DE19508466C2 - Leerlaufdrehzahlregelungssystem und Verfahren dafür - Google Patents
Leerlaufdrehzahlregelungssystem und Verfahren dafürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur
Regelung einer Leerlaufdrehzahl eines Motors und insbesondere
zur Regelung der Leerlaufdrehzahl durch gleichzeitige Verände
rung einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Ansaugluftmenge,
die durch ein Leerlaufdrehzahlregelventil strömt, um die Zu
verlässigkeit der Regelung zu verbessern, wenn sich eine Mo
torlast ändert.
Neuerdings verwenden verschiedene Motoren eine Kraft
stoffeinspritzregelung für eine Einspritzeinrichtung und eine
Leerlaufdrehzahlregelung mittels eines Leerlaufdrehzahlregel
ventils, das in einem Kanal oder Durchgang angeordnet ist, der
eine Drosselklappe umgeht.
Bei einer herkömmlichen Leerlaufdrehzahlregelung, wie
in JP-A-60-212 648 offenbart, wird zunächst ein Fehler zwi
schen einer Ist-Motordrehzahl und einer Soll-Leerlaufdrehzahl
berechnet und dann ein Öffnungsgrad des Leerlaufdrehzahlregel
ventils geändert, um den derartig errechneten Fehler zu ver
ringern, wodurch die Ansaugluftmenge verändert wird. Außerdem
wird die derartig veränderte Ansaugluftmenge von einer Luft
mengenmeßeinrichtung ermittelt, und die Kraftstoffeinspritzre
gelung stützt sich auf die derartig ermittelte Ansaugluftmen
ge, um eine von der Einspritzeinrichtung einzuspritzende
Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen, wodurch die Leerlauf
drehzahl auch dann aufrecht erhalten wird, wenn eine Motorlast
sich z. B. infolge des Betriebs einer Klimaanlage ändert.
Eine derartige herkömmliche Regelung hat jedoch ein un
gelöstes Problem, nämlich daß sich die Kraftstoffeinspritzung
verzögert, da die Kraftstoffeinspritzmenge abgeleitet wird,
nachdem die Änderung der Ansaugluftmenge von der Luftmengen
meßeinrichtung ermittelt worden ist. Wenn sich die Motorlast
abrupt ändert, bewirkt deshalb die Verzögerung große Schwankungen
der Motordrehzahl. Außerdem besteht ein weiteres Problem, nämlich dass, wenn das
Leerlaufdrehzahlregelventil im vollständig geöffneten Zustand hängenbleibt, die
Kraftstoffeinspritzmenge übermäßig erhöht wird ebenso wie die Ansaugluftmenge, die über
das Leerlaufdrehzahlregelventil strömt, wodurch auch im Leerlauf das Überdrehen des
Motors bewirkt wird.
Die Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht worden. Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung einer
Leerlaufdrehzahl des Motors bereitzustellen, in dem eine Kraftstoffeinspritzmenge und ein
Öffnungsgrad eines Leerlaufdrehzahlregelventils gleichzeitig geändert werden, wenn eine
Motorlast geändert wird sowie die Motordrehzahl ohne Schwankungen auf einer Soll-
Leerlaufdrehzahl gehalten wird, um dadurch die Zuverlässigkeit der
Leerlaufdrehzahlregelung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Nach der Erfindung wird ein Parameter, für den ein lineares Verhältnis zu einem
Motordrehmoment angenommen wird, verwendet, um eine Kraftstoffeinspritzmenge und
einen Öffnungsgrad eines Leerlaufdrehzahlregelventils gleichzeitig zu berechnen.
Während des Leerlaufzustandes des Motors wird die Verzögerung der
Kraftstoffeinspritzung vermieden, da die Kraftstoffeinspritzmenge sich nicht in Antwort auf
die vom Sensor ermittelte Ansaugluftmenge, sondern auf die Änderung der Motordrehzahl
hin ändert. Dadurch werden die Schwankungen der Motordrehzahl bei Motorlaständerung
beseitigt.
Außerdem wird in dem zufällig auftretenden Fall, wo das Leerlaufdrehzahlregelventil voll
geöffnet hängenbleibt und die Menge der über das Leerlaufdrehzahlregelventil zugeführten
Luft maximal ist, das Überdrehen des Motors vermieden, da die Kraftstoffeinspritzmenge
sich auf die Änderung der Motordrehzahl hin ändert, und deshalb wird die
Kraftstoffeinspritzmenge übermäßig verringert.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines erfin
dungsgemäßen Leerlaufdrehzahlregelungssystems darstellt;
Fig. 2(a) ist eine erläuternde Ansicht^, die eine Ga-
Ne-Tabelle darstellt, die bei der erfindungsgemäßen Leerlauf
regelung verwendet wird;
Fig. 2(b) ist eine erläuternde Ansicht, die eine Bezie
hung zwischen der Ansaugluftmenge pro Ansaughub und einem An
saugluftdruck;
Fig. 2(c) ist eine erläuternde Ansicht, die eine Wir
kungsgradtabelle darstellt, die bei der erfindungsgemäßen
Leerlaufregelung verwendet wird;
Fig. 3 ist ein Ablaufplan, der die erfindungsgemäße
Leerlaufregelung darstellt;
Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm der erfindungsgemäßen Leer
laufregelung;
Fig. 5(a) ist eine erläuternde Ansicht, die eine Ände
rung der Motordrehzahl während des Startens des Motors dar
stellt; und
Fig. 5(b) ist eine erläuternde Ansicht, die eine Ände
rung der Motordrehzahl nach dem Durchdrehen darstellt.
Die bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 1 wird der Aufbau eines Motoransaugsystems be
schrieben. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen 4-
Zylindermotor. Als das Ansaugsystem des Motors 1 ist ein Luft
filter 2 über ein Ansaugrohr 3 mit einem Drosselklappengehäuse
5, das eine Drosselklappe 4 aufweist, verbunden. Das Drossel
klappengehäuse 5 ist mit einer Ansaugöffnung jedes Zylinders
des Motors 1 über eine Kammer 6 und einen Ansaugverteiler 7
verbunden. Eine Einspritzeinrichtung für die Kraftstoffein
spritzung ist im Ansaugverteiler 7 angeordnet. Das Leerlauf
drehzahlregelventil 10 ist in einem Kanal 9 installiert, der
die Drosselklappe 4 umgeht, und zwar zum Steuern einer Ansaug
luftmenge, die während des Leerlaufs, wenn die Drosselklappe 4
vollständig geschlossen ist, über das Leerlaufdrehzahlregel
ventil 10 geführt wird und in den Zylinder strömt.
Eine Luftmengenmeßeinrichtung 11 zum Messen einer An
saugluftmenge Q ist nach dem Luftfilter 2 angeordnet. Der Motor
1 ist mit einem Kurbelwinkelsensor 12 zum Ermitteln einer
Motordrehzahl Ne versehen. Ein Drucksensor 13 zum Ermitteln
eines Ansaugluftdrucks PO (eines absoluten Drucks) ist an der
Kammer 6 nach der Drosselklappe 4 vorgesehen. Signale von die
sen Sensoren werden in eine Regelungseinheit 20 eingegeben.
Insbesondere während des Leerlaufs werden Signale vom Kurbel
winkelsensor 12 und vom Ansaugluftdrucksensor 13 von der Rege
lungseinheit 20 verarbeitet, um ein Wirkungsgradsignal an das
Leerlaufdrehzahlregelventil 10 und ein Einspritzsignal an die
Einspritzeinrichtung 8 auszugeben.
Bevor die Einzelheiten der Regelungseinheit 20 be
schrieben werden, wird ein grundlegender Aufbau der erfin
dungsgemäßen Leerlaufdrehzahlregelung beschrieben.
Zunächst kann die Änderung der Motorlast im Leerlauf
durch die Änderung der Motordrehzahl Ne bestimmt werden. In
diesem Fall kann eine Soll-Ansaugluftmenge Ga (Einheit:
g/Zyklus) pro Motorzyklus (nachstehend als Ansaugluftmenge Ga
bezeichnet), die zum Halten der Motordrehzahl Ne auf oder nahe
einer Soll-Leerlaufdrehzahl erforderlich ist, entsprechend der
Motordrehzahl experiementell bestimmt und in Form einer Ga-Ne-
Tabelle definiert werden, wie in Fig. 2(a) dargestellt. Wenn
sich demzufolge die Motordrehzahl aufgrund der Änderung der
Motorlast ändert, wird die Soll-Ansaugluftmenge Ga aus der Ga-
Ne-Tabelle entsprechend der Änderung der Motordrehzahl abge
leitet, und eine Kraftstoffeinspritzmenge Gf pro Motorzyklus
kann unmittelbar auf der Grundlage der abgeleiteten Soll-
Ansaugluftmenge Ga und eines Soll-Kraftstoff-Luft-Verhält
nisses S im Leerlauf mit der folgenden Gleichung berechnet
werden:
Gf = Ga/S (1)
Um die Ga-Ne-Tabelle zu erzeugen, wird zunächst eine
Ansaugluftmenge GaO pro Motorzyklus, die erforderlich ist, um
bei der Soll-Leerlaufdrehzahl NeO ein Motordrehmoment im
Gleichgewicht mit einer Reibung des Motors zu erzeugen, expe
rimentell ermittelt. Dann wird mit dieser Ansaugluftmenge GaO
als der zentralen Zahl die Ga-Ne-Tabelle so konfiguriert, daß
folgendes gilt: Je kleiner die Motordrehzahl, desto größer die
Ansaugluftmenge Ga, und je größer die Motordrehzahl, desto
kleiner die Ansaugluftmenge Ga. Wenn man nun den Fall annimmt,
wo die Motorreibung aufgrund der Erhöhung der Motorlast sich
vergrößert, wie in Fig. 2(a) dargestellt, wird die Ansaugluft
menge Ga mit der Verringerung der Motordrehzahl entlang einer
charakteristischen Linie in der Ga-Ne-Tabelle erhöht, und ein
erhöhtes Motordrehmoment, das bei der Motordrehzahl Ne1 durch
eine Ansaugluftmenge Ga1 verursacht wird, kommt mit der erhöh
ten Motorreibung ins Gleichgewicht, wodurch die Motordrehzahl
an Ne1 angenähert und auf Ne1 gehalten wird, die ein wenig
kleiner als die Soll-Leerlaufdrehzahl, aber dennoch äquivalent
zu ihr ist.
Außerdem wird ein Öffnungsgrad des Leerlaufdrehzahlre
gelventils 10 auf der Grundlage der derartig ermittelten Soll-
Ansaugluftmenge Ga geregelt sowie der Kraftstoffeinspritzmen
ge. Da die Ansaugluftmenge Ga ein lineares Verhältnis zum An
saugluftdruck PO nach der Drosselklappe 4 hat, wie in Fig.
2(b) dargestellt, kann die Ansaugluftmenge Ga durch den An
saugluftdruck PO in der folgenden Gleichung eingesetzt werden:
Ga = K1.PO - K2 (2)
wobei K1 und K2 Konstante sind. Daher entspricht die Soll-
Ansaugluftmenge Ga in einer vorbestimmten Zeit Δt dem Soll-
Ansaugluftdruck PO(t + Δt). Demzufolge wird geschätzt, daß der
Soll-Ansaugluftdruck PO(t + Δt) dem Druck gleich ist, der ermit
telt wird durch Addieren einer geschätzten Menge Qi(g/s) der
Luft, die in der vorbestimmten Zeit Δt über das Leerlaufdreh
zahlregelventil 10 strömt, mit einem Ist-Ansaugluftdruck PO(t)
und durch Subtrahieren einer geschätzten Menge Qc(g/s) der
Luft, die in der vorbestimmten Zeit Δt in den Zylinder einzu
leiten ist. Diese Beziehung kann durch die folgenden Gleichun
gen beschrieben werden:
PO(t + Δt) = PO(t) + (Qi.Δt - Qc.Δt)/K3 (3)
Qc = 4.Ga.(Ne/2).(1/60) (4)
wobei K3 eine Konstante ist, die auf der Zustandsgleichung be
ruht und Qc ein Wert für den 4-Zylindermotor ist. Auf der
Grundlage dieser Beziehung kann die geschätzte Menge Qi der
Luft berechnet werden, die über das Leerlaufdrehzahlregelven
til 10 strömt und auf deren Grundlage ein Öffnungsgrad des
Leerlaufdrehzahlregelventils 10 bestimmt wird.
Wenn die Motorlast verändert wird, können auf diese
Weise die Kraftstoffeinspritzmenge Gf und der Öffnungsgrad des
Leerlaufdrehzahlregelventils 10 gleichzeitig geregelt werden.
Um die oben beschriebene Logik der Steuerung durchzu
führen, ist die Regelungseinheit 20 funktionell folgendermaßen
aufgebaut.
Die Regelungseinheit 20 weist einen Soll-
Ansaugluftmengenbestimmungsblock 21 auf, der die Motordrehzahl
Ne vom Kurbelwinkelsensor 12 erhält und eine Soll-
Ansaugluftmenge Ga (Einheit: g/Zyklus) pro Motorzyklus aus der
Ga-Ne-Tabelle entsprechend der eingegebenen Motordrehzahl Ne
liefert, wenn ein Leerlaufzustand des Motors bestimmt wird.
Die Ansaugluftmenge Ga wird in den Kraftstoffeinspritzmengen
berechnungsblock 22 eingegeben, wobei eine Kraftstoffein
spritzmenge Gf pro Motorzyklus auf der Grundlage der oben be
schriebenen Gleichung (1) berechnet wird. Dann gibt der Kraft
stoffeinspritzmengenberechnungsblock 22 ein Kraftstoffein
spritzsignal, das die berechnete Kraftstoffeinspritzmenge Gf
anzeigt, an die Einspritzeinrichtung 8 aus.
Außerdem werden die Motordrehzahl Ne, die Ansaugluft
menge Ga und der Ansaugluftdruck, der vom Drucksensor 13 er
mittelt wird, in einen Durchgangsluftmengenberechnungsblock 23
eingegeben, um die geschätzte Menge Qi der Luft zu berechnen,
die in der vorbestimmten Zeit Δt über das Leerlaufdrehzahlre
gelventil 10 strömt, und zwar auf der Grundlage der oben be
schriebenen Gleichungen (2) bis (4).
Die geschätzte Menge Qi der Luft, die über das Leer
laufdrehzahlregelventil 10 strömt, und der Ist-Ansaugluftdruck
PO(t) werden an einen Öffnungsgradeinstellblock 24 übergeben,
um aus der Wirkungsgradtabelle gemäß Fig. 2c einen Wirkungs
grad D in Form von Impulssignalen, die an das Leerlaufdreh
zahlregelventil 10 zu übergeben sind, abzuleiten. Der Wir
kungsgrad D entspricht dem Öffnungsgrad des Leerlaufdrehzahl
regelventils 10. In der Wirkungsgradtabelle wird der Wirkungs
grad D als ansteigende Funktion in bezug auf die berechnete
Menge Qi der Luft, die über das Ventil 10 strömt, festgelegt.
Ferner wird außerdem der Wirkungsgrad D als eine ansteigende
Funktion in bezug auf den Ansaugluftdruck PO(t) festgelegt, da
die Menge der Luft, die über das Ventil 10 strömt, sich im we
sentlichen in Abhängigkeit von der Größe des Ansaugdrucks,
insbesondere einer Druckdifferenz zwischen dem Ansaugdruck und
einem atmosphärischen Druck, ändert.
Unter anderen Betriebsbedingungen, als sie beim Leer
lauf bestehen, wird im allgemeinen das Leerlaufdrehzahlregel
ventil 10 vollständig geschlossen, nämlich D = 0%, und die
Kraftstoffeinspritzmenge wird auf die normale Art und Weise
auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Ansaugluftmenge,
die von der Luftmengenmeßeinrichtung 11 gemessen wird, berech
net.
Als nächstes wird der Betrieb des oben beschriebenen
Leerlaufregelungssystems mit Bezug auf den Programmablaufplan
gemäß Fig. 3 und das Zeitdiagramm gemäß Fig. 4 beschrieben.
Zunächst wird in Schritt S1 festgestellt, ob der Motor
1 im Leerlauf zustand ist. Wenn der Motor 1 im Leerlauf zustand
ist, geht der Ablauf weiter mit Schritt S2, wo die Ist-
Motordrehzahl Ne und der Ist-Ansaugluftdruck PO(t) aus dem
Kurbelwinkelsensor 12 bzw. dem Ansaugluftdrucksensor 13 gele
sen wird. Danach wird in Schritt S3 die Soll-Ansaugluftmenge
Ga pro Motorzyklus aus der Ga-Ne-Tabelle gemäß Fig. 2a ent
sprechend der Motordrehzahl Ne, die in Schritt S2 gelesen
wird, abgeleitet. Danach wird in Schritt S4 die Kraftstoffein
spritzmenge Gf aus der derartig abgeleiteten Soll-
Ansaugluftmenge Ga und dem Soll-Kraftstoff-Luft-Verhältnis S
mit der Gleichung (1) berechnet.
Außerdem wird in Schritt S5 der Soll-Ansaugluftdruck
PO(t + Δt) in der vorbestimmten Zeit Δt aus der Soll-
Ansaugluftmenge Ga auf der Grundlage der Gleichung (2) berech
net. Dann wird in Schritt S6 die geschätzte Menge Qi der Luft,
die in der vorbestimmten Zeit Δt über das Leerlaufregelventil
10 strömt, berechnet aus dem Ist-Ansaugluftdruck PO(t), der in
Schritt S2 gelesen wird, dem Soll-Ansaugluftdruck PO(t + Δt),
der in Schritt S5 berechnet wird, und der Menge Qc der Luft,
die in den Zylinder einzuleiten ist, und zwar auf der Grundla
ge der Gleichungen (3) und (4). Im nachfolgenden Schritt S7
wird der Wirkungsgrad D in Form der Impulssignale, die an das
Leerlaufdrehzahlregelventil 10 zu übergeben sind, aus der Wirkungsgradtabelle
gemäß Fig. 2c entsprechend der geschätzten
Menge Qi der Luft, die über das Leerlaufdrehzahlregelventil 10
strömt und die in Schritt S6 berechnet wird, und dem Ist-
Ansaugluftdruck PO(t), der in Schritt S2 gelesen wird, berech
net.
Wenn sich bei der oben beschriebenen Leerlaufdrehzahl
regelung die Motorlast erhöht, werden die Kraftstoffeinspritz
menge Gf und der Öffnungsgrad des Leerlaufdrehzahlregelventils
10 gleichzeitig unmittelbar erhöht, so daß sich das Motor
drehmoment erhöht, um mit der erhöhten Motorreibung nahe der
Soll-Leerlaufdrehzahl im Gleichgewicht zu sein.
Gemäß dem Zeitdiagramm in Fig. 4 wird die Motordrehzahl
Ne durch eine bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge Gf und einen
bestimmten Wirkungsgrad D, angezeigt durch einen Punkt A in
Fig. 2c, bis zu einer Zeit t1 auf der Soll-Leerlaufdrehzahl N1
gehalten. In dem Fall, wo sich die Motorlast zwischen der Zeit
t1 und t2 z. B. in Folge des Betriebs der Klimaanlage erhöht,
fällt die Motordrehzahl Ne ab, wie durch die gestrichelte Li
nie dargestellt. Erfindungsgemäß wird jedoch die Soll-Ansaug
luftmenge Ga pro Motorzyklus durch die Ga-Ne-Tabelle bei der
Verringerung der Motordrehzahl Ne erhöht, und deshalb wird die
Kraftstoffeinspritzmenge Gf erhöht. Außerdem wird die ge
schätzte Menge Qi der Luft, die über das Leerlaufdrehzahlre
gelventil 10 strömt, auch erhöht aufgrund der Erhöhung der
Soll-Ansaugluftmenge Ga, und deshalb erhöht sich der Wirkungs
grad D allmählich, wie durch B und C in Fig. 2(c) angezeigt.
Es wird also verhindert, daß die Motordrehzahl übermäßig ab
fällt, und sie wird auf der Soll-Leerlaufdrehzahl Ni gehalten.
Die erfindungsgemäße Leerlaufdrehzahlregelung funktio
niert sowohl beim Starten des Motors als auch beim Durchdre
hen. Wie in Fig. 5(a) dargestellt, erhöht sich beim Starten
des Motors die Motordrehzahl Ne glatt auf die Soll-
Leerlaufdrehzahl ohne eine Drehzahlüberschreitung, wie mit der
gestrichelten Linie dargestellt. Außerdem verringert sich nach
dem Durchdrehen die Motordrehzahl Ne allmählich, wie in Fig.
5(b) dargestellt, und das Unterschreiten der Drehzahl, wie mit
einer gestrichelten Linie der Motordrehzahl dargestellt, wird
vermieden.
Wie oben beschrieben, wird die Verzögerung der Kraft
stoffeinspritzung während des Leerlaufzustands des Motors er
findungsgemäß vermieden, da die Kraftstoffeinspritzmenge nicht
auf die Ansaugluftmenge, die vom Sensor ermittelt wird, son
dern auf die Änderung der Motordrehzahl anspricht. Deshalb
sind die Schwankungen der Motordrehzahl bei Motorlaständerung
ausgeschlossen.
Obwohl die Menge der über das Leerlaufdrehzahlregelven
til zugeführten Luft in dem seltenen Fall, wo das Leerlauf
drehzahlregelventil bei voller Öffnung hängenbleibt, maximal
ist, wird auch das Überschreiten der Drehzahl des Motors ver
mieden, da die Kraftstoffeinspritzmenge auf die Änderung der
Motordrehzahl anspricht und die Kraftstoffeinspritzmenge da
durch übermäßig herabgesetzt wird.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform die Soll-
Ansaugluftmenge pro Motorzyklus als Parameter verwendet wird,
um sowohl die Kraftstoffeinspritzmenge als auch den Öffnungs
grad des Leerlaufdrehzahlregelventils zu regeln, kann jede an
dere physische Menge, für die ein lineares Verhältnis zum Mo
tordrehmoment angenommen wird, ebenso verwendet werden. Als
eine solche physische Menge kann ein absoluter Ansaugluftdruck
oder eine absolute Kraftstoffeinspritzmenge verwendet werden.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Regelung einer Leerlaufdrehzahl Ni eines
Motors (1) mit einem Zylinder, einer Einspritzeinrich
tung (8) zum Einspritzen von Kraftstoff, der dem Zylin
der zuzuführen ist, einem Ansaugkanal (3, 6, 7), der zum
Einführen von Luft in den Zylinder am Motor angeordnet
ist, einer Drosselklappe (4), die in dem Ansaugkanal (3,
6) eingesetzt ist, einem Umgehungskanal (9), der paral
lel zum Ansaugkanal (3, 6) die Drosselklappe (4) umgeht,
einem Leerlaufdrehzahlregelventil (10), das in dem Umge
hungskanal (9) eingesetzt ist, zum Einstellen der Luft
menge, die während eines Leerlaufzustands des Motors (1)
in den Zylinder strömt, einem Kurbelwinkelsensor (12)
zum Ermitteln einer Motordrehzahl Ne und Erzeugen eines
Drehzahlsignals, und einem Ansaugluftdrucksensor (13) im
Ansaugkanal (6) stromabwärts der Drosselklappe (4) zum
Erfassen eines Ansaugluftdruckes PO(t) und Erzeugen
eines Drucksignales,
gekennzeichnet durch:
eine Regelungseinheit (20), die auf das Drehzahlsignal und das Drucksignal reagiert, einen Sollwert mindestens eines Parameters bestimmt, der proportional zu einem Motordrehmoment veränderbar ist, das sich im Gleichge wicht zu einer Motorlast befindet, wenn der Motor annä hernd unter vorherbestimmten Leerlaufbedingungen arbei tet und ein Sollwertsignal erzeugt, um gleichzeitig sowohl eine Kraftstoffeinspritzmenge, die von der Ein spritzeinrichtung (8) einzuspritzen ist, als auch einen Öffnungsgrad α des Leerlaufdrehzahlregelventils (10) zu berechnen.
eine Regelungseinheit (20), die auf das Drehzahlsignal und das Drucksignal reagiert, einen Sollwert mindestens eines Parameters bestimmt, der proportional zu einem Motordrehmoment veränderbar ist, das sich im Gleichge wicht zu einer Motorlast befindet, wenn der Motor annä hernd unter vorherbestimmten Leerlaufbedingungen arbei tet und ein Sollwertsignal erzeugt, um gleichzeitig sowohl eine Kraftstoffeinspritzmenge, die von der Ein spritzeinrichtung (8) einzuspritzen ist, als auch einen Öffnungsgrad α des Leerlaufdrehzahlregelventils (10) zu berechnen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine
Ansaugluftmenge Ga pro Motorzyklus ist, die in einem li
nearen Verhältnis zum Motordrehmoment ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter ein ab
soluter Ansaugluftdruck PO ist, der in einem linearen
Verhältnis zum Motordrehmoment ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine
Kraftstoffeinspritzmenge Gf ist, die in einem linearen
Verhältnis zum Motordrehmoment ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Regelungseinheit (20) aufweist:
eine Sollwertsetzeinrichtung (21), die auf die Leerlauf bedingungen anspricht, zum Liefern des Sollwertes des Parameters;
eine Kraftstoffeinspritzberechnungseinrichtung (22) zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge (Gf), die dem Sollwert entspricht und
eine Öffnungsgradbestimmungseinrichtung (24) zum Bestim men des Öffnungsgrades α des Leerlaufdrehzahlregelventi les (10) um eine Luftmenge, die dem Sollwert entspricht, zuzuführen.
eine Sollwertsetzeinrichtung (21), die auf die Leerlauf bedingungen anspricht, zum Liefern des Sollwertes des Parameters;
eine Kraftstoffeinspritzberechnungseinrichtung (22) zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge (Gf), die dem Sollwert entspricht und
eine Öffnungsgradbestimmungseinrichtung (24) zum Bestim men des Öffnungsgrades α des Leerlaufdrehzahlregelventi les (10) um eine Luftmenge, die dem Sollwert entspricht, zuzuführen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Regelungseinheit (20) aufweist:
eine Sollwertsetzeinrichtung (21), die auf das Drehzahl signal anspricht und einen Sollwert mindestens eines Pa rameters (PO(t), Ga, Ne) bestimmt, der proportional zu einem Motordrehmoment veränderbar ist, das sich im Gleichgewicht zu einer Motorlast befindet, wenn der Mo tor annähernd unter vorherbestimmten Leerlaufbedingungen arbeitet und ein Sollwertsignal erzeugt;
eine Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung (22) zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge ent sprechend dem Sollwertsignal, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge von der Einspritzeinrichtung (8) einge spritzt wird,
eine Durchgangsluftmengenberechnungseinrichtung (23), die auf das Drehzahlsignal, das Drucksignal und das Sollwertsignal anspricht, zum Schätzen einer Luftmenge Qi, die über das Leerlaufdrehzahlregelventil (10) strömt und erforderlich ist, um dem Zylinder eine Luftmenge, die dem Sollwert entspricht, zuzuführen und ein Mengen signal erzeugt, und
eine Öffnungsgradbestimmungseinrichtung (24) zum Bestim men eines Öffnungsgrades α des Leerlaufdrehzahlregelven tils (10) entsprechend dem Drucksignal und dem Mengen signal, wobei das Leerlaufdrehzahlregelventil (10) um den bestimmten Öffnungsgrad α geöffnet wird.
eine Sollwertsetzeinrichtung (21), die auf das Drehzahl signal anspricht und einen Sollwert mindestens eines Pa rameters (PO(t), Ga, Ne) bestimmt, der proportional zu einem Motordrehmoment veränderbar ist, das sich im Gleichgewicht zu einer Motorlast befindet, wenn der Mo tor annähernd unter vorherbestimmten Leerlaufbedingungen arbeitet und ein Sollwertsignal erzeugt;
eine Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung (22) zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge ent sprechend dem Sollwertsignal, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge von der Einspritzeinrichtung (8) einge spritzt wird,
eine Durchgangsluftmengenberechnungseinrichtung (23), die auf das Drehzahlsignal, das Drucksignal und das Sollwertsignal anspricht, zum Schätzen einer Luftmenge Qi, die über das Leerlaufdrehzahlregelventil (10) strömt und erforderlich ist, um dem Zylinder eine Luftmenge, die dem Sollwert entspricht, zuzuführen und ein Mengen signal erzeugt, und
eine Öffnungsgradbestimmungseinrichtung (24) zum Bestim men eines Öffnungsgrades α des Leerlaufdrehzahlregelven tils (10) entsprechend dem Drucksignal und dem Mengen signal, wobei das Leerlaufdrehzahlregelventil (10) um den bestimmten Öffnungsgrad α geöffnet wird.
7. Verfahren zur Regelung einer Leerlaufdrehzahl Ni eines
Motors (1) mit einem Zylinder, einer Einspritzeinrich
tung (8), zum Einspritzen von Kraftstoff, der dem Zylin
der zuzuführen ist, einem Ansaugkanal (3, 6, 7), der zum
Einführen von Luft in den Zylinder am Motor angeordnet
ist, einer Drosselklappe (4), die in dem Ansaugkanal (3,
6) eingesetzt ist, einem Umgehungskanal (9), der paral
lel zum Ansaugkanal (3, 6) die Drosselklappe (4) umgeht,
einem Leerlaufdrehzahlregelventil (10), das in dem Umge
hungskanal (9) eingesetzt ist zum Einstellen der Luft
menge, die während eines Leerlaufzustandes des Motors
(1) in den Zylinder strömt, einem Kurbelwinkelsensor
(12) zum Ermitteln einer Motordrehlzahl und einem An
saugluftdrucksensor (13) im Ansaugkanal (6) stromabwärts
der Drosselklappe (4) zum Erfassen eines Ansaugluft
druckes PO(t) mit den Schritten:
- a) Ermitteln einer Motordrehzahl Ne und Erzeugen eines Drehzahlsignales;
- b) Ermitteln eines Ansaugluftdruckes PO(t) und Erzeugen eines Drucksignales
- c) Ableiten eines Sollwertes mindestens eines Parame ters (PO(t), Ga, Gf), der proportional zu einem Motordrehmoment veränderbar ist, das sich im Gleich gewicht zu einer Motorlast befindet, wenn der Motor annähernd unter vorherbestimmten Leerlaufbedingungen arbeitet, als Antwort auf das Drehzahlsignal und das Drucksignal und Erzeugen eines Sollwertsignales, und
- d) Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge, die von der Einspritzeinrichtung (8) einzuspritzen ist und eines Öffnungsgrads α des Leerlaufdrehzahlregelven tils (10) als Antwort auf das Sollwertsignal.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Parameter eine An
saugluftmenge Ga pro Motorzyklus ist, die in einem li
nearen Verhältnis zum Motordrehmoment ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Parameter ein abso
luter Ansaugluftdruck PO ist, der in einem linearen Ver
hältnis zum Motordrehmoment ist.
10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Parameter eine
Kraftstoffeinspritzmenge Gf ist, die in einem linearen
Verhältnis zum Motordrehmoment ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der
Berechnungsschritt die Schritte aufweist:
Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge, die dem Parame ter entspricht als Antwort auf das Sollwertsignal;
Schätzen einer Luftmenge Qi, die über das Leerlaufdreh zahlregelventil (10) strömt, das dem Zylinder eine Luft menge zuführt, die dem Parameter entspricht als Antwort auf das Drehlzahlsignal, das Drucksignal und das Soll wertsignal, und Erzeugen eines Mengensignales; und
Bestimmen des Öffnungsgrades α des Leerlaufdrehzahlre gelventils (10) entsprechend dem Drucksignal und dem Mengensignal, wobei das Leerlaufdrehzahlregelventil (10) um den bestimmten Öffnungsgrad α geöffnet wird.
Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge, die dem Parame ter entspricht als Antwort auf das Sollwertsignal;
Schätzen einer Luftmenge Qi, die über das Leerlaufdreh zahlregelventil (10) strömt, das dem Zylinder eine Luft menge zuführt, die dem Parameter entspricht als Antwort auf das Drehlzahlsignal, das Drucksignal und das Soll wertsignal, und Erzeugen eines Mengensignales; und
Bestimmen des Öffnungsgrades α des Leerlaufdrehzahlre gelventils (10) entsprechend dem Drucksignal und dem Mengensignal, wobei das Leerlaufdrehzahlregelventil (10) um den bestimmten Öffnungsgrad α geöffnet wird.
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