanspruch) gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungs­ gemäße Vorrichtung jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentan­ spruchs 8 haben demgegenüber den Vorteil, daß erheb­ lich umfassender auf praktisch alle möglichen Betriebs­ zustände einer Brennkraftmaschine im Schiebebetrieb reagiert werden kann, so daß die Maßnahmen zur Kraftstoffabschaltung auf einen größeren Betriebsbe­ reich ausgedehnt werden können, ohne daß sich Nach­ teile im Fahrverhalten und der Motorstabilität ergeben. Die Erfindung ermöglicht deutliche Verbrauchsvorteile im Stadtverkehr, insbesondere bei Automatikfahrzeu­ gen und Fahrzeugen mit langen Gesamtübersetzungen und stellt, da sie sich adaptiv auf den Schubabschneide­ betrieb einstellt, sicher, daß sich die Brennkraftmaschine unter allen Umständen abfangen läßt, auch wenn sich wie weiter vorn schon angedeutet, die Möglichkeiten extrem starker Drehzahlabfälle ergeben können. Die besonders flexible und adaptive Reaktion auf den Be­ triebszustand des Schubabschneidens wird durch die vorliegende Erfindung insoweit deshalb gewährleistet, weil nicht nur lediglich das Unterschreiten vorgegebe­ ner Schwellwertverläufe der Wiedereinsetzdrehzahl be­ obachtet und entsprechend reagiert wird, sondern das Drehzahlverhalten des Motors dynamisch erfaßt und ausgewertet wird, mit anderen Worten durch die Bezo­ genheit von Abfangfunktionen und der Variabilität von dem Kennlinienverlauf der Wiedereinsetzdrehzahlkur­ ve bestimmenden Drehzahlwerten aufgrund und in der Abhängigkeit zu negativen Istwert-Drehzahländerun­ gen können Reaktionen beim und für das Wiedereinset­ zen der Kraftstoffzufuhr veranlaßt werden. Hierdurch wird nicht nur eine wesentlich größere Ausdehnung des Schiebebetriebs, also die Unterbrechung der Kraftstoff­ zufuhr für den Betriebsbereich der Brennkraftmaschine erzielt, sondern es ist auch möglich, die jeweiligen, pri­ mär statisch festgelegten Drehzahlpunkte (Wiederein­ setzdrehzahl) so tief wie möglich zu legen, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Motor abstirbt und/oder sich beim plötzlichen Gasgeben ein Rucken bemerkbar macht. Hier hilft in vorteilhafter Weise in einer Ausge­ staltung vorliegender Erfindung die zusätzliche Steue­ rung der Kraftstoffmenge mit dem (jeweils errechneten) Sollwert, mit einer Mehrmenge oder mit einer Minder­ menge, jeweils bezogen auf die durch die Erfindung zur Verfügung gestellte Information der negativen Dreh­ zahländerung. Diese negative Drehzahländerung wird vorzugsweise als Funktion der Istdrehzahl der Brenn­ kraftmaschine gehandhabt, mit anderen Worten be­ stimmte Maßnahmen oder Abfangfunktionen werden in Abhängigkeit dazu, in welchem Bereich der Drehzahl die jeweils erfaßte, starke oder weniger starke negative Drehzahländerung aufgetreten ist, entsprechend unter­ schiedlich beeinflußt. So kann bei dynamischen Dreh­ zahlabfällen, wie sie beispielsweise bei einem Auskup­ peln im Schiebebetrieb auftreten, der Motor stets sicher bei einer vorgegebenen Drehzahl abgefangen werden, die oberhalb der statischen Wiedereinsetzdrehzahl liegt.

Die Erfindung vermeidet ferner sicher ein mögliches Leerlaufsägen, welches sich als Folge einer überhöhten Leerlaufdrehzahl in der Warmlaufphase oder bei Leer­ laufphase nach zeitweisem Motorstillstand ergeben könnte.

Die Erfindung kann in einer Kombination einer stati­ schen Betrachtungsweise bei Unterschreiten einer Wie­ dereinsetzdrehzahlkurve durch die Istdrehzahl des Mo­ tors und dynamisch in der Weise reagieren, daß bei Auftreten eines vorgegebenen negativen Drehzahlab­ falls grundsätzlich auf Wiedereinsetzen der Kraftstoff­ zufuhr gesteuert wird, im letzteren Fall noch in Abhän­ gigkeit dazu, bei welchem numerischen Drehzahlwert die negative Drehzahländerung aufgetreten ist.

Weitere Vorteile der Erfindung sowie zweckmäßige Ausgestaltung ergeben sich in Verbindung mit der nach­ folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen so­ wie aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in stark schematisierter Blockbilddarstellung ein Einspritzsystem bei einer fremdgezündeten Brenn­ kraftmaschine als bevorzugten Anwendungsbereich vorliegender Erfindung,

Fig. 2 in Form eines Diagramms den Verlauf einer Wiedereinsetzdrehzahlkurve, die

Fig. 3, 4 und 5 verschiedene Betriebszustände für den Schiebebetrieb mit Angabe der Augenblicksdrehzahl im Wiedereinsetzdrehzahldiagramm der Fig. 1,

Fig. 6 ebenfalls in Form eines Diagramms die Tempe­ raturabhängigkeit von zeitunabhängigen Bezugsgrößen der Wiedereinsetzdrehzahlkurve,

Fig. 7 den Funktionsverlauf der negativen Drehzahl­ änderung der Augenblicks- oder Istdrehzahl über der Drehzahl der Brennkraftmaschine mit Unterteilung in die Bereiche Schubabschneiden und kein Schubab­ schneiden.

Fig. 8 den Verlauf der Wiedereinsetzdrehzahl ergän­ zend als Funktion der negativen Drehzahländerung der Istdrehzahl

Fig. 9 in Form einer Ausgestaltung die Abhängigkeit der beim Wiedereinsetzen zugeführten Kraftstoffmen­ ge von der negativen Drehzahländerung der Istdreh­ zahl,

Fig. 10 die zeitliche Abhängigkeit der Rückführung von beim Wiedereinsetzen zugeführten Kraftstoffmehr- oder -mindermengen auf die Normalmenge und

Fig. 11 in Form eines Flußdiagramms gleichzeitig die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie den möglichen Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung des Schubbetriebs als angenähertes Blockschaltbild.

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, in die existierenden Steuerungsmöglichkeiten für den Schubbetrieb eine dynamische Erfassung des aktu­ ellen Drehzahlverlaufs der Brennkraftmaschine einzu­ führen und so die Gelegenheit zu erhalten, unmittelbar auf Änderungstendenzen in der Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine reagieren zu können, entweder durch so­ fortige Rettungsmaßnahmen oder durch Verschiebung von Bezugskurvenverläufen, die für die Steuerungs­ funktionen des Schubabschneidens (SAS) oder des Wie­ dereinsetzens (WE) der Kraftstoffzufuhr maßgebend sind. Darüber hinaus ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung möglich, unter Berücksichtigung der erfaßten negativen Drehzahländerung auf Kraftstoffmehr- oder -mindermengen beim Wiedereinsetzen zu steuern, so daß sich insgesamt ein besonders flexibles und bela­ stungsfähiges System für den Vorgang des Schubab­ schneidens ergibt, welches universell für beliebige Fahr­ zeugtypen eingesetzt werden kann.

Zum besseren Verständnis des Umfelds vorliegender Erfindung wird zunächst anhand der Darstellung der Fig. 1 in schematisierter Kurzdarstellung ein Kraftstoff­ einspritzsystem bei einer fremdgezündeten Brennkraft­ maschine (Otto-Motor) kurz erläutert. Es versteht sich aber, daß die Erfindung auf beliebige Brennkraftmaschi­ nen und beliebige Kraftstoffzumeßsysteme anwendbar ist, insbesondere also auch auf Brennkraftmaschinen, denen die jeweils erforderlichen Kraftstoffmengen über Vergaser oder sonstige Systeme zugeführt werden.

Die grundlegenden Elemente der in Fig. 1 gezeigten Einspritzanlage sind ein Sensor 10 für die durchfließen­ de oder von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft­ masse im Ansaugrohr, ein Sensor 11 für die Erfassung der Drehzahl n der Brennkraftmaschine, ein Tempera­ tursensor 12 und ein Sensor 13 für den Leerlauffall, der als Drosselklappen-Stellungsgeber ausgebildet sein kann und einen Kontakt umfaßt, der bei zurückgenom­ menem Gaspedal und geschlossener Drosselklappe ein elektrisches Signal α_DK = O oder α_DK < O erzeugt. Mit 14 ist ein Zeitglied bezeichnet, welches luftmassen­ durchsatz- und drehzahlabhängig Grundeinspritzimpul­ se der Dauer tp erzeugt. An das Zeitglied 14 schließt sich eine Verknüpfungsstufe 15 an, welches die Aus­ gangssignale einer Schubabschaltstufe 16 verarbeitet, die ihrerseits im Grundprinzip so ausgebildet sein kann, wie das Flußdiagramm der Fig. 11. Die Schubabschalts­ tufe 16 verarbeitet ihrerseits wieder die Ausgangssigna­ le des Drehzahlsensors 14, des Drosselklappensensors 13 für den Leerlauffall und ergänzend des Temperatur­ sensors 12. An die Verknüpfungsstufe 15 schließt sich eine Multiplizierstufe 17 an, die dann mindestens noch eine temperaturabhängige Korrektur der Einspritzsi­ gnale durchführt und deren Ausgang über entsprechen­ de Endstufen bei 18 dargestellte Einspritzventile ansteu­ ert. Diese für sich gesehen nach Aufbau und Funktion bekannte Kraftstoffeinspritzanlage läßt die sinnvolle Einordnung des erfindungsgemäßen Systems zur Steue­ rung des Schubbetriebs erkennen.

Das in Fig. 2 gezeigte Drehzahl/Zeitdiagramm stellt den Kennlinienverlauf einer (vorgegebenen) Wiederein­ setzdrehzahlkurve dar, also den Verlauf von n WE über der Zeit t. Die Kurve I trennt einen oberen, schräg ge­ strichelt dargestellten Abschneidebereich, in welchem grundsätzlich die Zufuhr weiteren Kraftstoffs zur Brennkraftmaschine infolge Erkennens des Schubbe­ triebs unterbrochen ist, von einem unteren Kraftstoffzu­ fuhrbereich, in welchem, angewendet auf das vorliegen­ de Ausführungsbeispiel also Einspritzimpulse erzeugt und entsprechende Kraftstoffmengen der Brennkraft­ maschine zugeführt sind. Besondere Kennwerte im Dia­ gramm der Fig. 2 sind bei n1 eine (statische) untere Wiedereinsetzdrehzahlgrenze, bei n0 eine (dynamische) Wiedereinsetzdrehzahlgrenze und eine zwischen diesen beiden Grenzen verlaufende Zeitfunktion als schrägge­ stellte Gerade mit negativer Steigung, die während des Zeitraums TWE (= Abregelzeit der dynamischen Wie­ dereinsetzdrehzahl) eine Zeitfunktion n WE(t) ist.

Durch die Einführung der dynamischen Drehzahler­ fassung können diese vorgebbaren Kennwerte n0, n1 und nWE(t) Verschiebungen erfahren, die durch die Doppelpfeile im Diagramm angegeben sind; dies ist eine erste Lösungsmöglichkeit zur Einbeziehung des negati­ ven Differentials der jeweiligen Istdrehzahl der Brenn­ kraftmaschine. Um hier lediglich einen Anwendungsfall sofort zu erläutern, sei angenommen, daß sich im Ab­ schneidebereich, also bei einer Istdrehzahl des Motors im Schiebebetrieb noch oberhalb einer sogenannten Abregeldrehzahl - hierauf wird gleich noch eingegan­ gen - ein extrem starker Drehzahlabfall ergibt, etwa weil im Schiebebetrieb bei gesperrter Kraftstoffzufuhr ausgekuppelt worden ist. In diesem Fall kann die durch­ laufend erfaßte Information -dn/dt = f(n_mot) dafür sor­ gen, daß jedenfalls zunächst die dynamische Wiederein­ setzdrehzahl n0 eine Anhebung erfährt, im allgemeinen Fall beispielsweise der Wiedereinsetzdrehzahkurven­ verlauf I insgesamt angehoben wird, so daß die Brenn­ kraftmaschine noch vor dem Absterben sicher abgefan­ gen werden kann. Man erhält so einen sicheren Motor­ lauf, wobei diese Möglichkeit nur ein Anwendungsbei­ spiel darstellt für eine flexible Reaktion im Schubbetrieb unter Auswertung dynamischer Drehzahlbedingungen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß bei Über­ schreiten eines vorgegebenen negativen Drehzahldiffe­ rentials der Istdrehzahl sofort auf Wiedereinsetzen um­ geschaltet wird mit oder ohne Berücksichtigung von sich gegebenenfalls ergänzend verschiebenden Kennli­ nienverläufen n WE = f(t).

Der grundsätzliche Ablaut und die erfindungsgemä­ ßen Reaktionen für den Schubbetrieb, die weiter unten für drei verschiedene Anwendungsfälle noch anhand der Fig. 3, 4 und 5 erläutert werden, ist für den stati­ schen Anwendungsfall betrachtet, wenn man nämlich zunächst von der Einbeziehung des negativen Drehzahl­ differentials der Augenblicksdrehzahl absieht, so, daß bei geschlossenem Leerlaufkontakt LL (siehe das obere Diagramm der Fig. 3) und abfallender Istdrehzahl n un­ ter einen vorgegebenen Drehzahlwert n abr, der bei­ spielsweise mit n0 + 100 min^-1 angesetzt werden kann, die zeitliche Abregelung des Schwellwertkurvenver­ laufs vom angehobenen Kennwert der dynamischen Wiedereinsetzdrehzahl n0 anläuft. Die Abregelung von n0 auf die statische Wiedereinsetzschwelle n1 erfolgt in der Zeit T WE und erfolgt selbstverständlich auch dann, wenn bei geschlossenem Leerlaufkontakt die Motor­ drehzahl schon unterhalb des Schwellwertes n0 liegt, also n < n0 ist.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist die jeweils herrschende Au­ genblicksdrehzahl oder Istdrehzahl n als Kurvenverlauf II, II' bzw. II" gestrichelt in das Drehzahl/Zeitdiagramm mit dem Wiedereinsetzdrehzahlkurvenverlauf noch ein­ gezeichnet. Im Fall der Fig. 3 liegt Schiebebetrieb mit langsamem Drehzahlabfall vor; sobald die Istdrehzahl entsprechend II zum Zeitpunkt t1 die Abregeldrehzahl n abr erreicht hat, setzt für den Verlauf der Wiederein­ setzdrehzahl n WE f(t) die Abragelwirkung ein, deren Steigung von vornherein in etwa so festgelegt werden kann, daß bei langsamem Istdrehzahlabfall die beiden Kurven I und II in diesem Bereich nahezu parallel ver­ laufen; daher schneidet für diesen Fall die Istdrehzahl­ kurve II die Wiedereinsetzdrehzahlkurve erst relativ spät zum Zeitpunkt t2 und für die gesamte Zeitdauer bis t2 liegt Schubabschneiden (SAS) vor, da sich die Istdreh­ zahl stets oberhalb des Verlaufs der Wiedereinsetzdreh­ zahl befindet. Bei einem so langsamen Drehzahlabfall wie in Fig. 2 dargestellt ergibt sich dann auch nur ein relativ geringer Abfall der effektiven Drehzahl unter die (statische) Wiedereinsetzdrehzahlschwelle n1, da ab t2 Kraftstoff wieder zugeführt wird. Bei einem solchen Diagrammverlauf wie in Fig. 3 dargestellt, bei welchem die negative Drehzahländerung relativ gering ist, kann es bei der bisherigen, statischen Betrachtungsweise ver­ bleiben und ein übergeordneter Eingriff aus der Infor­ mation -dn/dt ist nicht unbedingt erforderlich. Das Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr nach t2 läßt die Drehzahl im weichen Bogen wieder ansteigen und den Motor im Leerlauf drehen. Um ein Leerlaufsägen zu verhüten, kann auch eine Verriegelungsschwelle vorge­ sehen sein, worauf in Verbindung mit Fig. 5 eingegan­ gen wird.

Bei dem Gesamtverlauf der Fig. 4 handelt es sich um die Möglichkeit, daß der Fahrzeugbenutzer während des Schiebebetriebs abrupt auskuppelt, so daß sich praktisch unmittelbar vor t1 ein nahezu senkrechter Ist­ drehzahlabsturz ergibt. Hier sind jetzt mehrere Maß­ nahmen ergänzend möglich; die Erfassung dieser ex­ trem starken negativen Drehzahländerung kann dazu führen, daß je nachdem, welchen numerischen Wert zu diesem Zeitpunkt die Istdrehzahl hatte, entweder sofort auf Wiedereinsetzen WE gegangen wird, was im Dia­ gramm der Fig. 4 nicht erkennbar ist, und/oder daß die dynamische Wiedereinsetzdrehzahl n0 in ihrer Schwel­ lenposition angehoben wird, gegebenenfalls gleichzeitig mit einem Anheben der statischen Wiedereinsetz­ schwelle n1 und gegebenenfalls gleichzeitig mit Zufüh­ rung einer Kraftstoffmehrmenge, worauf weiter unten noch eingegangen wird. Diese sehr flexible Reaktion des Systems auf den plötzlichen Drehzahlabfall kann zur Folge haben, daß der Istdrehzahlverlauf II' nochmals kurzzeitig in den Abschneidebereich SAS eintritt, für welchen Zeitraum die Kraftstoffzufuhr dann erneut un­ terbrochen wird.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Diagrammverlauf liegt zum Zeitpunkt t = 0 Schubphase vor mit Unterschreiten der dynamischen Wiedereinsetzdrehzahl n0 durch den Istdrehzahlverlauf mit anschließendem Drehzahlan­ stieg, beispielsweise dadurch, daß nach einem Auskup­ peln im Schiebebetrieb mit relativ hoher Geschwindig­ keit des Fahrzeugs wieder eingekuppelt wird und die angetriebenen Räder den Motor aus dem Leerlaufbe­ trieb auf höhere Drehzahlen beschleunigen. Es ergeben sich dann Schubabschaltphasen vom Zeitpunkt t2 bis t3 sowie erneut ab t4 bis t5, für die letztere Phase nur dann, wenn der Drehzahlanstieg so hoch ist, daß eine vorge­ gebene Verriegelungsdrehzahlschwelle nV, die bei­ spielsweise bei n1 + 1000...1200 min^-1 angesetzt wer­ den kann, überschritten wird. Das Sperren einer SAS- Funktion bei geschlossenem Leerlaufkontakt und er­ neutem Anstieg der Motordrehzahl bis zu der Verriege­ lungsschwelle nV ist eine wirksame Maßnahme gegen ein mögliches Leerlaufsägen.

Der Darstellung der Fig. 6 läßt sich ergänzend zu der Abhängigkeit der Schwellenwerte n1 und n0 sowie ge­ gebenenfalls der Dauer der Abregelzeit T WE und der Steigung von der negativen Drehzahländerung noch die Temperaturabhängigkeit dieser Schwellenwerte ent­ nehmen. Die im Diagramm der Fig. 6 angegebenen Schwellenwertverläufe von n0 und n1 sind realisierbare Verläufe der Schwellen über der Temperatur; sie hän­ gen in erster Linie von den Warmlauffunktionen der jeweiligen Brennkraftmaschine ab und führen eine Dop­ pelabhängigkeit der n WE-Kennlinie und damit der je­ weils möglichen SAS-Funktionen von der Temperatur und der negativen Drehzahländerung ein. Es ist sinnvoll, die Werte für n1, n0 und T WE bei ϑ = 80° zu definieren.

Die Kurvenverläufe in Fig. 7 und Fig. 8 zeigen den Einfluß der negativen Drehzahländerung auf den Ver­ lauf der Wiedereinsetzdrehzahl- oder Drehzahlkennli­ nie sowie die Abhängigkeit der negativen Drehzahlän­ derung von der momentanen Istdrehzahl der Brenn­ kraftmaschine.

Der Kurvenverlauf III in Fig. 7 unterscheidet einen oberen Bereich, in welchem Schubabschneidefunktio­ nen (SAS), also Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr nicht erlaubt sind, da in diesem Bereich entweder die aktuelle Motordrehzahl zu gering ist, ein schneller Abfall also ein Absterben des Motors bedeuten könnte, oder trotz Vor­ handenseins höherer Drehzahlen der negative Dreh­ zahlabfall so signifikant ist, daß keine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erfolgen darf. Unterhalb des Kur­ venverlaufs III, welcher auch empirisch in Abhängigkeit zu den Daten der jeweiligen Brennkraftmaschine be­ stimmt sein kann, ist Schubabschneiden erlaubt, da ent­ weder die Drehzahl hoch genug ist oder der negative Drehzahländerungsverlauf klein bleibt.

Der Kurvenverlauf der Fig. 8 gibt an, daß mit größer werdender negativer Drehzahländerung -dn/dt die Wiedereinsetzdrehzahl angehoben wird. Dies kann sich im einfachsten Fall darin erschöpfen, daß die dynami­ sche Wiedereinsetzdrehzahl n0 angehoben wird oder daß der ganze Kurvenverlauf I kontinuierlich oder stu­ fig angehoben wird, je nachdem, welche effektive nega­ tive Drehzahländerung vorliegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht darin, daß gleichzeitig mit der Infor­ mation -dn/dt beim Wiedereinsetzen (WE) die Kraft­ stoffmenge mit dem Sollwert, mit einer Mehrmenge (bei einer Kraftstoffeinspritzanlage über Vergrößerung des Normalimpulses oder durch Zwischenspritzer) oder ei­ ner Mindermenge gesteuert wird. Der Kurvenverlauf der Fig. 9 läßt erkennen, daß unterhalb eines ersten ne­ gativen Drehzahländerungs-Schwellenwertes -(dn/ dt)₁ mit einer Mindermenge im Bereich (1) des zugeführ­ ten Kraftstoffs gearbeitet werden kann. Im Bereich (2) des Diagramms der Fig. 9, also zwischen den beiden Werten -(dn/dt)₁ und -(dn/dt)₂ mit der Normal- oder Sollmenge und bei sehr stark negativen Drehzahlände­ rungen, also steilen Drehzahlabfällen auch mit erhebli­ chen Mehrmengen, jeweils zum Zeitpunkt t = 0, nämlich im Moment des Wiedereinsetzens der Kraftstoffzufuhr, gearbeitet wird.

Die Kurvenverläufe in Fig. 10 zeigen dann an, daß innerhalb vorgegebener Zeiten die Mehr- oder Minder­ mengensteuerung auf die Normalmenge von 100% zu­ rückgeführt werden, bei einer Mindermenge bis zu ei­ nem längeren Zeitpunkt t7, während die Mehrmenge zum kurzzeitigen Abfangen des Drehzahlabfalls relativ kurzzeitig, etwa bis zum Zeitpunkt t6 zugeführt wird. Die zeitliche Abhängigkeit der Minder- oder Mehrmen­ gensteuerung entsprechend Fig. 10 kann auch erst ab Öffnen des Drosselklappenschalters erfolgen. Ferner ist es möglich, daß bei hierfür geeigneten Systemen, näm­ lich solchen, die etwa über eine sog. λ-Regelung die Verhältnisanteile des der Brennkraftmaschine zugeführ­ ten Kraftstoffluftgemisches bestimmen, während der Aufregelfunktionen q_k = f(-dn/dt; t) ausgeschaltet und definierte Steuerwerte vorgegeben werden. Hierdurch wird verhindert, daß ein evtl. vorhandenes Gemischre­ gelsystem den beabsichtigten Wirkungen entgegenar­ beitet.

Die bisher beschriebenen Wirkungen, Maßnahmen und Steuervorgänge gemäß vorliegender Erfindung können sowohl mit digitaler als auch analoger Schal­ tungstechnik und Signalverarbeitung einschließlich des Einsatzes von speziellen Rechnersystemen realisiert werden. In diesem Zusammenhang kann die Darstellung der Fig. 11 als Flußdiagramm für einen Signalverarbei­ tungsverlauf verstanden werden. Entsprechend einem solchen Flußdiagramm läßt sich beispielsweise für ein Rechnersystem ein Programmablauf erstellen und die beschriebenen technischen Wirkungen unter Einsatz äußerer Sensoren und Stellmittel realisieren. Die Dar­ stellung der Fig. 11 kann aber auch als Blockschaltbild für die Anordnung diskreter Bauelemente verstanden werden, die im folgenden nach Art ihrer Wirkungsweise erläutert werden und deren Zusammenschaltung sich aus dem Blockschaltbild ergibt.

In Fig. 11 ist mit 20 eine Drosselklappenstellungsab­ frage bezeichnet. Bei positivem Ergebnis folgt bei 21 eine Drehzahlabfrage und im Block 22 wird verglichen oder festgestellt, ob die Istdrehzahl n oberhalb einer festen Drehzahlschwelle liegt, die beispielsweise die sta­ tische Wiedereinsetzschwelle n1 sein kann und oberhalb welcher in diesem Zweig stets abgeschnitten wird, d. h. im Falle eines höheren Wertes n < n1 kommt der Schub­ abschneidungsblock 23 zum Tragen mit entsprechender Ansteuerung geeigneter Bereiche, Schaltungselemente oder Stationen der Kraftstoffeinspritzanlage zur Unter­ brechung der Kraftstoffzufuhr, in Fig. 11 symbolisch dargestellt durch einen Schaltblock 24, der einen Schal­ ter 25 in Reihe mit einem Einspritzventil 26 ansteuert und der so ausgebildet ist, daß ein von einem Wiederein­ setzblock 27 kommendes Signal grundsätzlich Priorität hat.

Ein mit 28 bezeichneter Block erstellt den Kennlinien­ verlauf n WE als Funktion der Zeit, der Temperatur und der negativen Drehzahländerung, im allgemeinsten Fall kann es sich hier um eine Beeinflussung des gesamten Kennlinienverlaufs I der Fig. 2 handeln, im einfachsten Fall wird lediglich ein Schwellwert einer Wiedereinsetz­ drehzahl temperaturabhängig und abhängig zur negati­ ven Drehzahländerung -dn/dt verschoben. Der Block 28 vergleicht dann gleichzeitig den ihm zugeführten Ist­ drehzahlwert mit dem jeweils vermittelten Kennlinien­ verlauf n WE oder dem jeweiligen Schwellenwert und bestimmt, ob sich die Istdrehzahl zu jedem Zeitpunkt unterhalb oder oberhalb n WE befindet. Es erfolgt eine unmittelbare Ansteuerung des Wiedereinsetzblocks 27 dann, wenn die Istdrehzahl des Motors sich unterhalb von n WE befindet. Realisiert kann der Block 28 bei­ spielsweise in der Weise sein, daß durch Differenzbil­ dung aus dem Drehzahlsignal vom Block 21 oder auf sonstige Weise ein Wert der negativen Drehzahlände­ rung -dn/dt erstellt und als Adresse einem Speicher zugeführt wird, der für unterschiedliche -dn/dt-Werte gespeicherte Kennlinienverläufe zum Vergleich mit der Istdrehzahl erzeugt. Anstelle des Speichers kann bei analoger Verarbeitung beispielsweise ein Funktionsge­ nerator vorgesehen sein.

Ergänzend zum Schaltungsblock 28 oder anstelle die­ ses Schaltungsblocks ist ein weiterer Differentialver­ gleichsblock 29 vorgesehen, der aus dem Drehzahlsignal vom Block 21 oder aus dem negativen Differential der Drehzahl, welches ihm vom Block 28 zugeführt ist, einen Sollverlauf der negativen Drehzahländerung als Funk­ tion der Istdrehzahl erstellt. Der Block 28 gibt also für bestimmte numerische Drehzahlwerte Sollschwellen­ werte einer negativen Drehzahländerung vor, oberhalb welcher die jeweilige negative Augenblicksdrehzahlän­ derung zu einem sofortigen Wiedereinsetzsignal führt, da der Motor abgefangen werden muß. Der Block 29 vergleicht also die negative Istdrehzahländerung mit ei­ nem Kurvenverlauf einer Sollschwellendrehzahlände­ rung über der Drehzahl, so wie der Kurvenverlauf III in Fig. 7 angibt und sperrt die Schubabschaltung über dem Block 27 dann, wenn sich der Istwert der negativen Drehzahländerung oberhalb des errechneten oder ein­ gegebenen Schwellenwerts befindet.

Ergänzend hierzu sind zur Realisierung der Kurven­ verläufe in den Fig. 9 und 10 zwei weitere Schaltungs­ blöcke 30, 31 mit nachgeschalteten Zeitblöcken 32, 33 vorgesehen. Die Blöcke 30 und 31 geben für eine ergän­ zende Kraftstoffmengenbeeinflussung im Falle des Wie­ dereinsetzens feste Schwellwerte negativer Drehzahl­ änderungen vor, die entsprechend Fig. 9 als unterer Wert mit -(dn/dt)₁ und der obere Wert mit -(dn/dt)₂ bezeichnet sind. Liegt der Istwert der negativen Dreh­ zahlaugenblicksänderung unterhalb des unteren Schwellenwertes vom Block 30, dann wird auf Minder­ menge der Kraftstoffzufuhr erkannt und das Signal geht über das nachgeschaltete Zeitglied 32, welches das Ab­ klingverhalten der Mindermengenzuführung bestimmt, zu einem Beeinflussungsblock 34 für die Menge der Kraftstoffeinspritzimpulse ti. Das Ausgangssignal des Blocks 34 kann dann beispielsweise dem Korrektur­ block 17 der Fig. 1, in Fig. 11 mit 17' bezeichnet, zuge­ führt werden. Gleichzeitig ergeht ein Blockierbefehl für evtl. Gemischregelsysteme zu einem Schaltungsblock 35, der die in diesem Fall vorgesehene λ-Regelung für die Gemischzusammensetzung blockiert.

In entsprechender Weise wird auf die Zuführung ei­ ner Kraftstoffmehrmenge (ti-Mehrmenge) dann er­ kannt, wenn der momentane Istwert der negativen Drehzahländerung den vom Schaltungsblock 31 vorge­ gebenen Schwellenwert übersteigt, der Drehzahlabfall also extrem stark ist und nur durch zusätzlich zugeführ­ te Kraftstoffmengen der Motor weich und sicher und insbesondere ohne Rucken abgefangen werden kann. Schließlich kann auf Zuführung einer Kraftstoffmehr­ menge durch das in Fig. 11 dargestellte System eines adaptiven Schubabschneidens noch dann erkannt wer­ den, wenn von einem Block 36 ein Signal für geöffnete Drosselklappe eingeht, was jedenfalls automatisch die Schubabschneidefunktion über die Blöcke 20, 21, 22 und 23 beendet. Hierdurch wird ein sauberer, ruckfreier Übergang in den Normalbetrieb erzielt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung des Schubbetriebs ei­ ner Brennkraftmaschine, wobei bei erkanntem Schubbetrieb die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine über einer Wiedereinsetzdrehzahlschwelle liegt, wobei bei erkanntem Schubbetrieb Kraftstoff zu­ geführt wird, wenn die Istdrehzahl der Brennkraft­ maschine unterhalb der Wiedereinsetzdrehzahl­ schwelle liegt, und wobei im Schubbetrieb durch Erfassung der negativen Änderung der Istdrehzahl des dynamische Verhalten der Istdrehzahl im Schubbetrieb bestimmt wird dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Unterschreiten der Wiederein­ setzdrehzahlschwelle abhängig von dem dynami­ schen Verhalten der Istdrehzahl die zuzumessende Kraftstoffmenge über Vergrößerung des Normalimpuls oder durch Zwischenspritzer beeinflußt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwellenwert einer Wiederein­ setzdrehzahl oder ein zeitabhängiger Wiederein­ setzdrehzahlkurvenverlauf in Abhängigkeit zur je­ weiligen negativen Drehzahländerung und gegebe­ nenfalls zur Temperatur der Brennkraftmaschine geändert und bei Unterschreitung durch die Ist­ drehzahl auf Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr erkannt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert der nega­ tiven Drehzahländerung mit einem negativen Drehzahländerungssollwert verglichen und bei Überschreiten auf Wiedereinsetzen der Kraftstoff­ zufuhr erkannt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vergleichssollwert der negativen Drehzahländerung eine Funktion der Istdrehzahl ist (-dn/dt_soll = f(n)).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schwellwert einer negativen Vergleichsdrehzahl­ änderung bestimmt wird bei dessen Über- oder Unterschreiten ergänzend auf eine Kraftstoffmin­ der- oder Kraftstoffmehrmenge gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein unterer und ein oberer Ver­ gleichswert einer negativen Drehzahländerung (-dn/dt_1; -dn/dt₂) vorgegeben werden, wobei bei Unterschreitung durch den momentanen Istwert der negativen Drehzahländerung eine Kraftstoff­ mindermenge und bei Überschreiten eine Kraft­ stoffmehrmenge, jeweils mit zeitlichem Abkling­ verhalten, zugeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der zu­ geführten Kraftstoffmenge von der Sollmenge in Abhängigkeit zur negativen Drehzahländerung vorhandene Gemischregelsysteme bis zum Abklin­ gen des Einflusses blockiert werden.

8. Vorrichtung für die Durchführung eines Verfah­ rens zur Steuerung des Schubbetriebs einer Brenn­ kraftmaschine nach Anspruch 1, mit einem Drossel­ klappenstellungssensor, der eine geschlossene Drosselklappe anzeigt, einer Drehzahlvergleichs­ stufe, die die Istdrehzahl mit einer vorgegebenen Drehzahlschwelle vergleicht und einer Auswerte­ schaltung zur Bestimmung eines Kraftstoffab­ schneide- oder -zumeßsignals, mit deren Hilfe bei erkanntem Schubbetrieb die Kraftstoffzufuhr un­ terbrochen wird, wenn die Istdrehzahl der Brenn­ kraftmaschine über einer Wiedereinsetzdrehzahl­ schwelle liegt und bei erkanntem Schubbetrieb Kraftstoff zugeführt wird, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb der Wiedereinsetz­ drehzahlschwelle liegt, mit Mitteln, die zum adapti­ ven Schubabschneiden durch Erfassung der negati­ ven Änderung der Istdrehzahl das dynamische Ver­ halten der Istdrehzahl im Schubbetrieb bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die bei Unterschreiten der Wiedereinsetz­ drehzahlschwelle abhängig vom dynamischen Ver­ halten der Istdrehzahl im Schubbetrieb die zuzu­ messende Kraftstoffmenge über Vergrößerung des Normalimpuls oder durch Zwischenspritzer beeinflussen.