DE19920691A1 - Motorsteuerungssystem - Google Patents

Abstract

Ein Motorsteuerungssystem für Viertaktmotoren schließt ein Verarbeitungsmittel ein und verwendet verschiedene Eingaben von Sensoren, die aus dem Grund operativ mit dem Motor verbunden sind, um dem Motor das richtige Kraftstoff/Luftverhältnis oder den Funkenzündungswinkel zur Verfügung zu stellen, und zwar derart, daß dadurch die Übergangsreaktion schnell erfolgt. Das Motorsteuerungssystem verwendet eine Drehzahlinformation, die von einem Magnetzünder oder einem Drehzahlsensor erhalten wird, um die Drehzahl einer jeden Motorumdrehung zu bestimmen. Das System löst wirkungsvoll viele der Kraftstoff/Luftverhältnis-Schwierigkeiten, die durch am Motor auftretende Lastübergänge verursacht werden. Durch den Vergleich solcher hochpaßgefilterten Drehzahlen der ausgewählten Umdrehungen ist das System in der Lage, den abgeleiteten Motor-Ansaugluftstrom zu bestimmen. Indem zusammen mit dem abgeleiteten Ansaugluftstrom die gemessenen Systemumlauf-Trägheits-Kompensierungsfaktoren für den Motor verwendet werden, kann das System die für den richtigen Betrieb dem Motor zuzuführende Kraftstoffmenge genau bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Motor- Steuerungssystem (Motor-Managementsystem) zum Steuern des Zünd­ zeitpunkts und Luft/Kraftstoffverhältnisses eines Viertaktmo­ tors. Das System verwendet Eingaben aus einem Motor-Geschwindig­ keitssensor, einem Motor-Temperatursensor und einem Abgas-Sauer­ stoffsensor.

Es gab zahlreiche Verbesserungen bei der Entwicklung von Steuersystemen für Innenverbrennungsmotoren aller Arten und Größen, einschließlich von Viertaktmotoren, die relativ klein sein können, d. h. 5-10 PS, die jedoch auch viel größer, d. h. bis zu 100 PS oder mehr, aufweisen können. Derartige größere Viertaktmotoren können in industriellen Anwendungen wie bei­ spielsweise Schweiß- oder Notbehelfs-Generatoreinheiten verwen­ det werden (um ein paar Beispiele zu benennen), worin es wichtig ist, daß der Motor unabhängig von Änderungen in der angelegten Last und anderen Störungen, die auftreten können, gleichmäßig und bei einer gewünschten Geschwindigkeit läuft. Während auf dem Gebiet der Motorsteuerung Fortschritte gemacht wurden, bleibt ein Erfordernis zum Verbessern der Steuerung solcher Motoren bestehen, um sicherzustellen, daß sie unter den verschiedenen Betriebsbedingungen effizient und effektiv arbeiten.

Entsprechend ist es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Motor-Steuerungssystem zur Verfügung zu stellen, das den Zündzeitpunkt und das Luft/Kraftstoffver­ hältnis eines Viertaktmotors auf die Weise steuert, die zu einem zuverlässigen effizienten und effektiven Motorbetrieb führt.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes elektronisches Motor-Steuerungssystem zur Verfügung zu Stellen, das die Emissionen vermindert, die Startbarkeit verbessert und den Kraftstoffverbrauch des Motors optimiert.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, ein derartig verbessertes Motor-Steuerungssystem zur Ver­ fügung zu stellen, das über eine schnelle Übergangsreaktion auf auftretende Störungen verfügt. Dies wird zumindest zum Teil über die Art und Weise erreicht, mit der die angelegte Last gemessen und verwendet wird, um die Kraftstofffluß-Erfordernisse während des Betriebs zu bestimmen.

Eine detailliertere Aufgabe liegt in der Maßnahme zur Ver­ wendung eines Verarbeitungsmittels, das einen Speicher umfaßt, der Nachschlagtabellen aufweist, um auf der Grundlage von Motor- Betriebsparametern die Kraftstofffluß-Erfordernisse zu bestim­ men.

Noch eine andere Aufgabe ist es, ein verbessertes Motor- Steuerungssystem bereitzustellen, das den Ansaugluftstrom des Motors mithilfe eines Mittels bestimmt, das nicht den Luftstrom selbst mißt, wobei die Bestimmung hoch zuverlässig und preiswert erhalten wird.

Wiederum eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches verbessertes Motor-Steuerungssystem zur Verfügung zu Stellen, das den Motor-Ansaugluftstrom effektiv bestimmt, indem die an den Motor angelegte Last effektiv gemessen wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Motor-Steuerungssystem zur Verfügung zu Stellen, das einen Kompensierungsfaktor für den Motor-Ansaug­ luftstrom verwendet, der die Umlaufträgheit des Motors berück­ sichtigt, die verwendet wird, um eine genauere Kraftstofffluß- Abbildungs-Funktionalität bereitzustellen.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solch ein verbessertes System bereitzustellen, das für alle Motoren einer besonderen Größe, Art und Anwendung die Bestimmung einer Systemträgheit ermöglicht, indem in einem Labor Tests durchgeführt werden, um die Trägheitseigenschaften für solche Motoren zu erzeugen. Indem Drehgeschwindigkeitsmessungen des Motors verwendet werden, die im Rahmen von Felderprobungen (beim Außenbetrieb) akkumuliert werden, wird für jeden Motor ein Trägheitsfaktor eingestellt. Eine derartige Fähigkeit ermöglicht es, daß der Trägheitsfaktor während der Verwendung genau bestimmt wird, und sie können periodisch bestimmt werden, so daß der Trägheitsfaktor korrigiert werden kann, wenn sich die Motoreigenschaften mit der Zeit und Verwendung verändern.

Diese und weitere Aufgaben werden ersichtlich, wenn die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den anlie­ genden Zeichnungen in Betracht gezogen wird wird, in denen:

Fig. 1 eine idealisierte Draufsicht eines teilweise im Querschnitt gezeigten Viertaktmotors ist, wobei verschiedene Bestandteile funktionell in Verbindung mit einem Abschnitt des Motor-Steuerungssystem dargestellt werden, das die vorliegende Erfindung verkörpert;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Motor-Steuerungssystems ist, das die vorliegende Erfindung verkörpert, das zusammen mit verschiedenen Eingabesensoren und Vorrichtungen gezeigt wird, und das mit Ausgabesignalen gezeigt wird, um die Abschnitte des Motors zu steuern, die schematisch veranschaulicht werden;

Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, das die Wirkungsweise des Luftstrom-Bestimmungsabschnitt des Motor-Steuerungssystems, das die vorliegende Erfindung verkörpert, veranschaulicht;

Fig. 4 ein Flußdiagramm ist, das die Wirkungsweise des Systemträgheits-Außenbetriebs-Einstellungs-Bestimmungsabschnitts des Motor-Steuerungssystems veranschaulicht, das die vorliegende Erfindung verkörpert;

Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Motor-Ereignis-Frequenz in Bezug auf entsprechende Geschwindigkeits-Delta-Berechnungen wäh­ rend des Übergangsbetriebs darstellt, und zwar insbesonderen für die Bedingung des momentan zunehmenden Drosselklappenwinkels, des momentan zunehmenden Motor-Ansaugluftstroms und der konstant bleibenden Ausgabewellenlast;

Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Motor-Ereignis-Frequenz in Bezug auf entsprechende Geschwindigkeits-Delta-Berechnungen wäh­ rend des Übergangsbetriebs darstellt, wobei es insbesonderen die vollständige momentane Drosselklappenschließung, das momentane Einstellen des Motor-Ansaugluftstroms und die konstant bleibende Ausgabewellenlast darstellt;

Fig. 7 ein Diagramm ist, das die Motor-Ereignis-Frequenz in Bezug auf entsprechende Geschwindigkeits-Delta-Berechnungen wäh­ rend des Übergangsbetriebs darstellt, wobei es insbesonderen den momentan abnehmenden Drosselklappenwinkel, den momentan abneh­ menden Motor-Ansaugluftstrom und die konstant bleibende Ausgabe­ wellenlast darstellt;

Fig. 8 ein Diagramm ist, das die Motor-Ereignis-Frequenz in Bezug auf entsprechende Geschwindigkeits-Delta-Berechnungen wäh­ rend des Übergangsbetriebs darstellt, wobei es insbesonderen den konstant bleibenden Drosselklappenwinkel, den konstant bleiben­ den Motor-Ansaugluftstrom und die momentan abnehmende Ausgabe­ wellenlast darstellt;

Fig. 9 ein Diagramm ist, das die Motor-Ereignis-Frequenz in Bezug auf entsprechende Geschwindigkeits-Delta-Berechnungen wäh­ rend des Übergangsbetriebs darstellt, wobei es insbesonderen den konstant bleibenden Drosselklappenwinkel, den konstant bleiben­ den Motor-Ansaugluftstrom und die momentan zunehmende Ausgabe­ wellenlast darstellt; und

Fig. 10 ein Diagramm ist, das die Änderung der Motorge­ schwindigkeit in Bezug auf Zeit zeigt, und zwar ein Ergebnis von Variationen, die sowohl einen hochfrequenten als auch einen niederfrequenten Gehalt einschließen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Im weiten Sinne, ist die vorliegende Erfindung auf ein ver­ bessertes Motor-Steuerungssystem für Viertaktmotoren gerichtet, das ein Verarbeitungsmittel umfaßt und verschiedene Eingaben aus Sensoren verwendet, die operativ mit dem Motor zum Zweck der Be­ reitstellung des richtigen Kraftstoff/Luftverhältnisses verbun­ den sind, und zwar auf eine Weise, wodurch die Übergangsreaktion sehr schnell ist. Dies ermöglicht es, daß der Motor selbst wäh­ rend der unterschiedlichen Übergangsbedingungen effizient und gleichmäßig betrieben wird.

Das Motor-Steuerungssystem, das die vorliegende Erfindung verkörpert, ist eines, das die Drehgeschwindigkeitsinformation verwendet, die entweder von einem Zündmagneten, einem Inkremen­ tal-Geschwindigkeits-Detektor mit veränderlicher Reluktanz oder einem Tachometer erhalten wird, um die Zeitdauer einer jeden Kurbelwelle- oder der Motorumdrehung zu bestimmen. Aus diesen Zeitdauern wird die zyklische Geschwindigkeit bestimmt. Der Inkremental-Geschwindigkeits-Detektor mit veränderlicher Reluk­ tanz kann verwendet werden, um, falls erwünscht, während eines Teils einer jeden Umdrehung die augenblickliche Geschwindigkeit zu bestimmen. Durch das Vergleichen solcher Geschwindigkeiten von ausgewählten Umdrehungen ist das System in der Lage, den abgeleiteten Motor-Ansaugluftstrom zu bestimmen, ohne daß derselbe tatsächlich physikalisch gemessen werden muß. Indem die gemessenen System-Umlaufträgheitswerte für den Motor zusammen mit dem abgeleiteten Ansaugluftstrom gemessen werden, kann das System auch die für den korrekten Betrieb dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge genau bestimmen.

Der Trägheitsfaktor für einen bestimmten Motortypen wird mittels tatsächlicher Tests in einem Labor bestimmt, was zu einem Voreinstellungswert führt, der anfänglich für alle derartigen Motoren jenes bestimmten Typs verwendet wird. Jedoch ist das System auf einzigartige Weise ausgebildet, um mittels einer statistischen Analyse der Drehgeschwindigkeitsinformation aus einer Anzahl von Zyklen während des tatsächlichen Betriebs unter vorbestimmten Bedingungen den Trägheitsfaktor periodisch zu berichtigen. Spezieller erläutert, verwendet das System sta­ tistische Analysen wie beispielsweise eine Standardabweichungs­ berechnung oder eine Varianzberechnung in Bezug auf eine Reihe von Abtastwerten der Motordrehzahl, die in Bezug auf eine Reihe von Umdrehungen akkumuliert werden, und verwendet die statisti­ sche Analyse, um zwischen den vorbestimmten Trägheitsfaktoren zu interpolieren, damit ein Trägheitsfaktorwert bereitgestellt wird, der verwendet wird, um den abgeleiteten Luftstrom zu kompensieren.

Das System verwendet auch Nachschlagtabellen, die als Ergebnis der Laborberechnungen bereitgestellt werden; die Nachschlagtabellen stellen einen Kraftstoffflußwert als eine Funktion des angepaßten abgeleiteten Luftstroms bereit.

Auf die Zeichnungen und speziell auf Fig. 1 zurückkehrend, wird eine allgemeine Systemübersicht der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Viertaktmotor gezeigt, der eine Brennkammer 10 einschließt, die ein Einlaßventil 12, ein Auslaßventil 14, einen Kolben 16, eine Zündkerze 18 und eine mit der Kurbelwelle 22 verbundene Stange 20 aufweist. Der Motor verfügt auch über einen Lufteinlaß 24, in den ein Drosselventil 26 eingesetzt wird. Die Brennkammer 10 wird durch eine Ein­ spritzdüse 28 mit Kraftstoff versorgt, die über einen Kraftstof­ filter 30, einen Druckregler 32 und eine elektrischen Kraft­ stoffpumpe 34 mit einem Kraftstoffbehälter (Gasbehälter) 36 ver­ bunden ist. Es sollte anerkannt sein, daß die Kraftstoffpumpe 34 alternativ auch eine mechanische Pumpe sein kann, die wahlweise eine Druckregler-Funktion einschließen kann. Die Zündkerze 18 wird durch eine Zündspule 38 oder einen Magnetzünder gezündet. Es sollte klar sein, daß - falls anstelle der Zündspule 38 ein Magnetzünder verwendet wird - sich das Erfordernis des Geschwindigkeitssensors 56 durch den Magnetzünder erübrigt. Auch kann der Magnetzünder normalerweise durch den Motor-Hersteller bereitgestellt werden; wenn er bereitgestellt wird, schließt er für gewöhnlich eine Zündschaltung ein, die die Winkelstellung der Funken-Auftritts steuert.

Eine elektronische Steuereinheit, die die vorliegende Erfindung verkörpert, wird mit 40 bezeichnet und schließt Leitungen ein, die sich aus verschiedenen Sensoren und dazu erstrecken, um den Betrieb des Motors zu steuern. Genauer erläutert, erhält die Steuereinheit 40 über eine Leitung 48 eine Eingabe aus einem Temperatursensor 46. Ein Sauerstoffsensor 50 wird im Auspuffkrümmer angebracht und stellt über die Leitung 52 der Steuereinheit 40 das Signal bereit, das den erfaßten Sauerstoff darstellt. Ein Zahnrad 54 wird operativ mit der Kurbelwelle 22 verbunden, und ein Geschwindigkeits- und Bezugs­ markierungssensor 56 stellt der Steuereinheit 40 über die Leitung 58 eine Drehzahlinformation bereit. Die Steuereinheit 40 verfügt über eine Ausgabeleitung 60, die sich zu einer Kraft­ stoff-Einspritzdüse 28 erstreckt, um dieselbe zu steuern, und verfügt ebenso über eine Ausgabeleitung 62, die sich zur Kraft­ stoffpumpe 34 erstreckt, um ihren Betrieb zu steuern. Auf ähnliche Weise erstreckt sich die Ausgabeleitung 64 zur Zündspule 38, um den Zündzeitpunkt zu steuern. Eine serielle Kommunikationsleitung 66 erstreckt sich aus der Steuereinheit 40, zum Zweck der Durchführung von Prüftests und dergleichen und zur Kommunikation mit dem Mikroprozessor.

Die Steuereinheit 40 wird auch in Fig. 2 gezeigt, wobei die verschiedenen Eingabe- und Ausgabeleitungen und -sensoren auch bezeichnet werden. Die Steuereinheit 40 verfügt über einen Mikroprozessor 70, der die Eingabesignale aus den Sensoren empfängt, nachdem diese durch die Aufbereitungsschaltung 72 aufbereitet wurden, und sorgt für Ausgaben an die Ausgabe- Treiberschaltung 74, die daraufhin die Kraftstoff-Einspritzdüse 28 und die Zündspule 38 steuert. Ein Spannungsregler 76 wird bereitgestellt, der den verschiedenen Schaltungen und dem Mikroprozessor 70, wie gezeigt, geeignete Versorgungsspannungen zur Verfügung stellt.

In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorlie­ genden Erfindung wird der Motor-Ansaugluftstrom - der hiernach einfach als Luftstrom bezeichnet wird - eigentlich nicht direkt gemessen, sondern er wird als eine Funktion der Motordrehzahl- Messungen und der Umlaufträgheit des Motors genau bestimmt. Es ist wohl bekannt sein, daß für einen Viertaktmotor während des Verbrennungstaktes eine Umdrehung der Kurbelwelle erfolgt, und daß es im Anschluß daran einen Nicht-Verbrennungstakt gibt. Auf diese Weise gibt es während des normalen Motorbetriebs wechselweise Verbrennungs- und Nicht-Verbrennungstakte. Eher als durch das Messen des in den Motor einströmenden Luftstroms wird die Veränderung in der Drehzahl für die aufeinanderfolgenden Rotationen mittels der Verwendung eines mit der Kurbelwelle verknüpften Sensors oder eines Magnetzünders bestimmt. Der Sensor stellt ein Signal an derselben Rotationsstellung des Schwungrads oder der Kurbelwelle des Motors während der Motorumdrehungen bereit, und dieses Signal wird an den Mikrokontroller 70 weitergegeben, worin die Zeitspanne zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen gemessen wird. Die einzelnen Drehzahlen (in U/Min) werden berechnet, indem die gemessenen Zeitspannen einer jeden Umdrehung verwendet werden. Es sollte klar sein, daß der Mikrokontroller 70 besonders geeignet ist, um die Taktungsfunktion durchzuführen; falls erwünscht, könnte dies allerdings auch von einer separaten Taktungsschaltung übernommen werden. Der Sensor zum Bereitstellen des Rotationsstellungs­ signals kann auch mit vielen wohlbekannten Mitteln einschließ­ lich Drehzahlsensoren mit veränderlicher Reluktanz, Hall-Effekt- Sensoren, Tachometern, Lichtschaltungen verschiedener Art und Magnetzünder (um nur einige zu nennen) ausgestattet werden.

Während des normalen Betriebs selbst ohne Lastbedingungen wird es während des Nicht-Verbrennungstaktes eine Verlangsamung der Rotation der Kurbelwelle geben, so daß die Zeitspanne für die Rotation der Kurbelwelle für einen Nicht-Verbrennungstakt größer sein wird als die, die während des Verbrennungstaktes auftritt. Auf den Unterschied zwischen den Drehzahlen eines Verbrennungstaktes und Nicht-Verbrennungstaktes wird hierin als Drehzahl-Delta Bezug genommen, und für einen vorgegebenen Verbrennungstakt kann es zwei Drehzahl-Delta-Berechnungen geben, von denen eine für den vorausgegangenen Nicht-Verbrennungstakt und auch für den folgenden oder anschließenden Nicht-Verbren­ nungstakt bestimmt wird.

In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorlie­ genden Erfindung wird das Drehzahl-Delta für jeden Verbrennungs­ takt sowohl für den vorausgegangenen Nicht-Verbrennungstakt als auch für den anschließenden Nicht-Verbrennungstakt berechnet; das größere Drehzahl-Delta wird vom System verwendet. Es wurde in Erfahrung gebracht, daß es besonders erwünscht ist, das größere Drehzahl-Delta zum Zweck der Bestimmung des Luftstrom­ signals zu verwenden. Abhängig von der in der Praxis erfahrenen Übergangsbedingungs-Art, wird das Drehzahl-Delta für den vorangegangenen Nicht-Verbrennungstakt verwendet, oder manchmal wird das Drehzahl-Delta für den anschließenden Nicht-Verbren­ nungstakt verwendet.

Während des Betriebs des Systems der vorliegenden Erfindung stellt das in Fig. 3 gezeigte Flußdiagramm die Verfahrensschrit­ te dar, die im Mikrokontroller durchgeführt werden, indem der Kurbelwellensensor oder die Magnetzünder-Triggersignale verwen­ det werden, die wiederum verwendet werden, um die Taktungs- Funktion durchzuführen. Auf diese Weise tritt der Trigger- Interrupt auf (Block 100) und die Motordrehzahl wird berechnet (Block 102) und hochpaßgefiltert (Block 103). Zu diesem Zeitpunkt wird die gemessene neue Drehzahl mit der früheren Drehzahl verglichen (Block 104). Wenn die neue Drehzahl kleiner als die letzte Drehzahl ist, wird das Drehzahl-Delta daraufhin für eine Verbrennungstakt-Drehzahl und eine folgende Takt- Drehzahl berechnet (Blöcke 106, 108), und das abgeleitete Luftstromsignal wird dann berechnet und gefiltert (Block 110). Wenn die neue Drehzahl größer als die letzte Drehzahl ist (Block 104), dann wird das Drehzahl-Delta für den Verbrennungstakt und den vorangegangenen Takt berechnet (Block 112, 114), und das abgeleitete Luftstromsignal wird berechnet und gefiltert (Block 116). Aus diesen zwei Berechnungen wird das größere Signal ausgewählt, und zwar zur Verwendung bei der Bestimmung der an den Motor anzulegenden Kraftstoffmenge, indem eine Nachschlagta­ belle verwendet wird (Block 118).

Es wurde in Erfahrung gebracht, daß in einigen Übergangsbe­ dingungen die größere Drehzahl-Delta-Berechnung mit der vorange­ gangenen Nicht-Verbrennungstakt-Delta-Berechnung und in anderen Übergangsbedingungen mit dem anschließenden Nicht-Verbrennungs­ takt-Drehzahl-Delta auftritt. Dies wird in den Fig. 5-9 gezeigt, die Diagramme von Drehzahlveränderungen während aufein­ anderfolgender Verbrennungs- und Nicht-Verbrennungstakte für verschiedene Übergangsbedingungen sind. Speziell veranschaulicht Fig. 5, wie sich die Drehzahl für eine Übergangsbedingung verändert, worin der Drosselklappenwinkel momentan zunimmt, der Luftstrom momentan zunimmt und die Ausgabelast auf die Kurbel­ welle konstant bleibt. Das Drehzahl-Delta für den Verbrennungs­ takt und den vorangegangenen Nicht-Verbrennungstakt ergibt den größeren Wert und wird im Luftstromsignal verwendet, das bestimmt wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 entspricht die dargestellte Übergangsbedingung jener, in der die Drosselklappe momentan vollkommen verschlossenen ist, wobei der Luftstrom momentan aussetzt und die Last auf die Kurbelwelle konstant bleibt. In dieser Übergangsbedingung ist das Drehzahl-Delta für beide Berechnungen dasselbe. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist die dort dargestellte Übergangsbedingung die, daß der Drosselklap­ penwinkel momentan abnimmt, der Luftstrom momentan abnimmt und die Kurbelwellenlast konstant bleibt. In dieser Übergangsbedin­ gung wird angezeigt, daß das größere Drehzahl-Delta dasjenige ist, das mit dem folgenden Nicht-Verbrennungstakt auftritt. Die gezeigte Übergangsbedingung, auf die in Fig. 8 Bezug genommen wird, besteht aus einem konstanten Drosselklappenwinkel, einem konstanten Luftstrom, aber aus einer auf die Kurbelwelle angelegte momentan abnehmenden Ausgabelast. In diesem Fall tritt das größere Drehzahl-Delta mit dem Verbrennungstakt und dem vorangegangenen Nicht-Verbrennungstakt auf. In Bezug auf die Übergangsbedingung, die mit dem in Fig. 9 gezeigten Diagramm verknüpft ist, besteht diese aus einem konstanten Drosselklap­ penwinkel, einem konstanten Luftstrom und einer erhöhten momentan zunehmenden Ausgabelast. In diesem Fall ist das größere Drehzahl-Delta dasjenige, das aus dem Verbrennungstakt und aus dem folgenden Nicht-Verbrennungstakt bestimmt wird.

Aus den vorausgegangenen Diagrammen wird offensichtlich, daß es wichtig ist, beide Drehzahl-Deltas in Bezug auf den Verbrennungstakt in Erwägung zu ziehen, um sicherzustellen, daß dem Motor eine geeignete Kraftstoffmenge zugeführt wird. Wenn lediglich ein Drehzahl-Delta in Bezug auf den Verbrennungstakt berechnet würde, kann ein vermindertes Luftstromsignal bestimmt werden, der - wenn er auf einer Nachschlagtabelle adressiert (gemappt) wird - nicht ergeben würde, daß genügend Kraftstoff zum Motor geführt wird, was dann wieder zu einem ungleichmäßigen Betrieb des Motors führen würde. Indem für jeden Verbrennungs­ takt das größere Drehzahl-Delta gewählt wird, wird gewährlei­ stet, daß der Motor ein ausreichend reiches Kraftstoff/Luft­ verhältnis aufweist, so daß der gleichmäßige Motorbetrieb gesichert ist.

In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorlie­ genden Erfindung ist es allgemein bekannt, daß die Drehzahlver­ änderungen eines Motors sowohl durch Niederfrequenz- als auch Hochfrequenzvariablen bewirkt werden. Der Frequenzgehalt der Drehzahlveränderung wird in Fig. 10 gezeigt, wobei die großen vertikalen Änderungen, wie beispielsweise die durch Linie 120 gezeigt, eine Niederfrequenzänderung darstellen, die durch Ver­ änderungen wie beispielsweise einer zufälligen Drosselklap­ penbewegung bewirkt wird, die wiederum zum Beispiel durch einen mechanischen Drehzahlregler und einer dazugehörigen Verbindung verursacht wird. Es wird angenommen, daß die höhere Frequenzveränderlichkeit durch die Veränderlichkeit der Verbren­ nung, die durch eine Turbulenz, die Mischungszubereitung und dergleichen verursacht wird, und zwar zusätzlich zum über die zyklische Verbrennung und die Wellenlast induzierten Drehzahl- Delta.

Eine Verbesserung in Bezug auf die Genauigkeit des Luftstromsignals kann durch das Hochpaßfiltern der Drehzahl- Abtastwerte vor der Berechnung des Drehzahl-Deltas gemacht werden. Es wurde in Erfahrung gebracht, daß die Drehzahl-Delta- Information in der Frequenzkomponente enthalten ist, die an der Hälfte der Umlauffrequenz befindlich ist. Die Größe des Dreh­ zahl-Deltas steht direkt mit der Größe dieser Komponente in Bezug. Wenn solchermaßen der Filter bei jeder Motorumdrehung getriggert wird und die Grenzfrequenz des Hochpaßfilters ein Viertel der Abtastfrequenz ist (wobei die Abtastfrequenz gleich mit der Umlauffrequenz ist), entspricht dann die Komponente der Hälfte der Abtastfrequenz - oder das Drehzahl-Delta - wird erhalten. Auf diese Weise wird das Drehzahl-Delta erhalten, indem die Differenz zwischen den hochpaßgefilterten Abtastwerten errechnet wird.

In Übereinstimmung mit wiederum einem anderen wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Luftstromsignal, das verwendet wird, um eine Nachschlagtabelle für den Kraftstofffluß zu adressieren (mappen), sicherlich proportional zum größeren von zwei Drehzahl-Deltas, die für jeden vorgegebenen Verbren­ nungstakt berechnet werden, wobei das Luftstromsignal in Bezug auf die Trägheit des Motors eingestellt oder kompensiert wird. Genauer erläutert, wird die folgende Gleichung verwendet, um das Luftstromsignal zu bestimmen.

Der Trägheitsfaktor ist ein Kompensierungsfaktor, der für jeden Motortyp bestimmt wird, für den das Motorsteuerungssystem verwendet wird. Ein Bereich der Trägheitsfaktoren wird im Labor bestimmt. Aus diesem Bereich kann ein Wert automatisch beim Au­ ßenbetrieb gewählt werden. Genauer erläutert, können Trägheits­ faktoren in einem Labor über das Testen eines jeden Motortyps bestimmt werden. Unter dem Motortypen versteht man die Identifizierung des Herstellers, die PS-Leistung des Motors und alle einmaligen Aufbauten, die die Umlauf- oder Systemträgheit des Motors beeinflussen würden. Zum Beispiel kann ein Bereich für einen bestimmten 25 PS-Motor eines Herstellers bestimmt werden, der sich sehr wahrscheinlich von dem 50 PS-Motors dieses Herstellers unterscheiden würde. Wenn jedoch einmal der Bereich für einen bestimmten Motor bestimmt wurde, kann dies in den mit dem Mikroprozessor verknüpften Speicher eingegeben und verwendet werden, um aus der obigen Gleichung das Luftstromsignal zu bestimmen.

Um den Trägheitsfaktorbereich zu bestimmen, wird es bevorzugt, daß ein Motor unter unterschiedlichen Lastbedingungen mit vorbestimmten Betriebsbedingungen in einem Labor getestet wird. Genauer erläutert, wird ein Motor vorzugsweise mit einem Wasserbremskraftmesser vernachlässigbarer Trägheit verbunden. Der Motor läuft bei vorbestimmten Standard-Betriebsbedingungen wie beispielsweise einer weit geöffneten Drosselklappe (wide open throttle - WOT) mit einer Motordrehzahl von 2800 U/Min. Natürlich sollte es klar sein, daß andere Betriebsdrehzahlen verwendet werden können, sofern sie mit den vorgeschriebenen Änderungen beibehalten werden können. In dieser Hinsicht wird das Drehzahl-Delta am Motor gemessen und akkumuliert. Der Test wird mit einer einzelnen Trägheitsscheibe, die mit der Kurbelwelle verbunden wird, wiederholt, was zu einem einer erhöhten Trägheit entsprechenden verminderten Drehzahl-Delta führen wird. Eine zweite Scheibe wird daraufhin ebenfalls mit der Kurbelwelle verbunden und der Test wiederholt, was ein weiterhin vermindertes Drehzahl-Delta ergeben wird, das einer Trägheit entspricht, die immer noch größer ist. Die Luftstrom­ signale werden dann mit den auf 1 gesetzten Trägheitsfaktoren berechnet; in Zusammenhang mit der Basislinien-Trägheit wurde beispielsweise berechnet, daß das Luftstromsignal 100 ist. Mit einer einzelnen Scheibe wurde berechnet, daß es 73 ist, und mit zwei Scheiben wurde berechnet, daß es 56 ist. Da der Motor im selben Betriebszustand läuft, nämlich einer weit geöffneten Drosselklappe bei 2800 U/Min, sollten die Luftstromsignale denselben Wert aufweisen. Dies kann erreicht werden, indem der Trägheitsfaktor eingestellt wird. Solchermaßen wird der Trägheitsfaktor für die Basislinie dadurch auf "1" gesetzt, und für die einzelne Scheibe wird der Trägheitsfaktor um ein Verhältnis von 100/73 bzw. mit 1,34 multipliziert. Auf ähnliche Weise wird der Trägheitsfaktor für zwei Scheiben um das Verhältnis von 100/56 bzw. mit 1,79 multipliziert. Dies führt zu einem Luftstromsignal, der für alle drei Tests bei 100 liegt.

Es wird erwünscht, daß das Luftstromsignal in einer Nachschlagtabelle als die Variable verwendet wird, um das Kraftstoff-Einspritzsystem zu betreiben, so daß bei allen Betriebszuständen, die mit der Basisträgheit kalibriert wurden, die richtige Kraftstoffmenge in den Motor eingespritzt werden wird. Für einen vorgegebenen Motor ist es wünschenswert, automatisch den Trägheitsfaktor in Bezug auf diese drei Trägheitstests beim Außenbetrieb einzustellen. Es wurde in Erfahrung gebracht, daß ein Algorithmus periodisch durchgeführt werden kann, um eine genaue Interpolation des Bereichs der Trägheitsfaktoren bereitzustellen, damit Änderungen in jedem Mo­ tor, der hergestellt wurde, oder Änderungen des im Außenbetrieb betriebenen Motors, die mit der Zeit auftreten, kompensiert werden.

Obwohl es eine Frage der Auswahl ist, kann die automatische Einstellung des Trägheitsfaktors jedesmal gemacht werden, wenn der Motor gestartet wird, oder sie kann auf der Grundlage einiger anderer Kriterien durchgeführt werden, was dazu führen würde, daß sie weniger häufig gemacht würde. Die automatische Messung wird bei einem stabilen Betriebszustand durchgeführt, und zwar vorzugsweise bei beispielsweise einem Warmmotorbetrieb, unter keiner Lastbedingung und bei einer Drehzahl von 2800 U/Min.

Es ist ebenso wünschenswert, im Labor sowohl eine Standardabweichungsberechnung an den Drehzahl-Abtastwerten der Basisträgheitsbestimmung als auch an den Drehzahl-Abtastwerten des Tests mit einer und zwei befestigten Scheiben durchzuführen. Dies führt zu Standardabweichungswerten - wie zum Beispiel für die Motor-Basisträgheit bei keiner Last und 2800 U/Min - die den Wert 30 betragen. Die an der Kurbelwelle angelegte einzelne Scheibe unter denselben Nicht-Last- und Drehzahlbedingungen führt zu einem Standardabweichungswert von 20; die bei denselben Betriebszuständen an der Kurbelwelle angelegten zwei Scheiben liefern einen Standardabweichungswert von 10.

In Anbetracht der Standardabweichungswerte, die im Labor erhalten wurden, wird die folgende Nachschlagtabelle den Träg­ heitsfaktor darstellen, der zu den aufgeführten Standardabwei­ chungswerten angepaßt ist.

Wenn so die beim Außenbetrieb gemessene Drehzahl- Standardabweichung beispielsweise 15 beträgt, würde dann der aus diesem automatischen Verfahren verwendete Trägheitsfaktor eine Interpolation sein, die wie folgt berechnet wird:

Es wurde befunden, daß durch die Untersuchung der Spektral­ dichte der Leistung oder des Frequenzgehalts der Daten für die Fälle der Basisträgheit des Motors, der Basisträgheit des Motors plus einer Scheibe und der Basisträgheit des Motors plus zwei Scheiben gezeigt, daß die Daten tatsächlich aus sowohl einem Niederfrequenz- als auch Hochfrequenzgehalt bestehen, wobei die Verteilung oder Breite der höheren Frequenzdaten in umgekehrten Bezug zum Anteil der Systemträgheit steht. Eine genaue Messung der Standardabweichung für den Zweck der Trägheitskompensierung des Luftstromsignals kann durch das Hochpaßfiltern der Drehzahldaten mit einem digitalen Filter erhalten werden, der über eine Grenzfrequenz von etwa 10 Hz verfügt, obwohl er innerhalb eines Bereichs von 5 bis 30 Hz liegen kann. Auf diese Weise kann die automatische Kompensierung des Trägheitsfaktors im Außenbetrieb durchgeführt werden, indem eine Anzahl von Dreh­ zahl-Abtastwerten akkumuliert werden und eine Standardabwei­ chungsberechnung dieser gefilterten Abtastwerte durchgeführt wird, um die gemessene Drehzahl-Standardabweichung zu erhalten; und dies kann verwendet werden, um den Trägheitsfaktor zu interpolieren.

Die Drehzahl-Abtastwerte werden bei jeder Umdrehung gemessen, und die Anzahl der Abtastwerte, auf die die Standardabweichungsberechnung angewandt wird, kann beträchtlich variieren, wobei eine größere Anzahl statistisch zuverlässiger ist. In dieser Hinsicht wird erwogen, daß so wenige wie 20 Abtastwerte oder so viele wie 2000 Abtastwerte verwendet werden. Es ist unnötig, die Abtastwerte in einer sehr kleinen Zeitspanne aufzuzeichnen, da die Einstellung des Voreinstellung-Trägheits­ faktor für den Betrieb der Motoren nicht wesentlich ist, ihn aber verbessern wird, wenn die Einstellung einmal gemacht wurde. Der Voreinstellungswert stellt ein reiches Kraftstoff/Luftver­ hältnis sicher, bis der Trägheitsfaktor eingestellt wird.

Das Flußdiagramm zum Einstellen des Trägheitsfaktors wird in Fig. 4 gezeigt und beginnt mit dem Mikroprozessor, der mit Strom versorgt wird, nachdem der Motor gestartet wurde (Block 130). Die Zeit, seit der der Motor startet, wird aufgezeichnet, und der Trägheitsfaktor wird auf einen Voreinstellungswert gesetzt (Block 132). Der Prozessor erfaßt daraufhin, ob die Zeit seit dem Start größer ist als die "Lern-Freigabezeit", ob die mittlere Drehzahl größer als die "Minimaldrehzahl" und kleiner als die "Maximaldrehzahl" ist (Block 134), und ob der abgeleite­ te Luftstrom kleiner als der "Maximal-Luftstrom während des Lernens" ist. Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, werden dann die Abtastwerte akkumuliert und gefiltert (Block 136). Nachdem die Filterung abgeschlossen wurde, wird die gefilterte Drehzahl gespeichert (Block 138) und der Prozessor führt eine Standardab­ weichungsberechnung an den Abtastwerte durch (Block 140). Der Prozessor vergleicht daraufhin die Standardabweichung mit einer Standardabweichungsberechnung für verschiedene Trägheiten, die in den Labortests gemessen wurden, und die relative Trägheit wird dadurch bestimmt (Block 142). Diese wird dann verwendet, um einen Trägheitsfaktor zu interpolieren, indem jene interpoliert werden, die im Labor zusammengetragen wurden und den unter­ schiedlichen Trägheiten entsprechen (Block 144), und ein resultietender Trägheitsfaktor wird bestimmt.

Obwohl der Trägheitsfaktor, der beschrieben wurde, beson­ ders zur Verwendung bei der Bereitstellung des Luftstromsignals geeignet ist, das verwendet wird, um den Kraftstofffluß zu adressieren (mappen), sollte es verständlich sein, daß der Trägheitsfaktor beispielsweise beim Betreiben eines elektroni­ schen Reglers nützlich sein könnte, so daß das Motordrehzahl- Steuerungssystem in Bezug auf ein unerwünschtes Überschwingen oder Unterschwingen weniger anfällig wäre, sobald die Drehzahl- Korrekturen durchgeführt werden.

Aus der vorhergehenden Beschreibung sollte es anerkannt werden, daß das Motorsteuerungssystem der vorliegenden Erfindung viele wünschenswerte Attribute aufweist. Das System führt zu einem zuverlässigen und ruckfreien Betrieb eines Motors, da es die größere zweier Drehzahl-Delta-Berechnungen verwendet, die aus der Filterung von Drehzahl-Abtastwerten erhalten werden, und es mißt ebenso zuverlässig die Systemträgheit des Motors, so daß ein Trägheitsfaktor verwendet werden kann, um das Drehzahl-Delta zu kompensieren. Dies führt zu einem korrigierten Luftstrom­ signalwert, der als eine Variable in einer Kraftstofffluß-Nach­ schlagtabelle verwendet werden kann, so daß das Kraftstoffein­ spritzsystem während des Betriebs die richtige Kraftstoffmenge bereitstellen kann.

Obwohl verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Er­ findung gezeigt und beschrieben wurden, sollte dem Fachmann auf dem Gebiet die Möglichkeit anderer Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen verständlich sein. Derartige Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen können vorgenommen werden, ohne sich vom Geist und Schutzumfang der Erfindung zu lösen, die von den anliegenden Ansprüchen bestimmt werden sollte.

Verschiedene Merkmale der Erfindung werden in den anliegen­ den Ansprüchen dargelegt.

Claims (28)

1. Gerät zum Erzeugen eines Ausgabesignals, um einen Be­ triebsparameter eines Innenverbrennungsmotors zu steuern, der eine Brennkammer und eine rotierende Kurbelwelle aufweist, wobei der Motor des Typs ist, der eine wechselnde Nicht-Verbrennungs­ takt- und Verbrennungstakt-Umdrehung aufweist, worin während der Verbrennungstakt-Umdrehungen Kraftstoff in den Brennkammermotor geführt und darin gezündet wird, wobei das Gerät folgendes umfaßt:
ein Mittel zum Bestimmen der zyklischen Motordrehzahl von ausgewählten Motorumdrehungen;
ein Mittel zum Bestimmen eines Differenzwertes zwischen der zyklischen Motordrehzahl von einer der Nicht-Verbrennungstakt- Umdrehungen und der zyklischen Motordrehzahl einer anschließen­ den Verbrennungstakt-Umdrehung und eines Differenzwertes zwi­ schen der zyklischen Motordrehzahl der Verbrennungstakt-Umdre­ hungen und der zyklischen Motordrehzahl einer anschließenden Nicht-Verbrennungstakt-Umdrehung; und
ein Mittel zum Erzeugen eines Ausgabesignals als eine Funktion des größeren der bestimmten Differenzwerte.

2. Gerät nach Anspruch 1, worin das Bestimmungsmittel der zyklischen Motordrehzahl ein Abtastmittel umfaßt, das ausgebil­ det ist, um die Kurbelwelle während ihrer Umdrehung in einer vorbestimmten Winkelstellung abzutasten und als Reaktion darauf ein Signal zu erzeugen, und ein Taktungsmittel umfaßt, um die Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgend erzeugten Signalen wäh­ rend aufeinanderfolgender Motorumdrehungen zu messen.

3. Gerät nach Anspruch 2, worin das Abtastmittel einen operativ mit der Kurbelwelle verbundenen Geschwindigkeitssensor mit veränderlicher Reluktanz umfaßt.

4. Gerät nach Anspruch 2, worin das Abtastmittel einen Magnetzünder umfaßt.

5. Gerät nach Anspruch 1, worin das Taktungsmittel und das Differenzwert-Bestimmungsmittel einen Mikroprozessor umfaßt.

6. Gerät nach Anspruch 1, worin der Motor über ein Kraftstoffeinspritzsystem verfügt, um der Brennkammer Kraftstoff zuzuführen, und worin der Betriebsparameter ein Motor-Ansaug­ luftstrom ist, wobei das Gerät weiterhin ein Mittel zum Bestim­ men der an die Brennkammer zu führenden Kraftstoffmenge umfaßt, die zumindest teilweise eine Funktion des Ausgabesignals ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, worin der Betriebsparameter ein Motor-Ansaugluftstrom ist, wobei der Wert des Luftstroms eine Funktion des Ausgabesignals ist, das mit einem Trägheitsfaktor multiplizierten wird und durch die jüngst bestimmte Zeitspanne geteilt wird.

8. Gerät nach Anspruch 7, worin das Gerät weiterhin ein Filtermittel umfaßt, wobei der Trägheitsfaktor zu einer stati­ stischen Analyse einer Mehrzahl von gefilterten Abtastwerten der gemessenen Motordrehzahl proportional ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, worin das Filtermittel ein digitales Filtermittel ist, wobei die statistische Analyse die Berechnung eines Drehzahl-Standardabweichungswerts an den Ab­ tastwerten umfaßt, nachdem die Abtastwerte mittels des digitalen Filtermittels verarbeitet wurden, um während des Betriebs des Motors bei stationären Betriebsbedingungen nur einen hochfre­ quenten veränderlichen Drehzahlgehalt, der überhalb einer vorbe­ stimmten Frequenz liegt, hindurchzulassen.

10. Gerät nach Anspruch 9, worin die vorbestimmte Frequenz innerhalb eines Bereichs von etwa 5 Hz bis etwa 30 Hz liegt.

11. Gerät nach Anspruch 9, worin die stationären Betriebs­ zustände bei keiner an den Motor angelegten Last vorliegen, wobei der Motor bei einer vorbestimmten Drehzahl betrieben wird, und zwar nachdem der Motor aufgewärmt wurde.

12. Gerät nach Anspruch 9, worin der Trägheitsfaktor bestimmt wird, indem der berechnete Standardabweichungswert verwendet wird, um eine Interpolation einer Reihe von Drehzahl- Standardabweichungswerten durchzuführen, die zuvor bestimmt wurden, wobei jeder zuvor bestimmte Standardabweichungswert bei vorbestimmten Betriebsbedingungen bestimmt wird.

13. Gerät nach Anspruch 12, worin die zuvor bestimmten Standardabweichungswerte bei drei vorbestimmten Betriebsbedin­ gungen gemessen werden, wobei jede der drei Betriebsbedingungen über einen anderen Massenwert verfügt, der operativ an der Kurbelwelle des Motors angelegt wird.

14. Gerät nach Anspruch 13, worin einer der Massenwerte Null ist, ein anderer derjenige ist, der durch eine an der Kurbelwelle befestigte Metallscheibe geliefert wird, und der dritte derjenige ist, der durch zwei an der Kurbelwelle befestigte Metallscheiben geliefert wird.

15. Gerät nach Anspruch 14, worin der Trägheitsfaktor für den Null-Massenwert "1" ist, und wobei die Betriebsbedingungen darüber hinaus das Betreiben des Motors bei einer vorbestimmten Drehzahl und einer weit geöffneten Drosselklappe umfassen.

16. Gerät nach Anspruch 1, worin das Ausgabesignal propor­ tional zur Größe des Luftstroms in den Motor ist, und wobei das Differenzwert-Bestimmungsmittel einen Mikroprozessor umfaßt, wobei der Mikroprozessor über ein Speichermittel verfügt, das ausgebildet ist, um Werte einer Nachschlagtabelle zu speichern, damit der Wert eines Kraftstoffsystemsignals bestimmt wird, das die Kraftstoffmenge steuert, die dem Motor zugeführt wird.

17. Gerät nach Anspruch 16, worin der Motor des Typs ist, der über ein Kraftstoffeinspritzsystem verfügt, und wobei das Kraftstoffsystemsignal die Kraftstoffmenge steuert, die durch das Kraftstoffeinspritzsystem der Brennkammer zugeführt wird.

18. Gerät nach Anspruch 16, worin der Motor des Typs ist, der über einen elektronisch veränderlichen Vergaser verfügt, um die Brennkammer mit Kraftstoff zu versorgen, wobei das Kraftstoffsystemsignal die Kraftstoffmenge steuert, die durch den elektronisch veränderlichen Vergaser dem Motor zugeführt wird.

19. Gerät zum Erzeugen eines Ausgabesignals, um einen Betriebsparameter eines Innenverbrennungsmotors zu steuern, der eine rotierende Kurbelwelle aufweist, wobei der Motor des Typs ist, der wechselnde Verbrennungstakt- und Nicht-Verbrennungs­ takt-Umdrehungen aufweist, worin der Kraftstoff durch ein Kraftstoffeinspritzsystem in eine Brennkammer eingespritzt wird, um während der Verbrennungstakt-Umdrehung zu zünden, wobei das Gerät folgendes umfaßt:
ein Mittel zum Bestimmen der zyklischen Motordrehzahl von drei aufeinanderfolgenden Motorumdrehungen, von denen eine eine Verbrennungstakt-Umdrehung ist;
ein Mittel zum Bestimmen eines Differenzwertes zwischen der zyklischen Motordrehzahl der Verbrennungstakt-Umdrehung und der zyklischen Motordrehzahl einer jeden der Nicht-Verbrennungstakt- Umdrehungen;
ein Mittel zum Bestimmen eines Systemträgheitswertes, der die Umlaufträgheit des Motors anzeigt; und
ein Mittel zum Erzeugen des Ausgabesignals als eine Funkti­ on des größeren Wertes der bestimmten Differenzwerten und der bestimmten Systemträgheit des Motors.

20. Gerät nach Anspruch 19, worin das Ausgabesignal propor­ tional zur Größe des Luftstroms in den Motor ist, und worin das Differenzwert-Bestimmungsmittel einen Mikroprozessor umfaßt, wo­ bei der Mikroprozessor ein Speichermittel aufweist, das ausge­ bildet ist, um in einer Nachschlagtabelle Werte zu speichern, damit der Wert eines Kraftstoffsystemsignals bestimmt wird, das die Kraftstoffmenge steuert, die durch das Kraftstoffeinspritz­ system dem Motor zugeführt wird.

21. Gerät nach Anspruch 19, worin der Betriebsparameter ein Motor-Ansaugluftstrom ist, wobei der Wert des Luftstroms eine Funktion des Ausgabesignals ist, das durch die letzte bestimmte Zeitspanne geteilt wird, wobei das Ausgabesignal den mit dem Systemträgheitswert multiplizierten größeren Differenzwert um­ faßt.

22. Gerät nach Anspruch 21, worin der Trägheitsfaktor proportional zu einer Berechnung eines Standardabweichungswerts an einer Mehrzahl von gefilterten Abtastwerten der gemessenen Motordrehzahl ist.

23. Gerät nach Anspruch 22, worin das Gerät ein digitales Filtermittel umfaßt, wobei der berechnete Drehzahl-Standardab­ weichungswert durch die Verarbeitung der Abtastwerte mittels des digitalen Filtermittels bestimmt wird, um während des Betriebs des Motors bei stationären Betriebsbedingungen nur einen hochfrequenten veränderlichen Drehzahlgehalt, der überhalb einer vorbestimmten Frequenz liegt, hindurchzulassen.

24. Gerät nach Anspruch 22, worin der Systemträgheitsfaktor bestimmt wird, indem der berechnete Drehzahl-Standardabwei­ chungswert verwendet wird, um eine Interpolation einer Reihe von Drehzahl-Standardabweichungswerten durchzuführen, die zuvor be­ stimmt wurden, wobei jeder zuvor bestimmte Standardabweichungs­ wert bei vorbestimmten Betriebsbedingungen bestimmt wird.

25. Gerät nach Anspruch 24, worin die zuvor bestimmten Standardabweichungswerte bei drei vorbestimmten Betriebsbedin­ gungen gemessen werden, wobei zwei der drei Betriebsbedingungen einen an die Motorkurbelwelle angelegten unterschiedlichen Mas­ senwert aufweisen, und die dritte einen an die Motorkurbelwelle angelegten Null-Massenwert aufweist.

26. Gerät nach Anspruch 25, worin einer der zwei Massenwer­ te derjenige ist, der durch eine an der Kurbelwelle befestigte Metallscheibe angelegt wird, und der andere derjenige ist, der durch zwei an der Kurbelwelle befestigte Metallscheiben angelegt wird.

27. Gerät nach Anspruch 26, worin der Trägheitsfaktor für den Null-Massenwert 1 ist, und wobei die Betriebsbedingungen darüber hinaus, das Betreiben des Motors bei einer vorbestimmten hohen Drehzahl umfassen.

28. Verfahren zum Erzeugen eines Ausgabesignals, das einen Betriebsparameter eines Innenverbrennungsmotors des Typs steu­ ert, der ein Motorbetriebssystem aufweist, das ein Speichermit­ tel aufweisendes Verarbeitungsmittel und ein Motordrehzahl- Abtastmittel umfaßt, wobei der Motor des Typs ist, der über wechselnde Verbrennungstakt- und Nicht-Verbrennungstakt-Umdre­ hungen verfügt, worin während der Verbrennungstakt-Umdrehung einer Brennkammer Kraftstoff zur Zündung zugeführt wird; wobei es die folgenden Schritte umfaßt:
das Bestimmen der zyklischen Motordrehzahl von ausgewählten Motorumdrehungen;
das Bestimmen eines Differenzwertes zwischen der zyklischen Motordrehzahl einer Verbrennungstakt-Umdrehung und der zykli­ schen Motordrehzahlen der vorangegangenen und folgenden Nicht- Verbrennungstakt-Umdrehungen;
das Bestimmen des größeren der vorhergehenden bestimmten Differenzwerte;
das Bestimmen eines Systemträgheitswertes, der die Umlauf­ trägheit des Motors anzeigt;
das Erzeugen eines ersten Signals als eine Funktion des bestimmten größeren Differenzwertes; und
das Erzeugen des Ausgabesignals, indem das erste Signal um einen Faktor verändert wird, der eine Funktion des Systemträg­ heitswertes ist.