DE3830603C2

DE3830603C2 -

Info

Publication number: DE3830603C2
Application number: DE3830603A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Wazaki; Kudo Wako Saitama Jp Keisuke
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-09-08
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1991-01-17
Also published as: JPH07116960B2; DE3830603A1; JPS6466432A; US4877273A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Regeln der Drehzahl oder des Drehmoments als Ausgangsgröße eines Verbrennungs motors durch Verändern einer Betriebsgröße - z. B. Ansaug luftmenge, Zusatzluftmenge, Zündzeitpunkt - des Motors in Abhängigkeit von einer Regelabweichung, mit einem durch den Motor mechanisch angetriebenen Wechselstromgenerator mit einer Feldwicklung, mit wenigstens einer durch den Wechselstromgenerator gespeisten elektrischen Last, mit einem ersten Stromfühler zur Bestimmung des Wertes des in der Feldwicklung des Wechselstromgenerators fließenden Stroms, mit einem vom ersten Stromfühler bestimmten Stromwert angesteuerten Regler zur Bestimmung einer auf einer Regelabweichung basierenden Regelgröße zur Regelung der Ausgangsgröße des Motors und mit einem von der be stimmten Regelgröße des Reglers angesteuerten Stellglied zur Veränderung der Betriebsgröße in Abhängigkeit von der Regelabweichung.

Dabei handelt es sich speziell um ein Regelsystem, mit dem die Ausgangsgröße des Motors auch bei einer Änderung der elektrischen Last eines durch den Motor angetriebenen Wechselstromgenerators schnell nachführbar ist.

In einem aus den EP 01 51 523 A2 und EP 01 77 318 A2 bekannten Regelsystem für einen Verbrennungsmotor wird die Größe des Stromes in einer Feldwicklung eines elektrische Lasten des Motors speisenden Wechselstromgenerators festgestellt, ein Korrekturwert entsprechend dem Feldstrom berechnet und die Ventilöffnungsperiode eines Regelventils korrigiert, das die dem Motor zugeführte Ansaugluftmenge regelt. Diese Regelung erfolgt auf der Basis des berechneten Korrekturwertes, um die Ausgangsgröße als Funktion der Größe der elektrischen Lasten zu regeln.

In diesem bekannten System kann in vorteilhafter Weise die Ausgangsgröße des Motors als Funktion der Größe von elektrischen Lasten genau geregelt werden, wenn sich die elektrischen Lasten in einem stationären Zustand befinden, da der Feldstrom die Größe der den Motor belastenden elektrischen Lasten genau repräsentiert.

Bei diesem System ergibt sich jedoch der folgende Nachteil, wenn sich die elektrischen Lasten in einem Übergangszustand befinden, d. h., wenn sie sich ändern. In konventionellen Wechselstromgeneratoren für Kraftfahrzeugmotoren wird der Feldstrom gewöhnlich nur zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem Zustand geregelt. Um den Feldstrom festzustellen, muß daher seine Regelung zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem Zustand mittels eines Filters mit großer Zeitkonstante in einen analogen Strom überführt werden. Speziell wird der Feldstrom zwischen seinem eingeschalteten und ausgeschalteten Zustand mittels eines Spannungsreglers so geregelt, daß die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators oder die Ausgangsspannung einer zu ihm parallelgeschalteten Batterie konstant gehalten wird. Ein Fühler zur Bestimmung des Feldstromes ist zur Glättung dieses Feldstromes mit einer Filteranordnung mit großer Zeitkonstante versehen, um diesen Strom genau zu bestimmen. Die Filteranordnung wird durch ein Filter gebildet, das den Feldstrom in eine mit einer Welligkeit behaftete Spannung überführt, sowie ein weiteres Filter, das die mit Welligkeit behaftete Spannung glättet oder mittelt, wenn die elektrischen Belastungen sich im stationären Zustand befinden.

Die Verwendung einer Filteranordnung zur Bestimmung des Feldstromes ist jedoch in der Praxis mit einer Zeitverzögerung bei der Bestimmung einer Änderung der Größe der elektrischen Lasten behaftet.

Da der Feldstrom mit einer Zeitverzögerung entsprechend der Zeitkonstante der Filteranordnung bestimmt wird, bedeutet dies, daß die Korrektur der Ansaugluftmenge, welche bei der Bestimmung einer Änderung des Feldstromes beginnt, zu spät auftritt, um die Motorausgangsgröße in Abhängigkeit von der Änderung des Feldstroms oder der Größe der elektrischen Lasten ändern zu können. Diese Regelverzögerung kann beispielsweise zu einem Abfall der Motordrehzahl führen. In dem konventionellen Regelsystem für einen Betriebszustand des Motors ist daher die Motorausgangsgrößenregelung nur sehr schwer genau und auf einen Übergangszustand der elektrischen Lasten des Motors schnell ansprechend durchzuführen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors anzugeben, mit dem die Ausgangsgröße des Motors als Funktion einer Änderung der Größe von elektrischen Lasten des Motors schnell regelbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Regelsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen System zur Regelung des Motorbetriebs ist es möglich, eine Änderung der elektrischen Last sofort festzustellen und damit eine Übergangskorrektur eines Faktors zur Änderung der Motorausgangsgröße sofort zu starten, wodurch das Ansprechen der Regelung der Motorausgangsgröße verbessert und damit ein Abfall der Motordrehzahl vermieden wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Zusatzluft-Zufuhrregelsystems als Motorbetriebs- Regelsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm, aus dem die Art der Einstellung eines Korrekturwertes des Treiberstroms für ein Zusatzluft-Regelventil gemäß Fig. 1 ersichtlich ist; und

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, aus dem die Zeitverzögerung eines feldstromabhängigen Korrekturwertes I_ACGF als Funktion einer Änderung der Größe von elektrischen Lasten ersichtlich ist.

Fig. 1 zeigt ein System zur Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung in Form eines Zusatzluft-Zufuhrregelsystems. Mit 1 ist dabei ein Verbrennungsmotor bezeichnet, bei dem es sich beispielsweise um einen Vierzylindermotor handeln kann. Mit dem Motor 1 sind ein an seinem offenen Ende mit einem Luftfilter 2 versehenes Ansaugrohr 3 und ein Auspuffrohr 4 verbunden. Im Ansaugrohr 3 ist eine Drosselklappe 5 vorgesehen, die durch ein Bypass-Ansaugrohr 8 mit einem Ende 8a umgehbar ist, das stromabwärts der Drosselklappe 5 in das Innere des Ansaugrohrs 3 mündet. Das andere Ende dieses Bypass- Ansaugrohrs 8 ist mit einem Luftfilter 7 versehen und steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Am Bypass- Ansaugrohr 8 ist ein Zusatzluft-Regelventil 6 (im folgenden lediglich als "Regelventil" bezeichnet) vorgesehen, bei dem es sich um ein normalerweise geschlossenes Magnetventil handelt, das durch einen linearen Hubmagneten 6a und einen zur Öffnung des Bypass-Ansaugrohrs 8 dienenden Ventilkörper 6b gebildet wird. Die Öffnung des Bypass-Ansaugrohrs 8 durch den Ventilkörper 6b erfolgt, wenn der Hubmagnet 6a erregt wird. Dieser ist elektrisch mit einer elektronischen Regeleinheit 9 (im folgenden als "ECU" bezeichnet) verbunden.

Im Ansaugrohr 3 sind an Stellen zwischen dem Motor 1 und dem offenen Ende 8a des Bypass-Ansaugrohrs 8 Kraftstoffeinspritzventile 10 montiert, die mechanisch mit einer (nicht dargestellten) Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der ECU 9 verbunden sind. Von diesen Ventilen 10 ist lediglich eines dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzventile 10 und das Bypass-Ansaugrohr 8 zusammen mit dem Zusatzluft-Regelventil 6 bilden dabei ein Stellglied zur Veränderung der Ausgangsgröße der Verbrennungsmaschine 1.

Mit der Drosselklappe 5 ist ein Drosselklappen-Öffnungssensor 11 (R_TH-Sensor) verbunden. Ein Absolutdrucksensor 13 (P_BA-Sensor) steht mit dem Inneren des Ansaugrohrs 3 über eine Leitung 12 an einer Stelle stromabwärts dem offenen Ende 8a des Bypass-Ansaugrohrs 8 in Verbindung. Ein Motorkühltemperatur-Sensor 14 (T_W-Sensor) sowie ein Motordrehzahl-Sensor 15 (Ne-Sensor) sind an dem Motor 1 angebracht und elektrisch mit der ECU 9 verbunden.

Mit 16₁ bis 16 _m sind verschiedene elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, in dem der Motor 1 eingebaut ist, oder ein Heizungsgebläse einer Klimaanlage bezeichnet. Diese elektrischen Einrichtungen werden - wenn nichts anderes ausgeführt ist - als "elektrische Last 17" bezeichnet. Die elektrischen Einrichtungen 16₁ bis 16 _m besitzen jeweils eine Speiseklemme, mit der jeweils ein Schalter 18₁ bis 18 _m verbunden ist. Diese Schalter 18₁ bis 18 _m sind über ein Hall-Element 19 als Laststromfühler mit einem Verbindungspunkt 20a verbunden. Die elektrischen Einrichtungen 16₁ bis 16 _m liegen mit einem weiteren Anschluß an Erde. Parallel zwischen dem Verbindungspunkt 20a und Erde liegen eine Batterie 20, ein Wechselstromgenerator 21 sowie ein Spannungsregler 22. Der Spannungsregler 22 regelt den einer Feldwicklung 21a des Wechselstromgenerators 21 zugeführten Feldstrom als Funktion der Größe der elektrischen Last, d. h., der elektrischen Einrichtungen 16₁ bis 16 _m.

Das Hall-Element 19 bestimmt den Wert des die Größe der elektrischen Last angebenden, vom Wechselspannungsgenerator 21 und der Batterie 20 zur elektrischen Last 17 fließenden Stroms und liefert ein Ausgangssignal EL für die ECU 9, das ein Maß für den bestimmten Strom ist.

Zwischen einer Feldstrom-Ausgangsklemme 22a des Spannungsreglers 22 und der Feldwicklung 21a ist ein Stromfühler 23 geschaltet. Dieser Stromfühler 23 kann in konventioneller Weise mit einem Filter großer Zeitkonstante der oben genannten Art ausgebildet sein und dient als Feldstromfühler zur Bestimmung des in der Feldwicklung 21a des Wechselstromgenerators 21 fließenden Feldstroms. Der Stromfühler 23 liefert für die ECU 9 ein Ausgangssignal, das ein Maß für den Arbeitszustand des Wechselstromgenerators ist, d. h., ein Spannungssignal V_ACGF mit einem Spannungswert entsprechend der Größe des vom Spannungsregler 22 in den Wechselstromgenerator 21 eingespeisten Feldstroms.

Der Wechselstromgenerator 21 ist mechanisch mit einer ihn antreibenden (nicht dargestellten) Ausgangswelle des Motors 1 verbunden. Wird einer der Schalter 18₁ bis 18 _m geschlossen, so führt der Wechselstromgenerator einer entsprechenden elektrischen Einrichtung 16₁ bis 16 _m Strom zu. Übersteigt die Größe des von den elektrischen Einrichtungen 16₁ bis 16 _m gezogenen Stromes das Leistungsvermögen des Wechselstromgenerators 21, so liefert die Batterie 20 den notwendigen zusätzlichen elektrischen Strom.

Die ECU 9 wird mit den Motorbetriebsparameter-Signalen vom Drosselklappenöffnungs-Sensor 11, dem Absolutdrucksensor 13, dem Motorkühltemperatur-Sensor 14, dem Motordrehzahl-Sensor 15, dem Hall-Element 19, das ein dem elektrischen Laststrom entsprechendes Signal EL liefert, sowie dem Stromfühler 23, der ein dem Generatorzustand entsprechendes Signal V_ACGF liefert, gespeist. Auf der Basis dieser Signale legt die ECU 9 die Betriebsbedingungen und die Lastbedingungen, wie etwa die Größe der elektrischen Last des Motors 1, fest, stellt eine gewünschte, im Leerlaufbetrieb des Motors 1 aufrechtzuerhaltende Motordrehzahl ein, berechnet die Kraftstoffzufuhrmenge für den Motor 1, d. h., eine Ventilöffnungsperiode T_OUT für die Kraftstoffeinspritzventile 10, sowie eine Zusatzluftmenge, d. h., einen entsprechend großen Treiberstrom I_OUT für den Hubmagneten 6a des Regelventils 6, und speist die resultierenden Treibersignale in die Kraftstoffeinspritzventile 10 und das Regelventil 6 zu deren Betätigung ein.

Der Treiberstrom I_OUT zur Speisung des Hubmagneten 6a des Regelventils 6 wird gemäß folgender Gleichung (1) berechnet:

I_OUT = I_AIn + I_p (1)

Darin bedeuten I_p einen proportionalen Regelterm und I_AIn einen integralen Regelterm. Der proportionale Regelterm I_p kann das Ergebnis aus der Differenz ΔN zwischen der gewünschten Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl sowie einer proportionalen Regelverstärkung K_p sein. Der integrale Regelterm I_AIn kann durch die folgende Gleichung (2) bestimmt werden:

I_AIn = I_AIn-1 + K_I × ΔN + ΔI_ACGF (2)

Darin bedeuten I_AIn-1 einen in der letzten Schleife erhaltenen integralen Regelterm, K_I eine integrale Regelverstärkung und ΔI_ACGF eine Änderung eines von der elektrischen Last abhängenden Korrekturwertes I_ACGF, welcher durch Abarbeitung eines im folgenden noch zu beschreibenden Regelprogramms nach Fig. 2 in Abhängigkeit von der Größe des zum Wechselstromgenerator 21 fließenden Feldstroms eingestellt wird.

Der Hubmagnet 6a des Regelventils 6 wird durch den im oben genannten Sinne berechneten Treiberstrom I_OUT betätigt, um den Ventilkörper 6b, d. h., das Bypass-Ansaugrohr 8 bis zu einem Öffnungsgrad zu öffnen, welcher der Größe dieses Stroms entspricht, so daß dem Motor 1 die erforderliche Zusatzluftmenge entsprechend dem Öffnungsgrad über das Bypass-Ansaugrohr 8 und das Ansaugrohr 3 zugeführt werden.

Die Kraftstoffeinspritzventile 10 werden für die durch die ECU 9 berechnete Ventilöffnungsperiode T_OUT betätigt, um Kraftstoff in das Ansaugrohr 3 einzuspritzen, so daß dem Motor 1 ein Gemisch im gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zugeführt wird.

Wird der Öffnungsgrad des Regelventils 6 vergrößert, um die zugeführte Zusatzluftmenge zu vergrößern, so wird dem Motor 1 eine entsprechend größere Gemischmenge zugeführt, wodurch die Motorausgangsgröße und damit die Motordrehzahl vergrößert wird. Wird andererseits der Öffnungsgrad des Regelventils 6 verringert, so wird die resultierende Gemischmenge verringert, um die Motordrehzahl abzusenken. Durch Änderung der Zusatzluftmenge, d. h. des Öffnungsgrades des Regelventils 6, ist es so möglich, das Motorausgangsdrehmoment und damit die Motordrehzahl zu regeln.

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm eines Regelprogramms zur Berechnung einer Korrekturgröße des Treiberstroms für das Regelventil 6 als Funktion der Größe der elektrischen Last, speziell eine Übergangskorrekturgröße des bei Änderung der Größe der elektrischen Last zugeführten Treiberstroms. Dieses Programm wird bei jedem Impuls eines vom Motordrehzahl- Sensors 15 gelieferten TDC-Signals abgearbeitet, wobei dieser Impuls bei einem vorgegebenen Kurbelwinkel jedes Zylinders des Motors 1 unmittelbar vor der Mittelstellung im oberen Totpunkt des Zylinders entsprechend dessen Ansaughub erzeugt wird.

Zunächst liest die ECU 9 in einem Schritt 301 einen Wert des Signals V_ACGF als Maß für den Feldstrom des Wechselstromgenerators 21 vom Stromfühler 23 in Fig. 1 sowie einen Wert des Signals EL, das ein Maß für den vom Hall-Element 19 gelieferten elektrischen Laststroms ist. Diese Signale V_ACGF und EL sind vor ihrem Einlesen über eine Analog-Digital-Umsetzung in Digitalwerte umgesetzt worden. Sodann berechnet die ECU 9 die Differenz ΔEl zwischen einem Wert EL_n-1 des in einem Schritt 301 der letzten Schleife eingelesenen Signals und einem Wert EL_n dieses in der laufenden Schleife eingelesenen Signals, d. h., eine Änderung ΔEL des elektrischen Laststroms zwischen der letzten Schleife und der laufenden Schleife. Diese Berechnung erfolgt in einem Schritt 302. Sodann wird in einem Schritt 303 ein Diskriminatorwert G_EL zur Festlegung der in einem noch zu beschreibenden Schritt 306 auszunutzenden Größe der Änderung ΔEL auf einen vorgegebenen Wert G_EL+ gesetzt, wonach in einem Schritt 304 festgelegt wird, ob die Änderung ΔEL größer als 0 ist. Ist die Antwort negativ, d. h., ist ΔEL nicht positiv, so wird der Diskriminatorwert G_EL auf einen vorgegebenen Wert G_EL- gesetzt, welcher in einem Schritt 305 eingegeben wird, wenn die Änderung ΔEL negativ ist. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt 304 positiv, so überspringt das Programm den Schritt 305 zum Schritt 306, in dem festgelegt wird, ob der Absolutwert |ΔEL| der Änderung ΔEL größer als der gesetzte vorgegebene Wert G_EL ist. Die vorgenannten Schritte 304 bis 306 dienen zur Festlegung, ob die Änderung ΔEL der Größe der elektrischen Last in einem Bereich bleibt, der durch den vorgegebenen positiven und negativen Wert G_EL+ und G_EL- gebildet ist, um damit zu entscheiden, ob die Motorausgangsgröße zu ändern ist. Eine Änderung des die tatsächliche Größe der elektrischen Last anzeigenden Stromes, der vom Wechselstromgenerator 21 und der Batterie 20 zur elektrischen Last 17 fließt, erfolgt unmittelbar bei Änderung des Einschalt/Ausschalt-Zustandes der elektrischen Last 17 und wird ohne Zeitverzögerung unmittelbar durch das Hall-Element 19 bestimmt. Eine Änderung der Größe der elektrischen Last 17 wird daher durch die ECU 9 und das Hall- Element 19 ohne Zeitverzögerung sofort bestimmt.

Ist die Antwort im Schritt 306 positiv, d. h., übersteigt der Absolutwert der Änderung ΔEL den oben genannten vorgegebenen Bereich, so entscheidet die ECU 9, daß die Motorausgangsgröße durch Änderung der über das Regelventil zugeführten Zusatzluftmenge zu ändern ist und korrigiert damit die Betriebsgröße des Regelventils 6. Speziell wird in einem Schritt 307 die Anzahl der TDC-Signalimpulse, für welche die Korrektur der Motorausgangsgröße während der Zeit eines Übergangszustandes der elektrischen Last durchgeführt werden soll, auf eine vorgegebene Anzahl N_TDCEL (beispielsweise 3 TDC-Signalimpulse) gesetzt (siehe Fig. 3). In einem Schritt 308 wird ein Kennzeichensignal F_ACGE auf 0 gesetzt. Dieses Kennzeichensignal F_ACGE wird in einem Schritt 310 für eine noch zu erläuternde Festlegung ausgenutzt und auf 0 gesetzt, wenn eine Änderung in der Größe der elektrischen Last 17 aufgetreten ist. Ist keine Änderung der elektrischen Last aufgetreten und daher keine Korrektur der Motorausgangsgröße erforderlich, so wird diese Signal aus 1 gesetzt.

Sodann wird in einem Schritt 309 ein Wert der von der elektrischen Last abhängigen Korrekturgröße I_ACGF auf einen Wert entsprechend dem bestimmten, im Schritt 301 eingelesenen Wert des Generatorzustandsignals beispielsweise unter Ausnutzung einer (nicht dargestellten) I_ACGF-V_ACGF-Tabelle gesetzt. Diese Korrekturgröße I_ACGF wird so gesetzt, daß die Ansaugluftmenge mit einer Vergrößerung des Feldstroms des Wechselstromgenerators 21 erhöht wird, um die Leerlaufdrehzahl des Motors selbst bei einer Erhöhung des Feldstroms konstant zu halten.

Im Schritt 310 wird festgelegt, ob das Kennzeichensignal F_ACGE 0 ist oder nicht. Ist die Antwort positiv, d. h., wird eine so große Änderung des elektrischen Laststroms bestimmt, daß eine Änderung der Motorausgangsgröße erforderlich ist, so schreitet das Programm zu einem Schritt 311 fort, in dem die Differenz ΔI_ACGF zwischen einem in der laufenden Schleife erhaltenen Wert I_ACGFn des Korrekturwertes I_ACGF und einem in der letzten Schleife erhaltenen Wert I_ACGFn-1 dieser Größe als Änderungsgröße der elektrischen Lastgröße berechnet, worauf in einem Schritt 312 festgelegt wird, ob die berechnete Differenz bzw. Änderung ΔI_ACGF größer als 0 ist oder nicht. Ist die Änderung ΔI_ACGF größer als 0, so wird in einem Schritt 313 festgelegt, ob die Änderung ΔI_ACGF größer als ein erster vorgegebener Wert ΔI_ACGF+ ist, während in einem Schritt 314 festgelegt wird, ob der Absolutwert |ΔI_ACGF| der Änderung größer als ein zweiter vorgegebener Wert ΔI_ACGF- ist.

Ist die Antwort im Schritt 313 oder 314 positiv, d. h., wird im Schritt 313 festgelegt, daß die Änderung ΔI_ACGF größer als der erste vorgegebene Wert ΔI_ACGF+ ist, oder wird im Schritt 314 festgelegt, daß der Absolutwert |ΔI_ACGF| der Änderung größer als der zweite vorgegebene Wert ΔI_ACGF- ist, so bedeutet das, daß eine so große Änderung im Einschalt- Ausschalt-Zustand der elektrischen Einrichtungen aufgetreten ist, die einer relativ großen Änderung der Last des Motors entspricht. In diesem Falle besteht die Möglichkeit, daß eine plötzliche Abnahme der Motordrehzahl (wenn die elektrische Last gemäß Fig. 3 zugenommen hat) oder eine plötzliche Zunahme der Motordrehzahl auftritt. Um die Betriebsgröße des Regelventils 6 zu korrigieren, beispielsweise die Zusatzluftmenge zu erhöhen, um eine plötzliche Änderung der Motordrehzahl zu vermeiden, schreitet das Programm daher zu einem Schritt 315 fort, in dem die im Schritt 311 festgelegte Änderung ΔI_ACGF dem in der letzten Schleife gemäß Gleichung (2) erhaltenen integralen Regelterm I_AIn-1 hinzu addiert wird, wonach das Programm beendet wird.

Auf diese Weise wird die Korrektur der Zusatzluftmenge unmittelbar bei Bestimmung einer Änderung in der Größe der elektrischen Last im Schritt 306 gestartet, um die Motorausgangsgröße schneller zu ändern als das bei der konventionellen Art des Startens der Korrektur nach Bestimmung einer Änderung im Feldstrom des Wechselstromgenerators 21 möglich ist. Daher kann ein Abfall der Motordrehzahl reduziert oder verhindert werden, was aufgrund der Regelverzögerung bei einem konventionellen System nicht möglich ist.

Ist die Antwort im Schritt 313 oder 314 negativ, d. h., ist die Änderung ΔI_ACGF positiv und gleichzeitig kleiner als der erste vorgegebene Wert ΔI_ACGF+ oder ist der Absolutwert |ΔI_ACGF| kleiner als der zweite vorgegebene Wert ΔI_ACGF-, so bedeutet dies, daß die Änderung der Größe der elektrischen Last so klein ist, daß keine plötzliche Änderung der Motordrehzahl stattfindet. Das Programm schreitet daher zu einem Schritt 316 fort, um einen Wert der von der elektrischen Last abhängenden Korrekturgröße I_ACGF für die laufende Schleife gemäß der folgenden Gleichung (3) festzulegen:

I_ACGFn = I_ACGFn-1 × (1-α) + I_ACGFn × α (3)

Darin bedeutet α einen als Funktion der dynamischen Charakteristik des Motors 1 eingestellten Eichkoeffizienten. Dieser Koeffizient wird beispielsweise auf 0,25 eingestellt.

Der Grund für ein solches Einstellen des I_ACGFn-Wertes auf einen kleineren Wert durch Ausnutzung des Eichkoeffizienten α, wenn die Änderung der Größe der elektrischen Last klein ist, liegt in der Filterung des Feldstroms. Speziell enthält die vom Feldstromfühler 23 gelieferte Spannung auch bei Filterung innerhalb dieses Fühlers 23 eine bestimmte Welligkeit. Befindet sich die elektrische Last in einem stationären Zustand, so wird daher der Schritt 316 zur Ausmittelung des bestimmten Feldstroms abgearbeitet.

Der gemäß der obigen Gleichung (3) berechnete I_ACGF-Wert wird jedoch bei der Regelung der Änderung der Zusatzluftmenge nicht ausgenutzt. Er wird vielmehr bei der Berechnung der Änderung ΔI_ACGF im Schritt 311 ausgenutzt, wenn eine relativ große Änderung der Größe der elektrischen Last 17 im nächsten und den folgenden Schritten bestimmt wird.

Nach der Berechnung des I_ACGFn-Wertes im Schritt 316 schreitet das Programm zu einem Schritt 317 fort, in dem die im Schritt 311 festgelegte Änderung ΔI_ACGF auf 0 gesetzt wird, da die während der Rückkoppelungsregelung der Zusatzluftmenge auftretende Änderung der elektrischen Last so klein ist, daß es nicht erforderlich ist, den integralen Regelterm I_AIn durch Änderung von ΔI_ACGF zu korrigieren. Sodann wird das Programm verlassen. Die Übergangskorrektur der Zusatzluftmenge, d. h., die Addition von ΔI_ACGF und I_AIn-1, im Schritt 315 wird sich wiederholen bei jeder Erzeugung eines TDC- Signalimpulses von dem Zeitpunkt an, in dem der ein Maß für die Laststromänderung darstellende Wert des Spannungssignals EL sich aufgrund einer Zunahme der elektrischen Last schrittweise geändert hat, bis zum Ablauf der Zeitperiode der Erzeugung der vorgegebenen Anzahl von TDC-Impulsen abgearbeitet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Wie Fig. 3 zeigt, wird die elektrische lastabhängige Korrekturgröße I_ACGF vom Zeitpunkt einer Änderung des Signalwertes EL an und selbst nach der Reduzierung des Wertes ΔEL auf 0 kontinuierlich erhöht, bis sie einen Wert entsprechend den Änderungswerten ΔI_ACGF und der vorgegebenen TDC-Signalimpulszahl N_TDCEL erreicht.

Wird eine Änderung der Größe der elektrischen Last nicht bestimmt, so daß die Antwort im Schritt 306 negativ ist, so wird in einem Schritt 318 festgelegt, ob die TDC-Signalimpulszahl N_TDCEL auf 0 reduziert worden ist oder nicht. Ist die Antwort negativ, so werden die Anzahl N_TDCEL in einem Schritt 319 um 1 reduziert und die Schritte 318 und die nachfolgenden Schritte wiederholt.

Ist die TDC-Signalimpulszahl N_TDCEL auf 0 reduziert, so daß die Antwort auf die Frage im Schritt 318 positiv wird, so wird in einem Schritt 320 das Kennzeichensignal F_ACGE auf 1 gesetzt, wodurch die Korrektur der Zusatzluftmenge für einen Übergangszustand der elektrischen Last vervollständigt wird. Das bedeutet, daß die Antwort auf die Frage im Schritt 310 negativ wird und sodann die Schritte 316 und 317 abgearbeitet werden, worauf das Programm beendet wird.

Der Grund für die kontinuierliche Erhöhung der lastabhängigen Korrekturgrößen I_ACGF, bis die TDC-Signalimpulszahl N_TDCEL auf 0 reduziert ist, ist der folgende. Der zeitliche Abstand des Auftretens einer Änderung in der Motorlast hervorgerufen durch eine Änderung der elektrischen Last, hängt von einer Änderung der Generatorgröße des Wechselstromgenerators 21 ab. So führt beispielsweise eine Erhöhung der Motorausgangsgröße mit dem zeitlichen Abstand des Auftretens einer Erhöhung des Feldstroms, hervorgerufen durch eine Zunahme der elektrischen Last, zu einer guten Regelung der Motorausgangsgröße. Ein Wechselstromgenerator-System besitzt jedoch generell eine solche Charakteristik, daß eine große Zeitverzögerung zwischen einer Erhöhung der elektrischen Last und der entsprechenden Erhöhung des Feldstroms vorhanden ist. Daher wird die TDC-Signalimpulszahl N_TDCEL auf einen Wert eingestellt, der von der Zeitverzögerung abhängig ist, um die Zunahme des Feldstroms zu berücksichtigen, welche dem Ablauf der Zeitverzögerung genau folgt.

Es ist erfindungsgemäß nicht zwingend erforderlich, die Zusatzluftregelung durch Änderung der Größe des Treiberstroms für den Hubmagneten 6a des Regelventils 6 durchzuführen. Als Regelventil 6 kann auch ein solches Ventil verwendet werden, bei dem über das Tastverhältnis des Hubmagneten die Ventilöffnungsdauer geregelt wird.

Das Zusatzluft-Regelsystem ist nicht auf eine Ausführungsform mit einem die Drosselklappe 5 umgebenden Bypass-Ansaugrohr 8 und einem Regelventil zur Änderung der Öffnungsfläche des Bypass-Ansaugrohrs 8 beschränkt. Es ist jede Ausführungsform möglich, mit der die Gesamt-Ansaugluftmenge änderbar ist. Beispielsweise kann ein elektromagnetisches oder ein druckabhängiges Betätigungsorgan verwendet werden, das mit der Drosselklappe 5 in Antriebsverbindung steht, um dieses zwangsweise zu öffnen.

Das erfindungsgemäße Regelsystem ist auch nicht auf eine Verwendung als Zusatzluftzuführungs-Regelsystem beschränkt. Es ist auch zur Regelung anderer Größen verwendbar, um das Ausgangsdrehmoment eines Verbrennungsmotors zu ändern. Beispielsweise kann es als Zündzeitpunkt-Regelsystem verwendet werden, mit dem der Zündzeitpunkt eines Verbrennungsmotors vorverschoben oder vergrößert wird.

Claims

1. System zum Regeln der Drehzahl oder des Drehmoments als Ausgangsgröße eines Verbrennungsmotors durch Verändern einer Betriebsgröße - z. B. Ansaugluftmenge Zusatzluftmenge, Zündzeitpunkt - des Motors in Abhängigkeit von einer Regelabweichung, mit einem durch den Motor (1) mechanisch angetriebenen Wechsel stromgenerator (21) mit einer Feldwicklung (21a), mit wenigstens einer durch den Wechselstromgenerator (21) gespeisten elektrischen Last (17), mit einem ersten Stromfühler (23) zur Bestimmung des Wertes des in der Feldwicklung (21a) des Wechselstromgenerators (21) fließenden Stroms, mit einem vom ersten Stromfühler (23) bestimmten Stromwert angesteuerten Regler (in 9) zur Bestimmung einer auf einer Regelab weichung (ΔN) basierenden Regelgröße (I_OUT) zur Regelung der Ausgangsgröße des Motors (1) und mit einem von der bestimmten Regelgröße (I_OUT) von dem Regler (in 9) angesteuerten Stellglied (6, 8) zur Veränderung der Betriebsgröße in Abhängigkeit von der Regelabweichung (ΔN), gekennzeichnet durch einen zweiten Stromfühler (19) zur Bestimmung des Wertes des vom Wechselstromgenerator (21) zur elektrischen Last (17) fließenden Stroms, durch eine Übergangszustand- Detektoranordnung (in 9) zur Feststellung eines Übergangszustandes der elektrischen Last (17) auf der Basis des vom zweiten Stromfühler (19) bestimmten Stromwertes und durch eine Übergangskorrekturgrößen- Festlegungsanordnung (in 9), die als Funktion des vom ersten Stromfühler (23) bestimmten Stromwertes bei Feststellung des Übergangszustandes eine Übergangs korrekturgröße (ΔI_ACGF) für die durch den Regler (in 9) festgelegte Regelgröße (I_OUT) festlegt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangszustand-Detektoranordnung (in 9) entscheidet, daß die elektrische Last (17) sich im Übergangszustand befindet, wenn eine Änderung des vom zweiten Stromfühler (19) bestimmten Stromwertes in Richtung der Änderung des Stroms größer als ein vorgegebener Wert (G_EL) ist.

3. System nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangskorrekturgrößen-Festlegungsanordnung (in 9) einen Korrekturwert (I_ACGF) aus dem vom ersten Stromfühler (23) bestimmten Stromwert sowie eine Änderung (ΔI_ACGF) des festgelegten Korrekturwertes (I_ACGF) bestimmt und die festgelegte Änderung (ΔI_ACGF) als Übergangskorrekturgröße verwendet, wenn die festgestellte Änderung (ΔI_ACGF) in Richtung der Änderung des festgelegten Korrekturwertes (I_ACGF) größer als ein vorgegebener Wert (Δ I_ACGF+, ΔI_ACGF-) ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangskorrekturgrößen- Festlegungsanordnung (in 9) vom Zeitpunkt des ersten Feststellens des Übergangszustandes durch die Übergangszustand- Detektoranordnung (in 9) an die Übergangskorrekturgröße (ΔI_ACGF) in einer vorgegebenen Zeitperiode (N_TDCEL) kontinuierlich festlegt, und zwar unabhängig davon, ob der festgestellte Übergangszustand vor dem Ablauf der vorgegebenen Zeitperiode (N_TDCEL) endet.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromfühler (19) ein Hall-Element ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße die Zusatzluft menge ist, die dem Verbrennungsmotor (1) über ein die Drosselklappe (5) umgehendes Bypass-Ansaugrohr (8) zugeführt wird.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße die dem Ver brennungsmotor (1) zugeführte Ansaugluftmenge ist.