DE3545397A1

DE3545397A1 - Rueckkoppelungssteuerungsverfahren fuer die leerlaufdrehzahl bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3545397A1
Application number: DE19853545397
Authority: DE
Inventors: Takahiro Asaka Saitama Iwata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1986-06-26
Also published as: GB8531495D0; JPS61145340A; FR2575225B1; FR2575225A1; GB2168830B; US4700674A; DE3545397C2; GB2168830A; JPH0243019B2

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückkopplungs- bzw. Feedbacksteuerung der Leerlaufdrehzahl bei Brennkraftmaschinen und insbesondere auf ein derartiges Verfahren, bei dem ein Anhalten oder Abwürgen der Maschine beim Übergang des Maschinenbetriebs von einem Verlangsamungszustand mit voll geschlossenem Drosselventil zu einem Rückkopplungssteuerzustand für die Leerlaufdrehzahl verhindert werden kann.

Im allgemeinen kann es leicht zum Anhalten oder Abwürgen einer Brennkraftmaschine aufgrund eines Abfalls der Maschinendrehzahl kommen, wenn die Maschine in einem Leerlaufzustand betrieben wird, während die Maschinenkühlmitteltemperatur niedrig ist oder wenn die Maschine mit elektrischen Lasten durch Scheinwerfer, elektrische Gebläse, Klimagerät etc. in einem mit der Maschine ausgestatteten Fahrzeug schwer belastet ist. Um einen solchen Nachteil auszuschalten, ist z.B. durch die japanische vorläufige Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 55-98628 ein Rückkopplungssteuerverfahren für die Leerlaufdrehzahl vorgeschlagen worden, das umfaßt, daß eine gewünschte Leerlaüfdrehzahl in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine eingestellt wird, die Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinendrehzahl und der gewünschten Leerlaufdrehzahl detektiert wird und der Maschine zusätzliche Luft in einer Menge zugeführt wird, die der detektierten Differenz entspricht, um diese Differenz auf ein Minimum herabzusetzen, um hierdurch die Maschinendrehzahl auf die gewünschte Leerlaufdrehzahl zu regeln.

Wenn bei diesem vorgeschlagenen Verfahren die obige Rückkopplungssteuerung für die Leerlaufdrehzahl ausgeführt wird, wenn sich die Maschine bei völlig geschlossenem Drosselventil zum Leerlaufbereich hin verlangsamt, kann

die Maschinendrehzahl in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur und der elektrischen Last, wie z.B. dem Klimagerät, plötzlich abnehmen. Selbst wenn dieRückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl, auf die später Bezug genommen wird, dann sofort folgend auf die plötzliche Abnahme der Maschinendrehzahl begonnen wird, kann sie der abrupten Drehzahlabnahme nicht unmittelbar folgen, um der Maschine eine benötigte Menge an zusätzlicher Luft zuzuführen, was oft zu einem Anhalten bzw. Abwürgen der Maschine führt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde, z.B. durch die japanische vorläufige Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 55-98629 ein weiteres Rückkopplungssteuerungsverfahren für die Leerlaufdrehzahl vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird beim Übergang von einem Verlangsamungszustand in einen Rückkopplungssteuerungszustand der Leerlaufdrehzahl die Menge der zusätzlichen Luft in der Verlangsamungsbetriebsart gesteuert, wobei die zum Halten der Maschinendrehzahl bei der gewünschten Leerlaufdrehzahl erforderliche Menge zusätzlicher Luft vor Beendigung des Übergangs des Maschinenbetriebs geschätzt wird und die geschätzte Menge zusätzlicher Luft der Maschine vorher zugeführt wird, bevor die Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl begonnen wird, um hierdurch einen sanften Übergang zum Leerlaufbetrieb sicherzustellen.

Selbst wenn die obige Steuerung der zusätzlichen Luft in der Verlangsamungsbetriebsart vor Beendigung des

QQ Übergangs des Maschinenbetriebs zum Rückkopplungssteuerungsbetrieb der Leerlaufdrehzahl ausgeführt wird, kann jedoch die Maschinendrehzahl plötzlich weit unter die gewünschte Leerlaufdrehzahl abfallen (d.h. es kommt zu einem Überfahren bzw. Hinausschießen der Maschinendrehzahl), wenn die Kupplung ausgerückt wird, um die Maschine und die Antriebsräder zu trennen oder wenn die Maschine durchdreht, was

zu einer Verzögerung bei der Steuerung der Maschinendrehzahl zur gewünschten Leerlaufdrehzahl führt, selbst wenn zusätzliche Luft durch das obige vorgeschlagene Verfahren vorher zugeführt worden ist, bevor die Rückkopplungssteuerung beginnt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die vorher zugeführte Menge zusätzlicher Luft vor dem Beginn der Rückkopplungssteuerung um eine vorbestimmte Menge erhöht, dann erreicht die Maschinendrehzahl nicht sofort die Leerlaufdrehzahl bei langsamer Geschwindigkeitsverringerung der Maschine (d.h. die Maschinendrehzahl macht Unterschwünge). Mit diesem Verfahren kann somit das Problem der Verzögerung beim Steuern der Maschinendrehzahl auf die gewünschte Leerlaufdrehzahl nicht gelöst werden.

Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, um eine Verzögerung beim Starten einer Rückkopplungssteuerung auszuschalten, die den obigen herkömmlichen Rückkopplungssteuerungsverfahren für die Leerlaufdrehzahl zu eigen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anhalten oder Abwürgen der Maschine zu vermeiden, selbst wenn die Maschinendrehzahl während der Verlangsamung der Maschine zum Rückkopplungssteuerungsbereich für die Leerlaufdrehzahl plötzlich abfällt.

Durch die vorliegende Erfindung soll auch sichergestellt 3Q werden, daß ein Anhalten oder Abwürgen der Maschine selbst bei einer großen elektrischen Belastung der Maschine während Verlangsamung der Maschine zum Rückkopplungssteuerungsbereich für die Leerlaufdrehzahl vermieden wird.

Durch die vorliegende Erfindung ist ein Rückkopplungssteuerungsverfahren für die Leerlaufdrehzahl für eine

Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr, einem im Ansaugrohr angeordneten Drosselventil, einem das Drosselventil im Ansaugrohr umgehenden Zusatzluftkanal und einem im Zusatzluftkanal angeordneten Steuerventil zum Steuern einer der Maschine zuzuführenden Menge zusätzlicher Luft angegeben worden, bei dem die Drehzahl der Maschine während des Leerlaufbetriebs der Maschine detektiert wird und die Ventilöffnungsdauer bzw. -periode des Steuerventils in einem Rückkopplungsbetrieb in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der detektierten Maschinendrehzahl und einem gewünschten Leerlaufdrehzahlwert gesteuert wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß (a) eine Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte höher als der gewünschte Leerlaufdrehzahlwert eingestellt wird;

(b) bestimmt wird, über welchen der Werte aus der Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte die Maschinendrehzahl abgefallen ist, wenn sich die Maschine zum gewünschten Leerlaufdrehzahlwert hin verlangsamt; (c) eine Abnahmerate der Maschinendrehzahl bei einem der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte detektiert wird, bezüglich dessen festgestellt worden ist, daß die Maschinendrehzahl über ihn abgefallen ist; (d) eine Menge zusätzlicher Luft bestimmt wird, die vom Steuerventil entsprechend dem einen beim Schritt (b) bestimmten Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte und der beim Schritt (c) detektierten Abnahmerate zugeführt wird; und (e) das Steuerventil angesteuert wird, um sich basierend auf der beim Schritt (d) bestimmten Menge zusätzlicher Luft zu öffnen.

Vorzugsweise wird die oben erwähnte,vom Steuerventil zugeführte Menge zusätzlicher Luft auf einen kleineren Wert eingestellt, wenn der eine beim Schritt (b) detektierte Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte dichter beim gewünschten Leerlaufdrehzahlwert liegt.

Vorzugsweise wird auch die Menge der vom Steuerventil zugeführten zusätzlichen Luft auf einen größeren Wert ein-

gestellt, wenn die beim Schritt (c) detektierte Abnahmerate der Maschinendrehzahl größer ist.

Des weiteren wird das Steuerventil nur geöffnet, wenn die beim Schritt (c) detektierte Abnahmerate der Maschinendrehzahl größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr, einem im Ansaugrohr angeordneten Drosselventil, einem das Drosselventil im Ansaugrohr umgehenden Zusatzluftkanal, einem im Zusatzluftkanal angeordneten Steuerventil zum Steuern einer der Maschine zuzuführenden Menge zusätzlicher Luft und zumindest einer durch die Maschine angetriebenen elektrischen Einrichtung angegeben worden, wobei die Drehzahl der Maschine während des Leerlaufbetriebs der Maschine detektiert wird und die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils in einem Rückkopplungsbetrieb in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem detektierten Maschinendrehzahlwert und einem gewünschten Leerlaufdrehzahlwert gesteuert wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß (a) eine Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte höher als der gewünschte Leerlaufdrehzahlwert eingestellt wird;

(b) eine Größe der an die Maschine durch die elektrische Einrichtung angelegten Last detektiert wird, wenn sich die Maschine zur gewünschten Leerlaufdrehzahl verlangsamt; (c) bestimmt wird, über welchen aus der Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte die Maschinen-

gQ drehzahl abgefallen ist, wenn sich die Maschine zum gewünschten Leerlaufdrehzahlwert verlangsamt ; (d) eine Abnahmerate der Maschinendrehzahl bei einem der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte detektiert wird, bezüglich dessen bestimmt worden ist, daß die Maschinen-

gc drehzahl über ihn abgefallen ist; (e) eine Menge der vom Steuerventil zugeführten zusätzlichen Luft entsprechend dem einen beim Schritt (c) bestimmten Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte und der beim Schritt (d)

detektierten Abnahmerate bestimmt wird; (f) die beim Schritt (e) in Abhängigkeit von der beim Schritt (b) detektierten Größe der Last der elektrischen Einrichtung bestimmte Menge zusätzlicher Luft korrigiert wird; und

(g) das Steuerventil angesteuert wird, um sich basierend auf der sich beim Schritt (d) bestimmten Menge zusätzlicher Luft zu öffnen.

Vorzugsweise umfaßt die Maschine eine durch die Maschine angetriebene Generatoreinrichtung zur Zuführung elektrischer Energie zur elektrischen Einrichtung, wobei die Größe der durch die elektrische Einrichtung an die Maschine angelegten Last basierend auf der detektierten Maschinendrehzahl und einem Wert eines Parameters detektiert wird, der Erzeugungs- bzw. Generatorzustände der Generatoreinrichtung anzeigt.

Das obige und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Be-Schreibung in Verbindung mit der Zeichnung weiter ersichtlich. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung eines Rückkopplungssteuersystems für die Leerlaufdrehzahl veranschaulicht, auf das das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für die Leerlaufdrehzahl nützlich ist und eine Art der VergQ änderung der Maschinendrehzahl Ne und des Ventilöffnungstastverhältnisses DOUT eines Steuerventils für die Zusatzluftmenge in bezug auf den Zeitverlauf zeigt,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Ausführung gg der Berechnung des Ventilöffnungs tastverhältnisses zeigt,

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine erfindungsgemäße Schußluft-Subroutine zeigt,

Pig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem. Signalwert E für den Generatorzustand und einem Ventilöffnungstastverhältnis DEX veranschaulicht,

Fig. 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem elektrischen Lastterm DE und einer Einstellzeitperiode TSAE eines Schußluftzeitgebers veranschaulicht, und

Fig. 7 ein Diagramm, das einen Plan zur Einstellung einer Zeitperiode TSAM des Schußluftzeitgebers veranschaulicht.

Das erfindungsgemäße verfahren wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

In Fig. 1 ist ein Rückkopplungssteuerungssystem für die Leerlaufdrehzahl schematisch veranschaulicht, auf das das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Mit einer Brennkraftmaschine 1, bei der es sich z.B. um eine Vier-Zylinder-Maschine handeln kann, sind an der Ansaugseite der Maschine 1 ein Ansaugrohr 3 mit einem an seinem offenen Ende angebrachten Luftreiniger bzw. -filter 2 und ein Auspuffrohr 4 an das Abgasseite der Maschine 1 verbunden. Im Inneren des Ansaugrohrs 3 ist ein Drosselventil 5 angeordnet, und ein Luftkanal 8 öffnet sich an seinem einen Ende 8a in das Ansaugrohr 3 an einer Stelle stromabwärts des Drosselventils 5. Das andere Ende des Ansaugkanals 8 steht mit der Atmosphäre in Verbindung und ist mit einem Luftfilter 7 versehen. Ein Steuerventil 6 für die Zusatzluft-

QQ menge (im folgenden als "Steuerventil" bezeichnet) ist an der anderen Seite des Luftkanals 8 bzw. quer zu ihm angeordnet, um die der Maschine 1 durch den Luftkanal 8 zugeführte Menge zusätzlicher Luft zu steuern. Das Steuerventil 6 ist ein Solenoidventil vom normalerweise ge-

gc schlossenen Typ und umfaßt ein Solenoid 6a und einen Ventilkörper 6b, der so angeordnet ist, daß der Luftkanal 8 geöffnet wird, wenn das Solenoid 6a erregt ist. Das Solenoid 6a ist elektrisch mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit 9 verbunden, die im folgenden

als "ECU" bezeichnet wird. Kraftstoffeinspritzventile sind in einer in das Ansaugrohr 3 vorspringenden Weise an Stellen zwischen der Maschine 1 und dem offenen Ende 8a des Luftkanals 8 angeordnet und sind mit einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe verbunden sowie mit der ECU 9 elektrisch verbunden.

Mit dem Drosselventil 5 ist ein Sensor 11 für die Drosselventilöffnung (9th) verbunden. Ein Absolutdrucksensor 13 (PBA-Sen-

^q sor) ist in Verbindung mit dem Ansaugrohr 3 durch einen Kanal 12 an einer Stelle stromabwärts des offenen Endes 8a des Luftkanals 8 vorgesehen, während ein Sensor 14 für die Maschinendrehwinkelposition (Ne) am Körper der Maschine 1 angebracht ist. Sämtliche Sensoren sind mit der ECU 9 elektrisch verbunden. Der Ne-Sensor 14 erzeugt nacheinander ein Kurbelwinkelsignal (im folgenden als "TDC-Signal" bezeichnet) bei einer Kurbelwinkelposition vor einem vorbestimmten Kurbelwinkel in bezug auf den oberen Totpunkt (TDC) beim Beginn eines Ansaughubs

2Q eines jeden Zylinders und führt das TDC-Signal der ECU 9 zu.

Die einen Enden elektrischer Einrichtungen 15, wie z.B. von Scheinwerfern, eines angetriebenen Kühlerventilators, eines

OC Heizventilators, sind mittels entsprechender Schalter 15a elektrisch mit einer Verbindungsstelle 16a verbunden, während die anderen Enden geerdet sind. Zwischen der Verbindungsstelle bzw. dem Knotenpunkt 16a und Erde sind parallel eine Batterie 16, ein Wechselstromgenerator 17 und ein Regler 18 angeordnet, der eingerichtet ist, um den Generator 17 in Abhängigkeit von der Last an den elektrischen Einrichtungen 15 Feldwicklungsstrom zuzuführen. Ein Ausgangsanschluß 18a des Reglers 18 für den Feldwicklungsstrom ist über einen Sensor 19 für den Generator-

__ zustand mit einem Eingangsanschluß 17a des Generators 17

für den Feldwicklungs- bzw. Erregerstrom verbunden. Der Sensor 19 für den Generatorzustand liefert der ECU 9 ein Signal, das die Generatorzustände des Generators 17 darstellt (z.B. ein Signal E, das einen Spannungspegel

entsprechend einem vom Regler 18 dem Generator 17 zugeführten Feldwicklungsstrom besitzt).

Der Generator 17 ist mechanisch mit einer nicht gezeigten Ausgangswelle der Maschine 1 verbunden, um durch diese angetrieben zu werden, und versorgt die elektrischen Einrichtungen 15 mit elektrischer Energie, wenn die entsprechenden Schalter 15a geschlossen (EIN) sind. Wenn die zum Antreiben der elektrischen Einrichtungen 15 benötigte Energie bzw. Spannung die Generatorkapazität des Generators 17 übersteigt, liefert die Batterie 16 wiederum elektrische Energie, die den Mangel kompensiert. Die ECU wird entsprechend mit Signalen für Maschinenbetriebszustandsparameter vom Sensor 11 für die Drosselventilöffnung, vom Absolutdrucksensor 13 und dem Ne-Sensor 14 sowie einem Generatorzustandssignal vom Generatorzustandsensor 19 versorgt. Die ECU 9 umfaßt eine Eingangsschaltung 9a mit Funktionen, wie z.B. der Wellenform-Formung und Spannungspegelverschiebung für Eingangssignale und der Umwandlung von Analogsignalen in Digitalsignale, eine Zentraleinheit 9b (im folgenden als "CPU" bezeichnet), eine- Speichereinrichtung 9c zum Speichern von durch die CPU 9b ausgeführten Berechnungsprogrammen und Berechnungsergebnissen, und eine Ausgangsschaltung 9d zum Zuführen von Treibersignalen zu den Kraftstoffeinspritzventilen 10 und dem Steuerventil 6. Die ECU 9 detektiert Maschinenbetriebszustände und Maschinenlastzustände, wie z.B. elektrische Lasten, basierend auf Signalwerten für Maschinenzustandsparameter, und einem 3Q Signalwert für den Generatorzustand, und stellt einen gewünschten Leerlaufdrehzahlwert ein, der in Abhängigkeit von diesen detektierten Zuständen der Maschine während eines Leerlaufbetriebs zugeführt werden soll. Die ECU 9 berechnet auch die der Maschine 1 zuzuführende gg Kraftstoffmenge (d.h. die Ventilöffnungsperiode der Kraftstoffeinspritzventile 10) und die zusätzliche Luftmenge (d.h. das Ventilöffnungstast bzw. -leistungsverhältnis DOUT des Steuerventils 6), die jeweils den Kraftstof feinspritz-

ventilen 10 und dem Steuerventil 6 mit Treibersignalen in Abhängigkeit von den jeweiligen Berechnungsergebnissen zuzuführen sind.

Das Solenoid 6a des Steuerventils 6 wird erregt, um den Ventilkörper 6b für eine Ventilöffnungsperiode entsprechend dem durch die ECU 9 berechneten Ventilöffnungstastverhältnis zu öffnen, so daß eine gewünschte Menge zusätzlicher Luft entsprechend der Ventilöffnungsperiode der Maschine 1 durch den Luftkanal 8 und den Ansaugkanal 3 zugeführt wird.

Wenn die Menge zusätzlicher Luft erhöht wird, indem die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6 auf einen größeren Wert eingestellt wird, wird der Maschine 1 eine erhöhte Gemischmenge zugeführt, um die Maschinenausgangsleistung und entsprechend die Maschinendrehzahl zu erhöhen. Wenn andererseits die Ventilöffnungsperiode auf einen kleineren Wert eingestellt wird, wird der Maschine eine verringerte Gemischmenge zugeführt, um hierdurch die Maschinendrehzahl herabzusetzen. Auf diese Weise wird die Maschinendrehzahl gesteuert, indem die Menge zusätzlicher Luft, d.h. die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils 6, während des Leerlaufs der Maschine gesteuert wird.

Die Kraftstoffeinspritzventile 10 werden jeweils während einer durch die ECU 9 berechneten Ventilöffnungsperiode geöffnet, um hierdurch die Maschine 1 mit einer erforder-QQ liehen Kraftstoffmenge zu versorgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, die eine Art und Weise der Veränderung der Maschinendrehzahl Ne und des \fentilöffnungstastverhältnisses DOUT des Steuerventils 6 für die Zusatzluftmenge in bezug auf den Zeitverlauf zeigt.

Erfindungsgemäß sind erste, zweite und dritte vorbestimmte Werte NSAl , NSA2 , NSA3 vorgesehen und auf Zwischenwerte zwischen einem vorbestimmten Drehzahlwert NA und der oberen Grenze NH des gewünschten Leerlaufdrehzahlwerts eingestellt. Wenn die Maschinendrehzahl über jeden der vorbestimmten Werte NSAl , NSA2 und NSA3 abfällt, wird die Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinendrehzahl und einen vorhergehenden Wert der Maschinendrehzahl, d.h. die Abnahmerate ANe, detektiert. 10

Wenn diese Abnahmerate ÄNe größer als ein vorbestimmter Wert NSA ist, wird der Wert des Tastverhältnisses DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils 6 auf einen vorbestimmten Wert DSA (z.B. 100% oder vielleicht 80% in Abhängigkeit von der Öffnungsfläche des Steuerventils 6) eingestellt und bei diesem Wert während einer Zeitperiode gehalten, die gleich der Summe einer durch den durchquerten vorbestimmten Drehzahlwert und die Abnahmerate ÄNe bestimmten Zeitperiode ^un(3 einer durch die durch die elektrischen Einrichtungen 15 angelegten Last bestimmten Zeitperiode ist, um hierdurch der Maschine 1 zusätzliche Luft zuzuführen (im folgenden als "Luftschuß-Steuerung" bezeichnet).

Um dies näher auszuführen: Wenn sich die Maschine in einem Verlangsamungszustand zur gewünschten Leerlaufdrehzahl hin bei voll geschlossenem Drosselventil befindet und die Maschinendrehzahl Ne unterhalb des vorbestimmten Drehzahlwerts NA (zu einer Zeit ti in Fig. 2) QQ liegt, wird das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils 6 auf einen Anfangswert DXREF + DE eingestellt, der beim Beginn der Rückkopplungssteuerung angewendet wird (Zeitperiode tl3 - tl4, wenn die Maschine längs einer ausgezogenen Linie a in Fig. 2 verge langsamt, Zeitperiode t8 - .tl4, wenn die Maschine längs einer strichpunktierten Linie b verlangsamt, und Zeitperiode tu - tl4, wenn die Maschine längs einer gestrichelten Linie c verlangsamt) ( in Teil (B) von Fig. 2).

Wenn die Maschine längs der ausgezogenen Linie a in Fig. langsam die Geschwindigkeit verringert, wird jedesmal, wenn die Maschinendrehzahl Ne über den ersten, zweiten oder dritten vorbestimmten Wert NSAl, NSA2, NSA3 abfällt, zur Zeit it5), (t9) oder (tl2) die Abnahmerate Δ Ne erhalten. Da die Abnahmerate ^Ne einen Wert kleiner als der vorbestimmte Wert^NSA zeigt, wenn die Maschine längs der ausgezogenen Linie a verlangsamt, wird dann bestimmt, daß sich die Maschine 1 im Zustand mit langsam verringernder Geschwindigkeit bei irgendeinem der vorbestimmten Drehzahlwerte befindet, und dementsprechend wird der Maschine fortlaufend zusätzliche Luft bei einem Ventilöffnungstastverhältnis gleich dem eingestellten Anfangswert DXREF + DE von der Zeit (ti), zu der die Maschinendrehzahl unter den vorbestimmten Drehzahlwert NA gefallen ist, bis zu der zeit (tl3) zugeführt, zu der die Maschinendrehzahl die obere Grenze NH der gewünschten Leerlaufdrehzahl erreicht, bei der die Rückkopplungssteuerung beginnt (als "Verlangsamungsbetriebssteuerung" bezeichnet). Indem so der Maschine eine im Verlangsamungsbetrieb bestimmte Menge zusätzlicher Luft der Maschine von der Zeit an, zu der die Maschinendrehzahl Ne unter den vorbestimmten Drehzahlwert NA abgefallen ist, bis zu der Zeit zugeführt wird, zu der die Maschinendrehzahl die obere Grenze NH der gewünschten Leer lauf drehzahl -erreicht, wobei die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb begonnen wird, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, kann der übergang zur Steuerung im Rückkopplungsbetrieb sanft bewirkt werden, ohne daß die

OQ Maschinendrehzahl weit unter die gewünschte Leerlaufdrehzahl abfällt.

Von der Zeit (tl3) an , zu der die Maschinendrehzahl unter die obere Grenze NH der gewünschten Leerlaufdreh-

_oc zahl abfällt, wird das Tastverhältnis DOUT der Ventilcio

öffnung des Steuerventils 6 auf die Weise einer Rückkopplung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der gewünschten Leerlaufdrehzahl und der tatsächlichen Maschinen-

drehzahl gesteuert, um die Maschinendrehzahl auf einen Wert zwischen der oberen Grenze NH und einer unteren Grenze NL zu halten, die um einen vorbestimmten Wert kleiner als die obere Grenze NH ist. 5

Wenn im Maschinenbetrieb ein Übergang vom Leerlaufzustand zum Beschleunigungszustand durch Öffnen des Drosselventils 5 (nach einer Zeit tl4 in Teil (A) von Fig. 2) erfolgt, wird das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung allmählich von einem Anfangswert, der unmittelbar vor Öffnen des Drosselventils 5 eingestellt wurde, auf 0 verringert (nach der Zeit tl4 in Teil (B) von Fig. 2; nachfolgend als "Beschleunigungsbetriebssteuerung" bezeichnet). Indem so die Menge zusätzlicher Luft wie oben festgestellt allmählich verringert wird, kann der Übergang des Maschinenbetriebs vom Leerlaufzustand zum Beschleunigungszustand sanft und glatt stattfinden.

Wenn die Maschinendrehzahl Ne abrupt abnimmt, z.B. längs der strichpunktierten Linie b in Teil (A) von Fig. 2, wird die Abnahmerate ^Ne der Maschinendrehzahl, die detektiert wurde, als der erste vorbestimmte Wert NSAl (zur Zeit t2 in Fig. 2) überschritten wurde, mit dem vorbestimmten Wert ^NSA verglichen. Wenn die Abnahmerate Δ Ne größer als der vorbestimmte Wert 2^NSA ist, wird bestimmt, daß sich die Maschine in einem abrupten Verlangsamungszustand befindet, und dann wird das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils 6 auf einen vorbestimmten Wert DSA (100%) über einen Zeitraum, d.h. eine Zeitperiode, TSA eingestellt und gehalten, der gleich der Summe einer durch den vorbestimmten Wert NSAl und die Abnahmerate A ^Ne bestimmten Zeitperiode TSAM und einer anderen durch die elektrischen Einrichtungen 15 angelegte Last bestimmten Zeitperiode TSAE ist, d.h.

TSA = TSAM + TSAE, und eine dem eingestellten vorbestimmten Tastverhältnis DSA der Ventilöffnung entsprechende Menge zusätzlicher Luft wird der Maschine 1 (während einer Zeitperiode TSA, beginnend mit der Zeit t'2 in Fig. 2)

zugeführt. Die Luftschußsteuerung wird auf dieselbe Weise wie oben beschrieben auch ausgeführt, wenn die Maschinendrehzahl den vorbestimmten Wert NSA2 überschreitet, der kleiner als der vorbestimmte Wert NSAl ist, und auch den anderen vorbestimmten Wert NSA3 überschreitet, der noch kleiner als NSA2 ist (zur Zeit t3 und t6 in Fig. 2). Wenn die Maschinendrehzahl die vorbestimmten Werte NSA2 , NSA3 überschreitet, wenn die Schußluftsteuerung bereits begonnen worden ist, wird die

IQ bereits bewirkte Schußluftsteuerung fortgesetzt. Die gestrichelte Linie c in Fig. 2 zeigt eine Änderung in der Maschinendrehzahl, deren Abnahmerate Λ Ne einen derart kleinen Wert besitzt, daß die Schußluftsteuerung nicht benötigt wird, wenn der erste vorbestimmte Wert

I^ NSAl überschritten wird (zur Zeit t4 in Fig. 2), gefolgt von einem abrupten Abfall in der Maschinendrehzahl zwischen dem ersten vorbestimmten Wert NSAl und dem zweiten vorbestimmten Wert NSA2 , was beispielsweise durch eine neu hinzugefügte Last bei den elektrischen Ein-

2Q richtungen 15 bewirkt wird. Wenn die Maschinendrehzahl in diesem Fall über den zweiten vorbestimmten Wert NSA2 (zur Zeit t7 in Fig. 2) abfällt, wird die Schußluftsteuerung ausgeführt (während einer Zeitperiode von t'7 bis TSA in Teil (B) von Fig. 2).

Wenn die in bezug auf den vorbestimmten Wert NSA2 bestimmte vorbestimmte Zeitperiode TSA noch nicht verstrichen ist, selbst wenn die Maschinendrehzahl Ne unter die obere Grenze NH fällt, die einen Drehzahlwert zum Starten

„g der Rückkopplungssteuerung darstellt (zur Zeit t8), wird die oben erwähnte Zufuhr der Menge zusätzlicher Luft (DOUT = DSA) fortlaufend mit Priorität für die Rückkopplungssteuerung bewirkt. Wenn die vorbestimmte Zeitperiode TSA (zur Zeit t'10) verstrichen ist, wird die

_Qf. Rückkopplungssteuerung begonnen, wobei das Tastverhältnis auf DXREF + DE als Anfangswert eingestellt ist. Wie oben beschrieben wurde, kann die Maschinendrehzahl Ne, selbst wenn sie plötzlich zu einem beliebigen Zeitpunkt

im Verlauf der Verlangsamung plötzlich abfällt, sanft, glatt und genau auf die gewünschte Leerlaufdrehzahl durch die Schußluftsteuerung gebracht werden, die mit einer Anzahl vorbestimmter Drehzahlwerte bewirkt wird.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Routine für die Berechnung des Tastverhältnisses DOUT der Ventilöffnung zeigt, die durch die CPU 9b in der ECU 9 bei Eingabe eines jeden TDC-Signalimpulses vom Ne-Sensor 15 ausgeführt wird.

Beim Schritt 1 wird eine Bestimmung ausgeführt, ob ein das Zeitintervall zwischen einem gegenwärtigen TDC-Signalimpuls und einem unmittelbar vorhergehenden TDC-Signalimpuls darstellender Wert Me, der proportional zum Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne ist, größer als ein Wert MA entsprechend dem Reziprokwert der vorbestimmten Drehzahl (z.B. 1500 U/min) ist. Wenn die Antwort auf die Bestimmung beim Schritt 1 verneinend ist (Me = MA besteht nicht), ist die Maschinendrehzahl Ne somit größer als der vorbestimmte Wert NA, wobei eine Zufuhr zusätzlicher Luft zur Maschine nicht erforderlich ist, wodurch das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils 6 beim Schritt 2 auf 0 gesetzt wird (nachfolgend als "Zufuhrstoppbetrieb" bezeichnet).

Wenn die Antwort bei der Bestimmung beim Schritt 1 be-30

stätigend oder Ja ist (Me = MA gilt), d.h. wenn die Maschinendrehzahl kleiner als der vorbestimmte Wert NA (nach einer Zeit ti in Fig. 2) ist, wird beim Schritt 3 bestimmt, ob das Drosselventil 5 im wesentlichen geschlossen ist oder nicht. Wenn das Drosselventil 5 im wesentlichen geschlossen ist, wird beim Schritt 4 bestimmt, ob der zum Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne proportionale Wert Me größer als ein Wert ist, der dem Reziprokwert der oberen Grenze NH der gewünschten

Leerlaufdrehzahl entspricht oder nicht. Wenn die Antwort verneinend oder Nein ist, d.h. wenn die Maschinendrehzahl größer als die obere Grenze NH der gewünschten Leerlaufdrehzahl ist, schreitet das Programm zum Schritt 5 fort. Beim Schritt 5 wird eine Bestimmung ausgeführt, ob die vorhergehende Steuerschleife im Rückkopplungsbetrieb ausgeführt wurde oder nicht. Die Antwort auf die Frage beim Schritt 5 ist nur dann bestätigend oder Ja, wenn die Maschinendrehzahl über die obere Grenze NH ^q der gewünschten Leerlaufdrehzahl bei leerlaufender Maschine aufgrund einer äußeren Störung oder einer Änderung in der elektrischen Last angestiegen ist, wie nachfolgend beschrieben wird. Wenn daher die Maschine bei völlig geschlossenem Drosselventil 5 ver-.,. langsamt und zugleich die Bestimmung beim Schritt 4 verneinend oder Nein ist (eine Zeitperiode zwischen Zeiten ti und tl3 beim Verlauf längs der ausgezogenen Linie a, eine Zeitperiode zwischen Zeiten ti und t8 längs der strichpunktierten Linie b oder eine

Zeitperiode zwischen Zeiten ti und tll beim Verlauf ZU

längs der gestrichelten Linie c in Fig. 2), schreitet das Programm zum Schritt 6 fort, um das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung im Verlangsamungsbetrieb zu berechnen.

Das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung wird im Verlangsamungsbetrieb durch Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet:

DOUT= DXREF +DE (1)

wobei DXREF einen Mittelwert des Tastverhältnisses DOUT der Ventilöffnung darstellt, die in einem Rückkopplungssteuerungsbetrieb bestimmt worden ist, wenn

sämtliche elektrischen Einrichtungen 15 in Fig. 1 aus-35

geschaltet bleiben. Der Wert DXREF wird auch als Basiswert verwendet, um einen beim Beginn der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb verwendeten Anfangswert einzustel-

len. DE stellt einen Korrekturwert dar, der in Abhängigkeit von Lastzuständen der elektrischen Einrichtungen 15 eingestellt wird, d.h. er ist ein elektrischer Lastterm. Durch die Verwendung des elektrischen Lastterms kann der erhöhte Einfluß der Last der elektrischen Einrichtung 15 auf die Maschinendrehzahl bewältigt werden, wenn die Maschinendrehzahl unterhalb NA liegt, während der Einfluß vergleichsweise klein ist, wenn die Maschinendrehzahl oberhalb NA liegt. 10

Zu diesem Zweck wird ein Wert DEX aus einer in der Speichereinrichtung 9c in der ECU 9 gespeicherten Tabelle für ein Generatorzustandssignal E bei einem Tastverhältnis DEX der Ventilöffnung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des in Fig. 1 gezeigten Sensors 19 für den Generatorzustand ausgelesen. Mehr im einzelnen, ein Tastverhältniswert DEX der Ventilöffnung wird bei einem Referenzdrehzahlwert (z. B. 700 U/min) aus einer in Fig. 5 gezeigten Tabelle für das Generatorzustandssignal E bei Tastverhältnis DEX für die Ventilöffnung (DEX-Generatorzustandssignal E) in Abhängigkeit vom Generatorzustandssignal E ausgelesen. In Fig. 5 sind als Generatorzustandssignal vorbestimmte Werte El (z.B. IV), E2 (z.B. 2V), E3 (z.B. 3V) und E4 (z.B. 4,5V) vorgesehen, während als Basiskorrekturwert vorbestimmte Tastverhältniswerte DEl (z.B. 50%), DE2 (z.B. 30%), DE3 (z.B. 10%) und DE4 (z.B. 0%) für die Ventilöffnung vorgesehen sind,die jeweils den obigen vorbestimmten Spannungswerten entsprechen.

Wenn das Generatorzustandssignal E einen Wert zeigt, der zwischen benachbarte vorbestimmte Werte fällt, wird ein Tastverhältniswert DEX für die Ventilöffnung durch eine Interpolationsberechnung erhalten.

Indem der so ausgelesene DEX-Wert als ein Wert entsprechend dem Referenzdrehzahlwert in der folgenden Gleichung (2) substituiert wird, wird ein elektrischer Last-

term DEn entsprechend der Maschinendrehzahl berechnet. DEn = KE X DEX (2)

wobei KE einen Korrekturkoeffizienten darstellt, der

basierend auf der Differenz zwischen einem dem Reziprokwert der Referenzdrehzahl in Umdrehungen pro Minute (700 U/min) und dem Wert Me durch die folgende Gleichung (3) berechnet wird.
10

KE =/£ X (Mec - Me) + 1 (3)

wobei \ eine Konstante darstellt (z.B. 8 · 10 ).

Der Grund dafür, daß der elektrische Lastterm DEm als eine Funktion des Generatorzustände entsprechend dem Feldwicklungsstrom im Generator darstellenden Signals E und der Maschinendrehzahl Ne eingestellt wird, ist, daß die während des Betriebs des Generators an die Maschine angelegte Last eine Große proportional zur erzeugten Elektrizitätsmenge (Energiebetrag) besitzt, die als eine Funktion des Feldwicklungsstroms und der Maschinendrehzahl, d.h. der Rotordrehzahl des Generators gegeben wird.

Durch Verwendung des Mittelwerts DXREF des Tastverhältnisses für die Ventilöffnung im Rückkopplungssteuerbetrieb als Basiswert, der beim Beginn des Rückkopplungssteuerungsbetriebs verwendet wird, kann Schwankungen in

QQ der Menge der der Maschine tatsächlich zugeführten zusätzlichen Luft aufgrund von Veränderungen in den Betriebseigenschaften des Steuerventils 6 begegnet werden, die auf einer Verschlechterung im Arbeiten des Steuerventils 6 und Verstopfen des Luftfilters 7 zuzuschrei-

gg bende Alterungsveränderungen zurückzuführen sind.

Wenn die Antwort beim Schritt 4 Ja ist, (Me = MH), d.h. wenn die Maschinendrehzahl Ne unterhalb der vorbestimm-

ten oberen Grenze NH der gewünschten Leerlaufdrehzahl ist (zur Zeit tl3 auf der ausgezogenen Linie a, zur Zeit t8 auf der strichpunktierten Linie b oder zur Zeit tll auf der gestrichelten Linie c in Fig.2), schreitet das Programm zur Schritt 7 fort, um zu bestimmen, ob die vorbestimmte Zeitperiode TSA in Fig. 2 verstrichen ist oder nicht, d.h. ob ein Zählwert TSA eines Zeitgebers Null ist, der durch die Schußluftsubroutine eingestellt wird, auf die später Bezug genommen wird.

Wenn die Antwort bestätigend oder Ja ist, schreitet das Programm zum Schritt 8 fort, um das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung im Rückkopplungsbetrieb zu berechnen, während, wenn die Antwort Nein ist (zwischen den Zeiten tll und t'l auf der gestrichelten Linie c in Fig. 2), das Programm zum Schritt 6 fortschreitet.

Das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung wird im Rückkopplungsbetrieb beim Schritt '8 durch die folgende Gleichung (4) berechnet:

DOUT = DAIn +DP (4)

wobei DAIn einen integralen Steuerterm und DP einen proportionalen Steuerterm darstellen. Der integrale Steuertermwert DAIn, der in der gegenwärtigen Schleife verwendet wird, wird auf die Summe des unmittelbar vorhergehenden Wertes DAIn-I des in der Speichereinrichtung 9c in der ECU 9 (in Fig. 1) gespeicherten integralen Steuerterms, eines in Abhängigkeit von der Differenz zwisehen der tatsächlichen Maschinendrehzahl und der gewünschten Leerlaufdrehzahl bestimmten Korrekturwerts Δ DI und eines der durch die elektrischen Einrichtungen 15 angelegten Last entsprechenden Korrekturwerts DE eingestellt, d.h.

DAIn = DAIn-I + Δ DI + DE. Wenn der Schritt 8 das erstegg mal ausgeführt wird, wird der Anfangswert des unmittelbar vorhergehenden integralen Steuertermwerts DAIn-I auf einen beim Schritt 6 bestimmten Wert des Tastverhältnisses der Ventilöffnung (DXREF + DE) eingestellt. Der

proportionale Steuertermwert DP wird auf einen Wert entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinendrehzahl und der gewünschten Leerlaufdrehzahl eingestellt.
5

Während der Leerlaufdrehzahlsteuerung im Rückkopplungsbetrieb kann die Maschinendrehzahl Ne die obere Grenze NH der gewünschten Leerlaufdrehzahl aufgrund äußerer Störungen oder Löschens bzw. Ausgehens der elektrischen Last zeitweilig überschreiten. Sobald jedoch die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb beginnt, wird dieselbe Rück— kopplungssteuerung solange ausgeführt, wie das Drosselventil 5 völlig geschlossen ist, so daß ein Anhalten bzw. Abwürgen der Maschine nie auftreten wird. Außerdem kann durch die Steuerung im Rückkopplungsbetrieb die Steuerung der Maschinendrehzahl rascher und genauer als bei der Steuerung im Verlangsamungsbetrieb ausgeführt werden. Wenn daher die Maschinendrehzahl Ne die obere Grenze NH der gewünschten Leerlaufdrehzahl durch äußere Störungen oder Ausgehen der elektrischen Last zeitweilig überschreitet, so daß beim Schritt 4 Me = MH nicht besteht, wird erfindungsgemäß der Schritt 5 ausgeführt um zu bestimmen, ob die vorhergehende Schleife im Rückkopplungsbetrieb ausgeführt wurde oder nicht. Bei dieser Gelegenheit sollte die Antwort beim Schritt 5 bestätigend oder Ja sein, und daher schreitet die Ausführung zu den Schritten 7 und 8 fort. Dementsprechend wird die Steuerung fortgesetzt im Rückkopplungsbetrieb ausgeführt.

Wenn das Drosselventil 5 während der Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl geöffnet wird (in Fig. 2 zur Zeit tl4), ist die Antwort auf die Frage beim Schritt 3 verneinend oder Nein, und dann schreitet das Programm zum Schritt 9 fort, wo das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung im Beschleunigungsbetrieb berechnet wird. Diese Steuerung im Beschleunigungsbetrieb wird bewirkt um zu verhindern, daß die Zufuhr zusatz-

licher Luft vom Steuerventil 6 plötzlich gestoppt wird, wenn ein übergang im Maschinenbetrieb vom Leerlaufbetrieb zum Beschleunigungsbetrieb bei geöffnetem Drosselventil stattfindet. Das bei der Steuerung im Beschleunigungsbetrieb verwendete Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung wird erhalten, indem ein vorbestimmter WertÄDACC bei jeder Erzeugung des TDC-Signalimpulses von einem unmittelbar vorhergehenden Wert des Tastverhältnisses der Ventilöffnung subtrahiert wird, wobei der Anfangswert auf einen integralen Steuertermwert DAIn-I eingestellt wird, der bei der Steuerung im Rückkopplungsbetrieb eingestellt wurde, unmittelbar bevor das Drosselventil 5 geöffnet wird. Diese Subtraktion wird fortgesetzt, bis das Tastverhältnis für die Ventilöffnung Null ist.

Nachdem das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung bei einem der oben erwähnten Schritte 2, 6, 8 und 9 berechnet worden ist, schreitet das Programm zum Schritt 10 fort, um die Schußluft-Subroutine gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen, die in Fig. 4 gezeigt ist.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Als erstes wird beim Schritt 40 eine Bestimmung ausgeführt, ob die Schußluftsteuerung zur Zeit der Erzeugung des unmittelbar vorhergehenden Impulses des TDC-Signals ausgeführt wurde oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt 40 verneinend oder Nein ist, wird von den Schritten 41 bis 46 bestimmt, ob die Maschinendrehzahl Ne während des Zeitintervalls zwischen der Erzeugung des unmittelbar vorhergehenden Impulses des TDC-Signals und der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses dieses Signals über irgendeinen der vorbestimmten Werte NSAl, NSA2 oder NSA3 abfällt oder nicht. Das heißt, es wird beim Schritt 41 bestimmt, ob ein zum Reziprokwert der Maschinendrehzahl proportionaler Wert Men bei der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals größer als ein den Reziprokwert der ersten vorbestimmten Dreh-

zahl NSAl (z.B. 1100 ü/min) entsprechender Wert MSAl ist oder nicht, und dann wird beim Schritt 42 bestimmt, ob ein dem Reziprokwert der Maschinendrehzahl Ne zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals entsprechender Wert Men-1 kleiner als der oben erwähnte Wert MSA 1 ist oder nicht (Nen-1 ^ NSAl). Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt 41 verneinend oder Nein ist (Ne = NSAl), dann wird das gegenwärtige Subprogramm beendet. Wenn die Bestimmung beim Schritt und auch beim Schritt 42 bestätigend oder Ja ist, bedeutet dies, daß die Maschinendrehzahl über den ersten vorbestimmten Wert NSAl während des Zeitintervalls zwischen der Erzeugung des unmittelbar vorhergehenden Impulses und des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals abgefallen ist. Dann schreitet das Programm zum Schritt 47 fort.

Wenn der Wert Me größer als der Wert MSAl sowohl zur Zeit der Erzeugung des vorhergehenden Impulses als auch des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals ist, d.h.

wenn die Maschinendrehzahl Ne kleiner als der Wert NSAl ist, wird bei den Schritten 43 und 44 auf dieselbe Weise wie bei den Schritten 41 und 42 bestimmt, ob die Maschinendrehzahl Ne über den zweiten vorbestimmten Wert NSA2 abgefallen ist oder nicht. Das heißt, wenn ein Wert Men zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals größer als der zum Reziprokwert des zweiten vorbestimmten Werts NSA2 (z.B. 1100 U/min) proportionale Wert MSA2 ist, was bedeutet, daß beim Schritt 43 die Beziehung Men > MSA2 nicht besteht, wird das laufende Subprogramm beendet. Wenn sowohl Men > MSA2 als auch Men-1 "^ MSA2 bestehen (das Ergebnis der Bestimmung beim Schritt 44 ist bestätigend), dann schreitet das Programm zum Schritt 47 fort.

Wenn der Wert Men sowohl zur Zeit der Erzeugung des unmittelbar vorhergehenden Impulses als auch zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals

größer als der vorbestimmte Wert MSA2 ist, d.h. wenn die Maschinendrehzahl Ne kleiner als der zweite vorbestimmte Wert NSA2 ist, wird bei den Schritten 45 und 46, wie dies bei den Schritten 43 und 44 erfolgte, eine Bestimmung ausgeführt, ob die Maschinendrehzahl über den dritten vorbestimmten Wert NSA 3 abgefallen ist oder nicht. Mehr im einzelnen, wenn der Wert Men zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals größer als ein dem Reziprokwert des dritten vorbestimmten Werts NSA3 (z.B. 800 ü/min) entsprechender Wert MSA3 ist, d.h. wenn beim Schritt 45 die Beziehung Men > MSA3 nicht besteht, wird das Subprogramm beendet. Wenn sowohl Men > MSA3 als auch Men-1< MSA3 gelten (die Bestimmung beim Schritt 46 ist bestätigend), dann schreitet das Subprogramm zum Schritt 47 fort.

Beim Schritt 47 wird eine Abnahmerate ^Me (= Men - Men-4) der Maschinendrehzahl von einem zur Zeit der Erzeugung des gegenwärtigen Impulses des TDC-Signals detektierten 2Q Men-Wert und einem Wert Men-4 berechnet, der zur Zeit der Erzeugung eines vorhergehenden Impulses des TDC-Signals entsprechend demselben Zylinder, der dem gegenwärtigen Impuls entspricht, detektiert wurde (der detektierte Wert Men-4 ist in der Speichereinrichtung 9c der ECU 9 gespeichert), und dann wird bestimmt, ob der Wert Δ Me größer als ein dem Reziprokwert des vorbestimmten Werts ^NSA entsprechender vorbestimmter Wert ^MeSA ist oder nicht. Indem so der zur Zeit der Erzeugung eines vierten TDC-Signalimpulses vor dem gegen-Q₀ wärtigen TDC-Signalimpuls detektierte Wert Men-4 verwendet wird, ist es möglich, die AbnahmerateΛ Me genau unabhängig vom Fertigungsfehler und vom Montagefehler des Ne-Sensors 14 zu bestimmen. Wenn diese Fehler jeweils in zulässigen Bereichen liegen, kann der unmittelgg bar vorhergehende Wert Men-1 anstelle des Wertes Men-4 verwendet werden. Wenn die Bestimmung beim Schritt 47 bestätigend oder Ja ist, d.h. wenn die Abnahmerate ΔMe der Maschxnendrehzahl größer als der vorbestimmte Wert

ist, wird bestimmt, daß sich die Maschine in einem plötzlichen Verlangsamungszustand befindet. Dann schreitet das Subprogramm zum Schritt 48 fort, wo der elektrische Lasttermwert DE berechnet wird, und ein Wert der Zeitperiode TSAE für eine Schußluftsteuerung entsprechend dem berechneten Wert DE des elektrischen Lastterms, d.h. entsprechend Betriebszuständen der elektrischen Einrichtungen 15, wird aus einer DE-TSAE-Tabelle erhalten.

Fig. 6 zeigt die DE-TSAE-Tabelle, bei der der Wert TSAE so eingestellt wird, daß er sich erhöht, wenn der Wert DE zunimmt. Es wird nun wieder auf Fig. 4 Bezug genommen. Aus einem in Fig. 7 dargestellten MSA-Me-Plan wird beim Schritt 49 ein Wert der Zeitperiode TSAM ausgelesen, der dem vorbestimmten Wert MSA und dem Wert Δ Me entspricht. In dem in Fig. 7 gezeigten MSA- ÄMe-Plan sind vier vorbestimmte Werte AMeI -AMe3 vorgesehen, die jeweils dem vorbestimmten Wert MSAl, MSA2 und MSA3 entsprechen, wobei Δ MeO der Maschinendrehzahldifferenz ^ Ne von beispielsweise 40 U/min /TDC entspricht und Me3 der Differenz A Ne von beispielsweise 200 U/min /TDC entspricht. Der Wert TSA i, j ist so eingestellt, daß er kleiner wird, wenn die Zahl i größer und j kleiner wird.

Beim Schritt 50 wird die Einstellzeitperiode TSA für den Schußluftzeitgeber tSA unter Verwendung der Werte bei den Schritten 48 und 49 erhaltenen Werte TSAE und TSAM entsprechend der folgenden Gleichung (5) berechnet.

TSA = TSAM + TSAE (5)

Beim Schritt 51 wird dann der Schußluftzeitgeber tSA während der eingestellten Periode TSA betätigt, und dann schreitet das Programm zum Schritt 52 fort. Beim gg Schritt 52 wird bestimmt, ob die eingestellte Zeitperiode TSA des Zeitgebers tSA verstrichen ist oder nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung verneinend oder Nein ist, schreitet das Programm zum Schritt 53 fort,

wo das bei den Schritten 6 und 8 in Fig. 3 eingestellte Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung des Steuerventils 6 durch den vorbestimmten Wert DSA (100%) ersetzt wird, woraufhin die Beendigung des Programms erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt (zur Zeit t'2 in Fig. 2) wird die Schußluftsteuerung beim Schritt 11 in Fig. 3 durch Öffnen des Steuerventils 6 mit dem wie oben beschrieben bestimmten Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung bewirkt.

Bei der nächsten Schleife sollte die Antwort auf die Frage beim Schritt 40 in Fig. 4 bestätigend oder Ja sein, und dann springt das Programm zum Schritt 52, um zu bestimmen, ob die eingestellte Zeitperiode TSA verstrichen ist oder nicht. Wenn die Antwort verneinend oder Nein ist, d.h. wenn die eingestellte Zeitperiode TSA nicht verstrichen ist, wird der Schritt 53 wiederholt, wobei das Tastverhältnis DOUT der Ventilöffnung auf den vorbestimmten Wert DSA eingestellt wird. Die Schußluftsteuerung wird schließlich während der eingestellten Zeitperiode TSA ausgeführt.

Wenn beim Schritt 52 bestimmt wird, daß die eingestellte Zeitperiode TSA beim Zeitgeber tSA verstrichen ist, überspringt das Programm den Schritt 53 und wird dann beendet. Um dies genauer darzulegen, das Ventil 6 wird beim Schritt 11 in Fig. 3 mit dem beim Schritt 2, 6, 8 oder 9 eingestellten Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung geöffnet.

Wenn beim Schritt 47 in Fig. 4 bestimmt wird, daß der

Wert ΔMe kleiner als der vorbestimmte Wert AMeSA ist, schreitet das Programm zum Schritt 52 fort, da sich die Maschine dann in einem Zustand mit geringer Verlangoc samung befindet. Bei einer derartigen Gelegenheit wird beim Schritt 51 bestimmt, daß der Zeitgeber tSA unwirksam sein soll, so daß das Ergebnis der Bestimmung beim

Schritt 52 bestätigend oder Ja ist. Dann überspringt das Programm den Schritt 53 und wird beendet. Das Tastverhältnis DOUT für die Ventilöffnung wird durch den vorbestimmten Wert DSA nicht ersetzt.

Zusammengefaßt bezieht sich somit die Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern der Ventilöffnungsperiode eines Steuerventils zum Steuern einer Menge zusätzlicher Luft, die einer Brennkraftmaschine während des Leerlaufs in einem Rückkopplungsbetrieb in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Wert der tatsächlichen Maschinendrehzahl und einem gewünschten Leerlaufdrehzahlwert zugeführt wird. Wenn die Maschine bei voll geschlossenem Drosselventil verlangsamt, wird bestimmt, über welchen aus einer Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte, die höher als der gewünschte Leerlaufdrehzahlwert sind, die Maschinendrehzahl abgefallen ist, und es wird bei einer der vorbestimmten Maschinendrehzahlen eine Abnahmerate der Maschinendrehzahl detektiert.

Es wird eine Menge zusätzlicher Luft bestimmt, die dem einen detektierten vorbestimmten Maschinendrehzahlwert und der detektierten Abnahmerate entspricht, worauf basierend das Steuerventil geöffnet wird. Vorzugsweise wird die vorbestimmte Ventilöffnungsperiode in Abhängigkeit von einer Größe der auf die Maschine gegebenen Last einer elektrischen Einrichtung korrigiert.

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. WeICKMa-K₄N, Dipl.?Pkys. Dr, Ks^

Dipl.-Ing. F. A.Weickmänn," Dipl.-Chem. iß. Huber Dr.-Ing. H. LisKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

p_reKÖ 8000 MÜNCHEN 86 2 U₁

POSTFACH 860 820

MOHLSTRASSE 22

TELEFON (0 89) 98 03 52

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TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

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Rückkopplungssteuerungsverfahren für die Leerlaufdrehzahl bei Brennkraftmaschinen

Ansprüche

\J Verfahren zur Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr, einem im Ansaugrohr angeordneten Drosselventil, einem das Drosselventil im Ansaugrohr umgehenden Zusatzluftkanal und einem im Zusatzluftkanal angeordneten Steuerventil zum Steuern einer der Maschine zuzuführenden Menge zusätzlicher Luft, wobei die Drehzahl der Maschine während des Leerlaufbetriebs der Maschine detektiert wird und die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils auf die Weise eines Rückkopplungsbetriebs in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der detektierten Maschinendrehzahl und einem gewünschten Leerlaufdrehzahlwert gesteuert wird, gekennzeichnet durch die Schritte, daß

(a) eine Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte eingestellt wird, die höher als der gewünschte Leerlaufdrehzahlwert sind;

(b) bestimmt wird, über welchen aus der Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte die Maschinendreh-

zahl abgefallen ist, wenn die Maschine zum gewünschten Leerlaufdrehzahlwert hin verlangsamt;

(c) eine Abnahmerate der Maschinendrehzahl bei einem der

vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte detektiert

wird, in bezug auf den bestimmt worden ist, daß die Maschinendrehzahl über ihn abgefallen ist;

(d) eine Menge zusätzlicher Luft bestimmt wird, die vom Steuerventil entsprechend dem einen beim Schritt (b)

_ bestimmten Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte und der beim Schritt (c) detektierten Abnahmerate zuzuführen ist; und

(e) das Steuerventil zum Öffnen basierend auf der

beim Schritt (d) bestimmten Menge zusätzlicher Luft angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Steuerventil zugeführte Menge zusätzlicher Luft auf einen kleineren Wert eingestellt wird, wenn der eine beim Schritt (b) detektierte Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte dichter beim gewünschten Leerlaufdrehzahlwert liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Menge der vom Steuerventil zugeführten zusätzlichen Luft auf einen größeren Wert eingestellt wird, wenn die beim Schritt (c) detektierte Abnahmerate der Maschinendrehzahl größer ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil nur geöffnet wird, wenn die beim Schritt (c) detektierte Abnahmerate der Maschinendrehzahl größer als ein vorbestimmter Wert ist.
5. Verfahren zur Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr,

* einem im Ansaugrohr angeordneten Drosselventil, einem das Drosselventil im Ansaugrohr umgehenden Zusatzluftkanal, einem im Zusatzluftkanal angeordneten Steuerventil zum Steuern einer der Maschine zuzuführenden

° Menge zusätzlicher Luft und zumindest einer durch die Maschine angetriebenen elektrischen Einrichtung, wobei die Drehzahl der Maschine während des Leerlaufbetriebs der Maschine detektiert wird und die Ventilöffnungsperiode des Steuerventils auf die Weise eines Rückkopplungsbetriebs in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem detektierten Maschinendrehzahlwert und einem gewünschten Leerlaufdrehzahlwert gesteuert wird, gekennzeichnet durch die Schritte, daß

(a) eine Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte

eingestellt wird, die höher als der gewünschte Leerlaufdrehzahlwert sind;

(b) eine Größe einer durch die elektrische Einrichtung 2Q an die Maschine angelegten Last detektiert wird, wenn die Maschine zu der gewünschten Leerlaufdrehzahl hin verlangsamt;

(c) bestimmt wird, über welchen aus der Anzahl vorbestimmter Maschinendrehzahlwerte die Maschinendrehzahl abgefallen ist, wenn die Maschine zum gewünschten Leerlaufdrehzahlwert verlangsamt;

(d) eine Abnahmerate der Maschinendrehzahl bei einem der vorbestimmten Maschinendrehzahlwerte detektiert wird, in bezug auf den festgestellt worden ist, daß

die Maschinendrehzahl über ihn abgefallen ist;

(e) eine Menge zusätzlicher Luft bestimmt wird, die von dem Steuerventil entsprechend dem einen beim Schritt (c) bestimmten Wert der vorbestimmten Maschinendrehzahl-

gg werte und der beim Schritt (d) detektierten Abnahmerate zuzuführen ist;

(f) die beim Schritt (e) bestimmte Menge zusätzlicher Luft in Abhängigkeit von der Größe der beim Schritt (b) detektierten Last der elektrischen Einrichtung korrigiert wird und

(g) das Steuerventil angesteuert wird, um basierend auf der beim Schritt (e) bestimmten Menge zusätzlicher Luft zu öffnen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Maschine eine durch die Maschine angetriebene Generatoreinrichtung für die Zuführung elektrischer Energie zur elektrischen Einrichtung umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der durch die elektrische Einrichtung an die Maschine angelegten Last basierend auf der detektier-

ten Maschinendrehzahl und einem Wert eines Parameters detektiert wird, der die Generatorzustände der Generatoreinrichtung anzeigt.