DE3933989C2

DE3933989C2 -

Info

Publication number: DE3933989C2
Application number: DE3933989A
Authority: DE
Inventors: Eitetsu Akiyama; Katsuhiko Wako Saitama Jp Suzuki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1992-04-02
Also published as: JPH02104939A; US4964386A; DE3933989A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine nach dem Anlassen, mit der insbesondere die Stabilität der Drehzahl der Maschine im Leerlauf unmittelbar nach dem Anlassen erhöht wird.

In der US-PS 47 02 210 ist bereits eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine nach dem Anlassen vorgeschlagen worden, die auf ein Steuerventil einwirkt, um dessen Durchlaßquerschnitt in einem Luftansaugkanal einzustellen, der das Drosselventil umgeht, indem ein Regelverstärkungsfaktor verwandt wird, der in Abhängigkeit davon, ob ein bestimmtes Zeitintervall nach dem Anlassen abgelaufen ist oder nicht, auf verschiedene Werte gesetzt wird.

Die vorgeschlagene Vorrichtung kann eine geeignetere Regelung der Drehzahl als herkömmliche Vorrichtungen ausführen. Die vorgeschlagene Vorrichtung läßt sich jedoch insbesondere bezüglich der Stabilität der Drehzahl beim Übergang der Maschine vom Anlassen auf den Betrieb nach dem Anlassen wie folgt verbessern:

Wenn die Maschine in den oben genannten Übergangsbetriebszustand kommt, nimmt die Drehzahl der Maschine abnorm zu, wie es durch eine unterbrochene Linie in Fig. 5 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, so daß folglich ein Abfall in der Steuergröße für das Steuerventil auftritt, wie es durch eine unterbrochene Linie in Fig. 6 dargestellt ist. Die vorgeschlagene Vorrichtung hat daher immer noch den Mangel, daß die Drehzahl in der frühen Phase der Regelung der Leerlaufdrehzahl nach dem Anlassen instabil wird. Wenn insbesondere die gewünschte Leerlaufdrehzahl auf einen höheren Wert gesetzt ist, um den Anstieg der Drehzahl unmittelbar nach dem Übergang vom Anlassen auf den Betrieb nach dem Anlassen zu fördern, dann wird die oben genannte abnorme Zunahme in der Drehzahl noch größer, was zu einer merklichen Instabilität (Schwankung) der Drehzahl führt. Es war daher bisher schwierig, eine Stabilität der Drehzahl in der frühen Phase der Regelung der Leerlaufdrehzahl nach dem Anlassen sicherzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die Schwankungen in der Drehzahl in der frühen Phase der Regelung der Leerlaufdrehzahl nach dem Anlassen vermeiden kann, um dadurch die Stabilität der Maschinendrehzahl zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Nullsetzen des Differential-Anteils einer Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine während eines bestimmten Zeitintervalls nach dem Anlassen der Maschine werden Schwankungen in der Drehzahl in der Phase der Regelung der Leerlaufdrehzahl nach Abschluß des Anlaßvorganges vermieden.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung den Gesamtaufbau des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 das Flußdiagramm des Hauptprogramms zum Bestimmen der angesaugten Luftmenge,

Fig. 3 das Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Bestimmen der Menge an Hilfsluft, wobei in diesem Programm ein Regelwert I_FBn bestimmt wird,

Fig. 4 in einem Diagramm ein Beispiel einer T_W-N_obj-Tabelle,

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderungen der Ist-Drehzahl gegenüber der Zeit während des Anlassens und nach dem Anlassen und

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderungen eines Ventilöffnungsbefehlswertes I_CMD für ein Hilfsluftsteuerventil gegenüber der Zeit während des Anlassens und nach dem Anlassen.

In Fig. 1 ist der Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine dargestellt. Fig. 1 zeigt den Zylinderblock 1 einer Brennkraftmaschine, die beispielsweise eine Sechszylindermaschine sein kann. Mit dem Zylinderblock 1 sind ein Ansaugrohr (Luftansaugkanal) 3, das an seinem offenen Ende mit einem Luftfilter 2 versehen ist, und ein Auspuffrohr 4 verbunden. Im Ansaugrohr 3 befindet sich ein Drosselventil 5, das von einem Hilfsluftkanal (Bypaßluftkanal) 7 umgangen wird, dessen eines Ende 7a im Inneren des Ansaugrohres 3 stromabwärts vom Drosselventil 5 mündet, während sein anderes Ende über den Luftfilter 2 mit der Außenluft in Verbindung steht.

Quer über dem Hilfsluftkanal 7 ist ein Hilfsluftsteuerventil 6 angeordnet, das im folgenden einfach als AIC-Steuerventil bezeichnet wird. Das AIC-Steuerventil 6 arbeitet mit einer elektronischen Steuereinheit ECU 8 zusammen, um die Leerlaufdrehzahl der Maschine zu regeln. Die Öffnung des Ventils, d. h. der Durchlaßquerschnitt des Hilfsluftkanals 7, wird über einen Antriebsstrom (Steuersignal) von der ECU 8 gesteuert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient als AIC-Steuerventil 6 ein elektromagnetisches Linearsolenoidventil, das ein Solenoid (Ventilantriebseinrichtung) 6a, das mit der ECU 8 verbunden ist, und ein Ventil (Steuerventil) 6b umfaßt, das den Hilfsluftkanal 7 in einem Maß (Ventilhub) öffnet, das proportional zum Antriebsstrom I_CMD ist, wenn das Solenoid 6a erregt wird.

Kraftstoffeinspritzventile 10, von denen nur eines dargestellt ist, sind im Ansaugrohr 3 an Stellen zwischen dem Zylinderblock 1 der Maschine und dem offenen Ende 7a des Hilfsluftkanals 7 angebracht. Die Kraftstoffeinspritzventile 10 sind mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der ECU 8 verbunden.

Ein Sensor 11 für die Drosselöffnung R_TH ist mit dem Drosselventil 5 verbunden. Ein Sensor 13 für den absoluten Druck P_BA ist in Verbindung mit dem Ansaugrohr 3 über eine Leitung 12 an einer Stelle stromabwärts vom offenen Ende 7a des Hilfsluftkanals 7 vorgesehen. Ein Sensor 14 für die Maschinenkühlmitteltemperatur T_W ist im Zylinderblock 1 der Maschine so angebracht, daß er in die Umfangswand des Maschinenzylinders eingebettet ist, deren Inneres mit dem Kühlmittel gefüllt ist. Die Sensoren sind jeweils elektrisch mit der ECU 8 verbunden und liefern Signale, die die jeweils erfaßten Betriebsparameter der Maschine der ECU 8 angeben.

Ein Sensor 15 für die Ist-Drehzahl Ne, der im folgenden als Ne-Sensor bezeichnet wird, ist einer Nockenwelle der Maschine oder der Kurbelwelle der Maschine gegenüber angeordnet. Der Ne-Sensor 15 erzeugt einen Impuls (der im folgenden als Signalimpuls für den oberen Totpunkt oder als TDC-Signalimpuls bezeichnet wird) an einer bestimmten Kurbelwellenwinkelposition vor dem oberen Totpunkt TDC zu Beginn des Ansaugtaktes jedes Zylinders, immer wenn sich die Maschinenkurbelwelle um 120° gedreht hat, und liefert den TDC-Signalimpuls der ECU 8.

Ein Startschalter 16 ist mit der ECU 8 verbunden und liefert ein Signal der ECU 8, das seinen geschlossenen oder geöffneten Zustand angibt.

Mit der ECU 8 sind weitere Sensoren und Schalter 17, wie beispielsweise ein Luftdrucksensor, ein Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter, ein Servolenkungsschalter, ein Klimaanlagenschalter und andere notwendige Schalter verbunden, deren Signale an der ECU 8 liegen.

Der Hilfsluftkanal 7 bildet einen Bypaßluftkanal, der das Drosselventil 5 im Ansaugkanal 3 umgeht; das AIC-Steuerventil 6 bildet ein Steuerventil zum Einstellen des Öffnungsbereiches des Bypaßkanals, und die Ventiltreibereinrichtung dient zum Ansteuern oder Betreiben des Steuerventils. Die ECU 8, die ein Steuersignal (Antriebsstrom) dem AIC-Steuerventil 6 liefert, um dieses anzutreiben, bildet eine Einrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl und umfaßt eine Anlaßabschlußbestimmungseinrichtung, die ermittelt, ob ein erstes bestimmtes Zeitintervall nach dem Anlassen abgelaufen ist, eine die Soll- Maschinendrehzahl festlegende Einrichtung, eine den Unterschied zwischen dem erfaßten Ist-Wert der Maschinendrehzahl und dem Wert der Soll- Drehzahl ermittelnde Einrichtung, eine Einrichtung, die eine Änderung in der erfaßten Ist-Drehzahl ermittelt, eine eine Steuergröße festlegende Einrichtung, die einen Wert eines Steuersignals festlegt, indem sie einen Proportionalausdruck und einen Integralausdruck auf der Grundlage des ermittelten Unterschiedes und einen Differentialausdruck auf der Grundlage der ermittelten Änderung der Ist-Drehzahl verwendet, eine Einrichtung, die die Regelverstärkungsfaktoren der Proportional-, Integral- und Differential-Anteile in Abhängigkeit von der Ermittelung durch die Anlaßabschlußeinrichtung festlegt, und eine den Differential-Anteile ändernde Einrichtung, die den Differential-Anteil auf Null setzt und hält, bevor ein zweites bestimmtes Zeitintervall nach Abschluß des Anlaßvorganges der Maschine abgelaufen ist, wenn die Anlaßabschlußbestimmungseinrichtung ermittelt hat, daß das erste bestimmte Zeitintervall nach dem Anlassen der Maschine noch nicht abgelaufen ist.

Die ECU 8 umfaßt eine Eingangsschaltung 8a, die die Wellenform der Eingangssignale von den verschiedenen Sensoren und Schaltern formt, die Spannungspegel der Sensorausgangssignale auf einen bestimmten Pegel verschiebt, analoge Signale von den Sensoren in digitale Signale umgwandelt usw., eine Zentraleinheit CPU 8b, eine Speichereinrichtung 8c, die die verschiedenen Arbeitsprogramme, die in der CPU 8b auszuführen sind, und die Ergebnisse der Berechnungen usw. speichert, und eine Ausgangsschaltung 8d, die die Steuer- oder Treibersignale für die Kraftstoffeinspritzventile 10 und das AIC-Steuerventil 6 ausgibt. Die ECU 8 arbeitet auf die Signale von den oben beschriebenen Sensoren usw. und bestimmt die Arbeitsverhältnisse der Maschine, berechnet das Ventilöffnungszeitintervall oder Kraftstoffeinspritzintervall, über das die Kraftstoffeinspritzventile 10 zu öffnen sind, was in herkömmlicher Weise auf der Grundlage der ermittelten Arbeitsverhältnisse erfolgt, sowie die Menge der Hilfsluft oder den Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD (Steuergröße) für das als Linearsolenoidventil ausgebildete AIC-Steuerventil 6 nach einem bestimmten Programm, das später beschrieben wird, und liefert Steuer- oder Antriebssignale nach Maßgabe der berechneten Werte den Kraftstoffeinspritzventilen 10 und dem Steuerventil 6 über die Ausgangsschaltung 8d.

Die ECU 8 berechnet insbesondere den Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD für das AIC-Steuerventil 6 unter Verwendung der folgenden Gleichung (1):

I_CMD = (I_FBn = I_E + I_PS + I_AT + I_AC) × K_PAD + I_PA (1)

wobei I_FBn einen Regelwert bezeichnet, der über ein Hilfsprogramm zum Bestimmen der Hilfsluftmenge bestimmt wird, das später beschrieben wird.

I_E gibt einen elektrischen lastabhängigen Korrekturwert an, der nach Maßgabe der Höhe der elektrischen Last an der Batterie bestimmt wird, I_PS bezeichnet einen servolenkungsabhängigen Korrekturwert, der in Abhängigkeit davon bestimmt wird, ob der Servolenkungsschalter geöffnet oder geschlossen ist, I_AT bezeichnet einen schaltgetriebestellungsabhängigen Korrekturwert, der in Abhängigkeit davon bestimmt wird, ob der Schalthebel des automatischen Getriebes sich im Bereich D befindet oder nicht, und I_AC ist ein klimaanlagenabhängiger Korrekturwert, der in Abhängigkeit davon bestimmt wird, ob der Klimaanlagenschalter geöffnet oder geschlossen ist. Diese Werte sind von einer äußeren Last abhängige Korrekturwerte, die in Abhängigkeit von äußeren Lasten an der Maschine bestimmt werden. K_PAD ist weiterhin ein luftdruckabhängiger Korrekturkoeffizient, der auf einen größeren Wert gesetzt wird, wenn der Außenluftdruck abnimmt, um dadurch eine Änderung in der durch das AIC-Steuerventil 6 angesaugten Luftmenge zu kompensieren, die bei abnehmendem Luftdruck auftritt. I_PA ist ein Fehlerkorrekturkoeffizient zum Korrigieren einer Änderung in der angesaugten Luftmenge, die durch ein anderes Luftansaugsystem als das AIC-Steuerventil 6, beispielsweise über das Drosselventil 5 und das Schnell-Leerlaufsteuerventil angesaugt wird, wobei diese Änderung mit einer Änderung in dem Außenluftdruck auftritt.

Die ECU 8 liefert somit ein Treiber- oder Antriebssignal auf der Grundlage des Ventilöffnungsbefehlswertes I_CMD, der in der oben beschriebenen Weise berechnet wurde, dem AIC-Steuerventil 6, das seinerseits den Hilfsluftkanal 7 in einem Maß öffnet, das dem Wert I_CMD entspricht.

Im folgenden wird die Regelung der Leerlaufdrehzahl gemäß der Erfindung im einzelnen anhand der Fig. 2 bis 6 beschrieben.

Fig. 2 zeigt ein Hauptprogramm zum Bestimmen der angesaugten Luftmenge (Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD) über eine Regelung mit geschlossener oder geöffneter Regelschleife, jeweils auf die Maschinenbetriebsverhältnisse ansprechend. Dieses Programm wird durch die CPU 8b immer dann ausgeführt, wenn ein TDC-Signalimpuls erzeugt wird.

In einem Schritt 201 wird zunächst bestimmt, ob der Startschalter angeschaltet, d. h. geschlossen ist oder nicht. Wenn die Antwort positiv ist, dann wird in einem Schritt 202 bestimmt, ob die Maschine angelassen wird oder sich im Leerlaufbetrieb nach dem Anlassen befindet, d. h. ob die Ist-Drehzahl Ne unter einem bestimmten Wert N_CR liegt oder nicht. Wenn die Antwort positiv ist, d. h. wenn die Ist-Drehzahl Ne unter dem Wert N_CR liegt, d. h. wenn die Maschine angelassen wird, dann wird der Steuerstrom für das Solenoid 6a, der während des Anlassens der Maschine anliegen soll, d. h. der Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD in einem Schritt 203 festgelegt.

Der Wert I_CMD wird auf der Grundlage eines Lernwertes I_XREF, der aus einem Reserve- oder Sicherheitsspeicher der Speichereinrichtung 8c gelesen wird, nach der folgenden Gleichung berechnet:

I_CMD = [(I_XREF = I_UP) + I_E + I_PS + I_AT + I_AC] × K_PAD + I_PA (2)

wobei I_UP einen Korrekturwert bezeichnet, der dem Wert I_{XREF (I)} zuaddiert wird und experimentell bestimmt wird.

Auf der Grundlage des vom Reservespeicher gelesenen Lernwertes werden nicht nur der Wert von I_CMD für das Anlassen der Maschine, sondern auch ein Anfangswert von I_CMD für den unmittelbar folgenden Übergang auf den Leerlauf der Maschine festgelegt, wie es später beschrieben wird. Es ist daher möglich, die Breite der Änderung im Wert I_CMD beim Übergang der Maschinenarbeitsverhältnisse vom Anlassen auf den Leerlauf zu verringern, wodurch die Stabilität der Drehzahl der Maschine verbessert wird. Ein geeigneter Wert von I_XREF wird berechnet und im in dieser Weise stabilisierten Zustand der Ist-Drehzahl Ne, (siehe Ne-Charakteristik) die durch die ausgezogene Linie in Fig. 5 dargestellt ist, gespeichert und im Schritt 203 verwandt, so daß der Steuerstrom während des Anlassens und somit die Ist-Drehzahl Ne weiter stabilisiert sind.

Im folgenden Schritt 204 erfolgt die Regelung im Anlaßbetrieb und wird das AIC-Steuerventil 6 von einem Treibersignal auf der Grundlage des in dieser Weise berechneten Ventilöffnungsbefehlswertes I_CMD während des Anlaßbetriebs (Schritt 205) betrieben, woraufhin das Programm endet.

Wenn die Anwort auf die Frage des Schrittes 201 negativ ist, d. h. wenn der Startschalter 16 nicht angeschaltet ist, oder wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 202 negativ ist, d. h. wenn die Bedingung NeN_CR erfüllt ist, dann wird beurteilt, daß die Maschine den Anlaßzustand verlassen hat und geht das Programm auf den Schritt 206 und die folgenden Schritte über.

Im Schritt 206 wird bestimmt, ob sich die Maschine in Betriebsverhältnissen befindet, in denen die Leerlaufdrehzahl mit offener Regelschleife geregelt werden sollte. Diese Bestimmung kann über ein bestimmtes Bestimmungsunterprogramm erfolgen, das nicht dargestellt ist. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 206 positiv ist, dann wird der Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD für das AIC-Steuerventil 6 durch die Regelung mit offener Regelschleife im Schritt 207 bestimmt, woraufhin der Schritt 205 ausgeführt wird und anschließend das Programm endet. Wenn andererseits die Antwort negativ ist, d. h. wenn eine Regelung mit Rückführung durchgeführt werden soll, dann geht das Programm auf den Schritt 208 und die folgenden Schritte über. Wenn die vorliegende Schleife diejenige ist, die unmittelbar nach dem Abschluß des Anlaßvorganges durchlaufen wird, dann geht das Programm vom Schritt 206 auf den Schritt 208 über, wobei in der später im einzelnen beschriebenen Weise der Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD durch ein Regelunterprogramm bestimmt wird, in dem die Verwendung des Differentialausdruckes (D-Ausdruck) vor Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls nach Abschluß des Anlaßvorganges gesperrt ist. Dann geht das Programm auf die Schritte 209 und folgende über, um eine Lernsteuerung auszuführen, und wird dann der Schritt 205 ausgeführt, woraufhin das Programm endet. Das Steuer- oder Treibersignal auf der Grundlage des Ventilöffnungsbefehlswertes I_CMD, der im Schritt 208 bestimmt wird, wird nämlich von der Ausgangsschaltung 8d der ECU 8 dem AIC-Steuerventil 6 geliefert.

Die Regelung mit Rückführung, die im Schritt 208 ausgeführt wird, um den Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD zu bestimmen, wird im folgenden anhand von Fig. 3 beschrieben. Die Regelung wird bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch ausgeführt, daß der Regelwert I_FBn der obigen Gleichung (1) durch das Unterprogramm zum Bestimmen der Hilfsluftmenge bestimmt wird, das im folgenden im einzelnen beschrieben wird.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wird in einem Schritt 301 bestimmt, ob ein Integral-Anteil I_AIn-1 des Regelwertes I_FBn, der im Schritt 314 zu berechnen ist, der später beschrieben wird, in der vorliegenden Schleife zu initialisieren ist. Es wird mit anderen Worten im Schritt 301 bestimmt, ob in der unmittelbar vorhergehenden Schleife eine Regelung mit Rückführung ausgeführt wurde.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 301 negativ ist, d. h. wenn die vorliegende Schleife die erste Schleife unmittelbar nach dem Übergang der Maschinenarbeitsverhältnisse vom Zustand der Regelung mit offener Regelschleife auf den Zustand der Regelung mit Rückführung ist, dann wird der Integral-Anteil I_AIn-1 im folgenden Schritt 302 in der im folgenden beschriebenen Weise initialisiert, worauf das Programm dann auf den Schritt 303 und die folgenden Schritte übergeht. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes 301 positiv ist, d. h. wenn die vorliegende Schleife nicht die erste Schleife nach dem Übergang der Maschinenarbeitsverhältnisse auf die Verhältnisse der Regelung mit Rückführung ist, dann geht das Programm auf den Schritt 303 über, ohne den Integral-Anteil I_AIn-1 zu initialisieren.

Da in diesem Fall die vorliegende Schleife die erste Schleife nach dem Übergang aus dem Anlaßbetrieb, in dem die Regelung mit offener Regelschleife durchgeführt wird, auf den Leerlaufbetrieb ist, geht das Programm durch den Schritt 302, in dem die Initialisierung des Integralausdruckes I_AIn-1 erfolgt, auf den Schritt 303 über.

Die Initialisierung des Integralausdrucks I_AIn-1 im Schritt 302 erfolgt dadurch, daß ein kühlmitteltemperaturabhängiger Korrekturwert I_TW, der nach Maßgabe der Maschinenkühlmitteltemperatur T_W festgelegt wird, zum Wert I_XREF, d. h. zu einem Lernwert (beispielsweise einem Mittelwert) des Integral-Anteils I_AIn zuaddiert wird, der dann erhalten wird, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, wie es später beschrieben wird. Der kühlmitteltemperaturabhängige Korrekturwert I_TW ist so festgelegt, daß die Werte I_TWl bis I_TWm jeweils den Maschinenkühlmitteltemperaturwerten T_Wl bis T_Wm entsprechen. Im allgemeinen nimmt der Wert I_TW mit steigender Maschinenkühlmitteltemperatur T_W ab.

Im Schritt 303 wird ermittelt, ob die Anzahl der TDC-Signalimpulse, die nach dem Anlassen gezählt ist, eine bestimmte Zahl η_ACR überschreitet oder nicht, d. h. ob ein erstes bestimmtes Zeitintervall nach Abschluß des Anlaßbetriebes abgelaufen ist oder nicht (siehe Fig. 5 und 6).

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 303 negativ ist, d. h. wenn die Anzahl der TDC-Signalimpulse, die nach Abschluß des Anlaßbetriebes gezählt ist, die bestimmte Zahl η_ACR nicht überschreitet, dann wird in den Schritten 304 und 305 die Soll-Leerlaufdrehzahl N_obj festgelegt und ein Regelverstärkungsfaktor festgelegt.

In einem Schritt 304 wird insbesondere eine höhere Soll-Drehzahl als die Soll-Leerlaufdrehzahl N_obj festgelegt, d. h. wird eine höhere Soll-Drehzahl N_{obj 1} aus einer T_W-N_obj-Tabelle nach Maßgabe des Wertes der Maschinenkühlmitteltemperatur T_W gewählt, die zu diesem Zeitpunkt ermittelt wird.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der T_W-N_obj-Tabelle. Die Werte N_obj als Funktion von T_W sind in der Speichereinrichtung 8c gespeichert.

Die höhere Soll-Drehzahl N_{obj 1} wird während eines Zeitintervalls unmittelbar nach dem Beginn des selbstunterhaltenden Betriebes der Maschine bis zum Aufzählen der bestimmten Anzahl η_ACR der TDC-Signalimpulse verwandt, um die Verbrennung der Maschine unmittelbar nach Abschluß des Anlaßbetriebes zu verbessern. Eine niedrigere Soll-Drehzahl N_obj wird dann verwandt, wenn ermittelt wird, daß die Anzahl der TDC-Signalimpulse, die nach Abschluß des Anlaßvorganges gezählt wurde, die bestimmte Zahl η_ACR überschreitet. Das heißt, daß der Wert N_{obj 0} in der Leerlaufregelung während normaler Betriebsverhältnisse der Maschine verwandt und im Schritt 306 gewählt wird, wie es später beschrieben wird.

Im Schritt 305 werden ein Koeffizient K_Pn zum Bestimmen eines Regelverstärkungsfaktors eines Proportionalausdruckes, ein Koeffizient K_In zum Festlegen eines Regelverstärkungsfaktors für einen Integralausdruck und ein Koeffizient K_Dn zum Festlegen eines Regelverstärkungsfaktors für einen Differentialausdruck auf bestimmte Werte K_{P 2}, K_{I 2} und K_{D 2} jeweils gesetzt. In der Speichereinrichtung 8c sind die bestimmten Werte K_{P 2} und K_{P 1} (K_{P 1}<K_{P 2}), die in einem Schritt 307 als K_Pn gewählt werden, die festgelegten Werte K_{I 2} und K_{I 1} (K_{I 1}<K_{I 2}), die im Schritt 307 als K_In gewählt werden, und die festgelegten Werte K_{D 2} und K_{D 1} (K_{D 1}<K_{D 2}) gespeichert, die in einem Schritt 307 als K_Dn gewählt werden. Anschließend an den Schritt 305 geht das Programm auf einen Schritt 308 über.

Wie es oben beschrieben wurde, werden für jeden Regelverstärkungsfaktor zwei Werte gewählt. Die niedrigeren Regelverstärkungsfaktoren werden während eines Zeitintervalls nach dem Anlassen und vor dem Aufzählen der bestimmten Anzahl η_ACR der TDC-Signalimpulse, d. h. während einer instabilen Verbrennung der Maschine, gewählt, um dadurch ein Pendeln oder Schwanken der Ist-Drehzahl Ne zu vermeiden. Es wird weiterhin verhindert, daß der Differential-Anteil während eines bestimmten Zeitintervalls (ein zweites bestimmtes Zeitintervall t_ACR) verwandt wird, um dadurch die Ist-Drehzahl Ne weiter zu stabilisieren, wie es später beschrieben wird.

Im Schritt 308 wird insbesondere die Ist-Drehzahl, die vom Ne-Sensor 15 wahrgenommen wird, eingelesen, woraufhin in den Schritten 309 und 310 ein Unterschied ΔN_obj zwischen der gewünschten Leerlaufdrehzahl N_obj und der tatsächlichen Maschinendrehzahl Ne und ein Unterschied ΔNe zwischen der Maschinendrehzahl Ne_n-6, die sechs TDC-Signalimpulse vorher ermittelt wurde, und der Ist-Maschinendrehzahl Ne, die in der vorliegenden Schleife erfaßt wurde, d. h. die Änderung der Maschinendrehzahl berechnet werden.

Im folgenden Schritt 311 werden anschließend nach Maßgabe des Unterschiedes ΔN_obj und der Änderung ΔNe, die in den Schritten 309 und 310 berechnet wurden, ein Proportionalanteil I_P und ein Differentialausdruck I_D, die dazu benutzt werden, einen Regelwert I_FBn zu berechnen, und ein Korrekturausdruck I_I zum Korrigieren des Integralausdruckes I_AIn berechnet. Der Proportional-Anteil I_P wird insbesondere dadurch erhalten, daß der Unterschied ΔN_obj mit dem Koeffizienten K_Pn multipliziert wird, der Differentialausdruck I_D wird dadurch erhalten, daß die Änderung ΔNe mit dem Koeffizienten K_Dn multipliziert wird und der Korrekturausdruck I_I wird dadurch erhalten, daß der Unterschied ΔN_obj mit dem Koeffizienten K_In multipliziert wird.

Der im Schritt 311 berechnete Differential-Anteil I_D wird jedoch nicht bedingungslos bei der Berechnung des Regelwertes I_FBn benutzt. Wenn das zweite bestimmte Zeitintervall t_ACR nach Abschluß des Anlaßbetriebes noch nicht abgelaufen ist, dann wird der Differential-Anteil I_D auf Null gesetzt. Im folgenden Schritt 312 wird insbesondere bestimmt, ob das zweite bestimmte Zeitintervall t_ACR (z. B. 2 Sekunden) nach Abschluß des Anlaßbetriebes abgelaufen ist oder nicht. Das zweite bestimmte Zeitintervall t_ACR ist so gewählt, daß es einem Zeitintervall entspricht, in dem die Drehzahl scharf anzusteigen und abzufallen neigt, wie es durch eine unterbrochene Linie in Fig. 5 dargestellt ist. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist vorzugsweise t_ACR so festgelegt, daß es einem Zeitintervall vom Zeitpunkt des Abschlusses des Anlaßbetriebes bis zu dem Zeitpunkt entspricht, an dem die unterbrochene Linie, die den Maschinendrehzahlverlauf angibt, die strichpunktierte Linie, die die Soll-Drehzahl N_{obj 1} angibt, zum ersten Mal kreuzt, wenn die Drehzahl abfällt. Der in dieser Weise festgelegte Wert von t_ACR ist noch wirksamer.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite bestimmte Zeitintervall t_ACR kürzer als das erste bestimmte Zeitintervall, das durch die bestimmte Anzahl η_ACR der TDC-Signalimpulse bestimmt ist. Diese bestimmten Zeitintervalle können jedoch auch gleich sein. Das erste bestimmte Zeitintervall kann statt den Wert η_ACR zu zählen, von einem Zeitgeber gemessen werden. Das zweite bestimmte Zeitintervall kann von einem Zeitgeber gemessen werden. Das stellt jedoch keine Beschränkung dar, der Ablauf des zweiten Zeitintervalls kann auch durch das Zählen der TDC-Signalimpulse ermittelt werden. Wenn die Anwort auf die Frage des Schrittes 312 negativ ist, d. h. wenn das zweite bestimmte Zeitintervall t_ACR noch nicht abgelaufen ist, dann wird der Differential-Anteil I_D, der im Schritt 311 berechnet wurde, im Schritt 313 auf Null zurückgesetzt und werden anschließend der Schritt 314 und die folgenden Schritte ausgeführt. Nach Ablauf des zweiten bestimmten Zeitintervalls t_ACR, d. h. dann, wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 312 positiv ist, springt andererseits das Programm vom Schritt 312 auf die Schritte 314 und folgende über. Nach Ablauf des Zeitintervalls t_ACR wird mit anderen Worten die Sperre der Verwendung des Differentialanteils I_D aufgehoben.

Das hat zur Folge, daß in der in Fig. 5 und 6 dargestellten Weise der Abfall im Regelwert nach dem Anlaßbetrieb und der schnelle Anstieg und Abfall der Ist-Drehzahl Ne, die durch eine unterbrochene Linie dargestellt sind, verhindert werden, um dadurch eine stabile Regelung der Leerlaufdrehzahl auszuführen, wie es durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist.

Wie es oben beschrieben wurde, wird der Differentialausdruck I_D dadurch berechnet, daß der Koeffizient K_Dn und der Unterschied ΔNe (der Unterschied zwischen der Drehzahl Ne, die für einen gegebenen Zylinder eine bestimmte Anzahl von TDC-Signalimpulsen vorher (Ne_n-6 im Fall einer Sechszylindermaschine) ermittelt wurde, und der Drehzahl Ne, die tatsächlich für denselben Zylinder in der gegenwärtigen Schleife erfaßt wird, d. h. die Änderung Ne pro Maschinentakt) multipliziert werden. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist der oben beschriebene Effekt auffallend, wenn der Anstieg und der Abfall der Ist-Drehzahl Ne unmittelbar nach dem Übergang der Arbeitsverhältnisse der Maschine vom Anlassen auf den Leerlauf steil verlaufen. Wenn der Differential-Anteil I_D in diesem Fall bei der Regelung verwandt wird, hat mit anderen Worten der Differential-Anteil einen größeren Einfluß als der Proportional- und der Integral-Anteil und wird die Drehzahl am stärksten durch den Differential-Anteil auf den Anstieg und den Abfall der Ist-Drehzahl Ne beeinflußt (je steiler die Drehzahl Ne ansteigt oder abfällt, um so stärker wirkt der Differential-Anteil auf die Änderung der Drehzahl).

Gemäß der Erfindung wird daher dann, wenn der Regelwert I_FBn berechnet wird, der Differential-Anteil unterdrückt, d. h. auf Null gesetzt, wenn die vorliegende Schleife innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls nach Abschluß des Anlaßbetriebes liegt, um eine Schwankung der Drehzahl Ne in der frühen Phase der Regelung nach dem Anlassen zu verhindern.

Im folgenden Schritt 314 wird der Integral-Anteil I_AIn der vorliegenden Schleife dadurch berechnet, daß der Korrekturwert I_I, der im Schritt 311 erhalten wurde, zum Wert I_AIn-1 (dem im Schritt 302 initialisierten Wert oder dem in der unmittelbar vorhergehenden Schleife nach der Initialisierung erhaltenen Wert) zuaddiert wird. Anschließend wird in einem Schritt 315 der Regelwert I_FBn in der vorliegenden Schleife dadurch berechnet, daß der Proportional-Anteil I_P und der Differential-Anteil I_D (I_D=0 vor Ablauf des Zeitintervalles t_ACR) zum Integral-Anteil I_AIn addiert werden, der im Schritt 314 erhalten wurde. Im folgenden Schritt 316 wird der Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD nach Maßgabe der Gleichung (1) unter Verwendung des Wertes I_FBn berechnet, der im Schritt 315 festgelegt wurde, woraufhin das vorliegende Unterprogramm beendet wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 303 positiv ist, d. h. wenn festgestellt wird, daß die Anzahl der TDC-Signalimpulse, die nach Abschluß des Anlaßvorganges gezählt wurde, die bestimmte Zahl η_ACR überschreitet, dann wird ein Wert einer niedrigeren Soll-Drehzahl N_{obj 0} im Schritt 306 aus der T_W-N_obj-Tabelle als gewünschte Leerlaufdrehzahl N_obj nach Maßgabe der zu diesem Zeitpunkt festgelegten Kühlmitteltemperatur T_W gewählt. Anschließend werden im folgenden Schritt 307 als Koeffizienten K_Pn, K_In und K_Dn die oben genannten bestimmten Werte K_{P 1}, K_{I 1} und K_{D 1} gewählt, wonach die oben beschriebenen Schritte 308 bis 311 ausgeführt werden. Dann geht das Programm auf den Schritt 312 über.

In diesem Fall ist die Antwort auf die Frage des Schrittes 312 positiv (die Sperre der Verwendung des Differential-Anteils I_D ist vor diesem Zeitpunkt bereits aufgehoben), so daß der Schritt 313 übersprungen wird. In den folgenden Schritten 314 bis 316 wird der Befehlswert I_CMD unter Verwendung des berechneten Differential-Anteils I_D berechnet, woraufhin das vorliegende Unterprogramm beendet wird.

Nach Abschluß des Anlassens der Maschine unterliegen somit der Ventilöffnungsbefehlswert I_CMD und die Maschinendrehzahl Ne Änderungen in der durch ausgezogene Linien in Fig. 5 und 6 dargestellten Weise, während eine Lernregelung unter bestimmten Bedingungen durchgeführt wird.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, geht das Programm vom Schritt 208 auf den Schritt 209 und die folgenden Schritte über. In den Schritten 209 bis 211 wird ermitelt, ob an der Maschine oder der Batterie eine Last liegt oder nicht.

Im Schritt 209 wird insbesondere ermittelt, ob der Servolenkungsschalter angeschaltet ist oder nicht, im Schritt 210 wird ermittelt, ob der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter angeschaltet ist oder nicht (d. h. ob die Fahrzeuggeschwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet oder nicht), und im Schritt 211 wird ermittelt, ob der Wechselstromschalter angeschaltet ist oder nicht.

Wenn eine der Antworten auf die Fragen der Schritte 209 bis 211 positiv ist, d. h. wenn an der Maschine oder der Batterie eine Last liegt, dann wird sofort der oben genannte Schritt 205 ausgeführt, woraufhin das Programm endet. Wenn alle Antworten negativ sind, d. h. wenn keine Last an der Maschine oder der Batterie liegt, dann geht das Programm auf den Schritt 212 und die folgenden Schritte über.

Im Schritt 212 wird der Unterschied zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl N_obj und der Ist-Drehzahl Ne berechnet und bestimmt, ob sich das Vorzeichen des Unterschiedes von plus auf minus oder umgekehrt zwischen der unmittelbar vorhergehenden Schleife und der vorliegenden Schleife geändert hat.

Es wird mit anderen Worten ermittelt, ob die Kurve der Drehzahl Ne, die durch eine ausgezogene Linie in Fig. 5 dargestellt ist, die strichpunktierte Linie der Soll-Drehzahl N_obj in Fig. 5 gekreuzt hat oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist, dann wird der Schritt 205 ausgeführt, woraufhin das vorliegende Programm beendet wird. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes 212 positiv ist, dann wird in einem Schritt 213 ermittelt, ob die Anzahl der TDC-Signalimpulse, die nach Abschluß des Anlaßbetriebes gezählt wurde, die bestimmte Zahl η_ACR überschreitet oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 213 negativ ist, d. h. wenn die nach Abschluß des Anlaßbetriebes gezählte Anzahl von TDC-Signalimpulsen die bestimmte Zahl η_ACR nicht überschreitet und daher die höhere Soll-Drehzahl N_{obj 1} als Soll-Drehzahl N_obj gewählt ist, wie es anhand des Schrittes 304 in Fig. 3 beschrieben wurde, dann wird in einem Schritt 314 der Lernwert I_XREF berechnet.

Der Lernwert, der als Grundwert zum Bestimmen eines Anfangswertes des Steuerstromes für das Solenoid 6a benutzt wird, wird in Abhängigkeit von einem bestimmten Temperaturbereich aus einer Vielzahl von bestimmten Temperaturbereichen, in den die tatsächliche Maschinenkühlmitteltemperatur T_W fällt, nach der folgenden Gleichung (3) berechnet:

I_XREF = I_AIn × (C_XREF/A) + I_XREFn-1 × (A-C_XREF)/A (3)

wobei I_AIn einen Wert, der im Schritt 314 in Fig. 3 berechnet wurde, d. h. einen Wert des Integral-Anteils in der vorliegenden Schleife wiedergibt, A eine Konstante ist, C_XREF eine Variable ist, die experimentell auf einen geeigneten Wert, beispielsweise 256 oder weniger, gesetzt wird, der aus einem Bereich von 1 bis A gewählt ist und I_XREFn-1 den Mittelwert von I_AIn-Werten bezeichnet, der bis zur unmittelbar vorhergehenden Schleife in einem Maschinenkühlmitteltemperaturbereich erhalten wurde, in den die tatsächliche Maschinenkühlmitteltemperatur der vorliegenden Schleife fällt.

Die berechneten Werte des Lernwertes I_XREF werden somit nach Maßgabe ihrer Temperaturbereiche klassiert und gespeichert. Im Schritt 215 wird insbesondere ein berechneter Wert von I_XREF in einer Liste im Sicherungsspeicher in der Speichereinrichtung 8c gespeichert, woraufhin der Schritt 205 ausgeführt und anschließend das vorliegende Programm beendet wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 213 positiv ist, d. h. wenn die Anzahl der nach Abschluß des Anlaßbetriebes gezählten TDC-Signalimpulse die bestimmte Zahl η_ACR überschreitet und daher die niedrigere Maschinendrehzahl N_{obj 0} als Soll-Drehzahl N_obj gewählt ist, dann wird in einem Schritt 216 der normale Lernvorgang der Leerlaufdrehzahl ausgeführt und wird anschließend der Schritt 205 ausgeführt, woraufhin das vorliegende Programm beendet wird.

Es wird somit die Lernregelung ausgeführt und es wird einer der als I_XREF gelernten Werte vom Sicherungsspeicher gelesen, wenn die Maschine bei der nächsten Gelegenheit angelassen wird, und zum Festlegen des Befehlswertes I_CMD während des Anlassens sowie als Anfangswert von I_AIn nach dem Anlassen benutzt.

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine nach dem Anlassen
mit einem Drosselventil (5) in einem Luftansaugkanal (3),
mit einem das Drosselventil umgehenden Bypaßluftkanal (7),
mit einem Steuerventil (6) zum Einstellen eines Durchlaßquerschnitts des Bypaßluftkanals,
mit einer Ventiltreibereinrichtung zum Steuern des Steuerventils (6), und
mit einer ein Steuersignal (I_CMD) an die Ventiltreibereinrichtung liefernden Steuer- und Regeleinrichtung (8) mit

- einer Einrichtung zum Erfassen der Ist-Drehzahl (Ne) der Maschine,
- einer Anlaßabschlußermittlungseinrichtung, die ermittelt, ob ein erstes vorbestimmtes Zeitintervall (η_ACR) nach Abschluß des Anlassens der Maschine abgelaufen ist oder nicht,
- einer Einrichtung zum Festlegen einer Soll- Leerlaufdrehzahl (N_obj) der Maschine,
- einer Einrichtung, die eine Regeldifferenz (ΔN_obj) als Unterschied zwischen der erfaßten Ist-Drehzahl (Ne) und der festgelegten Soll-Leerlaufdrehzahl (N_obj) ermittelt,
- einer Detektoreinrichtung, die eine Änderung (ΔNe) in der erfaßten Ist-Drehzahl (Ne) ermittelt,
- einer einen Wert (I_FBN) des Steuersignals (I_CMD) festlegenden Einrichtung, wobei der Wert (I_FBN) einen von der ermittelten Regeldifferenz (ΔN_obj) abhängigen Proportional- und/oder Integral-Anteil (I_P, I_I) und einen von der ermittelten Änderung (ΔNe) der erfaßten Ist-Drehzahl abhängigen Differential-Anteil (I_D) umfaßt, und
- einer Einrichtung, die Regelverstärkungsfaktoren (K_Pn, K_In, K_Dn) des Proportional- und/oder Integral-Anteils und des Differential-Anteils in Abhängigkeit vom Ergebnis der Ermittlung durch die Anlaßabschlußermittlungseinrichtung festlegt,

gekennzeichnet durch eine den Differential-Anteil (I_D) ändernde Einrichtung, die den Differential-Anteil (I_D) auf Null setzt und so lange auf Null hält, bis ein zweites vorbestimmtes Zeitintervall (t_ACR) nach Abschluß des Anlassens abgelaufen ist, wenn die Anlaßabschlußermittlungseinrichtung ermittelt hat, daß das erste vorbestimmte Zeitintervall (η_ACR) noch nicht abgelaufen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorbestimmte Zeitintervall (t_ACR) kürzer als das erste vorbestimmte Zeitintervall (η_ACR) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorbestimmte Zeitintervall (t_ACR) gleich dem ersten vorbestimmten Zeitintervall (η_ACR) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorbestimmte Zeitintervall (t_ACR) einem Zeitintervall nach Abschluß des Anlassens der Maschine entspricht, in dem die Änderung (Δ_Ne) in der erfaßten Ist- Drehzahl (Ne) groß ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorbestimmte Zeitintervall ein Zeitintervall nach Abschluß des Anlassens der Maschine ist, in dem eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen erzeugt wird, wobei jeder dieser Impulse (TDC) immer dann erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle der Maschine über einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Soll-Leerlaufdrehzahl festlegende Einrichtung die Soll-Leerlaufdrehzahl (N_obj) bis Ablauf des ersten vorbestimmten Zeitintervalls (η_ACR) auf einen höheren vorbestimmten Wert (N_obj1) und nach Ablauf des ersten vorbestimmten Zeitintervalls (η_ACR) auf einen niedrigeren vorbestimmten Wert (N_obj0) setzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelverstärkungsfaktoren (K_Pn, K_In, K_Dn) festlegende Einrichtung den Proportional- und/oder Integral-Anteil (I_P, I_I) und den Differential-Anteil (I_D) bis Ablauf des ersten vorbestimmten Zeitintervalls (η_ACR) auf niedrigere Werte (K_P2, K_I2, K_D2) entsprechend einer niedrigeren Regelverstärkung und nach Ablauf des ersten vorbestimmten Zeitintervalls (η_ACR) auf höhere Werte (K_P1, K_I1, K_D1) entsprechend einer höheren Regelverstärkung setzt.